一种燃气轮机的轴流压气机的制作方法

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机的轴流压气机。

背景技术：

燃气轮机被公认为世界上最难制造的机械装备，又称制造业“皇冠上的明珠”。由于燃气轮机电站技术先进、效率高、污染少等特点，发达国家一直将其作为战略性产业和高端制造业发展重点，上世纪80年代以来更是大力发展大功率燃气轮机-蒸汽轮机联合循环电厂。而燃气轮机发电技术在我国兴起却是近十几年的事。虽然我国的燃气轮机产业始自上世纪50年代末60年代初，也经历了初期的自主研发，70年代的小高潮，但80年代后进入休眠期。国内企业并不具备大功率燃气—蒸汽联合循环发电厂的设计能力，也并未完全掌握燃气轮机产品的设计和制造技术，后来虽然通过市场换技术的燃气轮机“打捆招标”计划，引进F级、E级燃气轮机及联合循环技术，但并未引进其核心技术。国内燃机制造商由于起步晚，积累少，技术受限等种种原因，在服务市场基本不具话语权。

清华大学燃气轮机研究院院长蒋洪德院士认为，从我国重型燃气轮机目前情况来看，首先要认真学习和消化吸收引进的E/F级天然气燃气轮机制造技术，同时加强燃气轮机基础核心技术的研究开发。从燃气轮机部件的角度分析，当代燃气轮机主要关键技术为多级轴流压气机等。

现代大功率燃气轮机的压气机，由于其涉及技术面广、研制难度大，而且由于缺乏工程实用的设计规范和大量实验数据的支持，更多的依赖个人经验和判断，设计的不确定度更大，一直是燃气轮机发展的瓶颈技术。

技术实现要素：

本实用新型克服了上述现有技术的不足，提供了一种燃气轮机的轴流压气机。本实用新型重新设计了压气机系统的通流结构，采用了十三级压气机的方案，该机组结构更为紧凑，通过采用先进的可控扩散叶型设计和全三维的沿叶高设计，对压气机前面两级叶片全新设计，提高了压气机的进口流量和效率；压气机的后两级叶片采用了端弯技术使流场重新分布，改进了叶片的气动性能，从而提高了压气机的整体效率。转子结构采用整锻加拉杆结构，适应面更广，操作性更强。

本实用新型的技术方案：

一种燃气轮机的轴流压气机，包括机壳、压气机入口、压气机出口和压气机转子；所述机壳一端与固定进气机壳固定连接，所述机壳一端加工有压气机入口，另一端加工有压气机出口；所述压气机转子、一级可转导叶片、动叶片组、静叶片组均处于所述进气机壳和机壳所形成的空间中；

所述固定进气壳体内设置有一级可转导叶片，所述机壳内安装有静叶片组，所述机壳内部还设置有一组压气机转子，所述压气机转子上设置有动叶片组；外界供给的机械能带动所述压气机转子，并带动其上安装的所述动叶片组一起旋转。

进一步的，所述静叶片组包括十三级静叶片，分别为第一级静叶片、第二级静叶片、第三级静叶片、第四级静叶片、第五级静叶片、第六级静叶片、第七级静叶片、第八级静叶片、第九级静叶片、第十级静叶片、第十一级静叶片、第十二级静叶片和第十三级静叶片。

进一步的，所述动叶片组包括十三级动叶片，分别为第一级动叶片、第二级动叶片、第三级动叶片、第四级动叶片、第五级动叶片、第六级动叶片、第七级动叶片、第八级动叶片、第九级动叶片、第十级动叶片、第十一级动叶片、第十二级动叶片和第十三级动叶片；压气机前面两级动叶片和前两级静叶片采用先进的可控扩散叶型设计和全三维的沿叶高设计，压气机的后面两级静叶片采用端弯技术；经过与基础叶型的计算比对，采用可控扩散叶型后压比明显提高，效率指标也有所改善，提高了压气机的通流能力；采用端弯叶片可以提供压气机后面级的工作稳定性，提高压气机的整体性能。

进一步的，所述一级可转导叶片、所述动叶片组和所述静叶片组分别在所述压气机转子的轴线方向上依次交替排列，并在内部形成压气机通道。

进一步的，所述一级可转导叶片包括多只可转导叶片，多只所述可转导叶片相互独立的固定在固定进气机壳上。

进一步的，所述第一级静叶片、第二级静叶片、第三级静叶片、第四级静叶片、第五级静叶片、第六级静叶片、第七级静叶片、第八级静叶片、第九级静叶片、第十级静叶片、第十一级静叶片、第十二级静叶片和第十三级静叶片包括多只静叶片，多只所述静叶片沿圆周方向一只挨着一只安装在固定的机壳上。

进一步的，所述第一级动叶片、第二级动叶片、第三级动叶片、第四级动叶片、第五级动叶片、第六级动叶片、第七级动叶片、第八级动叶片、第九级动叶片、第十级动叶片、第十一级动叶片、第十二级动叶片和第十三级动叶片均包括多只动叶片，多只所述动叶片沿圆周方向互相独立的安装在压气机转子和相应的叶片轮盘上。

进一步的，所述机壳上加工有抽气口。

进一步的，所述压气机转子包括燃气轮机主轴和动叶轮盘组，所述动叶轮盘组沿所述燃气轮机主轴轴向依次排列，通过分布式拉杆连接为一体；所述分布式拉杆依次穿过燃气轮机主轴、动叶片轮盘组的传动定位孔，并与这些孔紧密配合，所述分布式拉杆通过压紧机构将燃气轮机主轴和所述动叶轮盘组轴向压紧。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

本实用新型所述压气机工作时，空气从压气机入口沿轴向流入，经过可转导叶片使气流加速并产生一定方向的切向速度，随后气体进入动叶片组，外界的机械能带动压气机转子旋转并带动安装在所述压气机转子上的动叶片，通过旋转的动叶片组后气体的压力和动能增加。气体从动叶片组出来后进入静叶片组，调整气流方向并进一步增加压力能，最后高压气体沿压气机出口流出压气机。

本实用新型所述机壳上设有抽气口，从压气机中抽出的空气用于燃气轮机其它部件的冷却等；

本实用新型由于所述压气机的前两级的轮毂比较低，拉杆径向位置受到限制，第一至第三级为与转子一体的叶轮；第三至十三级级采用分布式拉杆，第三至十三级叶轮轮盘组合在一起，每个叶轮的轮辐按照等强度原理设计，该结构实现了便利的冷却通道；所述压气机转子的结构由于所有加工面都在零件的外表面，所以叶轮材料上加工、检验、修补的困难以及由它引起的应力集中等的问题和冷却通道的加工精度检验的高要求问题都得到改善。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的压气机转子的结构示意图；

图3是本实用新型的压气机通道的剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

结合图1-图3示，本实施例公开的一种燃气轮机的轴流压气机，包括机壳28、压气机入口30、压气机出口31和压气机转子29；所述机壳28一端与固定进气机壳32固定连接，所述机壳28一端加工有压气机入口30，另一端加工有压气机出口31；所述固定进气壳体内设置有一级可转导叶片14，所述机壳28内安装有静叶片组，所述机壳28内部还设置有一组压气机转子29，所述压气机转子29上设置有动叶片组；

所述压气机转子29、一级可转导叶片14、动叶片组、静叶片组均处于所述固定进气机壳32和机壳28所形成的空间中。

具体的，所述静叶片组包括十三级静叶片，分别为第一级静叶片15、第二级静叶片 16、第三级静叶片17、第四级静叶片18、第五级静叶片19、第六级静叶片20、第七级静叶片21、第八级静叶片22、第九级静叶片23、第十级静叶片24、第十一级静叶片25、第十二级静叶片26和第十三级静叶片27。

具体的，所述动叶片组包括十三级动叶片，分别为第一级动叶片1、第二级动叶片2、第三级动叶片3、第四级动叶片4、第五级动叶片5、第六级动叶片6、第七级动叶片7、第八级动叶片8、第九级动叶片9、第十级动叶片10、第十一级动叶片11、第十二级动叶片12和第十三级动叶片13。

具体的，所述一级可转导叶片14、所述动叶片组和所述静叶片组分别在所述压气机转子29的轴线方向上依次交替排列，并在内部形成压气机通道。

具体的，所述一级可转导叶片14包括多只可转导叶片，多只所述可转导叶片相互独立的固定在固定进气机壳32上。

具体的，所述第一级静叶片15、第二级静叶片16、第三级静叶片17、第四级静叶片 18、第五级静叶片19、第六级静叶片20、第七级静叶片21、第八级静叶片22、第九级静叶片23、第十级静叶片24、第十一级静叶片25、第十二级静叶片26和第十三级静叶片 27包括多只静叶片，多只所述静叶片沿圆周方向一只挨着一只安装在固定的机壳28上。

具体的，所述第一级动叶片1、第二级动叶片2、第三级动叶片3、第四级动叶片4、第五级动叶片5、第六级动叶片6、第七级动叶片7、第八级动叶片8、第九级动叶片9、第十级动叶片10、第十一级动叶片11、第十二级动叶片12和第十三级动叶13片均包括多只动叶片，多只所述动叶片沿圆周方向互相独立的安装在压气机转子29和相应的叶片轮盘上。

具体的，所述机壳28上加工有抽气口。

具体的，所述压气机转子29包括燃气轮机主轴44和动叶轮盘组，所述动叶轮盘组沿所述燃气轮机主轴轴向依次排列，通过分布式拉杆连接为一体；所述分布式拉杆依次穿过燃气轮机主轴44、动叶片轮盘组的传动定位孔，并与这些孔紧密配合，所述分布式拉杆通过压紧机构将燃气轮机主轴和所述动叶轮盘组轴向压紧；所述动叶轮盘组包括十级动叶轮盘，分别为第四级动叶轮盘34、第五级动叶轮盘35、第六级动叶轮盘36、第七级动叶轮盘37、第八级动叶轮盘38、第九级动叶轮盘39、第十级动叶轮盘40、第十一级动叶轮盘41、第十二级动叶轮盘42和第十三级动叶轮盘43。

所示压气机的气流通道在进口处前两级轮毂半径较小，而在流道前部轮毂半径增大，从中间处开始轮毂半径基本相似。所述气流通道主要参数列表如下：

以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。