一种用于燃气轮机的端盖组件和燃气轮机的制作方法

1.本发明涉及燃气轮机技术领域，具体地，涉及一种用于燃气轮机的端盖组件和燃气轮机。


背景技术：

2.燃气轮机排出的燃气会在透平出口处会形成剧烈分离的尾迹区，尾迹区的气体流动会造成流动损失，并增加流场的不均匀性，相关技术中，燃气轮机端盖组件后端安装有盖板或者具有锥形面的延伸段，但由于尾迹区流动复杂，相关技术中的盖板或者延伸段导流效果差，使总压损失升高，静压恢复系数降低。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本发明的实施例提出一种用于燃气轮机的端盖组件，该用于燃气轮机的端盖组件能够减小燃气轮机尾迹影响区域，降低总压损失，提高静压恢复系数。
5.本发明的实施例提出一种燃气轮机，该燃气轮机具有尾迹影响区域小、总压损失低、静压恢复系数高的优点。
6.本发明实施例的用于燃气轮机的端盖组件包括：端盖本体；延伸段，所述延伸段设在所述端盖本体的尾端，所述延伸段与所述端盖本体同轴设置，所述延伸段的径向尺寸沿远离所述端盖本体的方向逐渐减小，所述延伸段具有空腔，所述延伸段远离所述端盖本体的一端设有与所述空腔连通的开口。
7.本发明实施例的用于燃气轮机的端盖组件设有空腔以及开口，为燃气轮机尾迹提供了环流空间，因此，能够减小燃气轮机尾迹影响区域，降低总压损失，提高静压恢复系数。
8.在一些实施例中，所述延伸段的外周面为弧形面，且所述延伸段的外周面与所述端盖本体的外周面相切。
9.在一些实施例中，所述空腔为圆柱形，所述空腔与所述端盖本体同轴设置。
10.在一些实施例中，所述空腔的径向尺寸与所述开口的径向尺寸相等，且所述开口与所述空腔同轴设置。
11.在一些实施例中，所述延伸段包括连接端面，所述连接端面连接所述延伸段的外周面与所述空腔的内壁面。
12.在一些实施例中，所述连接端面的法线与所述端盖本体的轴线延伸方向平行。
13.在一些实施例中，所述连接端面为凸弧面。
14.在一些实施例中，所述延伸段与所述端盖本体一体成型。
15.本发明实施例的燃气轮机包括根据上述任一实施例中所述的端盖组件。
16.在一些实施例中，所述燃气轮机还包括排气扩压器，所述排气扩压器环绕所述端盖组件设置，所述排气扩压器包括第一排气段和第二排气段，所述第一排气段位于所述第二排气段的上游，所述延伸段位于所述第一排气段和所述第二排气段的交界处。
附图说明
17.图1是本发明实施例的用于燃气轮机的端盖组件的结构示意图。
18.图2是本发明另一实施例的用于燃气轮机的端盖组件的结构示意图。
19.图3是本发明实施例的用于燃气轮机的端盖组件的延伸段的结构示意图。
20.图4是本发明实施例的燃气轮机的尾气流动示意图。
21.图5是相关技术中的燃气轮机的尾气流动示意图。
22.图6是本发明实施例的燃气轮机的结构示意图。
23.附图标记：
24.端盖组件1；端盖本体11；延伸段12；空腔121；开口122；连接端面123；
25.排气扩压器2；第一排气段21；第二排气段22。
具体实施方式
26.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
27.如图1-图3所示，本发明实施例的用于燃气轮机的端盖组件1包括端盖本体11和延伸段12。
28.延伸段12设在端盖本体11的尾端，延伸段12与端盖本体11同轴设置，延伸段12的径向尺寸沿远离端盖本体11的方向逐渐减小，延伸段12具有空腔121，延伸段12远离端盖本体11的一端设有与空腔121连通的开口122。
29.具体地，如图1所示，端盖本体11的一端(即端盖本体的左端)与燃气轮机的转子轴相连，例如与压气机的输出轴相连，端盖本体11的另一端(即端盖本体的右端)与延伸段12相连。延伸段12与端盖本体11同轴设置，以保证端盖本体11转动带动延伸段12同轴转动。延伸段12的右端设有开口122，且开口122与空腔121连通。
30.可以理解的是，延伸段12的径向尺寸沿远离端盖本体11的方向逐渐减小，可以方便燃气轮机气体的排出，而延伸段12具有空腔121，可以为燃气轮机排出的气体提供较大的环流空间，进而能够减小燃气轮机尾迹影响区域，降低总压损失，提高静压恢复系数。
31.发明人发现，如图5所示，相关技术中燃气轮机的端盖组件后端的排气区域，受气体流速的影响，产生了较大的尾迹影响区域，使总压损失增加，降低了静压恢复系数。如图4所示，本发明实施例的燃气轮机的端盖组件后端的排气区域，由于在延伸段设置了空腔与开口，则沿延伸段的周向以及径向方向上均减小了尾迹影响区域，从而降低了总压损失，提高了降压恢复系数。
32.此外，如图4所示，本发明实施例的燃气轮机的排气区域中的流速分布更加均匀，而延伸段12上设置的空腔121以及开口122还可以起到减小中心死区的效果。
33.由此，本发明实施例的用于燃气轮机的端盖组件1的设置能够减小燃气轮机尾迹影响区域，降低总压损失，提高静压恢复系数。
34.在一些实施例中，延伸段12的外周面为弧形面，且延伸段12的外周面与端盖本体11的外周面相切。
35.具体地，如图1所示，延伸段12的外周面为凸弧面，延伸段12的径向尺寸从左到右逐渐减小，延伸段12的外周面与端盖本体11的外周面相切，从而对排出的气体实现导流作
用。
36.在一些实施例中，空腔121为圆柱形，空腔121与端盖本体11同轴设置。
37.具体地，如图1所示，空腔121呈圆柱形，且空腔121与端盖本体11同轴设置可以使延伸段12整体结构更加均匀，以便延伸段12随主体段转动时更加稳定。
38.当然，空腔121还可以为其它形状，如图1所示，延伸段12的空腔121是为燃气轮机的尾迹提供环流空间，即空腔121可以呈锥形(该锥形空腔121的径向尺寸从左至右逐渐增大)或者其它形状。
39.在一些实施例中，空腔121的径向尺寸与开口122的径向尺寸相等，且开口122与空腔121同轴设置。
40.具体地，如图1所示，延伸段12上设有空腔121，空腔121通过开口122与外界连通，空腔121的径向尺寸与开口122的径向尺寸相等并且同轴设置，从而可以方便加工。
41.可以理解的是，还可以在延伸段12的右端面开设空腔121，则空腔121的右端形成开口122，也就是说，空腔121和开口122可以一次加工成型。
42.在一些实施例中，延伸段12包括连接端面123，连接端面123连接延伸段12的外周面与空腔121的内壁面。
43.可以理解的是，如图1所示，连接端面123的尺寸大小与开口122的尺寸大小有关，即连接端面123尺寸增加，则相应的开口122尺寸减小。
44.需要说明的是，延伸段12的外周面为弧形，可以对燃气轮机排出的气体实现导流作用，并且在连接端面123附近，气体流动会发生变化，即部分气体流动有向空腔121内流动的趋势，也就是说，在延伸段12上设置空腔121以及开口122，可以为燃气轮机尾迹提供环流空间，因此，可以针对不同的燃气轮机，改变空腔121的尺寸以及开口122的尺寸，进而为尾迹提供环流空间。
45.可选地，如图1所示，连接端面123的法线与端盖本体11的轴线延伸方向平行。可以理解的是，如图1所示，连接端面123为平面，连接端面123的法线与左右方向平行。
46.优选地，连接端面123为凸弧面。可以理解的是，如图2所示，连接端面123为向右侧凸起的弧面，进一步地，连接端面123的外周面与延伸段12的外周面相切。也就是说，连接端面123为凸弧面能够进一步提高延伸段12的导流作用，从而可以将燃气轮机排出的部分气体引入孔腔内。
47.在一些实施例中，延伸段12与端盖本体11一体成型。可以理解的是，延伸段12与端盖本体11一体成型可以简化延伸段12的制造以及安装过程，并且还可以是延伸段12与端盖本体11连接强度增加。此外，延伸段12与端盖本体11一体成型还可以保证延伸段12外周面与端盖本体11外周面平滑连接，便于实现稳定的导流效果。
48.本发明实施例的燃气轮机包括根据上述任一实施例中的端盖组件1。
49.具体地，如图6所示，本发明实施例的燃气轮机的端盖组件1设有空腔121以及开口122，为燃气轮机尾迹提供了环流空间，因此，能够减小燃气轮机尾迹影响区域，降低总压损失，提高静压恢复系数。
50.在一些实施例中，燃气轮机还包括排气扩压器2，排气扩压器2环绕端盖组件1设置，排气扩压器2包括第一排气段21和第二排气段22，第一排气段21位于第二排气段22的上游，延伸段12位于第一排气段21和第二排气段22的交界处。
51.具体地，如图6所示，第一排气段21位于第二排气段22的左侧，第二排气段22呈锥形，即第二排气段22的径向尺寸从左到右逐渐增大，以提高扩压效果。
52.可以理解的是，本发明实施例的燃气轮机排出的气体会在端盖组件1后端形成尾迹区，该端盖组件1的延伸段12上开设有空腔121以及开口122，为燃气轮机尾迹提供了环流空间，从而减小燃气轮机尾迹影响区域，降低总压损失，提高静压恢复系数。
53.此外，本发明实施例的燃气轮机的端盖组件1还使排气扩压器2中的流场速度分布更加均匀，因此，还可以进一步提高排气扩压器2的扩压效果。
54.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
55.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
56.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
58.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
59.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种用于燃气轮机的端盖组件，其特征在于，包括：端盖本体；延伸段，所述延伸段设在所述端盖本体的尾端，所述延伸段与所述端盖本体同轴设置，所述延伸段的径向尺寸沿远离所述端盖本体的方向逐渐减小，所述延伸段具有空腔，所述延伸段远离所述端盖本体的一端设有与所述空腔连通的开口。2.根据权利要求1所述的用于燃气轮机的端盖组件，其特征在于，所述延伸段的外周面为弧形面，且所述延伸段的外周面与所述端盖本体的外周面相切。3.根据权利要求1所述的用于燃气轮机的端盖组件，其特征在于，所述空腔为圆柱形，所述空腔与所述端盖本体同轴设置。4.根据权利要求3所述的用于燃气轮机的端盖组件，其特征在于，所述空腔的径向尺寸与所述开口的径向尺寸相等，且所述开口与所述空腔同轴设置。5.根据权利要求2所述的用于燃气轮机的端盖组件，其特征在于，所述延伸段包括连接端面，所述连接端面连接所述延伸段的外周面与所述空腔的内壁面。6.根据权利要求5所述的用于燃气轮机的端盖组件，其特征在于，所述连接端面的法线与所述端盖本体的轴线延伸方向平行。7.根据权利要求5所述的用于燃气轮机的端盖组件，其特征在于，所述连接端面为凸弧面。8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于燃气轮机的端盖组件，其特征在于，所述延伸段与所述端盖本体一体成型。9.一种燃气轮机，其特征在于，包括端盖组件，所述端盖组件为根据权利要求1-8任一项所述的端盖组件。10.根据权利要求9所述的燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机还包括排气扩压器，所述排气扩压器环绕所述端盖组件设置，所述排气扩压器包括第一排气段和第二排气段，所述第一排气段位于所述第二排气段的上游，所述延伸段位于所述第一排气段和所述第二排气段的交界处。

技术总结
本发明提出一种用于燃气轮机的端盖组件和燃气轮机，所述端盖组件包括：端盖本体和延伸段，所述延伸段设在所述端盖本体的尾端，所述延伸段与所述端盖本体同轴设置，所述延伸段的径向尺寸沿远离所述端盖本体的方向逐渐减小，所述延伸段具有空腔，所述延伸段远离所述端盖本体的一端设有与所述空腔连通的开口。本发明用于燃气轮机的端盖组件能够减小燃气轮机尾迹影响区域，降低总压损失，提高静压恢复系数。系数。系数。


技术研发人员：李骁 石
受保护的技术使用者：中国联合重型燃气轮机技术有限公司
技术研发日：2022.12.22
技术公布日：2023/5/16