一种燃气轮机排气缸结构的制作方法

1.本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机排气缸结构。

背景技术：

2.燃气轮机的基本操作是以空气为工作流体的布雷顿循环：大气流经压缩机使其达到更高的压力；然后，通过将燃料喷入空气并点燃空气来添加能量，从而使燃烧产生高温流；这种高温加压气体进入涡轮机，在此过程中产生轴功输出，用于驱动压缩机。未使用的能量会从废气中散发出来，这些废气可用于外部工作，由排气缸排出。
3.目前，燃气轮机中排气缸的外缸为整体结构，当外扩散器通过柔性支撑板与排气缸的外缸连接时，需在外缸的外壁加工用于安装柔性支撑板的安装面。对于整体外缸结构的方案，如图1所示，第一排气室4与整段外缸配合，为了方便加工该安装面，需要留有足够的加工空间8，从而带来整个外缸的前后法兰面高度落差大，进而导致排气室喇叭口(第一喇叭口10)角度增大，导致刚性过大；还需要设计安装手孔12拆卸外扩散器3中分面螺栓。机组运行时，排气缸外缸温度低，排气室温度高径向变形大，因此排气室径向刚度太大会出现结构失效现象。
4.在中国专利申请文献cn204921169u中，公开了一种燃气轮机排气段结构，其中的排气外缸为整体结构。在中国专利申请文献cn208310856u中，公开了一种燃气轮机排气缸，包括内部锥筒、外部锥筒和导流翼片连接板，导流翼片连接板的一端与内部锥筒的外周固定连接，导流翼片连接板的另一端与外部锥筒的内周固定连接，导流翼片连接板的断面为水滴形结构，导流翼片连接板的内部沿其径向设有若干支撑柱，导流翼片连接板为中空结构，支撑柱设置于中空结构内，支撑柱的两端支撑导流翼片连接板的内壁。
5.现有技术至少存在以下不足：
6.1.排气缸外缸为整体结构，导致外缸的前后法兰面高度落差大，进而导致排气室喇叭口角度增大，导致刚性过大出现结构失效。

技术实现要素：

7.为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种燃气轮机排气缸结构，包括前外缸、后外缸、支撑板、外扩散器和第二排气室，前外缸和后外缸可拆卸地连接；前外缸和后外缸均包括空心圆筒和两个端部；前外缸的第一端部与后外缸的第三端部可拆卸地连接；在与前外缸的第一端部的外侧壁上加工有安装面；支撑板的一端与安装面可拆卸地连接；支撑板的另一端与外扩散器连接；后外缸与第二排气室连接。本发明将排气缸外缸设置为分段结构，在加工安装面并安装支撑板时，先不安装后外缸，使得加工空间不受限，减小了前后外缸高度差，缩小了排气室喇叭口角度，解决了排气室刚性过大失效的问题。
8.本发明提供了一种燃气轮机排气缸结构，包括前外缸、后外缸、支撑板、外扩散器和第二排气室；
9.前外缸和后外缸均包括空心圆筒和两个端部，前外缸的两个端部分别设置在前外
缸的空心圆筒的两端，分别为前外缸的第一端部和前外缸的第二端部；后外缸的两个端部分别设置在后外缸的空心圆筒的两端，分别为后外缸的第三端部和后外缸的第四端部，前外缸的第一端部与后外缸的第三端部可拆卸地连接；
10.在与前外缸的第一端部的外侧壁上加工有安装面；支撑板的一端与安装面可拆卸地连接；支撑板的另一端与外扩散器连接；
11.后外缸与第二排气室连接。
12.优选地，前外缸和后外缸的两个端部的外径均大于各自的空心圆筒的外径。
13.优选地，前外缸的第一端部与后外缸的第三端部通过螺栓连接。
14.优选地，前外缸与后外缸连接后，安装面位于后外缸空心圆筒的内侧。
15.优选地，安装面在前外缸的第一端部的外侧壁上呈凹槽状。
16.优选地，支撑板的一端通过安装座与安装面连接。
17.优选地，支撑板的一端通过螺栓固定在前外缸的安装面处。
18.优选地，支撑板为柔性支撑板。
19.优选地，支撑板的另一端与外扩散器通过安装座连接。
20.优选地，支撑板的另一端与外扩散器通过螺栓固定连接在安装座上。
21.优选地，后外缸的第四端部与第二排气室通过螺栓连接。
22.优选地，所述内扩散器位于所述燃气轮机排气缸结构的内层，与外扩散器中间形成空腔。
23.与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：
24.(1)本发明的燃气轮机排气缸采用分段外缸结构，将外缸设计为可拆卸连接的前外缸和后外缸，在与后外缸连接的前外缸的端部的内侧壁加工有安装面，可以将支撑板安装在安装面上之后，再连接前外缸和后外缸，避免因加工空间的限制，减小了整段外缸内侧安装面的加工难度；
25.(2)本发明的燃气轮机排气缸采用分段外缸结构，减小了对安装面安装时的加工空间的显示，同时避免整个排气缸体前后高度落差大，减小了排气室的喇叭口角度，能保证排气室刚度满足要求；
26.(3)本发明的燃气轮机排气缸采用分段外缸结构，无需再设计安装手孔拆卸外扩散器中分面螺栓。
附图说明
27.图1是现有的燃气轮机排气缸的纵向半剖图，不包括外扩散器以内的部分；
28.图2是沿图1中b-b向的纵向剖视图；
29.图3是本发明的一个实施例的燃气轮机排气缸结构的纵向半剖图；
30.图4是图3中外扩散器及以外部分的放大图；
31.图5是本发明的一个实施例的燃气轮机排气缸结构的正视图；
32.图6是本发明的一个实施例的燃气轮机排气缸结构的立体图；
33.图7是本发明的一个实施例的燃气轮机排气缸结构的左视图；
34.图8是本发明的一个实施例的燃气轮机排气缸结构的右视图；
35.图9是本发明的一个实施例的前外缸的立体图；
36.图10是本发明的一个实施例的外扩散器的立体图；
37.图11是本发明的一个实施例的后外缸的立体图；
38.图12是本发明的一个实施例的排气室结构的立体图；
39.图13是本发明的一个实施例的支撑板的正视图；
40.图14是本发明的一个实施例的支撑板的立体图；
41.图中，
42.1、整段外缸；2、支撑板；3、外扩散器；4、第一排气室；5、前外缸；6、后外缸；7、第二排气室；8、加工空间；9、安装面；10、第一喇叭口；11、第二喇叭口；12、安装手孔；13、内扩散器；14、安装座；15、端部；16、空心圆筒；17、前外缸的第一端部的外侧壁；18、前外缸的第一端部；19、前外缸的第二端部；20、后外缸的第三端部；21、后外缸的第四端部；22、支撑板的一端；23、支撑板的另一端。
具体实施方式
43.根据本发明的一个具体实施方案，结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
44.本发明提供了一种燃气轮机排气缸结构，包括前外缸5、后外缸6、支撑板2、外扩散器3和第二排气室7；
45.前外缸5和后外缸6均包括空心圆筒16和两个端部15，前外缸5的两个端部15分别设置在前外缸5的空心圆筒16的两端，分别为前外缸的第一端部18和前外缸的第二端部19；后外缸6的两个端部15分别设置在后外缸6的空心圆筒16的两端，分别为后外缸的第三端部20和后外缸的第四端部21，前外缸的第一端部18与后外缸的第三端部20可拆卸地连接；
46.在与前外缸的第一端部的外侧壁17上加工有安装面9；支撑板的一端22与安装面9可拆卸地连接；支撑板的另一端23与外扩散器3连接；
47.后外缸6与第二排气室7连接。
48.将外缸设计为可拆卸连接的前外缸5和后外缸6，在与前外缸的第一端部的外侧壁17上加工有安装面9，可以将支撑板2安装在安装面9上之后，再连接前外缸5和后外缸6，避免因加工空间8的限制，减小了整段外缸内侧安装面的加工难度；减小了对安装面9安装时的加工空间的显示，同时避免整个排气缸体前后高度落差大，减小了排气室的喇叭口角度11，能保证排气室刚度满足要求。
49.作为优选实施方式，前外缸5和后外缸6的两个端部15的外径均大于各自的空心圆筒16的外径。
50.作为优选实施方式，前外缸的第一端部18与后外缸的第三端部20通过螺栓连接。
51.作为优选实施方式，前外缸5与后外缸6连接后，安装面9位于后外缸6空心圆筒16的内侧。
52.作为优选实施方式，安装面9在前外缸的第一端部的外侧壁17上呈凹槽状。
53.作为优选实施方式，支撑板的一端22通过安装座14与安装面9连接。
54.作为优选实施方式，支撑板的一端22通过螺栓固定在前外缸6的安装面9处。
55.作为优选实施方式，支撑板2为柔性支撑板。
56.作为优选实施方式，支撑板的另一端23与外扩散器3通过安装座14连接。
57.作为优选实施方式，支撑板的另一端23与外扩散器3通过螺栓固定连接在安装座14上。
58.作为优选实施方式，后外缸的第四端部21与第二排气室7通过螺栓连接。
59.作为优选实施方式，所述内扩散器13位于所述燃气轮机排气缸结构的内层，与外扩散器3中间形成空腔。
60.实施例1
61.根据本发明的一个具体实施方案，下面对本发明的燃气轮机排气缸结构进行详细说明。
62.本发明提供了一种燃气轮机排气缸结构，包括前外缸5、后外缸6、支撑板2、外扩散器3和第二排气室7；
63.前外缸5和后外缸6均包括空心圆筒16和两个端部15，前外缸5的两个端部15分别设置在前外缸5的空心圆筒16的两端，分别为前外缸的第一端部18和前外缸的第二端部19；后外缸6的两个端部15分别设置在后外缸6的空心圆筒16的两端，分别为后外缸的第三端部20和后外缸的第四端部21，前外缸的第一端部18与后外缸的第三端部20可拆卸地连接；
64.在与前外缸的第一端部的外侧壁17上加工有安装面9；支撑板的一端22与安装面9可拆卸地连接；支撑板的另一端23与外扩散器3连接；
65.后外缸6与第二排气室7连接。
66.实施例2
67.根据本发明的一个具体实施方案，下面对本发明的燃气轮机排气缸结构进行详细说明。
68.本发明提供了一种燃气轮机排气缸结构，包括前外缸5、后外缸6、支撑板2、外扩散器3和第二排气室7；
69.前外缸5和后外缸6均包括空心圆筒16和两个端部15，前外缸5的两个端部15分别设置在前外缸5的空心圆筒16的两端，分别为前外缸的第一端部18和前外缸的第二端部19；后外缸6的两个端部15分别设置在后外缸6的空心圆筒16的两端，分别为后外缸的第三端部20和后外缸的第四端部21，前外缸的第一端部18与后外缸的第三端部20可拆卸地连接；
70.在与前外缸的第一端部的外侧壁17上加工有安装面9；支撑板的一端22与安装面9可拆卸地连接；支撑板的另一端23与外扩散器3连接；前外缸5与后外缸6连接后，安装面9位于后外缸6空心圆筒16的内侧；安装面9在前外缸的第一端部的外侧壁17上呈凹槽状；
71.后外缸6与第二排气室7连接；
72.后外缸的第四端部21与第二排气室7通过螺栓连接。
73.实施例3
74.根据本发明的一个具体实施方案，下面对本发明的燃气轮机排气缸结构进行详细说明。
75.本发明提供了一种燃气轮机排气缸结构，包括前外缸5、后外缸6、支撑板2、外扩散器3和第二排气室7；
76.前外缸5和后外缸6均包括空心圆筒16和两个端部15，前外缸5的两个端部15分别设置在前外缸5的空心圆筒16的两端，分别为前外缸的第一端部18和前外缸的第二端部19；后外缸6的两个端部15分别设置在后外缸6的空心圆筒16的两端，分别为后外缸的第三端部
20和后外缸的第四端部21；前外缸5和后外缸6的两个端部15的外径均大于各自的空心圆筒16的外径；
77.前外缸的第一端部18与后外缸的第三端部20可拆卸地连接；
78.在与前外缸的第一端部的外侧壁17上加工有安装面9；支撑板的一端22与安装面9可拆卸地连接；支撑板的另一端23与外扩散器3连接；支撑板的一端22通过安装座14与安装面9连接；支撑板的另一端23与外扩散器3通过安装座14连接；
79.后外缸6与第二排气室7连接。
80.实施例4
81.根据本发明的一个具体实施方案，下面对本发明的燃气轮机排气缸结构进行详细说明。
82.本发明提供了一种燃气轮机排气缸结构，包括前外缸5、后外缸6、支撑板2、外扩散器3和第二排气室7；
83.前外缸5和后外缸6均包括空心圆筒16和两个端部15，前外缸5的两个端部15分别设置在前外缸5的空心圆筒16的两端，分别为前外缸的第一端部18和前外缸的第二端部19；后外缸6的两个端部15分别设置在后外缸6的空心圆筒16的两端，分别为后外缸的第三端部20和后外缸的第四端部21；前外缸5和后外缸6的两个端部15的外径均大于各自的空心圆筒16的外径；
84.前外缸的第一端部18与后外缸的第三端部20可拆卸地连接；
85.在与前外缸的第一端部的外侧壁17上加工有安装面9；前外缸5与后外缸6连接后，安装面9位于后外缸6空心圆筒16的内侧；安装面9在前外缸的第一端部的外侧壁17上呈凹槽状；
86.支撑板的一端22与安装面9可拆卸地连接，支撑板的一端22通过安装座14与安装面9连接；支撑板的另一端23与外扩散器3连接，支撑板的另一端23与外扩散器3通过安装座14连接；
87.后外缸6与第二排气室7连接；后外缸的第四端部21与第二排气室7通过螺栓连接；所述内扩散器13位于所述燃气轮机排气缸结构的内层，与外扩散器3中间形成空腔。
88.实施例5
89.根据本发明的一个具体实施方案，下面对本发明的燃气轮机排气缸结构进行详细说明。
90.本发明提供了一种燃气轮机排气缸结构，包括前外缸5、后外缸6、支撑板2、外扩散器3和第二排气室7；
91.前外缸5和后外缸6均包括空心圆筒16和两个端部15，前外缸5的两个端部15分别设置在前外缸5的空心圆筒16的两端，分别为前外缸的第一端部18和前外缸的第二端部19；后外缸6的两个端部15分别设置在后外缸6的空心圆筒16的两端，分别为后外缸的第三端部20和后外缸的第四端部21；前外缸5和后外缸6的两个端部15的外径均大于各自的空心圆筒16的外径；
92.前外缸的第一端部18与后外缸的第三端部20通过螺栓可拆卸地连接；
93.在与前外缸的第一端部的外侧壁17上加工有安装面9；前外缸5与后外缸6连接后，安装面9位于后外缸6空心圆筒16的内侧；安装面9在前外缸的第一端部的外侧壁17上呈凹
槽状；
94.支撑板2为柔性支撑板；支撑板的一端22与安装面9可拆卸地连接，支撑板的一端22通过螺栓固定在前外缸6的安装面9处；支撑板的另一端23与外扩散器3连接，支撑板的另一端23与外扩散器3通过螺栓固定连接在安装座14上；
95.后外缸6与第二排气室7连接；后外缸的第四端部21与第二排气室7通过螺栓连接；所述内扩散器13位于所述燃气轮机排气缸结构的内层，与外扩散器3中间形成空腔。
96.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种燃气轮机排气缸结构，其特征在于，包括前外缸、后外缸、支撑板、外扩散器和第二排气室；前外缸和后外缸均包括空心圆筒和两个端部，前外缸的两个端部分别设置在前外缸的空心圆筒的两端，分别为前外缸的第一端部和前外缸的第二端部；后外缸的两个端部分别设置在后外缸的空心圆筒的两端，分别为后外缸的第三端部和后外缸的第四端部，前外缸的第一端部与后外缸的第三端部可拆卸地连接；在与前外缸的第一端部的外侧壁上加工有安装面；支撑板的一端与安装面可拆卸地连接；支撑板的另一端与外扩散器连接；后外缸与第二排气室连接。2.根据权利要求1所述的燃气轮机排气缸结构，其特征在于，前外缸和后外缸的两个端部的外径均大于各自的空心圆筒的外径。3.根据权利要求2所述的燃气轮机排气缸结构，其特征在于，前外缸的第一端部与后外缸的第三端部通过螺栓连接。4.根据权利要求1所述的燃气轮机排气缸结构，其特征在于，前外缸与后外缸连接后，安装面位于后外缸空心圆筒的内侧。5.根据权利要求4所述的燃气轮机排气缸结构，其特征在于，安装面在前外缸的第一端部的外侧壁上呈凹槽状。6.根据权利要求5所述的燃气轮机排气缸结构，其特征在于，支撑板的一端通过安装座与安装面连接。7.根据权利要求6所述的燃气轮机排气缸结构，其特征在于，支撑板的一端通过螺栓固定在前外缸的安装面处。8.根据权利要求1所述的燃气轮机排气缸结构，其特征在于，支撑板为柔性支撑板。9.根据权利要求1所述的燃气轮机排气缸结构，其特征在于，支撑板的另一端与外扩散器通过安装座连接。10.根据权利要求9所述的燃气轮机排气缸结构，其特征在于，支撑板的另一端与外扩散器通过螺栓固定连接在安装座上。11.根据权利要求1所述的燃气轮机排气缸结构，其特征在于，后外缸的第四端部与第二排气室通过螺栓连接。12.根据权利要求1-11任一项所述的燃气轮机排气缸结构，其特征在于，所述内扩散器位于所述燃气轮机排气缸结构的内层，与外扩散器中间形成空腔。

技术总结

本发明提供了一种燃气轮机排气缸结构，属于燃气轮机技术领域。本发明包括前外缸、后外缸、支撑板、外扩散器和第二排气室，前外缸和后外缸可拆卸地连接；前外缸和后外缸均包括空心圆筒和两个端部；前外缸的第一端部与后外缸的第三端部可拆卸地连接；在与前外缸的第一端部的外侧壁上加工有安装面；支撑板的一端与安装面可拆卸地连接；支撑板的另一端与外扩散器连接；后外缸与第二排气室连接。本发明将排气缸外缸设置为分体结构，在加工安装面时，先不安装后外缸，使得加工空间不受限，减小了前后外缸法兰高度差，缩小了排气室喇叭口角度，解决了排气室刚性过大失效的问题。了排气室刚性过大失效的问题。了排气室刚性过大失效的问题。