一种重型燃气轮机进气用导流结构的制作方法

1.本发明属于燃气轮机技术领域，更具体地，涉及一种重型燃气轮机进气用导流结构。

背景技术：

2.在国家倡导节能环保、可持续发展的前提下，燃气电厂的发展形势日益高涨，全球燃气轮机总装机量也在不断扩大，这也促使燃气轮机辅机系统的崛起。燃气轮机进气过滤系统作为最重要的辅机之一，其作为外界空气进入燃气轮机的唯一一道防线，主要功能是通过过滤、除湿等措施为燃气轮机提供满足要求的洁净空气，从而保证燃气轮机的正常运行。
3.重型燃气轮机由于其进气量的要求，进气过滤系统一般设计在高处，而燃气轮机一般设置在地面附近。二者之间存在高度差，且燃气轮机进气口(2)一般水平布置，因而进气过滤系统必须设置从竖直方向到水平方向的流道。同时，重型燃气轮机进气量的要求使得其进气结构尺寸比燃气轮机叶轮更大的多，这使得进气气流在进入燃气轮机前将存在流道减小的情况。如果没有合适的结构、设备对进入燃气轮机的气流进行引导，紊乱的气流势必对燃气轮机的效率产生影响。此外，由于燃气轮机及发电设备的存在，极大地限制流道的空间大小，许多常见的解决方案难以奏效。
4.气流由竖直方向转为水平方向时，气流因撞击壁面，容易产生气流湍流，造成气流扰动，产生能量损失。普通流道针对90
°
转角，一般选择使用类似管道90
°
弯头形式的弧形转弯来减少气流扰动。但是，这种方式下的流道，需要设置一定的转弯半径，这对于重型燃气轮机来说，狭小的空间限制了它的使用。此外，由进气流道进入燃气轮机的流道收缩，由于空间限制，如果直接收缩，流道角度将非常小，变化非常剧烈。而燃气轮机自身叶轮叶片以及其外部壳体，是需要配合合适的进气角以保证燃气轮机效率的。

技术实现要素：

5.针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种重型燃气轮机进气用导流结构，旨在解决针对重型燃气轮机如何使得气流经过狭小的进气流道均匀、平稳进入燃气轮机的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种重型燃气轮机进气用导流结构，包括外壳，所述外壳顶部开设有进气口，所述外壳侧壁开设有与所述进气口方向垂直的出气口，所述出气口连接有向所述外壳外部延伸的外导流部，用于与重型燃气轮机进气端相配合，所述外导流部为圆台形且其大端与所述出气口连接；与所述出气口相对的所述外壳内壁上设置有向所述出气口方向延伸的内导流部，所述内导流部为圆台形且其大端与所述外壳内壁连接；所述外壳内壁设置有导流板，使得从所述进气口进入的气体经过所述导流板和所述内导流部的导流后依次穿过所述出气口和所述外导流部均匀、平稳流出。
7.优选地，所述导流板由均为月牙形的第一曲面板、第二曲面板和第三曲面板组成，
所述第二曲面板的长弧边与所述第一曲面板的短弧边连接，所述第二曲面板的短弧边与所述第三曲面板的长弧边连接，所述第一曲面板的长弧边和所述第三曲面板的短弧边均与所述外壳内壁连接。
8.进一步优选地，所述第三曲面板的短弧边为圆弧形且与所述出气口边缘重合。
9.优选地，所述外导流部与所述内导流部同轴设置。
10.优选地，所述内导流部的小端伸出所述出气口。
11.优选地，所述外壳上开设有通孔，所述通孔与所述内导流部大端可拆卸式密封连接。
12.优选地，所述外壳底面为弧面。
13.优选地，所述外壳内部设置有多个支撑部，用于对所述外壳内壁进行支撑。
14.优选地，所述外壳底部设置有排水孔。
15.优选地，所述外壳上设置有可开闭的维修窗口。
16.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明通过在进气转向的壳体流道中，增加导流部件，将进气转向与导流的结构合二为一，使得结构紧凑，使得该装置能在狭小的空间中，同时完成对气流的转向和导流，保证气流按照合适的方向，均匀、平稳地进入燃气轮机，并在限制空间内，满足流道收缩的前提下，提供合适角度的进气气流，从而减小气体扰动产生的压力损失，进而提升燃气轮机效率。
附图说明
17.图1为本发明实施例重型燃气轮机进气用导流结构的一个视角的结构示意图；
18.图2为本发明实施例重型燃气轮机进气用导流结构的另一个视角的结构示意图；
19.图3为本发明实施例重型燃气轮机进气用导流结构的主视图；
20.图4为本发明实施例重型燃气轮机进气用导流结构的剖视图；
21.图5为本发明实施例重型燃气轮机进气用导流结构的俯视图；
22.图6为本发明实施例导流板的结构示意图；
23.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
24.1-外壳；2-进气口；3-出气口；4-外导流部；5-内导流部；6-导流板，61-第一曲面板，62-第二曲面板，63-第三曲面板；7-支撑部；8-排水孔；9-维修窗口。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.如图1至图5所示，本发明提供的一种重型燃气轮机进气用导流结构包括：外壳1、外导流部4、内导流部5和导流板6。外壳1上开设有一个进气口2和一个出气口3，进气口2和出气口3方向垂直，从进气口2进入的气流在导流结构中经过90
°
转向后从出气口3流出。外导流部4连接出气口3，位于外壳1外部，内导流部5和导流板6位于外壳1内部并与外壳1内壁连接，从进气口2进入导流结构外壳1的气体经过导流板6和内导流部5的导流后依次穿过出气口3和外导流部4均匀、平稳流出。
27.以下结合具体实施例，对上述技术方案详细说明。
28.参见图4，进气口2设置于外壳1顶端，气流来流由此进入导流结构内部；出气口3设置于外壳1侧壁，与进气口2方向垂直。参见图3，本实施例中外壳1的形状为在长方体的基础上将底面改造成弧面，底部为弧形结构有利于导流，使气流更均匀地向出气口3流出。外壳1上部的矩形横截面长度较长，而宽度较窄。长度较长是为了满足重型燃气轮机进气流量的需求，宽度较窄则是由于燃汽轮机结构的限制。
29.参见图2和图6，导流板6设置于外壳1内壁，可由均为月牙形的第一曲面板61、第二曲面板62和第三曲面板63三部分组成，第二曲面板62的长弧边与第一曲面板61的短弧边焊接，第二曲面板62的短弧边与第三曲面板63的长弧边焊接，第一曲面板61的长弧边和第三曲面板63的短弧边均与外壳1内壁焊接，即导流板6与外壳1内壁围成了内部中空结构，导流板6焊接在外壳1内壁上。第一曲面板61和第三曲面板63为经圆锥抽壳后截取部分而制成的曲面结构，第二曲面板62的曲面结构经压制而成。优选地，导流板6靠近出气口3并设于其上方，第三曲面板63的短弧边为圆弧形且与出气口3边缘重合。经过仿真测试，导流板6特殊的表面形状能较好的引导气流转向，使得气流流经该结构时，能尽可能的减少气流的动能损失，使气流在出气口3处有较均匀的流场；同时，该结构还增大了气流的转弯半径，使得气流转弯更顺畅均匀。
30.参见图1、图4和图5，内导流部5为圆台形，设置于出气口3相对的外壳1内壁上并向出气口3方向延伸，其大端与外壳1内壁连接，小端宜伸出出气口3，即内导流部5的高度大于外壳1横截面的宽度，能够更顺利地将导流结构内部的气流导出出气口3。内导流部5通过其外曲面进行导流，为导流结构的主要导流部件。内导流部5既可以为空心结构，也可以为实心结构，为了节省加工材料，使导流结构质量更轻，优选为空心结构。只需导流结构中的气流不进入内导流部5的内部，内导流部5可以是两端封闭；也可以仅小端封闭，大端与外壳1上开设的通孔可拆卸式密封连接，具体地，大端侧有一法兰，与外壳1上通孔处的法兰螺栓连接，法兰连接处设有密封结构，确保气流不从此处泄露。这样的可拆卸式结构，方便必要时从此处进入导流结构内部进行清洁工作。内导流部5的作用：一是引导气流由此彻底进行转向，将竖直方向的进气导流成水平方向的出气；二是通过与外壳1底部的弧形结构以及出气口3配合，将出口流道进行初步的收缩，这种收缩充分利用原有的流道空间而不额外占用外部空间，能在狭小空间下顺利运行。
31.参见图1、图4和图5，外导流部4可为钢板压制而成的圆台形，两端开口，其大端与出气口3连接，小端延伸到外壳1外部，外导流部4大端直径与出气口直径相同，具体尺寸需根据燃气轮机进气角度计算。外导流部4的高度相比内导流部5更低，其作为导流结构出口的导流通道，为气流做最后的引导。同时，外导流部4曲面的倾斜角度与燃气轮机进气的合适角度相适应，保证进气时气流以最适合燃气轮机的角度进入燃气轮机。优选地，参见图3，外导流部4与内导流部5同轴设置，更有利于导流。
32.参见图1或图2，由于实际应用中导流结构的外壳1尺寸较大，为防止外壳1变形，宜在外壳1内部设置多个支撑部7，用于对外壳1内壁进行支撑。具体地，支撑部7可为钢管，多根钢管平行设置于外壳1的两侧壁之间。
33.参见图1，由于导流结构中流道压力的变化可能会导致液体凝结，因此在外壳1底部设置较小的排水孔8，用于排出导流结构内部的液体。
34.作为优选实施例，如图2所示，可在外壳1上设置可开闭的维修窗口9，便于对导流结构内部进行维修，导流结构工作时应关闭维修窗口9。
35.本发明通过上述技术方案的运用，为重型燃气轮机提供了一种结构简单、易于加工和安装的导流结构。通过在进气转向的壳体流道中，增加导流部件，将进气转向与导流的结构合二为一，使得结构紧凑，使得该装置仅利用狭小的空间，就能同时实现对气流的转向和导流，保证气流按照合适的方向，均匀、平稳地进入燃气轮机，并在限制空间内，满足流道收缩的前提下，提供合适角度的进气气流，减小气体扰动产生的压力损失，进而提升燃气轮机效率。
36.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种重型燃气轮机进气用导流结构，其特征在于：包括外壳(1)，所述外壳(1)顶部开设有进气口(2)，所述外壳(1)侧壁开设有与所述进气口(2)方向垂直的出气口(3)，所述出气口(3)连接有向所述外壳(1)外部延伸的外导流部(4)，用于与重型燃气轮机进气端相配合，所述外导流部(4)为圆台形且其大端与所述出气口(3)连接；与所述出气口(3)相对的所述外壳(1)内壁上设置有向所述出气口(3)方向延伸的内导流部(5)，所述内导流部(5)为圆台形且其大端与所述外壳(1)内壁连接；所述外壳(1)内壁设置有导流板(6)，使得从所述进气口(2)进入的气体经过所述导流板(6)和所述内导流部(5)的导流后依次穿过所述出气口(3)和所述外导流部(4)均匀、平稳流出。2.根据权利要求1所述的重型燃气轮机进气用导流结构，其特征在于：所述导流板(6)由均为月牙形的第一曲面板(61)、第二曲面板(62)和第三曲面板(63)组成，所述第二曲面板(62)的长弧边与所述第一曲面板(61)的短弧边连接，所述第二曲面板(62)的短弧边与所述第三曲面板(63)的长弧边连接，所述第一曲面板(61)的长弧边和所述第三曲面板(63)的短弧边均与所述外壳(1)内壁连接。3.根据权利要求2所述的重型燃气轮机进气用导流结构，其特征在于：所述第三曲面板(63)的短弧边为圆弧形且与所述出气口(3)边缘重合。4.根据权利要求1所述的重型燃气轮机进气用导流结构，其特征在于：所述外导流部(4)与所述内导流部(5)同轴设置。5.根据权利要求1所述的重型燃气轮机进气用导流结构，其特征在于：所述内导流部(5)的小端伸出所述出气口(3)。6.根据权利要求1所述的重型燃气轮机进气用导流结构，其特征在于：所述外壳(1)上开设有通孔，所述通孔与所述内导流部(5)大端可拆卸式密封连接。7.根据权利要求1所述的重型燃气轮机进气用导流结构，其特征在于：所述外壳(1)底面为弧面。8.根据权利要求1所述的重型燃气轮机进气用导流结构，其特征在于：所述外壳(1)内部设置有多个支撑部(7)，用于对所述外壳(1)内壁进行支撑。9.根据权利要求1所述的重型燃气轮机进气用导流结构，其特征在于：所述外壳(1)底部设置有排水孔(8)。10.根据权利要求1-9任一所述的重型燃气轮机进气用导流结构，其特征在于：所述外壳(1)上设置有可开闭的维修窗口(9)。

技术总结

本发明属于燃气轮机技术领域，公开了一种重型燃气轮机进气用导流结构，其包括外壳，外壳上开设有相互垂直的进气口和出气口，出气口连接有向外壳外部延伸的外导流部，用于与重型燃气轮机进气端相配合，外导流部为圆台形且其大端与出气口连接；与出气口相对的外壳内壁上设置有向出气口方向延伸的内导流部，内导流部为圆台形且其大端与外壳内壁连接；外壳内壁设置有导流板，使得从进气口进入的气体经过导流板和内导流部的导流后依次穿过出气口和外导流部均匀、平稳流出。本发明通过特殊结构的导流结构，将进气转向与导流合二为一，结构紧凑，在狭小空间内即可实现作用，且经过导流结构的气流可以均匀、平稳流入燃气轮机，从而提高燃气轮机效率。气轮机效率。气轮机效率。