專利名稱：地面燃氣輪機試驗用噴口出口面積調(diào)整結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地面燃氣輪機設(shè)計技術(shù)，涉及對地面燃氣輪機試驗設(shè)備中噴口出口面積調(diào)整結(jié)構(gòu)的改進。
背景技術(shù)：
研制的4MW級分軸式燃氣輪機燃氣發(fā)生器試驗及測試時需使用噴口，并且對噴口出口面積有一定的要求，以確保試驗及測試數(shù)據(jù)的可靠性。在噴口設(shè)計時，通過理論計算確定的噴口面積，通常與實際情況有一定的差異。因此，在實際使用時，需對噴口出口面積進行一定的調(diào)整。目前的方法是參見圖1，噴口外機匣I和噴口內(nèi)機匣2保持同軸，噴口外機匣I和噴口內(nèi)機匣2后端面之間的環(huán)形面積為噴口出口面積。根據(jù)噴口的計算結(jié)果，對噴口后端截面面積按一定的數(shù)值進行分組，再依據(jù)分組的數(shù)據(jù)設(shè)計一系列的面積調(diào)整環(huán)3，面積調(diào)整環(huán)3帶有法蘭，在噴口外機匣I也帶有后端法蘭，面積調(diào)整環(huán)3的法蘭與噴口外機匣I的后端法蘭通過螺栓連接。由于面積調(diào)整環(huán)3的端口尺寸各不相同，通過更換不同的面積調(diào)整環(huán)3，即可改變噴口出口面積。例如圖1中列出5種尺寸不同的面積調(diào)整環(huán)3，可以實現(xiàn)從SI至S5五種不同的噴口出口面積。由于噴口的工作環(huán)境溫度一般在750°C 850°C，材料均需采用高溫合金材料，加上面積調(diào)整環(huán)3的數(shù)量很多，這樣就大幅度增加了研究和制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種低成本的地面燃氣輪機試驗用噴口出口面積調(diào)整結(jié)構(gòu)，以簡化結(jié)構(gòu)，減少高溫合金材料的用量，減低研究和制造成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是地面燃氣輪機試驗用噴口出口面積調(diào)整結(jié)構(gòu)，包括噴口外機匣I和噴口內(nèi)機匣2，噴口外機匣I和噴口內(nèi)機匣2保持同軸，噴口外機匣I和噴口內(nèi)機匣2的后端面之間的環(huán)形面積為噴口出口面積S，其特征在于，噴口外機匣I由前段圓柱形部分、中段錐形部分和尾段圓柱形部分組成，其中前段圓柱形部分的前端敞開，前段圓柱形部分的后端與中段錐形部分的前端焊接成整體，中段錐形部分的后端與尾段圓柱形部分的前端焊接成整體，尾段圓柱形部分的后端為敞開結(jié)構(gòu)；噴口內(nèi)機匣2由錐形段和尾部圓柱段組成，錐形段前端敞開，錐形段后端與尾部圓柱段前端焊接成整體，尾部圓柱段后端為敞開結(jié)構(gòu)，噴口內(nèi)機匣2的尾部圓柱段與噴口外機匣I的尾段圓柱形部分保持同軸，噴口內(nèi)機匣2的尾部圓柱段后端面與噴口外機匣I的尾段圓柱形部分后端面齊平；在噴口外機匣I的尾段圓柱形部分的內(nèi)表面上、鄰接后端面的位置，有沿圓周均布的、結(jié)構(gòu)尺寸相同的2
6個出口面積調(diào)整板4，出口面積調(diào)整板4的外表面與噴口外機匣I的尾段圓柱形部分的內(nèi)表面貼合，出口面積調(diào)整板4的后邊緣與噴口外機匣I的尾段圓柱形部分的后端面齊平，相鄰兩個出口面積調(diào)整板4的間距t=10mm 550mm,出口面積調(diào)整板4的厚度h=2mm 6mm,在每個出口面積調(diào)整板4上有沿圓弧均布的3個調(diào)整板螺釘孔，在噴口外機匣I的尾段圓柱形部分上、與出口面積調(diào)整板4上的調(diào)整板螺釘孔對應(yīng)的位置有外機匣螺釘孔，通過螺釘組件5將出口面積調(diào)整板4固定在噴口外機匣I的尾段圓柱形部分的內(nèi)表面上。本發(fā)明的優(yōu)點是簡化了結(jié)構(gòu)，減少了高溫合金材料的用量，大大降低了地面燃氣輪機試驗用噴口出口面積調(diào)整結(jié)構(gòu)的成本，進而降低了地面燃氣輪機的研究和制造成本。直徑為500mm的傳統(tǒng)面積調(diào)整環(huán)制造為例，其成本至少10萬元，若分為5組，則總投入在50萬元。同時，還需在噴口設(shè)計時，增加噴口外機匣后端法蘭并鉆孔以滿足裝配要求。而采用本發(fā)明后，將出口面積調(diào)整板按厚度分為5個組別制造，全部成本僅在I萬元人民幣左右。而且省略了噴口外機匣后端法蘭，利用噴口外機匣原有的安裝孔做為外機匣螺釘孔固定面積調(diào)整板，節(jié)省了鉆孔工序。不僅節(jié)省了費用，而且提高了工作效率。


圖1是目前的一種地面燃氣輪機試驗用噴口出口面積調(diào)整結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的A向視圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明做進一步詳細說明。參見圖2、3，地面燃氣輪機試驗用噴口出口面積調(diào)整結(jié)構(gòu)，包括噴口外機匣I和噴口內(nèi)機匣2，噴口外機匣I和噴口內(nèi)機匣2保持同軸，噴口外機匣I和噴口內(nèi)機匣2的后端面之間的環(huán)形面積為噴口出口面積S，其特征在于，噴口外機匣I由前段圓柱形部分、中段錐形部分和尾段圓柱形部分組成，其中前段圓柱形部分的前端敞開，前段圓柱形部分的后端與中段錐形部分的前端焊接成整體，中段錐形部分的后端與尾段圓柱形部分的前端焊接成整體，尾段圓柱形部分的后端為敞開結(jié)構(gòu)；噴口內(nèi)機匣2由錐形段和尾部圓柱段組成，錐形段前端敞開，錐形段后端與尾部圓柱段前端焊接成整體，尾部圓柱段后端為敞開結(jié)構(gòu)，噴口內(nèi)機匣2的尾部圓柱段與噴口外機匣I的尾段圓柱形部分保持同軸，噴口內(nèi)機匣2的尾部圓柱段后端面與噴口外機匣I的尾段圓柱形部分后端面齊平；在噴口外機匣I的尾段圓柱形部分的內(nèi)表面上、鄰接后端面的位置，有沿圓周均布的、結(jié)構(gòu)尺寸相同的2 6個出口面積調(diào)整板4，出口面積調(diào)整板4的外表面與噴口外機匣I的尾段圓柱形部分的內(nèi)表面貼合，出口面積調(diào)整板4的后邊緣與噴口外機匣I的尾段圓柱形部分的后端面齊平，相鄰兩個出口面積調(diào)整板4的間距t=10mm 550mm,出口面積調(diào)整板4的厚度h=2mm 6mm，在每個出口面積調(diào)整板4上有沿圓弧均布的3個調(diào)整板螺釘孔，在噴口外機匣I的尾段圓柱形部分上、與出口面積調(diào)整板4上的調(diào)整板螺釘孔對應(yīng)的位置有外機匣螺釘孔，通過螺釘組件5將出口面積調(diào)整板4固定在噴口外機匣I的尾段圓柱形部分的內(nèi)表面上。在實際使用時，地面燃氣輪機試驗用噴口與燃氣輪機燃氣發(fā)生器后端連接，進行試驗及測試，通過試驗及測試形成數(shù)據(jù)確定所需的實際噴口后端面積。改變噴口面積時，通過計算得出所需面積調(diào)整板的數(shù)量、間距t和厚度h，通過螺釘組件5將面積調(diào)整板4固定在噴口外機匣I的尾段圓柱形部分內(nèi)表面上，即可實現(xiàn)所需噴口出口面積的調(diào)整。下表給出本發(fā)明3個實施例的主要參數(shù)。
權(quán)利要求
1.地面燃氣輪機試驗用噴口出口面積調(diào)整結(jié)構(gòu)，包括噴口外機匣(1)和噴口內(nèi)機匣(2)，噴口外機匣(1)和噴口內(nèi)機匣(2)保持同軸，噴口外機匣(1)的和噴口內(nèi)機匣(2)的后端面之間的環(huán)形面積為噴口出口面積S，其特征在于，噴口外機匣(1)由前段圓柱形部分、中段錐形部分和尾段圓柱形部分組成，其中前段圓柱形部分的前端敞開，前段圓柱形部分的后端與中段錐形部分的前端焊接成整體，中段錐形部分的后端與尾段圓柱形部分的前端焊接成整體，尾段圓柱形部分的后端為敞開結(jié)構(gòu)；噴口內(nèi)機匣(2)由錐形段和尾部圓柱段組成，錐形段前端敞開，錐形段后端與尾部圓柱段前端焊接成整體，尾部圓柱段后端為敞開結(jié)構(gòu)，噴口內(nèi)機匣(2)尾部圓柱段與噴口外機匣(1)尾段圓柱形部分保持同軸，噴口內(nèi)機匣(2)尾部圓柱段的后端面與噴口外機匣(1)尾段圓柱形部分的后端面齊平；在噴口外機匣(1)尾段圓柱形部分的內(nèi)表面上、鄰接后端面的位置，有沿圓周均布的、結(jié)構(gòu)尺寸相同的2 6個出口面積調(diào)整板(4)，出口面積調(diào)整板(4)的外表面與噴口外機匣(1尾段圓柱形部分的內(nèi)表面貼合，出口面積調(diào)整板(4)的后邊緣與噴口外機匣(I)尾段圓柱形部分的后端面齊平，相鄰兩個出口面積調(diào)整板(4)的間距t=10mm 550mm，出口面積調(diào)整板(4)的厚度h=2mm 6mm，在每個出口面積調(diào)整板(4)上有沿圓弧均布的3個調(diào)整板螺釘孔，在噴口外機匣(1)尾段圓柱形部分上、與出口面積調(diào)整板(4)上的調(diào)整板螺釘孔對應(yīng)的位置有外機匣螺釘孔，通過螺釘組件(5)將出口面積調(diào)整板(4)固定在噴口外機匣(I)尾段圓柱形部分的內(nèi)表面上。
全文摘要
本發(fā)明屬于地面燃氣輪機設(shè)計技術(shù)，涉及對地面燃氣輪機試驗設(shè)備中噴口出口面積調(diào)整結(jié)構(gòu)的改進。包括噴口外機匣(1)和噴口內(nèi)機匣(2)，其特征在于，在噴口外機匣(1)尾段圓柱形部分的內(nèi)表面上、鄰接后端面的位置，有沿圓周均布的、結(jié)構(gòu)尺寸相同的2～6個出口面積調(diào)整板(4)。本發(fā)明簡化了結(jié)構(gòu)，減少了高溫合金材料的用量，大大降低了地面燃氣輪機試驗用噴口出口面積調(diào)整結(jié)構(gòu)的成本，進而降低了地面燃氣輪機的研究和制造成本。
文檔編號G01M15/02GK103048143SQ20121050145
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者趙理立, 王亞平, 柳景, 何紹川, 龔克, 母本平, 羅必勇, 王進, 竇一濤 申請人:貴州黎陽航空動力有限公司