专利名称：地面燃气轮机试验用喷口出口面积调整结构的制作方法
技术领域：
本发明属于地面燃气轮机设计技术，涉及对地面燃气轮机试验设备中喷口出口面积调整结构的改进。
背景技术：
研制的4MW级分轴式燃气轮机燃气发生器试验及测试时需使用喷口，并且对喷口出口面积有一定的要求，以确保试验及测试数据的可靠性。在喷口设计时，通过理论计算确定的喷口面积，通常与实际情况有一定的差异。因此，在实际使用时，需对喷口出口面积进行一定的调整。目前的方法是参见图1，喷口外机匣I和喷口内机匣2保持同轴，喷口外机匣I和喷口内机匣2后端面之间的环形面积为喷口出口面积。根据喷口的计算结果，对喷口后端截面面积按一定的数值进行分组，再依据分组的数据设计一系列的面积调整环3，面积调整环3带有法兰，在喷口外机匣I也带有后端法兰，面积调整环3的法兰与喷口外机匣I的后端法兰通过螺栓连接。由于面积调整环3的端口尺寸各不相同，通过更换不同的面积调整环3，即可改变喷口出口面积。例如图1中列出5种尺寸不同的面积调整环3，可以实现从SI至S5五种不同的喷口出口面积。由于喷口的工作环境温度一般在750°C 850°C，材料均需采用高温合金材料，加上面积调整环3的数量很多，这样就大幅度增加了研究和制造成本。
发明内容
本发明的目的是提出一种低成本的地面燃气轮机试验用喷口出口面积调整结构，以简化结构，减少高温合金材料的用量，减低研究和制造成本。本发明的技术方案是地面燃气轮机试验用喷口出口面积调整结构，包括喷口外机匣I和喷口内机匣2，喷口外机匣I和喷口内机匣2保持同轴，喷口外机匣I和喷口内机匣2的后端面之间的环形面积为喷口出口面积S，其特征在于，喷口外机匣I由前段圆柱形部分、中段锥形部分和尾段圆柱形部分组成，其中前段圆柱形部分的前端敞开，前段圆柱形部分的后端与中段锥形部分的前端焊接成整体，中段锥形部分的后端与尾段圆柱形部分的前端焊接成整体，尾段圆柱形部分的后端为敞开结构；喷口内机匣2由锥形段和尾部圆柱段组成，锥形段前端敞开，锥形段后端与尾部圆柱段前端焊接成整体，尾部圆柱段后端为敞开结构，喷口内机匣2的尾部圆柱段与喷口外机匣I的尾段圆柱形部分保持同轴，喷口内机匣2的尾部圆柱段后端面与喷口外机匣I的尾段圆柱形部分后端面齐平；在喷口外机匣I的尾段圆柱形部分的内表面上、邻接后端面的位置，有沿圆周均布的、结构尺寸相同的2
6个出口面积调整板4，出口面积调整板4的外表面与喷口外机匣I的尾段圆柱形部分的内表面贴合，出口面积调整板4的后边缘与喷口外机匣I的尾段圆柱形部分的后端面齐平，相邻两个出口面积调整板4的间距t=10mm 550mm,出口面积调整板4的厚度h=2mm 6mm,在每个出口面积调整板4上有沿圆弧均布的3个调整板螺钉孔，在喷口外机匣I的尾段圆柱形部分上、与出口面积调整板4上的调整板螺钉孔对应的位置有外机匣螺钉孔，通过螺钉组件5将出口面积调整板4固定在喷口外机匣I的尾段圆柱形部分的内表面上。本发明的优点是简化了结构，减少了高温合金材料的用量，大大降低了地面燃气轮机试验用喷口出口面积调整结构的成本，进而降低了地面燃气轮机的研究和制造成本。直径为500mm的传统面积调整环制造为例，其成本至少10万元，若分为5组，则总投入在50万元。同时，还需在喷口设计时，增加喷口外机匣后端法兰并钻孔以满足装配要求。而采用本发明后，将出口面积调整板按厚度分为5个组别制造，全部成本仅在I万元人民币左右。而且省略了喷口外机匣后端法兰，利用喷口外机匣原有的安装孔做为外机匣螺钉孔固定面积调整板，节省了钻孔工序。不仅节省了费用，而且提高了工作效率。
图1是目前的一种地面燃气轮机试验用喷口出口面积调整结构的示意图。图2是本发明的结构示意图。图3是图2的A向视图。
具体实施例方式下面对本发明做进一步详细说明。参见图2、3，地面燃气轮机试验用喷口出口面积调整结构，包括喷口外机匣I和喷口内机匣2，喷口外机匣I和喷口内机匣2保持同轴，喷口外机匣I和喷口内机匣2的后端面之间的环形面积为喷口出口面积S，其特征在于，喷口外机匣I由前段圆柱形部分、中段锥形部分和尾段圆柱形部分组成，其中前段圆柱形部分的前端敞开，前段圆柱形部分的后端与中段锥形部分的前端焊接成整体，中段锥形部分的后端与尾段圆柱形部分的前端焊接成整体，尾段圆柱形部分的后端为敞开结构；喷口内机匣2由锥形段和尾部圆柱段组成，锥形段前端敞开，锥形段后端与尾部圆柱段前端焊接成整体，尾部圆柱段后端为敞开结构，喷口内机匣2的尾部圆柱段与喷口外机匣I的尾段圆柱形部分保持同轴，喷口内机匣2的尾部圆柱段后端面与喷口外机匣I的尾段圆柱形部分后端面齐平；在喷口外机匣I的尾段圆柱形部分的内表面上、邻接后端面的位置，有沿圆周均布的、结构尺寸相同的2 6个出口面积调整板4，出口面积调整板4的外表面与喷口外机匣I的尾段圆柱形部分的内表面贴合，出口面积调整板4的后边缘与喷口外机匣I的尾段圆柱形部分的后端面齐平，相邻两个出口面积调整板4的间距t=10mm 550mm,出口面积调整板4的厚度h=2mm 6mm，在每个出口面积调整板4上有沿圆弧均布的3个调整板螺钉孔，在喷口外机匣I的尾段圆柱形部分上、与出口面积调整板4上的调整板螺钉孔对应的位置有外机匣螺钉孔，通过螺钉组件5将出口面积调整板4固定在喷口外机匣I的尾段圆柱形部分的内表面上。在实际使用时，地面燃气轮机试验用喷口与燃气轮机燃气发生器后端连接，进行试验及测试，通过试验及测试形成数据确定所需的实际喷口后端面积。改变喷口面积时，通过计算得出所需面积调整板的数量、间距t和厚度h，通过螺钉组件5将面积调整板4固定在喷口外机匣I的尾段圆柱形部分内表面上，即可实现所需喷口出口面积的调整。下表给出本发明3个实施例的主要参数。
权利要求
1.地面燃气轮机试验用喷口出口面积调整结构，包括喷口外机匣(1)和喷口内机匣(2)，喷口外机匣(1)和喷口内机匣(2)保持同轴，喷口外机匣(1)的和喷口内机匣(2)的后端面之间的环形面积为喷口出口面积S，其特征在于，喷口外机匣(1)由前段圆柱形部分、中段锥形部分和尾段圆柱形部分组成，其中前段圆柱形部分的前端敞开，前段圆柱形部分的后端与中段锥形部分的前端焊接成整体，中段锥形部分的后端与尾段圆柱形部分的前端焊接成整体，尾段圆柱形部分的后端为敞开结构；喷口内机匣(2)由锥形段和尾部圆柱段组成，锥形段前端敞开，锥形段后端与尾部圆柱段前端焊接成整体，尾部圆柱段后端为敞开结构，喷口内机匣(2)尾部圆柱段与喷口外机匣(1)尾段圆柱形部分保持同轴，喷口内机匣(2)尾部圆柱段的后端面与喷口外机匣(1)尾段圆柱形部分的后端面齐平；在喷口外机匣(1)尾段圆柱形部分的内表面上、邻接后端面的位置，有沿圆周均布的、结构尺寸相同的2 6个出口面积调整板(4)，出口面积调整板(4)的外表面与喷口外机匣(1尾段圆柱形部分的内表面贴合，出口面积调整板(4)的后边缘与喷口外机匣(I)尾段圆柱形部分的后端面齐平，相邻两个出口面积调整板(4)的间距t=10mm 550mm，出口面积调整板(4)的厚度h=2mm 6mm，在每个出口面积调整板(4)上有沿圆弧均布的3个调整板螺钉孔，在喷口外机匣(1)尾段圆柱形部分上、与出口面积调整板(4)上的调整板螺钉孔对应的位置有外机匣螺钉孔，通过螺钉组件(5)将出口面积调整板(4)固定在喷口外机匣(I)尾段圆柱形部分的内表面上。
全文摘要
本发明属于地面燃气轮机设计技术，涉及对地面燃气轮机试验设备中喷口出口面积调整结构的改进。包括喷口外机匣(1)和喷口内机匣(2)，其特征在于，在喷口外机匣(1)尾段圆柱形部分的内表面上、邻接后端面的位置，有沿圆周均布的、结构尺寸相同的2～6个出口面积调整板(4)。本发明简化了结构，减少了高温合金材料的用量，大大降低了地面燃气轮机试验用喷口出口面积调整结构的成本，进而降低了地面燃气轮机的研究和制造成本。
文档编号G01M15/02GK103048143SQ20121050145
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者赵理立, 王亚平, 柳景, 何绍川, 龚克, 母本平, 罗必勇, 王进, 窦一涛 申请人:贵州黎阳航空动力有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
