一种烟气轮机转子叶片叶根冷却保护装置
技术领域
本实用新型涉及冷却保护技术领域，具体为一种烟气轮机转子叶片叶根冷却保护装置。
背景技术
烟气轮机是一个透平装置，用于回收炼油厂催化裂化装置高温带压烟气中的压力势能和热能，转变为机械能。其中主要部件转子、静叶的结构直接影响到烟机的安全使用及运行寿命。烟气轮机在工作时介质为600-700℃含有固体颗粒的高温烟气，其通过静叶后由动叶片将热能及压力能转换为机械能，驱动转子做功。
高温烟气过流部分主要由静叶片及装在轮盘上的转子动叶片等组成，静叶为静止件，转子上的动叶片与轮盘为转动件，两者之间为间隙配合，由于过流介质的温度很高，故在轮盘中心部前端通有冷却蒸汽，对轮盘、动叶片与轮盘连接的部分冷却保护。
在现有的结构中，叶根与榫齿的间隙通道与烟机的流道直接相连，通常在运行过程中蒸汽与烟气混合，造成动叶片叶根部分温度过高，降低动叶片材料的使用强度，发生叶片叶根的断裂事故。同时大量的蒸汽进入流道，动叶片叶身部位产生涡流，加剧叶片磨损，降低转子使用寿命，同时也降低了烟气轮机的效率。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
本实用新型所要解决的技术问题是改进了一种动叶片与静叶组件装配的密封装置，将轮盘冷却蒸汽稳定在包括叶根与榫齿在内的空间内，从而有效的隔离烟气，冷却动叶叶根和轮盘榫齿，提高叶片使用的安全系数，同时最大限度的减少冷却蒸汽对流道流场的影响，避免了涡流带来的摩擦热对于轮盘的超温损害。
(二)技术方案
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：本实用新型属于烟气轮机转子动叶片叶根及轮盘榫槽冷却保护装置，涉及动叶片与静叶组件装配的冷却保护结构，具体说是一种烟气轮机转子叶片叶根冷却保护装置，包括静叶组件、轮盘、动叶片、静叶片及静叶环，所述动叶片与静叶组件之间设有一密封环台，静叶环与动叶片叶根以及轮盘形成有环腔内，所述密封环台将轮盘的冷却蒸汽阻止在环腔内；
所述密封环台是将动叶片设计成叶身与叶根之间的幅板外伸，凸出于动叶片与轮盘装配后的端面，在所有动叶片与轮盘装配后形成一个密封环状台面，环状台面的内侧设有2-6道密封齿；
所述静叶组件包括静叶片和静叶环，在静叶环上装有一蜂窝型密封环，蜂窝型密封环与动叶片上凸出的环状台面相配。
优选的，所述静叶环与轮盘相邻的盘面及轮盘盘面均具有型线。
优选的，所述静叶片幅板与动叶片幅板之间的间隙通道为一顺主气流倾斜的锥形环状通道。
优选的，所述锥形环状通道角度为5°-85°。
进一步，所述锥形环状通道角度为30°-45°。
(三)有益效果
本实用新型提供了一种烟气轮机转子叶片叶根冷却保护装置，具备以下有益效果：
(1)、该烟气轮机转子叶片叶根冷却保护装置，静叶环与轮盘相邻的盘面与轮盘盘面具有相似的型线，保证了轮盘冷却蒸汽在密封前具有逐渐收缩的蒸汽通道，不会产生原专利设备那样的涡流，避免了涡流带来的摩擦热对于轮盘的超温损害。
(2)、该烟气轮机转子叶片叶根冷却保护装置，静叶片幅板与动叶片幅板之间的间隙通道为一顺主气流倾斜的锥形环状通道。避免了轮盘冷却蒸汽延90°方向垂直进入到烟气轮机烟气主流场，使得主气流受到蒸汽的影响改变了主流场流线，一方面降低了烟气轮机效率，另一方面造成催化剂的局部集中，加重了烟机结垢的倾向。而倾斜的锥形环状通道减小了这种影响，提高了效率，降低烟机结垢倾向。
(2)、该烟气轮机转子叶片叶根冷却保护装置，动叶片后端的密封可以取消，仅保留前端密封单独使用，降低了使用时的安装隐患，同时减轻的叶片重量，减小了叶片旋转时的离心力，提升了使用安全系数。
附图说明
图1为本实用新型烟气轮机整体剖面图；
图2为本实用新型密封装置结构示意图；
图3为本实用新型动叶片主视图。
图4为本实用新型现有密封装置结构示意图。
图中：静叶组件1、轮盘2、动叶片3、静叶片4、蜂窝型密封环5、静叶环6、底座7、动叶端面8、动叶片幅板9、A高温烟气、B冷却蒸汽。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，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。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实用新型中的具体含义。
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一个或者更多个该特征。
请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种烟气轮机转子叶片叶根冷却保护装置，包括静叶组件1、轮盘2、动叶片3、静叶片4及静叶环6，且装置的底部固定连接有底座7，动叶片3的叶根3.3表面设有动叶端面8，动叶片3与静叶组件1之间设有一密封环台，静叶环6与动叶片叶根3.3以及轮盘2形成有环腔内，密封环台将轮盘2的冷却蒸汽阻止在环腔内；
密封环台是将动叶片3设计成叶身3.1与叶根3.3之间的幅板外伸且带有一定角度，凸出于动叶片3与轮盘2装配后的端面8，在所有动叶片3与轮盘2装配后形成一个密封环状台面3.2，环状台面3.2的内侧设有2-6道密封齿；
静叶组件1包括静叶片4和静叶环6，在静叶环6上装有一蜂窝型密封环 5，蜂窝型密封环5与动叶片3上凸出的环状台面3.2相配。
作为本实用新型的一种优选技术方案：静叶环6与轮盘2相邻的盘面及轮盘2盘面均具有型线，具体为相似的型线，保证了轮盘冷却蒸汽在密封前具有逐渐收缩的蒸汽通道，不会产生原专利设备那样的涡流，避免了涡流带来的摩擦热对于轮盘的超温损害。
作为本实用新型的一种优选技术方案：静叶片4幅板与动叶片幅板9之间的间隙通道为一顺主气流倾斜的锥形环状通道。
作为本实用新型的一种优选技术方案：锥形环状通道角度为5°-85°。
作为本实用新型的一种进一步优选技术方案：锥形环状通道角度为30° -45°，锥形环状通道其角度从5°到85°，一般在30°到45°之间，避免了轮盘冷却蒸汽延90°方向垂直进入到烟气轮机烟气主流场，使得主气流受到蒸汽的影响改变了主流场流线，一方面降低了烟气轮机效率，另一方面造成催化剂的局部集中，加重了烟机结垢的倾向。而倾斜的锥形环状通道减小了这种影响，提高了效率，降低烟机结垢倾向。
此外，原结构中动叶片3后端的密封可以取消，仅保留前端密封单独使用，降低了使用时的安装隐患，同时减轻的叶片重量，减小了叶片旋转时的离心力，提升了使用安全系数。
综上所述，该烟气轮机转子叶片叶根冷却保护装置，密封冷却结构所需要的冷却介质为过热蒸汽、或热氮气。介质流量控制在200-800Kg/h。
烟气轮机在工作状态时，高温烟气A通过静叶片4、动叶片3做功后排出。轮盘冷却蒸汽B进入轮盘2与静叶组11之间的空腔，从动叶片3与静叶环6 之间的间隙流入流道，起到给轮盘2和动叶叶根3.3的冷却作用。通常轮盘2、动叶端面8、与静叶环6之间是开放式的，这样流道内的高温烟气对轮盘2和动叶叶根3.3就存在温度辐射作用，使动叶叶根3.3温度过高，降低动叶片的使用强度，同时轮盘冷却蒸汽B进入流到后会对烟气产生干扰，使动叶叶身3.1产生冲刷，影响烟气轮机的安全运行。
因此在轮盘2、动叶片3端面与静叶环6之间建立的密封结构使得动叶叶根3.3、轮盘2被保护在轮盘冷却蒸汽腔中，使得轮盘冷却蒸汽B最大程度冷却了动叶叶根3.3和轮盘2，又阻止了轮盘冷却蒸汽B流入流道，保证了烟气轮机的安全运行。
需要说明的是，在本实用新型中，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。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
