燃氣輪機中的密封布置的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種燃氣輪機，其包括框架(4)，第一導葉(1)，以及用于密封框架(4)和第一導葉(1)之間的間隙(24，26，44，46)的密封布置，該密封布置包括串聯(lián)地布置在框架(4)和第一導葉(1)之間的兩個密封件。在優(yōu)選的實施例中，密封件中的一個是蜂窩式密封件(3，9)，狗骨式密封件(8)，呼啦圈式密封件(6)或活塞密封件(15)，且另一個密封件是蜂窩式密封件(3，9)，狗骨式密封件(8)，呼啦圈式密封件(6)或活塞密封件(15)。還描述了一種將冷卻流體供給至框架(4)和第一導葉(1)之間的間隙(24，26，44，46)的方法。
【專利說明】
燃氣輪機中的密封布置
技術領域
[0001]本公開涉及燃氣輪機中的密封布置，且具體地涉及包括兩個密封件以密封第一導葉和框架(P i Cture frame)之間的間隙的密封布置。
【背景技術】
[0002]在燃氣輪機中，燃燒器出口的框架和渦輪的第一導葉之間存在間隙。兩零件相對于另一個的移動可以是需要考慮的，而必須在兩零件之間留有間隙以免接觸。該間隙通常排出冷卻空氣。已經(jīng)被認識到的是，改進圍繞該間隙的設計以例如減少冷卻空氣需求是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明限定于隨附的獨立權利要求，現(xiàn)在將參照該權利要求。本發(fā)明的有利的特征在從屬權利要求中陳述。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在此提供了一種燃氣輪機，其包括框架，第一導葉，以及用于密封框架與第一導葉之間的間隙的密封布置，該密封布置包括串聯(lián)地布置在框架和第一導葉之間的兩個密封件。這可有助于減少框架和第一導葉之間的間隙中，尤其在每個框架和第一導葉(搖擺導葉)之間的內(nèi)平臺(內(nèi)直徑)上的泄漏和熱燃氣攝入。特別地，這可以在全工況條件下密封間隙，而不管第一導葉沿軸向和徑向方向(相比于燃氣輪機縱向軸線)兩者的移動。燃氣輪機的關鍵部分(第一導葉和框架)沒有被影響，且該解決方案可對現(xiàn)有燃氣輪機進行翻新改進。兩個密封件的使用也可以提供冗余，使得如果密封件中的一個失效或者一個或兩個密封件性能劣化，該間隙仍可以被密封。最靠近熱燃氣流的密封件可特別地減少熱燃氣的攝入，且最遠離熱燃氣流的密封件可特別地減少和/或控制冷卻流體的流動。
[0005]在一個實施例中，密封件中的一個是蜂窩式密封件(honeycomb seal)，狗骨式密封件(dogbone seal)，呼啦圈式密封件(hula seal)或活塞密封件(piston seal)，而另一個密封件是蜂窩式密封件，狗骨式密封件，呼啦圈式密封件或活塞密封件?；钊芊饧裳a償軸向和徑向的位移，因為活塞可被活塞密封件后活塞容積中的壓力相對第一導葉推動。在一個實施例中，密封件中的一個是蜂窩式密封件，第一導葉包括密封部分，其布置成結合蜂窩式密封件來密封間隙。
[0006]在一個實施例中，密封件中的至少一個是呼啦圈式密封件，且至少一個呼啦圈式密封件中的至少一個是圓錐呼啦圈式密封件。圓錐呼啦圈式密封件可以尤其適用于處理導葉沿軸向和徑向方向(相比于燃氣輪機縱向軸線)的移動。
[0007]在一個實施例中，圓錐呼啦圈式密封件包括內(nèi)部分，多個指部和外部分，其中內(nèi)部分附接至多個指部中的每一個的一端，且外部分附接至多個指部中的每一個的另一端。
[0008]在一個實施例中，密封件中的至少一個是狗骨式密封件，且框架包括承窩以用于保持狗骨式密封件。在一個實施例中，密封件中的至少一個是活塞密封件，活塞密封件包括用于接觸第一導葉的活塞密封件前端，該活塞密封件前端的大部分是該活塞密封件沿相對于燃氣輪機縱向軸線的徑向方向上最寬部分的寬度的至少一半，且該活塞密封件前端具有錐形部分以用于接觸第一導葉。
[0009]在一個實施例中，第一導葉包括第一導葉接觸表面以接觸密封件中的至少一個。在一個實施例中，第一導葉接觸表面平行或基本平行于框架在間隙的相對側上的表面。
[0010]在一個實施例中，第一導葉接觸表面是圓錐的或球狀的。這可以更好的有助于密封間隙。在一個實施例中，第一導葉接觸表面是成角度的，使得第一導葉關于框架的移動的彈性范圍是極小的。這可以最小化間隙寬度且使密封間隙更簡單。
[0011 ]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種冷卻燃氣輪機的方法，該燃氣輪機包括框架，第一導葉，以及用于密封在框架與第一導葉之間的間隙的的密封布置，該密封布置包括串聯(lián)地布置在框架和第一導葉之間的兩個密封件，該方法包括將冷卻流體供給至框架和第一導葉之間的間隙的步驟。這可以吹掃間隙以減小熱燃氣的攝入。
[0012]在一個實施例中，該方法包括在最遠離熱燃氣流的間隙的端部處維持比在間隙的熱燃氣流端處的壓力更高的壓力。
[0013]在一個實施例中，密封件中的至少一個是活塞密封件，且該方法包括將冷卻流體供給到活塞密封件和框架之間的容積中的步驟，使得活塞密封件保持接觸第一導葉。
【附圖說明】
[0014]現(xiàn)在將僅通過舉例且參考附圖來描述本發(fā)明的實施例，在附圖中:
[0015]圖1顯示了包括蜂窩式密封件和圓錐呼啦圈式密封件的本發(fā)明的實施例的橫截面；
[0016]圖2顯示了包括蜂窩式密封件和狗骨式密封件的的本發(fā)明實施例的橫截面；
[0017]圖3顯示了包括兩個蜂窩式密封件的本發(fā)明的實施例的橫截面；
[0018]圖4顯示了在隔板上的圓錐呼啦圈式密封件的透視圖；
[0019]圖5顯示了圖4的圓錐呼啦圈式密封件的頂視圖；
[0020]圖6顯示了在燃氣輪機運行時第一導葉表面上一個點的圖示地移動；
[0021 ]圖7顯示了活塞密封件的橫截面視圖；以及
[0022]圖8顯示了備選的活塞密封件橫截面視圖。
[0023]附圖標記
[0024]I 第一導葉
[0025]2 第一密封部分
[0026]3 蜂窩式密封件
[0027]4 框架
[0028]5 隔板
[0029]6 圓錐呼啦圈式密封件
[0030]7 第二密封部分[0031 ] 8 狗骨式密封件
[0032]9 第二蜂窩式密封件
[0033]10 第二密封部分凸起
[0034]12隔板表面
[0035]14第二密封部分表面(第一導葉接觸表面)
[0036]15活塞密封件
[0037]16呼啦圈式密封件方向
[0038]18縱向軸線方向
[0039]20承窩
[0040]24第二間隙的(部分的)容積(間隙最遠離熱燃氣流的端)[0041 ]26第二間隙的(部分的)容積
[0042]30凹槽
[0043]34第一間隙方向
[0044]38第二間隙方向
[0045]44第一間隙的(部分的)容積(間隙的熱燃氣流端)
[0046]46第一間隙的(部分的)容積
[0047]48間隙的中間區(qū)域
[0048]54狗骨式密封件隔板部分
[0049]56狗骨式密封件第一導葉部分
[0050]58狗骨式密封件中間部分
[0051]64內(nèi)部分
[0052]66指部
[0053]68外部分
[0054]69圓周方向
[0055]102活塞容積
[0056]104活塞容積的后端
[0057]105活塞密封件的后端
[0058]107活塞密封件前端
[0059]108槽口
[0060]148成角度的矩形箱[0061 ]150組裝/冷卻位置
[0062]151起動
[0063]152滿負荷
[0064]153穩(wěn)定狀態(tài)運行
[0065]154停機中的極值點
[0066]156移動線
[0067]158滑動范圍
[0068]159彈性范圍
[0069]A角度
[0070]α角度。
【具體實施方式】
[0071]圖1顯示了帶有第一密封部分2和第二密封部分7(導葉齒)的在待密封的間隙24，26，44，46—側的第一導葉I (搖擺導葉)。在待密封的間隙24，26，44，46的另一側的是框架4和附接到框架4上的隔板5。在本申請的實施例中隔板5被顯示為與框架4分離的構件，但隔板5也可能是框架4一體的部分。在第一導葉I與框架4和隔板5之間的間隙24，26，44，46中，布置有第一密封件(蜂窩式密封件3)和第二密封件(圓錐呼啦圈式密封件6)。
[0072]蜂窩式密封件3布置在框架4和隔板5之間在間隙44，46的一側。為從第一導葉I延伸的突出的第一密封部分2延伸跨過間隙44，46以與蜂窩式密封件3相互作用且密封間隙44,46ο
[0073]圓錐呼啦圈式密封件6在第二密封部分7和隔板5之間延伸。優(yōu)選地，隔板鄰近于圓錐呼啦圈式密封件6的表面12和第二密封部分7鄰近于圓錐呼啦圈式密封件6的表面14是平行的或基本平行的(在使用中它們不會總是平行)，兩者都沿呼啦圈式密封件方向16延伸，呼啦圈式密封件方向16與縱向軸線方向18成一個角度?？v向軸線方向18是燃氣輪機(未示出)的縱向軸線的方向，其通常也平行于第一導葉I和框架4的軸線。
[0074]在圖2中，示出了備選的實施例，其中狗骨式密封件8被提供作為第二密封件而不是圓錐呼啦圈式密封件。狗骨式密封件8包括鄰近于隔板的隔板部分54，鄰近于第二密封部分7的第一導葉部分56，以及連結隔板部分和第一導葉部分的中心部分58。隔板部分45和第一導葉部分56是典型的圓柱形。隔板5也不同于圖1中的隔板，在于承窩(SOCket)20被提供以保持狗骨式密封件8。在圖2中，間隙的最后一部分24是壓縮機氣室的有效部分。
[0075]在圖3中，示出了備選的實施例，其中第二蜂窩式密封件9提供為第二密封件。隔板5包括凹槽30，其中第二蜂窩式密封件9被放置。另外，第二密封部分7包括第二密封部分凸起10。該第二密封部分凸起10具有與第一密封部分2相同的功能。設有如圖1和2中的實施例的第一密封件(蜂窩式密封件3)以密封第一間隙44，46，該間隙44，46沿垂直于縱向軸線方向18的方向34延伸。第二密封件(第二蜂窩式密封件9)被提供以密封第二間隙24，26，該間隙24，26沿方向38延伸，方向38處于與縱向方向18成一個角度A。
[0076]諸如在圖1中顯示的呼啦圈式密封件現(xiàn)在將更詳細地描述。在環(huán)狀的呼啦圈式密封件中，呼啦圈式密封件描述了一圓環(huán)，其中內(nèi)部分和外部分在與呼啦圈式密封件的中心軸線(即，穿過呼啦圈式密封件中心的軸線，其是沿縱向軸線方向18的呼啦圈式密封件縱向軸線)相同的距離上。相反的，圓錐呼啦圈式密封件具有比外部分更靠近呼啦圈式密封件的中心軸線的內(nèi)部分。換言之，在環(huán)狀的呼啦圈式密封件中的呼啦圈式密封件方向平行于縱向軸線方向18(呼啦圈式密封件的縱向軸線)，然而圓錐呼啦圈式密封件中的呼啦圈式密封方向則與縱向軸線方向18成一個角度。
[0077]圓錐體是三維幾何形狀，其從平面基座光滑地逐漸變細，基座可以是盤狀或可以是其它形狀。精確地，圓錐呼啦圈式密封件是圓錐截頭椎體，是圓錐體的截頭椎體的表面的形狀(即，不包括頂點的圓錐的區(qū)段，也被已知為被截取的圓錐體)，相反于其中呼啦圈式密封件遵循圓柱的表面形狀的環(huán)狀呼啦圈式密封件。為了完整性應注意到的是，例如如可在圖3中所見，呼啦圈式密封件并不嚴格地描述精確的環(huán)狀或圓錐形，其中圓錐呼啦圈式密封件6遵循呼啦圈式密封件方向16但指部的曲率稍微偏離完美的圓錐。
[0078]圖4和5顯示了附接至隔板5的圓錐呼啦圈式密封件6，隔板5繼而附接至框架4或是框架4的一部分(參見圖1)。圓錐呼啦圈式密封件6包括沿相對于縱向軸線方向18(呼啦圈式密封件軸線方向，參見圖1)的圓周方向69延伸的內(nèi)部分64O內(nèi)部分64配置為附接至隔板5的表面12(參見圖1)。多個指部66(各自附接至內(nèi)部分64)沿呼啦圈式密封件方向16(參見圖1)延伸遠離內(nèi)部分64。外部分68被提供在指部66離內(nèi)部分64的遠端處。圓錐呼啦圈式密封件沿呼啦圈式密封件方向16(參見圖1)以與縱向軸線方向18成角度A延伸。圓錐呼啦圈式密封件5沿著圖5中的線1-1的橫截面將對應于圖1中的圓錐呼啦圈式密封件5的視圖。應注意的是，圖4中的隔板不同于圖1中的隔板的設計。
[0079]指部66不沿直線延伸，但是彎曲，使得各個指部的方向描述了更靠近內(nèi)部分64處的大于角度A(見圖1)的角度和靠近外部分68的小于角度A的角度。外部分68被布置為滑動地接觸隔板56的表面12(參見附圖1)。
[0080]呼啦圈式密封件可以是整個環(huán)或可由多個獨立的呼啦圈式密封件(呼啦圈式密封節(jié)段)構成。圖5的呼啦圈式密封件是呼啦圈式密封節(jié)段。在一個示例中，20個呼啦圈式密封件圍繞360°的環(huán)形接頭放置，每個沿圓周方向40圍繞圓周方向延伸15°。本文中描述的其它類型的密封件也可以這種方式被分段。
[0081 ]在燃氣輪機中，多個框架(連續(xù)的襯墊出口)圍繞燃氣輪機的縱向軸線以環(huán)形布置，其中框架典型地附接至連續(xù)襯墊且連續(xù)的襯墊圍繞筒形燃燒器。換言之，所有的框架相交于垂直于縱向軸線的平面。在本申請中討論的密封解決方案可被應用在框架的內(nèi)徑(框架最靠近縱向軸線的邊緣)。優(yōu)選地，每個框架具有獨立的密封件節(jié)段或多個節(jié)段，即，密封節(jié)段不相對于縱向軸線沿周向方向延伸跨過多個框架。這可以允許單個導葉/葉片在制造，維護和維修的時候組裝和/或分解。
[0082]在本申請中討論的密封解決方案優(yōu)選地用于密封兩個靜止零件之間的間隙，諸如在框架和第一導葉之間的間隙。
[0083]在使用的時候，第二密封部分表面14(更具體地，第二密封部分表面14的特別點)在其運行循環(huán)期間將沿著類似于如圖6所示的路徑移動。移動的范圍適合于成角度的矩形箱148之中，其在與縱向軸線方向18成角度α處成角度。優(yōu)選地，角度A(參見圖1和3)是與角度α相同或基本相同的。存在兩個移動的方向，滑動范圍158和彈性范圍159。沿滑動范圍158的方向的移動可以是由于例如第一導葉的擺動(旋轉(zhuǎn))，而沿彈性范圍159的方向的移動可以是由于例如構件的熱膨脹/收縮。
[0084]最初，圖6中在組裝或冷卻位置150，第一導葉I處于確定的位置。在起動期間，第一導葉開始沿通過移動線156顯示的方向移動，經(jīng)過可能是滑動范圍內(nèi)第一個極大程度的點151。在全負荷下，第一導葉位置可能在點152處，且在穩(wěn)定狀態(tài)運行期間第一導葉的位置可能在點153處。在運行期間，負荷可變化，且第一導葉的位置可因此變化，在移動線156上或靠近該線在圍繞點152和153和它們之間的區(qū)域中移動。在停機的時候，第一導葉而后冷卻且繼續(xù)進一步圍繞移動線156。在停機期間，第一導葉達到滑動范圍第二極大程度的點154。一旦完全冷卻，第一導葉將完成移動線156的整個循環(huán)，回到其冷卻位置點150。圖6中的移動線156和曲線上點的描述是近似的，且可能發(fā)生從該近似的偏離。
[0085]在燃氣輪機組裝期間，密封部分2被擠壓進入蜂窩式密封件3且一般在運行期間保持接觸。類似地，第二密封部分凸起1也被擠壓進入蜂窩式密封件9。
[0086]在使用中，冷卻流體可能被供給到框架和第一導葉之間的間隙中。這可以有助于減少熱燃氣攝入且可以消除間隙。
[0087]圖7中所不的另一備選的密封件，即活塞密封件15。如同本文中描述的其它的密封件，活塞密封件15設計成密封第一導葉I的第二密封部分7和附接至框架4的隔板5之間的間隙24，26。在活塞密封件的前端，活塞密封件前端107布置為接觸第二密封部分表面14;活塞密封件的前端成形類似于狗骨式密封件的一半?；钊芊饧?5的后端105被布置在隔板5的活塞容積102中?；钊芊饧?5可相對于隔板5移動。在活塞容積102的后端104，諸如冷卻流體源的壓力源(未示出)被提供?？蛇x地，用于附加密封件(未示出，例如繩密封件)的槽口108被提供在活塞的側壁的一者或兩者上。該槽口可備選地在活塞容積的側壁的一者或兩者上。該附加的密封件可以有助于減少通過活塞密封件15的后端105的泄漏。
[0088]圖8顯示了圖7的活塞密封件的備選實施例，帶有活塞密封件前端107的備選形狀。在該設計中，活塞密封件前端(即，活塞密封件延伸跨過間隙以接觸第一導葉的部分)的大部分范圍(優(yōu)選地至少75%)是大于活塞容積的寬度(活塞容積在垂直于縱向軸線方向18的方向上的寬度;這通常與活塞密封件的主要部分的寬度相等或相似)的一半。該設計可能比圖7中的實施例更具剛性。前端107鄰近于第一導葉的部分優(yōu)選地是錐形的。錐形優(yōu)選地是凸出的形狀;這可允許在操作條件范圍內(nèi)與第一導葉更好的接觸。
[0089]活塞密封件15可以是除了圖7和8的示例外的各種形狀。
[0090]如同描述于此的眾多其它實施例，圖6中的第二密封部分表面14優(yōu)選地是基本平行于隔板表面，在間隙的相對的一側。
[0091]圖7和8中的活塞密封件實施例被顯示具有在隔板5中平行于縱向軸線方向18的活塞容積102，但活塞容積102可能沿其它方向成角度，例如垂直于第二密封部分表面14。活塞密封件也可以按照活塞容積相應地重新定向。
[0092]從隔板表面12到活塞容積102的后端104的活塞容積102的深度可在設計階段期間基于活塞密封件15的長度和隔板表面12和第二密封部分表面14之間間隙的預期尺寸來確定。
[0093]在使用時，在腔室102的后端104和活塞密封件15的后端105之間的腔室102中的壓力優(yōu)選地高于活塞密封件15的任一側上的間隙24，26中的壓力。在最小的情況下，后端105處的壓力應足夠高使得保持活塞密封件前端107相鄰于第二密封部分表面14。蜂窩式密封件3和/或第二蜂窩式密封件9也可能具有相似的壓力分布，具有被提供以推動蜂窩式密封件3/第二蜂窩式密封件9分別緊靠第一密封部分和第二密封部分凸出部分的諸如冷卻空氣源的壓力源。
[0094]有限數(shù)量的具體實施例被描述在前文中。更普遍的，多種密封解決方案可以用于密封框架4和第一導葉I之間的間隙。對于第一密封件，蜂窩式密封件被顯示在圖1到3中，但任何其它描述在本申請中的密封件也可被用作第一密封件。類似地，任何在本申請中的密封件可被用作第二密封件。任何密封件的組合也是可能的。例如，第一和第二密封件可以都是圓錐呼啦圈式密封件，其中框架和第一導葉設計使得框架和第一導葉具有在圖3中顯示的對于第一密封件和第二密封件都圍繞圓錐呼啦圈式密封件的結構。串聯(lián)的三個或更多個密封件也可被提供。
[0095]第一和第二密封件將可串聯(lián);也就是，第二密封件與第一密封件在沿垂直于縱向軸線方向30的軸線方向上處于間隙的不同部分。換言之，從熱燃氣流中任何逸出的熱燃氣必須經(jīng)過圓錐呼啦圈式密封件和第二密封件。
[0096]描述于此的密封件可以是整個的環(huán)或可能是由多個獨立的密封件(密封件節(jié)段)構成。例如，圖4的圓錐呼啦圈式密封件6是呼啦圈式密封節(jié)段。在一個示例中，20個密封件圍繞360°環(huán)形接頭來放置，每個沿圓周方向69圍繞圓周延伸15°。
[0097]每個密封件可描述為如前文描述的環(huán)的一部分或整體?？v向軸線方向18將典型地垂直于該部分或整體環(huán)的平面。對于密封節(jié)段，每個密封節(jié)段的縱向軸線是密封節(jié)段的整個環(huán)的縱向軸線。密封件縱向軸線將通常也是框架在連續(xù)襯墊(燃燒器出口)端的縱向軸線和/或燃氣輪機縱向軸線。
[0098]第一密封部分2和附加密封部分10可以是各種形狀;這些零件被要求從第一導葉延伸跨過間隙以與蜂窩式密封件相互作用。類似地，承窩20可取決于狗骨式密封件的形狀而在形狀上變化且凹槽30可取決于第二蜂窩式密封件和隔板的形狀而變化。
[0099]隔板5被顯示為在附圖所示的不同實施例中在形狀上變化以適應不同類型密封件。這些隔板的形狀是示例，且其它的隔板形狀也是可能的。例如，圖1中顯示的隔板形狀可以通過承窩20的附加來修改以用于狗骨式密封件但以其它方式保持其形狀。隔板表面，第二密封部分表面和第一導葉形狀也可取決于使用的密封件而變化。
[0100]導葉齒7是前述實施例中第一導葉I的一部分，但也可以是附接至第一導葉的獨立的構件。第一密封部分2和附加密封部分10也可各自是第一導葉I的整體部分或附接到第一導葉上的獨立構件。
[0101]蜂窩式密封件3作為第一密封件在前述實施例中顯示在框架和隔板之間。備選地，蜂窩式密封件3可附接僅鄰近于框架或僅鄰近于隔板。
[0102]在圖3中，蜂窩式密封件9作為第二密封件在從縱向軸線方向18上的角度A成角。備選的，可使用在不同的角度的第二蜂窩式密封件，例如蜂窩式密封件類似于圖1到3中作為第一密封件的蜂窩式密封件或在平行于縱向軸線方向的角度上的蜂窩式密封件。隔板5和第二密封部分7的設計因此將需要調(diào)整。類似地，蜂窩式密封件3作為在任意的實施例中的第一密封件可在與圖1至圖3中所示的方向不同的方向成角度。
[0103]蜂窩式通常定向使得其可在第一密封部分2或第二密封部分表面14的壓力下彈性地變形。在蜂窩式密封件3和第二蜂窩式密封件9中顯示的線顯示了蜂窩式的壁;S卩，如果在蜂窩式中顯示的線的方向看密封件，將看到蜂窩式結構的六邊形特征。顯示在附圖中的蜂窩式密封件3是對齊的使得六邊形蜂窩式結構相對于燃氣輪機縱向軸線沿圓周方向延伸。顯示在圖9中的第二蜂窩式密封件9具有在不同角度的垂直于第二密封部分表面14的延伸的六邊形蜂窩式結構。
[0104]盡管在附圖中僅顯示了圓錐呼啦圈式密封件，環(huán)形呼啦圈式密封件也可被使用。在呼啦圈式密封件方向垂直于縱向軸線方向18的極端情況下，徑向呼啦圈式密封件也可被使用。在圓錐呼啦圈式密封件的情況下，呼啦圈式密封件方向16可在不同于顯示在示例中的角度A上，且優(yōu)選地設置使得角度A在角度α的15°內(nèi)，更優(yōu)選地在5°內(nèi)，且最優(yōu)選地在Α = α的角度。這是使燃氣輪機運行期間第一導葉和框架/隔板的相對移動最小化的角度。這最小化了彈性范圍159且因此使第一導葉和框架/隔板之間，特別是第二密封部分表面14和隔板表面12之間的間隙最小化。這最小化了圓錐呼啦圈式密封件的移動范圍的需求。類似地，與圓錐呼啦圈式密封件相關的隔板表面12優(yōu)選地處于在角度α的15°內(nèi)的角度，更優(yōu)選地在5°內(nèi)，且最優(yōu)選地在Α = α的角度，且第二密封部分表面優(yōu)選地在角度α的15°內(nèi)，更優(yōu)選地在5°內(nèi)，且最優(yōu)選地在Α = α的角度。
[0105]狗骨式密封件8被顯示為平行于圖2中的縱向軸線方向18延伸，但也可以與縱向軸線方向18成角度地延伸。除了前文描述的示例，狗骨式密封件的其它形狀可能被使用;對于描述于此的呼啦圈式密封件，狗骨式密封件，活塞密封件和蜂窩式密封件是一樣的。
[0106]在圖2的實施例中，另一承窩(未示出)可提供在第二密封部分7中以將狗骨式密封件8保持在適當位置。當狗骨式密封件以該方式在兩端均被保持時，其通常需要由可延伸的材料制成，因為在使用時兩個承窩之間的距離會變化。當狗骨式密封件僅在一端保持時，通常必要的是，間隙在處于低壓的狗骨式密封件的一側上更窄。另一承窩(未示出)是可選的，因為壓差可將密封件保持在適當位置-比狗骨式密封件8更靠近縱向軸線的(在框架4/隔板5和第一導葉I之間的間隙的)容積24處于比狗骨式密封件8更遠離縱向軸線的(在框架4/隔板5和第一導葉I之間的間隙的)容積26更高的壓力。壓差連同間隙的形狀(其在狗骨式密封件處于低壓的一側更窄)將狗骨式密封件保持在密封間隙的位置中。作為結果，其不必要提供在第二密封部分7上的支撐。備選地，承窩可被提供僅在第一導葉I中(例如在導葉齒7中)而不在隔板5中。
[0107]相當大的振動在框架和第一導葉之間的間隙的形狀，方向，寬度和長度中是可能的。第一間隙44，46主要沿垂直于縱方向18的方向延伸，其中第一密封部分2延伸進入間隙以助于連同蜂窩式密封件3來密封間隙。如在討論各種密封件的角度時所指出的，該間隙可能在備選實施例中沿不同的方向延伸。類似地，第二間隙24，26可沿不同于圖1到3所示的方向延伸。第一導葉的各種部分(第一密封部分，第二密封部分，第二密封部分凸起，第二密封部分表面)的形狀也可因此變化。
[0108]如同在圖2中的實施例中間隙被狗骨式密封件8所密封，間隙也可沿著它們的寬度范圍變化。
[0109]為方便引用，在第一導葉和框架/隔板之間的間隙的不同部分被標記了附圖標記。間隙包括三部分，第一間隙44，46，中間區(qū)域48和第二間隙24，26。虛線被顯示用于描繪間隙的這三個區(qū)域在哪里開始和終止。
[0110]在第一導葉和框架/隔板之間的第一間隙44，46對應于具有第一密封件的間隙部分，且被分成鄰接于熱燃氣流(未示出)的容積44和在第一密封部分2對于熱燃氣流的另一側的容積46。
[0111]在第一密封部分2對于熱燃氣流的另一側的容積46中的壓力典型地高于鄰接于熱燃氣流的容積44;這能允許吹掃流泄漏穿過密封件，避免熱燃氣攝入經(jīng)過第一密封部分和第一密封件。
[0112]接著是在第一間隙44，46和第二間隙24，26之間的間隙的中間區(qū)域48，盡管該中間區(qū)域48是可選的，且第一間隙44，46和第二間隙24，26可直接通向彼此。
[0113]第二間隙24，26具有與第一間隙44，46類似的結構，具有在第二密封部分凸起10關于熱燃氣流的遠側上在間隙中的容積24和第二密封部分凸起10關于熱燃氣流的近側上在間隙中的容積26 (鄰接于中間區(qū)域48或第一間隙44，46)。
[0114]在活塞，狗骨式或呼啦圈式密封件的情況下，密封件本身將分隔第一或第二間隙區(qū)域而不是像圖3的蜂窩式密封件的實施例中顯示的第一密封部分或第二密封部分凸起。在呼啦圈式密封件的情況下，間隙容積的附加部分在呼啦圈式密封件本身和隔板之間。
[0115]對所述的實施例的各種修改是可能的且將由本領域技術人員想到而不偏離由所附權利要求所限定的本發(fā)明。
【主權項】
1.一種燃氣輪機，包括框架(4)，第一導葉(I)，以及用于密封所述框架(4)與所述第一導葉(I)之間的間隙(24，26，44，46)的密封布置，所述密封布置包括串聯(lián)地布置在所述框架(4)和所述第一導葉(I)之間的兩個密封件。2.根據(jù)權利要求1所述的燃氣輪機，其特征在于，所述密封件中的一個是蜂窩式密封件(3，9)，狗骨式密封件(8)，呼啦圈式密封件(6)或活塞密封件(15)，且另一個密封件是蜂窩式密封件(3，9)，狗骨式密封件(8)，呼啦圈式密封件(6)或活塞密封件(15)。3.根據(jù)權利要求1或2所述的燃氣輪機，其特征在于，所述密封件中的一個是蜂窩式密封件(3，9)，且其中所述第一導葉(I)包括布置成結合所述蜂窩式密封件(3，9)密封所述間隙(24,26,44,46)的密封部分(2，1)。4.根據(jù)權利要求2或3所述的燃氣輪機，其特征在于，所述密封件中的至少一個是呼啦圈式密封件，且至少一個呼啦圈式密封件中的至少一個是圓錐呼啦圈式密封件(6)。5.根據(jù)權利要求4所述的燃氣輪機，其特征在于，所述圓錐呼啦圈式密封件(6)包括內(nèi)部分(64)，多個指部(66)和外部分(68)，其中所述內(nèi)部分(64)附接至所述多個指部(66)中的每一個的一端，且所述外部分(68)附接至所述多個指部(66)中的每一個的另一端。6.根據(jù)權利要求1或2所述的燃氣輪機，其特征在于，所述密封件中的至少一個是狗骨式密封件(8)，且所述框架(4)包括用于保持所述狗骨式密封件(8)的承窩。7.根據(jù)權利要求1或2所述的燃氣輪機，其特征在于， 所述密封件中的至少一個是活塞密封件(15)， 所述活塞密封件(15)包括用于接觸第一導葉(I)的活塞密封件前端(107)， 所述活塞密封件前端(107)的大部分是所述活塞密封件(15)沿相對于燃氣輪機縱向軸線的徑向方向的最寬的部分的寬度的至少一半，以及 所述活塞密封件前端具有錐形部分以用于接觸所述第一導葉(I)。8.根據(jù)權利要求2所述的燃氣輪機，其特征在于，所述第一導葉(I)包括第一導葉接觸表面(14)以接觸所述密封件中的至少一個。9.根據(jù)權利要求8所述的燃氣輪機，其特征在于，所述第一導葉接觸表面(14)平行或基本平行于所述框架(4)在所述間隙(24，26，44，46)的相對側上的表面(12)。10.根據(jù)權利要求8或9所述的燃氣輪機，其特征在于，所述第一導葉接觸表面(14)是圓錐的或球狀的。11.根據(jù)權利要求8至10中的任一項所述的燃氣輪機，其特征在于，所述第一導葉接觸表面(14)是成角度的，使得所述第一導葉(I)相對于所述框架(4)的移動的彈性范圍(159)是極小的。12.—種冷卻燃氣輪機的方法，所述燃氣輪機包括框架(4)，第一導葉(I)，以及用于密封所述框架(4)與所述第一導葉(I)之間的間隙(24，26，44，46)的密封布置，所述密封布置包括串聯(lián)地布置在所述框架(4)和所述第一導葉(I)之間的兩個密封件，該方法包括將冷卻流體供給至所述框架(4)和所述第一導葉(I)之間的所述間隙(24，26，44，46)的步驟。13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，包括在最遠離熱燃氣流的所述間隙(24)的端部處維持比在所述間隙(44)的熱燃氣流端處的壓力更高的壓力。14.根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，所述密封件中的至少一個是活塞密封件(15)，該方法包括將冷卻流體供給至所述活塞密封件(15)和所述框架(4)之間的容積的步驟，使得所述活塞密封件(15)保持接觸所述第一導葉(I)。
【文檔編號】F01D11/00GK106014497SQ201610370672
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】F·格拉夫, H-C·馬休斯, U·本茲, F·弗勒尤里奧特
【申請人】安薩爾多能源瑞士股份公司

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基于大數(shù)據(jù)技術的燃氣輪機遠程健康管理系統(tǒng)開發(fā)及應用——中國船舶集團有限公司第七〇三研究所、中海石油（中國）有限公司

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