[發明專利]用于密封間隙的密封元件以及具有該密封元件的燃氣輪機

無效

• 申請號: 02105436.3
• 申請日: 2002-04-04
• 公開（公告）號: CN1379166A
• 公開（公告）日: 2002-11-13
• 發明（設計）人: 漢斯－托馬斯·博爾姆斯
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00;F02C7/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 李曉舒,魏曉剛

????????????????????????技術領域

本發明涉及一種密封元件，其用于密封在渦輪機、特別是燃氣輪機內間隔開的第一和第二部件之間形成的間隙。本發明還涉及一種具有密封元件的燃氣輪機。

????????????????????????背景技術

在工業設備中，特別是其中使用不同流體的熱機機械和化學設備中，可能需要在設備內保持這些流體彼此分開。例如，在熱力燃燒發電設備內，熱的燃燒氣體的流動區域必須與溫度較低的冷卻氣體的流動區域密封地隔開。在具有例如高于1000攝氏度的高的渦輪機入口溫度的燃氣輪機機組中，該燃氣輪機機組的各個部件發生熱膨脹，所以為了避免很高的熱應力和裂縫的形成，有時利用間隙將相鄰的部件彼此間隔開。這種間隙可能構成高溫氣體流動區域和冷氣體流動區域之間的接合處。將該間隙密封起來以減少冷氣體流入高溫氣體流動區域，從而不因此而降低高溫氣體流動區域的溫度是很有利的。

美國專利第3,341,172號和美國專利第2,991,045號均描述了一種具有一外部缸體和一由兩部分組成的內部缸體的燃氣輪機，它們具體說明了一種用于密封該兩個內部缸體之間的間隙的密封元件，該元件具有呈細長的C的形狀的橫截面。在內部殼體與外部殼體之間形成了一環形間隙，冷卻流體通過該間隙引導。驅動燃氣輪機的高溫氣體在內部缸體內流動。

美國專利第4,537,024號描述了一種燃氣輪機機組，在該機組中，噴嘴結構的各部件利用軸向和徑向密封件進行密封。該密封件是為了阻止流過該噴嘴結構的高溫氣體滲入高溫氣體管道外的渦輪區。密封件的橫截面大致具有壓扁的8字形形狀。

美國專利第5,975,844號描述了具有兩個受熱可相互移動的部件的總成內的一個密封元件，其每個部件具有彼此相對的部件槽。該密封元件沿著主線(main?line)設置，以便密封兩部件之間的間隙。在基本垂直于主線的橫截面內、沿著一中線，該密封元件包括一第一端部、一與第一端部相對的第二端部以及一中間區，籍此該中間區域被設置于所述兩端部之間，并且該密封件具有鋸齒狀第一表面。

美國專利第5,657,998號涉及一種氣路泄漏密封，用以總體上密封燃氣輪機的間隔開的第一和第二元件，特別是燃氣輪機燃燒室殼體的第一和第二段之間的氣路漏泄間隙。該密封包括一個普遍無孔的箔層組件(foil-layerassemblage)，該組件基本上由從由金屬、陶瓷和聚合物組成的組中選擇的材料組成。該箔層是不透氣的并且被布置在氣體部件漏泄間隙內。該箔層組件具有一縱向的第一箔層。該氣體漏泄密封進一步包括一織物層組件(cloth-layer?assemblage)，該織物層組件廣泛地覆蓋并接觸整個第一箔組件的外表面，并基本上由從由金屬、陶瓷和聚合物組成的組中選出的材料組成。優選地，織物層組件有兩層，每層具有約10-25微米的厚度。這些織物層每層都是編織織物層，并且每層都包括一個高溫鎳基超級合金，如X-750鎳鉻鐵耐熱合金。該密封組件或者被安裝在燃氣輪機相鄰部件的槽中，或者被引入燃燒室的U形凸緣內，或者被用于雙層密封裝置或多層密封裝置。在兩種情況下，該密封完全置于漏泄間隙內，并通過與該間隙內的表面接觸、被插入槽中或者與另一密封組件接觸來提供密封作用。與傳統的金屬剛性密封相比，根據美國專利第5,657,998號，這種具有兩個箔組件的密封將氣路漏泄由2.4％降低至總的1.0％。

????????????????????????發明內容

本發明的一個目的是提供一種氣路漏泄密封元件，特別是為如燃氣輪機這樣的渦輪機提供氣路漏泄密封元件。本發明的又一目的是提供一種具有密封元件的燃氣輪機。

考慮到前述和其它目的，根據本發明，提供一種用于密封特別是渦輪機內間隔開的第一和第二部件之間的氣路漏泄間隙的密封元件。該第一和第二部件具有位于泄漏間隙外的相對的內、外表面。該密封元件包括一個總的不透氣的密封件和一個包含陶瓷纖維的層，該層至少部分地覆蓋該密封元件，并形成用于與該間隙外側接觸從而與一組第一和第二部件的外表面接觸的密封面。