[發(fā)明專利]渦輪機靜葉

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210224173.2
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN102852565A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設計）人: O.D.納里茲尼;A.P.莫羅佐夫;A.A.克哈寧
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02;F01D11/00;F01D25/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;傅永霄

技術領域

本發(fā)明涉及用于渦輪機特別地用于燃氣渦輪機的定子。本發(fā)明進一步涉及包括這種定子的渦輪機以及這種定子的靜葉(vane)。

背景技術

定子是渦輪機的基本部件，其中，定子包括靜葉，靜葉將渦輪機的驅動流體引導至渦輪機的轉子的葉片上，從而導致葉片并因而轉子的旋轉。轉子的旋轉軸線限定軸向方向。徑向方向和周向方向各自相對于軸向方向而限定。定子的靜葉被布置成行，其中，每一行通常包括周向相鄰的靜葉。所述靜葉通常包括翼型件，翼型件被布置在靜葉的內(nèi)徑平臺上和翼型件的內(nèi)端處，其中術語“內(nèi)”相對于徑向方向而限定。

在燃氣渦輪機的情況下，驅動流體為膨脹氣體，其中膨脹通過所述氣體的燃燒來實現(xiàn)。因此，定子的靜葉暴露于高溫，這導致靜葉的高熱動應力。為了減小所述應力，靜葉通常包括通道系統(tǒng)，通道系統(tǒng)用于用冷卻氣體冷卻靜葉，從而也使用所述冷卻氣體來冷卻內(nèi)徑平臺，也就是說，通道系統(tǒng)連接到內(nèi)徑平臺的空腔，其中所述內(nèi)徑平臺空腔特別地由對應內(nèi)徑平臺的側壁定界。術語“側壁”因而相對于周向方向而限定，其中內(nèi)徑平臺的側壁各自面向周向相鄰的靜葉的內(nèi)徑平臺的側壁。考慮到定子的靜葉的布置，這導致在面對的側壁之間的間隙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了為上述類型的定子提供改進的或至少備選的實施例的問題，該實施例特別地通過改進的密封來表征。

根據(jù)本發(fā)明，該問題由獨立權利要求解決。根據(jù)本發(fā)明的定子的優(yōu)選實施例可見于從屬權利要求中。

本發(fā)明基于通過使用定子的周向相鄰靜葉的內(nèi)徑平臺的側壁之間的間隙而在所述側壁之間形成中間空腔的一般思想，其中靜葉的內(nèi)徑平臺被布置在對應靜葉的翼型件的內(nèi)端處，并且內(nèi)徑平臺的側壁面向周向相鄰靜葉的內(nèi)徑平臺的側壁，其中側壁為對應內(nèi)徑平臺的內(nèi)徑平臺空腔定界。此外，靜葉各自包括用于用冷卻氣體冷卻相應的靜葉的通道系統(tǒng)，其中內(nèi)徑平臺空腔連接到通道系統(tǒng)且因此由所述冷卻氣體冷卻，并且中間空腔特別地借助于側壁而與相應的內(nèi)徑平臺空腔流體分離。因此，在周向相鄰的內(nèi)徑平臺之間的中間空腔特別地中斷或至少減少渦輪機的驅動流體泄漏到側壁之間的間隙中。周向方向是相對于定子組裝到其中的對應渦輪機的轉子的旋轉軸線而言。徑向方向可以分別相對于該旋轉軸線而限定。

根據(jù)本發(fā)明的一般思想，一實施例包括在兩個周向相鄰靜葉的面對的側壁之間的間隙。現(xiàn)在，該間隙被至少一個密封板封閉以形成中間空腔。所述中間空腔因此在周向方向上由側壁定界并由一個或多個密封板封閉。中間空腔因此與對應內(nèi)徑平臺的內(nèi)徑平臺空腔分離并因而流體隔離。密封板的這種布置特別地導致了中間空腔的改進密封。

根據(jù)一優(yōu)選實施例，包括形成中間空腔的側壁的內(nèi)徑平臺中的至少一個包括在中間空腔的區(qū)域中的至少一個凹槽。凹槽因而構造在中間空腔周圍，即凹槽封閉中間空腔。在提供若干凹槽的情況下，這些凹槽優(yōu)選地被布置在中間空腔周圍，并且特別地以均勻或連續(xù)的方式分布。凹槽因此被構造為圍繞中間空腔延伸的凹槽區(qū)段。所述一個或多個凹槽還適于接納封閉中間空腔的至少一個密封板。密封板因此布置在所述凹槽內(nèi)，其中凹槽且因此密封板圍繞中間空腔延伸。因此，一個或多個凹槽可構造在相應內(nèi)徑平臺的側壁內(nèi)。在一優(yōu)選實施例中，兩個平臺各自包括形成中間空腔的一個側壁，其中，所述側壁各自包括用于接納至少一個密封板的凹槽。所述內(nèi)徑平臺的凹槽因此包括互補的布置和/或形狀。也就是說，特別地，相應內(nèi)徑平臺的凹槽可被類似地成形及構造并被布置成彼此直接相對。這些凹槽也可不同地被構造，并且通過密封板的布置而可以確保封閉的密封。在每個內(nèi)徑平臺中均設有若干凹槽的情況下，即在存在凹槽區(qū)段的情況下，相鄰平臺中的區(qū)段可被布置成面向彼此，也就是說，內(nèi)徑平臺的凹槽區(qū)段特別地以相同方式布置。凹槽區(qū)段也可相對于彼此移位，也就是說，它們可以不同方式布置。在后一種情況下，優(yōu)選實施例是在中間空腔區(qū)域的任何部分周圍提供至少一個凹槽區(qū)段的實施例。應當提及的是，也可能將密封板布置成使得它們重疊。這種重疊可借助于布置在其中一個內(nèi)徑平臺的一個或多個凹槽內(nèi)的面對的密封板和/或相鄰的密封板兩者來實現(xiàn)。

應當理解，密封板包括與相應凹槽互補的形狀和布置。也就是說，密封板特別地被構造成配合并填充對應的一個或多個凹槽。渦輪機內(nèi)的相應情況因而需要密封板的相應性質，例如耐熱性。因此，金屬和合金是密封板的優(yōu)選材料。