[發(fā)明專利]用于渦輪系統(tǒng)中的過(guò)渡導(dǎo)管的片式密封件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210328074.9
• 申請(qǐng)日: 2012-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103104343A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.S.弗拉納根;J.S.勒貝格;K.W.麥克馬漢;D.J.迪拉德;R.R.彭特科斯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02C7/00
• 分類(lèi)號(hào): F02C7/00;F02C7/28
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

本發(fā)明是按照美國(guó)能源部授予的DE-FC26-05NT42643號(hào)合同在政府支持下做出的。政府在本發(fā)明中享有某些權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本文所公開(kāi)的主題大體上涉及渦輪系統(tǒng)，并且更特定而言涉及渦輪系統(tǒng)的過(guò)渡導(dǎo)管和渦輪段之間的密封件。

背景技術(shù)

渦輪系統(tǒng)在諸如發(fā)電的領(lǐng)域中被廣泛利用。例如，常規(guī)的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮機(jī)段、燃燒器段和至少一個(gè)渦輪段。壓縮機(jī)段被構(gòu)造成當(dāng)空氣流過(guò)壓縮機(jī)段時(shí)壓縮空氣。空氣接著從壓縮機(jī)段流至燃燒器段，在這里空氣與燃料混合并燃燒，生成熱氣流。熱氣流被提供至渦輪段，渦輪段通過(guò)從該熱氣流抽取能量而利用熱氣流來(lái)向壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)和其它各種負(fù)載提供動(dòng)力。

渦輪系統(tǒng)的燃燒器段通常包括用于使燃燒的熱氣穿過(guò)其流至一個(gè)或多個(gè)渦輪段的管或?qū)Ч堋Ｗ罱呀?jīng)提出包括使熱氣流偏移的管或?qū)Ч艿娜紵鞫巍＠纾呀?jīng)提出用于燃燒器段的導(dǎo)管，該導(dǎo)管在熱氣縱向流過(guò)其的同時(shí)另外地使該流徑向或切向地偏移，使得氣流具有各種角度分量。這些設(shè)計(jì)具有各種優(yōu)點(diǎn)，包括從渦輪段取消第一級(jí)噴嘴。第一級(jí)噴嘴此前設(shè)置成使熱氣流偏移，并且由于這些導(dǎo)管的設(shè)計(jì)而可能不需要。第一級(jí)噴嘴的取消可消除相關(guān)聯(lián)的壓降并增加渦輪系統(tǒng)的效率和功率輸出。

然而，這些導(dǎo)管至渦輪段的連接更令人擔(dān)憂。例如，由于導(dǎo)管并非簡(jiǎn)單地沿縱向軸線延伸，而是較大程度地從導(dǎo)管的入口偏軸地偏移到導(dǎo)管的出口，導(dǎo)管的熱膨脹可在導(dǎo)管中引起沿著或圍繞各種軸線的不期望偏移。這樣的偏移可導(dǎo)致導(dǎo)管和渦輪段之間的意外間隙，因而不期望地允許冷卻空氣和熱氣的泄漏和混合。

因此，燃燒器導(dǎo)管和渦輪系統(tǒng)的渦輪段之間的改進(jìn)的密封在本領(lǐng)域中將是所期望的。例如，允許導(dǎo)管的熱增長(zhǎng)同時(shí)防止導(dǎo)管和渦輪段之間的間隙的密封將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地闡述在下面的描述中，或者可從該描述顯而易見(jiàn)，或者可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明來(lái)了解。

在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種渦輪系統(tǒng)。該渦輪系統(tǒng)包括過(guò)渡導(dǎo)管。過(guò)渡導(dǎo)管包括入口、出口、以及在入口和出口之間延伸且限定縱向軸線、徑向軸線和切向軸線的通道。過(guò)渡導(dǎo)管的出口沿縱向軸線和切向軸線從入口偏移。過(guò)渡導(dǎo)管還包括用于與渦輪段對(duì)接的接口部件。渦輪系統(tǒng)還包括片式密封件，該片式密封件接觸接口部件以在接口部件和渦輪段之間提供密封。

在另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種渦輪系統(tǒng)。該渦輪系統(tǒng)包括過(guò)渡導(dǎo)管。過(guò)渡導(dǎo)管包括入口、出口、以及在入口和出口之間延伸且限定縱向軸線、徑向軸線和切向軸線的通道。過(guò)渡導(dǎo)管的出口沿縱向軸線和切向軸線從入口偏移。過(guò)渡導(dǎo)管還包括第一接口部件。渦輪系統(tǒng)另外包括渦輪段，其包括第二接口部件。渦輪系統(tǒng)還包括片式密封件，該片式密封件接觸第一接口部件和第二接口部件并在它們之間提供密封。

參考下面的描述和所附的權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。被包括到該說(shuō)明書(shū)中并組成其一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與該描述一起用于說(shuō)明本發(fā)明的原理。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的完整且能夠?qū)崿F(xiàn)的公開(kāi)，包括其對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言的最佳模式，闡述在參考附圖的說(shuō)明書(shū)中，在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的若干部分的剖視圖；

圖3是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)渡導(dǎo)管的環(huán)形陣列的透視圖；

圖4是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)過(guò)渡導(dǎo)管的頂部透視圖；

圖5是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)渡導(dǎo)管的后部透視圖；

圖6是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)渡導(dǎo)管的側(cè)部透視圖；

圖7是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的渦輪段的剖視圖；以及

圖8是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的在過(guò)渡導(dǎo)管和渦輪段之間的接口的剖視圖；

圖9是根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例的在過(guò)渡導(dǎo)管和渦輪段之間的接口的剖視圖；以及

圖10是根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例的在過(guò)渡導(dǎo)管和渦輪段之間的接口的剖視圖。

附圖標(biāo)記：

10?????渦輪系統(tǒng)

12?????壓縮機(jī)段

14?????燃燒器段

15?????燃燒器

16?????渦輪段

18?????軸

21?????殼體

22?????燃燒器襯套

24?????燃燒區(qū)

26?????過(guò)渡件

30?????流動(dòng)套管

32?????流動(dòng)路徑