[發明專利]包括內-外渦輪殼體密封組件的渦輪機及其方法

有效

• 申請號: 201210418019.9
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103089338A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: M.S.卡薩文特;D.M.約翰遜
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00;F01D25/12;F01D25/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;嚴志軍

技術領域

本發明涉及渦輪機領域，確切地說，涉及具有內-至-外渦輪殼體密封組件的渦輪機。

背景技術

許多現有的燃氣渦輪機安裝有環形內殼體，用于相對于環形外殼體進行徑向和軸向膨脹和收縮。環形內殼體由兩個或兩個以上段沿著栓結法蘭裂縫線接合/連接而形成。其他系統可采用單件式環形內殼體。環形外殼體通常由兩個大體上呈半圓的半體沿著中線接合/連接而形成。環形內殼體支撐渦輪的噴嘴和防護罩。環形外殼體支撐燃燒室以及如冷卻回路等各種輔助部件。因此，與環形內殼體接觸的氣流溫度高于通過環形外殼體的氣流溫度。暴露在不同溫度的氣流中將導致每個環形內殼體和外殼體的膨脹率不同。

由于環形內殼體和環形外殼體的相對膨脹率不同，因此通常需要密封組件來減少泄漏。在許多系統中，環形內殼體與環形外殼體之間設有一系列葉型密封件。葉型密封件布置成弓形/弧形的端對端關系，與環形內殼體和環形外殼體上的密封區域重疊。端對端的關系會產生段間間隙，所述段間間隙經配置以適應環形內殼體相對于環形外殼體的相對軸向膨脹和收縮。通常在段間間隙上設置覆蓋板以進一步減少泄漏。

發明內容

根據示例性實施例的一方面，本發明提供一種渦輪機，其包括環形內殼體部件，所述環形內殼體部件具有通過內殼體表面延伸到第二端的第一端，并且具有密封構件。環形外殼體部件連接到所述環形內殼體部件。所述環形外殼體部件包括：第一端部分，所述第一端部分通過外殼體表面延伸到第二端部分；以及密封元件，所述密封元件經配置和設置以與環形內殼體部件的密封構件對準，從而形成密封通道。密封通道中設有環形密封件。環形密封件包括通過中間區域延伸到第二端區段的第一端區段。第一端區段包括凹陷部分，且第二端區段包括連接部分。所述連接部分經配置和設置以嵌入所述凹陷部分內，從而形成大體上連續的密封件，所述大體上連續的密封件經配置以大體上防止環形內殼體與環形外殼體之間的流體泄漏。

其中，環形密封件包括通過中間腹板連接到第二邊緣區段的第一邊緣區段，所述第一邊緣區段包括第一密封部件，且所述第二邊緣區段包括第二密封部件。所述第一密封部件和第二密封部件各自包括大體上呈圓形的橫截面。所述第一密封部件經配置和設置以密封所述密封構件，且所述第二密封部件經配置和設置以密封所述密封元件。所述凹陷部分形成于所述中間腹板中，并且包括第一密封部件部分和第二密封部件部分。所述連接部分包括第一密封部件區段和第二密封部件區段，所述第一密封部件區段和第二密封部件區段各自經配置以與所述第一密封部件部分和第二密封部件部分中對應的密封部件部分緊密配合，從而形成所述第一密封部件和第二密封部件中對應的密封部件的一部分。

根據示例性實施例的另一方面，本發明提供一種渦輪機，其包括：壓縮機部分；與所述壓縮機部分流體連通的燃燒室總成；以及機械地連接到所述壓縮機部分、并且與所述燃燒室總成流體連通的渦輪部分。渦輪部分包括環形內殼體部件，所述環形內殼體部件具有通過內殼體表面延伸到第二端的第一端，并且具有密封構件。環形外殼體部件連接到所述環形內殼體部件。所述環形外殼體部件具有：第一端部分，所述第一端部分通過外殼體表面延伸到第二端部分；以及密封元件，所述密封元件經配置和設置以與環形內殼體部件的密封構件對準，從而形成密封通道。密封通道中設有環形密封件。環形密封件包括通過中間區域延伸到第二端區段的第一端區段。第一端區段包括凹陷部分，且第二端區段包括連接部分。所述連接部分經配置和設置以嵌入所述凹陷部分內，從而形成大體上連續的密封件，所述大體上連續的密封件經配置以大體上防止環形內殼體與環形外殼體之間的流體泄漏。

所述環形密封件包括通過中間腹板連接到第二邊緣區段的第一邊緣區段，所述第一邊緣區段包括第一密封部件，且所述第二邊緣區段包括第二密封部件。所述第一密封部件和第二密封部件各自包括大體上呈圓形的橫截面。所述第一密封部件經配置和設置以密封所述密封構件，且所述第二密封部件經配置和設置以密封所述密封元件。所述凹陷部分形成于所述中間腹板中，并且包括第一密封部件部分和第二密封部件部分。所述連接部分包括第一密封部件區段和第二密封部件區段，所述第一密封部件區段和第二密封部件區段各自經配置以與所述第一密封部件區段和第二密封部件部分中對應的密封部件區段緊密配合，從而形成所述第一密封部件和第二密封部件中對應的密封部件的一部分。