[發明專利]燃氣輪機

有效

• 申請號: 201710729015.5
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107780978B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 堀內康廣;樋口真一;田川久人;新谷賢司;三浦健光
• 申請（專利權）人: 三菱日立電力系統株式會社
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00;F01D25/12
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 丁文蘊;李平

本發明提供一種燃氣輪機，將燃氣輪機的燃燒器尾筒與渦輪靜葉之間的間隙密封并且有效地進行冷卻。在燃燒器尾筒(16)與渦輪初級的靜葉端壁(17)之間的間隙被密封部件(6)密封的燃氣輪機中，燃燒器尾筒具備沿渦輪徑向延伸的凸緣部(19)，靜葉端壁具備在與燃燒器尾筒的對置面沿渦輪軸向延伸的密封槽(21)，密封部件具備：在凸緣部沿渦輪徑向滑動的鉤部(7)、以及被插入到密封槽中的密封板部(8)，密封槽以及密封板部構成為具有：密封槽的高溫側內壁面(21a)與密封板部的面接觸區域(31)、相對于面接觸區域位于燃燒器尾筒側的非接觸區域(32)、以及貫通孔(23)，該貫通孔以隔著非接觸區域的間隙與高溫側內壁面對置的方式設置于密封板部。

技術領域

本發明涉及燃氣輪機。

背景技術

燃氣輪機構成為：使經壓縮機壓縮而成的壓縮空氣在燃燒器中與燃料一起燃燒，從而產生高溫的工作流體即燃燒氣體，以燃燒氣體來驅動渦輪。因此，為了防止在渦輪的高溫的燃燒氣體中暴露的零部件因氧化或熱應力而發生裂紋、熔損，需要將溫度比燃燒氣體低的低溫流體作為冷卻空氣適當地進行冷卻。另外，為了緩和由熱變形引起的應力集中，并且為了容易進行維護檢修、更換，渦輪等零部件多采用分割構造。因此，需要從燃燒氣體流路的外側以高壓將低溫流體作為密封空氣向零部件間的間隙供給，以防止燃燒氣體從燃燒氣體流路流入零部件間的間隙。作為冷卻空氣、密封空氣向渦輪供給的低溫流體，一般是從壓縮機抽出的，若過度地增加抽出量，則對渦輪進行驅動的燃燒氣體的流量減少，會導致燃氣輪機整體的效率降低。因此，在渦輪的零部件間的間隙中架設有密封板(參照專利文獻1等)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014－074406號公報

發明內容

發明所要解決的課題

密封板并非將渦輪的零部件間的間隙完全密閉，而會在其與渦輪零部件之間發生微小的低溫流體的泄漏，利用該泄漏空氣對密封板、渦輪零部件進行冷卻。但是，對于在復合循環的性能提高上被寄予很大期待的發電用燃氣輪機而言，需要使燃燒氣體進一步高溫化，且當務之急在于渦輪的零部件間的間隙的密封性能和冷卻性能的提高。尤其是與燃燒器尾筒之間存在間隙的渦輪初級靜葉的端壁的前緣部，雖然由于靠近燃燒器、燃燒氣體的溫度較高而需要冷卻，但是卻由于壁薄而難以在密封構造之外應用冷卻構造。該問題對于要求構成要素緊湊化的小型·中型的燃氣輪機尤其顯著。

本發明的目的在于提供一種燃氣輪機，其能夠密封燃燒器尾筒與渦輪靜葉之間的間隙并有效地進行冷卻。

用于解決課題的方案

為了達成上述目的，本發明具備：壓縮機，其對空氣進行壓縮；燃燒器，其使由上述壓縮機壓縮的壓縮空氣與燃料一起燃燒而產生燃燒氣體；以及渦輪，其通過由上述燃燒器產生的燃燒氣體而被驅動，上述燃燒器具備將上述燃燒氣體向上述渦輪供給的燃燒器尾筒，上述渦輪至少具備一級渦輪區段，該渦輪區段包含各一列在渦輪軸向上從上游側起依次排列的靜葉翼列以及動葉翼列，靜葉端壁的前緣與上述燃燒器尾筒的后緣在上述渦輪軸向上對置，該靜葉端壁確定渦輪初級的靜葉翼列的環狀的燃燒氣體流路的內外周，上述燃燒器尾筒的后緣與上述靜葉端壁的前緣之間的間隙被密封部件密封，上述燃氣輪機的特征在于，在上述燃燒器尾筒的燃燒氣體出口部的內周壁以及外周壁的與燃燒氣體流路相反側的面具備沿渦輪徑向延伸的凸緣部，在上述靜葉端壁的與上述燃燒器尾筒的對置面具備沿上述渦輪軸向延伸的密封槽，上述密封部件具備：鉤部，其以能夠相對于上述燃燒器尾筒的凸緣部沿渦輪徑向滑動的方式包夾上述凸緣部；以及密封板部，其被插入到上述靜葉端壁的密封槽中，上述密封槽以及上述密封板部構成為具有：上述密封槽的靠近上述燃燒氣體流路側的高溫側內壁面與上述密封板部進行面接觸的面接觸區域；相比于上述面接觸區域位于上述燃燒器尾筒側且在上述高溫側內壁面與上述密封板部之間存在間隙的非接觸區域；以及貫通孔，其以隔著上述非接觸區域的間隙與上述密封槽的高溫側內壁面對置的方式設置于上述密封板部。