CN101892911A - 具有带盖板和密封件的密封组件的燃气轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有带盖板和密封件的密封组件的燃气轮机。具体而言，一种燃气轮机和用于机器(100)的密封件(108，904)组件(101)，该机器(100)具有旋转轴(106)；联接到旋转轴(106)上的叶轮(104)，该叶轮(104)包括联接到叶轮(104)上的轮叶(102)，包括紧固到叶轮(104)和轮叶(102)上的盖板(110)，以及位于盖板(110)与叶轮(104)和轮叶(102)之间的密封件(108，904)。

Description

具有带盖板和密封件的密封组件的燃气轮机
发明背景
本文所公开的主题主要涉及燃气轮机和用于机器的密封组件，并且更具体地涉及一种用以改善燃气轮机和机器的工作、性能和效率的盖板和密封组件。燃气轮机和机器的性能由于损失加压的冷却空气和摄入热气流而下降。
发明内容
一种燃气轮机和用于机器的密封组件，该机器具有旋转轴；联接到旋转轴上的叶轮，该叶轮包括联接到叶轮上的轮叶，包括紧固到叶轮和轮叶上的盖板，以及位于盖板与叶轮和轮叶之间的密封件。
本发明的第一方面提供了一种燃气轮机，其包括：旋转轴；联接到旋转轴上的叶轮，该叶轮包括联接到叶轮上的轮叶；紧固到叶轮和轮叶上的盖板；以及位于盖板与叶轮和轮叶之间的密封件。
本发明的第二方面提供了一种用于具有旋转轴的机器的密封组件，该密封组件包括：联接到旋转轴上的叶轮，该叶轮包括联接到叶轮上的轮叶；紧固到机器的叶轮和轮叶上的盖板；以及位于盖板与叶轮和轮叶之间的密封件。
附图说明
根据本发明的各个方面的以下详细描述，结合绘出本发明的各个方面的附图，将更容易理解本公开内容的这些和其它特征，在附图中：
图1示出了机器的轮叶和叶轮的截面视图。
图2以图1中示出盖板和密封件的区域的放大视图的形式示出了机器的轮叶和叶轮的截面视图。
图3示出了显示气体和空气流动的机器的截面视图。
图4示出了具有单个裂口(split)的360度单卷密封件。
图5示出了具有单个裂口的360度单卷密封件，其中，裂口的末端机械地相联，以及在单卷密封件的机械相联的末端上具有分段式盖板。
图6示出了720度的多卷密封件。
图7示出了分段式密封件的一部分。
图8示出了在分段式密封件上具有分段式盖板的分段式密封件的一部分。
图9示出了机器的轮叶和叶轮的截面视图。
注意的是，附图并未按比例。附图仅意图描绘本发明的典型方面，且因此不应当认作是对本发明的范围进行限制。在附图中，相似的标号代表附图之间相似的元件。
零件清单
100机器
101密封组件
102轮叶
104叶轮
106旋转轴
108，904密封件
110，504盖板
112天使翼(angle wing)
206钩状物
208外缘
210槽口
302喷嘴
304喷嘴支承环
305部分
306隔板(diaphragm)
308热气流
312叶轮空间吹洗空气
314叶轮空间
316穿孔
402，502单卷密封件
504盖板
506间隙
602多卷密封件
700分段式密封件
702接头
704区段
802盖板区段
804界面
804盖板接头
806分段式盖板
902，906钩状物
904密封件
具体实施方式
如上文所指出的那样，本发明的方面提供了对机器的工作、性能和效率的改善。如贯穿本申请中所用，所涉及的机器将包括：燃气轮机、蒸汽轮机或压缩机。在一个实施例中，文中所述的本发明包括紧固到机器的叶轮和轮叶上的盖板，以及位于盖板与叶轮和轮叶之间的密封件。机器上的盖板和密封件的一个特征在于，其减小了来自于***的加压空气的损失。此外，盖板和密封件可防止热气体流入叶轮空间中，且有助于机器的二次空气流动。此外，本文所述的盖板和密封件可便于保持在机器上。此外，由于盖板和密封件可在旋转轴位于半个壳体上时进行安装和移除，故盖板和密封件可便于机器的组装和拆卸。盖板和密封件还可通过用作隔热屏来改善机器的性能，且通过增加阻尼而减小振动。盖板和密封件可安装在叶轮的前侧或后侧上。作为备选，盖板和密封件可安装在叶轮的前侧和后侧上。
转到附图，图1示出了包括密封组件101的机器100的相关部分的截面视图。机器100包括轮叶102、叶轮104和旋转轴106。如所理解到的那样，至少一个叶轮104联接到机器100的旋转轴106上。各叶轮104均可包括多个轮叶102，气体作用在轮叶102上使旋转轴106转动。
图2示出了图1的相关部分的放大视图。密封组件101包括密封件108、盖板110和天使翼112。在一个实施例中，盖板110使用钩状物206紧固到机器100的叶轮104上。用于将盖板110紧固到叶轮104上的备选实施例例如可包括：螺栓、销、立管(stack)或连接销扣环。在另一实施例中，盖板110可包括接合机器100轮叶102中的槽口210的外缘208。
图3示出了显示气体和空气流动的机器100的截面视图。图3示出了机器100的喷嘴302。如图所示，喷嘴302位于轮叶102的两侧。然而，应当理解的是，喷嘴302可只存在于轮叶102的前侧，在此，该轮叶为末级轮叶。热气流308移动经过轮叶102。喷嘴支承环304在机器100前(左)侧或上游侧直接位于喷嘴302下方。隔板306在机器100后(右)侧或下游侧直接位于喷嘴302下方。喷嘴302包括位于前侧和后侧两者上的部分305，其从喷嘴302朝向叶轮104延伸。叶轮空间314存在于轮叶102的前侧和后侧。在前侧，叶轮空间314位于喷嘴支承环304与叶轮104之间。在后侧，叶轮空间314位于隔板306与叶轮104之间。
叶轮空间吹洗空气312移动经过叶轮空间314。此外，轮叶供送冷却空气(未示出)从叶轮104朝向轮叶102移动。叶轮空间吹洗空气312运动的示图示为其移动经过叶轮空间314，且经过叶轮104。盖板110有助于减少能够在前侧的叶轮104和喷嘴支承环304与在后侧的叶轮104和隔板306之间移动的叶轮空间吹洗空气312的总量。此外，盖板110有助于使轮叶供送冷却空气到达轮叶102而不进入叶轮空间314中。如上文所述，在一个实施例中，盖板110和密封件108可安装在叶轮104的前侧或后侧上(图1)。在另一实施例中，盖板110和密封件108可安装在叶轮104的前侧和后侧上。此外，盖板110上可存在一个或多个天使翼112。天使翼112可有助于防止热的流动通路气体进入叶轮空间314中。
当不存在盖板110和密封件108时，叶轮空间吹洗空气312能够进入叶轮104内的穿孔316中。当存在盖板110和密封件108时，可减少或消除经由叶轮104进入或移动到叶轮空间314中的叶轮空间吹洗空气312的总量。如果未安装盖板110和密封件108，则叶轮空间吹洗空气312将能够在叶轮104与叶轮空间314之间移动。盖板110和密封件108有助于防止叶轮空间吹洗空气312的损失。此外，当不存在盖板110和密封件108时，轮叶供送冷却空气可进入叶轮空间314中。
在一个实施例中，盖板110可为分段式的。在另一实施例中，密封件108可为分段式的。在又一实施例中，盖板110和密封件108两者均可为分段式的。在图8中所示的备选实施例中，其中，存在分段式盖板806和分段式密封件700，或存在分段式盖板806或分段式密封件700中任何一者，密封件108定位成叠置在分段式盖板806上的界面804上，以消除在相邻的沿周向定位的盖板区段802之间的间隙。
盖板110和密封件108还可用于协助机器100的二次流动设计。具体而言，盖板110和密封件108可安装和定位成协助空气和气体流向指定位置的运动。此外，盖板110和密封件108可安装和定位成用以防止加压空气(例如，叶轮空间吹洗空气和轮叶供送冷却空气)的泄漏和热气体的摄入。此外，盖板110和密封件108可通过减少接触或接近叶轮104的热气流308总量或通过提供在轮叶102与叶轮104之间的附加屏障来用作叶轮104的隔热屏。在又一实施例中，盖板110和密封件108可用于缓冲叶轮104和轮叶102上的振动，以及机器100的总体振动。例如，盖板110和密封件108可提供在叶轮104与轮叶102之间的附加机械连接。在轮叶102与叶轮104之间的附加机械连接可在机器100工作的同时提供增大的刚性和减小振动。
转到图4，示出了具有单个裂口的360度单卷密封件(″单卷密封件″)402。单卷密封件402容许在工厂处以及当机器100在客户的场所处时在机器100上进行安装和维护，包括组装和拆卸。在一个实施例中，单卷密封件402容许密封件展开而容许对机器100进行维护和修理。在又一实施例中，通过使单卷密封件402在其圆周上具有缺口，提供了柔性，以便其可操纵机器100的启动和关闭。在另一实施例中，具有其单个裂口的单卷密封件402保持了刚度和耐用性，其中，该密封件402可如上文所详述的那样工作，以及进行安装和从机器100上移除。
转到图5，且继续参看图4，单卷密封件502的末端可例如由舌键和凹槽、搭接、燕尾榫、对接、焊接或铜焊来机械地相联。此外，盖板504可在其机械地联接时安置在单卷密封件502的接头上。在一个实施例中，与盖板504机械地相联的单卷密封件将使单卷密封件402定位在盖板504上，以消除沿周向定位的相邻盖板区段504之间的间隙506。
图6示出了720度的多卷密封件(″多卷密封件″)602。在一个实施例中，多卷密封件的末端并未机械地彼此联接。这除了容许多卷密封件602在机器100上进行安装和移除之外，还容许密封件在机器100的安装和维护期间具有柔性。如果期望的话，其它实施例可包括具有大于720度的多卷密封件。
转到图7，示出了分段式密封件700的一部分。分段式密封件700包括区段704在此进行连接的接头702。在一个实施例中，盖板110可安装在分段式密封件700上。图8示出了分段式密封件700，其中，在分段式密封件700上具有分段式盖板806。查看图8，且继续参看图7，在一个实施例中，盖板接头804可与分段式密封件700的接头702错开，其中，分段式密封件700定位在盖板区段804上，以便消除沿周向定位的相邻盖板区段之间的间隙。
转到图9，该图示出了备选实施例，其中，密封件904沿轮叶102和叶轮104的侧部延伸，从而覆盖在二者之间的界面。密封件904可通过轮叶102上的钩状物902附接到轮叶102上，并且密封件904可通过叶轮104上的钩状物906附接到叶轮104上。密封件904可位于叶轮104的前侧或后侧上。在另外的实施例中，密封件904可位于叶轮104的前侧和后侧上。密封件904可采用上述密封件中的任一形式。
尽管本文描述了多种实施例，但从说明书中可以认识到，文中的元件、变型或改进方案的各种组合可由本领域的技术人员作出，且落在本发明的范围内。此外，在不脱离本发明基本范围的情况下，可做出许多修改以使特定的情势或材料适应本发明所教导的内容。因此，本发明不应认为受限于作为为执行本发明所构思出的最佳方式而公开的具体实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (15)

1.一种燃气轮机，包括：
旋转轴(106)；
联接到所述旋转轴(106)上的叶轮(104)；
联接到所述叶轮(104)的轮叶(102)；
紧固到所述叶轮(104)和所述轮叶(102)上的盖板(504，110)；以及
位于所述盖板(504，110)与所述叶轮(104)和所述轮叶(102)之间的密封件(108，904)。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述盖板(504，110)包括天使翼(112)。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述盖板(504，110)包括用于将所述盖板(504，110)紧固到所述燃气轮机的叶轮(104)上的钩状物(206)。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述盖板(504，110)包括接合所述燃气轮机的轮叶(102)中的槽口(210)的外缘(208)。
5.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述密封件(108，904)包括具有单个裂口的360度密封件(108，904)。
6.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述密封件(108，904)包括720度的多卷密封件(108，904)。
7.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述密封件(108，904)包括分段式密封件(108，904)。
8.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述盖板(504，110)包括至少一个区段，以及所述密封件(108，904)位于所述盖板(504，110)区段上，用以消除沿周向定位的相邻盖板(504，110)区段之间的间隙(506)。
9.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述盖板(504，110)和所述密封件(108，904)安装在所述叶轮(104)的前侧或后侧上。
10.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述盖板(504，110)和所述密封件(108，904)安装在所述叶轮(104)的前侧和后侧上。
11.一种用于具有旋转轴(106)的机器(100)的密封件(108，904)组件(101)，所述密封件(108，904)组件(101)包括：
联接到所述旋转轴(106)上的叶轮(104)；
联接到所述叶轮(104)的轮叶(102)；
紧固到所述机器(100)的所述叶轮(104)和所述轮叶(102)上的盖板(504，110)；以及
位于所述盖板(504，110)与所述叶轮(104)和所述轮叶(102)之间的密封件(108，904)。
12.根据权利要求11所述的密封件组件，其特征在于，所述盖板(504，110)包括天使翼(112)。
13.根据权利要求11所述的密封件组件，其特征在于，所述盖板(504，110)包括用于将所述盖板(504，110)紧固到所述机器(100)的叶轮(104)上的钩状物(206)。
14.根据权利要求11所述的密封件组件，其特征在于，所述盖板(504，110)包括接合所述机器的轮叶(102)中的槽口(210)的外缘(208)。
15.根据权利要求11所述的密封件组件，其特征在于，所述密封件(108，904)包括具有单个裂口的360度密封件(108，904)。
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