燃气轮机中的密封布置的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种燃气轮机，其包括框架(4)，第一导叶(1)，以及用于密封框架(4)和第一导叶(1)之间的间隙(24，26，44，46)的密封布置，该密封布置包括串联地布置在框架(4)和第一导叶(1)之间的两个密封件。在优选的实施例中，密封件中的一个是蜂窝式密封件(3，9)，狗骨式密封件(8)，呼啦圈式密封件(6)或活塞密封件(15)，且另一个密封件是蜂窝式密封件(3，9)，狗骨式密封件(8)，呼啦圈式密封件(6)或活塞密封件(15)。还描述了一种将冷却流体供给至框架(4)和第一导叶(1)之间的间隙(24，26，44，46)的方法。
【专利说明】
燃气轮机中的密封布置
技术领域
[0001]本公开涉及燃气轮机中的密封布置，且具体地涉及包括两个密封件以密封第一导叶和框架(P i Cture frame)之间的间隙的密封布置。
【背景技术】
[0002]在燃气轮机中，燃烧器出口的框架和涡轮的第一导叶之间存在间隙。两零件相对于另一个的移动可以是需要考虑的，而必须在两零件之间留有间隙以免接触。该间隙通常排出冷却空气。已经被认识到的是，改进围绕该间隙的设计以例如减少冷却空气需求是有利的。
【发明内容】
[0003]本发明限定于随附的独立权利要求，现在将参照该权利要求。本发明的有利的特征在从属权利要求中陈述。
[0004]根据本发明的第一方面，在此提供了一种燃气轮机，其包括框架，第一导叶，以及用于密封框架与第一导叶之间的间隙的密封布置，该密封布置包括串联地布置在框架和第一导叶之间的两个密封件。这可有助于减少框架和第一导叶之间的间隙中，尤其在每个框架和第一导叶(摇摆导叶)之间的内平台(内直径)上的泄漏和热燃气摄入。特别地，这可以在全工况条件下密封间隙，而不管第一导叶沿轴向和径向方向(相比于燃气轮机纵向轴线)两者的移动。燃气轮机的关键部分(第一导叶和框架)没有被影响，且该解决方案可对现有燃气轮机进行翻新改进。两个密封件的使用也可以提供冗余，使得如果密封件中的一个失效或者一个或两个密封件性能劣化，该间隙仍可以被密封。最靠近热燃气流的密封件可特别地减少热燃气的摄入，且最远离热燃气流的密封件可特别地减少和/或控制冷却流体的流动。
[0005]在一个实施例中，密封件中的一个是蜂窝式密封件(honeycomb seal)，狗骨式密封件(dogbone seal)，呼啦圈式密封件(hula seal)或活塞密封件(piston seal)，而另一个密封件是蜂窝式密封件，狗骨式密封件，呼啦圈式密封件或活塞密封件。活塞密封件可补偿轴向和径向的位移，因为活塞可被活塞密封件后活塞容积中的压力相对第一导叶推动。在一个实施例中，密封件中的一个是蜂窝式密封件，第一导叶包括密封部分，其布置成结合蜂窝式密封件来密封间隙。
[0006]在一个实施例中，密封件中的至少一个是呼啦圈式密封件，且至少一个呼啦圈式密封件中的至少一个是圆锥呼啦圈式密封件。圆锥呼啦圈式密封件可以尤其适用于处理导叶沿轴向和径向方向(相比于燃气轮机纵向轴线)的移动。
[0007]在一个实施例中，圆锥呼啦圈式密封件包括内部分，多个指部和外部分，其中内部分附接至多个指部中的每一个的一端，且外部分附接至多个指部中的每一个的另一端。
[0008]在一个实施例中，密封件中的至少一个是狗骨式密封件，且框架包括承窝以用于保持狗骨式密封件。在一个实施例中，密封件中的至少一个是活塞密封件，活塞密封件包括用于接触第一导叶的活塞密封件前端，该活塞密封件前端的大部分是该活塞密封件沿相对于燃气轮机纵向轴线的径向方向上最宽部分的宽度的至少一半，且该活塞密封件前端具有锥形部分以用于接触第一导叶。
[0009]在一个实施例中，第一导叶包括第一导叶接触表面以接触密封件中的至少一个。在一个实施例中，第一导叶接触表面平行或基本平行于框架在间隙的相对侧上的表面。
[0010]在一个实施例中，第一导叶接触表面是圆锥的或球状的。这可以更好的有助于密封间隙。在一个实施例中，第一导叶接触表面是成角度的，使得第一导叶关于框架的移动的弹性范围是极小的。这可以最小化间隙宽度且使密封间隙更简单。
[0011 ]根据本发明的第二方面，提供了一种冷却燃气轮机的方法，该燃气轮机包括框架，第一导叶，以及用于密封在框架与第一导叶之间的间隙的的密封布置，该密封布置包括串联地布置在框架和第一导叶之间的两个密封件，该方法包括将冷却流体供给至框架和第一导叶之间的间隙的步骤。这可以吹扫间隙以减小热燃气的摄入。
[0012]在一个实施例中，该方法包括在最远离热燃气流的间隙的端部处维持比在间隙的热燃气流端处的压力更高的压力。
[0013]在一个实施例中，密封件中的至少一个是活塞密封件，且该方法包括将冷却流体供给到活塞密封件和框架之间的容积中的步骤，使得活塞密封件保持接触第一导叶。
【附图说明】
[0014]现在将仅通过举例且参考附图来描述本发明的实施例，在附图中:
[0015]图1显示了包括蜂窝式密封件和圆锥呼啦圈式密封件的本发明的实施例的横截面；
[0016]图2显示了包括蜂窝式密封件和狗骨式密封件的的本发明实施例的横截面；
[0017]图3显示了包括两个蜂窝式密封件的本发明的实施例的横截面；
[0018]图4显示了在隔板上的圆锥呼啦圈式密封件的透视图；
[0019]图5显示了图4的圆锥呼啦圈式密封件的顶视图；
[0020]图6显示了在燃气轮机运行时第一导叶表面上一个点的图示地移动；
[0021 ]图7显示了活塞密封件的横截面视图；以及
[0022]图8显示了备选的活塞密封件横截面视图。
[0023]附图标记
[0024]I 第一导叶
[0025]2 第一密封部分
[0026]3 蜂窝式密封件
[0027]4 框架
[0028]5 隔板
[0029]6 圆锥呼啦圈式密封件
[0030]7 第二密封部分[0031 ] 8 狗骨式密封件
[0032]9 第二蜂窝式密封件
[0033]10 第二密封部分凸起
[0034]12隔板表面
[0035]14第二密封部分表面(第一导叶接触表面)
[0036]15活塞密封件
[0037]16呼啦圈式密封件方向
[0038]18纵向轴线方向
[0039]20承窝
[0040]24第二间隙的(部分的)容积(间隙最远离热燃气流的端)[0041 ]26第二间隙的(部分的)容积
[0042]30凹槽
[0043]34第一间隙方向
[0044]38第二间隙方向
[0045]44第一间隙的(部分的)容积(间隙的热燃气流端)
[0046]46第一间隙的(部分的)容积
[0047]48间隙的中间区域
[0048]54狗骨式密封件隔板部分
[0049]56狗骨式密封件第一导叶部分
[0050]58狗骨式密封件中间部分
[0051]64内部分
[0052]66指部
[0053]68外部分
[0054]69圆周方向
[0055]102活塞容积
[0056]104活塞容积的后端
[0057]105活塞密封件的后端
[0058]107活塞密封件前端
[0059]108槽口
[0060]148成角度的矩形箱[0061 ]150组装/冷却位置
[0062]151起动
[0063]152满负荷
[0064]153稳定状态运行
[0065]154停机中的极值点
[0066]156移动线
[0067]158滑动范围
[0068]159弹性范围
[0069]A角度
[0070]α角度。
【具体实施方式】
[0071]图1显示了带有第一密封部分2和第二密封部分7(导叶齿)的在待密封的间隙24，26，44，46—侧的第一导叶I (摇摆导叶)。在待密封的间隙24，26，44，46的另一侧的是框架4和附接到框架4上的隔板5。在本申请的实施例中隔板5被显示为与框架4分离的构件，但隔板5也可能是框架4一体的部分。在第一导叶I与框架4和隔板5之间的间隙24，26，44，46中，布置有第一密封件(蜂窝式密封件3)和第二密封件(圆锥呼啦圈式密封件6)。
[0072]蜂窝式密封件3布置在框架4和隔板5之间在间隙44，46的一侧。为从第一导叶I延伸的突出的第一密封部分2延伸跨过间隙44，46以与蜂窝式密封件3相互作用且密封间隙44,46ο
[0073]圆锥呼啦圈式密封件6在第二密封部分7和隔板5之间延伸。优选地，隔板邻近于圆锥呼啦圈式密封件6的表面12和第二密封部分7邻近于圆锥呼啦圈式密封件6的表面14是平行的或基本平行的(在使用中它们不会总是平行)，两者都沿呼啦圈式密封件方向16延伸，呼啦圈式密封件方向16与纵向轴线方向18成一个角度。纵向轴线方向18是燃气轮机(未示出)的纵向轴线的方向，其通常也平行于第一导叶I和框架4的轴线。
[0074]在图2中，示出了备选的实施例，其中狗骨式密封件8被提供作为第二密封件而不是圆锥呼啦圈式密封件。狗骨式密封件8包括邻近于隔板的隔板部分54，邻近于第二密封部分7的第一导叶部分56，以及连结隔板部分和第一导叶部分的中心部分58。隔板部分45和第一导叶部分56是典型的圆柱形。隔板5也不同于图1中的隔板，在于承窝(SOCket)20被提供以保持狗骨式密封件8。在图2中，间隙的最后一部分24是压缩机气室的有效部分。
[0075]在图3中，示出了备选的实施例，其中第二蜂窝式密封件9提供为第二密封件。隔板5包括凹槽30，其中第二蜂窝式密封件9被放置。另外，第二密封部分7包括第二密封部分凸起10。该第二密封部分凸起10具有与第一密封部分2相同的功能。设有如图1和2中的实施例的第一密封件(蜂窝式密封件3)以密封第一间隙44，46，该间隙44，46沿垂直于纵向轴线方向18的方向34延伸。第二密封件(第二蜂窝式密封件9)被提供以密封第二间隙24，26，该间隙24，26沿方向38延伸，方向38处于与纵向方向18成一个角度A。
[0076]诸如在图1中显示的呼啦圈式密封件现在将更详细地描述。在环状的呼啦圈式密封件中，呼啦圈式密封件描述了一圆环，其中内部分和外部分在与呼啦圈式密封件的中心轴线(即，穿过呼啦圈式密封件中心的轴线，其是沿纵向轴线方向18的呼啦圈式密封件纵向轴线)相同的距离上。相反的，圆锥呼啦圈式密封件具有比外部分更靠近呼啦圈式密封件的中心轴线的内部分。换言之，在环状的呼啦圈式密封件中的呼啦圈式密封件方向平行于纵向轴线方向18(呼啦圈式密封件的纵向轴线)，然而圆锥呼啦圈式密封件中的呼啦圈式密封方向则与纵向轴线方向18成一个角度。
[0077]圆锥体是三维几何形状，其从平面基座光滑地逐渐变细，基座可以是盘状或可以是其它形状。精确地，圆锥呼啦圈式密封件是圆锥截头椎体，是圆锥体的截头椎体的表面的形状(即，不包括顶点的圆锥的区段，也被已知为被截取的圆锥体)，相反于其中呼啦圈式密封件遵循圆柱的表面形状的环状呼啦圈式密封件。为了完整性应注意到的是，例如如可在图3中所见，呼啦圈式密封件并不严格地描述精确的环状或圆锥形，其中圆锥呼啦圈式密封件6遵循呼啦圈式密封件方向16但指部的曲率稍微偏离完美的圆锥。
[0078]图4和5显示了附接至隔板5的圆锥呼啦圈式密封件6，隔板5继而附接至框架4或是框架4的一部分(参见图1)。圆锥呼啦圈式密封件6包括沿相对于纵向轴线方向18(呼啦圈式密封件轴线方向，参见图1)的圆周方向69延伸的内部分64O内部分64配置为附接至隔板5的表面12(参见图1)。多个指部66(各自附接至内部分64)沿呼啦圈式密封件方向16(参见图1)延伸远离内部分64。外部分68被提供在指部66离内部分64的远端处。圆锥呼啦圈式密封件沿呼啦圈式密封件方向16(参见图1)以与纵向轴线方向18成角度A延伸。圆锥呼啦圈式密封件5沿着图5中的线1-1的横截面将对应于图1中的圆锥呼啦圈式密封件5的视图。应注意的是，图4中的隔板不同于图1中的隔板的设计。
[0079]指部66不沿直线延伸，但是弯曲，使得各个指部的方向描述了更靠近内部分64处的大于角度A(见图1)的角度和靠近外部分68的小于角度A的角度。外部分68被布置为滑动地接触隔板56的表面12(参见附图1)。
[0080]呼啦圈式密封件可以是整个环或可由多个独立的呼啦圈式密封件(呼啦圈式密封节段)构成。图5的呼啦圈式密封件是呼啦圈式密封节段。在一个示例中，20个呼啦圈式密封件围绕360°的环形接头放置，每个沿圆周方向40围绕圆周方向延伸15°。本文中描述的其它类型的密封件也可以这种方式被分段。
[0081 ]在燃气轮机中，多个框架(连续的衬垫出口)围绕燃气轮机的纵向轴线以环形布置，其中框架典型地附接至连续衬垫且连续的衬垫围绕筒形燃烧器。换言之，所有的框架相交于垂直于纵向轴线的平面。在本申请中讨论的密封解决方案可被应用在框架的内径(框架最靠近纵向轴线的边缘)。优选地，每个框架具有独立的密封件节段或多个节段，即，密封节段不相对于纵向轴线沿周向方向延伸跨过多个框架。这可以允许单个导叶/叶片在制造，维护和维修的时候组装和/或分解。
[0082]在本申请中讨论的密封解决方案优选地用于密封两个静止零件之间的间隙，诸如在框架和第一导叶之间的间隙。
[0083]在使用的时候，第二密封部分表面14(更具体地，第二密封部分表面14的特别点)在其运行循环期间将沿着类似于如图6所示的路径移动。移动的范围适合于成角度的矩形箱148之中，其在与纵向轴线方向18成角度α处成角度。优选地，角度A(参见图1和3)是与角度α相同或基本相同的。存在两个移动的方向，滑动范围158和弹性范围159。沿滑动范围158的方向的移动可以是由于例如第一导叶的摆动(旋转)，而沿弹性范围159的方向的移动可以是由于例如构件的热膨胀/收缩。
[0084]最初，图6中在组装或冷却位置150，第一导叶I处于确定的位置。在起动期间，第一导叶开始沿通过移动线156显示的方向移动，经过可能是滑动范围内第一个极大程度的点151。在全负荷下，第一导叶位置可能在点152处，且在稳定状态运行期间第一导叶的位置可能在点153处。在运行期间，负荷可变化，且第一导叶的位置可因此变化，在移动线156上或靠近该线在围绕点152和153和它们之间的区域中移动。在停机的时候，第一导叶而后冷却且继续进一步围绕移动线156。在停机期间，第一导叶达到滑动范围第二极大程度的点154。一旦完全冷却，第一导叶将完成移动线156的整个循环，回到其冷却位置点150。图6中的移动线156和曲线上点的描述是近似的，且可能发生从该近似的偏离。
[0085]在燃气轮机组装期间，密封部分2被挤压进入蜂窝式密封件3且一般在运行期间保持接触。类似地，第二密封部分凸起1也被挤压进入蜂窝式密封件9。
[0086]在使用中，冷却流体可能被供给到框架和第一导叶之间的间隙中。这可以有助于减少热燃气摄入且可以消除间隙。
[0087]图7中所不的另一备选的密封件，即活塞密封件15。如同本文中描述的其它的密封件，活塞密封件15设计成密封第一导叶I的第二密封部分7和附接至框架4的隔板5之间的间隙24，26。在活塞密封件的前端，活塞密封件前端107布置为接触第二密封部分表面14;活塞密封件的前端成形类似于狗骨式密封件的一半。活塞密封件15的后端105被布置在隔板5的活塞容积102中。活塞密封件15可相对于隔板5移动。在活塞容积102的后端104，诸如冷却流体源的压力源(未示出)被提供。可选地，用于附加密封件(未示出，例如绳密封件)的槽口108被提供在活塞的侧壁的一者或两者上。该槽口可备选地在活塞容积的侧壁的一者或两者上。该附加的密封件可以有助于减少通过活塞密封件15的后端105的泄漏。
[0088]图8显示了图7的活塞密封件的备选实施例，带有活塞密封件前端107的备选形状。在该设计中，活塞密封件前端(即，活塞密封件延伸跨过间隙以接触第一导叶的部分)的大部分范围(优选地至少75%)是大于活塞容积的宽度(活塞容积在垂直于纵向轴线方向18的方向上的宽度;这通常与活塞密封件的主要部分的宽度相等或相似)的一半。该设计可能比图7中的实施例更具刚性。前端107邻近于第一导叶的部分优选地是锥形的。锥形优选地是凸出的形状;这可允许在操作条件范围内与第一导叶更好的接触。
[0089]活塞密封件15可以是除了图7和8的示例外的各种形状。
[0090]如同描述于此的众多其它实施例，图6中的第二密封部分表面14优选地是基本平行于隔板表面，在间隙的相对的一侧。
[0091]图7和8中的活塞密封件实施例被显示具有在隔板5中平行于纵向轴线方向18的活塞容积102，但活塞容积102可能沿其它方向成角度，例如垂直于第二密封部分表面14。活塞密封件也可以按照活塞容积相应地重新定向。
[0092]从隔板表面12到活塞容积102的后端104的活塞容积102的深度可在设计阶段期间基于活塞密封件15的长度和隔板表面12和第二密封部分表面14之间间隙的预期尺寸来确定。
[0093]在使用时，在腔室102的后端104和活塞密封件15的后端105之间的腔室102中的压力优选地高于活塞密封件15的任一侧上的间隙24，26中的压力。在最小的情况下，后端105处的压力应足够高使得保持活塞密封件前端107相邻于第二密封部分表面14。蜂窝式密封件3和/或第二蜂窝式密封件9也可能具有相似的压力分布，具有被提供以推动蜂窝式密封件3/第二蜂窝式密封件9分别紧靠第一密封部分和第二密封部分凸出部分的诸如冷却空气源的压力源。
[0094]有限数量的具体实施例被描述在前文中。更普遍的，多种密封解决方案可以用于密封框架4和第一导叶I之间的间隙。对于第一密封件，蜂窝式密封件被显示在图1到3中，但任何其它描述在本申请中的密封件也可被用作第一密封件。类似地，任何在本申请中的密封件可被用作第二密封件。任何密封件的组合也是可能的。例如，第一和第二密封件可以都是圆锥呼啦圈式密封件，其中框架和第一导叶设计使得框架和第一导叶具有在图3中显示的对于第一密封件和第二密封件都围绕圆锥呼啦圈式密封件的结构。串联的三个或更多个密封件也可被提供。
[0095]第一和第二密封件将可串联;也就是，第二密封件与第一密封件在沿垂直于纵向轴线方向30的轴线方向上处于间隙的不同部分。换言之，从热燃气流中任何逸出的热燃气必须经过圆锥呼啦圈式密封件和第二密封件。
[0096]描述于此的密封件可以是整个的环或可能是由多个独立的密封件(密封件节段)构成。例如，图4的圆锥呼啦圈式密封件6是呼啦圈式密封节段。在一个示例中，20个密封件围绕360°环形接头来放置，每个沿圆周方向69围绕圆周延伸15°。
[0097]每个密封件可描述为如前文描述的环的一部分或整体。纵向轴线方向18将典型地垂直于该部分或整体环的平面。对于密封节段，每个密封节段的纵向轴线是密封节段的整个环的纵向轴线。密封件纵向轴线将通常也是框架在连续衬垫(燃烧器出口)端的纵向轴线和/或燃气轮机纵向轴线。
[0098]第一密封部分2和附加密封部分10可以是各种形状;这些零件被要求从第一导叶延伸跨过间隙以与蜂窝式密封件相互作用。类似地，承窝20可取决于狗骨式密封件的形状而在形状上变化且凹槽30可取决于第二蜂窝式密封件和隔板的形状而变化。
[0099]隔板5被显示为在附图所示的不同实施例中在形状上变化以适应不同类型密封件。这些隔板的形状是示例，且其它的隔板形状也是可能的。例如，图1中显示的隔板形状可以通过承窝20的附加来修改以用于狗骨式密封件但以其它方式保持其形状。隔板表面，第二密封部分表面和第一导叶形状也可取决于使用的密封件而变化。
[0100]导叶齿7是前述实施例中第一导叶I的一部分，但也可以是附接至第一导叶的独立的构件。第一密封部分2和附加密封部分10也可各自是第一导叶I的整体部分或附接到第一导叶上的独立构件。
[0101]蜂窝式密封件3作为第一密封件在前述实施例中显示在框架和隔板之间。备选地，蜂窝式密封件3可附接仅邻近于框架或仅邻近于隔板。
[0102]在图3中，蜂窝式密封件9作为第二密封件在从纵向轴线方向18上的角度A成角。备选的，可使用在不同的角度的第二蜂窝式密封件，例如蜂窝式密封件类似于图1到3中作为第一密封件的蜂窝式密封件或在平行于纵向轴线方向的角度上的蜂窝式密封件。隔板5和第二密封部分7的设计因此将需要调整。类似地，蜂窝式密封件3作为在任意的实施例中的第一密封件可在与图1至图3中所示的方向不同的方向成角度。
[0103]蜂窝式通常定向使得其可在第一密封部分2或第二密封部分表面14的压力下弹性地变形。在蜂窝式密封件3和第二蜂窝式密封件9中显示的线显示了蜂窝式的壁;S卩，如果在蜂窝式中显示的线的方向看密封件，将看到蜂窝式结构的六边形特征。显示在附图中的蜂窝式密封件3是对齐的使得六边形蜂窝式结构相对于燃气轮机纵向轴线沿圆周方向延伸。显示在图9中的第二蜂窝式密封件9具有在不同角度的垂直于第二密封部分表面14的延伸的六边形蜂窝式结构。
[0104]尽管在附图中仅显示了圆锥呼啦圈式密封件，环形呼啦圈式密封件也可被使用。在呼啦圈式密封件方向垂直于纵向轴线方向18的极端情况下，径向呼啦圈式密封件也可被使用。在圆锥呼啦圈式密封件的情况下，呼啦圈式密封件方向16可在不同于显示在示例中的角度A上，且优选地设置使得角度A在角度α的15°内，更优选地在5°内，且最优选地在Α = α的角度。这是使燃气轮机运行期间第一导叶和框架/隔板的相对移动最小化的角度。这最小化了弹性范围159且因此使第一导叶和框架/隔板之间，特别是第二密封部分表面14和隔板表面12之间的间隙最小化。这最小化了圆锥呼啦圈式密封件的移动范围的需求。类似地，与圆锥呼啦圈式密封件相关的隔板表面12优选地处于在角度α的15°内的角度，更优选地在5°内，且最优选地在Α = α的角度，且第二密封部分表面优选地在角度α的15°内，更优选地在5°内，且最优选地在Α = α的角度。
[0105]狗骨式密封件8被显示为平行于图2中的纵向轴线方向18延伸，但也可以与纵向轴线方向18成角度地延伸。除了前文描述的示例，狗骨式密封件的其它形状可能被使用;对于描述于此的呼啦圈式密封件，狗骨式密封件，活塞密封件和蜂窝式密封件是一样的。
[0106]在图2的实施例中，另一承窝(未示出)可提供在第二密封部分7中以将狗骨式密封件8保持在适当位置。当狗骨式密封件以该方式在两端均被保持时，其通常需要由可延伸的材料制成，因为在使用时两个承窝之间的距离会变化。当狗骨式密封件仅在一端保持时，通常必要的是，间隙在处于低压的狗骨式密封件的一侧上更窄。另一承窝(未示出)是可选的，因为压差可将密封件保持在适当位置-比狗骨式密封件8更靠近纵向轴线的(在框架4/隔板5和第一导叶I之间的间隙的)容积24处于比狗骨式密封件8更远离纵向轴线的(在框架4/隔板5和第一导叶I之间的间隙的)容积26更高的压力。压差连同间隙的形状(其在狗骨式密封件处于低压的一侧更窄)将狗骨式密封件保持在密封间隙的位置中。作为结果，其不必要提供在第二密封部分7上的支撑。备选地，承窝可被提供仅在第一导叶I中(例如在导叶齿7中)而不在隔板5中。
[0107]相当大的振动在框架和第一导叶之间的间隙的形状，方向，宽度和长度中是可能的。第一间隙44，46主要沿垂直于纵方向18的方向延伸，其中第一密封部分2延伸进入间隙以助于连同蜂窝式密封件3来密封间隙。如在讨论各种密封件的角度时所指出的，该间隙可能在备选实施例中沿不同的方向延伸。类似地，第二间隙24，26可沿不同于图1到3所示的方向延伸。第一导叶的各种部分(第一密封部分，第二密封部分，第二密封部分凸起，第二密封部分表面)的形状也可因此变化。
[0108]如同在图2中的实施例中间隙被狗骨式密封件8所密封，间隙也可沿着它们的宽度范围变化。
[0109]为方便引用，在第一导叶和框架/隔板之间的间隙的不同部分被标记了附图标记。间隙包括三部分，第一间隙44，46，中间区域48和第二间隙24，26。虚线被显示用于描绘间隙的这三个区域在哪里开始和终止。
[0110]在第一导叶和框架/隔板之间的第一间隙44，46对应于具有第一密封件的间隙部分，且被分成邻接于热燃气流(未示出)的容积44和在第一密封部分2对于热燃气流的另一侧的容积46。
[0111]在第一密封部分2对于热燃气流的另一侧的容积46中的压力典型地高于邻接于热燃气流的容积44;这能允许吹扫流泄漏穿过密封件，避免热燃气摄入经过第一密封部分和第一密封件。
[0112]接着是在第一间隙44，46和第二间隙24，26之间的间隙的中间区域48，尽管该中间区域48是可选的，且第一间隙44，46和第二间隙24，26可直接通向彼此。
[0113]第二间隙24，26具有与第一间隙44，46类似的结构，具有在第二密封部分凸起10关于热燃气流的远侧上在间隙中的容积24和第二密封部分凸起10关于热燃气流的近侧上在间隙中的容积26 (邻接于中间区域48或第一间隙44，46)。
[0114]在活塞，狗骨式或呼啦圈式密封件的情况下，密封件本身将分隔第一或第二间隙区域而不是像图3的蜂窝式密封件的实施例中显示的第一密封部分或第二密封部分凸起。在呼啦圈式密封件的情况下，间隙容积的附加部分在呼啦圈式密封件本身和隔板之间。
[0115]对所述的实施例的各种修改是可能的且将由本领域技术人员想到而不偏离由所附权利要求所限定的本发明。
【主权项】
1.一种燃气轮机，包括框架(4)，第一导叶(I)，以及用于密封所述框架(4)与所述第一导叶(I)之间的间隙(24，26，44，46)的密封布置，所述密封布置包括串联地布置在所述框架(4)和所述第一导叶(I)之间的两个密封件。2.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述密封件中的一个是蜂窝式密封件(3，9)，狗骨式密封件(8)，呼啦圈式密封件(6)或活塞密封件(15)，且另一个密封件是蜂窝式密封件(3，9)，狗骨式密封件(8)，呼啦圈式密封件(6)或活塞密封件(15)。3.根据权利要求1或2所述的燃气轮机，其特征在于，所述密封件中的一个是蜂窝式密封件(3，9)，且其中所述第一导叶(I)包括布置成结合所述蜂窝式密封件(3，9)密封所述间隙(24,26,44,46)的密封部分(2，1)。4.根据权利要求2或3所述的燃气轮机，其特征在于，所述密封件中的至少一个是呼啦圈式密封件，且至少一个呼啦圈式密封件中的至少一个是圆锥呼啦圈式密封件(6)。5.根据权利要求4所述的燃气轮机，其特征在于，所述圆锥呼啦圈式密封件(6)包括内部分(64)，多个指部(66)和外部分(68)，其中所述内部分(64)附接至所述多个指部(66)中的每一个的一端，且所述外部分(68)附接至所述多个指部(66)中的每一个的另一端。6.根据权利要求1或2所述的燃气轮机，其特征在于，所述密封件中的至少一个是狗骨式密封件(8)，且所述框架(4)包括用于保持所述狗骨式密封件(8)的承窝。7.根据权利要求1或2所述的燃气轮机，其特征在于， 所述密封件中的至少一个是活塞密封件(15)， 所述活塞密封件(15)包括用于接触第一导叶(I)的活塞密封件前端(107)， 所述活塞密封件前端(107)的大部分是所述活塞密封件(15)沿相对于燃气轮机纵向轴线的径向方向的最宽的部分的宽度的至少一半，以及 所述活塞密封件前端具有锥形部分以用于接触所述第一导叶(I)。8.根据权利要求2所述的燃气轮机，其特征在于，所述第一导叶(I)包括第一导叶接触表面(14)以接触所述密封件中的至少一个。9.根据权利要求8所述的燃气轮机，其特征在于，所述第一导叶接触表面(14)平行或基本平行于所述框架(4)在所述间隙(24，26，44，46)的相对侧上的表面(12)。10.根据权利要求8或9所述的燃气轮机，其特征在于，所述第一导叶接触表面(14)是圆锥的或球状的。11.根据权利要求8至10中的任一项所述的燃气轮机，其特征在于，所述第一导叶接触表面(14)是成角度的，使得所述第一导叶(I)相对于所述框架(4)的移动的弹性范围(159)是极小的。12.—种冷却燃气轮机的方法，所述燃气轮机包括框架(4)，第一导叶(I)，以及用于密封所述框架(4)与所述第一导叶(I)之间的间隙(24，26，44，46)的密封布置，所述密封布置包括串联地布置在所述框架(4)和所述第一导叶(I)之间的两个密封件，该方法包括将冷却流体供给至所述框架(4)和所述第一导叶(I)之间的所述间隙(24，26，44，46)的步骤。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，包括在最远离热燃气流的所述间隙(24)的端部处维持比在所述间隙(44)的热燃气流端处的压力更高的压力。14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述密封件中的至少一个是活塞密封件(15)，该方法包括将冷却流体供给至所述活塞密封件(15)和所述框架(4)之间的容积的步骤，使得所述活塞密封件(15)保持接触所述第一导叶(I)。
【文档编号】F01D11/00GK106014497SQ201610370672
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】F·格拉夫, H-C·马休斯, U·本兹, F·弗勒尤里奥特
【申请人】安萨尔多能源瑞士股份公司