用于燃气涡轮的、具有冷却空气流的亥姆霍兹减振器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃气涡轮技术的领域，并且尤其涉及用于燃气涡轮的燃烧器或喷燃器的减振器和密封装置。其涉及一种用于热声学减振的装置，以及一种用于同心装配的燃气涡轮燃烧器构件之间的柔性环形密封件。
【背景技术】
[0002]已知燃气涡轮包括一个或多个包括若干个喷燃器的燃烧室或燃烧器，燃料被注入其中，混合至空气流中，并燃烧，以便产生在涡轮中膨胀的高压的烟道气。在燃气涡轮的运行期间，可能产生振荡，并且发生热声学振动。这不仅导致声音干扰，而且还可能对燃气涡轮的构件造成机械损伤。为了减少在燃气涡轮的运行期间的热声学振动，已经知晓在燃烧系统中安装所谓减振装置，尤其亥姆霍兹(Helmholtz)减振器。这种亥姆霍兹减振器包括封壳，封壳限定减振空间，颈部部分从减振空间延伸，并且在减振空间中提供用于冷却空气的流动路径，使得运行期间的温度，尤其在亥姆霍兹减振器的颈部部分处的温度仍保持在预定的限制范围内。因此，用于燃气涡轮的燃烧器或喷燃器的这种减振装置需要供给足够的冷却空气，冷却空气被引导至减振器的颈部部分。
[0003]另一方面，这种燃气涡轮在独立的涡轮部件之间必须设有密封装置，尤其在喷燃器和燃烧器之间的接口处，或者在例如燃烧室衬套和过渡件之间的其它接口处。出于在燃气涡轮的构件之间密封的目的，使用周向金属密封件是已知的。在燃气涡轮中，这种柔性环形密封件用于在同心装配的燃气涡轮的燃烧器构件之间提供足够的密封作用。为了保证长的寿命和在燃气涡轮的构件之间高效的密封，燃烧器构件的密封件传统地装备了用于在燃气涡轮的运行期间冷却密封件的装置。而且为了避免构件的氧化，需要将冷却和吹扫空气的空气流引导至尤其燃烧器构件的这种密封件的顶端部分。因此已知的密封件，例如呼拉(hula)密封件不仅在其设计上是复杂的，而且在燃气涡轮中还需要额外地供给冷却和吹扫空气，这增加了对于上述减振装置所必要的冷却空气的空气流需求。
[0004]这些用于冷却减振装置和密封件目的的不同的空气流可能造成NOx排放的增加，并且可能导致有关喷燃器和燃烧器的运行稳定性的问题。除了对NOjP CO排放的可能的负面影响之外，所谓亥姆霍兹减振器的不足的冷却还降低了在燃气涡轮的运行期间的减振效率。在已知的用于减振和密封的装置中，因此需要在燃烧器构件的接口处提供相应的冷却空气供给装置，以用于两个目的，即热声学减振以及密封装置的冷却。减振和密封装置的设计因此是相当复杂的，并且可能导致这种燃气涡轮的总成本的增加，并且对运行效率具有负面影响，而且有关环境约束方面是不利的。
[0005]考虑到这些缺点，本发明的一个目的是提供一种用于低排放运行的燃气涡轮的燃烧器或喷燃器的亥姆霍兹减振器，其在燃烧器中的构件热声学减振和密封方面具有高效率。此外，凭借根据本发明的减振器，应该减少减振和密封系统对运行稳定性的影响。
【发明内容】
[0006]根据本发明，这个问题通过具有权利要求1的特征的亥姆霍兹减振器来解决。本发明的进一步的发展和优选实施例是从属权利要求的主题。
[0007]根据本发明用于燃气涡轮的燃烧器或燃烧器构件的亥姆霍兹减振器包括封壳，封壳限定减振空间，颈部部分从减振空间延伸，并且减振空间具有用于冷却和/或吹扫空气的流动路径，流动路径具有通向所述封壳的入口孔和出口孔，其中所述出口孔形成于封壳的颈部部分中，并且减振器的特征在于，密封件在所述颈部部分处设置在冷却和吹扫空气的所述出口孔附近，使得对所述密封件提供冷却作用。那意味着，本发明的亥姆霍兹减振器不仅特别适合于热声学减振的目的，而且同时为燃烧器接口的相邻构件提供高效的密封装置。密封件设置在冷却空气流动路径的出口孔的区域，使得密封件直接被来自亥姆霍兹减振器内部的冷却和吹扫空气所冷却。通过这种方式，避免了对减振器和密封件单独地供给冷却空气。这导致设计复杂性的减少，因为不再需要一方面用于密封且另一方面用于热声学减振的单独的冷却或吹扫空气的供给装置。
[0008]此外，极大地减少了空气流的总量，例如高达传统装置中用于燃气涡轮运行所需要的冷却空气流的一半。燃烧器的运行还由于空气的质量流量的减少而更加稳定，并从而减少了 NOjP CO的排放。然而，本发明的亥姆霍兹减振器在有关燃气涡轮的燃烧器的运行期间振动幅度的限制或消除方面具有很高的效率，同时提供所需要的密封作用。由于两个元件，即减振器封壳和密封件的高效冷却，装备了这种亥姆霍兹减振器的燃气涡轮的运行范围是很大的。由于尤其在减振器封壳的颈部部分处的恒定的空气温度以及设置在冷却空气的空气流中的密封件的原因，所以赋予了构件稳定的运行和长的寿命。
[0009]根据本发明的一个有利的方面，亥姆霍兹减振器的特征在于，对于减振器和密封件，具有冷却和吹扫空气的公共供给。在亥姆霍兹减振器的颈部部分提供的减振器和密封件因此共享单个用于冷却空气的供给装置。用于供给冷却和吹扫空气的装置例如连接在亥姆霍兹减振器的封壳的入口孔上。来自入口孔的冷却空气流穿过封壳的内部和减振器的颈部部分，从而对用于消除热声学振动的减振器提供所需要的冷却作用，并且之后直接流向出口孔的区域中的密封件，密封件因而被同一个冷却和吹扫空气流所冷却。通过在亥姆霍兹减振器中共享公共的冷却和吹扫空气的供给，对于这两个构件，即密封件和减振元件不再需要单独的用于产生和提供冷却空气的装置。这导致空气消耗整体相当大的减少和因此成本的减少以及更稳定的燃气涡轮的运行，因为同具有单独的装置用于将冷却空气提供给密封件和减振装置的燃烧系统相比，减少了在燃烧室中添加的冷却空气。
[0010]根据本发明的亥姆霍兹减振器的一个有利的方面，密封件是减振器封壳的所述颈部部分的组成部分。通过这种方式，密封件是亥姆霍兹减振器本身的一部分，或者其牢固地连接在封壳的颈部部分上。这有利于减振和密封系统安装在燃气涡轮的燃烧系统中。例如，不需要如同现有技术中的情况那样为密封件和减振装置提供单独的连接装置。此外，在密封件作为亥姆霍兹减振器的颈部部分处的组成部分的条件下，增强了密封件的冷却:已经被冷却空气流冷却的颈部部分将更冷的温度直接传递给密封部分，密封部分是减振器的颈部部分的组成部分。
[0011]根据本发明的亥姆霍兹减振器的又一有利的方面，减振器的封壳的颈部部分具有用于容纳所述密封件和/或紧固装置的延长的长度，紧固装置用于将减振器紧固在燃气涡轮的燃烧系统中。从现有技术的传统的亥姆霍兹减振器的观点来看，颈部部分的长度被延长，在现有技术的传统的亥姆霍兹减振器中，通常给出了相当短的颈部部分。凭借延长的颈部部分，有利于亥姆霍兹减振器紧固到燃烧室的接口上。此外，凭借延长的长度，颈部部分特别适合于将密封件设置在这个区域中，在该区域中，冷却空气流从亥姆霍兹减振器的封壳离开。例如，用于将减振器安装到过渡壁或燃烧室中的接口上的连接装置设于颈部部分的一个侧面上，而密封件安装在或设于颈部部分的相反侧面上。完整的亥姆霍兹减振器因此不动地连接在燃烧器的接口或壁上，从而确保了减振作用。位于颈部部分的另一侧面上的密封件可能在一个弹性范围内经历足够大的位移，而不会损失其密封效率。通过这些措施，通过同一个亥姆霍兹减振器装置而实现了一种组合的高效的热声学减振和密封。
[0012]根据本