用于旋转机械的护罩及其组装方法技术

本发明专利技术提供一种用于涡轮机的护罩和一种组装方法。该涡轮机包括壳体、可旋转的轴和从轴向外延伸的斗叶。护罩包括对准部件，对准部件联接到壳体，其中对准部件包括第一端部、第二端部和在第一端部与第二端部之间延伸的主体。第二端部包括弓形部分，以促进斗叶的下游的漏流。护罩还包括密封件，密封件联接到主体以促进密封在斗叶和主体之间限定的间隙。

【技术实现步骤摘要】
用于涡轮机的护罩、涡轮机及组装涡轮机的方法
本专利技术一般地涉及旋转机械，更具体地涉及通过减少旋转机械内的流体泄漏损失和流体混合损失来促进旋转机械内的流体流动的方法和装置。
技术介绍
旋转机械(例如燃气涡轮机)用来产生用于发电机的动力。燃气涡轮机具有气路，气路通常包括成连续流动关系的进气口(或进口)、压缩机、燃烧器、涡轮机和气体出口(或排气喷嘴)。压缩机和涡轮机部分包括位于壳体内的至少一排沿周向间隔开的旋转斗叶或叶片。涡轮机效率至少部分地取决于旋转斗叶的尖端和联接到周围壳体的护罩之间的径向间隙或空隙。需要该间隙，以避免斗叶尖端和护罩之间的接触或摩擦，这会导致对于间隙尺寸的设计限制。如果间隙太大，则增强的气流会通过间隙泄漏，因此降低涡轮机的效率。一般不期望有漏流，漏流离开流路或进入流路中从较高压力区域到达较低压力区域。如果间隙太小，则转子斗叶尖端会在某些涡轮机操作条件下不期望地接触/摩擦周围护罩，这也会降低涡轮机的效率。为适应间隙的设计限制，某些已知的涡轮机对护罩和/或斗叶使用蜂窝式和/或迷宫式密封件，以减少通过间隙的漏流。图1是具有密封件12的已知护罩10的横截面图，密封件12可以与已知燃气涡轮机14一起使用。已知涡轮机14包括密封件12(例如蜂窝式和/或迷宫式密封件)以减少通过空隙16的流动。更具体地，已知迷宫式密封件12包括由纵向间隔开的数排迷宫式密封件齿18限定的曲折通路，迷宫式密封件齿18进行密封以承受涡轮机14内存在的高压力差。但是，某些已知迷宫式密封件12的构造会在旋转斗叶22的引出侧20上引起气体的流体混合损失和/或流动泄漏损失，这会不利地影响涡轮机14的效率。更具体地，某些已知密封件12的漏流24的流路有时没有与后续喷口26对准，其中未对准增加漏流24在斗叶引出侧20和后续的迷宫式密封件12内的再循环。漏流24的再循环会与主流28混合，这也会不利地影响涡轮机效率。
技术实现思路
一方面，提供一种用于涡轮机的护罩。该涡轮机包括壳体、可旋转的轴和从轴向外延伸的斗叶。护罩包括对准部件，对准部件联接到壳体，其中对准部件包括第一端部、第二端部和在第一端部与第二端部之间延伸的主体。第二端部包括弓形部分，弓形部分构造成促进斗叶的下游的漏流。护罩还包括密封件，密封件联接到主体以促进密封在斗叶和主体之间限定的间隙。另一方面，提供一种涡轮机。该涡轮机包括壳体、可旋转地支撑在壳体中的涡轮机轴、和沿着涡轮机轴定位并且容纳在壳体内的多个涡轮机级。每个涡轮机级包括转子，转子连接到涡轮机轴，其中转子包括从转子径向向外延伸的斗叶。护罩联接到壳体，护罩包括第一端部、第二端部和在第一端部与第二端部之间延伸的主体。第二端部包括弓形部分，弓形部分构造成促进斗叶的下游的漏流。主体还包括第一槽和第二槽。密封件联接到第一槽和第二槽以促进密封在斗叶和主体之间限定的间隙。再一方面，提供一种将护罩组装到涡轮机的方法。该涡轮机具有壳体、可旋转的轴和从可旋转的轴径向向外延伸的斗叶。该方法包括将护罩联接到壳体，和使护罩的弓形表面从壳体向外延伸，以促进斗叶的下游的漏流。该方法还包括将密封件联接到护罩，以促进密封在斗叶和护罩之间限定的间隙。附图说明图1是与已知燃气涡轮机一起使用的已知护罩的横截面图。图2是旋转机械的示意图。图3是可以与图2中所示的旋转机械一起使用的示例性隔板、护罩、转子和密封件的横截面图。图4是可以与图3中所示的隔板一起使用的示例性护罩的横截面图。图5是可以与图3中所示的隔板一起使用的另一示例性护罩的横截面图。图6是可以与图3中所示的隔板一起使用的另一示例性护罩的横截面图。图7是可以与图3中所示的隔板一起使用的另一示例性护罩的横截面图。图8是可以与图3中所示的隔板一起使用的另一示例性护罩的横截面图。图9是可以与图3中所示的隔板一起使用的另一示例性护罩的横截面图。图10是组装涡轮机的示例性方法的流程图。具体实施方式图2是旋转机械30(例如燃气涡轮机32)的示意图。涡轮机32包括进入部分34、位于进入部分34下游的压缩机部分36、位于压缩机部分36下游的燃烧器部分38、位于燃烧器部分38下游的涡轮机部分40、和位于涡轮机部分40下游的排出部分42。涡轮机部分40经由转子组件44联接到压缩机部分36，转子组件44包括沿着中心轴线48延伸的轴46。燃烧器部分38包括多个燃烧器组件50，每个燃烧器组件50联接为与压缩机部分36流动连通。燃料喷嘴组件52联接到每个燃烧器组件50。涡轮机部分40可旋转地联接到压缩机部分36和负载54(例如但不限于，发电机和/或机械传动应用)。在操作期间，空气流过压缩机部分36，压缩空气被排出到燃烧器部分38中。燃烧器组件50喷射燃料(例如天然气和/或燃油)到空气流中，点燃燃料-空气混合物以通过燃烧使燃料-空气混合物膨胀，并且产生高温燃烧气体。燃烧气体从燃烧器组件50被送向涡轮机部分40，其中气体中的热能被转化成机械旋转能。燃烧气体将旋转能施加到涡轮机部分40和转子组件44，这随后向压缩机部分36提供旋转动力。图3是与(图2中所示的)涡轮机32一起使用的示例性护罩56、转子58和密封件60的横截面图。护罩56构造成减缓漏流62(例如但不限于涡轮机32内的热气流)并减少漏流62与主流64混合(例如穿过涡轮机32的热气流)。间隙66被限定在护罩56和转子58的尖端之间，其中密封件60构造成促进密封间隙66以减少通过间隙66的漏流62。在示例性实施例中，涡轮机32包括隔板68，隔板68具有径向外部70、径向内部72和喷嘴74。护罩56和径向外部70联接到壳体76，而喷嘴74联接到径向外部70，径向内部72联接到喷嘴74。转子58包括涡轮机斗叶78，涡轮机斗叶78在它们的径向内端部80处联接到涡轮机叶轮82，涡轮机叶轮82从涡轮机轴46径向向外延伸，以使得斗叶78可围绕轴线84旋转。斗叶78具有流动入口侧86和位于流动入口侧86下游的流动出口侧88。斗叶78还包括斗叶尖端92，其中斗叶尖端92包括在间隙66内从斗叶尖端92向护罩56径向延伸的多个齿94。一组固定喷嘴74和旋转斗叶78形成涡轮机32的一级96。此外，涡轮机32包括具有后续径向外部100和喷嘴102的后一级98。喷嘴102包括入口侧104、出口侧106和侧壁108。侧壁108相对于护罩56成角度。图4示出护罩56的横截面图。护罩56包括具有第一端部112、第二端部114和在第一端部112与第二端部114之间延伸的主体116的对准部件110。护罩56的尺寸和形状经设计，以保持在叶齿94和密封件60之间所允许最小的间隙66，从而提供从斗叶内侧86经过间隙66进入斗叶外侧88的用于漏流62的曲折通路。第一端部112包括第一大致平直部分118和第二大致平直部分120。在示例性实施例中，部分118和120定位成大致彼此垂直。可替换地，可以使用部分118和120的任意取向，以使得涡轮机32能起到本文描述的功能。第二端部114构造成引导尖端漏流62从间隙66到斗叶78的下游，并引导向喷嘴侧壁108。在示例性实施例中，第二端部114的尺寸和形状经设计，以大致匹配喷嘴102的侧壁108的流动剖面，以促进将漏流62朝向侧壁108对准，从而与(图1中所示的)常规涡轮机14相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与涡轮机一起使用的护罩，所述涡轮机包括壳体、可旋转的轴和从所述轴向外延伸的斗叶，所述护罩包括：对准部件，所述对准部件联接到所述壳体，并且所述对准部件包括第一端部、第二端部和在所述第一端部与所述第二端部之间延伸的主体，所述第二端部包括弓形部分，所述弓形部分构造成促进所述斗叶的下游的漏流；和密封件，所述密封件联接到所述主体以促进密封在所述斗叶和所述主体之间限定的间隙。

【技术特征摘要】
2012.06.08 US 13/492,2031.一种用于涡轮机的护罩，所述涡轮机包括壳体、可旋转的轴和从所述轴向外延伸的斗叶，所述护罩包括：对准部件，所述对准部件联接到所述壳体，并且所述对准部件包括第一端部、第二端部和在所述第一端部与所述第二端部之间延伸的主体，所述第二端部包括弓形部分，所述弓形部分构造成促进所述斗叶的下游的漏流，其特征在于，所述第二端部包括以下中的一种：(i)一对大致平直部分，其中所述弓形部分在所述一对大致平直部分之间延伸，或(ii)在所述第一端部和所述弓形部分之间延伸的大致平直部分；并且所述护罩还包括密封件，所述密封件联接到所述主体以促进密封在所述斗叶和所述主体之间限定的间隙。2.根据权利要求1所述的护罩，其特征在于，所述弓形部分朝向所述壳体径向向外延伸。3.根据权利要求2所述的护罩，其特征在于，所述第二端部包括所述一对大致平直部分，所述一对大致平直部分中的第一者的取向相对于所述一对大致平直部分中的第二者倾斜。4.根据权利要求1所述的护罩，其特征在于，所述主体包括限定在所述主体内的第一槽和第二槽，以使得所述第一槽具有第一长度，所述第二槽具有第二长度，所述第二长度大于所述第一长度。5.根据权利要求4所述的护罩，其特征在于，所述第二槽包括第一成角度侧和第二成角度侧，所述第一成角度侧的取向相对于所述主体的轴向轴线成第一角度，所述第二成角度侧的取向相对于所述主体的轴向轴线成第二角度，所述第一角度大于所述第二角度。6.根据权利要求1所述的护罩，其特征在于，所述第二端部构造成与所述涡轮机的喷嘴流体流动对准。7.一种涡轮机，包括：壳体；可旋转地支撑在所述壳体中的涡轮机轴；和沿着所述涡轮机轴定位并且容纳在所述壳体内的多个涡轮机级，每个涡轮机级包括：转子，所述转子连接到所述涡轮机轴，所述转子包括从所述转子径向向外延伸的斗叶；护罩，所述护罩联接到所述壳体，所述护罩包括第一端部、第二端部和在所述第一端部与所述第二端部之间延伸的主体，所述第二端部包括弓形部分，所述弓形部分构造成促进所述斗叶的下游的漏流流向喷嘴，所述第二端部包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：R舒罕，S索尼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：