涡轮机中的铰接过渡导管制造技术

本实用新型专利技术涉及一种涡轮机中的铰接过渡导管。提供了涡轮系统。在一个实施例中，涡轮系统包括过渡导管，该过渡导管包括入口、出口以及在入口与出口之间延伸且限定纵轴线、径向轴向和切向轴线的导管通路。过渡导管的出口沿纵轴线和切向轴线偏离入口。导管通路包括上游部分和下游部分。上游部分在入口端与尾端之间从入口延伸。下游部分在出口端与头端之间从出口延伸。涡轮系统还包括将上游部分的尾端和下游部分的头端联接在一起的接头。接头构造成允许上游部分和下游部分相对于彼此围绕或沿至少一条轴线的移动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
涡轮机中的铰接过渡导管
本文中公开的主题大体涉及涡轮机，诸如燃气涡轮系统，并且更特别地，涉及涡轮机中的铰接过渡导管，该铰接过渡导管具有能够相对于彼此围绕至少一条轴线移动的构件。
技术介绍
涡轮系统是广泛用于诸如发电的领域中的涡轮机的一个实例。例如，常规的燃气涡轮系统包括压缩机区段、燃烧器区段，以及至少一个涡轮区段。压缩机区段构造成在空气流过压缩机区段时压缩空气。接着，空气从压缩机区段流到燃烧器区段，在该燃烧器区段中，空气与燃料混合并燃烧，从而生成热气流。热气流提供给涡轮区段，其通过从热气流中提取能量来利用热气流，以驱动压缩机、发电机，以及其它各种负载。涡轮系统的燃烧器区段大体包括管或导管，用于使热燃烧气体穿过其流到涡轮区段或多个涡轮区段。最近，已经引入了包括使热气流转移(诸如，通过使热气流加速和转向)的导管的燃烧器区段。例如，已经引入了用于燃烧器区段的导管，虽然使热气纵向地流过其，但是还使流径向地或切向地转移，使得流具有各种角分量。这些设计具有各种优点，包括从涡轮区段消除第一级喷嘴。第一级喷嘴先前设置成使热气流转移，并且可由于这些导管的设计而不为必需的。第一级喷嘴的消除可减小相关联的压降并且提高涡轮系统的效率和功率输出。然而，这些导管与涡轮区段的连接得到越来越多的关注。例如，因为导管不仅沿纵轴线延伸，而且从导管的入口到导管的出口移离轴线，所以导管的热膨胀可引起导管沿或围绕各种轴线的不合乎需要的转移。这些转移可引起导管内的应力和张力，并且可引起导管故障。因此，用于涡轮机(诸如，用于涡轮系统)的改进的燃烧器区段将是本领域所期望的。特别地，燃烧器区段和允许且适应导管的热增长的其过渡导管将为有利的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在下列描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本专利技术的实践学习。在一个实施例中，提供了一种涡轮系统。涡轮系统包括过渡导管，该过渡导管包括入口、出口以及在入口与出口之间延伸且限定纵轴线、径向轴向和切向轴线的导管通路。过渡导管的出口沿纵轴线和切向轴线偏离入口。导管通路包括上游部分和下游部分。上游部分在入口端与尾端之间从入口延伸。下游部分在出口端与头端之间从出口延伸。涡轮系统还包括将上游部分的尾端和下游部分的头端联接在一起的接头。接头构造成允许上游部分和下游部分相对于彼此围绕或沿至少一条轴线的移动。本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将参考下列描述和所附权利要求变得更好理解。并入本说明书且构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且与描述一起用于说明本专利技术的原理。【附图说明】参考附图的说明书中阐明了针对本领域技术人员的包括其最佳模式的本专利技术的完整且能够实现的公开，在该附图中:图1为根据本公开的一个实施例的燃气涡轮系统的示意图；图2为根据本公开的一个实施例的燃气涡轮系统的若干部分的截面图；图3为根据本公开的一个实施例的过渡导管的环形阵列的透视图；图4为根据本公开的一个实施例的多个过渡导管和相关联的冲击套筒的俯视后透视图；图5为根据本公开的一个实施例的包括上游部分和下游部分的过渡导管的侧视透视图；图6为根据本公开的一个实施例的过渡导管的下游部分的侧视透视图；图7为根据本公开的一个实施例的包括上游部分、下游部分，以及其间的接头的过渡导管的一部分的截面图；以及图8为根据本公开的一个实施例的燃气涡轮系统的涡轮区段的截面图。部件列表10涡轮系统12压缩机区段14燃烧器区段15燃烧器16涡轮区段18 轴19入口区段20排气区段21 外壳22燃烧器衬套24燃烧区26过渡件30流动套筒32流动路径34冲击套筒36流动路径38外部环带40燃料喷嘴50过渡导管52 入口54 出口56 通路58燃烧室90纵轴线92切向轴线94径向轴线98纵轴线102 护罩104热气路径106护罩块112 动叶114 喷嘴122第一级动叶组件123第二级喷嘴组件124第二级动叶组件125第三级喷嘴组件126第三级动叶组件140上游部分142下游部分152 入口端154 尾端156 头端158 出口端160 接头162接触部件164 插 口部件166外表面(接触部件)168内表面(插口部件)170 厚度。【具体实施方式】现在将对本专利技术的实施例进行详细参考，在附图中示出该实施例的一个或更多个实例。每个实例经由说明本专利技术而非限制本专利技术来提供。事实上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术作出各种修改和变化。例如，示出或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，意图是，本专利技术涵盖落入所附权利要求和它们的等同物的范围内的这种修改和变化。图1为涡轮机的示意图，所示实施例中的涡轮机为燃气涡轮系统10。应当理解，本公开的涡轮系统10不需要为燃气涡轮系统10，而是可为任何适合的涡轮系统10，诸如蒸汽涡轮系统或其它适合的系统。此外，应当理解，根据本公开的涡轮机不需要为涡轮系统，而是可为任何适合的涡轮机。燃气涡轮系统10可包括压缩机区段12、可包括如下面讨论的多个燃烧器15的燃烧器区段14，以及涡轮区段16。压缩机区段12和涡轮区段16可由轴18联接。轴18可为单个轴或联接在一起以形成轴18的多个轴节段。轴18还可联接于发电机或其它适合的储能装置，或者可直接连接于例如电网。入口区段19可向压缩机区段12提供空气流，并且排出气体可通过排气区段20从涡轮区段16排出，并且在系统10或其它适合的系统中排出和/或使用，排到大气中，或者通过热回收蒸汽发生器再循环。参考图2，示出了燃气涡轮系统10的若干部分的简图。如图2所示的燃气涡轮系统10包括用于使工作流体加压的压缩机区段12，该工作流体大体为加压空气，但是可为流过系统10的任何适合的流体。从压缩机区段12排放的加压工作流体流到燃烧器区段14中，燃烧器区段14可包括围绕系统10的轴线配置成环形阵列的多个燃烧器15(图2中仅示出其中一个)。进入燃烧器区段14的工作流体与燃料(诸如，天然气或其它适合的液体或气体)混合并且燃烧。热燃烧气体从每个燃烧器15流到涡轮区段16，以驱动系统10和生成功率。燃气涡轮10中的燃烧器15可包括用于混合和燃烧工作流体和燃料的多种构件。例如，燃烧器15可包括外壳21，诸如压缩机排放外壳21。可为沿轴向延伸的环形套筒的多种套筒可至少部分地配置在外壳21中。如图2所示的套筒沿大体纵轴线98轴向地延伸，使得套筒的入口与出口轴向地对齐。例如，燃烧器衬套22可大体限定其中的燃烧区24。工作流体、燃料，以及任选的氧化剂的燃烧可大体发生在燃烧区24中。所得的热燃烧气体可沿纵轴线98通过燃烧衬套22向下游大体轴向地流到过渡件26中，并且接着沿纵轴线98通过过渡件26大体轴向地流动，并且流入涡轮区段16中。燃烧器15还可包括燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40。燃料可由一个或更多个歧管(未示出)供应到燃料喷嘴40。如下面讨论的，燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40可向燃烧区24供应燃料和任选的工作流体，用于燃烧。如图3至7所示，根据本公开的燃烧器15可包括一个或更多个过渡导管50。本公开的过渡导管50可设置成替代其它燃烧器的各种沿轴向延伸的套筒。例如，过渡导管50可代替沿轴向延伸的过渡件26本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮系统，其包括：过渡导管，其包括入口、出口以及在所述入口与所述出口之间延伸且限定纵轴线、径向轴线和切向轴线的导管通路，所述过渡导管的出口沿所述纵轴线和所述切向轴线偏离所述入口，所述导管通路包括上游部分和下游部分，所述上游部分在入口端与尾端之间从所述入口延伸，所述下游部分在出口端与头端之间从所述出口延伸；以及接头，其将所述上游部分的尾端和所述下游部分的头端联接在一起，所述接头构造成允许所述上游部分和所述下游部分相对于彼此围绕或沿至少一条轴线的移动。

【技术特征摘要】
2013.01.04 US 13/7341561.一种涡轮系统，其包括: 过渡导管，其包括入口、出口以及在所述入口与所述出口之间延伸且限定纵轴线、径向轴线和切向轴线的导管通路，所述过渡导管的出口沿所述纵轴线和所述切向轴线偏离所述入口，所述导管通路包括上游部分和下游部分，所述上游部分在入口端与尾端之间从所述入口延伸，所述下游部分在出口端与头端之间从所述出口延伸；以及 接头，其将所述上游部分的尾端和所述下游部分的头端联接在一起，所述接头构造成允许所述上游部分和所述下游部分相对于彼此围绕或沿至少一条轴线的移动。2.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述接头构造成允许所述上游部分和所述下游部分相对于彼此围绕或沿至少两条轴线的移动。3.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述接头构造成允许所述上游部分和所述下游部分相对于彼此围绕或沿三条轴线的移动。4.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述接头包括大体环形的接触部件和大体环形的插口部件，所述接触部件能够在所 述插口部件内移动。5.根据权利要求4所述的涡轮系统，其特征在于，所述接触部件安装于所述下游部分的头端，而所述插口部件安装于所述上游部分的尾端。6.根据权利要求4所述的涡轮系统，其特征在于，所述接触部件具有大体曲线形的外表面。7.根据权利要求4所述的涡轮系统，其特征在于，所述接触部件具有大体弓形的截面轮廓。8.根据权利要求7所述的涡轮系统，其特征在于，所述大体弓形的截面轮廓沿所述纵轴线延伸。9.根据权利要求4所述的涡轮系统，其特征在于，所述插口部件具有大体曲线形的内表面。10.根据权利要求9所述的涡轮系统，其特征在于，所述插口部件具有厚度，并且其中，所述厚度沿所述纵轴线朝向所述出口增大。11.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述过...

【专利技术属性】
技术研发人员：JS弗拉纳根，KW麦克马罕，JS勒贝格，RR彭特科斯特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国;US