公开了一种附接系统，用于附接燃气轮机发动机中的涡轮组件(12)下游的至少一个排气扩压器(26)。该附接系统可包括从下游边缘(132)延伸并附接到弹簧板扩压器支撑结构(202)的至少一个附接凸缘(134)以及从排气扩压器(26)的侧边缘延伸以将排气扩压器(26)的各部分联接在一起的至少一个附接凸缘(134)。扩压器(26)还可包括热障/冷却系统(44)，用于控制燃气轮机发动机的外壳(11)的温度。热障/冷却系统(44)可形成用于环境气流冷却的流路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有与外壳环境外部冷却系统结合操作的多个部件排气扩压器的燃气轮机发动机相关申请的交叉引用本申请是于2011年11月8日提交的美国专利申请13/314311的部分继续申请。
本专利技术涉及燃气轮机发动机，更具体地说，涉及提供热防伪以限制燃气轮机发动机的外壳的加热的结构。
技术介绍
燃气轮机发动机通常包括压缩器部分、燃烧器部分、涡轮部分和排气部分。在操作时，压缩器部分可接纳环境空气并压缩环境空气。来自压缩器部分的压缩空气进入燃烧器部分中的一个或多个燃烧器。压缩空气在燃烧器中与燃料混合，空气燃料混合物在燃烧器中燃烧以形成热工作气体。热工作气体传送到涡轮部分，在涡轮部分，热工作气体膨胀通过交替的静止翼面和旋转翼面排，并用于产生驱动转子的功率。然后，离开涡轮部分的膨胀气体经由排气部分从发动机排出。在典型的燃气轮机发动机中，包括从压缩器的一个或多个级获得的压缩空气的一部分的放气可充当冷却空气，以冷却涡轮部分的部件。额外的放气还可供应到排气部分的各部，以比如冷却排气部分的各部，并经由在发动机外壳或其它部件内提供的强制对流气流维持涡轮排气壳体于预定温度。燃气轮机发动机技术的发展已导致增加的温度和由在蠕变温度之上操作引起的相关外壳变形。壳体变形可增加壳体和支撑在发动机壳体上的部件(比如轴承支撑柱)中的应力。额外应力(与低循环疲劳结合操作)可导致轴承支撑柱(安装到壳体以支撑排气端轴承罩)的裂纹、破裂或故障。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种燃气轮机发动机，包括限定出中心纵向轴线的外壳，外壳表面绕中心纵向轴线周向地延伸。提供热障/冷却系统来控制外壳的温度。热障/冷却系统包括支撑在与外壳表面相对的内壳表面上的内部绝缘层，内部绝缘层沿内壳表面周向地延伸，并针对来自位于外壳径向内部的结构的辐射能提供耐热性。热障/冷却系统还包括由板结构限定的对流冷却通道，板结构与外壳表面径向间隔开，并绕外壳表面的圆周延伸。对流冷却通道通常与内部绝缘层轴向对准，并形成冷却外壳表面的环境气流的流路。根据本专利技术的另外方面，对流冷却通道可包括位于第一周向位置的冷却空气供给入口以及位于与第一周向位置径向相对的第二周向位置的排气出口。外壳的轴线可在大致水平方向上延伸，空气供给入口可位于外壳的下止点位置，排气出口可位于外壳的上止点位置。辅助空气入口可位于外壳的相对两侧上的周向位置处，比如但不局限于第一和第二周向位置之间的大致中间处，覆盖板可位于辅助空气入口上，覆盖板可从辅助空气入口移位，以允许额外的环境空气经由辅助空气入口中的一个或多个进入冷却通道中。另外，可提供支撑在板结构上并覆盖板结构的外部绝缘层。板结构可包括在轴向延伸的接头处连接起来的多个周向安置的板区段，穿过冷却通道的气流可产生比环境空气压力低的压力，使得经由接头的任何空气泄漏可包括环境空气泄漏进冷却结构中。内部绝缘层可包括多个周向安置的、分离安装的绝缘层区段。外壳可包括涡轮排气壳体，并可包括排气扩压器，排气扩压器在内部绝缘层的轴向位置处限定出位于外壳径向内部的结构。根据本专利技术的另一方面，提供了一种燃气轮机发动机，包括外壳，外壳包括涡轮排气壳体，涡轮排气壳体限定出在大致水平方向上延伸的中心纵向轴线，外壳表面绕中心纵向轴线周向地延伸。提供热障/冷却系统以控制外壳的温度。热障/冷却系统包括支撑在与外壳表面相对的内壳表面上的内部绝缘层，内部绝缘层沿内壳表面周向地延伸，并针对来自位于外壳径向内部的排气扩压器的辐射能提供耐热性。热障/冷却系统还包括对流冷却通道，对流冷却通道包括由与外壳表面径向间隔开的板结构限定的第一部分，板结构绕外壳表面的圆周延伸。对流冷却通道通常与内部绝缘层轴向对准，并形成用于沿向上方向引导环境非强制气流以冷却外壳表面的流路。根据本专利技术的额外方面，绝缘层区段可包括多个周向安置的、分离安装的绝缘层区段，并均包括一对片状金属层和位于片状金属层之间的保温层(thermal blanketlayer)，保温层具有比片状金属层低的导热系数，即高的耐热性。轴承支撑柱可从外壳延伸穿过内部绝缘层和排气扩压器。内部绝缘层可具有约0.15ff/m.K或更小的导热系数。排气壳体可包括排气壳体凸缘，燃气轮机发动机还可包括阀芯结构，阀芯结构具有形成到排气壳体凸缘的接头的阀芯结构凸缘。热障/冷却系统可包括支撑在阀芯结构的内表面上的第二内部绝缘层，内部绝缘层沿阀芯结构的内表面周向地延伸，并针对来自排气扩压器的辐射能提供耐热性。热障/冷却系统的板结构可延伸经过排气壳体凸缘和阀芯结构凸缘之间的接头，以形成对绕阀芯结构的圆周延伸的流冷却通道的第二部分，另一对流冷却通道可大致与第二内部绝缘层轴向对准，并形成用于沿向上方向引导环境非强制气流以冷却阀芯结构表面的第二流路。【附图说明】尽管本说明书以特别指出并明确专利技术的权利要求书结束，但是应明白，结合附图，从下面的描述中会更好地理解本专利技术，在附图中，类似的标号表示类似的元件，附图中:图1是图1是穿过包括示出本专利技术各方面的排气部分的燃气轮机发动机的一部分的前剖视图；图2是示出本专利技术各方面的排气部分的局部剖面透视图；图2A是图2所示结构的下部的透视图，示出主空气入口 ；图2B是图2所示结构的下侧的透视图，示出辅助空气入口 ；图3是排气部分的轴向剖视图，示意性示出在燃气轮机发动机的外壳周围提供的气流；图4是排气部分的邻近排气部分上止点的部分的剖面透视图；以及图5是示出根据本专利技术一方面的绝缘层区段的透视图。图6是包括排气部分的燃气轮机发动机的一部分的透视图，排气部分具有由多个弹簧板支撑的排气扩压器，多个弹簧板沿轴向延伸，并绕排气扩压器形成周向环。图7是沿图6的截线7-7截取的在排气扩压器和涡轮排气壳体之间沿轴向延伸的弹簧板的局部截面图。图8是沿轴向延伸并定位在涡轮排气壳体内的排气扩压器的侧视图。图9是在图8的细节9-9截取的排气扩压器的上半部和下半部之间的水平接头的详细视图。图10是在图8的细节10-10截取的可用于附接到弹簧板以进行支撑的排气扩压器下游边缘的详细视图。【具体实施方式】在下面对优选实施例的详细描述中，参考形成本说明书一部分的附图，在附图中，仅以示例方式而不以限制方式示出可实施本专利技术的特定优选的实施例。应理解，可使用其它实施例，并可在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下对实施例进行改变。参见图1，示出燃气轮机发动机的位于涡轮部分12的轴向下游的排气部分10的一部分，以示出本专利技术的各方面。排气部分10通常包括柱形结构，柱形结构包括绕大致水平中心纵向轴线A。周向延伸的外壳11，排气部分形成燃气轮机发动机的外壳的下游延伸部。排气部分10的外壳11包括排气筒或涡轮排气壳体14以及位于排气壳体14下游的排气阀芯结构16。排气壳体14包括从排气壳体14下游端径向向外延伸的下游排气壳体凸缘18，滑芯结构16包括上游滑芯结构凸缘20，其从滑芯结构16径向向外延伸。下游排气壳体凸缘18和上游滑芯结构凸缘20在接头处22彼此抵接，并可以常规方式保持在一起，比如通过螺柱(未示出)。此外，上游排气壳体凸缘21从排气壳体14的上游端径向向外延伸，并可栓接到涡轮部分12的径向延伸凸缘23，以将排气壳体14支撑到涡轮部分12。排气壳体14包括形成结构构件或框架的相对厚壁，以支本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃气轮机发动机，包括：至少一个排气扩压器(26)，定位在涡轮组件(12)的下游，绕所述燃气轮机发动机的中心纵向轴线(AC)周向地延伸，并且具有从上游边缘(130)向下游边缘(132)增加的横截面面积；其中，所述至少一个排气扩压器(26)的下游边缘(132)包括具有至少一个下游附接孔的至少一个下游附接凸缘(134)，所述至少一个下游附接凸缘延伸穿过所述至少一个下游附接孔。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M芒希，JW芬纳兰，Y施特曼，DJ格雷伯，MR波特，JM利冈，
申请(专利权)人：西门子能量股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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