叶片安装的多级涡轮级间密封件和组装方法技术

一种用于多级涡轮的密封系统包括多个级间密封节段，该多个级间密封节段围绕涡轮转子叶轮组件周向地配置且在前涡轮级和后涡轮级之间轴向地延伸。级间密封节段中的各个包括：包括外密封表面和内支撑面的前端部部分、包括外密封表面和内支撑面的后端部部分、和从前端部部分轴向地延伸到后端的主体部分。主体部分包括联接外密封表面和内支撑面的至少两个支撑腹板。外密封表面构造成由在前级和后级涡轮叶片上的台肩支撑件在径向方向上固持，使得来自多个级间密封节段的基本上所有的离心负载被传递到前级和后级涡轮叶片。公开了组装密封系统的方法。

【技术实现步骤摘要】

本申请大体上涉及多级涡轮，且更具体而言，涉及多级涡轮内的级间密封件。
技术介绍
一般来说，涡轮发动机燃烧压缩空气和燃料的混合物以产生热燃烧气体。燃烧气体可流过一个或更多个涡轮级，以生成用于负载和/或压缩机的功率。压力下降可能发生在级之间，这可允许流体(诸如燃烧气体)的通过非预期路径的泄漏流。期望将燃烧气体限制在限定的环形流路内，以防护某些转子部分和以使功率提取最大化。而且，支撑叶片(动叶)的涡轮转子叶轮在它们的操作寿命期间经历显著的热负载且因此需要被冷却。因此，密封件，例如，机械密封件可配置在级之间，以减少级之间的流体泄漏且还防止涡轮转子叶轮直接暴露于热气体。令人遗憾的是，密封件可能不是能够现场维护的，或可能需要大量的工作以在现场更换密封件。此外，密封件的形状可得更加难以接近涡轮的内部构件。此外，密封件可能要求附加的构件，例如两个涡轮转子叶轮之间的间隔轮，以保证密封件的适当的轴向和径向对齐。也可使用静态密封件，其要求在中间相遇的来自两个涡轮转子叶轮的轴向延伸部，以容纳静态密封件。然而，这不将涡轮转子叶轮与热气体路径隔离，因此需要高成本的更高性能的合金来用于转子部分，以用于耐受热气体吸入事件中的严苛温度。此外，静态密封件不可应用于凸缘螺接的转子结构的，其中在组装/拆卸期间要求对叶轮凸缘螺栓的接近。因此，期望用于多级涡轮的改进的级间密封系统。此种密封组件应改善整体系统效率，同时组装、制作起来不昂贵，且提供相关部分的增大的寿命。
技术实现思路
根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例，公开了一种用于减少涡轮系统内的二次空气流的密封构件。该密封构件包括前端部部分、后端部部分和主体部分。前端部部分包括外密封表面和内支撑面，其中，外密封表面构造成由前级涡轮叶片上的支撑台肩在径向方向上固持。后端部部分包括外密封表面和内支撑面，其中，外密封表面构造成由后级涡轮叶片上的支撑台肩在径向方向上固持。主体部分从前端部部分轴向地延伸到后端部部分，主体部分包括至少两个支撑腹板，支撑腹板将前端部部分的外密封表面和内支撑面联接到后端部部分的外密封表面和内支撑面。密封构件构造成提供用于将来自密封构件的基本上所有的离心负载传递到前级涡轮叶片和后级涡轮叶片。根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例，公开了用于多级涡轮的密封系统。该密封系统包括级间密封件，该级间密封件围绕多级涡轮的涡轮转子叶轮组件周向地配置且在多级涡轮的前涡轮级和后涡轮级之间轴向地延伸。该级间密封件包括多个近流路密封节段。多个近流路密封节段中的各个包括从前涡轮级的至少一个下游区域延伸到后涡轮级至少一个上游区域的外密封表面和内支撑面，使得来自级间密封件的基本上所有的离心负载被传递到多个前级叶片和多个后级叶片。级间密封件还包括至少两个支撑腹板，支撑腹板联接外密封表面和内支撑面。多个近流路密封节段中的各个从多个前级叶片的天使翼区域延伸到多个后级叶片的天使翼区域。根据在本文中示出和描述的一个或更多个实施例，公开了一种组装多级涡轮的密封系统的方法，该多级涡轮具有在前涡轮转子叶轮和后涡轮转子叶轮上的多个前叶片和多个后叶片。该组装密封系统的方法包括将多个后级叶片中的各个安装到后级涡轮转子叶轮的多个燕尾槽道中的各个上；通过径向向内且轴向地移动多个级间密封节段中的各个来使多个级间密封节段中的各个的后端处的外密封表面与多个后级叶片中的各个的天使翼区域接合，和使多个级间密封节段中的各个的后端处的内支撑面与多个后级叶片中的各个的天使翼区域、多个后级叶片的燕尾区域或后级涡轮转子叶轮中的一者接合，使得外密封表面与多个后级叶片中的各个的天使翼区域完全地接合，且内支撑面与多个后级叶片中的各个的天使翼区域、多个后级叶片的燕尾件区域或后级涡轮转子叶轮中的一者完全地接合。该方法还包括将多个前级叶片中的各个安装到前级涡轮转子叶轮的多个燕尾槽道中的各个上，使得在多个级间密封节段中的各个的前端处的外密封表面与多个前级叶片中的各个的天使翼区域完全地接合，且多个级间密封节段中的各个的前端处的内支撑面与多个前级叶片中的各个的天使翼区域、多个前级叶片的燕尾槽道或前级涡轮转子叶轮中的一者完全地接合，以在径向方向上固持多个级间密封节段中的各个，使得来自级间密封件的基本上所有的离心负载被传递到多个前级叶片和多个后级叶片。技术方案1：一种用于减少涡轮系统中的二次空气流的密封构件，其包括：前端部部分，其包括外密封表面和内支撑面，其中，该外密封表面构造成由前级涡轮叶片上的台肩支撑件在径向方向上固持；后端部部分，其包括外密封表面和内支撑面，其中，该外密封表面构造成由后级涡轮叶片上的支撑台肩在径向方向上固持；和主体部分，其从该前端部部分轴向地延伸到该后端部部分，该主体部分包括至少两个支撑腹板，该支撑腹板将该前端部部分的外密封表面和内支撑面联接到该后端部部分的外密封表面和内支撑面，其中，来自该密封构件的基本上所有的离心负载被传递到该前级涡轮叶片和该后级涡轮叶片。技术方案2：根据技术方案1所述的密封构件，其中，该前端部部分的内支撑面构造成由该前级涡轮叶片上的第二台肩支撑件在径向方向上固持，且该后端部部分的内支撑面构造成由该后级涡轮叶片上的第二台肩支撑件在径向方向上固持。技术方案3：根据技术方案1所述的密封构件，其中，该前端部部分的内支撑面构造成由该前级涡轮叶片的燕尾件区域在径向方向上固持，且该后端部部分的内支撑面构造成由该后级涡轮叶片的燕尾件区域在径向方向上固持。技术方案4：根据技术方案1所述的密封构件，其中，该前端部部分的内支撑面构造成由前级涡轮转子叶轮的操作地联接到该前级涡轮叶片的支撑台肩在径向方向上固持，且该后端部部分的内支撑面构造成由后级涡轮转子叶轮的操作地联接到该后级涡轮叶片的支撑台肩在径向方向上固持。技术方案5：一种用于多级涡轮的密封系统，所述密封系统包括：级间密封件，其围绕该多级涡轮的涡轮转子叶轮组件周向地配置且在该多级涡轮的前涡轮级和后涡轮级之间轴向地延伸，其中，该级间密封件包括：多个近流路密封节段，其中，该多个近流路密封节段中的各个包括：外密封表面和内支撑面，其从该前涡轮级的至少一个下游区域延伸到该后涡轮级的至少一个上游区域，使得来自该级间密封件的基本上所有的离心负载被传递到多个前级叶片和多个后级叶片；和至少两个支撑腹板，其联接该外密封表面和该内支撑面，其中，该多个近流路密封节段中的各个从该多个前级叶片的天使翼区域延伸到该多个后级叶片的天使翼区域。技术方案6：根据技术方案5所述的系统，还包括多个节段间花键密封件，其位于该多个近流路密封节段中的各个的两侧处，以用于防止节段间间隙泄漏。技术方案7：根据技术方案5所述的系统，其中，在该多个前级叶片的天使翼区域处的外密封表面构造成由该多个前级叶片的支撑台肩在径向方向上约束，且其中，在该多个后级叶片的天使翼区域处的外密封表面构造成由该多个后级叶片的台肩支撑件在径向方向上约束。技术方案8：根据技术方案5所述的系统，还包括密封线、密封绳和金属密封件中的至少一者，其配置在该级间密封件的密封沟槽内且径向地和轴向地中的一种地位于该级间密封件和该多个后级叶片之间，以用于将该后涡轮转子叶轮与热气体路径的流隔离。技术方案9：根据技术方案5所述的系统，还包括该前涡轮级的前级涡轮转子叶轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减少涡轮系统中的二次空气流的密封构件(54，130，168，202)，其包括：前端部部分(57)，其包括外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，224)，其中，该外密封表面(96，181，222)构造成由前级涡轮叶片(42，170，210)上的支撑台肩(70，180，216)在径向方向上固持；后端部部分(58)，其包括外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，186，224)，其中，该外密封表面(96，181，222)构造成由后级涡轮叶片(42，152，204)上的支撑台肩(70，180，216)在径向方向上固持；和主体部分(62)，其从该前端部部分(57)轴向地延伸到该后端部部分(58)，该主体部分(62)包括至少两个支撑腹板(59)，该支撑腹板(59)将该前端部部分(57)的外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，186，224)联接到该后端部部分(58)的外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，186，224)，其中，来自该密封构件(54)的基本上所有的离心负载被传递到该前级涡轮叶片(42，170，210)和该后级涡轮叶片(42，152，204)。...

【技术特征摘要】
2015.02.20 US 14/6274311.一种用于减少涡轮系统中的二次空气流的密封构件(54，130，168，202)，其包括：前端部部分(57)，其包括外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，224)，其中，该外密封表面(96，181，222)构造成由前级涡轮叶片(42，170，210)上的支撑台肩(70，180，216)在径向方向上固持；后端部部分(58)，其包括外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，186，224)，其中，该外密封表面(96，181，222)构造成由后级涡轮叶片(42，152，204)上的支撑台肩(70，180，216)在径向方向上固持；和主体部分(62)，其从该前端部部分(57)轴向地延伸到该后端部部分(58)，该主体部分(62)包括至少两个支撑腹板(59)，该支撑腹板(59)将该前端部部分(57)的外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，186，224)联接到该后端部部分(58)的外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，186，224)，其中，来自该密封构件(54)的基本上所有的离心负载被传递到该前级涡轮叶片(42，170，210)和该后级涡轮叶片(42，152，204)。2.根据权利要求1所述的密封构件(54)，其中，该前端部部分(57)的内支撑面(98)构造成由该前级涡轮叶片(42)上的第二台肩支撑件(72)在径向方向上固持，且该后端部部分(58)的内支撑面(98)构造成由该后级涡轮叶片(42)上的第二台肩支撑件(72)在径向方向上固持。3.根据权利要求1所述的密封构件(54)，其中，该前端部部分(57)的内支撑面(186)构造成由该前级涡轮叶片(170)的燕尾件区域(162)在径向方向上固持，且该后端部部分(58)的内支撑面(186)构造成由该后级涡轮叶片(152)的燕尾件区域(162)在径向方向上固持。4.根据权利要求1所述的密封构件(54)，其中，该前端部部分(57)的内支撑面(224)构造成由前级涡轮转子叶轮(214)的操作地联接到该前级涡轮叶片(210)的支撑台肩(216)在径向方向上固持，且该后端部部分(58)的内支撑面(224)构造成由后级涡轮转子叶轮(208)的操作地联接到该后级涡轮叶片(204)的支撑台肩(216)在径向方向上固持。5.一种用于多级涡轮的密封系统(50，150，200)，所述密封系统包括：级间密封件(50，150，200)，其围绕该多级涡轮的涡轮转子叶轮组件周向地配置且在该多级涡轮的前涡轮级(36)和后涡轮级(38)之间轴向地延伸，其中，该级间密封件(50，150，200)包括：多个近流路密封节段(54，130，168，202)，其中，该多个近流路密封节段(54，130，168，202)中的各个包括：外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，224)，其从该前涡轮级(36)的至少一个下游区域延伸到该后涡轮级(38)的至少一个上游区域，使得来自该级间密封件(50，150，200)的基本上所有的离心负载被传递到多个前级叶片叶片(42，170，210)和多个后级叶片(42，152，204)；和至少两个支撑腹板(59)，其联接该外密封表面(96，181，222)和该内支撑面(98，224)，其中，该多个近流路密封节段(54，130，168，202)中的各个从该多个前级叶片(42，170，210)的天使翼区域延伸到该多个后级叶片(42，152，204)的天使翼区域。6.根据权利要求5所述的系统(50，150，200)，还包括多个节段间花键密封件(64)，其位于该多个近流路密封节段(54，130，168，202)中的各个的两侧处，以用于防止节段间间隙泄漏。7.根据权利要求5所述的系统(50，150，200)，其中，在该多个前级叶片叶片(42，170，210)的天使翼区域处的外密封表面(96，181，222)构...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·萨穆拉拉，F·J·卡萨诺瓦，E·塞文瑟，J·M·维布斯特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US