燃气轮机制造技术

本发明专利技术涉及一种燃气轮机（１），其具有一个围绕转子（３）布置的、由一工作介质流过的抗扭转内壳（３７）。所述内壳（３７）由至少两个相连的环（２５，２６）构成，两个直接相邻的环（２５，２６）之间形成一个环形间隙（２３），其中，一个环形密封构件布置在至少一个圆周槽（３１）中以密封所述环形间隙（２３）。本发明专利技术还涉及一种密封构件，通过所述密封构件，构成所述间隙的两个部件可以进行较大幅度的移动。根据本发明专利技术，所述环形间隙（２３）分别由彼此部分重叠的环（２５，２６）构成，从径向上看在与工作流体（２０）的流动方向相反的方向上延伸；所述的两个环中从流动方向来看位于前面的环（２５）具有一个与实施为环形弹性元件（２４）的密封构件相接触的环形接触面（３２），所述弹性元件（２４）以紧绷的状态贴在所述环形接触面上，从而密封住所述环形间隙（２３）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求1前序部分所述的燃气轮机和一种权利要求9前序部分所述的、用于燃气轮机的环形密封构件，其中，所述燃气轮机具有一个围绕转子布置的抗扭转内壳。
技术介绍
EP 1 118 806 A1公开了这样一种燃气轮机。这种燃气轮机上布置了一个伸出的弯曲附件，用于密封一个形成在两段部分重叠的壁之间的间隙。这种弯曲附件在温度的影响下会发生弯曲，从而达到密封所述间隙的目的。EP 896 128公开了一种用于一种燃气轮机的密封元件。这种燃气轮机具有一个由复数个相邻涡轮导向叶片组成的导向叶片环，这些涡轮导向叶片构成了一个环形热气通道。布置在涡轮叶片上的复数个平板构成了热气通道的内外侧边界。这些直接相邻的平板的彼此毗连的端面之间形成了一个间隙，这个间隙可以用一个密封元件来密封。为此在每个端面上均设置了一个槽，这些槽彼此相对，所述密封元件就是插入这些槽中。所述横截面呈“C”形的密封元件具有两个弯曲的末端，这两个末端分别伸入一个槽中，使得密封元件上的两个沿垂直于槽底方向延伸的突起分别与槽的一个侧面毗连，从而达到密封两个相邻平板之间的间隙的目的。这样就可以防止在热气通道中流动的工作流体穿过这个间隙从热气通道中泄漏出去。此外，DE 100 44 848公开了一种密封元件，这种密封元件用于密封一个形成在两个静态涡轮零件之间的间隙。这种密封元件同样是插入两个彼此相对的槽中，但其几何形状与EP 896 128公开的密封元件的几何形状不同。这种密封元件的作用和功能与上文所述的密封元件的作用和功能相同。燃气轮机工作时，一些接触热气的部件，例如导向叶片和导向叶片的平板上会出现热膨胀现象。这种热膨胀现象会导致部件之间发生相向位移。当出现平行于间隙的剪切位移时，上述已公开的密封元件只能实现一个较小的位移距离。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种用于燃气轮机的密封构件，所述密封构件即使在位移距离较大的情况下也能发挥作用。本专利技术的另一个目的是提供一种相应的燃气轮机。本专利技术有关上述燃气轮机的目的通过权利要求1所述的特征来实现；本专利技术有关上述密封构件的目的通过权利要求9所述的特征来实现。本专利技术有关燃气轮机的解决方案是所述密封构件实施为一个具有一个第一末端、一个第二末端和一个位于两个末端之间的弹性区域的弹性元件；位于两个环中的一个环上的第一末端固定在一个开口朝向环形间隙的圆周槽中；另一个环上的凸缘具有一个和弹性元件的第二末端接触的环形接触面，弹性元件以紧绷的状态贴在这个环形接触面上，从而密封住环形间隙，其中，为了产生预应力，弹性区域支承在一个环形支承面上，这个环形支承面布置在其中一个环的凸缘上，并且朝向环形接触面。燃气轮机工作时，所述的两个环会由于热膨胀而发生相向位移。这种位移可能平行于环形接触面，可能垂直于环形接触面，也有可能两种位移同时发生。其中，弹性预应力的作用是在环形接触面上对弹性元件进行自动引导，但在此过程中，弹性元件并不失去其与环形接触面之间的接触，因而也不会失去它的密封作用。其中，仅仅接触线发生了轴向上沿环形接触面的位移。为了产生弹性预应力，弹性元件将一个环形支承面用作支座，该环形支承面布置在外侧凸缘朝向热气通道的内侧上。其中，弹性元件两个末端之间的部分至少部分地贴在支座上。由于将弹性元件支承在一个支座上后，弹性元件的自由端，或者说是第二末端可以发生特别大的径向位移，因而可以保证弹性元件的正常密封作用；也就是说，即使间隙尺寸显著增大，弹性元件的密封作用保持不变。由于从横截面上看弹性元件具有一个长条形的结构，因而所述的两个部件之间有可能发生较大距离的相向剪切位移，即以转子为参照的径向位移。从属权利要求涉及的是有利的设计方案。根据一种合理的方案，内壳呈锥形，围绕转子布置，其锥形体朝流动方向发散。当从流动方向来看位于前面的环具有径向上位于内侧的凸缘，后环具有径向上位于外侧的凸缘，从而使得环形间隙从径向上看在与工作流体的流动方向相反的方向上延伸时，就可以实现布置在相邻环上的、向发散方向延伸的凸缘的简单重叠。这种配置加大了热气渗入有待密封的间隙时的难度，因为热气渗入时由于流动方向的倒转而失去了动能，其中，流动方向的倒转是热气进行90°偏转时而引起的。这样，热气仅在弹性元件上加载了一个径向上向外的、小于弹性预应力的力。为此要将弹性元件的固定端嵌入后环端面上的一个圆周槽中，其中，弹性元件的固定端起到的是一个固定轴承的作用，可以通过焊接或钎焊与后环气密连接。这样，弹性元件在发生位移时总是和后环同步移动。根据另一种设计方案，环形接触面布置在径向上位于内侧的凸缘的远离工作流体的一侧上，也就是布置在前环上。这样，横截面呈“S”形的弹性元件就可以通过其自由端紧密地贴在环形接触面上，其中，弹性元件的自由端起到的是一个活动轴承的作用。特别有利的设计方案是，内壳外部可以有一冷却介质流动，其压力大于内壳内部的工作流体的压力，密封构件的弹性作用在压差的方向上。这样，冷却介质和工作流体之间不容忽视的压差促进了弹性元件的弹性。由此而产生的附加的压紧力与弹性元件上可以受到冷却介质作用的面积相关，这个压紧力随着压差的上升而变大。这种附加压紧力可以改善密封效果。即使出现弹性预应力变小的情况，也能保证在燃气轮机工作时弹性元件的自由端稳定地贴在环形接触面上。本专利技术有关用于燃气轮机的密封构件(用于密封一个形成在两个直接相邻的部件之间的间隙，这两个部件在间隙区域内分别具有一个凸缘，因而彼此部分地重叠)的解决方案是所述密封构件实施为一个具有一个第一末端、一个第二末端和一个位于两个末端之间的弹性区域的弹性元件；位于两个部件中的一个部件上的第一末端固定在一个开口朝向间隙的槽中；另一个部件上的凸缘具有一个和弹性元件的第二末端接触的接触面，弹性元件以紧绷的状态贴在这个接触面上，从而密封住所述间隙，其中，为了产生预应力，弹性区域支承在一个支承面上，这个支承面布置在其中一个部件的凸缘上，并且朝向所述接触面。所述燃气轮机的优点同样也适用于所述密封构件。附图说明下面借助附图对本专利技术进行说明，其中图1为一个配有一个密封构件的环形间隙；图2为一个燃气轮机的纵向局部剖视图；以及图3为图1所示的环形间隙，且其具有复数个交错排列的环。具体实施例方式图2显示的是一个燃气轮机1的纵向局部剖视图。燃气轮机1的内部具有一个支承在一个旋转轴2上的转子3，转子3可以围绕旋转轴2旋转，又称为涡轮转子或转子轴。沿着转子3依次布置着一个吸进壳体4、一个压缩机5、一个配有若干个共轴布置的燃烧器7的环形燃烧室6、一个涡轮8和一个排气室9。压缩机5中有一个环形的压缩机通道10，其横截面朝环形燃烧室6方向逐渐变小。压缩机5靠近环形燃烧室一侧的出口上布置着一个与环形燃烧室6形成流体连通的扩散器11。环形燃烧室6构成一个用于容纳由一燃料和压缩空气构成的混合物的燃烧区12。一个热气通道13与燃烧区12形成流体连通，其中，排气室9布置在热气通道13的下游。压缩机通道10和热气通道13中分别布置了彼此交错的叶片环。每个由导向叶片14组成的导向叶片环15后面分别布置着一个由工作叶片16组成的工作叶片环17。其中，固定的导向叶片14与一个导向叶片承载件18相连，工作叶片16则通过一个涡轮叶轮盘19连接在转子3上。导向叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机（１），其具有一个围绕转子（３）布置的、由一工作介质流过的抗扭转内壳（３７），所述内壳（３７）由至少两个相连的环（２５，２６）构成，两个直接相邻的环（２５，２６）之间形成一个环形间隙（２３），所述环（２５，２６）在所述环 形间隙（２３）区域内分别具有一个沿所述工作介质（２０）的流动方向延伸的凸缘（２７，２８），所述凸缘（２７，２８）部分重叠，其中，设置了一个用于密封所述环形间隙（２３）的环形密封构件，其特征在于，所述密封构件实施为一个具有一个 第一末端（３４）、一个第二末端（３５）和一个位于两个末端之间的弹性区域的弹性元件（２４），位于所述两个环中的一个环（２６）上的第一末端（３４）固定在一个开口朝向所述环形间隙（２３）的圆周槽（３１）中，　所述两个环中的另一个环 （２５）上的凸缘（２７）具有一个和所述弹性元件（２４）的第二末端（３５）接触的环形接触面（３２），所述弹性元件（２４）以紧绷的状态贴在所述环形接触面上，从而密封住所述环形间隙（２３），其中，为了产生预应力，所述弹性区域支承在一个环形 支承面（３３）上，所述环形支承面（３３）布置在所述的其中一个环（２６）的凸缘（２８）上，并且朝向所述环形接触面（４０）。...

【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：米尔科米拉扎尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]