用于发电厂的燃气涡轮组件和改造燃气涡轮组件的方法技术

本发明专利技术涉及用于发电厂的燃气涡轮组件和改造燃气涡轮组件的方法。一种用于发电厂的燃气涡轮；燃气涡轮包括：至少涡轮，其设有构造成用于引导热气体流的第一排定子导叶；每个导叶包括平台；燃烧器，其包括内部壳；密封布置结构，其从燃烧器壳延伸至导叶平台，以用于将在导叶平台上方流动的热气体与在导叶平台下方流动的较高压冷却空气隔离；其中，密封布置结构包括膜密封件和条状密封件；其中，膜密封件包括：内部端部，其容纳在燃烧器壳中获得的凹槽中，凹槽设有上游面；外部端部，其容纳在导叶平台中获得的凹槽中；膜，其将内部端部连接到外部端部；其中，条状密封件容纳在壳凹槽中，并且布置在膜密封件的内部端部与壳凹槽的上游面之间。面之间。面之间。

【技术实现步骤摘要】
用于发电厂的燃气涡轮组件和改造燃气涡轮组件的方法
[0001]相关申请的交叉引用本专利申请要求享有于2021年11月23日提交的欧洲专利申请No. 21210036.6的优先权，该欧洲专利申请的全部公开通过引用并入本文中。


[0002]本专利技术涉及用于发电厂的燃气涡轮组件的
如已知的，在这个种类的组件中，进入的空气流被压缩，并且之后，在燃烧器中与添加的燃料一起点燃，以产生热气体流。该热气体流在涡轮中膨胀，以用于在转子上生成旋转功，该转子继而连接到发电机。由于工作热气体的温度非常高，故一些构件必须冷却，并且因此除了热气体流之外，冷却流(通常是冷却空气)在燃气涡轮内部循环。如已知的，这两个流必须保持分离。特别地，对于该范围，燃烧器与涡轮交接部设有膜密封件，其将内部燃烧器壳连接到涡轮导叶平台的内部面，以用于将热气体流(向外或在导叶平台上方流动)与冷却空气流(向内或在导叶平台下方流动)分开。上述燃烧器与涡轮交接部构造成允许取决于工作条件的一些相对移动。这些移动和作用在密封件上的高压引起磨损，特别是支承密封件的壳凹槽的上游部分中的磨损。在该
技术实现思路
中，针对壳的修复过程为困难、耗时且昂贵的。本专利技术将涉及如何消除壳磨损以及针对磨损的壳提供简单(较廉价)的修复过程的技术问题。另外，本专利技术增加膜密封寿命并且减少密封泄漏，这提高了燃气涡轮的性能。

技术介绍

[0003]如已知的，用于发电厂的燃气涡轮组件包括压缩机组件、燃烧器组件以及涡轮组件。压缩机组件构造成用于压缩在压缩机入口处供应的进入空气。离开压缩机组件的压缩空气流动到容积(称为“仓室”)中并从那里流动到燃烧器组件中。该燃烧器组件通常包括多个喷燃器，其构造成用于将燃料(至少一种类型的燃料)喷射到压缩空气流中。燃料和压缩空气的混合物进入燃烧室，在该燃烧室中，该混合物点燃。所得的热气体流离开燃烧室并通过在涡轮组件中经过而对连接到发电机的转子做旋转功。如已知的，涡轮组件包括由多级或多排定子导叶插置的多级或多排旋转叶片。旋转叶片由转子支承，而定子导叶由壳(称为“导叶载体”)支承，该壳为同心的并且包绕涡轮组件。
[0004]为了实现高效率，热气体流必须具有非常高的涡轮入口温度。然而，大体上，该高温涉及非期望的高NOx排放水平。为了减少该排放并且为了在不降低效率的情况下增加操作灵活性，所谓的“顺序”燃气涡轮为特别适合的。大体上，顺序燃气涡轮包括第一和第二燃烧器或燃烧级，其中每个燃烧器在燃烧室中设有多个喷燃器。如今，至少两个不同种类的顺序燃气涡轮为已知的。根据第一实施例，第一燃烧器和第二燃烧器为环形地成形的，并且由涡轮叶片级(称为高压涡轮)在物理上分离。在第二燃烧器下游存在第二涡轮单元(称为低压涡轮)。这个种类的燃气涡轮由本申请人生产，并且能够在市场上作为“GT26”获得。根据顺序燃气涡轮的第二实施例，燃气涡轮未设有高压涡轮，并且燃烧器组件以多个罐式燃烧器的形式实现。每个罐式燃烧器包括第一燃烧器和第二燃烧器，它们直接一个在另一个下
游地布置在公共的罐形壳内部。同样，该第二种类的顺序燃气涡轮由本申请人生产，并且能够在市场上作为“GT36”获得。燃气涡轮组件的这两个示例(GT26和GT36)仅作为非限制性示例被引用，其中本专利技术(即，如将在下文中描述的改进的膜密封装置)可在使用期间被应用或者可从一开始被并入。
[0005]在几乎所有种类的燃气涡轮组件中，密封件用于密封，以用于将热气体流与冷却空气流分离。特别地，燃烧器出口与涡轮的第一导叶排之间的周向交接部的密封如今为一挑战，因为必须在所有操作条件期间保证该密封。实际上，在该交接部中，导叶通常必须冷却(离开燃烧器的热气体的温度为非常高的)，并且此外，导叶可在轴向方向和径向方向两者上移动。
[0006]根据第一现有技术示例，燃烧器与涡轮交接部的密封布置结构包括蜂窝密封布置结构。在该示例中，每个第一导叶包括内部平台。与连接到包绕涡轮的外部支承壳的导叶的外部端部对比，词语“内部”意指靠近涡轮轴线。该平台包括抵靠蜂窝密封件作用的迷宫齿，该蜂窝密封件固定到燃烧器端部(即，固定到燃烧器衬里节段载体的端部)。上述蜂窝密封布置结构涉及一些缺点。特别地，完全密封损失在操作期间可发生，或者简单地部分密封分层可导致该交接部中的高泄漏。
[0007]根据第二现有技术示例，燃烧器与涡轮交接部的密封布置结构包括膜密封布置结构，其从燃烧器衬里节段载体的下游端部(在以下燃烧器壳中)沿径向延伸至涡轮导叶平台的内部面。特别地，该膜密封件包括膜，该膜连接内部扩大端部(其容纳在燃烧器壳中的座或凹槽中)和外部扩大端部(其容纳在导叶内部平台中的座或凹槽中)。该解决方案允许相对的导叶移动，特别是在轴向方向上。遗憾地，使用单个膜密封件(例如，“狗骨形”或不对称的膜密封件)的该现有技术解决方案涉及一些缺点。特别地，在壳中且容纳密封件的内部端部的凹槽的上游面受到磨损的影响，这是由于上面提及的操作移动以及由于将膜密封件的小接触表面抵靠壳凹槽的上游表面推动的高压。该磨损意味着定期的壳修复过程，其遗憾地为昂贵的并且不容易实施。该磨损还减少膜密封件的寿命，并且允许冷却空气泄漏经过磨损损坏的密封表面，从而降低燃气涡轮的性能。

技术实现思路

[0008]本专利技术的主要目标在于提供一种适合于克服现有技术的上述问题的燃气涡轮。特别地，本专利技术的主要目标在于提供一种具有改进的密封布置结构(或密封装置)的燃气涡轮，该改进的密封布置结构(或密封装置)适合于密封燃烧器与涡轮交接部，并且允许具有低磨损(特别地，没有燃烧器壳磨损)的构件的较大位移。适合于设有本专利技术的新型膜密封布置结构的燃气涡轮为用于发电厂的燃气涡轮组件，其包括：
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至少一个涡轮，其设有至少一排定子导叶(第一导叶)，该至少一排定子导叶(第一导叶)构造成用于引导离开燃烧器的热气体流；其中，每个导叶包括内部平台；
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燃烧器，其设有壳，特别是相对于导叶平台沿径向向内定位的固定内部壳；
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膜密封装置，其在燃烧器与涡轮交接部处，在燃烧器壳的下游端部和导叶平台的内部面之间延伸，以用于将在平台上方流动的热气体流与在平台下方流动的冷却空气流(逆流)隔离。
[0009]尽管上面并未列出所有构件，但是用于发电厂的燃气涡轮的领域中的技术人员将
获知，用于该目的的燃气涡轮为包括下者的组件：
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压缩机，其吸入空气并且构造成用于压缩该空气；
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燃烧器组件，其构造成用于在压缩空气中喷射燃料，并且构造成用于燃烧该混合物，以便产生热气体流。
[0010]词语“至少一个涡轮”意指根据本专利技术的燃气涡轮可包括单级涡轮或后接低压涡轮的高压涡轮。同样，燃烧器组件可包括单级燃烧器或两个顺序的燃烧级。在该后一种情况下，这两个燃烧级可由涡轮级(上述高压涡轮)分开，或者可直接串联地连接在公共的罐形壳(所谓的罐式燃烧器燃气涡轮)中。
[0011]如前面提及的，燃烧器与涡轮交接部(即，交接部)为燃烧器壳(或衬里节段载体)的下游端部与第一排涡轮导叶之间的通路。如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种用于发电厂的燃气涡轮；所述燃气涡轮(1, 20)包括：
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至少涡轮(5, 7, 21, 34)，其设有构造成用于引导热气体流(36)的第一排定子导叶(16, 39)；每个导叶(16, 39)包括平台(41)；
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燃烧器，其包括内部壳(52)；
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膜密封装置，其从所述燃烧器壳(52)延伸至所述导叶平台(41)，以用于将在所述导叶平台(41)上方流动的所述热气体与在所述导叶平台(41)下方流动的较高压冷却空气隔离；其特征在于，所述密封布置结构包括膜密封件(46)和条状密封件(60)；其中，所述膜密封件(46)包括：
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内部端部(47)，其容纳在所述燃烧器壳(52)中获得的凹槽(51)中，所述凹槽(51)设有上游面(61)；
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外部端部(48)，其容纳在所述导叶平台(41)中获得的凹槽(53)中；
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膜(49)，其将所述内部端部(47)连接到所述外部端部(48)；其中，所述条状密封件(60)容纳在所述壳凹槽(51)中，并且布置在所述膜密封件(46)的所述内部端部(47)与所述壳凹槽(51)的所述上游面(61)之间。2. 根据权利要求1所述的燃气涡轮，其中，提供轴向销(65)，其构造成用于将所述条状密封件(60)在所述壳凹槽(51)内部保持在周向位置中；所述壳(52)和所述条状密封件(60)包括轴向孔(64, 66)，以用于容纳所述销(65)。3.根据前述权利要求中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述条状密封件(60)的所述上游面和所述壳凹槽(51)的所述上游面成形为避免相对的轴向移动。4.根据权利要求3所述的燃气涡轮，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：安萨尔多能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：