专利名称：具有缝隙阻隔装置的燃气轮机的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种具有对流动进行限制的通道壁体的燃气轮机，该 通道壁体具有第一及笫二壁体区段，在此其中一个壁体区段是所述燃 气轮机的燃烧室的一部分并且另一个壁体区段是汽轮机单元的环形热 气通道的一部分，并且其中所述两个相邻的壁体区段在形成缝隙的情 况下彼此在端面对置。
背景技术：
众所周知，在燃气轮机中在燃烧室中将燃料空气混合物燃烧成热 气，该热气随后用在汽轮机单元中，用于产生机械能。在此，将该热 气从燃烧室转移到环形的热气通道中，在该热气通道中布置在外壳上 的涡轮导向叶片以及布置在转子上的涡轮动叶片将所述热气的流动能 量转换为转子的机械能。在燃烧室和环形热气通道之间的过渡区域 中，受结构限制有一条环绕的轴向缝隙，该轴向缝隙的缝隙尺寸由于 在燃气轮机运行时出现的、由温度引起的膨胀而变化并且通过阻隔空 气的吹出来防止热气进入该轴向缝隙。尤其在燃烧室的朝向热气通道 的端部和第一涡轮级的导向叶片的平台或者说处于燃烧室和导向叶片 之间的部件之间形成的缝隙中吹出阻隔空气。
这种通过阻隔空气的吹出来阻隔缝隙的方法对燃气轮机的效率以 及对燃烧室内部的燃烧稳定性产生不利影响，因为从供燃烧用的压缩 机空气中抽取所述阻隔空气。尤其由于参与形成缝隙的部件的不同的 热膨胀，由此产生的缝隙相对于在所述燃气轮机的冷状态下的缝隙有 所变化。这就要求巨大的阻隔空气质量流量，因为要为最大可能出现 的缝隙设计这样的质量流量。如果出现比所计算的结果更大的缝隙， 那么在最严重的情况下就会出现密封不够的现象，该现象则导致在局 部热气破入或者说热气进入所述缝隙中的情况，这又导致降低所述将 缝隙包围的部件的使用寿命。
发明内容
因此，本发明的任务是说明一种燃气轮机，该燃气轮机具有用于 限制流动的通道壁体的缝隙阻隔装置，所述燃气轮机的效率进一步得
到提高并且燃烧稳定性进一步得到改进并且其通道壁体的使用寿命得 到延长。
根据在权利要求1中所说明的特征，所述针对所述类型的燃气轮 机的任务通过以下方法得到解决，即为了对所述缝隙进行密封从第一 壁体区段的端面上伸出 一个延伸到该缝隙中的并且可以横向于该缝隙 移动的阻隔件，该阻隔件包括布置在所述第一壁体区段中的活塞面以 及与该活塞面对置的密封结构，该密封结构可以借助于作用于所述活 塞面的压力介质压紧在所述第二壁体区段的布置在端面上的密封区域 上。
本发明以这样的认识为出发点，即横向延伸到所述缝隙中的可移 动的阻隔件始终可以有效地阻止热气进入，尽管由于由运行引起的热 膨胀所述在端面上彼此对置的壁体区段会彼此远离或者彼此靠近并且 由此改变所述缝隙的大小。为了所述阻隔件能够对变化的缝隙进行最 佳可能的密封，该阻隔件可以相对于所述第一壁体区段移动，以便该 阻隔件可以以其密封结构始终压紧在所述第二壁体区段的布置在端面 上的密封区域上。为此所必需的压紧力通过一种压力介质来产生，该 压力介质可以输送给处于所述笫一壁体区段中的活塞室。所述阻隔件 以其活塞面伸入所述活塞室中，使得所述压力介质可以作用于所述活 塞面并且由此可以使所述阻隔件始终跟踪抵靠在所述密封区域上。
相应地，本发明回避了这种方法，在该方法上仅仅通过阻隔空气 的吹出来防止热气进入所述缝隙中。
由于所述阻隔件可以在所述第一壁体区段内部横向于所述缝隙移 动并移进所述缝隙中，所以所述燃气轮机的 一种这样的缝隙阻隔装置 尽管缝隙尺寸会有变化但也随时有效地对所述缝隙进行密封。
此外，可以节省阻隔空气并且代替将阻隔空气用于对缝隙进行阻 隔还额外地将其提供给燃气轮机的燃烧过程，这在燃气轮机运行时进 一步提高了效率。除此以外，由此可以改进燃烧稳定性。
优选的设计方案在从属权利要求中得到说明。
优选所述阻隔件的密封结构以及所述设置在第二壁体区段的端面 上的密封区域彼此面状抵靠。由此进一步提高所述阻隔件的密封作 用，这进一步阻碍热气的进入。
在一种优选的设计方案中，所述两个相邻的壁体区段是在横截面
上为环形的通道壁体的一部分。所述缝隙由此沿圆周方向环绕。这能 够实现一种环绕的缝隙阻隔装置，在该缝隙阻隔装置上优选相应地将 所述活塞面、密封结构以及活塞室构造为环形的，从而在所述缝隙的 每个位置上都可以保证特别有效地防止热气进入所述缝隙中。
如果所述阻隔件借助于设置在该阻隔件和所述第一壁体区段之间 的滑动密封件来封闭布置在所述笫一壁体区段中的活塞室，用于实现 或者说改进对该阻隔件的移动来说所必需的压力形成，那就实现了一 种特别可靠和有效的缝隙阻隔装置。因为作为压力介质优选使用压缩 机空气，所以由此可以特别简单地提供所需的压力，而没有降低所述 燃气轮机的效率或其燃烧稳定性。特别有效的滑动密封件包括至少一 个设置在所述阻隔件上的或者设置在所述第一壁体区段中的汽封片 尖。
下面借助于附图对本发明进行详细解释。其中 图l是燃气轮机的部分纵剖面，
图2是图1中的细节II，也就是按现有技术的汽轮机的环形燃烧 室通往热气通道中的过渡区域，
图3是按本发明的具有活塞类型的阻隔件的缝隙阻隔装置的横截
面，
图4是具有所述活塞类型的阻隔件的第一壁体区段的透视图，并
且
图5是作为阻隔件的活塞密封件的透视图。
具体实施例方式
图1示出了一台燃气轮机1的部分纵剖面图。该燃气轮机l在内 部具有一个围绕着旋转轴线2旋转支承的转子3，该转子3也称为涡轮 转子。沿着所述转子3，先后布置了一个吸进壳体4、 一个压缩机5、 一个环面类型的具有多个彼此旋转对称布置的燃烧器7的环形燃烧室 6、 一个汽轮机单元8和一个排烟室9。所述环形燃烧室6形成与环形 的热气通道18相连通的燃烧室17。在那里，四个先后连接的汽轮机级 10形成所述汽轮机单元8。每个汽轮机级IO由两个导向叶片环状通流 部分构成。沿在所述环形燃烧室6中产生的热气11的流动方向看去， 在所述热气通道18中相应地在导向叶片级13的后面跟随着由动叶片15构成的动叶片级14。所述导向叶片12固定在定子上，与此相反， 所述动叶片级14的动叶片15则借助于涡轮叶轮盘安装在转子3上。 在所述转子3上连接了一个发电机或一个作功机械(未示出)。
图2作为截取部分示出了限制流动的通道壁体30，具有两个相邻 的壁体区段31、 32，这两个壁体区段31、 32在形成缝隙34的情况下 在端面上彼此对置。所述通道壁体30的壁体区段31、 32导引着热气 流38。按照图1所示的截取部分II，在从所述燃气轮机1的环形燃烧 室6的燃烧室17到所述汽轮机单元8的环形的热气通道18的过渡区域 中设置了一种这样的装置。所述第一壁体区段31可以是陶瓷的或金属 的挡热板，与此相反，所述第二壁体区段32比如可以由所述第一汽轮 机级10的导向叶片12的平台构成。
为了阻止热气11进入所述缝隙34中，在现有技术中仅仅从该缝 隙34中以高压吹出阻隔空气40 (图2)。
图3示出了按本发明的用于所述通道壁体30的缝隙阻隔装置50, 所述通道壁体30有限制地导送热气流38。所述笫一壁体区段31通过 平行于热气流38延伸的并且设有凹槽42的接合缝46在端面上划分为 两个部分区段31a和311)，用于在所述缝隙34中至少部分地接纳平行 于所述热气流38并且可以移进该缝隙34中的阻隔件44。可以通过铣 削在所述壁体区段31中制造所述凹槽42，其中而后必须沿圆周方向推 入所述阻隔件44。
所述在横截面上为活塞类型的或者锤子类型的、在所示出的实施 例中环形环绕的阻隔件44 (图5)具有布置在缝隙侧的密封结构54， 该密封结构54与布置在所述第二壁体区段32的端面52中的密封区域 56对置。
此外，所述阻隔件44包括一个活塞面60，该活塞面60相当于所 述活塞室62的横截面，所述活塞室62则在所述第一壁体区段31中设 置在所述两个部分区段31a、 31b之间。可以从所述壁体区段31的背 面63通过缝隙状或钻孔状的输送通道64向所述活塞室62输送压力介 质D，优选压缩机最终空气，所述压缩机最终空气通常本来加载给比 如构造为金属挡热板的壁体区段31以便-关于热气-在背面对该壁体区 段31进行冷却。也可以比如将接合缝46用作输送通道64。
在按所提出的方法在所述燃气轮机1中使用缝隙阻隔装置50时，
所述阻隔件44可沿所述转子3的轴向方向移动。由于由运行引起的温 度波动，所述参与形成缝隙的壁体区段31、 32发生移动和/或膨胀，使 得在所述两个壁体区段31、 32之间的端面间距、也就是缝隙尺寸B会 发生变化。比如在起动冷燃气轮机之后，所述缝隙由于热膨胀而变小。 所述缝隙尺寸B的变化在这种情况下可以如此大，使得纯静态的或者 有弹性的密封件没有能力在保持足够的密封性的情况下持久地对壁体 区段的运动进行补偿。
为了在运行过程中的每时每刻都对所述缝隙34进行可靠的密封， 所述阻隔件44可以作为密封件压紧在所述第二壁体区段32的密封区 域56上。
为此所必需的压紧力通过所述压力介质D来获得，所述压力介质 D可通过所述输送通道64输送给气缸工作容积或活塞室62并且在该活 塞室62中作用于所述阻隔件44的活塞面60，从而使该阻隔件44朝所 述对置的壁体区段32的方向移动。
如此选择所述压力介质D的压力Pl，使得该压力pi大于在缝隙中 出现的压力P2或者说P3。由此可以使所述布置在接合缝46中的阻隔件 44按照可在凹槽42中移动的活塞的方式在压力下部分地从所述第一壁 体区段31中移出并朝所述第二壁体区段32的方向移动，以便该阻隔 件44的密封结构54在运行中始终密封地、在此优选面状抵靠在所述 密封区域56上。如果已经选择足够大的、依赖于所述活塞室62的大 小的移动行程，那么在缝隙34和活塞室62之间的压差就由此用于自 行和缝隙大小或者说与缝隙尺寸B相匹配地密封。
所述通道壁体30相对于后面的空间66隔开所述热气流38，在此 可以将冷却空气导入该后面的空间66中。所述冷却空气具有压力p2， 该压力P2优选小于所述为控制所述阻隔件44所使用的压力介质D的 压力，但是大于所述热气11的在缝隙34中热气侧的压力p3。但是， 如果在密封结构54和密封区域56之间出现细微的或者很大的不密封 性，那就会通过所选择的压力关系从所述空间66中通过所述缝隙34 流出泄漏流，该泄漏流有助于有效地阻止热气11进入该缝隙34中的 不利情况。
为了以消耗特别少的方式利用所述压力介质D,所述阻隔件44以 一个滑动密封件70支承在所述笫一壁体区段31中。所述滑动密封件70相对于所述缝隙34至少部分地封闭所述活塞室62，并且包括汽封 片尖72，所述汽封片尖72要么可以设置在所述阻隔件44的侧面71上， 就象可以在图5所示的透视图中看出的一样，要么可以设置在所述壁 体区段31的与所述侧面71对置的内表面74上。由此可以避免未加利 用地从所述活塞室62流进缝隙34中的压力介质D意外地或者不允许 得大的泄漏。
就象可以从图4所示的部分透视图中看出的一样，所述两个壁体 区段31、 32至少可以是在轴向横截面中环形环绕的通道壁体30的一 部分，所述通道壁体30比如优选在图1中用II表示的截取部分II的 区域中限制了从所述燃气轮机l的环形燃烧室6到热气通道18中的过 渡区域。不仅所述环形通道壁体30的壁体区段31、 32，而且所述阻隔 件44都可以沿圆周方向分段。此外，可以在所述燃气轮机内部设想其 它的应用区域，比如在处于导向叶片的平台和与其轴向相邻布置的、 与所述动叶片对置的导环之间的过渡区域上。
因此，用本发明可以提供一种借助于压力致动的阻隔件自行匹配 的缝隙密封件或阻隔装置，所述密封件或阻隔装置自动地与可变的缝 隙大小协调，用于减少防止热气进入所述缝隙中的阻隔空气的泄漏 量。
权利要求
1.燃气轮机(1)，具有对流动(38)进行限制的通道壁体(30)，该通道壁体(30)则具有第一和第二壁体区段(31、32)，在此其中一个壁体区段(31)是所述燃气轮机(1)的燃烧室(6)的一部分并且另一个壁体区段(32)是汽轮机单元(8)的环形热气通道(18)的一部分，并且其中所述两个相邻的壁体区段(31、32)在形成缝隙(34)的情况下彼此在端面上对置，其特征在于，为了对所述缝隙(34)进行密封，从所述第一壁体区段(31)的端面上伸出延伸到所述缝隙(34)中的并且可横向于该缝隙(34)移动的阻隔件(44)，该阻隔件(44)包括在所述第一壁体区段(31)中导引的活塞面(60)和与该活塞面(60)对置的密封结构(54)，该密封结构(54)可借助于作用于所述活塞面(60)的压力介质(D)压紧在所述第二壁体区段(32)的布置在端面上的密封区域(56)上。
2. 按权利要求1所述的燃气轮机U),其中所述阻隔件(44) 的密封结构(54)和所述第二壁体区段(32)的端面(52)的密封区 域(56)彼此面状抵靠。
3. 按权利要求1或2所述的燃气轮机(1)，其中所述两个相邻 的壁体区段(31、 32)是在横截面上为环形的通道壁体(30)的一部 分。
4. 按权利要求l、 2或3所述的燃气轮机(1)，其中所述阻隔件 (44)借助于设置在所述阻隔件(")和第一壁体区段(31)之间的滑动密封件(70)来封闭布置在所述第一壁体区段(M)中的活塞室 (62)，用于保证在损失少的情况下为进行移动并压紧在所述密封区 域(56)上所必需的、关于压力介质(D)的压力形成。
5. 按权利要求1到4中任一项所述的燃气轮机(1)，其中所述 活塞面(60)、密封结构(54)和活塞室(62)相应地构造为环形的。
6. 按权利要求4或5中任一项所述的燃气轮机(1 )，其中所述 滑动密封件(70)包括至少一个设置在所述阻隔件(44)上或第一壁 体区段(31)中的汽封片尖(72)。
全文摘要
本发明涉及一种燃气轮机(1)，该燃气轮机(1)具有对流动(38)进行限制的通道壁体(30)，该通道壁体(30)则具有第一及第二壁体区段(31、32)，在此其中一个壁体区段(31)是所述燃气轮机(1)的燃烧室(6)的一部分并且另一个壁体区段(32)是汽轮机单元(8)的环形热气通道(18)的一部分，并且其中所述两个相邻的壁体区段(31、32)在形成缝隙(34)的情况下彼此在端面上对置。为了减少用于防止热气进入所述缝隙(34)中的阻隔空气的泄漏量，在此提出，从所述第一壁体区段(31)的端面上伸出延伸到所述缝隙(34)中的并且可横向于该缝隙(34)移动的阻隔件(44)，该阻隔件(44)包括布置在所述第一壁体区段(31)中的活塞面(60)和与该活塞面(60)对置的密封结构(54)，该密封结构(54)可借助于作用于所述活塞面(60)的压力介质(D)压紧在所述第二壁体区段(32)的布置在端面上的密封区域(56)上。
文档编号F01D9/02GK101189411SQ200680020017
公开日2008年5月28日 申请日期2006年3月21日 优先权日2005年6月8日
发明者S·伊米施 申请人:西门子公司