[发明专利]具有销支承件的涡轮壳

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及具有销支承件的涡轮壳。

背景技术

在燃气涡轮中，内涡轮壳相对于涡轮转子径向地和轴向地支承喷嘴和护罩。喷嘴、护罩和转子之间的同心支承结构从转子轴承延伸到排气框架，延伸到外涡轮壳，延伸到内涡轮壳，且延伸到喷嘴和护罩本身。转子轴承由排气框架支承，排气框架继而连接到具有支承腿和提供发动机支承和稳定性的导板的接地支承件上。另外，由于定子和转子之间的相对热响应以及内涡轮壳和外涡轮壳之间的结构隔离，包括内涡轮壳与外涡轮壳的组合的构造提供了额外的间隙。

大体上，采用主动间隙控制来在涡轮操作期间使内涡轮壳和外涡轮壳相对于彼此径向地移置。这具有控制轮叶和护罩之间的尖端间隙的作用，这可能是有用的，因为减小尖端间隙通过降低尖端泄漏而提高了涡轮性能，只要防止轮叶尖端接触护罩以及由此损害护罩即可。

但是，即使在主动间隙控制的情况下，在一些构造中，由于内涡轮壳和外涡轮壳的相应的构件的热增长差异，内涡轮壳和外涡轮壳之间会发生相对运动。为了降低相对运动引起的偏心，可用附连到外涡轮壳上的径向销支承内涡轮壳，或者通过在外涡轮壳和内涡轮壳之间使用互补的径向表面来支承内涡轮壳。在这样的构造中，径向支承件之间存在组件间隙缺口，以防止在发动机操作期间结合。

无论如何，当内涡轮壳和外涡轮壳之间发生相对运动时，就形成了泄漏路径，且产生了摩擦力。这些摩擦力可导致损害，例如在内涡轮壳和外涡轮壳中的任何一个的热膨胀和收缩期间发生的匹配表面上的接触表面磨损。也就是说，在膨胀和收缩期间，构件会经受静态和动态摩擦接触。同时，构件的摩擦系数显著地且不可预测地变化。因此，阻止内涡轮壳相对于外涡轮壳径向移置的摩擦力也会改变。此变化会导致内涡轮壳的位置朝高摩擦位置移动，且停留到高摩擦位置上。与组件间隙结合的这个摩擦作用会导致壳偏心，壳偏心在可允许的间隙内通常是不确定的。

另外，定子管壳体大体在水平的中间平面处分开，且在此水平接头处结合栓接法兰。热梯度和瞬时边界条件产生了整个壳体的内在不圆度。当像在发动机启动期间发现的那样，内部部分比外部部分更热时，这种壳体就呈现足球形状。相反，在发动机停机期间，外部部分比内部部分更暖，从而导致壳体呈现花生形状。这种不圆度通过定子管传递到护罩，从而在护罩和轮叶尖端之间产生缺口，从而降低发动机性能。

壳不圆度在蒸汽涡轮中也是个问题。在这些情况下，壳不圆度的出现可能是由于涡轮壳中的水平接头引起的，水平接头起散热器的作用，且产生壳温度的周边变化。温度变化使壳扭曲或成椭圆形。也就是说，壳沿竖直方向比沿水平方向展现更大的尺寸。相反，转子保持圆形。壳的成椭圆形的形状会导致增大的间隙，并且因此比定子保持圆形的情况下导致更多泄漏。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种涡轮壳，且该涡轮壳包括：内壳组件，内壳组件包括形成于其上的法兰和用于与该法兰匹配的匹配表面中的一个；外壳组件，其构造成以便经历径向移置，内壳组件设置在该外壳组件中，该外壳组件包括形成于其上的法兰和匹配表面中的另一个；以及使法兰在外壳组件的挠曲节点位置处与匹配表面联接的紧固元件，可根据外壳组件的径向移置来标识挠曲节点位置，以减小内壳组件中的径向移置。

根据本发明的又一个方面，提供了一种涡轮，且该涡轮包括：至少在第一至第四基本规则地隔开的周边位置处具有限定在其中的槽口的涡轮壳；设置在涡轮壳内且构造成以便在可旋转的涡轮轮叶周围沿径向膨胀或收缩的护罩环件；以及键，其在对应于槽口的那些位置的位置处形成于护罩环件上，以与槽口匹配，且在轴向上及在周向上将沿径向可膨胀和可收缩的护罩环件定位在涡轮壳内。

根据本发明的又一个方面，提供了一种涡轮，且该涡轮包括：涡轮壳，该涡轮壳在其多个级处包括护罩；以及至少设置在涡轮壳周围的第一至第四基本规则地隔开的周边位置处的约束元件，约束元件构造成以便同心地约束涡轮壳的护罩。

附图说明

在说明书的结论部分处的权利要求书中特别指出和清楚地要求保护了被视为本发明的主题。根据结合附图得到的以下详细描述，本发明的前述和其它特征与优点显而易见，附图中：

图1是涡轮壳的一个实施例的透视图；

图2是图1的涡轮壳的剖面透视图；

图3是图1的涡轮壳的一部分的放大透视图；

图4是涡轮壳的示意性轴向视图；

图5是经历热膨胀和收缩的图4的涡轮壳的示意性轴向视图；

图6是包围涡轮的轮叶尖端的护罩环件的截面图；

图7是包围涡轮的轮叶尖端的护罩环件的截面图；

图8是图6的护罩环件的纵向视图；以及