[发明专利]涡轮机密封系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃气涡轮机技术领域，确切地说，涉及涡轮机内的密封件技术。

背景技术

通常情况下，燃气涡轮发动机燃烧压缩空气与燃料的混合物，以产生热燃烧气体。所述燃烧气体可流过一个或多个涡轮机级，从而为负载和/或压缩机发电。级间可发生压降，从而可使流体，例如燃烧气体，通过不当的路径发生漏流。可在所述级之间设置密封件，以减少级之间的流体泄漏。但不幸的是，密封件会承受应力，例如热应力，从而可在轴向和/或径向上偏置所述密封件，进而降低所述密封件的效用。例如，密封件偏转可增加固定部件与旋转部件之间发生摩擦的可能性。

发明内容

本说明书将概述本发明的最初范围内的某些实施例。这些实施例的目的并不在于限制本发明的范围，而仅在于概述本发明的可能形式。实际上，本发明可能包括与下述实施例的形式类似或不同的各种形式。

在第一实施例中，本发明所提供的一种系统包括多级涡轮机。所述多级涡轮机包括：第一涡轮机级，其包括第一叶轮，所述第一叶轮具有周向间隔分布在所述第一叶轮周围的多个第一叶片段；第二涡轮机级，其包括第二叶轮，所述第二叶轮具有周向间隔分布在所述第二叶轮周围的多个第二叶片段；以及级间密封件，其在所述第一涡轮机级与所述第二涡轮机级之间轴向延伸。所述级间密封件经配置以在所述第一叶轮和所述第二叶轮保持于相应所述第一涡轮机级和所述第二涡轮机级中的原位时进行安装或拆卸。

所述多个第一叶片段中的每个叶片段使用多个第一安装件连接到所述第一叶轮，而且所述多个第二叶片段中的每个叶片段使用多个第二安装件连接到所述第二叶轮。每个第一安装件包括设于所述第一叶轮中的第一槽、以及设于所述多个第一叶片段中的一个叶片段中的第一键形物，而且每个第二安装件包括设于所述第二叶轮中的第二槽、以及设于所述多个第二叶片段中的一个叶片段中的第二键形物。

所述级间密封件经配置以在安装所述级间密封件期间可朝向所述多级涡轮机的轴向轴枢转，而且所述级间密封件经配置以在拆卸所述级间密封件期间可枢转远离所述多级涡轮机的所述轴向轴。所述级间密封件包括与所述级间密封件的内桥部分成一定角的倾斜支撑肋，其中所述倾斜支撑肋使所述级间密封件可朝向、和远离所述多级涡轮机的轴向轴枢转。所述级间密封件包括与所述倾斜支撑肋相邻的第二凹进部分，所述第二凹进部分经配置以收纳所述第二叶轮的第二部分，从而使所述级间密封件可朝向和远离所述轴向轴枢转，且所述级间密封件的第一凹进部分经配置以在所述级间密封件沿着所述轴向轴朝向所述第一涡轮机级移动时收纳所述第一叶轮的第一部分。所述角小于约75度。

所述级间密封件包括第一支撑特征，其经配置以与设置于所述多个第一叶片段或所述多个第二叶片段中一个或多个叶片段上的第二支撑特征配合，以阻止所述级间密封件在安装或拆卸所述级间密封件期间朝向所述多级涡轮机的轴向轴径向移动，且阻止所述级间密封件在所述多级涡轮机运行运行期间围绕所述轴向轴周向移动。所述第一支撑特征包括槽，且所述第二支撑特征包括键形物。所述级间密封件包括轴向端部分，其经配置以在所述多级涡轮机运行期间在径向上配合所述第一叶轮或所述第二叶轮的轮缘。

所述级间密封件还可包括离心式密封件，其经配置以朝向所述第一涡轮机级或所述第二涡轮机级移动，从而当在所述多级涡轮机运行期间产生径向离心力时阻止径向泄漏。所述级间密封件包括一个或多个密封齿，其经配置以阻止所述第一涡轮机级与所述第二涡轮机级之间发生级间轴向泄漏。所述级间密封件包括一个或多个冷却通道，其经配置以引导冷却流体流向所述多个第一叶片段或所述多个第二叶片段。所述系统可包括设置于所述第一涡轮机级与所述第二涡轮机级之间的级间密封组件，其中所述级间密封组件包括多个级间密封件。

在第二实施例中，本发明提供的一种系统包括级间涡轮机密封件，所述级间涡轮机密封件经配置以轴向安装于多级涡轮机的第一涡轮机级与第二涡轮机级之间。所述级间涡轮机密封件包括倾斜支撑肋，所述倾斜支撑肋经配置以使级间密封件朝向和远离多级涡轮机的轴向轴枢转，而无需拆卸所述第一涡轮机级的第一叶轮和所述第二涡轮机级的第二叶轮。