專利名稱：使用燃?xì)鉁u輪機(jī)中的渦輪機(jī)葉片級進(jìn)行密封的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪機(jī)，更確切地說，涉及提高燃?xì)鉁u輪機(jī)的效率的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪機(jī)作為電力工業(yè)中的主要?jiǎng)恿σ褳槲覀兯熘ｈb于燃料價(jià)格繼續(xù)螺旋式上升，因此尋求新的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)計(jì)，以便提高其效率。在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中，在溫度較高的渦輪部分中旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)葉片可徑向朝稱作防護(hù)罩的一組溫度較高的部分進(jìn)行密封。這些防護(hù)罩形成環(huán)形腔，旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)葉片在所述環(huán)形腔中運(yùn)行。環(huán)形腔形成密封，該密封接近、但不接觸渦輪機(jī)葉片，以避免來自燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒部分的熱氣散逸在渦輪機(jī)葉片周圍。在現(xiàn)有技術(shù)燃?xì)鉁u輪機(jī)中，這些防護(hù)罩和/或其支撐連接件通常必須通過強(qiáng)制空氣冷卻進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。冷卻現(xiàn)有技術(shù)防護(hù)罩增加了燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的附加損失(parasitic losses)，由此降低了現(xiàn)有技術(shù)燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的整體效率。因此，如果燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)中的附加損失可減少以增加其效率，那么電力工業(yè)中將非常樂意接受這種燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，揭示一種經(jīng)配置以使用燃?xì)鉁u輪機(jī)的渦輪機(jī)葉片級進(jìn)行密封的設(shè)備。所述設(shè)備包括外防護(hù)罩，所述外防護(hù)罩連接到內(nèi)防護(hù)罩，且配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級。所述內(nèi)防護(hù)罩配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級、以使用所述渦輪機(jī)葉片級進(jìn)行密封，且包括連接元件，所述連接元件經(jīng)配置以插入所述外防護(hù)罩從而將所述內(nèi)防護(hù)罩連接到所述外防護(hù)罩。所述外防護(hù)罩經(jīng)配置以連接到至少部分包圍所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的殼體。所述外防護(hù)罩和所述內(nèi)防護(hù)罩形成腔，所述腔經(jīng)配置以通過在所述殼體中進(jìn)行凈化的氣體來冷卻，所述腔與所述連接元件連通。所述連接元件包括其中設(shè)有孔的法蘭。所述外防護(hù)罩設(shè)有孔，所述孔經(jīng)配置以在所述內(nèi)防護(hù)罩插入所述外防護(hù)罩時(shí)，對齊所述法蘭所設(shè)有的孔。所述設(shè)備進(jìn)一步包括銷，其經(jīng)配置以插入所述外防護(hù)罩所設(shè)有的孔、以及所述內(nèi)防護(hù)罩所設(shè)有的孔。其中，所述對齊包括所述外防護(hù)罩所設(shè)有的孔與所述法蘭所設(shè)有的孔偏移一定的量，從而在所述銷插入時(shí)，所述銷發(fā)生彈性形變，以使所述內(nèi)防護(hù)罩壓靠所述外防護(hù)罩。所述銷包括錐角，其經(jīng)配置以在所述銷插入所述外防護(hù)罩所設(shè)有的孔以及所述法蘭所設(shè)有的孔時(shí)，使所述內(nèi)防護(hù)罩壓靠所述外防護(hù)罩。所述內(nèi)防護(hù)罩設(shè)有位于所述內(nèi)防護(hù)罩內(nèi)部的空隙。所述空隙的寬度大于所述空隙的高度。所述內(nèi)防護(hù)罩包括肋體，所述肋體設(shè)置在所述空隙中，且經(jīng)配置以增加所述內(nèi)防護(hù)罩的剛度。所述外防護(hù)罩包括一個(gè)或多個(gè)接觸墊，其經(jīng)配置以在所述內(nèi)防護(hù)罩連接到所述外防護(hù)罩時(shí)接觸所述內(nèi)防護(hù)罩。所述內(nèi)防護(hù)罩包括多個(gè)內(nèi)防護(hù)罩部分，每個(gè)內(nèi)防護(hù)罩部分經(jīng)配置以設(shè)置成鄰近另一個(gè)內(nèi)防護(hù)罩部分，其中每個(gè)內(nèi)防護(hù)罩部分周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級的一部分。所述內(nèi)防護(hù)罩由陶瓷基復(fù)合材料或難熔合金中的至少一種制成，所述陶瓷、基復(fù)合材料或難熔合金經(jīng)配置以承受所述渦輪機(jī)葉片級中的運(yùn)行溫度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，揭示一種燃?xì)鉁u輪機(jī)，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)包括壓縮機(jī)部分，其經(jīng)配置以壓縮進(jìn)氣；燃燒部分，其經(jīng)配置以燃燒壓縮進(jìn)氣和燃料；以及渦輪部分，其包括渦輪機(jī)葉片級，所述渦輪機(jī)葉片級經(jīng)配置以基于來自所述燃燒部分的熱氣的沖擊而旋轉(zhuǎn)。外罩部分配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級，且連接到內(nèi)防護(hù)罩。所述內(nèi)防護(hù)罩配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級、以使用所述渦輪機(jī)葉片級進(jìn)行密封，且包括連接元件，所述連接元件經(jīng)配置以插入所述外防護(hù)罩，從而將所述內(nèi)防護(hù)罩連接到所述外防護(hù)罩。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，揭示一種燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)包括連接到負(fù)載的燃?xì)鉁u輪機(jī)。所述燃?xì)鉁u輪機(jī)包括渦輪機(jī)葉片級；外防護(hù)罩，其配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級；以及內(nèi)防護(hù)罩，其配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級以使用所述渦輪機(jī)葉片級進(jìn)行密封，且包括連接元件，所述連接元件經(jīng)配置以插入所述外防護(hù)罩，從而將所述內(nèi)防護(hù)罩連接到所述外防護(hù)罩。所述燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)包括殼體，所述殼體經(jīng)配置以連接到所述外防護(hù)罩，且至少部分包圍所述燃?xì)鉁u輪機(jī)。所述燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)包括凈化系統(tǒng)，所述凈化系統(tǒng)經(jīng)配置以使用凈化殼體內(nèi)部的凈化氣體來凈化所述外防護(hù)罩和所述內(nèi)防護(hù)罩所形成的一個(gè)或多個(gè)腔。
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其中，所述負(fù)載是發(fā)電機(jī)。通過以下說明并結(jié)合附圖可以更加清楚地了解到這些以及其他優(yōu)點(diǎn)和特征。


由權(quán)利要求書詳細(xì)指出并明確主張了本發(fā)明。并且通過以下說明書并結(jié)合附圖可以清楚地了解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中相同元件具有相同編號，其中圖I圖示了燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的一項(xiàng)示例性實(shí)施例的截面圖；圖2圖示了具有外防護(hù)罩和內(nèi)防護(hù)罩的防護(hù)罩組件的三維視圖；圖3圖示了防護(hù)罩組件的仰視圖；圖4圖示了內(nèi)防護(hù)罩的三維視圖；圖5圖示了內(nèi)防護(hù)罩的側(cè)視圖；圖6描繪了使用第一連接方法將內(nèi)防護(hù)罩連接到外防護(hù)罩的細(xì)節(jié)方面；圖7描繪了使用第二連接方法將內(nèi)防護(hù)罩連接到外防護(hù)罩的細(xì)節(jié)方面；以及圖8顯示了外防護(hù)罩下側(cè)的三維視圖，其描繪了用于接觸內(nèi)防護(hù)罩的襯墊。
具體實(shí)施方式
部分參考附圖以示例性而非限制性方式解釋本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例以及優(yōu)勢和特征。元件符號列表
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)配置以使用燃?xì)鉁u輪機(jī)的渦輪機(jī)葉片級(5)進(jìn)行密封的設(shè)備，所述設(shè)備包括 外防護(hù)罩(21)，其配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級(5);以及內(nèi)防護(hù)罩(22)，其配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級(5)以使用所述渦輪機(jī)葉片級(5)進(jìn)行密封，且包括連接元件，所述連接元件經(jīng)配置以插入所述外防護(hù)罩(21)從而將所述內(nèi)防護(hù)罩(22)連接到所述外防護(hù)罩(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述外防護(hù)罩(21)經(jīng)配置以連接到至少部分包圍所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述外防護(hù)罩(21)和所述內(nèi)防護(hù)罩(22)形成腔，所述腔經(jīng)配置以通過在所述殼體中進(jìn)行凈化的氣體來冷卻，所述腔與所述連接元件連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述連接元件包括其中設(shè)有孔(41)的法AA~o
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述外防護(hù)罩(21)設(shè)有孔(41)，所述孔(41)經(jīng)配置以在所述內(nèi)防護(hù)罩(22)插入所述外防護(hù)罩(21)時(shí)，對齊所述法蘭上所設(shè)有的孔(41)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括銷(23)，其經(jīng)配置以插入所述外防護(hù)罩(21)所設(shè)有的孔(41)，以及所述內(nèi)防護(hù)罩(22)所設(shè)有的孔(41)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述內(nèi)防護(hù)罩(22)包括多個(gè)內(nèi)防護(hù)罩(22)部分，每個(gè)內(nèi)防護(hù)罩(22)部分經(jīng)配置以設(shè)置成鄰近另一個(gè)內(nèi)防護(hù)罩(22)部分，其中每個(gè)內(nèi)防護(hù)罩(22)部分周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級(5)的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述內(nèi)防護(hù)罩(22)由陶瓷基復(fù)合材料或難熔合金中的至少一種制成，所述陶瓷基復(fù)合材料或難熔合金經(jīng)配置以承受所述渦輪機(jī)葉片級(5)中的運(yùn)行溫度。
9.一種燃?xì)鉁u輪機(jī)(11)，包括 壓縮機(jī)部分(2)，其經(jīng)配置以壓縮吸入空氣； 燃燒部分，其經(jīng)配置以燃燒壓縮吸入空氣和燃料； 渦輪部分(4)，其包括渦輪機(jī)葉片級(5)，所述渦輪機(jī)葉片級(5)經(jīng)配置以基于來自所述燃燒部分(3)的熱氣的沖擊而旋轉(zhuǎn)； 外防護(hù)罩(21)，其配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級(5);以及 內(nèi)防護(hù)罩(22)，其配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級(5)以使用所述渦輪機(jī)葉片級(5)進(jìn)行密封，且包括連接元件，所述連接元件經(jīng)配置以插入所述外防護(hù)罩(21)從而將所述內(nèi)防護(hù)罩(22)連接到所述外防護(hù)罩(21)。
10.一種燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)(10)，包括 燃?xì)鉁u輪機(jī)(11)，其包括渦輪機(jī)葉片級(5);外防護(hù)罩(21)，其配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級(5);以及內(nèi)防護(hù)罩(22)，其配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級(5)以使用所述渦輪機(jī)葉片級(5)進(jìn)行密封，且包括連接元件，所述連接元件經(jīng)配置以插入所述外防護(hù)罩(21)從而將所述內(nèi)防護(hù)罩(22)連接到所述外防護(hù)罩(21)； 負(fù)載，其連接到所述燃?xì)鉁u輪機(jī)；殼體，其經(jīng)配置以連接到所述外防護(hù)罩(21)，且至少部分包圍所述燃?xì)鉁u輪機(jī)；以及凈化系統(tǒng)(9)，其經(jīng)配置以使用凈化所述殼體內(nèi)部的凈化氣體來凈化所述外防護(hù)罩(21)和所述內(nèi)防護(hù)罩(22)所形成的一個(gè)或多個(gè)腔·。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種使用燃?xì)鉁u輪機(jī)中的渦輪機(jī)葉片級進(jìn)行密封的設(shè)備。所述設(shè)備包括外防護(hù)罩，所述外防護(hù)罩連接到內(nèi)防護(hù)罩，且配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級。所述內(nèi)防護(hù)罩配置成周向環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉片級、以使用所述渦輪機(jī)葉片級進(jìn)行密封，且包括連接元件，所述連接元件經(jīng)配置以插入所述外防護(hù)罩，從而將所述內(nèi)防護(hù)罩連接到所述外防護(hù)罩。
文檔編號F02C7/28GK102748136SQ201210134178
公開日2012年10月24日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者A·J·加西亞-克雷斯博, G·T·福斯特 申請人:通用電氣公司