用于壓縮機或軸向渦輪機的渦輪區(qū)段的靜葉承載器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪機的技術(shù)。其涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于壓縮機或軸向渦輪機的渦輪區(qū)段的靜葉承載器。
【背景技術(shù)】
[0002]燃氣渦輪通常包括壓縮機區(qū)段、燃燒器以及至少一個渦輪。在壓縮機區(qū)段內(nèi)，當(dāng)燃燒空氣在環(huán)形氣體通道中壓縮來在壓縮機中使用以燃燒燃料時，交替排的運行葉片和導(dǎo)向靜葉與燃燒空氣交互作用。在將運行葉片安裝在中央轉(zhuǎn)子上時，導(dǎo)向靜葉是固定的并且安裝在適當(dāng)?shù)膲嚎s機靜葉承載器(CVC)上，其共心地圍繞且界定氣體通道。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中公知使用完全由低熱膨脹材料(例如，鎳基合金)形成的CVC。在應(yīng)用于例如50MW功率的工業(yè)(固定)燃氣渦輪(GT)時，該設(shè)計是有利的，因為其帶來高間隙降低，并因而改進了機器的整體效率。但是，對于大型GT，具有完全由低熱膨脹材料形成的CVC是非常昂貴的。
[0004]因而，已經(jīng)提議使用CVC的混合設(shè)計，其中，圓柱形部分由通過標(biāo)準(zhǔn)的低合金鋼形成的數(shù)個節(jié)段和支撐結(jié)構(gòu)形成，該支撐結(jié)構(gòu)限定間隙，由低熱膨脹材料形成(見文獻US2012/0045312 Al)。這種解決方案具有其缺點，因而該成節(jié)段的、圓柱形部分呈現(xiàn)為傾向于顯著的熱變形。這是因為該節(jié)段相對長且不支撐彼此。此外，在節(jié)段之間的縱向縫隙可以是用于壓縮機翼片的激勵源。
[0005]文獻WO 2010023150 Al涉及一種用于軸向流固定燃氣渦輪的導(dǎo)向靜葉支撐件，其包括管狀壁，該管狀壁帶有流入側(cè)端部和與流入側(cè)端部相反的流出側(cè)端部，以用于流體在導(dǎo)向靜葉支撐件內(nèi)在燃氣渦輪的流路徑中流動，其中，在壁中提供至少一個用于冷卻劑的冷卻通道。為了提供適于尤其高的操作溫度并且可相對廉價地制成的導(dǎo)向靜葉支撐件，提議將渦輪靜葉支撐件設(shè)計成多層方式-當(dāng)在徑向方向上觀看時。導(dǎo)向靜葉支撐件的不同層可使用熱等靜壓法連接在一起，其中，導(dǎo)向靜葉支撐件的內(nèi)部層可由耐高溫材料制成，而導(dǎo)向靜葉支撐件的外部層可由較不耐高溫材料制成。此外，通過將導(dǎo)向靜葉支撐件設(shè)計成多層方式，十分易于制造在導(dǎo)向靜葉支撐件的壁內(nèi)的冷卻通道。盡管減少了昂貴的高溫材料的使用，但是多層元件的制造依然是昂貴且耗時的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的為提供一種CVC，其易于制造、較不昂貴且減小了壓縮機運行間隙，但是卻保持了相同的窄點(pinch point)間隙，即，引起性能升高且保持了相同的摩擦風(fēng)險。
[0007]該目的和其它目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的靜葉承載器獲得。
[0008]提供根據(jù)本發(fā)明的靜葉承載器以用于壓縮機或尤其是燃氣渦輪、蒸汽渦輪、壓縮機、以及膨脹器中的一個的軸向渦輪機的渦輪區(qū)段。所述靜葉承載器至少包括第一和第二功能器件，其中所述第一功能器件是柱體，其由帶有在1.3X10_5[l/k]以下的熱膨脹系數(shù)(CTE)的材料形成，該柱體提供為用于在其內(nèi)側(cè)上承載多個靜葉，并且其中所述第二功能器件是支撐結(jié)構(gòu)，其由不同于所述第一功能器件的材料且比其更廉價的材料形成，該支撐結(jié)構(gòu)提供為用于在所述軸向渦輪機的外殼內(nèi)限定所述第一功能器件的軸向和橫向位置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述柱體在分裂平面處分裂，并且由連接在一起的兩個或更多個圓柱形部分組成。
[0010]具體地，所述分裂平面是水平的或豎直的或大體軸向的平面。
[0011]具體地，所述圓柱形部分通過螺栓或銷連接在一起。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述支撐結(jié)構(gòu)包括多個支撐節(jié)段，所述支撐節(jié)段徑向地固定至所述第一功能器件。
[0013]具體地，在各對相鄰的支撐節(jié)段之間存在縫隙，并且提供密封元件以用于閉合所述縫隙。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，所述支撐結(jié)構(gòu)是環(huán)形的且布置在所述第一功能器件和所述外殼之間，使得其徑向地自由膨脹并且在所述外殼內(nèi)給予第一功能器件軸向支撐。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述第一功能器件在其內(nèi)側(cè)上鍍層有被覆層。
[0016]具體地，所述被覆層包括可磨損或耐氧化被覆。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述第一功能器件的材料是Incolo/907/909或INVAR'
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，所述第二功能器件的材料是標(biāo)準(zhǔn)的低合金鋼。
【附圖說明】
[0019]現(xiàn)在將借助于不同實施例并且參照附圖更嚴(yán)密地說明本發(fā)明。
[0020]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的壓縮機靜葉承載器的透視圖；
圖2顯示了根據(jù)圖1的壓縮機靜葉承載器的軸向區(qū)段的剖面圖；
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的壓縮機靜葉承載器的透視圖；
圖4顯示了根據(jù)圖3的壓縮機靜葉承載器的軸向區(qū)段的剖面圖。
[0021]附圖標(biāo)記:
10靜葉承載器
11圓柱形部分
12支撐結(jié)構(gòu) 12a 支撐節(jié)段 12b 鉤部
13間隙
14密封元件
15螺栓
16靜葉凹槽
17分裂平面凸緣
18外殼 18a 支撐凹槽
19靜葉 20靜葉承載器
21圓柱形部分
22支撐環(huán)
23支撐凹槽
24外殼 24a支撐凹槽
25靜葉凹槽
26分裂平面凸緣
27靜葉
28機器軸線。
【具體實施方式】
[0022]低熱膨脹(低CTE)材料帶來在壓縮機間隙的降低上的顯著益處。不幸地，這些材料卻僅僅是十分昂貴的鎳合金鋼。根據(jù)本發(fā)明的靜葉承載器的混合設(shè)計允許用于承載器的主圓柱形部分的低熱膨脹材料的應(yīng)用，而較不關(guān)鍵的支撐和密封結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)的廉價鋼形成。
[0023]兩個設(shè)計提議有相同的原理，該原理為使用低熱膨脹材料以用于圓柱形部分和使用標(biāo)準(zhǔn)低合金鋼以用于靜葉承載器的支撐部分。
[0024]在兩個設(shè)計中，如在圖1和圖2 (第一設(shè)計)以及圖3和圖4 (第二設(shè)計)中所顯示，靜葉承載器10和20的分別的圓柱形部分11和21分別由低熱膨脹材料形成，來減小壓縮機的運行間隙。該圓柱形部分1