本文公開的主題大體涉及渦輪機(jī),并且更特別地,涉及在渦輪機(jī)中使用過渡導(dǎo)管。
背景技術(shù):
渦輪機(jī)在諸如功率生產(chǎn)的領(lǐng)域中廣泛使用。例如,傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒器區(qū)段和至少一個渦輪區(qū)段。壓縮機(jī)區(qū)段構(gòu)造成在空氣流過壓縮機(jī)區(qū)段時壓縮空氣。然后空氣從壓縮機(jī)區(qū)段流到燃燒器區(qū)段,在燃燒器區(qū)段中,空氣與燃料混合且燃燒,從而產(chǎn)生熱氣流。熱氣流提供給渦輪區(qū)段,渦輪區(qū)段通過從熱氣流中抽取能量來使用熱氣流對壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)和其它多種負(fù)載提供功率。
渦輪機(jī)的燃燒器區(qū)段大體包括管或?qū)Ч?,以使熱燃燒氣通過其流到渦輪區(qū)段或多個區(qū)段。目前,已經(jīng)引入了燃燒器區(qū)段,它包括轉(zhuǎn)移熱氣流的管或?qū)Ч?。例如,已?jīng)引入了用于燃燒器區(qū)段的導(dǎo)管,在使熱氣沿縱向流過其中時,導(dǎo)管另外使流沿徑向和/或沿切向轉(zhuǎn)移,使得流具有多種角度分量。這些設(shè)計具有多種優(yōu)點,包括消除渦輪區(qū)段中的第一級噴嘴。以前提供第一級噴嘴是為了轉(zhuǎn)移熱氣流,而且由于這些導(dǎo)管的設(shè)計,可能不需要第一級噴嘴。消除第一級噴嘴可消除相關(guān)聯(lián)的壓降,并且提高渦輪機(jī)的效率和功率輸出。
但是,關(guān)于這些導(dǎo)管與渦輪區(qū)段的連接的擔(dān)憂越來越多。例如,因為已知的導(dǎo)管不只是沿著縱向軸線延伸,而是從導(dǎo)管的入口到導(dǎo)管的出口轉(zhuǎn)移偏離軸線,導(dǎo)管的熱膨脹可導(dǎo)致導(dǎo)管沿著或圍繞多種軸線不合需要地移位。這些移位可在導(dǎo)管內(nèi)引起應(yīng)力和應(yīng)變,而且可使導(dǎo)管失效。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
將在以下描述中部分地闡述本公開的各方面和優(yōu)點,或者根據(jù)該描述,本公開的各方面和優(yōu)點可為明顯的,或者可通過實踐本公開來學(xué)習(xí)本公開的各方面和優(yōu)點。
在一個實施例中,提供一種渦輪機(jī)。渦輪機(jī)包括多個過渡導(dǎo)管,它們設(shè)置成大體環(huán)形陣列且包括第一過渡導(dǎo)管和第二過渡導(dǎo)管。多個過渡導(dǎo)管中的各個包括入口、出口和通道,通道限定內(nèi)部且在入口和出口之間延伸,并且限定縱向軸線、徑向軸線和切向軸線。多個過渡導(dǎo)管中的各個的出口相對于入口沿著縱向軸線和切向軸線偏移。多個過渡導(dǎo)管中的至少一個過渡導(dǎo)管的出口包括內(nèi)部凸緣和外部凸緣。渦輪機(jī)進(jìn)一步包括沿著熱氣路徑在多個過渡導(dǎo)管下游的支承環(huán)組件、限定在內(nèi)部凸緣和外部凸緣中的多個膛孔,以及限定在支承環(huán)組件中的多個匹配膛孔。渦輪機(jī)進(jìn)一步包括將至少一個過渡導(dǎo)管的內(nèi)部凸緣和外部凸緣連接到支承環(huán)組件上的多個機(jī)械緊固件,多個機(jī)械緊固件中的各個延伸通過膛孔和匹配膛孔。膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔相對于延伸通過膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔的機(jī)械緊固件,具有第一最大徑向間隙和第一最大切向間隙。膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔相對于延伸通過膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔的機(jī)械緊固件,具有第二最大徑向間隙和第二最大切向間隙。第二最大徑向間隙大于第一最大徑向間隙,或者第二最大切向間隙大于第一最大切向間隙。
在另一個實施例中,提供一種渦輪機(jī)。渦輪機(jī)包括多個過渡導(dǎo)管,它們設(shè)置成大體環(huán)形陣列,并且包括第一過渡導(dǎo)管和第二過渡導(dǎo)管。多個過渡導(dǎo)管中的各個包括入口、出口和通道,通道限定內(nèi)部且在入口和出口之間延伸,并且限定縱向軸線、徑向軸線和切向軸線。多個過渡導(dǎo)管中的各個的出口相對于入口沿著縱向軸線和切向軸線偏移。多個過渡導(dǎo)管中的至少一個過渡導(dǎo)管的出口包括內(nèi)部凸緣和外部凸緣。渦輪機(jī)進(jìn)一步包括沿著熱氣路徑在多個過渡導(dǎo)管下游的支承環(huán)組件、限定在內(nèi)部凸緣和外部凸緣中的多個膛孔,以及限定在支承環(huán)組件中的多個匹配膛孔。渦輪機(jī)進(jìn)一步包括將至少一個過渡導(dǎo)管的內(nèi)部凸緣和外部凸緣連接到支承環(huán)組件上的多個機(jī)械緊固件,多個機(jī)械緊固件中的各個延伸通過膛孔和匹配膛孔。膛孔或匹配膛孔中的單個第一膛孔相對于延伸通過膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔的機(jī)械緊固件,具有第一最大徑向間隙和第一最大切向間隙。膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔相對于延伸通過膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔的機(jī)械緊固件,具有第二最大徑向間隙和第二最大切向間隙。第二最大徑向間隙大于第一最大徑向間隙,或者第二最大切向間隙大于第一最大切向間隙。膛孔或匹配膛孔中的多個第三膛孔相對于延伸通過膛孔或匹配膛孔中的第三膛孔的機(jī)械緊固件,各自具有第三最大徑向間隙和第三最大切向間隙。各個第三最大徑向間隙大于第一最大徑向間隙,并且各個第三最大切向間隙大于第一最大切向間隙。
技術(shù)方案1.一種渦輪機(jī),包括:
多個過渡導(dǎo)管,其設(shè)置成大體環(huán)形陣列且包括第一過渡導(dǎo)管和第二過渡導(dǎo)管,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個包括入口、出口和通道,所述通道限定內(nèi)部且在所述入口和所述出口之間延伸,并且限定縱向軸線、徑向軸線和切向軸線,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個的出口相對于所述入口沿著所述縱向軸線和所述切向軸線偏移,所述多個過渡導(dǎo)管中的至少一個過渡導(dǎo)管的出口包括內(nèi)部凸緣和外部凸緣;
支承環(huán)組件,其沿著熱氣路徑在所述多個過渡導(dǎo)管的下游;
限定在所述內(nèi)部凸緣和所述外部凸緣中的多個膛孔;
限定在所述支承環(huán)組件中的多個匹配膛孔;以及
將所述至少一個過渡導(dǎo)管的內(nèi)部凸緣和外部凸緣連接到所述支承環(huán)組件上的多個機(jī)械緊固件,所述多個機(jī)械緊固件中的各個延伸通過膛孔和匹配膛孔,
其中,所述膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔相對于延伸通過所述膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔的機(jī)械緊固件,具有第一最大徑向間隙和第一最大切向間隙,
其中,所述膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔相對于延伸通過所述膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔的機(jī)械緊固件,具有第二最大徑向間隙和第二最大切向間隙,以及其中,所述第二最大徑向間隙大于所述第一最大徑向間隙,或者所述第二最大切向間隙大于所述第一最大切向間隙。
技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述第一最大徑向間隙和所述第一最大切向間隙各自小于或等于0.010英寸。
技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述第二最大徑向間隙或所述第二最大切向間隙小于或等于0.200英寸。
技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述膛孔或匹配膛孔中的第三膛孔相對于延伸通過所述膛孔或匹配膛孔中的第三膛孔的機(jī)械緊固件,具有第三最大徑向間隙和第三最大切向間隙,以及其中,所述第三最大徑向間隙大于所述第一最大徑向間隙,并且所述第三最大切向間隙大于所述第一最大切向間隙。
技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案4所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述第三最大徑向間隙和所述第三最大切向間隙小于或等于0.200英寸。
技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案4所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述第三膛孔是多個第三膛孔。
技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述多個膛孔或所述多個匹配膛孔包括僅單個第一膛孔。
技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述多個膛孔或所述多個匹配膛孔包括僅單個第二膛孔。
技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述第一膛孔是所述多個膛孔中的第一膛孔,并且所述第二膛孔是所述多個膛孔中的第二膛孔。
技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述多個機(jī)械緊固件中的各個包括螺栓。
技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述渦輪機(jī)進(jìn)一步包括多個偏壓元件,所述多個偏壓元件中的各個至少部分地設(shè)置在膛孔或匹配膛孔內(nèi)。
技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案11所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述偏壓元件是貝氏墊圈。
技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個的出口相對于所述入口沿著所述徑向軸線進(jìn)一步偏移。
技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述渦輪機(jī)進(jìn)一步包括與多個過渡導(dǎo)管連通的渦輪區(qū)段,所述渦輪區(qū)段包括所述支承環(huán)組件和第一級輪葉組件。
技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案14所述的渦輪機(jī),其特征在于,在所述第一級輪葉組件的上游沒有設(shè)置噴嘴。
技術(shù)方案16.一種渦輪機(jī),包括:
多個過渡導(dǎo)管,其設(shè)置成大體環(huán)形陣列且包括第一過渡導(dǎo)管和第二過渡導(dǎo)管,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個包括入口、出口和通道,所述通道限定內(nèi)部且在所述入口和所述出口之間延伸,并且限定縱向軸線、徑向軸線和切向軸線,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個的出口相對于所述入口沿著所述縱向軸線和所述切向軸線偏移,所述多個過渡導(dǎo)管中的至少一個過渡導(dǎo)管的出口包括內(nèi)部凸緣和外部凸緣;
支承環(huán)組件,其沿著熱氣路徑在所述多個過渡導(dǎo)管的下游;
限定在所述內(nèi)部凸緣和所述外部凸緣中的多個膛孔;
限定在所述支承環(huán)組件中的多個匹配膛孔;以及
將所述至少一個過渡導(dǎo)管的內(nèi)部凸緣和外部凸緣連接到所述支承環(huán)組件上的多個機(jī)械緊固件,所述多個機(jī)械緊固件中的各個延伸通過膛孔和匹配膛孔;
其中,所述膛孔或匹配膛孔中的單個第一膛孔相對于延伸通過所述膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔的機(jī)械緊固件,具有第一最大徑向間隙和第一最大切向間隙,
其中,所述膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔相對于延伸通過所述膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔的機(jī)械緊固件,具有第二最大徑向間隙和第二最大切向間隙,以及其中,所述第二最大徑向間隙大于所述第一最大徑向間隙,或者所述第二最大切向間隙大于所述第一最大切向間隙,以及
其中,所述膛孔或匹配膛孔中的多個第三膛孔相對于延伸通過所述膛孔或匹配膛孔中的第三膛孔的機(jī)械緊固件,各自具有第三最大徑向間隙和第三最大切向間隙,以及其中,各個第三最大徑向間隙大于所述第一最大徑向間隙,并且各個第三最大切向間隙大于所述第一最大切向間隙。
技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案16所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述第一最大徑向間隙和所述第一最大切向間隙各自小于或等于0.010英寸。
技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案16所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述第二最大徑向間隙或所述第二最大切向間隙小于或等于0.200英寸,以及其中,所述多個第三最大徑向間隙和所述第三最大切向間隙中的各個小于或等于0.200英寸。
技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案16所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述多個膛孔或所述多個匹配膛孔包括僅單個第二膛孔。
技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案16所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述渦輪機(jī)進(jìn)一步包括多個偏壓元件,所述多個偏壓元件中的各個至少部分地設(shè)置在膛孔或匹配膛孔內(nèi)。
技術(shù)方案21.一種渦輪機(jī)(10),包括:
多個過渡導(dǎo)管(50),其設(shè)置成大體環(huán)形陣列且包括第一過渡導(dǎo)管(130)和第二過渡導(dǎo)管(132),所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個包括入口(52)、出口(54)和通道(56),所述通道限定內(nèi)部(57)且在所述入口(52)和所述出口(54)之間延伸,并且限定縱向軸線(90)、徑向軸線(94)和切向軸線(92),所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個的出口(54)相對于所述入口(52)沿著所述縱向軸線(90)和所述切向軸線(92)偏移,所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的至少一個過渡導(dǎo)管(50)的出口(54)包括內(nèi)部凸緣(202)和外部凸緣(204);
支承環(huán)組件,其沿著熱氣路徑(104)在所述多個過渡導(dǎo)管(50)的下游;
限定在所述內(nèi)部凸緣(202)和所述外部凸緣(204)中的多個膛孔(206);
限定在所述支承環(huán)組件中的多個匹配膛孔(181,183);以及
將所述至少一個過渡導(dǎo)管(50)的內(nèi)部凸緣(202)和外部凸緣(204)連接到所述支承環(huán)組件上的多個機(jī)械緊固件(200),所述多個機(jī)械緊固件(200)中的各個延伸通過膛孔(206)和匹配膛孔(181,183),
其中,所述膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)中的第一膛孔(210)相對于延伸通過所述膛孔(181,183)或匹配膛孔(181,183)中的第一膛孔(210)的機(jī)械緊固件(200),具有第一最大徑向間隙(212)和第一最大切向間隙(214),
其中,所述膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)中的第二膛孔(220)相對于延伸通過所述膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)中的第二膛孔(220)的機(jī)械緊固件(200),具有第二最大徑向間隙(222)和第二最大切向間隙(224),以及其中,所述第二最大徑向間隙(222)大于所述第一最大徑向間隙(212),或者第二最大切向間隙(224)大于所述第一最大切向間隙(214)。
技術(shù)方案22.根據(jù)技術(shù)方案21所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述第一最大徑向間隙(212)和所述第一最大切向間隙(214)各自小于或等于0.010英寸。
技術(shù)方案23.根據(jù)技術(shù)方案21至22中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述第二最大徑向間隙(222)或所述第二最大切向間隙(224)小于或等于0.200英寸。
技術(shù)方案24.根據(jù)技術(shù)方案21至23中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)中的第三膛孔(230)相對于延伸通過所述膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)中的第三膛孔(230)的機(jī)械緊固件(200),具有第三最大徑向間隙(232)和第三最大切向間隙(234),以及其中,所述第三最大徑向間隙(232)大于所述第一最大徑向間隙(212),并且所述第三最大切向間隙(234)大于所述第一最大切向間隙(214)
技術(shù)方案25.根據(jù)技術(shù)方案24所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述第三最大徑向間隙(232)和所述第三最大切向間隙(234)小于或等于0.200英寸。
技術(shù)方案26.根據(jù)技術(shù)方案21至25中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述第一膛孔(210)是所述多個膛孔(206)中的第一膛孔(210),并且所述第二膛孔(220)是所述多個膛孔(206)中的第二膛孔(220)。
技術(shù)方案27.根據(jù)技術(shù)方案21至26中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述多個機(jī)械緊固件(200)中的各個包括螺栓。
技術(shù)方案28.根據(jù)技術(shù)方案21至27中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述渦輪機(jī)(10)進(jìn)一步包括多個偏壓元件(240),所述多個偏壓元件(240)中的各個至少部分地設(shè)置在膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)內(nèi),并且可選地
其中,所述偏壓元件(240)是貝氏墊圈。
技術(shù)方案29.根據(jù)技術(shù)方案21至28中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個的出口(54)相對于所述入口(52)沿著所述徑向軸線(94)進(jìn)一步偏移。
技術(shù)方案30.根據(jù)技術(shù)方案21至29中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述渦輪機(jī)(10)進(jìn)一步包括與多個過渡導(dǎo)管(50)連通的渦輪區(qū)段(16),所述渦輪區(qū)段(16)包括所述支承環(huán)組件和第一級輪葉組件(122),以及可選地
其中,在所述第一級輪葉組件(122)的上游沒有設(shè)置噴嘴(114)。
技術(shù)方案31.一種渦輪機(jī)(10),包括:
多個過渡導(dǎo)管(50),其設(shè)置成大體環(huán)形陣列且包括第一過渡導(dǎo)管(130)和第二過渡導(dǎo)管(132),所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個包括入口(52)、出口(54)和通道(56),所述通道限定內(nèi)部(57)且在所述入口(52)和所述出口(54)之間延伸,并且限定縱向軸線(90)、徑向軸線(94)和切向軸線(92),所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個的出口(54)相對于所述入口(52)沿著所述縱向軸線(90)和所述切向軸線(92)偏移,所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的至少一個過渡導(dǎo)管(50)的出口(54)包括內(nèi)部凸緣(202)和外部凸緣(204);
支承環(huán)組件,其沿著熱氣路徑(104)在所述多個過渡導(dǎo)管(50)的下游;
限定在所述內(nèi)部凸緣(202)和所述外部凸緣(204)中的多個膛孔(206);
限定在所述支承環(huán)組件中的多個匹配膛孔(181,183);以及
將所述至少一個過渡導(dǎo)管(50)的內(nèi)部凸緣(202)和外部凸緣(204)連接到所述支承環(huán)組件上的多個機(jī)械緊固件(200),所述多個機(jī)械緊固件(200)中的各個延伸通過膛孔(206)和匹配膛孔(181,183);
其中,所述膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)中的單個第一膛孔(210)相對于延伸通過所述膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)中的第一膛孔(210)的機(jī)械緊固件(200),具有第一最大徑向間隙(212)和第一最大切向間隙(214),
其中,所述膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)中的第二膛孔(220)相對于延伸通過所述膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)中的第二膛孔(220)的機(jī)械緊固件(200),具有第二最大徑向間隙(222)和第二最大切向間隙(224),以及其中,所述第二最大徑向間隙(222)大于所述第一最大徑向間隙(212),或者所述第二最大切向間隙(224)大于所述第一最大切向間隙(214),以及
其中,所述膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)中的多個第三膛孔(230)相對于延伸通過所述膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)中的第三膛孔(230)的機(jī)械緊固件(200),各自具有第三最大徑向間隙(232)和第三最大切向間隙(234),以及其中,各個第三最大徑向間隙(232)大于所述第一最大徑向間隙(212),并且各個第三最大切向間隙(234)大于所述第一最大切向間隙(214)。
技術(shù)方案32.根據(jù)技術(shù)方案31所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述第一最大徑向間隙(212)和所述第一最大切向間隙(214)各自小于或等于0.010英寸。
技術(shù)方案33.根據(jù)技術(shù)方案31至32中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述第二最大徑向間隙(222)或所述第二最大切向間隙(224)小于或等于0.200英寸,以及其中,所述多個第三最大徑向間隙(232)和所述第三最大切向間隙(234)中的各個小于或等于0.200英寸。
技術(shù)方案34.根據(jù)技術(shù)方案31至33中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述多個膛孔(206)或多個匹配膛孔(181,183)包括僅單個第二膛孔(220)。
技術(shù)方案35.根據(jù)技術(shù)方案31至34中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述渦輪機(jī)(10)進(jìn)一步包括多個偏壓元件(240),所述多個偏壓元件(240)中的各個至少部分地設(shè)置在膛孔(206)或匹配膛孔(181,183)內(nèi)。
參照以下描述和所附權(quán)利要求,本公開的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解。附圖結(jié)合在此說明書中且構(gòu)成說明書的一部分,附圖示出本公開的實施例,并且與描述一起用來闡明本公開的原理。
附圖說明
在說明書中對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員闡述本公開的完整且能夠?qū)嵤┑墓_,包括其最佳模式,說明書參照了附圖,其中:
圖1是根據(jù)本公開的實施例的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的示意圖;
圖2是根據(jù)本公開的實施例的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的若干部分的橫截面圖;
圖3是根據(jù)本公開的實施例的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的渦輪區(qū)段的橫截面圖。
圖4是根據(jù)本公開的實施例的成環(huán)形陣列的過渡導(dǎo)管的透視圖;
圖5是根據(jù)本公開的實施例的多個過渡導(dǎo)管和相關(guān)聯(lián)的沖擊套管的俯視透視圖;
圖6是根據(jù)本公開的實施例的過渡導(dǎo)管的側(cè)面透視圖;
圖7是根據(jù)本公開的實施例的過渡導(dǎo)管組件的剖面透視圖,過渡導(dǎo)管組件包括相鄰過渡導(dǎo)管,并且在它們之間形成翼型件的多種部分;
圖8是根據(jù)本公開的實施例的多個過渡導(dǎo)管和相關(guān)聯(lián)的沖擊套管的頂部正面透視圖;
圖9是根據(jù)本公開的實施例的連接到支承環(huán)組件的多個過渡導(dǎo)管的頂部背面透視圖;
圖10是根據(jù)本公開的實施例的過渡導(dǎo)管的下游部分的側(cè)面透視圖;
圖11是根據(jù)本公開的實施例的過渡導(dǎo)管的下游部分的正面透視圖;
圖12是根據(jù)本公開的實施例的連接到支承環(huán)組件上的過渡導(dǎo)管的橫截面圖;以及
圖13是示出根據(jù)本公開的實施例的在機(jī)械緊固件和膛孔/匹配膛孔之間的間隙的示意圖。
部件列表
10渦輪系統(tǒng)
12壓縮機(jī)區(qū)段
14燃燒器區(qū)段
15燃燒器
16渦輪區(qū)段
18軸
21殼
22燃燒器襯套
24燃燒區(qū)
26過渡件
30流動套管
32流路徑
34沖擊套管
36流路徑
38外部環(huán)帶
40燃料噴嘴
50過渡導(dǎo)管
52入口
54出口
56通道
57內(nèi)部
90縱向軸線
92切向軸線
94徑向軸線
98縱向軸線
102護(hù)罩
104熱氣路徑
106護(hù)罩塊
112輪葉
114噴嘴
122第一級輪葉組件
123第二級噴嘴組件
124第二級輪葉組件
125第三級噴嘴組件
126第三級輪葉組件
130第一過渡導(dǎo)管
132第二過渡導(dǎo)管
134接觸面
142壓力側(cè)
144吸力側(cè)
146后緣
150流動套管
152環(huán)形通道
154沖擊孔
162入口
164出口
166通道
170上游部分
172下游部分
174后端
176頭端
180內(nèi)部支承環(huán)
181膛孔
182外部支承環(huán)
183膛孔
184槽道
186接觸面
200機(jī)械緊固件
202內(nèi)部凸緣
203膛孔
204外部凸緣
206膛孔
206邊緣表面
207槽道
210第一膛孔
212最大徑向間隙
214最大切向間隙
220第二膛孔
222最大徑向間隙
224最大切向間隙
230第三膛孔
232最大徑向間隙
234最大切向間隙
240偏壓元件。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參照本公開的實施例,在圖中示出實施例的一個或多個示例。以解釋本公開而非限制本公開的方式提供各個示例。實際上,對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的將是,可在本公開中作出多種修改和改變,而不偏離本公開的范圍或精神。例如,被示為或描述成一個實施例的一部分的特征可用于另一個實施例,以產(chǎn)生又一個實施例。因而,意于的是本公開覆蓋落在所附權(quán)利要求及其等物的范圍內(nèi)的這樣的修改和改變。
圖1是渦輪機(jī)的示意圖,渦輪機(jī)在顯示的實施例中是燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10。應(yīng)當(dāng)理解,本公開的渦輪機(jī)不必是燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10,而是可為任何適當(dāng)?shù)臏u輪系統(tǒng)或其它渦輪機(jī),諸如蒸汽渦輪系統(tǒng)或其它適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)。所顯示的系統(tǒng)10可包括壓縮機(jī)區(qū)段12、燃燒器區(qū)段14和渦輪區(qū)段16,燃燒器區(qū)段14可包括下面論述的多個燃燒器15。壓縮機(jī)區(qū)段12和渦輪區(qū)段16可通過軸18聯(lián)接。軸18可為單個軸或聯(lián)接在一起形成軸18的多個軸節(jié)段。軸18可進(jìn)一步聯(lián)接到發(fā)電機(jī)或其它適當(dāng)?shù)哪芰看鎯ρb置上,或者可直接連接到例如電網(wǎng)。入口區(qū)段19可對壓縮機(jī)區(qū)段12提供空氣流,并且排氣可通過排氣區(qū)段20從渦輪區(qū)段16排出,并且排出到系統(tǒng)10或其它適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)中和/或在其中使用。來自系統(tǒng)10的排氣例如可排到大氣中,流到蒸汽渦輪或其它適當(dāng)?shù)南到y(tǒng),或者通過熱回收蒸汽發(fā)生器回收。
參照圖2,示出燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10的若干部分的簡化視圖。圖2中顯示的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10包括壓縮機(jī)區(qū)段12,以對下面論述的流過系統(tǒng)10的工作流體加壓。從壓縮機(jī)區(qū)段12排出的加壓工作流體流到燃燒器區(qū)段14中,燃燒器區(qū)段14可包括多個燃燒器15(圖2中僅示出了一個),它們圍繞系統(tǒng)10的軸線設(shè)置成環(huán)形陣列。進(jìn)入燃燒器區(qū)段14的工作流體與燃料混合,諸如天然氣或另一種適當(dāng)?shù)囊后w或氣體,并且燃燒。熱燃燒氣從各個燃燒器15流到渦輪區(qū)段16,以驅(qū)動系統(tǒng)10且產(chǎn)生功率。
燃?xì)鉁u輪10中的燃燒器15可包括多種構(gòu)件,以混合和燃燒工作流體和燃料。例如,燃燒器15可包括殼21,諸如壓縮機(jī)排氣殼21。多個套管可為沿軸向延伸的環(huán)形套管,多個套管可至少部分地設(shè)置在殼21中。如圖2中顯示的那樣,套管沿軸向沿著大體縱向軸線98延伸,使得套管的入口沿軸向與出口對齊。例如,燃燒器襯套22可大體在其中限定燃燒區(qū)24。工作流體、燃料和可選的氧化劑的燃燒可大體發(fā)生在燃燒區(qū)24中。產(chǎn)生的熱燃燒氣可大體沿軸向沿著縱向軸線98向下游流過燃燒襯套22,進(jìn)入到過渡件26中,然后大體沿軸向沿著縱向軸線98流過過渡件26且進(jìn)入到渦輪區(qū)段16中。
燃燒器15可進(jìn)一步包括燃料噴嘴40或多個燃料噴嘴40。燃料可通過一個或多個歧管(未顯示)供應(yīng)到燃料噴嘴40。如下面論述的那樣,燃料噴嘴40或多個燃料噴嘴40可將燃料和可選地工作流體供應(yīng)到燃燒區(qū)24供燃燒。
現(xiàn)在參照圖4至13,根據(jù)本公開的燃燒器15可包括一個或多個過渡導(dǎo)管50,大體稱為過渡導(dǎo)管組件。本公開的過渡導(dǎo)管50可提供來代替其它燃燒器的多種沿軸向延伸套管。例如,過渡導(dǎo)管50可取代沿軸向延伸過渡件26,以及可選地,燃燒器15的燃燒器襯套22。因而,過渡導(dǎo)管可從燃料噴嘴40延伸,或者從燃燒器襯套22延伸。如本文論述的那樣,過渡導(dǎo)管50可提供優(yōu)于用于使工作流體流過其中且流到渦輪區(qū)段16的沿軸向延伸燃燒器襯套22和過渡件26的多種優(yōu)點。
如所顯示的那樣,多個過渡導(dǎo)管50可圍繞縱向軸線90設(shè)置成環(huán)形陣列。另外,各個過渡導(dǎo)管50可在燃料噴嘴40或多個燃料噴嘴40和渦輪區(qū)段16之間延伸。例如,各個過渡導(dǎo)管50可從燃料噴嘴40延伸到渦輪區(qū)段16。因而,工作流體可大體從燃料噴嘴40流過過渡導(dǎo)管50到達(dá)渦輪區(qū)段16。在一些實施例中,過渡導(dǎo)管50可有利地允許消除渦輪區(qū)段中的第一級噴嘴,這可消除任何相關(guān)聯(lián)的阻力和壓降,并且提高系統(tǒng)10的效率和輸出。
各個過渡導(dǎo)管50可具有入口52、出口54和在它們之間的通道56,通道56可限定內(nèi)部57。過渡導(dǎo)管50的入口52和出口54可具有大體圓形或橢圓形橫截面、長方形橫截面、三角形橫截面,或者任何其它適當(dāng)?shù)亩噙呅螜M截面。另外,應(yīng)當(dāng)理解的是,過渡導(dǎo)管50的入口52和出口54不必具有形狀相似的橫截面。例如,在一個實施例中,入口52可具有大體圓形的橫截面,而出口54則可具有大體長方形的橫截面。
另外,通道56可大體在入口52和出口54之間漸縮。例如,在示例性實施例中,通道56的至少一部分可大體為圓錐形。但是,另外或備選地,通道56或其任何部分可具有大體長方形橫截面、三角形橫截面,或者任何其它適當(dāng)?shù)亩噙呅螜M截面。應(yīng)當(dāng)理解,隨著通道56從較大的入口52到較小的出口54漸縮,通道56的橫截面形狀可在通道56或者其任何部分中改變。
多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54可相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52偏移。如本文使用,“偏移”意味著沿著所標(biāo)識的坐標(biāo)方向間隔開。多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54可相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52沿縱向偏移,諸如沿著縱向軸線90偏移。
另外,在示例性實施例中,多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54可相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52沿切向偏移,諸如沿著切向軸線92偏移。因為多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52沿切向偏移,所以過渡導(dǎo)管50可有利地使用通過過渡導(dǎo)管50的工作流體流的切向分量來消除在渦輪區(qū)段16中對第一級噴嘴的需要,如下面論述的那樣。
另外,在示例性實施例中,多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54可相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52沿徑向偏移,諸如沿著徑向軸線94偏移。因為多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52沿徑向偏移,所以過渡導(dǎo)管50可有利于使用通過過渡導(dǎo)管50的工作流體流的徑向分量來進(jìn)一步消除在渦輪區(qū)段16中對第一級噴嘴的需要,如下面論述的那樣。
應(yīng)當(dāng)理解,針對各個過渡導(dǎo)管50,關(guān)于由成環(huán)形陣列的過渡導(dǎo)管50限定的周邊,單獨(dú)限定切向軸線92和徑向軸線94,如圖4中顯示的那樣,并且軸線92和94針對各個過渡導(dǎo)管50圍繞該周邊,基于圍繞縱向軸線90設(shè)置成環(huán)形陣列的過渡導(dǎo)管50的數(shù)量而改變。
如所論述的那樣,在熱燃燒氣流過過渡導(dǎo)管50之后,它們可從過渡導(dǎo)管50流到渦輪區(qū)段16中。如圖3中顯示的那樣,根據(jù)本公開的渦輪區(qū)段16可包括護(hù)罩102,護(hù)罩102可限定熱氣路徑104。護(hù)罩102可由多個護(hù)罩塊106形成。護(hù)罩塊106可設(shè)置成一個或多個環(huán)形陣列,各個環(huán)形陣列可限定熱氣路徑104的一部分。渦輪區(qū)段16可另外包括支承環(huán)組件,支承環(huán)組件可包括下部支承環(huán)180和上部支承環(huán)182,而且例如可定位在護(hù)罩102(諸如它的第一多個護(hù)罩塊106)的上游(沿著熱氣路徑104)或者可為護(hù)罩102的第一部分。支承環(huán)組件可進(jìn)一步限定熱氣路徑104(即,在下部支承環(huán)180和上部支承環(huán)182之間),并且在過渡導(dǎo)管50和渦輪區(qū)段16之間提供過渡。因此,支承環(huán)組件(及其支承環(huán)180、182)可在多個過渡導(dǎo)管50的下游(沿著熱氣路徑104)。熱氣可從過渡導(dǎo)管50流到支承環(huán)組件(支承環(huán)180、182之間)中且流過它,并且從支承環(huán)組件流過渦輪區(qū)段16的其余部分。應(yīng)當(dāng)注意,支承環(huán)在傳統(tǒng)上可稱為噴嘴支承環(huán)或第一級噴嘴支承環(huán)。但是,如本文論述的那樣,不可對根據(jù)本公開的示例性實施例的過渡導(dǎo)管50使用第一級噴嘴,并且因而示例性實施例中的支承環(huán)不包圍任何第一級或其它噴嘴。
渦輪區(qū)段16可進(jìn)一步包括多個輪葉112和多個噴嘴114。多個輪葉112和噴嘴114中的各個可至少部分地設(shè)置在熱氣路徑104中。另外,多個輪葉112和多個噴嘴114可設(shè)置成一個或多個環(huán)形陣列,各個環(huán)形陣列可限定熱氣路徑104的一部分。
渦輪區(qū)段16可包括多個渦輪級。各個級可包括設(shè)置成環(huán)形陣列的多個輪葉112和設(shè)置成環(huán)形陣列的多個噴嘴114。例如,在一個實施例中,渦輪區(qū)段16可具有三個級,如圖3中顯示的那樣。例如,渦輪區(qū)段16的第一級可包括第一級噴嘴組件(未顯示)和第一級輪葉組件122。噴嘴組件可包括多個噴嘴114,它們圍繞軸18沿周向設(shè)置和固定。輪葉組件122可包括多個輪葉112,它們圍繞軸18沿周向設(shè)置且聯(lián)接到軸18上。在示例性實施例中,其中,渦輪區(qū)段聯(lián)接到燃燒器區(qū)段14上,包括多個過渡導(dǎo)管50,但是,可消除第一級噴嘴組件,使得沒有噴嘴設(shè)置在第一級輪葉組件122的上游??上鄬τ谕ㄟ^熱氣路徑104的熱燃燒氣流來限定上游。
渦輪區(qū)段16的第二級可包括第二級噴嘴組件123和第二級輪葉組件124。包括在噴嘴組件123中的噴嘴114可圍繞軸18沿周向設(shè)置和固定。包括在輪葉組件124中的輪葉112可圍繞軸18沿周向設(shè)置且聯(lián)接到軸18上。因而第二級噴嘴組件123沿著熱氣路徑104定位在第一級輪葉組件122和第二級輪葉組件124之間。渦輪區(qū)段16的第三級可包括第三級噴嘴組件125和第三級輪葉組件126。包括在噴嘴組件125中的噴嘴114可圍繞軸18沿周向設(shè)置和固定。包括在輪葉組件126中的輪葉112可圍繞軸18沿周向設(shè)置且聯(lián)接到軸18上。因而第三級噴嘴組件125沿著熱氣路徑104定位在第二級輪葉組件124和第三級輪葉組件126之間。
應(yīng)當(dāng)理解,渦輪區(qū)段16不限于三個級,而是任何數(shù)量的級都在本公開的范圍和精神之內(nèi)。
各個過渡導(dǎo)管50可與一個或多個相鄰過渡導(dǎo)管50交接。例如,圖5至13示出了多個過渡導(dǎo)管50中的第一過渡導(dǎo)管130和第二過渡導(dǎo)管132的實施例。這些相鄰過渡導(dǎo)管130、132可包括接觸面134,接觸面134可為包括在過渡導(dǎo)管50的出口中的外表面。接觸面134可接觸附近的相鄰過渡導(dǎo)管50和/或支承環(huán)組件(及其支承環(huán)180、182)的相關(guān)聯(lián)的接觸面134,如所顯示的那樣,這是為了在過渡導(dǎo)管50之間和/或過渡導(dǎo)管50和支承環(huán)組件之間提供接口。例如,第一過渡導(dǎo)管130和第二過渡導(dǎo)管132的接觸面134可如顯示的那樣彼此接觸,并且在第一過渡導(dǎo)管130和第二過渡導(dǎo)管132之間提供接口。另外,第一過渡導(dǎo)管130和第二過渡導(dǎo)管132的接觸面134可如顯示的那樣接觸支承環(huán)組件,并且在過渡導(dǎo)管130、132和支承環(huán)組件之間提供接口。如本文論述的那樣,可在多種接觸面之間提供密封件,以有利于這樣的接口處的密封。值得注意的是,本文論述的接觸可包括構(gòu)件本身之間的直接接觸或者通過設(shè)置在構(gòu)件之間的密封件的間接接觸。
另外,過渡導(dǎo)管50,諸如第一過渡導(dǎo)管130和第二過渡導(dǎo)管132可形成具有翼型件的多種空氣動力學(xué)表面的空氣動力學(xué)結(jié)構(gòu)140。這種空氣動力學(xué)結(jié)構(gòu)140例如由過渡導(dǎo)管50的通道56的內(nèi)表面限定,并且可在相鄰過渡導(dǎo)管50的接觸面134彼此交接時進(jìn)一步形成。這些多種表面可轉(zhuǎn)移過渡導(dǎo)管50中的熱氣流,并且因而消除對第一級噴嘴的需要,如本文論述的那樣。例如,在圖7和8中示出的一些實施例中,過渡導(dǎo)管50(諸如第一過渡導(dǎo)管130)的通道56的內(nèi)表面可限定壓力側(cè)142,而相鄰過渡導(dǎo)管50(諸如第二過渡導(dǎo)管132)的通道56的相對的內(nèi)表面則可限定吸力側(cè)144。當(dāng)相鄰過渡導(dǎo)管50,諸如其接觸面134,彼此交接時,壓力側(cè)142和吸力側(cè)144可共同限定后緣146。在其它實施例中,如圖11中示出的那樣,過渡導(dǎo)管50(諸如第一過渡導(dǎo)管130)的通道56的內(nèi)表面可限定壓力側(cè)142和吸力側(cè)144,以及它們之間的后緣。相鄰過渡導(dǎo)管50(諸如第二過渡導(dǎo)管132)的通道56的內(nèi)表面可進(jìn)一步限定壓力側(cè)142和/或吸力側(cè)144。
如圖5和8中顯示的那樣,在示例性實施例中,流動套管150可沿周向包圍過渡導(dǎo)管50的至少一部分。沿周向包圍過渡導(dǎo)管50的流動套管150可在它們之間限定環(huán)形通道152。來自殼21的壓縮工作流體可流過環(huán)形通道152,以提供對流冷卻過渡導(dǎo)管50,然后倒轉(zhuǎn)方向流過燃料噴嘴40且進(jìn)入到過渡導(dǎo)管50中。另外,在一些實施例中,流動套管150可為沖擊套管。在這些實施例中,沖擊孔154可限定在套管150中,如所顯示的那樣。來自殼21的壓縮工作流體可流過沖擊孔154且沖擊在過渡導(dǎo)管50上,然后流過環(huán)形通道152,從而對過渡導(dǎo)管提供額外的沖擊冷卻。
各個流動套管150可具有入口162、出口164,以及在它們之間的通道166。各個流動套管150可在燃料噴嘴40或多個燃料噴嘴40和渦輪區(qū)段16之間延伸,從而包圍相關(guān)聯(lián)的過渡導(dǎo)管50的至少一部分。因而,類似于過渡導(dǎo)管50,如上面論述的那樣,多個流動套管150中的各個的出口164可相對于相應(yīng)的流動套管150的入口162沿縱向、沿徑向和/或沿切向偏移。
在一些實施例中,如圖5和8中示出的那樣,根據(jù)本公開的過渡導(dǎo)管50是在入口52和出口54之間延伸的單個整體構(gòu)件。在其它實施例中,如圖9至13中示出的那樣,根據(jù)本公開的過渡導(dǎo)管50可包括多個區(qū)段或部分,它們彼此鉸接。過渡導(dǎo)管50的這個鉸接可允許過渡導(dǎo)管50的多種部分在運(yùn)行期間相對于彼此移動和轉(zhuǎn)移,從而允許其有熱增長且適應(yīng)其熱增長。例如,過渡導(dǎo)管50可包括上游部分170和下游部分172。上游部分170可包括過渡導(dǎo)管50的入口52,并且可從入口52大體向下游朝出口54延伸。下游部分172可包括過渡導(dǎo)管50的出口54,并且可從出口54大體向上游朝入口52延伸。因而上游部分140可包括入口52和后端174且在它們之間延伸,并且下游部分142可包括頭端176和出口178且在它們之間延伸。
接頭可將上游部分170和下游部分172聯(lián)接在一起,并且可在上游部分170和下游部分172之間提供鉸接,這允許過渡導(dǎo)管50在渦輪機(jī)的運(yùn)行期間移動。特別地,接頭可將后端174和頭端176聯(lián)接在一起。接頭可構(gòu)造成允許上游部分170和/或下游部分172相對于彼此移動或者沿著至少一個軸線移動。另外,在一些實施例中,接頭170可構(gòu)造成允許這種移動圍繞或沿著至少兩個軸線,諸如圍繞或沿著三個軸線。軸線或多個軸線可為縱向軸線90、切向軸線92和/或徑向軸線94中的任何一個或多個。因而圍繞這些軸線中的一個移動可表示上游部分170和/或下游部分172中的一個(或它們兩者)可圍繞軸線相對于另一個旋轉(zhuǎn)或以別的方式移動,因為接頭在上游部分170和下游部分172之間提供這個自由度。因而沿著這些軸線中的一個的移動可表示上游部分170或下游部分172中的一個(或它們兩者)可沿著軸線相對于另一個平移或以別的方式移動,因為接頭在上游部分170和下游部分172之間提供這個自由度。在示例性實施例中,接頭可為呼拉圈式(hula)密封件。備選地,可使用其它適當(dāng)?shù)拿芊饧蚱渌宇^。
在一些實施例中,使用上游部分170和下游部分172可有利地允許對這些部分使用特定材料。例如,下游部分172可有利地由陶瓷材料形成,諸如陶瓷基質(zhì)復(fù)合物。上游部分170和流動套管150可由適當(dāng)?shù)慕饘傩纬?。使用陶瓷材料是特別有利的,因為它們具有較高的耐溫性。當(dāng)下游部分172連接到支承環(huán)組件上(如本文論述的那樣),并且上游部分170可相對于下游部分172移動時,陶瓷材料可特別有利地用于下游部分172,因為下游部分172的移動最大程度地減少,從而減輕關(guān)于使用較易碎的陶瓷材料的擔(dān)憂。
在一些實施例中,過渡導(dǎo)管50(諸如其出口54)和支承環(huán)組件(及其支承環(huán)180、182)之間的接口可為浮動接口。例如,出口54可不連接到支承環(huán)180、182上,而且可允許相對于支承環(huán)180、182移動。這可允許過渡導(dǎo)管50在運(yùn)行期間有熱增長。適當(dāng)?shù)母用芊饧蛇m應(yīng)這種移動,它可設(shè)置在出口54和支承環(huán)180、182之間。備選地,而且現(xiàn)在參照圖9至13,在一些實施例中,過渡導(dǎo)管50(諸如其出口54)和支承環(huán)180、182之間的接口可為連接接口。在示例性實施例中,例如,連接接口可用于鉸接式過渡導(dǎo)管,它包括上游部分170和下游部分172。
例如,如示出的那樣,可提供多個機(jī)械緊固件200。機(jī)械緊固件200可將包括例如第一過渡導(dǎo)管130和/或第二過渡導(dǎo)管132的一個或多個過渡導(dǎo)管50(諸如及其出口54)連接到支承環(huán)組件(及其支承環(huán)180、182)上。在示出的示例性實施例中,根據(jù)本公開的機(jī)械緊固件200包括螺栓,而且可為例如螺母/螺栓的組合。在備選實施例中,根據(jù)本公開的機(jī)械緊固件可為或包括銷、螺釘、釘子、鉚釘?shù)取?/p>
如示出的那樣,機(jī)械緊固件200可延伸通過過渡導(dǎo)管50的一部分(諸如其出口54)和支承環(huán)組件的一部分(及其支承環(huán)180、182),以將這些構(gòu)件連接在一起。過渡導(dǎo)管50的出口54例如可包括內(nèi)部凸緣202和/或外部凸緣204(它們可為/限定過渡導(dǎo)管50的接觸面134)。內(nèi)部凸緣202可設(shè)置在外部凸緣204的徑向內(nèi)側(cè),并且可在內(nèi)部凸緣202和外部凸緣204之間限定出口54的開口,熱氣通過該開口從過渡導(dǎo)管50流到支承環(huán)組件(在支承環(huán)180、182之間)中且流過支承環(huán)組件。膛孔206可分別限定在內(nèi)部凸緣202和外部凸緣204中。膛孔203、205可與限定在支承環(huán)180、182中的匹配膛孔181、183對齊,并且機(jī)械緊固件200可延伸通過各個膛孔206和匹配膛孔181、183,以將凸緣202、204和支承環(huán)180、182連接在一起。
現(xiàn)在特別地參照圖12和13,在示例性實施例中,膛孔206和/或膛孔182和延伸通過其中的機(jī)械緊固件200之間的公差可有利地在大小上特別地設(shè)置成適應(yīng)過渡導(dǎo)管50在運(yùn)行期間的熱膨脹,同時在過渡導(dǎo)管50和支承環(huán)組件(及其支承環(huán)180、182)之間保持適當(dāng)?shù)倪B接。因而可允許過渡導(dǎo)管50(諸如在示例性實施例中,下游部分172)沿著它們的切向軸線92和/或徑向軸線94移動足夠的量來適應(yīng)這種熱膨脹。但是,在允許這種熱膨脹的同時,可有利地保持過渡導(dǎo)管50(諸如下游部分172)和支承環(huán)組件(諸如其支承環(huán)180、182)之間的機(jī)械連接。
因而可相對于延伸通過其中的機(jī)械緊固件200對各種膛孔206和/或匹配膛孔182限定不同的間隙。在一些實施例中,僅相對于機(jī)械緊固件200對膛孔206限定本文論述的不同的間隙。在其它實施例中,僅相對于相關(guān)聯(lián)的機(jī)械緊固件200對匹配膛孔182限定本文論述的不同的間隙。在其它實施例中,相對于相關(guān)聯(lián)的機(jī)械緊固件200對膛孔206和匹配膛孔182限定本文論述的間隙。
根據(jù)本公開,膛孔206/匹配膛孔181,183相對于機(jī)械緊固件200的間隙是沿著軸線(諸如切向軸線92或徑向軸線94)的直徑差。特別地,間隙是膛孔206/匹配膛孔181、183的內(nèi)直徑(或?qū)挾?和機(jī)械緊固件206的設(shè)置在膛孔206/匹配膛孔181、183內(nèi)的部分的外直徑(或?qū)挾?之間的差。
因此,膛孔206和/或匹配膛孔182中的第一膛孔210可相對于延伸通過膛孔206和/或匹配膛孔182中的第一膛孔210的機(jī)械緊固件200,具有第一最大徑向間隙212(即,沿著該過渡導(dǎo)管50的徑向軸線94的最大間隙)和第一最大切向間隙214(即,沿著過渡導(dǎo)管50的切向軸線92的最大間隙)。在示例性實施例中,過渡導(dǎo)管50的多個膛孔206和/或?qū)⒅С协h(huán)組件(及其支承環(huán)180、182)連接到該過渡導(dǎo)管50上的多個匹配膛孔181、183可包括僅單個第一膛孔210。
間隙212和214相對于本文論述的其它間隙來說足夠小,使得第一膛孔210充當(dāng)過渡導(dǎo)管50相對于支承環(huán)組件(及其支承環(huán)180、182)的樞軸點。例如,在一些實施例中,第一最大徑向間隙212小于或等于0.010英寸,諸如小于0.008英寸。另外在一些實施例中,第一最大切向間隙214小于或等于0.010英寸,諸如小于0.008英寸。
另外,膛孔206和/或匹配膛孔182中的一個或多個第二膛孔220可相對于延伸通過膛孔206和/或匹配膛孔182中的第二膛孔(一個或多個)220的機(jī)械緊固件200,具有第二最大徑向間隙222(即,沿著該過渡導(dǎo)管50的徑向軸線94的最大間隙)和第二最大切向間隙224(即,沿著該過渡導(dǎo)管50的切向軸線92的最大間隙)。在示例性實施例中,過渡導(dǎo)管50的多個膛孔206和/或?qū)⒅С协h(huán)組件(及其支承環(huán)180、182)連接到過渡導(dǎo)管50上的多個匹配膛孔181、183可包括僅單個第二膛孔220。備選地,可包括多個第二膛孔220。
第二最大徑向間隙222可大于第一最大徑向間隙212,并且/或者第二最大切向間隙224可大于第一最大切向間隙214。在示例性實施例中,第二最大徑向間隙222或第二最大切向間隙224中的僅一個大于相關(guān)第一最大徑向間隙212或第一最大切向間隙214。例如,在特定的示例性實施例中,第二最大切向間隙224大于第一最大切向間隙214。備選地,第二最大徑向間隙222大于第一最大徑向間隙212,并且第二最大切向間隙224大于第一最大切向間隙214。
大小較大的間隙(一個或多個)222和/或224可通過允許機(jī)械緊固件200在第二膛孔(一個或多個)220內(nèi)沿著過渡導(dǎo)管50的切向軸線92或徑向軸線94中的一個或兩者有較大移動,來有利地允許過渡導(dǎo)管50(諸如在示例性實施例中,其下游部分172)熱膨脹。例如,在一些實施例中,第二最大徑向間隙222小于或等于0.200英寸,諸如小于0.150英寸。另外在一些實施例中,第二最大切向間隙224小于或等于0.200英寸,諸如小于0.150英寸。值得注意的是,如所論述的那樣,第二最大徑向間隙222可大于相關(guān)第一最大徑向間隙212,并且/或者第二最大切向間隙224可大于相關(guān)第一最大切向間隙214。因此,第二最大徑向間隙222可介于例如0.015英寸和0.200英寸之間,諸如0.020英寸和0.150英寸之間,并且/或者第二最大切向間隙224可介于例如0.015英寸和0.200英寸之間,諸如0.020英寸和0.150英寸之間。另外在其中第二最大徑向間隙222或第二最大切向間隙224中的僅一個大于相關(guān)第一最大徑向間隙212或第一最大切向間隙214的實施例中,第二最大徑向間隙222或第二最大切向間隙224中的另一個在一些實施例中可小于或等于0.010英寸,諸如小于或等于0.008英寸。
仍然另外,膛孔206和/或匹配膛孔182中的一個或多個第三膛孔230可相對于延伸通過膛孔206和/或匹配膛孔182的第三膛孔(一個或多個)230的機(jī)械緊固件200,具有第三最大徑向間隙232(即,沿著該過渡導(dǎo)管50的徑向軸線94的最大間隙)和第三最大切向間隙234(即,沿著該過渡導(dǎo)管50的切向軸線92的最大間隙)。在示例性實施例中,過渡導(dǎo)管50的多個膛孔206和/或?qū)⒅С协h(huán)組件(及其支承環(huán)180、182)連接到過渡導(dǎo)管50上的多個匹配膛孔181、183可包括多個第三膛孔230。
第三最大徑向間隙232可大于第一最大徑向間隙212,并且第三最大切向間隙234可大于第一最大切向間隙214。大小較大的間隙(一個或多個)232和234可有利地通過允許機(jī)械緊固件200在第三膛孔(一個或多個)230內(nèi)沿著過渡導(dǎo)管50的切向軸線92或徑向軸線94中的一個或兩者有較大的移動,來允許過渡導(dǎo)管50(諸如在示例性實施例中,其下游部分172)熱膨脹。例如,在一些實施例中,第三最大徑向間隙232小于或等于0.200英寸,諸如小于0.150英寸。另外在一些實施例中,第三最大切向間隙234小于或等于0.200英寸,諸如小于0.150英寸。值得注意的是,如所論述的那樣,第三最大徑向間隙232可大于相關(guān)第一最大徑向間隙212,并且第三最大切向間隙234可大于相關(guān)第一最大切向間隙214。因此,第三最大徑向間隙232可介于例如0.015英寸和0.200英寸之間,諸如0.020英寸和0.150英寸之間,并且第三最大切向間隙234可介于例如0.015英寸和0.200英寸之間,諸如0.020英寸和0.150英寸之間。
為了有利于過渡導(dǎo)管(一個或多個)50這樣相對于支承環(huán)組件(及其支承環(huán)180、182)移動,在一些實施例中,可提供多個偏壓元件240。各個偏壓元件240可至少部分地設(shè)置在膛孔206和/或匹配膛孔181、183內(nèi),諸如設(shè)置在膛孔206/匹配膛孔181、183的內(nèi)表面和機(jī)械緊固件200延伸通過其中的部分之間。偏壓元件240可抑制過渡導(dǎo)管50和/或相關(guān)聯(lián)的機(jī)械緊固件200的移動,從而減小在運(yùn)行期間對過渡導(dǎo)管50、機(jī)械緊固件200和/或支承環(huán)組件(及其支承環(huán)180、182)的損傷。在示例性實施例中,偏壓元件240可為貝氏(belleville)墊圈(也稱為錐形盤彈簧、錐形彈簧墊圈、盤形彈簧、貝氏彈簧或板簧墊圈)。備選地,其它適當(dāng)?shù)膹椈?、彈性材料等都在本公開的范圍和精神之內(nèi)。
本書面描述使用示例來公開本公開,包括最佳模式,并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本公開,包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng),以及實行任何結(jié)合的方法。本公開的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定,并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例包括不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素,或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素,則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。