渦輪組件和渦輪系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開的實施例大體上涉及燃氣渦輪發(fā)動機，并且更特別地涉及用于減少或限制在熱氣體通道與渦輪的輪空間之間的一個或多個流的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]燃氣渦輪發(fā)動機典型地包括壓縮機、燃燒器和渦輪。渦輪的效率部分地取決于來自壓縮機的冷卻空氣流的量，冷卻空氣流用于冷卻渦輪區(qū)段中的熱氣體通道中的部件。冷卻空氣流可以引入至渦輪的輪空間中，以限制高溫氣體進入輪空間中。熱氣體到輪空間中的過量吸入流可將輪空間溫度增加至超出材料性能，從而造成材料可能超過溫度限制，這可促成轉子蠕變和/或破裂。另一方面，流至輪空間以阻止熱氣吸入的過量的冷卻空氣和/或吹掃流可降低渦輪效率，因為冷卻空氣流可能不適用于整個渦輪的功產生。
【實用新型內容】
[0003]可通過本公開的某些實施例來解決以上需求和/或問題中的一些或全部。根據一個實施例，公開了一種渦輪組件。該渦輪組件可包括轉子，該轉子具有從其沿徑向延伸的至少一個動葉。該渦輪組件還可包括定子組件，該定子組件具有鄰近至少一個動葉定位的至少一個固定噴嘴靜葉。此外，渦輪組件可包括密封組件。密封組件可包括第一凸緣，其沿基本軸向方向從至少一個動葉延伸。該密封組件還可包括第二凸緣，其與第一凸緣相反地沿基本軸向方向從定子組件延伸。第二凸緣可包括朝第一凸緣突出的至少一個突起。
[0004]根據另一實施例，公開了一種渦輪系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括壓縮機。該系統(tǒng)還可包括與壓縮機連通的燃燒系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)可包括與燃燒系統(tǒng)連通的渦輪。渦輪可包括轉子，該轉子具有從其沿徑向延伸的至少一個動葉。該渦輪還可包括定子組件，其具有鄰近至少一個動葉定位的至少一個固定噴嘴靜葉。此外，渦輪可包括密封組件。密封組件可包括第一凸緣，其沿基本軸向方向從至少一個動葉延伸。密封組件還可包括第二凸緣，其與第一凸緣相反地沿基本軸向方向從定子組件延伸。第二凸緣可包括朝第一凸緣突出的至少一個突起。
[0005]此外，根據另一實施例，公開了一種減少或限制通往渦輪的輪空間和熱氣體通道的流的方法。該方法可包括將第一凸緣定位于從轉子沿徑向延伸的至少一個動葉周圍。此夕卜，該方法可包括將第二凸緣定位于定子組件周圍，該定子組件鄰近至少一個動葉定位。第一凸緣和第二凸緣可沿徑向間隔開以至少部分地形成密封組件。另外，該方法可包括利用從第二凸緣朝第一凸緣突出的至少一個突起來減少通往渦輪的輪空間和熱氣體通道的流。
[0006]根據以下的詳細描述、附圖和所附權利要求，本發(fā)明的其他的實施例、方面和特征對本領域技術人員而言將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0007]現在將對附圖做出參考，附圖未必按比例繪制。
[0008]圖1示意性地繪出根據本公開的實施例的燃氣渦輪發(fā)動機組件的實例視圖。
[0009]圖2示意性地繪出根據本公開的實施例的渦輪組件的一部分的實例視圖。
[0010]圖3示意性地繪出根據本公開的實施例的渦輪組件內的密封組件的實例視圖。
[0011]圖4示意性地繪出根據本公開的實施例的渦輪組件內的密封組件的實例視圖。
[0012]圖5示意性地繪出根據本公開的實施例的渦輪組件內的密封組件的實例視圖。
【具體實施方式】
[0013]現在將在下文中參考附圖更全面地描述說明性的實施例，在附圖中示出一些而不是所有的實施例。本公開可以許多不同的形式體現，并且不應解釋為限于文中闡述的實施例。在全文中，相同的標號代表相同的兀件。
[0014]圖1示出可用于本文中的燃氣渦輪發(fā)動機10的示意圖。燃氣渦輪發(fā)動機10可包括壓縮機15。壓縮機15壓縮空氣20的輸入流。壓縮機將空氣20的壓縮流傳送至燃燒器25。燃燒器25將空氣20的壓縮流和燃料30的壓縮流混合，并點燃混合物以形成燃燒氣體流35。盡管只示出燃燒器25，但該燃氣渦輪發(fā)動機10可包括任意數量的燃燒器25。燃燒氣體流35依次傳送至下游的渦輪40。燃燒氣體流35驅動渦輪40產生機械功。在渦輪40中產生的機械功經由軸45驅動壓縮機15和外部載荷50，例如發(fā)電機等。
[0015]燃氣渦輪發(fā)動機10可使用天然氣、各種類型的合成氣和/或其他類型的燃料。燃氣渦輪發(fā)動機10可為一些不同的燃氣渦輪發(fā)動機中的任何一種，例如由紐約州斯卡奈塔迪市(Schenectady, New York)的通用電氣公司提供的那些,等等。燃氣潤輪發(fā)動機10可具有不同的構型，并且可使用其他類型的部件。在此也可使用其他類型的燃氣渦輪發(fā)動機。在此也可一起使用多個燃氣渦輪發(fā)動機、其他類型的渦輪以及其他類型的發(fā)電設備。
[0016]圖2示意性地繪出渦輪40的一部分的一個實例實施例。渦輪40可包括繞縱軸定位的轉子52。一些動葉54可安裝至轉子52。例如，動葉54可沿周向彼此間隔開，并從轉子52徑向向外延伸。動葉54可在渦輪40中形成一級或多級。動葉54可具有柄部56和翼型部58。
[0017]固定的外殼60可圍繞動葉54設置，以為燃燒氣體流35限定貫穿渦輪40的熱氣體通路。另外，一些定子組件62可鄰近動葉54定位。例如，定子組件62可定位于每個動葉54的上游和/或下游。定子組件62中的每一個可具有固定的噴嘴靜葉。在每個定子組件62和動葉54之間可形成輪空間66。
[0018]密封組件68可定位在每個定子組件62和動葉54之間。密封組件68可阻止、減少和/或限制燃燒氣體流35進入輪空間66。此外，密封組件68可減少限制熱氣體進入輪空間66所需的吹掃空氣和/或冷卻空氣的量。
[0019]密封組件68可包括第一凸緣70，該第一凸緣70沿基本軸向方向從動葉54延伸。在一些情形中，第一凸緣70可為天使翼密封件(angel wing seal)。第一凸緣70可從動葉54的柄部56的上游和/或下游表面軸向地延伸。在一些情形中，第一凸緣70可終止于徑向向外延伸的頂端72，其可包括齒或翅片。在其它情形中，可省略徑向向外延伸的頂端72。
[0020]密封組件還可包括第二凸緣74，該第二凸緣74與第一凸緣70相反地沿基本軸向方向從定子組件62延伸。在一些情形中，第二凸緣74可以是阻擋密封件。在此可使用任意數目的阻擋密封件。第二凸緣74可從定子組件62的上游和/或下游表面軸向地延伸。在一些情形中，第二凸緣74定位于第一凸緣70的徑向外部。例如，第二凸緣74可與第一凸緣70沿徑向間隔開，以在兩者之間形成間隙。在此可使用其它部件和其它構型。
[0021]圖3繪出可在本文中使用的密封組件100的實例實施例。密封組件100可包括從動葉54的柄部56延伸的第一凸緣102。在一些情形中，第一凸緣102可為天使翼密封件。例如，第一凸緣102可終止于徑向向外延伸的頂端104。在其它情形中，可省略徑向向外延伸的頂端104。密封組件100還可包括從定子組件62延伸的第二凸緣106。在一些情形中，第二凸緣106可為阻擋密封件。第二凸緣106可包括朝第一凸緣102突出的至少一個突起108。在一些情形中，至少一個突起108可設置于第二凸緣106的遠端110周圍。至少一個突起108可包括朝第一凸緣102突出的