[发明专利]导引热燃气的机匣元件、轴保护套和燃气轮机装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于热燃气导引机匣的导引热燃气的机匣元件，该热燃气导引机匣尤其可围绕燃气轮机装置的涡轮转子设在燃气轮机装置内，以及用于将热燃气导向燃气轮机装置的涡轮部分。此外，本发明涉及热燃气导引机匣的轴保护套，该轴保护套设计用于围绕燃气轮机装置的涡轮转子。最后，本发明涉及热燃气导引机匣本身以及涉及具有热燃气导引机匣的燃气轮机装置。

背景技术

燃气轮机装置1主要包括燃料在其中燃烧的一个或多个燃烧室3(见图1)、涡轮5以及压气机7，处于高温及压力下的燃气从燃烧室3供给涡轮以及燃气在涡轮中通过冷却和膨胀做功并由此使涡轮5旋转，所述压气机借助轴15与涡轮5接合以及通过压气机吸入燃烧所需的空气并将空气压缩至高压。

为了导引热燃气，在燃气轮机装置内使用热燃气导引机匣。它尤其用于一种其中使用所谓仓形(Silo)燃烧室的燃气轮机装置，这些燃烧室通常布置在涡轮两侧。图1示意性表示这种燃气轮机装置，其中图1a表示通过此装置的水平剖面以及1b表示通过此装置的垂直剖面。燃气2从这些仓形燃烧室3沿一个方向流出，这一方向基本上垂直于涡轮5的旋转轴线A地延伸。在仓形燃烧室出口18与涡轮5之间设混合机匣8，在涡轮侧一个设在燃气轮机机匣2内部的内机匣9与之连接。内机匣9的任务是，防止周围的构件受热以及将从混合机匣8排出的热燃气朝涡轮方向偏转。因此当热燃气从内机匣9排出时，也就是说当它进入到燃气轮机装置1的涡轮5内时，燃气基本上平行于涡轮轴12的旋转轴线A流动。

导引热燃气的机匣以及尤其具有仓形燃烧室的燃气轮机装置内的所述内机匣均意味着是高热负荷的构件。由此原因采取一些冷却该机匣的热燃气导引面的措施。这些措施包括借助冷却流体冷却负荷特别大的区域，冷却流体沿着这些区域的壁外侧流动，以便吸收并排出传给热燃气导引面的热量。

内机匣9，如上面已论及的那样，通常有导引热燃气的具有内机匣套筒101的机匣元件100。内机匣套筒101围绕轴保护套115(图7a)，该轴保护套则围绕轴12。在这里内机匣套筒101的面朝机匣内部的表面109构成燃气2的导引面，而内机匣套筒101的背对机匣内部的表面104围绕轴保护套115。内机匣套筒101借助一个沿轴向设在中央并朝轴保护套115方向伸出的环形肋103固定在轴保护套115上。该轴保护套115本身固定在燃气轮机机匣2上并有一个其中设有环槽106的腹板105，环形肋103插入环槽106内。内机匣套筒101与轴保护套115一起作为组件共同装入燃气轮机装置中。

为了使冷却流体F能从肋103或腹板105一侧向另一侧流动，腹板105上有通孔107，冷却流体可以流过它们(见图7a和7b)。

然而肋103在导引热燃气的机匣工作时所遭受的加热程度低于位于圆柱形内机匣套筒101的热燃气导引面109附近的那些材料区。其结果是造成所谓的桶箍效应，这一效应导致在内机匣套筒101的邻近肋103的材料区内产生应力。因此尤其在用附图标记111表示的地方可能在材料内出现裂纹。

为减小基于形成裂纹而损坏的危险，通常实施限制最大起动次数，亦即起动燃气轮机装置的次数，在达到最大起动次数后应进行对裂纹生成情况的检查或修理。此外将肋布置在内机匣的涡轮一侧的孔的区域内，从而使它处于内机匣热负荷不太严重的区域。

发明内容

与此现有技术相比，本发明的目的是，提供一种经改进的用于燃气轮机装置热燃气导引机匣的导引热燃气的机匣元件，在这种机匣元件中可以降低形成裂纹的危险并可以增加起动次数直至达到一次检查或修理。

本发明另一个目的是，提供一种用于燃气轮机装置热燃气导引机匣的轴保护套，它可以更好地固定导引热燃气的机匣元件。

本发明还有一个目的是，提供一种经改进的用于燃气轮机装置的机匣组件。

最后，本发明的目的是，提供一种经改进的燃气轮机装置。

第一个目的通过按照权利要求1所述的导引热燃气的机匣元件达到，第二个目的通过按照权利要求8所述的轴保护套达到，第三个目的通过按照权利要求9所述的机匣组件达到，以及第四个目的通过按照权利要求11所述的燃气轮机装置达到。从属权利要求包括本发明有利的扩展设计。