[发明专利]用于涡轮叶片顶端的间隙控制的装置和方法

说明书

技术领域

在本文中所公开的本发明涉及燃气涡轮领域。特别地，本发明用 于提供对涡轮叶片顶端间隙的控制。

背景技术

燃气涡轮包括许多部件，这些部件中的每个部件可随着操作条件 变化而膨胀或收缩。涡轮与从燃烧室排出的热气体相互作用来转动 轴。轴通常联接到压缩机上，并且在某些实施例中联接到诸如发电机 的用于接收能量的设备上。涡轮通常邻近燃烧室。涡轮使用有时候被 称作“动叶(bucket)”的叶片，用于使用热气体的能量来转动轴。

涡轮叶片在护环内旋转。由于热气体冲击涡轮叶片，故轴转动。 护环用于防止热气体从涡轮叶片周围逃逸并因此不转动轴。

一个涡轮叶片的端部与护环之间的距离被称作“间隙”。随着间 隙增加，由于热气体通过该间隙逃逸，故涡轮效率降低。因此，间隙 量可能会影响燃气涡轮的总效率。

如果间隙量过小，那么涡轮叶片、护环和其它构件的热性质可能 会造成涡轮叶片与护环摩擦。当涡轮叶片摩擦护环时，可能会对涡轮 叶片、护环和涡轮造成损坏。因此，在多种操作条件下维持最小间隙 是较为重要的。

因此，所需要的是减小燃气涡轮中的涡轮叶片与护环之间的间隙 的技术。这些技术应适用于多种操作条件。

发明内容

公开了用于旋转机器的内部壳体的一个实施例，其包括至少一个 区段；和可与至少一个区段操作地关联的至少一个互补区段，这些区 段形成用于护环的支承结构；其中至少一个区段和至少一个互补区段 各自移动，以改变由至少一个区段和至少一个互补区段所限定的一组 尺寸。

还公开了旋转机器的一个实施例，该旋转机器包括罩壳；布置于 罩壳中的旋转构件；邻近该旋转构件布置的护环；包括区段的壳体， 至少一个区段可与护环操作地关联，其中该护环的至少一个尺寸可由 该壳体进行调整。

另外公开了用于控制旋转机器中的护环的尺寸的方法的一个示 例，该方法包括从控制系统接收信息；使用该信息来移动分段壳体的 一个或多个区段，该壳体可与护环操作地关联；以及利用一个或多个 区段来使护环变形。

附图说明

在说明书结尾的权利要求书中特别地指出且明确地主张了被认 为是本发明的主旨。结合附图通过下文的具体实施方式，本发明的前 述的和其它的特征和优点将变得显而易见，在附图中，类似的元件用 类似的附图标记来表示，在附图中：

图1表示燃气涡轮的示范性实施例；

图2A与图2B统称为图2，其表示涡轮级与内部涡轮壳体的示范 性实施例；

图3A、3B和图3C统称为图3，其表示在邻近区段与区段间密封 件之间的沟槽的示范性实施例；

图4A和图4B统称为图4，其表示内部涡轮壳体的区段的示范性 实施例；

图5表示内部涡轮壳体的示范性实施例，该内部涡轮壳体具有联 接到多个区段上的促动器；

图6表示带有套筒的内部涡轮壳体的示范性实施例；

图7表示带有喷嘴的区段的示范性实施例；

图8表示用于控制护环的尺寸的示范性方法。

1    燃气涡轮

2    压缩机

3    燃烧室

4    涡轮

5    涡轮轴

6    发电机

7    涡轮级

8    护环

10   内部涡轮壳体

9    罩壳

11   纵向轴线

20   间隙

27   涡轮叶片

21   分段

22   环圈

24   区段

12   径向方向

23   沟槽

25   孔

26   沟槽密封件

30   条形密封件

31   内部压力密封件

32   外部压力密封件

33   涡轮气体

34   泄漏

29   密封沟槽

41    扁平梁

50    促动器

33    涡轮气体

60    套筒