[发明专利]用于涡轮喷嘴的完全包容的保持销

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种用于燃气轮机喷嘴的保持销，更具体地说 涉及一种用于喷嘴的外侧壁保持方案的完全包容(fully contained) 的保持销。

背景技术

在燃气轮机中，热燃烧气体从燃烧室流过第一级喷嘴和动叶 (bucket)，并流过下一涡轮级的喷嘴和动叶。第一级喷嘴通常包括 铸造喷嘴区段的环形阵列或子组件，各铸造喷嘴区段包含每个区段的 一个或多个喷嘴静子叶片。各第一级喷嘴区段还包括相互径向间开的 内侧壁和外侧壁部分。当装配喷嘴区段时，静子叶片相互沿周向间隔 开，以便形成在环形内侧壁和外侧壁之间的环形阵列。与第一级喷嘴 的外侧壁连接的喷嘴保持环支承涡轮的气流通路中的第一级喷嘴。环 形喷嘴支承环(优选是在水平中心线处分开)与内侧壁接合，并可以 支承第一级喷嘴以防止轴向运动。

侧部密封件可以使得区段的环形组沿邻接周向边缘而相互密封。 侧部密封件在内侧壁的径向内部和外侧壁的径向外侧的高压区域(即 高压的压缩机排出空气和在热燃烧气体流动通路中的热燃烧气体，该 热燃气处于更低压力)之间密封。弦向铰链密封件用于在第一级喷嘴 的内侧壁和喷嘴支承环的轴向相对表面之间密封以及在外侧壁和用于 第一级动叶的外罩之间进行密封。

图1表示了用于第一级喷嘴110的现有技术的侧壁保持系统100。第 一级喷嘴110包括外侧壁115、内侧壁120以及位于喷嘴保持环130和喷 嘴支承环135之间的翼型面125。喷嘴保持环130和支承环135附接在涡 轮机外壳(未示出)上。第一级喷嘴还包括用于内侧壁和外侧壁的弦 向铰链导轨(chordal hingle rail)。在内侧壁120上的弦向铰链导 轨145使得喷嘴110沿轴向支承在支承环135上，弦向铰链导轨150使得 喷嘴110沿轴向支承在第一级动叶170的外罩160上。内部弦向铰链导轨 145和外部弦向铰链导轨150还提供了弦向铰链密封件147、152。

在喷嘴110的外侧壁115上的弦向铰链导轨150从外侧壁115沿径向 向外凸出。弦向铰链导轨150包括在它的最外侧径向凸起处的、朝前的 环形保持凸台175。该保持凸台175与一朝后的环形槽180匹配，该环形 槽180由保持环上的朝后保持钩185形成。弦向铰链导轨150的保持凸台 175作用在保持环130的保持钩185上，该保持凸台175为喷嘴110提供了 径向支承。环形保持钩185可以分成多个区段(未示出)。周向支承由 防旋转销(未示出)来提供，该防旋转销穿过保持环130和保持凸台175。

发电燃气轮机通常使用某种钩保持方案。已经通过从连续钩结构 (典型的是在General Electric Company的FA类机器中)变化为分区 段的钩结构(典型的是在General Electric Company的FB类机器中) 对常规钩保持方案进行改进。这种变化导致更确定的喷嘴负载和更好 的喷嘴密封，但是也导致保持环的绝热较差，从而使喷嘴结构的成本 大大增加。本领域中关于钩保持设计的一些问题包括弦向铰链密封较 差，保持环不圆和后边缘应力较高。

因此，需要提供确定的喷嘴负载和改进的密封，同时还改进保持 环的绝热，降低成本和改进喷嘴结构的装配灵活性。

发明内容

本发明涉及一种用于保持销，用于保持燃气轮机中的第一级喷嘴 的外侧壁。

简而言之，根据本发明的一个方面，提供了一种保持销，用于固 定涡轮喷嘴的外侧壁的保持凸耳，其中，该外侧壁包括弦向铰链。保 持凸耳固定在保持环的前部凸台和后部凸台之间的槽中，其中，保持 销装配成穿过凸耳和凸台中的同轴孔。保持销包括基本圆柱形的销， 该销的外径适于装配穿过凸耳和凸台中的同轴孔。销的长度也适于装 配在前部凸台的同轴孔的封闭端和弦向铰链导轨的内壁之间。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于固定涡轮喷嘴的外侧壁 的凸耳的方法，其中，外侧壁包括弦向铰链。保持凸耳通过凸耳和凸 台中的同轴孔而固定在保持环的前部凸台和后部凸台之间的槽内。该 方法包括在保持销的顶端上设置引导装置和在保持销的后端上设置接 合装置。该方法还包括将保持销插入穿过保持环的后部凸台、侧壁的 凸耳和保持环的前部凸台的同轴孔。当保持环已经插入时，销坐落于 保持环的前部凸台中的同轴孔的封闭端中。

附图说明