[发明专利]用于涡轮系统中的过渡管道的柔性金属密封件

说明书

本发明根据由能源部提供的合同No.DE-FC26-05NT42643由政府资助做出。政府对本发明拥有某些权利。

技术领域

本文公开的主题总体上涉及涡轮系统，且更具体地涉及涡轮系统的过渡管道和涡轮区段之间的密封件。

背景技术

涡轮系统广泛用于诸如发电的领域中。例如，常规的燃气涡轮系统包括压缩机区段、燃烧器区段和至少一个涡轮区段。压缩机区段构造成当空气流过压缩机区段时对空气进行压缩。然后,空气从压缩机区段流向燃烧器区段，空气在这里与燃料混合并燃烧，从而产生热气流。热气流被提供应涡轮区段，涡轮区段通过从热气流提取能量以驱动压缩机、发电机和其它各种负载来利用热气流。

涡轮系统的燃烧器区段通常包括用于使燃烧的热气体流过其中来到一个或多个涡轮区段的管或管道。近来，已引入包括转移热气流的管或管道的燃烧器区段。例如，已引入用于燃烧器区段的管道，其在使热气体纵向地流过其中的同时另外径向或切向地转移该流，以使得该流具有各种角向分量。这些设计具有各种优点，包括从涡轮区段消除了第一级喷嘴。先前提供第一级喷嘴来转移热气流，并且由于这些管道的设计而可以不需要。第一级喷嘴的消除可消除相关的压降并提高涡轮系统的效率和功率输出。

然而，这些管道到涡轮的连接日益受到关注。例如，由于管道并不是简单地沿着纵向轴线延伸，而是从管道的进口到管道的出口偏离轴线移位，所以管道的热膨胀会导致管道沿着或绕各种轴线不希望地移位。此类移位会导致管道和涡轮区段之间不希望有的间隙，从而不希望地允许冷却空气和热气体的泄漏和混合。

因此，本领域中希望涡轮系统的燃烧器管道和涡轮区段之间改善的密封件。例如，允许管道的热生长同时防止管道和涡轮区段之间的间隙的密封件将是有利的。

发明内容

本发明的方面和优点将在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述变得明显，或者可通过实践本发明而获悉。

在一个实施例中，公开了一种涡轮系统。该涡轮系统包括过渡管道。该过渡管道包括进口、出口、以及在进口和出口之间延伸并限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线的通路。过渡管道的出口沿着纵向轴线和切向轴线偏离进口。过渡管道还包括用于与涡轮区段接口的接口部件。涡轮系统还包括与接口部件接触以提供接口部件和涡轮区段之间的密封的柔性金属密封件。

在另一实施例中，公开了一种涡轮系统。该涡轮系统包括过渡管道。该过渡管道包括进口、出口、以及在进口和出口之间延伸并限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线的通路。过渡管道的出口沿着纵向轴线和切向轴线偏离进口。过渡管道还包括第一接口部件。涡轮系统另外包括涡轮区段，该涡轮区段包括第二接口部件。涡轮系统还包括与第一接口部件和第二接口部件接触并提供二者之间的密封的柔性金属密封件。

参考下文的描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并连同描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在参照附图的说明书中针对本领域的普通技术人员陈述了本发明的完整和能够实现的公开，包括其最佳模式，在附图中：

图1是根据本公开内容的一个实施例的燃气涡轮系统的示意图；

图2是根据本公开内容的一个实施例的燃气涡轮系统的若干部分的截面图；

图3是根据本公开内容的一个实施例的过渡管道的环形阵列的透视图；

图4是根据本公开内容的一个实施例的多个过渡管道的顶部透视图；

图5是根据本公开内容的一个实施例的多个过渡管道的后透视图；

图6是根据本公开内容的一个实施例的多个过渡管道的侧透视图；

图7是根据本公开内容的一个实施例的燃气涡轮系统的涡轮区段的截面图；

图8是根据本公开内容的一个实施例的过渡管道和涡轮区段之间的接口的截面图；以及

图9是根据本公开内容的另一实施例的过渡管道和涡轮区段之间的接口的截面图。

部件列表

10　涡轮系统

12　压缩机区段

14　燃烧器区段

15　燃烧器

16　涡轮区段

18　轴

21　外壳

22　燃烧器衬套

24　燃烧区

26　过渡件

30　流动套筒

32　流动路径

34　冲击套筒

36　流动路径