[发明专利]用于涡轮机的护罩、涡轮机及组装涡轮机的方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及旋转机械，更具体地涉及通过减少旋转机械内的流体泄漏损失和流体混合损失来促进旋转机械内的流体流动的方法和装置。

背景技术

旋转机械(例如燃气涡轮机)用来产生用于发电机的动力。燃气涡轮机具有气路，气路通常包括成连续流动关系的进气口(或进口)、压缩机、燃烧器、涡轮机和气体出口(或排气喷嘴)。压缩机和涡轮机部分包括位于壳体内的至少一排沿周向间隔开的旋转斗叶或叶片。

涡轮机效率至少部分地取决于旋转斗叶的尖端和联接到周围壳体的护罩之间的径向间隙或空隙。需要该间隙，以避免斗叶尖端和护罩之间的接触或摩擦，这会导致对于间隙尺寸的设计限制。如果间隙太大，则增强的气流会通过间隙泄漏，因此降低涡轮机的效率。一般不期望有漏流，漏流离开流路或进入流路中从较高压力区域到达较低压力区域。如果间隙太小，则转子斗叶尖端会在某些涡轮机操作条件下不期望地接触/摩擦周围护罩，这也会降低涡轮机的效率。为适应间隙的设计限制，某些已知的涡轮机对护罩和/或斗叶使用蜂窝式和/或迷宫式密封件，以减少通过间隙的漏流。

图1是具有密封件12的已知护罩10的横截面图，密封件12可以与已知燃气涡轮机14一起使用。已知涡轮机14包括密封件12(例如蜂窝式和/或迷宫式密封件)以减少通过空隙16的流动。更具体地，已知迷宫式密封件12包括由纵向间隔开的数排迷宫式密封件齿18限定的曲折通路，迷宫式密封件齿18进行密封以承受涡轮机14内存在的高压力差。但是，某些已知迷宫式密封件12的构造会在旋转斗叶22的引出侧20上引起气体的流体混合损失和/或流动泄漏损失，这会不利地影响涡轮机14的效率。更具体地，某些已知密封件12的漏流24的流路有时没有与后续喷口26对准，其中未对准增加漏流24在斗叶引出侧20和后续的迷宫式密封件12内的再循环。漏流24的再循环会与主流28混合，这也会不利地影响涡轮机效率。

发明内容

一方面，提供一种用于涡轮机的护罩。该涡轮机包括壳体、可旋转的轴和从轴向外延伸的斗叶。护罩包括对准部件，对准部件联接到壳体，其中对准部件包括第一端部、第二端部和在第一端部与第二端部之间延伸的主体。第二端部包括弓形部分，弓形部分构造成促进斗叶的下游的漏流。护罩还包括密封件，密封件联接到主体以促进密封在斗叶和主体之间限定的间隙。

另一方面，提供一种涡轮机。该涡轮机包括壳体、可旋转地支撑在壳体中的涡轮机轴、和沿着涡轮机轴定位并且容纳在壳体内的多个涡轮机级。每个涡轮机级包括转子，转子连接到涡轮机轴，其中转子包括从转子径向向外延伸的斗叶。护罩联接到壳体，护罩包括第一端部、第二端部和在第一端部与第二端部之间延伸的主体。第二端部包括弓形部分，弓形部分构造成促进斗叶的下游的漏流。主体还包括第一槽和第二槽。密封件联接到第一槽和第二槽以促进密封在斗叶和主体之间限定的间隙。

再一方面，提供一种将护罩组装到涡轮机的方法。该涡轮机具有壳体、可旋转的轴和从可旋转的轴径向向外延伸的斗叶。该方法包括将护罩联接到壳体，和使护罩的弓形表面从壳体向外延伸，以促进斗叶的下游的漏流。该方法还包括将密封件联接到护罩，以促进密封在斗叶和护罩之间限定的间隙。

附图说明

图1是与已知燃气涡轮机一起使用的已知护罩的横截面图。

图2是旋转机械的示意图。

图3是可以与图2中所示的旋转机械一起使用的示例性隔板、护罩、转子和密封件的横截面图。

图4是可以与图3中所示的隔板一起使用的示例性护罩的横截面图。

图5是可以与图3中所示的隔板一起使用的另一示例性护罩的横截面图。

图6是可以与图3中所示的隔板一起使用的另一示例性护罩的横截面图。

图7是可以与图3中所示的隔板一起使用的另一示例性护罩的横截面图。

图8是可以与图3中所示的隔板一起使用的另一示例性护罩的横截面图。

图9是可以与图3中所示的隔板一起使用的另一示例性护罩的横截面图。

图10是组装涡轮机的示例性方法的流程图。

具体实施方式