[发明专利]用于喷嘴导向叶片和燃气轮机的密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及喷嘴导向叶片密封装置、喷嘴导向叶片装置以及包括所述喷嘴导向叶片装置的燃气轮机。

背景技术

燃气轮机可以包括一个或多个燃烧器，燃料和从燃气轮机的压缩机级输送来的压缩空气在燃烧器中燃烧。燃料和压缩空气的燃烧混合物从燃烧器排出，并被导入到燃气轮机的涡轮机级。涡轮机级可以包括与一级或多级涡轮叶片相间的一级或多级喷嘴导向叶片，涡轮叶片由燃料和压缩空气的燃烧混合物(还可以被称为工作流体特别是工作气体)驱动。

喷嘴导向叶片可以围绕着转子轴所绕之旋转的旋转轴线布置，其中涡轮叶片连接在转子上。喷嘴导向叶片级可以由多个周向段(每个段包括一个、两个或甚至更多的喷嘴导向叶片)组装。喷嘴导向叶片的各段可以是铸造金属件或者也可以由陶瓷制成。喷嘴导向叶片的第一级表示使工作流体或工作气体在已经从燃烧器排出后改变方向朝向涡轮叶片的第一级的第一结构，其中涡轮叶片的该第一级位于喷嘴导向叶片的第一级的下游(在工作流体流出燃烧器的方向上)。

US5129783公开了一种具有陶瓷喷嘴导向叶片和金属发动机壳体的燃气涡轮发动机，其中喷嘴导向叶片座架包括在叶片的径向最外端处的成直角地延伸至叶片的长轴线的圆周凸缘、用于将径向向内的力施加至凸缘的径向外表面的第一弹簧装置，其中该弹簧装置可以是由弹性材料制成的C形环密封件。

US2002/0127097A1公开了一种涡轮叶片组件，其中翼形叶片由至少一个耐高温兼容密封件可释放地承载在包括内外叶片支撑件的涡轮叶片组件中。

US6939106B2公开了一种蒸汽涡轮机，其包括支撑多个涡轮喷嘴的定子，其中所述定子具有形槽，用于接收形成在每个涡轮机喷嘴端部上的互补形喷嘴钩，且绳索密封件设置在相应喷嘴钩和形槽之间的每个接口中，其中所述绳索密封件用于密封可能存在于喷嘴和相应定子槽之间的喷嘴钩上方的泄漏路径。

US2006/0038358A1公开了一种燃气涡轮发动机中的密封装置，其包括绳索密封件，由绳索密封件所位于其中的弹性密封承座抵靠着密封表面。

可能需要一种喷嘴导向叶片支撑装置、一种喷嘴导向叶片片装置以及一种燃气轮机，其中涡轮喷嘴的冷却得到提高，并且特别地，涡轮喷嘴所消耗的冷却空气的量得到减少。

发明内容

这种需要可以通过独立权利要求的主题来得到满足。从属权利要求详细说明了本发明的具体实施例。

根据本发明的实施例，提供了一种喷嘴导向叶片密封装置(特别还具有支撑功能)，包括：在喷嘴导向叶片的后缘的喷嘴导向叶片的(特别是径向内)平台部，(特别是内)平台部具有平台壁，所述平台壁具有第一平台壁部和第二平台壁部，所述第一平台壁部包括在其(特别是径向外)第一侧上的工作流体相互作用表面和在其(特别是径向内)第二侧上的冷却表面，所述冷却表面至少部分地限定平台部的内腔，冷却流体在该内腔中是可导向的；所述第二平台壁部在平台部的轴向下游端连接至所述第一平台壁部，第二平台壁部的(特别是径向外)第一表面至少部分地限定所述内腔(特别是径向向内)；支撑结构，用于支撑平台部，所述支撑结构具有凹部；密封件(也被称为下游密封件)，特别是绳索密封件，设置在所述支撑结构和所述第二壁部的(特别是径向内)第二表面之间的凹部中，其中，所述密封件适于减少冷却液体从所述内腔泄漏至喷嘴导向叶片装置下游的空间。

特别地，所述喷嘴导向叶片支撑装置可以包括用于支撑喷嘴导向翼型件的部分和元件。由此，喷嘴导向叶片的平台部(特别是内平台部)可以是可与喷嘴导向叶片翼型件一体地形成在一起的喷嘴导向叶片的部分。喷嘴导向叶片支撑装置及其元件可以适于用在燃气轮机中，特别是用于支撑或部分地形成喷嘴导向叶片的第一级。

所述喷嘴导向叶片支撑装置可以包括与支撑结构分开并且与密封件分开的平台部。特别地，所述平台部、支撑结构和密封件可以是单独的、实体上不同的元件。

除了平台部(或径向内平台部或径向外平台部)之外，所述喷嘴导向叶片可以包括在径向内平台部和径向外平台部之间的翼型件，用于引导工作流体特别是工作气体在工作流体的流动方向上朝向布置在喷嘴导向叶片下游的随后的转子叶片。

所述喷嘴导向叶片的翼型件可以包括工作流体首先撞击的前缘，且所述喷嘴导向叶片翼型件可进一步包括工作流体离开喷嘴导向叶片翼型件的后缘。特别地，在喷嘴导向叶片的后缘周围或附近的平台部(特别是径向内平台部)的区域可能经受或暴露于特别是以严重的方式从所述一个或多个燃烧器排出的热工作流体。