[发明专利]用于在燃气涡轮中提供密封的方法和系统

说明书

联邦研究声明

本公开的主题是在政府支持下，根据能源部(DOE)授予的合同No. DE-FC26-05NT42643所做的，并且政府对本文声明的主题具有某些权利。

技术领域

本公开大体涉及旋转机器，并且更特别地，涉及用于在燃气涡轮发动机内的构件之间提供密封的方法和系统。

背景技术

至少一些已知的燃气涡轮发动机包括多个密封组件，密封组件有利于隔开沿着流体流路径(“热气路径”)引导的燃烧气体流与位于例如燃气涡轮发动机的内壳和直接暴露于压力较低的燃烧气体流的构件之间的燃气涡轮的较冷的区域。至少一些已知的密封组件在在燃气涡轮发动机的级内的相邻的固定构件(诸如定子节段)之间延伸，以在高压低温区域和低压更高温的区域之间提供密封。为了进一步避免温度较高的燃烧气体吸入到发动机的较冷的区域中，在至少一些已知的燃气涡轮发动机中，在高于燃烧气体流的压力的压力下，将净化空气引导到较冷的区域中。

至少一些已知的密封组件包括伸长的实质平坦的密封部件，密封部件插入限定在两个相邻构件内的相邻的伸长的长方形槽口或密封部件接收区域内。这样的密封部件有时被称为“花键密封件”，并且包括侧部边缘区域和端部边缘区域。在至少一些已知的密封组件中，相邻的长方形槽口的长度比插入槽口内的密封部件更长，以适应制造容差和微小的部件间失配。在包括这样的密封部件的至少一些已知的燃气涡轮发动机中，在密封部件的端部边缘区域周围，特别是在伸长的长方形槽口的端部边缘区域和相邻端部区域之间，可发生净化气体泄漏。由于泄漏，可能比不发生泄漏时需要更大量的净化空气，以确保阻止燃烧气体吸入较冷的区域中。

发明内容

一方面，提供一种用于在燃气涡轮内的构件之间提供密封的方法。该方法包括将密封部件插入到限定在燃气涡轮的第一构件内的第一密封部件接收区域中，其中，第一密封部件接收区域在温度较高的气体区域和温度较低的气体区域之间定向。该方法还包括将密封部件插入到限定在燃气涡轮的第二构件内的第二凹部中，其中，第二构件在第一构件附近，以及其中，第一密封部件区域和第二密封部件区域中的至少一个包括第一端壁，并且第一密封部件区域和第二密封部件区域中的至少一个包括定向成与第一端壁实质相对的第二端壁。密封部件至少包括第一层，第一层至少限定接合相应的第一端壁和第二端壁中的一个的第一密封件端部部分。

另一方面，提供一种燃气涡轮系统。燃气涡轮系统包括压缩机区段、联接到压缩机区段上的燃烧器组件，以及联接到压缩机区段上的涡轮区段。燃烧器组件和涡轮区段中的至少一个包括用于在第一构件和第二构件之间进行密封的密封子系统。密封子系统包括第一构件，第一构件限定在温度较高的气体区域和温度较低的气体区域之间定向的第一密封部件接收区域。密封子系统还包括在第一构件附近的第二构件。第二构件限定定向成在第一密封部件接收区域附近的第二密封部件接收区域，其中，第一密封部件接收区域和第二密封部件接收区域中的至少一个包括第一端壁。第一密封部件接收区域和第二密封部件接收区域中的至少一个还包括定向成与第一端壁实质相对的第二端壁。密封子系统还包括在第一密封部件接收区域和第二密封部件接收区域内定向的密封部件，其中，密封部件至少包括第一层，第一层至少限定接合第一端壁和第二端壁中的一个的第一弹性密封件端部部分。

方案1:一种用于在燃气涡轮内的构件之间提供密封的方法，方法包括：

将密封部件插入到限定在燃气涡轮的第一构件内的第一密封部件接收区域中，其中，第一密封部件接收区域在温度较高的气体区域和温度较低的气体区域之间定向；以及

将密封部件插入到限定在燃气涡轮的第二构件内的第二凹部中，其中，第二构件在第一构件附近，以及其中，第一密封部件接收区域和第二密封部件区域中的至少一个包括第一端壁，并且第一密封部件接收区域和第二密封部件区域中的至少一个包括定向成与第一端壁实质相对的第二端壁，

其中，密封部件包括至少第一层，第一层限定接合相应的第一端壁和第二端壁中的一个的至少第一密封件端部部分。

方案2:根据方案1的方法，其特征在于，方法进一步包括限定密封部件，以包括接合第一端壁和第二端壁中的另一个的第二密封件端部部分。

方案3:根据方案2的方法，其特征在于，限定密封部件，以包括第二密封件端部部分，进一步包括限定密封部件，以包括具有类似的横截面构造的第一密封件端部部分和第二密封件端部部分。