[发明专利]过渡导管组件

说明书

涡轮机(10)包括多个过渡导管(50)和支承环组件。过渡导管(50)的出口(54)包括内部凸缘(202)和外部凸缘(204)。涡轮机(10)包括限定在内部凸缘(202)和外部凸缘(204)中的膛孔(206)、限定在支承环组件中的匹配膛孔(181，183)，以及将内部凸缘(202)和外部凸缘(204)连接到支承环(180，182)组件上的机械紧固件(200)。膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的第一膛孔(210)相对于相关联的机械紧固件(200)具有第一最大径向间隙(212)和第一最大切向间隙(214)。膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的第二膛孔(220)相对于相关联的机械紧固件(200)具有第二最大径向间隙(222)和第二最大切向间隙(224)。第二最大径向间隙(222)大于第一最大径向间隙(212)，或者第二最大切向间隙(224)大于第一最大切向间隙(214)。

技术领域

本文公开的主题大体涉及涡轮机，并且更特别地，涉及在涡轮机中使用过渡导管。

背景技术

涡轮机在诸如功率生产的领域中广泛使用。例如，传统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。压缩机区段构造成在空气流过压缩机区段时压缩空气。然后空气从压缩机区段流到燃烧器区段，在燃烧器区段中，空气与燃料混合且燃烧，从而产生热气流。热气流提供给涡轮区段，涡轮区段通过从热气流中抽取能量来使用热气流对压缩机、发电机和其它多种负载提供功率。

涡轮机的燃烧器区段大体包括管或导管，以使热燃烧气通过其流到涡轮区段或多个区段。目前，已经引入了燃烧器区段，它包括转移热气流的管或导管。例如，已经引入了用于燃烧器区段的导管，在使热气沿纵向流过其中时，导管另外使流沿径向和/或沿切向转移，使得流具有多种角度分量。这些设计具有多种优点，包括消除涡轮区段中的第一级喷嘴。以前提供第一级喷嘴是为了转移热气流，而且由于这些导管的设计，可能不需要第一级喷嘴。消除第一级喷嘴可消除相关联的压降，并且提高涡轮机的效率和功率输出。

但是，关于这些导管与涡轮区段的连接的担忧越来越多。例如，因为已知的导管不只是沿着纵向轴线延伸，而是从导管的入口到导管的出口转移偏离轴线，导管的热膨胀可导致导管沿着或围绕多种轴线不合需要地移位。这些移位可在导管内引起应力和应变，而且可使导管失效。

发明内容

将在以下描述中部分地阐述本公开的各方面和优点，或者根据该描述，本公开的各方面和优点可为明显的，或者可通过实践本公开来学习本公开的各方面和优点。

在一个实施例中，提供一种涡轮机。涡轮机包括多个过渡导管，它们设置成大体环形阵列且包括第一过渡导管和第二过渡导管。多个过渡导管中的各个包括入口、出口和通道，通道限定内部且在入口和出口之间延伸，并且限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线。多个过渡导管中的各个的出口相对于入口沿着纵向轴线和切向轴线偏移。多个过渡导管中的至少一个过渡导管的出口包括内部凸缘和外部凸缘。涡轮机进一步包括沿着热气路径在多个过渡导管下游的支承环组件、限定在内部凸缘和外部凸缘中的多个膛孔，以及限定在支承环组件中的多个匹配膛孔。涡轮机进一步包括将至少一个过渡导管的内部凸缘和外部凸缘连接到支承环组件上的多个机械紧固件，多个机械紧固件中的各个延伸通过膛孔和匹配膛孔。膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔相对于延伸通过膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔的机械紧固件，具有第一最大径向间隙和第一最大切向间隙。膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔相对于延伸通过膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔的机械紧固件，具有第二最大径向间隙和第二最大切向间隙。第二最大径向间隙大于第一最大径向间隙，或者第二最大切向间隙大于第一最大切向间隙。