[发明专利]组件，尤其发动机部件的组件

说明书

技术领域

本公开涉及一种如权利要求1所述的至少两个构件（尤其发动机部件）的组件。该构件可尤其包括燃气涡轮发动机的内壳体和外壳体，并且更尤其包括燃气涡轮发动机的转子盖和外壳。

背景技术

在许多技术应用中，发动机部件或其它构件一个径向嵌套于另一个内，其中这些构件中的一构件支撑另一构件。对于支撑，提供支撑组件，其使构件的共轭（conjugated）支撑点彼此联接。当充满有温度快速变化的热流体流时，那些构件可以以不同响应时间对温度变化作出响应。这意味着，在热流体流的温度变化时，内构件可比外构件更慢或更快地跟随温度变化。这可继而导致这些构件的明显不同的热膨胀。因此，在本领域中已知的是，提供允许内构件和外构件的共轭支撑点在径向方向上的相对移位的支撑结构，即，提供径向浮动支撑组件。在提供径向浮动支撑组件时，使得共轭支撑点能够相对移位，这继而使得构件能够进行无障碍的不同径向热膨胀。为简化发动机的组装和拆卸，该支撑件通常布置在一个横截面平面中或一个轴向位置处。然而，如果这些构件中的任一者呈现一定大小的轴向范围，即构件的轴向端部从支撑点伸出悬臂，则这些构件中的一者的轴向端部在构件的不同热膨胀时相对于另一构件移位。换句话说，一个构件的轴向端部将根据不同热膨胀的状态关于另一构件设置在不同轴向位置处。如果（例如）内构件的轴向端部出于密封流的目的而旨在被设置成相邻另一构件，则这可能引起不利影响。如果轴向相邻的构件未以固定方式附接到彼此或旨在实施相对移动，诸如例如如果这些构件中的一者是发动机中的静止构件并且另一者是旋转构件，则这尤其如此。内构件与外构件之间的不同热膨胀可然后导致轴向相邻的构件之间的大间隙和相关泄漏流，或邻接构件之间的高机械压力、相对移动的发动机部件之间的接触以及可能的机械损伤。

在涡轮发动机（并且尤其燃气涡轮发动机）的膨胀涡轮机的第一或入口导叶处和在第一导叶排到运行叶片的相邻第一排的界面处发现示例性情况。在燃气涡轮发动机的情况下紧靠燃烧器的下游设置的膨胀涡轮机（或者更一般地，工作流体入口）的入口导叶通常支撑在导叶构件的外半径处和在导叶构件的毂侧处，以便适当地支撑由于在第一导叶排上存在高温时第一导叶排上的压力差而引起的力。第一排导叶构件的径向外端通常由涡轮机外壳支撑。由于空气动力学原因，毂侧支撑件不可设置成直线和从外壳径向，而是由转子盖提供，转子盖继而从其自身支撑件沿着转子延伸一轴向距离。众所周知的事实是，在进入膨胀涡轮机的涡轮发动机的工作流体的温度变化时，转子盖和涡轮机外壳以不同时间常数对流体的温度变化作出响应。通常，转子盖比涡轮机外壳明显更快地跟随工作流体温度变化。如果涡轮发动机以进入膨胀涡轮机的流体的大恒定温度操作，则这不是问题。在这些情况下，转子盖和外壳将处于实质上恒定且基本相等的温度。因此，两个构件将经受实质上相等的热膨胀。因此，可容易考虑外壳和转子盖的稳态热膨胀。然而，在与进入膨胀涡轮机的流体的温度变化密切相关的涡轮发动机的重大负荷变化的情况下，需要考虑外壳和转子盖的不同热膨胀。在发动机从空转或甚至停滞到高发动机负荷的快速加载时，这变得最为突出。由于转子盖和涡轮发动机的外壳的不同热膨胀，涡轮机入口导叶的毂侧相对于径向外侧轴向移位。导叶构件倾斜，并且毂侧轴向间隙打开或关闭，并且可能需要被尺寸设计成大于稳态操作所需的尺寸，从而在稳态操作时潜在地导致流体泄漏增强和相关性能降级。在没有外壳和转子盖的热匹配的情况下在操作状态期间加宽间隙可能在这些操作阶段期间导致额外的性能不利后果。其可能花费数小时直到实现热稳态和热匹配。在当今的电网操作中，涡轮发动机发电厂（并且尤其燃气涡轮机和组合的循环发电厂）越来越多地被用作具有频繁重大且快速的负载变化的高峰负荷发动机。因此，其中没有实现发动机部件的热平衡并且因此由于不同的热膨胀而存在明显尺寸失配的操作时间可累积到整体操作时间的重大份额，并且累积的性能损失变得越来越与发电厂操作者相关。

发明内容