[发明专利]用于涡轮机的尖端平衡狭缝

说明书

本申请提供了用于涡轮机的受控尖端平衡狭缝(200)。用于涡轮机的示例性泄漏流控制系统(110)可以包括：流动流道(150)，该流动流道具有尖端护罩(152)；隔膜或引导叶片(130)；延伸环(160)，该延伸环联接到隔膜并且邻近尖端护罩(152)定位；以及尖端平衡狭缝(200)。

技术领域

本申请和所得专利整体涉及任何类型的轴流式涡轮机，并且更具体地涉及用于蒸汽涡轮机的尖端平衡狭缝。

背景技术

一般而言，蒸汽涡轮机等可以具有限定的蒸汽路径，该蒸汽路径包括蒸汽入口、涡轮部分和蒸汽出口。从蒸汽路径出来或进入蒸汽路径从较高压力区域到较低压力区域的蒸汽泄漏可能不利地影响蒸汽涡轮机的操作效率。例如，蒸汽涡轮机中的旋转轴与周向围绕的涡轮机壳体之间的蒸汽路径泄漏可能降低蒸汽涡轮机的总效率。

蒸汽可以大体流过通常串联设置的多个涡轮机级，流过第一级引导件和叶片(或喷嘴和桶)，并且然后流过涡轮机的后级的引导件和叶片。以此方式，引导件可以将蒸汽引向相应的叶片，从而致使叶片旋转并驱动负载(诸如发电机等)。蒸汽可以由围绕叶片的周向护罩包含，这也可以有助于沿着路径引导蒸汽。以此方式，涡轮引导件、叶片和护罩可能经受由蒸汽产生的高温，这可能导致在这些部件中形成热点和高热应力。因为蒸汽涡轮机的效率取决于其操作温度，所以持续需要能够承受越来越高的温度而不会失效或使用寿命缩短的沿着蒸汽或热气路径定位的部件。

在一些情况下，来自蒸汽的主流流动路径的泄漏流可能流过涡轮发动机的部件之间的间隙。这种泄漏流可能减小涡轮机效率并且可能导致混合损失、对主流的破坏、到后续叶片列上的入射和/或其他损失。

发明内容

本申请和所得专利提供了用于涡轮机的泄漏流控制系统。示例性泄漏流控制系统可以包括：流动流道，该流动流道具有尖端护罩；隔膜；延伸环，该延伸环联接到隔膜并且邻近尖端护罩定位；和尖端平衡狭缝。

本申请和所得专利还提供了控制涡轮机中的泄漏流的方法。方法可以包括以下步骤：在尖端护罩与涡轮机的第一延伸环之间引导尖端泄漏射流，围绕隔膜引导尖端泄漏射流，将尖端泄漏射流引导到第二延伸环之间的间隙中，以及引导尖端泄漏射流通过形成在第二延伸环中的尖端平衡狭缝。

本申请和所得专利还提供了具有泄漏流控制系统的蒸汽涡轮机。蒸汽涡轮机可以包括：具有第一尖端护罩的第一流动流道；具有第二尖端护罩的第二流动流道，第二流动流道在第一流动流道下游；隔膜；从第一流动流道到第二流动流道的围绕隔膜的至少一部分的流动路径；和位于流动路径下游的尖端平衡狭缝，尖端平衡狭缝被配置成在第二流动流道附近将尖端泄漏射流从流动路径引导到主流。

在结合若干附图和所附权利要求阅读以下详细描述后，本申请和所得专利的这些和其他特征和改善对于本领域普通技术人员将变得显而易见。

附图说明

图1是蒸汽涡轮机的示意图。

图2是可用于图1的蒸汽涡轮机的涡轮机的一部分的示意图，示出了各种涡轮机构造。

图3是根据一个或多个实施方案的具有泄漏流控制系统的涡轮机的一部分的示意图，该泄漏流控制系统具有如本文所述的尖端平衡狭缝。

图4A至图4B是根据一个或多个实施方案的具有泄漏流控制系统的涡轮机的一部分的示意图，该泄漏流控制系统具有如本文所述的尖端平衡狭缝。

图5是根据一个或多个实施方案的具有泄漏流控制系统的涡轮机的一部分的示意图，该泄漏流控制系统具有如本文所述的尖端平衡狭缝。

具体实施方式