燃气涡轮机及安装方法

摘要

本发明涉及用于紧固到燃气涡轮机(10)的涡轮机(11)的环段体(30)的插入件(14)。该插入件(14)被设计为覆盖凹部(23)。处于该目的，插入件包括盖板(29)，其具有凹形的前侧(15)和背侧(16)以及在背侧(16)上被布置的用于定位在环段体(30)上的至少一个脚部(17)。本发明进一步涉及包括插入件(14)的环段(13)、包括插入件(14)的燃气涡轮机(10)以及用于安装插入件(14)的安装方法。

权利要求

1.一种具有涡轮机(11)的燃气涡轮机(10)，所述涡轮机(11)具有转子叶片排(12)以及围绕所述转子叶片排(12)布置并且由多个环段组成的环，其中所述转子叶片排(12)位于另一转子叶片排的下游，并且

其中至少一个环段(13)包括具有热气体侧(32)的环段体(30)以及插入件(14)，所述热气体侧(32)在安装状态中被定向为向着热气体路径(31)，其中所述环段体(30)在所述热气体侧(32)上具有凹部(23)，在所述凹部(23)中布置有所述插入件(14)，所述插入件(14)被设计为覆盖凹部(23)并且具有盖板(29)，所述盖板(29)具有后侧(16)、凹的前侧(15)以及在所述后侧(16)上布置的用于定位在所述环段体(30)上的至少一个脚部(17)，其特征在于，

在所述涡轮机中的所述环段体(30)的安装状态中，所述插入件(14)能够被引入到所述热气体路径(31)中并且随后能够被固定到所述环段体(30)，其中所述插入件(14)以不抬升所述燃气涡轮机(10)的上半外壳的方式被固定至所述环段体(30)。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮机(10)，

其中所述盖板(29)在底侧(26)上具有待被推入到所述环段体(30)的底切部(24)中的至少一个成形部分(18)。

3.根据权利要求1或2所述的燃气涡轮机(10)，

其中所述盖板(29)具有从所述前侧(15)到所述后侧(16)行进的至少一个通路(21)。

4.根据权利要求1或2所述的燃气涡轮机(10)，其中所述插入件(14)是一体式设计。

5.根据权利要求1所述的燃气涡轮机(10)，其中所述插入件(14)是多件式设计并且所述盖板(29)能够被连接到所述至少一个脚部(17)。

6.根据权利要求5所述的燃气涡轮机(10)，

其中所述盖板(29)具有至少一个接纳槽(27)并且所述脚部(17)具有轨道(28)，所述轨道(28)的形状对应于所述接纳槽(27)。

7.根据权利要求5或6所述的燃气涡轮机(10)，其中所述插入件(14)包括多个脚部(17)并且所述脚部(17)通过脚板(25)被连接到彼此。

8.根据权利要求7所述的燃气涡轮机(10)，

其中所述脚板(25)具有穿过所述脚板(25)的至少一个通路(21)。

9.一种用于燃气涡轮机的安装方法，包括：

将插入件(14)固定到燃气涡轮机(10)的涡轮机(11)的环段体(30)的凹部(23)，将所述凹部(23)布置在热气体侧(32)上，所述热气体侧(32)在所述环段体(30)的安装状态中被定向为向着所述燃气涡轮机(10)的热气体路径(31)，其特征在于以下步骤，在所述环段体(30)的安装状态中，将所述插入件(14)引入到所述热气体路径(31)中并且随后固定到所述环段体(30)，其中所述插入件(14)以不抬升所述燃气涡轮机(10)的上半外壳的方式被固定至所述环段体(30)。

说明书

燃气涡轮机及安装方法

[0001] 本发明涉及燃气涡轮机并且涉及安装方法。

[0002] 已知且广为流传的是，燃气涡轮机的涡轮机的转子叶片排(rotor blade row)在叶片机翼的上端处具有被称为护罩的部件。

[0003] EP1965033A2示出了涡轮机器的转子叶片外空气密封段，其包括带有基底部分的主体。基底部分具有横越的凹内部直径表面、前端、后端和第一和第二周缘。主体包括至少一个安装钩。至少一个盖板被附着到主体，从而限定至少一个腔体。盖板包括多个馈通孔。多个出口孔延伸通过基底部分到内部直径表面。至少基底部分或盖板具有突出到腔体中的突出部，从而形成将前腔体部分从后腔体部分分开的部分分割。

[0004] 用于冷却涡轮护罩的热壁以及涡轮端壁的冲击冷却结构由EP1990507A1中已知。该冲击冷却结构包括在圆周方向上布置的多个护罩元件以形成包围热气流的环形护罩，以及被安装在护罩元件的径向外表面上的护罩盖件，从而形成在其之间的腔体。护罩盖件具有第一冲击冷却孔，器被连接到腔体并且允许冷却空气被喷射到腔体中，使得腔体的内表面被冲击冷却。每个护罩元件具有穿孔鳍。穿孔鳍将腔体分成多个子腔体。进而，穿孔鳍包括第二冲击冷却孔，其允许冷却空气流过第一冲击冷却孔，从而在相邻子腔的底表面的方向上被倾斜喷射。

[0005] US2011/044805A1公开了用于燃气涡轮机的环段的冷却系统。该冷却系统包括具有多个小孔的冲击板，由冲击板和分隔体的主体包围的冷却空间，在燃烧气体的流动方向上在分隔体的下游端部位置中被布置的第一腔体从而其垂直于旋转轴的轴向方向而直立，被连接到冷却空间和第一腔体的第一冷却管道，以及被连接到第一腔体和燃烧室并且在燃烧气体的流动方向上在分隔体的下游末端位置中被布置的第二冷却管道。

[0006] WO2008/128876A1涉及用于燃气涡轮的静子热屏蔽并且涉及装备有这样的静子热屏蔽的燃气涡轮机。静子热屏蔽包括在安装状态下被定向为向着燃气涡轮机的热气体路径的外侧，被定向为远离外侧的内侧，在内侧上形成并且在安装状态下相对于燃气涡轮机的转子的旋转轴线轴向地延伸并且与彼此在圆周方向上间隔开的多个肋部，在内侧上被布置并且抵靠肋部放置的至少一个冲击板，在圆周方向上在束缚静子热屏蔽的端部侧中形成并且在其之中可以配合有至少一个密封元件的至少一个槽，以及在每种情况下在一端开放到端部侧、在向着外侧的方向上从槽间隔开、并且在另一末端开放到内侧、在轴向方向上从彼此间隔开的多个钻孔。

[0007] US2004/047725A1示出了围绕燃气涡轮机的转子叶片的外周而布置的环形形式的环段。环段包括叶片环、主轴和转子叶片，其中多个个体单元限定了环形形式，在其中它们围绕主轴的圆周方向被布置并且被布置为使得它们的内周表面从转子叶片的尖端以恒定距离被引导。在该环境中，个体单元形成凹陷，其沿着涡轮机的主轴的轴向方向延伸，使得它们彼此相对。环段还包括密封板以及接触表面，密封板在凹陷的每个相对的对中被配合，使得相邻对的个体单元被连接到彼此，接触表面在径向上比密封板进一步向内的位置处被形成并且在轴向方向上和圆周方向上延伸并且彼此接触。

[0008] 这样的护罩使得在例如用于维护或测试目的而发生的转子叶片排上工作期间需要执行被称为盖抬升的操作，即是说抬升整个上外壳部分以便于交换围绕转子叶片而布置的环段。盖抬升是非常繁重的。

[0009] 本发明基于解决这些缺陷的目的，以及提供插入件、环段、燃气涡轮机以及安装方法，使得操作转子叶片排而没有燃气涡轮机中的护罩也是可能的。

[0010] 该目的利用如权利要求1所述的燃气涡轮机以及如权利要求9所述的安装方法而实现。

[0011] 本发明的有利提炼在从属权利要求中限定并且在说明书中描述。

[0012] 根据本发明，其提供了在燃气涡轮机具有多个转子叶片排的情况下，在转子叶片排位于另一转子叶片排的下游的情况下，围绕其提供了由多个环段构成的环，多个环段中的至少一个包括环段体和插入件，其中待被附着到燃气涡轮机的涡轮机的环段体的插入件被设计为覆盖凹部并且具有盖板，该盖板具有凹的前侧和后侧和在该后侧上被布置的用于定位在环段体上的至少一个脚部。环段体具有在热气体侧上的凹部。环段体被设计用于与具有护罩的转子叶片排操作。

[0013] 在该环境下，进一步提供的是，在涡轮机中的环段体的安装状态中，插入件可以被引入到所述热气体路径中并且随后可以被固定到环段体。

[0014] 该布置有利地使得将燃气涡轮机从与具有护罩的转子叶片排操作转变成与没有护罩的转子叶片排操作是可能的而不需要使用新的环段。这省去了繁重的盖抬升的需要。节省对匹配的环段繁重的新制造也是可能的。

[0015] 因而，有利地提供有适用于与没有护罩的转子叶片排操作的燃气涡轮机。当替换转子叶片时，不必抬升燃气涡轮机的上外壳(盖抬升)。从出口侧的接入是足够的。根据本发明的燃气涡轮机因而特别适用于测试目的，其涉及对叶片机翼的更经常的改变。本燃气涡轮机允许这些测试被显著更快地建立并且实施。

[0016] 此外，根据本发明的燃气涡轮机可以易于通过从环段体移除至少一个插入件而与具有护罩的转子叶片排操作。

[0017] 在根据本发明的插入件的一个有利的实施例中，盖板在底侧上具有待被推入到环段体的底切部中的至少一个成形部分。

[0018] 成形部分用于在将插入件紧固到环段体之前对插入件的更快、更容易及更精确的定位。安装因而可以被更简单且更容易地实施。

[0019] 在根据本发明的插入件的进一步的有利实施例中，盖板具有从前侧行进到后侧的至少一个通路。

[0020] 因而，插入件可以简单地使用对应的螺钉或螺栓而被附着到环段体。

[0021] 在根据本发明的插入件的进一步的有利的实施例中，插入件是一体式的设计。

[0022] 这减少了个体部件的数量。这简化了装卸并节省了运输成本。

[0023] 在根据本发明的插入件的一个可替代实施例中，插入件是多件式设计并且盖板可以被连接到至少一个脚部。

[0024] 首先将插入件的至少一个脚部附着到环段体并且随后将插入件的盖板附着到至少一个脚部因而是可能的。

[0025] 在根据本发明的插入件的进一步的有利实施例中，盖板具有至少一个接纳槽并且脚部具有轨道，该轨道的形状对应于接纳槽。

[0026] 因而，至少一个脚部和盖板可以被紧固地连接到彼此而不使用工具。

[0027] 在根据本发明的插入件的进一步有利的实施例中，插入件包括多个脚部并且脚部通过脚板被连接到彼此。

[0028] 脚部由此相对于彼此被永久地定位。在安装在环段体期间，脚部可以被快速地布置。这简化了插入件在环段体上的安装。

[0029] 在根据本发明的插入件的进一步的有利实施例中，脚板具有穿过脚板的至少一个通路。

[0030] 因而，脚部凭借附着装置、特别是使用螺栓或螺钉而被简单地附着到环段体。

[0031] 燃气涡轮机的涡轮机的根据本发明的环段包括环段体，该环段体在安装状态中具有被定向为向着热气体路径的热气体侧。环段体在热气体侧上具有凹部。在该凹部中布置有以上所述类型的插入件。

[0032] 环段体因而被设计用于操作没有护罩的转子叶片排。

[0033] 根据本发明的插入件优选被集成到燃气涡轮机中。

[0034] 在根据本发明的安装方法中，插入件被固定到燃气涡轮机的涡轮机的环段体的凹部。在该环境下，凹部被布置在热气体侧上，该热气体侧在环段体的安装状态中被定向为向着燃气涡轮机的热气体路径。特别地，在环段体的安装状态中，插入件被引入到所述热气体路径中并且随后被固定到环段体。

[0035] 因而可能的是，特别是对于测试目的，燃气涡轮机的环段易于从用于与具有护罩的转子叶片排操作的配置转换到用于与没有护罩的转子叶片排操作的配置。反向变化也容易做到。

[0036] 本发明的示例实施例将基于附图和以下描述更为详细地进行讨论。附图说明[0037] 图1示出了根据本发明的燃气涡轮机，

[0038] 图2示出了根据本发明的环段，

[0039] 图3示出了根据本发明的插入件，以及

[0040] 图4示出了根据本发明的插入件的脚部。

[0041] 图1示出了根据本发明在示例实施例中的燃气涡轮机10。燃气涡轮机10包括涡轮机11，在涡轮机11中布置有至少一个转子叶片排12。围绕该转子叶片排12布置有由多个环段构成的环。转子叶片排12被布置为使得能够围绕旋转轴线20旋转。

[0042] 转子叶片排12特别是位于另一转子叶片排的下游。在图1中，对应的转子叶片排12是燃气涡轮机10的涡轮机11的第四转子叶片排。

[0043] 根据本发明的燃气涡轮机10具有根据本发明的至少一个环段13。图2示出了在示例实施例中的环段13的截面图。

[0044] 环段13包括环段体30和插入件14。

[0045] 环段体30包括热气体侧32。在安装状态中，热气体侧32被定向为向着燃气涡轮机10的热气体通路31。

[0046] 插入件14覆盖环段体30中的凹部23。凹部被布置在热气体侧32上。环段体30具有该凹部23以用于燃气涡轮机10与具有护罩的转子叶片排的操作。例如在测试阶段期间，为了使其不必移除一半的燃气涡轮机整个上外壳(盖抬升)，有益的是使用没有护罩的转子叶片排12。根据本发明的插入件14使得环段体30被适配到不具有护罩的转子叶片排12是可能的。

[0047] 该适配通过根据本发明的安装方法而发生，在其中插入件14被固定到凹部23。特别地，在环段体30已经被安装在燃气涡轮机10中时这可以发生。为此，插入件14被引入到热气体路径31中并且随后被固定到环段体30。

[0048] 图3示出了在示例实施例中的插入件14。在个体图示中所示的该插入件14包括带有后侧16以及带有凹的前侧15的盖板29。在安装状态中，前侧15被定向为向着热气体通路31。该插入件14在盖板29的后侧16上具有至少一个脚部17以用于定位在环段体30上。

[0049] 在所示的实施例中，插入件14包括两个脚部17。所示的插入件14在底侧26上还包括多个成形部分18。在底侧26上的成形部分18允许插入件14被推入到环段体30的底切部24中。至少一个脚部17将插入件14定位在其安装位置中。在图3中所示的插入件14具有五个通路21，从前侧15行进到后侧16。通路21用作将插入件14附着到环段体30。在该环境下，用于附着插入件14的装置被馈送通过通路21。图3示出了作为附着装置的五个螺栓19，对应于通路21的数量。螺栓19特别是带螺纹的螺栓或螺钉。在安装状态中，插入件14被紧固地连接到环段体30。在安装状态中，插入件14优选与环段体30齐平。将插入件14安装在环段体30上产生了根据本发明的环段13。

[0050] 根据本发明的插入件14的盖板29的前侧15是凹的，因而被适配到围绕转子叶片排12被布置的环段13。在安装状态中，前侧15的凹的曲面垂直于旋转轴线20。

[0051] 该插入件14对于每个通路21可以具有与通路21同轴布置的凹陷。用于附着插入件14(特别是螺钉的头)的附着装置可以被布置在凹陷中，从而不高出插入件14的轮廓。

[0052] 根据本发明的插入件14可以被一体式地制作。该至少一个脚部17随后与盖板29成一体。根据本发明的插入件14还可以可替代地被多件式地制作。随后，盖板29可以被连接到至少一个脚部17，特别是可以被推入到至少一个脚部17上。图4示出了根据本发明的插入件14的实施例。

[0053] 在所示的实施例中，插入件14具有两个脚部17，其通过脚板25被连接到彼此。在所示的实施例中，脚板25具有两个通路21。用于将脚板25附着到环段体30的附着装置可以被馈送通过这些通路21。图4示出了作为附着装置的螺栓19。多件式插入件14提供了首先将至少一个脚部17附着到环段体30并随后将盖板29附着到脚部17的可能性。对于盖板29和至少一个脚部17尤其可能的是被体现为使得盖板29可以被推到至少一个脚部17上。在图4中所示的实施例中，两个脚部17的每一个为此具有轨道28，并且盖板29包括两个接纳槽27。接纳槽27能够从上侧22被接入。轨道28和接纳槽27各自具有对应的形状。一旦盖板29已经被推到至少一个脚部17上，轨道28被布置在接纳槽27中，因而将盖板29紧固在至少一个脚部17上。

[0054] 尽管本发明已经通过优选的实施例的方式而更详细地进行了描述和说明，本发明不受所公开的示例的限制并且其它变化可通过本领域的技术人员由此衍生而不脱离本发明的保护范围。