CN103104348B - 用于涡轮系统中的过渡管的折合式密封件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于涡轮系统中的过渡管的折合式密封件。公开一种涡轮系统。在一个实施例中，涡轮系统包括过渡管。过渡管包括入口、出口和通路，通路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。过渡管的出口沿着纵向轴线和切向轴线相对于入口有所偏移。过渡管进一步包括用于与涡轮区段接口的接口部件。涡轮系统进一步包括接触接口部件的折合式密封件，以在接口部件和涡轮区段之间提供密封。
Description
本发明是根据美国能源部授予的合同DE-FC26-05NT42643而在政府支持下完成的。政府对本发明具有某些权利。
技术领域
本文公开的主题大体涉及涡轮系统，并且更具体而言，涉及涡轮系统的过渡管和涡轮区段之间的密封件。
背景技术
涡轮系统广泛地用于诸如功率发生的领域中。例如，传统的燃气轮机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。热气流被提供给涡轮区段，涡轮区段通过这样来利用热气流：从热气流中抽取能量，以对压缩机、发电机和其它多种负载提供动力。
涡轮系统的燃烧器区段大体包括用于使燃烧热气通过其中而流到涡轮区段或多个涡轮区段的管道或管。目前，已经引入了包括转移热气流的管道或管的燃烧器区段。例如，已经引入了用于燃烧器区段的管，该管在使热气沿纵向流过其中时，另外还沿径向或沿切向转移流，使得流具有多种角度分量。这些设计具有多种优点，包括消除了涡轮区段的第一级喷嘴。以前提供第一级喷嘴来转移热气流，而且由于这些管的设计的原因，可不需要第一级喷嘴。消除第一级喷嘴可消除相关联的压降，以及提高涡轮系统的效率和功率输出。
但是，这些管与涡轮区段的连接日益令人担忧。例如，因为管不只是沿着纵向轴线延伸，而是从管的入口至管的出口以偏离轴线的方式转变，管的热膨胀可导致在管中有沿着多种轴线或围绕多种轴线的不合需要的转变。这样的转变可导致管和涡轮区段之间有意料外间隙，从而不合需要地允许冷却空气和热气泄漏与混合。
因此，在涡轮系统的燃烧器管和涡轮区段之间的改进的密封在本领域中将是合乎需要的。例如，在允许管有热增长的同时防止管和涡轮区段之间有间隙的密封件将是有利的。
发明内容
将在以下描述中部分地阐述本发明的各方面和优点，或者根据描述，本发明的各方面和优点可为显而易见的，或者可通过实践本发明来学习本发明的各方面和优点。
在一个实施例中，公开一种涡轮系统。该涡轮系统包括过渡管。过渡管包括入口、出口和通路，通路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。过渡管的出口沿着纵向轴线和切向轴线相对于入口有所偏移。过渡管进一步包括用于与涡轮区段接口的接口部件。涡轮系统进一步包括接触接口部件的折合式密封件(convolutionseal)，以在接口部件和涡轮区段之间提供密封。
在另一个实施例中，公开一种涡轮系统。该涡轮系统包括过渡管。过渡管包括入口、出口和通路，通路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。过渡管的出口沿着纵向轴线和切向轴线相对于入口有所偏移。过渡管进一步包括第一接口部件。涡轮系统另外包括包含第二接口部件的涡轮区段。涡轮系统进一步包括折合式密封件，折合式密封件接触第一接口部件和第二接口部件，并且在第一接口部件和第二接口部件之间提供密封。
参照以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解。结合在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用来阐明本发明的原理。
附图说明
在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整和能够实施的公开，包括本公开的最佳模式，说明书参照了附图，其中：
图1是根据本公开的一个实施例的燃气轮机系统的示意图；
图2是根据本公开的一个实施例的燃气轮机系统的若干部分的横截面图；
图3是根据本公开的一个实施例的成环形阵列的过渡管的透视图；
图4是根据本公开的一个实施例的多个过渡管的俯视透视图；
图5是根据本公开的一个实施例的多个过渡管的后视透视图；
图6是根据本公开的一个实施例的多个过渡管的侧视透视图；
图7是根据本公开的一个实施例的燃气轮机系统的涡轮区段的横截面图；以及
图8是根据本公开的一个实施例的、在过渡管和涡轮区段之间的接口的横截面图；
图9是根据本公开的一个实施例的、在图8中显示的在过渡管和涡轮区段之间的接口的一部分的局部横截面图；
图10是根据本公开的另一个实施例的、在过渡管和涡轮区段之间的接口的一部分的局部横截面图；
图11是根据本公开的另一个实施例的、在过渡管和涡轮区段之间的接口的一部分的局部横截面图；
图12是根据本公开的另一个实施例的、在过渡管和涡轮区段之间的接口的一部分的局部横截面图；
图13是根据本公开的另一个实施例的、在过渡管和涡轮区段之间的接口的一部分的局部横截面图；以及
图14是根据本公开的另一个实施例的、在过渡管和涡轮区段之间的接口的一部分的局部横截面图。
部件列表
10涡轮系统
12压缩机区段
14燃烧器区段
15燃烧器
16涡轮区段
18轴
21壳体
22燃烧器衬套
24燃烧区
26过渡件
30流动套管
32流径
34冲击套管
36流径
38外部环带
40燃料喷嘴
50过渡管
52入口
54出口
56通路
90纵向轴线
92切向轴线
94径向轴线
98纵向轴线
102护罩
104热气路径
106护罩块
112轮叶
114喷嘴
122第一级轮叶组件
123第二级喷嘴组件
124第二级轮叶组件
125第三级喷嘴组件
126第三级轮叶组件
140折合式密封件
142第一接口部件
144第二接口部件
146突出部
152外部支腿
154外部支腿
156内部支腿
158内部支腿
162端部
164端部
166交接部
168交接部
170交接部
172交接部
182宽度
184宽度
190通道。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，在图中示出实施例的一个或多个示例。以阐明本发明而非限制本发明的方式来提供各个示例。事实上，对本领域技术人员显而易见的将是，可在本发明中作出多种改良和变型，而不偏离本发明的范围或精神。例如，示出或描述成一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因而，意图的是本发明覆盖在所附权利要求及其等效方案的范围内的这样的改良和变型。
图1是燃气轮机系统10的示意图。应当理解，本公开的涡轮系统10不必是燃气轮机系统10，而是可为任何适当的涡轮系统10，诸如蒸汽轮机系统或其它适当的系统。燃气轮机系统10可包括压缩机区段12、燃烧器区段14(如下面论述的那样，其可包括多个燃烧器15)和涡轮区段16。压缩机区段12和涡轮区段16可通过轴18而联接。轴18可为单个轴或联接在一起而形成轴18的多个轴节段。轴18可进一步联接到发电机或其它适当的能量存储装置上，或者可直接连接到例如电网上。来自系统10的排气可排到大气中，流到蒸汽轮机或其它适当的系统，或者通过热回收蒸汽发生器而再循环。
参照图2，示出了燃气轮机系统10的若干部分的简图。如图2中显示的那样，燃气轮机系统10包括用于对流过系统10的工作流体加压的压缩机区段12，如下面论述的那样。从压缩机区段12排出的受加压工作流体流到燃烧器区段14中，燃烧器区段14可包括围绕系统10的轴线而设置成环形阵列的多个燃烧器15(在图2中仅示出了其中一个)。进入燃烧器区段14的工作流体与燃料(诸如天然气或另一种适当的液体或气体)混合且燃烧。热的燃烧气体从各个燃烧器15流到涡轮区段16，以驱动系统10和产生功率。
燃气轮机10中的燃烧器15可包括用于混合和燃烧工作流体与燃料的多种构件。例如，燃烧器15可包括壳体21，诸如压缩机排放壳体21。多个套管(其可为沿轴向的延伸的环形套管)可至少部分地设置在壳体21中。如图2中显示的那样，套管沿着大体纵向的轴线98沿轴向延伸，使得套管的入口沿轴向对准出口。例如，燃烧器衬套22大体可在其中限定燃烧区24。工作流体、燃料以及可选的氧化剂的燃烧大体可在燃烧区24中进行。所产生的热的燃烧气体大体可沿着纵向轴线98沿轴向向下游流过燃烧衬套22而进入到过渡件26中，以及然后沿着纵向轴线98大体沿轴向流过过渡件26，并且进入到涡轮区段16中。
燃烧器15可进一步包括燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40。燃料可由一个或多个歧管(未显示)供应给燃料喷嘴40。如下面论述的那样，燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40可将燃料以及可选地将工作流体供应给燃烧区24，以进行燃烧。
如图3至6中显示的那样，根据本公开的燃烧器15可包括过渡管50。可提供本公开的过渡管50来代替其它燃烧器的多种沿轴向延伸的套管。例如，过渡管50可代替沿轴向延伸的过渡件26，以及可选地，代替燃烧器15的燃烧器衬套22。因而，过渡管可从燃料喷嘴40或者从燃烧器衬套22延伸。如下面论述的那样，过渡管50可提供优于沿轴向延伸的燃烧器衬套22和用于使工作流体流过其中且流到涡轮区段16的过渡件26的多种优点。
如所显示的那样，多个过渡管50可围绕纵向轴线90而设置成环形阵列。另外，各个过渡管50可在燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40和涡轮区段16之间延伸。例如，各个过渡管50可从燃料喷嘴40延伸到涡轮区段16。因而，工作流体大体可从燃料喷嘴40流过过渡管50而到达涡轮区段16。在一些实施例中，过渡管50可有利地允许消除涡轮区段中的第一级喷嘴，这可消除任何相关联的阻力和压降，以及提高系统10的效率和输出。
各个过渡管50可具有入口52、出口54，以及在它们之间的通路56。过渡管50的入口52和出口54可具有大体圆形或椭圆形的横截面、长方形横截面、三角形横截面，或者任何其它适当的多边形横截面。另外，应当理解，过渡管50的入口52和出口54不必具有形状类似的横截面。例如，在一个实施例中，入口52可具有大体圆形的横截面，而出口54则可具有大体长方形的横截面。
另外，通路56大体可在入口52和出口54之间渐缩。例如，在示例性实施例中，通路56的至少一部分可为大体圆锥形形状。但是，另外或备选地，通路56或其任何部分可具有大体长方形的横截面、三角形横截面，或者任何其它适当的多边形横截面。应当理解，随着通路56从相对较大的入口52渐缩到相对较小的出口54，通路56的横截面形状可在整个通路56或其任何部分上有所改变。
多个过渡管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡管50的入口52有所偏移。如本文所用，用语“偏移”表示沿着标识的坐标方向隔开。多个过渡管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡管50的入口52沿纵向有所偏移，诸如沿着纵向轴线90偏移。
另外，在示例性实施例中，多个过渡管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡管50的入口52沿切向有所偏移，诸如沿着切向轴线92偏移。因为多个过渡管50中的各个的出口54相对于相应的过渡管50的入口52沿切向有所偏移，所以过渡管50可有利地利用通过过渡管50的工作流体流的切向分量来消除在涡轮区段16中对第一级喷嘴的需要，如下面论述的那样。
另外，在示例性实施例中，多个过渡管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡管50的入口52沿径向有所偏移，诸如沿着径向轴线94偏移。因为多个过渡管50中的各个的出口54相对于相应的过渡管50的入口52沿径向有所偏移，所以过渡管50可有利地利用通过过渡管50的工作流体流的径向分量来进一步消除在涡轮区段16中对第一级喷嘴的需要，如下面论述的那样。
应当理解，针对各个过渡管50相对于成环形阵列的过渡管50所限定的周长来限定切向轴线92和径向轴线94，如图3中显示的那样，并且针对围绕周长的各个过渡管50，基于围绕纵向轴线90而设置成环形阵列的过渡管50的数量，轴线92和94有所改变。
如所论述的那样，在热的燃烧气体流过过渡管50之后，它们可从过渡管50流到涡轮区段16中。如图7至14中显示的那样，根据本公开的涡轮区段16可包括护罩102，护罩102可限定热气路径104。护罩102可由多个护罩块106形成。护罩块106可设置成一个或多个环形阵列，它们中的各个可在其中限定热气路径104的一部分。
涡轮区段16可进一步包括多个轮叶112和多个喷嘴114。多个轮叶112和喷嘴114中的各个可至少部分地设置在热气路径104中。另外，多个轮叶112和多个喷嘴114可设置成一个或多个环形阵列，它们中的各个可限定热气路径104的一部分。
涡轮区段16可包括多个涡轮级。各个级可包括设置成环形阵列的多个轮叶112和设置成环形阵列的多个喷嘴114。例如，在一个实施例中，涡轮区段16可具有三个级，如图7中显示的那样。例如，涡轮区段16的第一级可包括第一级喷嘴组件(未显示)和第一级轮叶组件122。喷嘴组件可包括围绕轴18沿周向设置和固定的多个喷嘴114。轮叶组件122可包括围绕轴18沿周向设置且联接到轴18上的多个轮叶112。但是，在其中涡轮区段联接到包括多个过渡管50的燃烧器区段14上的示例性实施例中，可消除第一级喷嘴组件，使得未有喷嘴设置在第一级轮叶组件122的上游。可相对于通过热气路径104的热的燃烧气体流来限定上游。
涡轮区段16的第二级可包括第二级喷嘴组件123和第二级轮叶组件124。可围绕轴18沿周向来设置和固定包括在喷嘴组件123中的喷嘴114。可围绕轴18沿周向来设置包括在轮叶组件124中的轮叶112，并且将轮叶112联接到轴18上。因而，第二级喷嘴组件123沿着热气路径104定位在第一级轮叶组件122和第二级轮叶组件124之间。涡轮区段16的第三级可包括第三级喷嘴组件125和第三级轮叶组件126。可围绕轴18沿周向来设置和固定包括在喷嘴组件125中的喷嘴114。可围绕轴18沿周向来设置包括在轮叶组件126中的轮叶112，并且将轮叶112联接到轴18上。因而，第三级喷嘴组件125沿着热气路径104定位在第二级轮叶组件124和第三级轮叶组件126之间。
应当理解，涡轮区段16不限于三个级，而是任何数量的级均在本公开的范围和精神内。
如上面论述的那样，多个过渡管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡管50的入口52沿纵向、沿径向和/或沿切向有所偏移。由于在系统10的运行期间的热增长的原因，过渡管50的这些多种偏移可导致过渡管50的意料外移动。例如，过渡管50的出口54可与涡轮区段16接口，以允许热气在它们之间流动。但是，热增长可导致出口54相对于涡轮区段16围绕或者沿着纵向轴线90、切向轴线92和/或径向轴线94中的一个或多个而移动。
为了防止出口54和涡轮区段16之间有间隙，本公开可进一步涉及一个或多个折合式密封件140。可在出口54和涡轮区段16之间的接口处提供各个折合式密封件140。发明人已经发现，折合式密封件在密封出口54和涡轮区段16之间的接口方面特别有利，因为折合式密封件140可适应出口54沿着或围绕多种轴线90、92、94的意料外移动。
如图4至6以及8至14中显示的那样，根据本公开的过渡管50包括一个或多个第一接口部件142。接口部件142定位在过渡管50的出口54附近，并且可与涡轮区段16接口。接口部件142可围绕过渡管50的整个周缘或其任何部分延伸。例如，图4至6以及8至12示出了上部接口部件142和下部接口部件142。
各个接口部件142可与涡轮区段16上的任何适当的表面接口。这种表面可为第二接口部件144的一部分或者可为第二接口部件144，如图8至14中显示的那样。在示例性实施例中，第二接口部件144可设置在护罩102的上游外表面上，或者可为该上游外表面，这可包括多个护罩块106的上游外表面。这些护罩块106可至少部分地限定涡轮区段16的第一级。
如所显示的那样，根据本公开的折合式密封件140可接触第一接口部件142和相关联的第二接口部件144。这种接触可允许第一部件142和第二部件144接口，并且可在第一接口部件142和第二接口部件144之间提供密封，以及从而在过渡管50和涡轮区段16之间提供密封。
根据本公开的折合式密封件140具有如所显示的那样的一个或多个折叠部或弯曲部，从而限定有利于密封的多个支腿。密封件140可由金属或金属合金形成，或者由任何其它适当的材料形成。如下面论述的那样，密封件140中的折合部可允许密封件的多个支腿相对于彼此而弯曲，以有利于密封。如图4至6以及8至14中显示的那样，根据本公开的折合式密封件140可包括外部支腿152和154。在一些实施例中，折合式密封件140可进一步包括在外部支腿152、154之间的内部支腿156、158。外部支腿152、154可限定端部162、164。在一些实施例中，如图4至6以及8至12中显示的那样，外部支腿152可在交接部166处连接到内部支腿156上，并且外部支腿164可在交接部168处连接到内部支腿158上。内部支腿156和158可在交接部170处联接到彼此上。因而，外部支腿152、154和内部支腿156、158可形成大体W形横截面，如所显示的那样。在其它实施例中，如图13中显示的那样，外部支腿152和154可在交接部172处连接到彼此上，在它们之间没有内部支腿，并且从而可形成大体V形横截面，如所显示的那样。在另外的其它实施例中，如图14中显示的那样，外部支腿152可在交接部166处连接到内部支腿156上，并且外部支腿164可在交接部168处连接到内部支腿158上。额外的内部支腿156和158可与连接到外部支腿152、154上的内部支腿156、158连接。内部支腿156和158可在交接部170处联接到彼此上。如所显示的那样，多种交接部是折合部。应当理解，可在折合式密封件的外部支腿之间提供零个、一个、两个、三个、四个或更多个内部支腿，并且内部支腿可具有根据本公开的任何适当的布置。
如上面提到的那样，根据本公开的折合式密封件140可接触第一接口部件142，并且可进一步接触第二接口部件144，以在接口部件之间提供密封，以及从而在过渡管50和涡轮区段16之间提供密封。在示例性实施例中，一个外部支腿152可接触第一接口部件142或第二接口部件144中的一个，并且其它外部支腿154可接触第一接口部件142或第二接口部件144中的另一个。内部支腿156、158可连接外部支腿152、154，或者外部支腿152、154可连接到彼此上。因而，折合式密封件140可在接口部件之间有利地提供密封。
外部支腿152、154和/或内部支腿156、158中的一个或多个或其任何部分可为直线式的或曲线式的。因而，支腿152、154、156、158或其部分的横截面轮廓可以直线的方式或以曲线的方式延伸。例如，在一个实施例中，如图8和9中显示的那样，外部支腿152、154的一部分可为曲线式的，而包括端部162、164和/或交接部166、168的包围部分则是直线式的。在其它实施例中，外部支腿152、154的其它部分，诸如包括端部162、164和/或交接部166、168的部分，可为曲线式的，而其它部分则是直线式的。应当理解，根据本公开的外部支腿152，154的任何部分或多个部分可为直线式的或曲线式的。在其它实施例中，如图10中显示的那样，整个外部支腿152、154可为曲线式的。在另外的其它实施例中，如图11至14中显示的那样，外部支腿152、154可为直线式的。
如图8至14中进一步显示的那样，外部支腿152和154(诸如其横截面轮廓)可相对于彼此具有多种位置。例如，在一些实施例中，如图11中显示的那样，当在运行状况中时，支腿152和154可为大体平行的。运行状况是其中密封件140经受其在系统10的正常运行期间可经受的温度或温度范围和压力或压力范围的状况。例如，在一个实施例中，运行状况可为密封件140在系统10的运行期间在系统10的内部经受的状况。在这些实施例中，以及在另外的实施例中，如图11中显示的那样，在支腿152和154之间在端部162和164处的宽度182可大体等于在支腿之间在交接部166和168处的宽度184。在其它实施例中，如图8至10以及12至14中显示的那样，第一外部支腿152和/或第二外部支腿154在运行状况中可具有向外的偏斜。在这些实施例中，在支腿152和154之间在端部162和164处的宽度182可大体大于在支腿之间在交接部166和168或交接部172(宽度184在此处可为零)处的宽度184，如所显示的那样。在另外的其它实施例中，第一外部支腿152和/或第二外部支腿154在运行状况中可具有向内的偏斜。在这些实施例中，在支腿152和154之间在端部162和164处的宽度182可大体小于在支腿之间在交接部166和168处的宽度184。
在示例性实施例中，诸如图3至6以及8至14中显示的第一接口部件142和/或第二接口部件144的接口部件包括通道190。通道190可限定在接口部件的与相关联的接口部件接口的表面中。如所显示的那样，折合式密封件140可至少部分地设置在通道190或多个通道190中。在系统10的运行期间，通道190可保持折合式密封件。
本公开的折合式密封件140可有利地允许过渡管50(诸如过渡管50的出口54)围绕或沿着多种轴线90、92、94中的一个或多个移动，同时保持对涡轮区段16的密封。这可有利地适应过渡管50的热增长(这可如上面论述的那样被抵销)，同时允许过渡管50保持充分地密封到涡轮区段16上。在示例性实施例中，例如，折合式密封件140可允许过渡管50(诸如过渡管50的出口54)围绕或沿着纵向轴线90、切向轴线92和径向轴线94中的一个、两个或三个移动。在示例性实施例中，折合式密封件140允许围绕或沿着三个轴线移动。因而，折合式密封件140有利地提供适应本公开的过渡管50的意料外移动的密封。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。
Claims (14)
1.一种涡轮系统，包括：
过渡管，其包括入口、出口和通路，所述通路在所述入口和所述出口之间延伸，并且限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线，所述过渡管的所述出口沿着所述纵向轴线和所述切向轴线相对于所述入口有所偏移，所述过渡管进一步包括用于与涡轮区段接口的接口部件，所述接口部件包括通道，所述通道包括径向内部的第一壁，与所述第一壁相对的径向外部的第二壁，以及联接所述第一壁和所述第二壁的第三壁；以及
折合式密封件，其接触所述接口部件，且至少部分地设置在所述通道中，以在所述接口部件和所述涡轮区段之间提供密封，其中，所述折合式密封件包括第一外部支腿和第二外部支腿，且其中，所述第一外部支腿和所述第二外部支腿在运行状况中时远离彼此向外偏斜，且
其中，所述第一外部支腿和第二外部支腿中的一个接触所述第三壁，而所述第一外部支腿和第二外部支腿中的另一个接触所述涡轮区段。
2.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述第一外部支腿和所述第二外部支腿中的一个的至少一部分是曲线式的。
3.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述第一外部支腿和所述第二外部支腿中的一个的至少一部分是直线式的。
4.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述涡轮系统进一步包括多个折合式密封件。
5.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述涡轮系统进一步包括多个接口部件。
6.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述过渡管的所述出口沿着所述径向轴线进一步相对于所述入口有所偏移。
7.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述涡轮系统进一步包括多个过渡管，所述多个过渡管中的各个围绕所述纵向轴线而环形地设置，并且连接到所述涡轮区段上。
8.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述接口部件是第一接口部件，所述涡轮系统进一步包括所述涡轮区段，所述涡轮区段包括用于与所述第一接口部件接口的第二接口部件，所述折合式密封件接触所述第二接口部件，以在所述第一接口部件和所述第二接口部件之间提供密封。
9.根据权利要求8所述的涡轮系统，其特征在于，所述涡轮区段包括第一级轮叶组件，以及其中，在所述第一级轮叶组件的上游未设置喷嘴。
10.一种涡轮系统，包括：
过渡管，其包括入口、出口和通路，所述通路在所述入口和所述出口之间延伸，并且限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线，所述过渡管的所述出口沿着所述纵向轴线和所述切向轴线相对于所述入口有所偏移，所述过渡管进一步包括第一接口部件，所述第一接口部件包括通道，所述通道包括径向内部的第一壁，与所述第一壁相对的径向外部的第二壁，以及联接所述第一壁和所述第二壁的第三壁；
涡轮区段，其包括第二接口部件；以及
折合式密封件，其接触所述第一接口部件和所述第二接口部件，并且在所述第一接口部件和所述第二接口部件之间提供密封，其中，所述折合式密封件至少部分地设置在所述通道中，且包括第一外部支腿和第二外部支腿，且其中，所述第一外部支腿和所述第二外部支腿在运行状况中时远离彼此向外偏斜，且
其中，所述第一外部支腿和第二外部支腿中的一个接触所述第三壁，而所述第一外部支腿和第二外部支腿中的另一个接触所述涡轮区段。
11.根据权利要求10所述的涡轮系统，其特征在于，所述第一外部支腿和所述第二外部支腿中的一个的至少一部分是曲线式的。
12.根据权利要求10所述的涡轮系统，其特征在于，所述第一外部支腿和所述第二外部支腿中的一个的至少一部分是直线式的。
13.根据权利要求10所述的涡轮系统，其特征在于，所述涡轮系统进一步包括多个折合式密封件。
14.根据权利要求10所述的涡轮系统，其特征在于，所述涡轮系统进一步包括多个第一接口部件和多个第二接口部件。
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|---|---|---|---|---|
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| US20130283817A1 (en) * | 2012-04-30 | 2013-10-31 | General Electric Company | Flexible seal for transition duct in turbine system |
| EP3124749B1 (en) * | 2015-07-28 | 2018-12-19 | Ansaldo Energia Switzerland AG | First stage turbine vane arrangement |
| US9810434B2 (en) * | 2016-01-21 | 2017-11-07 | Siemens Energy, Inc. | Transition duct system with arcuate ceramic liner for delivering hot-temperature gases in a combustion turbine engine |
| US10227883B2 (en) | 2016-03-24 | 2019-03-12 | General Electric Company | Transition duct assembly |
| US11519282B2 (en) * | 2019-11-11 | 2022-12-06 | Raytheon Technologies Corporation | Ceramic matrix composite-based seal |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6450762B1 (en) * | 2001-01-31 | 2002-09-17 | General Electric Company | Integral aft seal for turbine applications |
| CN102144076A (zh) * | 2008-09-05 | 2011-08-03 | 西门子能源公司 | 燃气轮机的多个燃烧器单元的过渡管道之间的密封结构 |
Family Cites Families (52)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4422288A (en) | 1981-03-02 | 1983-12-27 | General Electric Company | Aft mounting system for combustion transition duct members |
| US4465284A (en) * | 1983-09-19 | 1984-08-14 | General Electric Company | Scalloped cooling of gas turbine transition piece frame |
| GB2190154B (en) | 1986-05-02 | 1990-01-10 | Heat Transfer Technology | Metallic sealing ring |
| US5240263A (en) * | 1988-06-01 | 1993-08-31 | Specialist Sealing Limited | Metallic sealing rings and their manufacture |
| US5118120A (en) | 1989-07-10 | 1992-06-02 | General Electric Company | Leaf seals |
| US5077967A (en) | 1990-11-09 | 1992-01-07 | General Electric Company | Profile matched diffuser |
| US5149250A (en) | 1991-02-28 | 1992-09-22 | General Electric Company | Gas turbine vane assembly seal and support system |
| US5249920A (en) | 1992-07-09 | 1993-10-05 | General Electric Company | Turbine nozzle seal arrangement |
| FR2711771B1 (fr) | 1993-10-27 | 1995-12-01 | Snecma | Diffuseur de chambre à alimentation circonférentielle variable. |
| US5414999A (en) | 1993-11-05 | 1995-05-16 | General Electric Company | Integral aft frame mount for a gas turbine combustor transition piece |
| US5457954A (en) | 1993-12-21 | 1995-10-17 | Solar Turbines Inc | Rolling contact mounting arrangement for a ceramic combustor |
| DE69523545T2 (de) | 1994-12-20 | 2002-05-29 | General Electric Co., Schenectady | Verstärkungrahmen für Gasturbinenbrennkammerendstück |
| DE19549143A1 (de) | 1995-12-29 | 1997-07-03 | Abb Research Ltd | Gasturbinenringbrennkammer |
| US6076835A (en) | 1997-05-21 | 2000-06-20 | Allison Advanced Development Company | Interstage van seal apparatus |
| US5934687A (en) | 1997-07-07 | 1999-08-10 | General Electric Company | Gas-path leakage seal for a turbine |
| EP0924470B1 (de) | 1997-12-19 | 2003-06-18 | MTU Aero Engines GmbH | Vormischbrennkammer für eine Gasturbine |
| GB2335470B (en) | 1998-03-18 | 2002-02-13 | Rolls Royce Plc | A seal |
| US6471475B1 (en) | 2000-07-14 | 2002-10-29 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Integrated duct diffuser |
| US6431825B1 (en) | 2000-07-28 | 2002-08-13 | Alstom (Switzerland) Ltd | Seal between static turbine parts |
| US6442946B1 (en) | 2000-11-14 | 2002-09-03 | Power Systems Mfg., Llc | Three degrees of freedom aft mounting system for gas turbine transition duct |
| US6431555B1 (en) | 2001-03-14 | 2002-08-13 | General Electric Company | Leaf seal for inner and outer casings of a turbine |
| US6564555B2 (en) | 2001-05-24 | 2003-05-20 | Allison Advanced Development Company | Apparatus for forming a combustion mixture in a gas turbine engine |
| US6537023B1 (en) | 2001-12-28 | 2003-03-25 | General Electric Company | Supplemental seal for the chordal hinge seal in a gas turbine |
| JP3951928B2 (ja) * | 2002-02-21 | 2007-08-01 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン用高温部材 |
| US6652229B2 (en) | 2002-02-27 | 2003-11-25 | General Electric Company | Leaf seal support for inner band of a turbine nozzle in a gas turbine engine |
| GB2390890B (en) | 2002-07-17 | 2005-07-06 | Rolls Royce Plc | Diffuser for gas turbine engine |
| US6662567B1 (en) | 2002-08-14 | 2003-12-16 | Power Systems Mfg, Llc | Transition duct mounting system |
| US6834507B2 (en) | 2002-08-15 | 2004-12-28 | Power Systems Mfg., Llc | Convoluted seal with enhanced wear capability |
| US7007480B2 (en) | 2003-04-09 | 2006-03-07 | Honeywell International, Inc. | Multi-axial pivoting combustor liner in gas turbine engine |
| US7024863B2 (en) | 2003-07-08 | 2006-04-11 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Combustor attachment with rotational joint |
| JP4322600B2 (ja) | 2003-09-02 | 2009-09-02 | イーグル・エンジニアリング・エアロスペース株式会社 | シール装置 |
| US7721547B2 (en) | 2005-06-27 | 2010-05-25 | Siemens Energy, Inc. | Combustion transition duct providing stage 1 tangential turning for turbine engines |
| US7637110B2 (en) | 2005-11-30 | 2009-12-29 | General Electric Company | Methods and apparatuses for assembling a gas turbine engine |
| US7784264B2 (en) * | 2006-08-03 | 2010-08-31 | Siemens Energy, Inc. | Slidable spring-loaded transition-to-turbine seal apparatus and heat-shielding system, comprising the seal, at transition/turbine junction of a gas turbine engine |
| EP1903184B1 (en) | 2006-09-21 | 2019-05-01 | Siemens Energy, Inc. | Combustion turbine subsystem with twisted transition duct |
| US8322146B2 (en) | 2007-12-10 | 2012-12-04 | Alstom Technology Ltd | Transition duct assembly |
| US7976074B2 (en) * | 2008-03-28 | 2011-07-12 | Corrosion Control Corporation | Isolation gasket system incorporating secondary seal and compression limiter |
| US8065881B2 (en) | 2008-08-12 | 2011-11-29 | Siemens Energy, Inc. | Transition with a linear flow path with exhaust mouths for use in a gas turbine engine |
| US8113003B2 (en) | 2008-08-12 | 2012-02-14 | Siemens Energy, Inc. | Transition with a linear flow path for use in a gas turbine engine |
| US8091365B2 (en) | 2008-08-12 | 2012-01-10 | Siemens Energy, Inc. | Canted outlet for transition in a gas turbine engine |
| FR2937098B1 (fr) * | 2008-10-15 | 2015-11-20 | Snecma | Etancheite entre une chambre de combustion et un distributeur de turbine dans une turbomachine |
| US9822649B2 (en) | 2008-11-12 | 2017-11-21 | General Electric Company | Integrated combustor and stage 1 nozzle in a gas turbine and method |
| US8162327B2 (en) * | 2009-01-16 | 2012-04-24 | Seal Science And Technology, Llc | Metal seals for weld-deformed high temperature pneumatic ducting joints |
| US8616007B2 (en) | 2009-01-22 | 2013-12-31 | Siemens Energy, Inc. | Structural attachment system for transition duct outlet |
| US8534076B2 (en) | 2009-06-09 | 2013-09-17 | Honeywell Internationl Inc. | Combustor-turbine seal interface for gas turbine engine |
| US8388307B2 (en) * | 2009-07-21 | 2013-03-05 | Honeywell International Inc. | Turbine nozzle assembly including radially-compliant spring member for gas turbine engine |
| US8511972B2 (en) | 2009-12-16 | 2013-08-20 | Siemens Energy, Inc. | Seal member for use in a seal system between a transition duct exit section and a turbine inlet in a gas turbine engine |
| US20110259015A1 (en) | 2010-04-27 | 2011-10-27 | David Richard Johns | Tangential Combustor |
| US8985592B2 (en) * | 2011-02-07 | 2015-03-24 | Siemens Aktiengesellschaft | System for sealing a gap between a transition and a turbine |
| US8978388B2 (en) | 2011-06-03 | 2015-03-17 | General Electric Company | Load member for transition duct in turbine system |
| US20120304665A1 (en) | 2011-06-03 | 2012-12-06 | General Electric Company | Mount device for transition duct in turbine system |
| US8701415B2 (en) * | 2011-11-09 | 2014-04-22 | General Electric Company | Flexible metallic seal for transition duct in turbine system |
-
2011
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6450762B1 (en) * | 2001-01-31 | 2002-09-17 | General Electric Company | Integral aft seal for turbine applications |
| CN102144076A (zh) * | 2008-09-05 | 2011-08-03 | 西门子能源公司 | 燃气轮机的多个燃烧器单元的过渡管道之间的密封结构 |
Also Published As
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