CN106194432B - 具有自然对流通风系统的涡轮机负载联接装置 - Google Patents

具有自然对流通风系统的涡轮机负载联接装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有自然对流通风系统的涡轮机负载联接装置。具体而言，一种负载联接装置(22)包括：包括内部部分(42)的外壳(40)、设置在外壳(40)中的环境空气入口(45)和布置在外壳(40)中的负载联接防护件(60)。负载联接防护件(60)包括涡轮机端(63)和负载端(65)以及在其间延伸的通路(67)。排放口(90)从负载联接防护件(60)向上延伸。排放口(90)流体地暴露至负载端(65)。环境空气入口通路形成在负载联接防护件(60)中且流体地连接环境空气入口(45)和排放口(90)。负载端(65)与涡轮机端(63)大致流体地分离。

Description

具有自然对流通风系统的涡轮机负载联接装置
技术领域
本文中公开的主题涉及涡轮机的领域，且更具体地涉及具有自然对流通风系统的涡轮机负载联接装置。
背景技术
燃气涡轮机典型地包括压缩机部分、涡轮部分和燃烧器组件。燃烧器组件将来自压缩机部分的流体与燃料混合以形成易燃的混合物。易燃的混合物燃烧从而形成沿着涡轮部分的热气体通道传送的热气体。涡轮部分包括具有安装到转子的翼型件的若干级，其将来自热气体的热能转换成机械的旋转能。来自压缩机的额外流体传送通过翼型件和涡轮部分的其他区段用于冷却目的。通常，涡轮机可通过负载联接装置联接到负载，诸如发电机。
发明内容
根据示例性实施例的一个方面，负载联接装置包括：包括内部部分的外壳、设置在外壳中的环境空气入口、负载联接轴以及布置在外壳中的负载联接防护件。负载联接防护件包括涡轮机端和负载端以及在其间延伸的通路。排放口从负载联接防护件向上延伸。排放口流体地暴露至负载端。环境空气入口通路形成在负载联接防护件中且流体地连接环境空气入口和排放口。负载端与涡轮机端大致流体地分离。
根据示例性实施例的另一方面，涡轮机包括压缩机部分、操作地连接到压缩机部分的涡轮部分、流体地连接到压缩机部分和涡轮部分中的每一个的燃烧器组件、机械地连结到压缩机部分和涡轮部分中的一者的负载，以及负载联接装置，其与压缩机部分和涡轮部分中的所述一者以及负载对接。负载联接装置包括：包括内部部分的外壳、设置在外壳中的环境空气入口和布置在外壳中的负载联接防护件。负载联接防护件包括联接到压缩机部分和涡轮部分中的所述一者的涡轮机端、联接到负载的负载端以及在其间延伸的通路。排放口从负载联接防护件向上延伸。排放口流体地暴露至负载端。环境空气入口通路形成在负载联接防护件中且流体地连接到环境空气入口和排放口。负载端与涡轮机端大致流体地分离。
根据示例性实施例的还有另一方面，涡轮机包括压缩机部分、操作地连接到压缩机部分的涡轮部分、流体地连接到压缩机部分和涡轮部分中的每一个的燃烧器组件、机械地连结到压缩机部分和涡轮部分中的一者的负载、流体地连接到压缩机部分的进气系统，以及与压缩机部分和涡轮部分中的所述一者以及负载对接的负载联接装置。负载联接装置包括：包括内部部分的外壳、设置在外壳中的环境空气入口和布置在外壳中的负载联接防护件。负载联接防护件包括联接到压缩机部分和涡轮部分中的所述一者的涡轮机端、联接到负载的负载端以及在其间延伸的通路。排放口从负载联接防护件向上延伸。排放口流体地暴露至负载端。环境空气入口通路形成在负载联接防护件中且流体地连接到环境空气入口和排放口。负载端与涡轮机端大致流体地分离。
技术方案1. 一种负载联接装置，包括：
包括内部部分的外壳；
设置在所述外壳中的环境空气入口；
布置在所述外壳中的负载联接防护件，所述负载联接防护件包括涡轮机端和负载端以及在其间延伸的通路；
从所述负载联接防护件向上延伸的排放口，所述排放口流体地暴露至所述负载端；以及
环境空气入口通路，其形成在所述负载联接防护件中且流体地连接所述环境空气入口和所述排放口，其中，所述负载端与所述涡轮机端大致流体地分离。
技术方案2. 根据技术方案1所述的负载联接装置，其中，所述负载联接防护件包括延伸到所述通路中的至少一个挡板部件，所述至少一个挡板部件还防止进入所述负载端的气体传送到所述涡轮机端。
技术方案3. 根据技术方案2所述的负载联接装置，其中，所述至少一个挡板部件沿径向朝内延伸到所述通路中。
技术方案4. 一种涡轮机，包括：
压缩机部分；
操作地连接到所述压缩机部分的涡轮部分；
流体地连接到所述压缩机部分和所述涡轮部分中的每一个的燃烧器组件；
机械地连结到所述压缩机部分和所述涡轮部分中的一者的负载；以及
与所述压缩机部分和所述涡轮部分中的所述一者以及所述负载对接的负载联接装置，所述负载联接装置包括：
包括内部部分的外壳；
设置在所述外壳中的环境空气入口；
布置在所述外壳中的负载联接防护件，所述负载联接防护件包括联接到所述涡轮部分和所述压缩机部分中的所述一者的涡轮机端、联接到所述负载的负载端以及在其间延伸的通路；
从所述负载联接防护件向上延伸的排放口，所述排放口流体地暴露至所述负载端；以及
环境空气入口通路，其形成在所述负载联接防护件中且流体地连接所述环境空气入口和所述排放口，其中，所述负载端与所述涡轮机端大致流体地分离。
技术方案5. 根据技术方案4所述的涡轮机，其中，所述负载联接防护件还包括延伸到所述通路中的至少一个挡板部件，所述至少一个挡板部件还防止进入所述负载端的气体传送到所述涡轮机端。
技术方案6. 根据技术方案5所述的涡轮机，其中，所述至少一个挡板部件沿径向朝内延伸到所述通路中。
技术方案7. 根据技术方案4所述的涡轮机，其中，所述负载通过延伸通过所述负载联接防护件的轴(28)机械地连结到所述涡轮部分。
技术方案8. 根据技术方案4所述的涡轮机，其中，所述涡轮机还包括：布置在所述负载和所述涡轮机之间的气流隔室，其中，所述负载联接装置安装在所述气流隔室中。
技术方案9. 根据技术方案4所述的涡轮机，其中，所述负载包括发电机。
技术方案10. 一种涡轮机系统，包括：
压缩机部分；
操作地连接到所述压缩机部分的涡轮部分；
流体地连接到所述压缩机部分和所述涡轮部分中的每一个的燃烧器组件；
流体地连接到所述压缩机部分的进气系统；
机械地连结到所述压缩机部分和所述涡轮部分中的一者的负载；以及
与所述压缩机部分和所述涡轮部分中的所述一者以及所述负载对接的负载联接装置，所述负载联接装置包括：
包括内部部分的外壳；
设置在所述外壳中的环境空气入口；
布置在所述外壳中的负载联接防护件，所述负载联接防护件包括联接到所述涡轮部分和所述压缩机部分中的所述一者的涡轮机端、联接到所述负载的负载端以及在其间延伸的通路；
从所述负载联接防护件向上延伸的排放口，所述排放口流体地暴露至所述负载端；以及
环境空气入口通路，其形成在所述负载联接防护件中且流体地连接所述环境空气入口和所述排放口，其中，所述负载端与所述涡轮机端大致流体地分离。
技术方案11. 根据技术方案10所述的涡轮机系统，其中，所述负载联接防护件还包括延伸到所述通路中的至少一个挡板部件，所述至少一个挡板部件还防止进入所述负载端的气体传送到所述涡轮机端。
技术方案12. 根据技术方案11所述的涡轮机系统，其中，所述至少一个挡板部件沿径向朝内延伸到所述通路中。
技术方案13. 根据技术方案10所述的涡轮机系统，其中，所述负载通过延伸通过所述负载联接防护件的轴机械地连结到所述涡轮部分。
技术方案14. 根据技术方案10所述的涡轮机系统，其中，所述涡轮机系统还包括：布置在所述负载和所述涡轮机之间的气流隔室，其中，所述负载联接装置安装在所述气流隔室中。
技术方案15. 根据技术方案10所述的涡轮机系统，其中，所述负载包括发电机。
从结合附图的以下描述，这些和其他优点和特征将变得更显而易见。
附图说明
被认作本发明的主题在说明书的结论处的权利要求中特别地指出和清楚地主张权利。本发明的前述和其他特征以及优点从结合附图的以下详细描述显而易见，在附图中：
图1是根据示例性实施例的包括负载联接装置的涡轮机系统的图示；
图2描绘了根据示例性实施例的负载联接装置；
图3描绘了根据示例性实施例的负载联接装置的负载联接防护件；以及
图4描绘了根据示例性实施例的负载联接防护件的局部截面侧视图。
详细描述通过参考附图以示例的方式连同优点和特征解释了本发明的实施例。
零件清单
2　　涡轮机系统
4　　涡轮机
6　　压缩机部分
8　　涡轮部分
10 　公共的压缩机/涡轮轴
12 　燃烧器组件
14 　燃烧器
16 　进气系统
18 　排气系统
20 　扩散器部分
22 　负载联接装置
24 　负载
25 　发电机
28 　负载联接轴
30 　发电机输入/驱动轴
31 　凸缘
33 　气流隔室
40 　外壳或入口压室封闭件
42 　内部部分
45 　环境空气入口
48 　环境空气出口
50 　空气到负载联接隔室
60 　负载联接防护件
62 　本体
63 　涡轮机端
64 　凸缘
65 　负载端
67 　通路
73 　压室
78 　内表面
80 　挡板部件
85 　第一部分
86 　第二部分
88 　凹部
90 　排放口
92 　入口
93 　出口。
具体实施方式
根据示例性实施例的涡轮机系统在图1中大体在2处指出。涡轮机系统2包括涡轮机4，其具有通过公共的压缩机/涡轮轴10操作地连接的压缩机部分6和涡轮部分8。压缩机部分6还通过燃烧器组件12流体地连接到涡轮部分8。燃烧器组件12包括至少一个燃烧器14。涡轮机系统2还包括流体地联接到压缩机部分6的进气口(未单独地标记)的进气系统16。进气系统16可调节传送到压缩机部分6中的气流。
排气系统18通过扩散器部分20流体地连接到涡轮部分8的出口(也未单独地标记)。排气系统18可调节从涡轮部分8传送的排气。负载联接装置22提供涡轮机4和负载24之间的对接。负载24可采取通过负载联接轴28联接到压缩机部分6的发电机25的形式。负载联接轴28提供公共的压缩机/涡轮轴10和发电机输入/驱动轴30之间的对接。在所示实施例中，负载联接轴28通过凸缘31接合到发电机输入/驱动轴30。气流隔室33布置在负载24和涡轮机4之间。气流隔室33提供到负载联接装置22的气流。如下文中更全面地详述的那样，负载联接装置22限制负载24中产生的气体(诸如氢)传送到气流隔室33中。
根据图2-图4中图示的示例性实施例的方面，负载联接装置22与具有内部部分42的外壳或入口压室封闭件40流体地连接。外壳40包括环境空气入口45和环境空气出口48。环境空气出口48可将环境空气引导到容纳涡轮机4的涡轮机隔室(未示出)中。空气到负载联接隔室50可位于内部部分42内。此外，负载联接装置22容纳负载联接防护件60。根据示例性实施例的方面，负载联接防护件60包括本体62，其具有通过凸缘64操作地联接到压缩机部分6的涡轮机端63和操作地连接到负载24的负载端65。负载联接防护件60还可包括接地电刷(未示出)。
进一步根据示例性实施例，负载联接防护件60包括在涡轮机端63和负载端65之间延伸的通路67。通路67接纳负载联接轴28，其操作地连接负载24和涡轮机4。通路67包括内表面78，限制气体从负载24到涡轮机4流动的挡板部件80从内表面78延伸。挡板部件80沿径向朝内延伸到通路67中，以防止气体从负载端65流动到涡轮机端63。在这一点上，应当理解挡板部件80的数目和位置可改变。例如，负载联接防护件60可包括布置在凸缘31的上游和下游两处的挡板部件。
进一步根据示例性实施例，负载联接防护件60包括可从本体62向上延伸的排放口90。排放口90包括流体地连接到通路67和出口93的入口92。排放口90的大小形成为创建足以克服通路67中的任意负压的烟囱效应。烟囱效应吸入流动通过负载联接防护件60的环境空气和从负载24传送的气体。以此方式，排放口90与挡板部件80协作以进一步防止气体从负载24传送到涡轮机4中。此外，与环境空气联接的排放口90的使用创建自然对流流动，其减少或消除对于用于将气流引入到负载联接防护件60中的昂贵的管道和其他系统的需要。
用语“大约”意在包括基于提交本申请的时候可用的装置与特定量的测量相关联的误差程度。例如，“大约”可包括给定值的±8%或5%或2%的范围。
在本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，且不意在限制本发明。如本文中所用，单数形式“一个”、“一种”和“所述”意在也包括复数形式，除非在上下文中另外清楚地指出。还将理解，用语“包括”和/或“包含”当在该说明书中使用时，表示所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件构件和/或其组的存在或添加。
虽然已经结合仅有限数目的实施例详细描述了本发明，但是应当容易理解，本发明不限于这些公开的实施例。相反，本发明可被修改以包括先前未描述但是与本发明的精神和范围相称的任何数目的变型、更改、替代或等同配置。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是应当理解，本发明的方面可仅包括所述实施例中的一些。因此，本发明不视为限于前述描述，而是仅通过所附权利要求的范围限制。

Claims (9)

1.一种负载联接装置(22)，包括：
包括内部部分(42)的外壳(40)；
设置在所述外壳(40)中的环境空气入口(45)；
布置在所述外壳(40)中的负载联接防护件(60)，所述负载联接防护件(60)包括涡轮机端(63)和负载端(65)以及在其间延伸的通路(67)；
从所述负载联接防护件(60)向上延伸的排放口(90)，所述排放口(90)具有流体地连接到所述通路(67)的入口(92)和出口(93)且流体地暴露至所述负载端(65)，所述排放口的大小形成为创建足以克服通路(67)中的任意负压的烟囱效应；以及
环境空气入口通路，其形成在所述负载联接防护件(60)中且流体地连接所述环境空气入口(45)和所述排放口(90)，其中，所述负载端(65)与所述涡轮机端(63)大致流体地分离；
其中所述负载联接防护件(60)包括沿径向向内延伸到所述通路(67)中的至少一个挡板部件(80)，所述至少一个挡板部件(80)沿轴向位于所述外壳(40)中的所述环境空气入口(45)与所述排放口(90)之间，所述至少一个挡板部件(80)还防止进入所述负载端(65)的气体传送到所述涡轮机端(63)；
其中所述排放口(90)沿轴向位于所述负载端(65)与所述至少一个挡板部件(80)之间。
2.一种涡轮机(4)，包括：
压缩机部分(6)；
操作地连接到所述压缩机部分(6)的涡轮部分(8)；
流体地连接到所述压缩机部分(6)和所述涡轮部分(8)中的每一个的燃烧器组件(12)；
机械地连结到所述压缩机部分(6)和所述涡轮部分(8)中的一者的负载(24)；以及
与所述压缩机部分(6)和所述涡轮部分(8)中的所述一者以及所述负载(24)对接的负载联接装置(22)，所述负载联接装置(22)包括：
包括内部部分(42)的外壳(40)；
设置在所述外壳(40)中的环境空气入口(45)；
布置在所述外壳(40)中的负载联接防护件(60)，所述负载联接防护件(60)包括联接到所述涡轮部分(8)和所述压缩机部分(6)中的所述一者的涡轮机端(63)、联接到所述负载(24)的负载端(65)以及在其间延伸的通路(67)；
从所述负载联接防护件(60)向上延伸的排放口(90)，所述排放口(90)具有流体地连接到所述通路(67)的入口(92)和出口(93)且流体地暴露至所述负载端(65)，所述排放口的大小形成为创建足以克服通路(67)中的任意负压的烟囱效应；以及
环境空气入口通路，其形成在所述负载联接防护件(60)中且流体地连接所述环境空气入口(45)和所述排放口(90)，其中，所述负载端(65)与所述涡轮机端(63)大致流体地分离；
其中所述负载联接防护件(60)包括沿径向向内延伸到所述通路(67)中的至少一个挡板部件(80)，所述至少一个挡板部件(80)沿轴向位于所述外壳(40)中的所述环境空气入口(45)与所述排放口(90)之间，所述至少一个挡板部件(80)还防止进入所述负载端(65)的气体传送到所述涡轮机端(63)；
其中所述排放口(90)沿轴向位于所述负载端(65)与所述至少一个挡板部件(80)之间。
3.根据权利要求2所述的涡轮机(4)，其特征在于，所述负载(24)通过延伸通过所述负载联接防护件(60)的轴(28)机械地连结到所述涡轮部分(8)。
4.根据权利要求2所述的涡轮机(4)，其特征在于，所述涡轮机还包括：布置在所述负载(24)与所述压缩机部分(6)和所述涡轮部分(8)中的所述一者之间的气流隔室(33)，其中，所述负载联接装置(22)安装在所述气流隔室(33)中。
5.根据权利要求2所述的涡轮机(4)，其特征在于，所述负载(24)包括发电机(25)。
6.一种涡轮机系统(2)，包括：
压缩机部分(6)；
操作地连接到所述压缩机部分(6)的涡轮部分(8)；
流体地连接到所述压缩机部分(6)和所述涡轮部分(8)中的每一个的燃烧器组件(12)；
流体地连接到所述压缩机部分(6)的进气系统(16)；
机械地连结到所述压缩机部分(6)和所述涡轮部分(8)中的一者的负载(24)；以及
与所述压缩机部分(6)和所述涡轮部分(8)中的所述一者以及所述负载(24)对接的负载联接装置(22)，所述负载联接装置(22)包括：
包括内部部分(42)的外壳(40)；
设置在所述外壳(40)中的环境空气入口(45)；
布置在所述外壳(40)中的负载联接防护件(60)，所述负载联接防护件(60)包括联接到所述涡轮部分(8)和所述压缩机部分(6)中的所述一者的涡轮机端(63)、联接到所述负载(24)的负载端(65)以及在其间延伸的通路(67)；
从所述负载联接防护件(60)向上延伸的排放口(90)，所述排放口(90)具有流体地连接到所述通路(67)的入口(92)和出口(93)且流体地暴露至所述负载端(65)，所述排放口的大小形成为创建足以克服通路(67)中的任意负压的烟囱效应；以及
环境空气入口通路，其形成在所述负载联接防护件(60)中且流体地连接所述环境空气入口(45)和所述排放口(90)，其中，所述负载端(65)与所述涡轮机端(63)大致流体地分离；
其中所述负载联接防护件(60)包括沿径向向内延伸到所述通路(67)中的至少一个挡板部件(80)，所述至少一个挡板部件(80)沿轴向位于所述外壳(40)中的所述环境空气入口(45)与所述排放口(90)之间，所述至少一个挡板部件(80)还防止进入所述负载端(65)的气体传送到所述涡轮机端(63)；
其中所述排放口(90)沿轴向位于所述负载端(65)与所述至少一个挡板部件(80)之间。
7.根据权利要求6所述的涡轮机系统(2)，其特征在于，所述负载(24)通过延伸通过所述负载联接防护件(60)的轴(28)机械地连结到所述涡轮部分(8)。
8.根据权利要求6所述的涡轮机系统(2)，其特征在于，所述涡轮机系统还包括：布置在所述负载(24)与所述涡轮部分(8)和所述压缩机部分(6)中的所述一者之间的气流隔室(33)，其中，所述负载联接装置(22)安装在所述气流隔室(33)中。
9.根据权利要求6所述的涡轮机系统(2)，其特征在于，所述负载(24)包括发电机(25)。
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