[发明专利]用于燃气轮机的磨损销间隙接近检测系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及燃气轮机，更具体地说，涉及用于燃气轮机中的涡轮系统的磨损指示系统。

背景技术

通常，燃气轮机包括用于压缩空气的压缩机、用于混合压缩空气与燃料并点燃混合物的燃烧室、以及用于产生动力的涡轮叶片组件。压缩机和涡轮组件具有附接到转子的叶片，所述叶片之间散置有静止定子轮叶。压缩机和涡轮组件包括从其沿径向向外延伸的叶片，所述叶片被内部冷却系统冷却，并聚集成排。轮叶沿径向向内延伸，并聚集成排，所述轮叶排定位在压缩机和涡轮组件排之间。静止轮叶组件包括具有转子的密封装置。

在操作时，附接到定子轮叶的密封保持器易于因沿上游方向作用的压力负载而向上游移动。由于定子轮叶的前缘和后缘之间的压差，所以压力负载沿上游作用。在涡轮发动机操作时，定子轮叶和上游转子盘之间的上游间隙随时间而逐渐减小。当定子轮叶朝向转子盘移动时，所述间隙的尺寸减小，密封保持器会接触转子盘，这导致损坏转子盘、密封保持器，并造成压缩机的内部损伤。

磨损销已用于确定定子轮叶和转子盘之间的间隙接近率。接近率已用于预估密封保持器何时会碰撞转子盘。这种预估已用于安排合适的维护。磨损销通常由具有低剪切强度的软材料形成，使得磨损销磨损，而不会损坏与磨损销接触的转子盘。磨损销通常包括螺纹基底，并旋拧到位。由于低剪切强度，所以磨损销的螺纹通常会折断，使得磨损销离开原位。由此，磨损销在预估间隙接近率时变得无效。因此，需要一种用于磨损销的更强大的安装系统。

发明内容

本发明涉及一种用于涡轮发动机的磨损指示系统，以测量压缩机叶片组件中的密封保持器和转子盘之间的间隙接近率。磨损指示系统可包括支撑系统，支撑系统能够支撑由相对软的磨损材料形成的磨损指示器，而不会使磨损指示器移位或脱落，磨损指示器可以是但并不限于磨损销。一个或多个磨损销利用密封保持器可释放地附接到压缩板。密封保持器可以过盈配合将磨损销限制在位。在涡轮发动机操作时，磨损销可用于精确地确定转子盘和密封保持器之间的间隙接近率，使得可以安排对燃气轮机的修复，并采取合适措施来防止压缩机的旋转部件和静止部件之间的摩擦。

磨损指示系统可包括至少一个压缩板，该至少一个压缩板是大致纵长的，并具有至少一个空腔，所述空腔具有位于第一侧表面中的开口。压缩板可形成用于磨损指示系统的基底。至少一个磨损销可部分地定位在至少一个空腔中，使得位于至少一个磨损销上的磨损表面从至少一个压缩板沿径向向外定位。所述至少一个磨损销可包括固定环，所述固定环具有位于一侧的固定表面，所述固定表面与所述至少一个磨损销的另一外侧表面相邻，并与所述外侧表面正交。固定环还可包括大致与固定表面相对的外表面。所述至少一个磨损销可由多个环形成，所述多个环定位成最小环包括磨损表面，所述环的直径随着朝向固定环移动而增大。除了所述固定环，形成所述至少一个磨损销的所述多个环可包括四个环。所述固定环的外表面的外直径可略大于位于所述至少一个压缩板中的所述至少一个空腔的直径，使得当磨损销的固定环装配在压缩板中时形成过盈配合。

磨损指示系统可包括密封保持器，所述密封保持器可释放地附接到压缩板，并具有至少一个孔，磨损销延伸穿过所述孔。所述孔可构造成至少一部分密封保持器接触位于磨损销上的将磨损销限制在空腔中的固定表面。密封保持器可经由至少一个螺钉附接到压缩板，所述至少一个螺钉具有头，所述头定位在压缩板的与所述至少一个磨损销延伸出的一侧相对的表面上。所述螺钉可由定位焊缝(tack weld)固定到位，以防止螺钉的意外松动和密封保持器的脱开。

磨损指示系统可包括旋转防止系统，以防止磨损销在空腔内旋转。在至少一个实施例中，所述至少一个空腔可包括键，所述至少一个磨损销可包括至少一个键槽(keyway)，所述至少一个键槽构造成与至少一个空腔结合，以防止所述至少一个磨损销在装配之后旋转。所述键槽可由位于空腔弯曲侧表面上的一个或多个平整表面形成。在另一实施例中，键槽可由位于弯曲侧表面上的彼此相对的两个平整表面形成。在另一实施例中，所述空腔可包括键槽，所述磨损销可包括至少一个键，所述至少一个键构造成与键槽结合，以防止磨损销在装配之后旋转。

本发明优点之一是将磨损销保持在合适位置，而不会使销不适当地倾斜和磨损。

本发明之另一优点是密封保持器、压缩板和磨损销的构造防止磨损销落入流动路径中而损坏下游涡轮叶片。

本发明之又一优点是磨损销可由具有与形成磨损指示系统的其它部件不同的热膨胀系统的材料形成。

下面将更详细地描述这些和其它实施例。

附图说明