[发明专利]用于涡轮系统中的过渡管道的柔性密封件

说明书

技术领域

本发明大体涉及涡轮系统，确切地说，涉及涡轮系统中相邻过渡管道之间的密封件。

背景技术

涡轮系统被广泛用于发电等领域中。例如，传统的燃气涡轮系统包括压缩机部分、燃烧室部分，以及至少一个涡轮部分。压缩机部分经配置以在空气流经压缩机部分时对其进行压缩。随后，空气会从压缩机部分流入燃烧室部分，在燃烧室部分中，空气与燃料混合并燃烧以产生热气流。接着，热气流会提供给涡轮部分，涡轮部分会对热气流加以利用，方法是从中提取能量以驱动压缩机、发电机和其他各种负载。

涡轮系统的燃烧室部分通常包括用于供燃烧的热气流过其中而到达一个或多个涡轮部分的导管或管道。最近引入了一种燃烧室部分，其包括用于转移热气流的导管或管道。例如，已引入一种用于燃烧室部分的管道，其在使热气在其中纵向流动的同时，还可使气流径向或切向转移，以使气流具有各种角度分量。这些设计拥有诸多优势，包括省去涡轮部分中的第一级喷嘴。以前第一级喷嘴用于转移热气流，在运用了上述管道的设计后，就不再需要这些喷嘴了。省去第一级喷嘴还可消除相关联的压降，并提高涡轮系统的效率和功率输出。

但是，这些管道彼此的连接则需要多加注意。例如，由于这些管道并不是仅沿纵向轴延伸，而是从管道的入口偏离轴转移到管道的出口，因此管道的热膨胀可能在管道中引起沿着或围绕各种轴的意外转移。这些转移可能引起相邻管道之间的意外间隔，从而产生意外的泄露以及冷却空气与热气的混合。

相邻管道之间的相互作用使该问题尤其需要注意。例如，在许多实施例中翼型后缘由相邻管道形成。该翼型可以转移管道中的热气流，从而可以免去对第一级喷嘴的需要。然而，由于翼型由相邻管道形成，管道间的任何间隙都会导致泄露和混合，从而干扰翼型的性能。

因此，在本领域中需要改良涡轮系统中相邻燃烧室管道之间的密封。例如，有利的是这样的一种密封件，其允许相邻管道的热增长，同时防止相邻管道之间的间隙。

发明内容

本发明的各个方面和优点中的一部分将在以下描述中阐明，或者这些方面和优点可易于从所述描述中了解，或者可通过实施本发明而知悉。

在一项实施例中，本发明揭示了一种涡轮系统。所述涡轮系统包括过渡管道。所述过渡管道包括入口、出口和通道，所述通道在所述入口与所述出口之间延伸并且界定纵向轴、径向轴和切向轴。所述过渡管道的所述出口沿所述纵向轴和所述切向轴偏离所述入口。所述过渡管道进一步包括用于与相邻过渡管道连接的接口特征。所述涡轮系统进一步包括柔性密封件，所述柔性密封件与所述接口特征接触，从而在所述接口特征与所述相邻过渡管道之间形成密封。所述柔性密封件包括一个薄片，所述薄片具有第一表面，相对的第二表面，以及两个表面之间的周围边缘。

进一步的，其中所述薄片包含金属。

进一步的，其中所述薄片进一步包括第一外支柱和相对的第二外支柱，所述第一外支柱和所述相对的第二外支柱每一者的高度都大于所述薄片的厚度。

进一步的，其中所述第一外支柱和所述相对的第二外支柱均具有大体呈曲线的截面轮廓。

进一步的，其中所述柔性密封件进一步包括安置在所述薄片的所述第一表面或所述第二表面之一上的布层。

进一步的，其中所述接口特征为槽，并且其中所述柔性密封件至少部分安置在所述槽中。

进一步的，进一步包括多个柔性密封件。

进一步的，进一步包括多个接口特征。

进一步的，其中所述过渡管道的所述出口进一步沿所述径向轴偏离所述入口。

进一步的，其中所述接口特征为第一接口特征，并且其中所述相邻过渡管道包括用于与所述第一接口特征连接的第二接口特征，所述柔性密封件与所述第二接口特征接触以在所述第一接口特征与所述第二接口特征之间形成密封。

进一步的，进一步包括与所述过渡管道和所述相邻过渡管道连通的涡轮部分，所述涡轮部分包括第一级桨叶组件。

进一步的，其中在所述第一级桨叶组件的上游没有安置喷嘴。