[发明专利]用于燃气涡轮机系统的喷嘴安装和密封组件以及安装和密封方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气涡轮机系统，并且更具体地，涉及喷嘴安装和密封组件，以及用于安装和密封这种喷嘴组件的方法。

背景技术

喷嘴组件通常包括在燃气涡轮机系统的径向内部与径向外部之间延伸的多个沿周向间隔开的叶片。在燃气涡轮机系统的燃烧器部段中点燃的燃料-空气混合物通过多个沿周向间隔开的叶片被引向涡轮部段。为了保持有效和高效的总体系统性能，需要在径向内部和径向外部处对喷嘴组件进行充分的安装和密封。虽然已企图采用各种安装和密封结构来满足这种要求，但是在燃气涡轮机系统操作期间施加在喷嘴组件上的应力通常造成引起多种结构问题（例如部件开裂和低效密封）的状况。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种用于燃气涡轮机系统的喷嘴安装和密封组件包括喷嘴，喷嘴具有外部带的后缘和抗旋转销槽。还包括保持环，保持环围绕外部带的外表面沿周向延伸，其中保持环包括抗旋转销和抗旋转销孔，其中抗旋转销被构造成沿轴向取向配合地定位在抗旋转销槽和抗旋转销孔内。还包括密封板，密封板定位在外部带的凹口内并且被构造成将抗旋转销保持在抗旋转销槽内。还包括垫圈，垫圈布置在密封板的开孔部分内，其中开孔部分与保持环内的孔洞对准，其中机械紧固件穿过开孔部分延伸到保持环中，以将密封板可操作地联接到保持环。

根据本发明的另一个方面，一种用于燃气涡轮机系统的喷嘴安装和密封组件包括喷嘴，喷嘴具有外部带，外部带与至少一个叶片的径向外部整体形成，其中外部带包括前缘和后缘。还包括保持环，保持环与外部带相接合并且围绕外部带的外表面沿周向延伸，其中保持环包括抗旋转销和抗旋转销孔，其中抗旋转销被构造成配合地定位在抗旋转销槽和抗旋转销孔内。还包括密封板，密封板具有前侧、后侧、径向内边缘和径向外边缘，其中径向内边缘沿外部带的外表面布置，由此将抗旋转销保持在抗旋转销槽内。还包括阶梯形孔洞，阶梯形孔洞接近径向外边缘布置在密封板内，其中阶梯形孔洞包括接近后侧的第一孔和接近前侧的第二孔，其中第一孔所包括的直径比第二孔大，其中杯形垫圈布置在阶梯形孔洞内以用于接收机械紧固件，其中机械紧固件延伸到保持环中以用于将密封板紧固至保持环。

根据本发明的又一个方面，提供一种安装和密封燃气涡轮机系统内的喷嘴组件的方法。该方法包括：通过将保持环的抗旋转销沿轴向定向在至少一个喷嘴的抗旋转销槽内来将保持环布置成接近至少一个喷嘴。还包括将沿至少一个喷嘴的外表面的密封板定位成接近至少一个喷嘴的后缘。还包括通过机械紧固件来将密封板安装至保持环，该机械紧固件延伸到布置在密封板的开孔部分内的杯形垫圈中并且延伸进入布置在保持环内的孔洞中。

通过下文结合附图的描述，这些和其它的优点以及特征将变得更加显而易见。

附图说明

被认为是本发明的主题在说明书结尾处的权利要求书中特别指出并且明确要求保护。通过下文结合附图的详细描述，本发明的上述和其它的特征以及优点是显而易见的，在附图中：

图1是喷嘴的顶透视图；

图2是图1的喷嘴的后缘的放大透视图；

图3是喷嘴安装和密封组件的横截面图；

图4是喷嘴安装和密封组件的保持环和抗旋转销的透视图；

图5是可操作地联接至保持环的密封板的透视图；以及

图6是示出了安装和密封燃气涡轮机系统内的喷嘴的方法的流程图。

参照附图通过示例的详细描述解释了本发明的实施例以及优点和特征。

具体实施方式

参照图1和图2，喷嘴组件总体示为附图标记10。喷嘴组件10包括至少一个叶片12，通常为多个叶片围绕燃气涡轮机系统的中心轴线（未示出）沿周向布置。至少一个叶片12是在均成弓形的外部带14与内部带16之间延伸的完全或部分中空的翼型件。至少一个叶片12可以与外部带14和内部带16整体形成，以形成单个结构，即喷嘴组件10。至少一个叶片12包括压力侧壁18和吸力侧壁20，压力侧壁18和吸力侧壁20限定了冷却腔22。

外部带14包括外部带前缘24和外部带后缘26。类似地，内部带16包括内部带前缘28和内部带后缘30。外部带14还包括平台32，平台32在外部带前缘24与外部带后缘26之间延伸，其中平台32具有外表面34和内表面36。后部凸缘38布置成接近外部带后缘26并且从外部带后缘26大体沿径向向外延伸。更具体地，后部凸缘38从外部带14的外表面34沿径向向外延伸。抗旋转销槽40形成在后部凸缘38内，下文将对抗旋转销槽40的功能进行详细描述。