[发明专利]用于发电厂的燃气涡轮组件和维护燃气涡轮组件的方法

说明书

一种用于发电厂的燃气涡轮；燃气涡轮包括：至少一个涡轮，其设有构造成用于引导热气流的至少一排定子导叶，其中，每个导叶向外连接到外壳并且包括内平台；相对于导叶内平台向内布置的承载器；膜密封件，膜密封件从承载器延伸到导叶内平台，以使较低压力热气与位于导叶内平台下方、位于膜密封件下游、被供给较高压力冷却空气的容积隔离；其中，膜密封件包括：内端，其容纳于承载器中的槽中；外端，其容纳于导叶内平台中的槽中；膜，其使内端和外端连接；其中，膜在外端处朝向较高压力空气容积偏移，以便在运行状况下，导叶槽的上游表面不接触膜。

与相关申请的交叉引用

本专利申请要求提交于2019年11月15日的欧洲专利申请No. 19209597.4的优先权，该欧洲专利申请的整个公开通过引用而合并于本文中。

技术领域

本发明涉及用于发电厂的燃气涡轮组件的技术领域。如所知的，在燃气涡轮组件(或仅称为燃气涡轮)中，进入空气流被压缩，并且随后，在燃烧器中与添加的燃料一起点燃，以产生热气流，热气流将在涡轮中膨胀，以便对转子产生旋转功，转子又连接到发电机。由于工作热气的非常高的温度的原因，燃气涡轮组件的一些构件必须被冷却，并且因此，除了主热气流之外，冷却流(通常为冷却空气)也在燃气涡轮内部循环。此外，燃气涡轮的一些构件构造成取决于工作状况而允许一定的相对移动。鉴于上文，在用于发电厂的燃气涡轮组件的领域内，本发明具体地涉及如何密封燃气涡轮界面以使冷却空气流与热气流分离的技术问题，其中，必须在所有运行状况或工作状况期间都保证该密封。

背景技术

如所知的，用于发电厂的燃气涡轮组件包括压缩机组件、燃烧器组件以及涡轮组件。压缩机组件构造成用于使在压缩机入口处供应的进入空气压缩。离开压缩机组件的经压缩空气流动到容积(被称为“气室”)中并且从该处流动到燃烧器组件中。该燃烧器组件通常包括构造成用于将燃料(至少一种类型的燃料)喷射到经压缩空气流中的多个喷燃器。燃料和经压缩空气的混合物进入燃烧室，在燃烧室中，该混合物点燃。得到的热气流离开燃烧室，并且通过在涡轮组件中传递，对连接到发电机的转子做旋转功。如所知的，涡轮组件包括多级或多排旋转叶片，其与多级或多排定子导叶相穿插。旋转叶片由转子支承，而定子导叶由同心并且环绕涡轮组件的壳体(被称为“导叶承载器”)支承。

为了达到高效率，热气流必须具有非常高的涡轮入口温度。然而，大体上，该高温涉及不合需要的高的NOx排放水平。为了在不降低效率的情况下减少该排放并且增加运行灵活性，所谓的“顺序”燃气涡轮是特别合适的。大体上，顺序燃气涡轮包括第一燃烧器或燃烧级和第二燃烧器或燃烧级，其中，每个燃烧器在燃烧室中设有多个喷燃器。如今，已知至少两个不同种类的顺序燃气涡轮。根据第一实施例，第一燃烧器和第二燃烧器是环形形状的，并且通过被称为高压涡轮的涡轮叶片级物理地分离。在第二燃烧器下游，存在第二涡轮单元(被称为低压涡轮)。该种类的燃气涡轮由本申请人生产，并且可在市场上作为“GT26”而买到。根据顺序燃气涡轮的第二实施例，燃气涡轮不设有高压涡轮，并且，燃烧器组件以多个筒形燃烧器的形式实现。每个筒形燃烧器包括在公共筒形形状的壳体内部布置成一个位于另一个正下游的第一燃烧器和第二燃烧器。而且，该第二种类的顺序燃气涡轮由本申请人生产，并且可在市场上作为“GT36”而买到。燃气涡轮组件的这两个示例(GT26和GT36)仅作为非限制性示例而引用，其中，本发明(即，如将在下文中描述的改进的膜密封件)可在维护期间应用或可从一开始就结合。

在几乎所有种类的燃气涡轮组件中，密封件都用于使静止构件与移动构件之间的界面密封和/或用于使热气流与冷却空气流分离。特别地，燃烧器出口与涡轮的第一导叶排之间的周向界面的密封如今是一个挑战，因为，必须在所有运行状况期间都保证该密封。实际上，在该界面中，导叶通常必须被冷却(离开燃烧器的热气的温度非常高)，并且，此外，导叶可沿轴向方向和径向方向两者移动。