[发明专利]具有改进的蜂窝密封装置的用于发电厂的燃气涡轮组件

说明书

本发明涉及具有改进的蜂窝密封装置的用于发电厂的燃气涡轮组件。一种用于发电厂的燃气涡轮；燃气涡轮包括：至少燃烧器；位于燃烧器下游的涡轮；其中：燃烧器包括设有内槽的下游端；涡轮包括多个第一定子导叶；各个第一定子导叶包括设有部分地在内槽内部凸出的齿的内平台；其中，多个蜂窝密封装置设成容纳于内槽中，并且构造成用于与导叶齿协作，以用于密封各个燃烧器至涡轮接口；其中，各个蜂窝密封装置是包括蜂窝主体和遮蔽主体的组件，遮蔽主体至少覆盖蜂窝主体的与导叶齿协作的部分。

对相关申请的交叉引用

本专利申请要求提交于2020年7月27日的欧洲专利申请No. 20187960.8的优先权，该欧洲专利申请的整个公开通过引用而并入本文中。

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(在下文中仅称为燃气涡轮)中，进入空气流在压缩机中被压缩，并且然后在燃烧器中与燃料混合并且被点燃，以产生热气体流，热气体流将在涡轮中膨胀，以用于对转子产生旋转功，转子继而连接到发电机。由于工作热气体的非常高的温度，燃气涡轮的一些构件必须被冷却，并且因此，除了主热气体流之外，冷却流(通常为作为经压缩空气的部分的冷却空气)也在燃气涡轮内部循环。在该技术领域中，本发明详细地涉及如何密封燃烧器至涡轮接口以用于使冷却空气流与热气体流分离的技术问题。

背景技术

如所知的，用于发电厂的燃气涡轮包括压缩机组件、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。得到的热气体流离开燃烧室，并且通过在涡轮组件中经过，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，其由多级或多排定子导叶穿插。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。

为了实现高效率，热气体流必须具有非常高的涡轮入口温度。然而，大体上，该高温涉及不期望的高的NOx排放水平。为了在不降低效率的情况下减少该排放并且提高操作灵活性，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级和第二燃烧级，其中，各个燃烧级设有多个喷燃器。如今，已知至少两种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而物理地分离。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”而得到。根据顺序燃气涡轮的第二实施例，燃气涡轮未设有高压涡轮，并且，燃烧器组件以布置为围绕燃气涡轮轴线的环的多个筒形燃烧器的形式实现。各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。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”而得到。本发明(即，如将在下文中描述的改进的蜂窝密封装置)可在所有的在前文中描述的燃气涡轮中应用。优选地，本发明可在GT36型燃气涡轮中应用，或大体上在具有以具有单燃烧级或双燃烧级的多个筒形燃烧器的形式实现的燃烧器单元的燃气涡轮中应用。

在几乎所有种类的燃气涡轮组件中，密封件都用于密封静止构件与移动构件之间的接口和/或用于使热气体流与冷却空气流分离。特别地，各个筒形燃烧器出口(呈相框(picture frame)的形式)与涡轮的第一导叶排之间的接口的密封如今是一个挑战。实际上，在该接口中，导叶通常必须被冷却，同时使进入热气体流中的冷却空气泄漏最小化，并且，此外，导叶可沿着轴向径向方向移动，以用于补偿不同的热膨胀。

根据可在市场上得到的解决方案，燃烧器出口至涡轮接口的密封布置包括多个蜂窝密封件。在该示例中，各个第一导叶包括内平台。词语“内”意味着靠近涡轮轴线，这与连接到环绕涡轮的外支承壳体的导叶的外端形成对比。对于呈相框的形式的筒形燃烧器，各个平台包括抵靠容纳于在燃烧器端部的内部部分中获得的槽中的蜂窝密封件起作用的齿。