叶片安装的多级涡轮级间密封件和组装方法
【专利摘要】一种用于多级涡轮的密封系统包括多个级间密封节段，该多个级间密封节段围绕涡轮转子叶轮组件周向地配置且在前涡轮级和后涡轮级之间轴向地延伸。级间密封节段中的各个包括：包括外密封表面和内支撑面的前端部部分、包括外密封表面和内支撑面的后端部部分、和从前端部部分轴向地延伸到后端的主体部分。主体部分包括联接外密封表面和内支撑面的至少两个支撑腹板。外密封表面构造成由在前级和后级涡轮叶片上的台肩支撑件在径向方向上固持，使得来自多个级间密封节段的基本上所有的离心负载被传递到前级和后级涡轮叶片。公开了组装密封系统的方法。
【专利说明】
叶片安装的多级涡轮级间密封件和组装方法
技术领域
[0001]本申请大体上涉及多级涡轮，且更具体而言，涉及多级涡轮内的级间密封件。
【背景技术】
[0002]—般来说，涡轮发动机燃烧压缩空气和燃料的混合物以产生热燃烧气体。燃烧气体可流过一个或更多个涡轮级，以生成用于负载和/或压缩机的功率。压力下降可能发生在级之间，这可允许流体(诸如燃烧气体)的通过非预期路径的泄漏流。期望将燃烧气体限制在限定的环形流路内，以防护某些转子部分和以使功率提取最大化。而且，支撑叶片(动叶)的涡轮转子叶轮在它们的操作寿命期间经历显著的热负载且因此需要被冷却。因此，密封件，例如，机械密封件可配置在级之间，以减少级之间的流体泄漏且还防止涡轮转子叶轮直接暴露于热气体。令人遗憾的是，密封件可能不是能够现场维护的，或可能需要大量的工作以在现场更换密封件。此外，密封件的形状可得更加难以接近涡轮的内部构件。此外，密封件可能要求附加的构件，例如两个涡轮转子叶轮之间的间隔轮，以保证密封件的适当的轴向和径向对齐。也可使用静态密封件，其要求在中间相遇的来自两个涡轮转子叶轮的轴向延伸部，以容纳静态密封件。然而，这不将涡轮转子叶轮与热气体路径隔离，因此需要高成本的更高性能的合金来用于转子部分，以用于耐受热气体吸入事件中的严苛温度。此外，静态密封件不可应用于凸缘螺接的转子结构的，其中在组装/拆卸期间要求对叶轮凸缘螺栓的接近。
[0003]因此，期望用于多级涡轮的改进的级间密封系统。此种密封组件应改善整体系统效率，同时组装、制作起来不昂贵，且提供相关部分的增大的寿命。
【发明内容】
[0004]根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例，公开了一种用于减少涡轮系统内的二次空气流的密封构件。该密封构件包括前端部部分、后端部部分和主体部分。前端部部分包括外密封表面和内支撑面，其中，外密封表面构造成由前级涡轮叶片上的支撑台肩在径向方向上固持。后端部部分包括外密封表面和内支撑面，其中，外密封表面构造成由后级涡轮叶片上的支撑台肩在径向方向上固持。主体部分从前端部部分轴向地延伸到后端部部分，主体部分包括至少两个支撑腹板，支撑腹板将前端部部分的外密封表面和内支撑面联接到后端部部分的外密封表面和内支撑面。密封构件构造成提供用于将来自密封构件的基本上所有的离心负载传递到前级涡轮叶片和后级涡轮叶片。
[0005]根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例，公开了用于多级涡轮的密封系统。该密封系统包括级间密封件，该级间密封件围绕多级涡轮的涡轮转子叶轮组件周向地配置且在多级涡轮的前涡轮级和后涡轮级之间轴向地延伸。该级间密封件包括多个近流路密封节段。多个近流路密封节段中的各个包括从前涡轮级的至少一个下游区域延伸到后涡轮级至少一个上游区域的外密封表面和内支撑面，使得来自级间密封件的基本上所有的离心负载被传递到多个前级叶片和多个后级叶片。级间密封件还包括至少两个支撑腹板，支撑腹板联接外密封表面和内支撑面。多个近流路密封节段中的各个从多个前级叶片的天使翼区域延伸到多个后级叶片的天使翼区域。
[0006]根据在本文中示出和描述的一个或更多个实施例，公开了一种组装多级涡轮的密封系统的方法，该多级涡轮具有在前涡轮转子叶轮和后涡轮转子叶轮上的多个前叶片和多个后叶片。该组装密封系统的方法包括将多个后级叶片中的各个安装到后级涡轮转子叶轮的多个燕尾槽道中的各个上;通过径向向内且轴向地移动多个级间密封节段中的各个来使多个级间密封节段中的各个的后端处的外密封表面与多个后级叶片中的各个的天使翼区域接合，和使多个级间密封节段中的各个的后端处的内支撑面与多个后级叶片中的各个的天使翼区域、多个后级叶片的燕尾区域或后级涡轮转子叶轮中的一者接合，使得外密封表面与多个后级叶片中的各个的天使翼区域完全地接合，且内支撑面与多个后级叶片中的各个的天使翼区域、多个后级叶片的燕尾件区域或后级涡轮转子叶轮中的一者完全地接合。该方法还包括将多个前级叶片中的各个安装到前级涡轮转子叶轮的多个燕尾槽道中的各个上，使得在多个级间密封节段中的各个的前端处的外密封表面与多个前级叶片中的各个的天使翼区域完全地接合，且多个级间密封节段中的各个的前端处的内支撑面与多个前级叶片中的各个的天使翼区域、多个前级叶片的燕尾槽道或前级涡轮转子叶轮中的一者完全地接合，以在径向方向上固持多个级间密封节段中的各个，使得来自级间密封件的基本上所有的离心负载被传递到多个前级叶片和多个后级叶片。
[0007]技术方案1:一种用于减少涡轮系统中的二次空气流的密封构件，其包括:
[0008]前端部部分，其包括外密封表面和内支撑面，其中，该外密封表面构造成由前级涡轮叶片上的台肩支撑件在径向方向上固持；
[0009]后端部部分，其包括外密封表面和内支撑面，其中，该外密封表面构造成由后级涡轮叶片上的支撑台肩在径向方向上固持;和
[0010]主体部分，其从该前端部部分轴向地延伸到该后端部部分，该主体部分包括至少两个支撑腹板，该支撑腹板将该前端部部分的外密封表面和内支撑面联接到该后端部部分的外密封表面和内支撑面，
[0011]其中，来自该密封构件的基本上所有的离心负载被传递到该前级涡轮叶片和该后级涡轮叶片。
[0012]技术方案2:根据技术方案I所述的密封构件，其中，该前端部部分的内支撑面构造成由该前级涡轮叶片上的第二台肩支撑件在径向方向上固持，且该后端部部分的内支撑面构造成由该后级涡轮叶片上的第二台肩支撑件在径向方向上固持。
[0013]技术方案3:根据技术方案I所述的密封构件，其中，该前端部部分的内支撑面构造成由该前级涡轮叶片的燕尾件区域在径向方向上固持，且该后端部部分的内支撑面构造成由该后级涡轮叶片的燕尾件区域在径向方向上固持。
[0014]技术方案4:根据技术方案I所述的密封构件，其中，该前端部部分的内支撑面构造成由前级涡轮转子叶轮的操作地联接到该前级涡轮叶片的支撑台肩在径向方向上固持，且该后端部部分的内支撑面构造成由后级涡轮转子叶轮的操作地联接到该后级涡轮叶片的支撑台肩在径向方向上固持。
[0015]技术方案5:—种用于多级涡轮的密封系统，所述密封系统包括:
[0016]级间密封件，其围绕该多级涡轮的涡轮转子叶轮组件周向地配置且在该多级涡轮的前涡轮级和后涡轮级之间轴向地延伸，其中，该级间密封件包括:
[0017]多个近流路密封节段，其中，该多个近流路密封节段中的各个包括:
[0018]外密封表面和内支撑面，其从该前涡轮级的至少一个下游区域延伸到该后涡轮级的至少一个上游区域，使得来自该级间密封件的基本上所有的离心负载被传递到多个前级叶片和多个后级叶片;和
[0019]至少两个支撑腹板，其联接该外密封表面和该内支撑面，
[0020]其中，该多个近流路密封节段中的各个从该多个前级叶片的天使翼区域延伸到该多个后级叶片的天使翼区域。
[0021]技术方案6:根据技术方案5所述的系统，还包括多个节段间花键密封件，其位于该多个近流路密封节段中的各个的两侧处，以用于防止节段间间隙泄漏。
[0022]技术方案7:根据技术方案5所述的系统，其中，在该多个前级叶片的天使翼区域处的外密封表面构造成由该多个前级叶片的支撑台肩在径向方向上约束，且其中，在该多个后级叶片的天使翼区域处的外密封表面构造成由该多个后级叶片的台肩支撑件在径向方向上约束。
[0023]技术方案8:根据技术方案5所述的系统，还包括密封线、密封绳和金属密封件中的至少一者，其配置在该级间密封件的密封沟槽内且径向地和轴向地中的一种地位于该级间密封件和该多个后级叶片之间，以用于将该后涡轮转子叶轮与热气体路径的流隔离。
[0024]技术方案9:根据技术方案5所述的系统，还包括该前涡轮级的前级涡轮转子叶轮和该后涡轮级的后级涡轮转子叶轮，其中，该前级涡轮转子叶轮包括构造成用于操作地联接该多个前级叶片的多个燕尾槽道，且该后级涡轮转子叶轮包括构造成用于操作地联接该多个后级叶片的多个燕尾槽道。
[0025]技术方案10:根据技术方案9所述的系统，其中，该内支撑面从该多个前级叶片的天使翼区域延伸到该多个后级叶片的天使翼区域。
[0026]技术方案11:根据技术方案10所述的系统，其中，该级间密封件的后部分和该多个后级叶片包括一个或更多个协作地接合的固持特征，该固持特征允许所述级间密封件的径向和周向约束中的至少一者。
[0027]技术方案12:根据技术方案11所述的系统，其中，该多个协作地接合的固持特征包括多个凹进的圆切口，该多个凹进的圆切口允许与位于该级间密封件的后部分上的多个突出凸耳锁紧。
[0028]技术方案13:根据技术方案11所述的系统，其中，该多个协作地接合的固持特征包括位于该级间密封件的后部分上的多个圆齿状钩和在该后级叶片的天使翼区域处的多个L形基座和着落面。
[0029]技术方案14:根据技术方案13所述的系统，还包括锁位器件，所述锁位器件位于该后级叶片的天使翼区域处的多个L形基座和着落面与该级间密封件的多个圆齿状钩之间，以用于将该级间密封件锁紧到该后级叶片。
[0030]技术方案15:根据技术方案14所述的系统，其中，该锁位器件包括固持环、锁紧线和一个或更多个紧固件中的一者。
[0031]技术方案16:根据技术方案9所述的系统，其中，该内支撑面从该多个前级叶片的燕尾件区域延伸到该多个后级叶片的燕尾件区域。
[0032]技术方案17:根据技术方案16所述的系统，其中，该多个前级叶片的燕尾件区域从形成在该前级涡轮转子叶轮中的多个燕尾槽道向下游轴向地突出，且该多个后级叶片的燕尾件区域从形成在该前级涡轮转子叶轮中的多个燕尾槽道向上游轴向地突出且提供与该级间密封件的接合。
[0033]技术方案18:根据技术方案9所述的系统，其中，该内支撑面从操作地联接到该多个前级叶片的该前级涡轮转子叶轮和操作地联接到该多个后级叶片的后级涡轮转子叶轮延伸。
[0034]技术方案19:根据技术方案18所述的系统，其中，该前级涡轮转子叶轮的下游侧包括用于将该级间密封件的前部分约束到该前级涡轮转子叶轮的拘束特征，且该后级涡轮转子叶轮的上游侧包括用于约束该级间密封件的后部分的拘束特征。
[0035]技术方案20:根据技术方案19所述的系统，其中，该拘束特征包括锁紧线，该锁紧线配置在该前级涡轮转子叶轮的下游侧上的线沟槽中，以用于将该级间密封件的前部分锁紧到该前级涡轮转子叶轮。
[0036]技术方案21:—种组装多级涡轮的密封系统的方法，该多级涡轮具有分别在前级涡轮转子叶轮和后级涡轮转子叶轮上的多个前级叶片和多个后级叶片，该方法包括:
[0037]将该多个后级叶片中的各个安装到该后级涡轮转子叶轮的多个燕尾槽道中的各个上；
[0038]通过径向向内且轴向地移动该多个级间密封节段中的各个来使多个级间密封节段中的各个的后端部部分处的外密封表面与该多个后级叶片中的各个的天使翼区域接合，和使该多个级间密封节段中的各个的后端部部分处的内支撑面与该多个后级叶片中的各个的天使翼区域、该多个后级叶片的燕尾件区域或该后级涡轮转子叶轮中的一者接合，使得该外密封表面与该多个后级叶片中的各个的天使翼区域完全地接合，且该内支撑面与该多个后级叶片中的各个的天使翼区域、该多个后级叶片的燕尾件区域或该后级涡轮转子叶轮中的一者完全地接合；
[0039]将该多个前级叶片中的各个安装到该前级涡轮转子叶轮的多个燕尾槽道中的各个上，使得在该多个级间密封节段中的各个的前端部部分处的外密封表面与该多个前级叶片中的各个的天使翼区域完全地接合，且在该多个级间密封节段中的各个的前端部部分处的内支撑面与该多个前级叶片中的各个的天使翼区域、该多个前级叶片的燕尾件区域或该前级涡轮转子叶轮中的一者完全地接合，以在径向方向上固持该多个级间密封节段中的各个，使得来自级间密封件的基本上所有的离心负载被传递到该多个前级叶片和该多个后级叶片。
【附图说明】
[0040]当参照附图阅读以下详细说明时，本公开的这些和其他特征、方面、和优点将变得更好理解，在附图中，贯穿附图，相似的标记表示相似的部分，在附图中:
[0041]图1是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的可采用涡轮密封件的多级涡轮发动机的示意流程图；
[0042]图2是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的沿纵轴线截取的多级涡轮发动机截面侧视图；
[0043]图3是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的多级涡轮的级间密封系统的部分透视图；
[0044]图4是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的图3的级间密封系统的部分透视图；
[0045]图5是例示根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的图3的级间密封系统的一部分的部分透视图；
[0046]图6是例示根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的级间密封系统的一部分的部分透视图；
[0047]图7是例示根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的图6的级间密封系统的一部分的部分透视图；
[0048]图8是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的多级涡轮的后涡轮级的部分透视图，其例示组装多级涡轮的密封系统的方法中的步骤；
[0049]图9是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的例示组装多级涡轮的密封系统的方法中的步骤的部分透视图；
[0050]图10是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的例示组装多级涡轮的密封系统的方法中的步骤的部分透视图；
[0051 ]图11是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的例示组装多级涡轮的密封系统的方法中的步骤的部分透视图；
[0052]图12是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的例示组装多级涡轮的密封系统的方法中的步骤的部分透视图；
[0053]图13是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的组装多级涡轮的密封系统的方法中的步骤的部分透视图；
[0054]图14是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的组装多级涡轮的密封系统的方法中的步骤的部分透视图；
[0055]图15是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的组装多级涡轮的密封系统的方法中的步骤的部分透视图；
[0056]图16是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的多级涡轮的密封系统的近流路密封节段的备选实施例的部分透视图；
[0057]图17是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的包括图16的近流路密封节段的级间密封系统的部分截面图；
[0058]图18是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的多级涡轮的密封系统的近流路密封节段的备选实施例的部分透视图；
[0059]图19是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的图18的近流路密封节段的部分剖视透视图；
[0060]图20是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的多级涡轮的级间密封系统的备选实施例的部分透视图；
[0061 ]图21是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的例示组装图20的级间密封系统的方法中的步骤的部分透视图；
[0062]图22是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的例示组装图20的级间密封系统的方法中的步骤的部分透视图；
[0063]图23是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的图20的密封系统的近流路密封节段的简化示意图，其例示便于径向向内移动的切割部分;且
[0064]图24是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的多级涡轮的级间密封系统的备选实施例的部分透视图；
[0065]图25是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的例示组装图24的级间密封系统的方法中的步骤的部分透视图；
[0066]图26是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的例示组装图24的级间密封系统的方法中的步骤的部分透视图；
[0067]图27是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的例示在组装多级涡轮的级间密封系统的方法中涉及的步骤的流程图。
[0068]部件列表
[0069]10 系统
[0070]12燃气涡轮发动机
[0071]13径向方向
[0072]14 流路
[0073]15周向方向
[0074]16空气进气区段
[0075]18压缩机
[0076]20燃烧器区段
[0077]22多级涡轮
[0078]24排气区段
[0079]26 轴
[0080]28燃烧器壳体
[0081 ]30 一个或更多个燃烧器
[0082]32纵轴线
[0083]34三个分离的级
[0084]36第一涡轮级
[0085]38第二涡轮级
[0086]40第三涡轮级
[0087]42 叶片
[0088]44第一涡轮转子叶轮
[0089]46第二涡轮转子叶轮
[0090]48第三涡轮转子叶轮
[0091]50多个级间密封系统
[0092]51级间体积
[0093]52前涡轮级
[0094]53后涡轮级
[0095]54多个级间密封节段
[0096]55弯曲底部部分
[0097]56水平的相对平面部分
[0098]57前端部部分
[0099]58后端部部分
[0100]59至少两个支撑腹板
[0101]60中空部分
[0102]62主体部分
[0103]64多个节段间花键密封件
[0104]65花键密封槽道
[0105]66前级叶片柄
[0106]68后级叶片柄
[0107]70支撑台肩
[0108]72支撑台肩
[0109]74密封线
[0110]76密封线沟槽
[0111]80L形基座
[0112]82着落面
[0113]84多个协作固持特征(圆齿状钩)
[0114]86锁位器件
[0115]88固持环
[0116]90后燕尾槽道
[0117]92锁紧线
[0118]94锁紧线沟槽
[0119]96外密封表面
[0120]98内支撑面
[0121]100定位工具
[0122]102前燕尾槽道
[0123]108 54的较低后侧
[0124]120近流路密封节段
[0125]122夹具接头
[0126]124切割沟槽
[0127]130多个级间密封节段
[0128]132加厚节段间密封系带(ligament)
[0129]134多个贯穿通道
[0130]150级间密封系统
[0131]152多个后叶片
[0132]154后叶片柄
[0133]156燕尾件
[0134]158后燕尾槽道
[0135]160后涡轮转子叶轮
[0136]162轴向地延伸的部分
[0137]164 前侧
[0138]168多个级间密封节段
[0139]169 切口部分
[0140]170前叶片
[0141]172前叶片柄
[0142]174前涡轮转子叶轮
[0143]175 后侧
[0144]176燕尾件
[0145]178多个前燕尾槽道
[0146]180支撑台肩
[0147]181外密封表面
[0148]182密封绳
[0149]184 移动
[0150]186内支撑面
[0151]200级间密封系统
[0152]202多个级间密封节段
[0153]204多个后叶片
[0154]206后叶片柄
[0155]208后涡轮转子叶轮
[0156]210多个前叶片
[0157]212前叶片柄
[0158]214前涡轮转子叶轮
[0159]216支撑台肩
[0160]218固持特征
[0161]220抗磨损涂层
[0162]222外密封表面
[0163]224内支撑面
[0164]226固持特征
[0165]228轴向地延伸的突出部
[0166]300流程图
[0167]302 步骤
[0168]304 步骤
[0169]306 步骤
[0170]308 步骤。
【具体实施方式】
[0171 ]当介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”、和“所述”意思是指存在一个或更多个元件。用语“包含”、“包括”、和“具有”意图为包括性的且意味着可存在除所列出的元件之外的附加元件。操作参数的任何示例不排除所公开实施例的其他参数。此外，如在本文中使用的，“轴向”方向是与中心轴线平行的方向，且“径向”方向是从中心轴线延伸且与中心轴线垂直的方向。“外”位置指径向方向上的比“内”位置距中心轴线更远的位置。
[0172]图1是包括多级涡轮发动机12的示范系统10的框图，该多级涡轮发动机12可采用在下面详细说明的级间密封件。在某些实施例中，系统10可以包括飞行器、船舶、机车、发电系统、或它们的组合。所例示的多级涡轮发动机12包括空气进气区段16、压缩机18、燃烧器区段20、涡轮22、和排气区段24。涡轮22通过涡轮转子叶轮轴26而联接到压缩机18。
[0173]如由箭头所示，空气可通过进气区段16进入多级涡轮发动机12且流进压缩机18中，压缩机18在进入燃烧器区段20之前压缩空气。例示的燃烧器区段20包括在压缩机18与涡轮22之间围绕涡轮转子叶轮轴26同心地或环状地配置的燃烧器壳体28。来自压缩机18的压缩空气进入一个或更多个燃烧器30，在此，压缩空气可在一个或更多个燃烧器30内与燃料混合且燃烧，以驱动涡轮22 ο从燃烧器区段20开始，热燃烧气体流过涡轮22，从而通过涡轮转子叶轮轴26来驱动压缩机18。例如，燃烧气体可对涡轮22内的涡轮转子叶片施加动力，以使涡轮转子叶轮轴26旋转。在流过涡轮22后，热燃烧气体可通过排气区段24离开多级涡轮发动机12。如下所述，涡轮22可包括多个级间密封系统，其可减少涡轮22的级之间的热燃烧气体的泄漏，且还减少涡轮22的旋转构件(诸如涡轮转子叶轮)之间的冷却/吹扫空气的泄漏。贯穿在本文中提出的论述，将参照一组轴线。这些轴线基于圆柱坐标系统且指向轴向方向11(例如纵向)、径向方向13、和周向方向15。而且，用语“第一”和“第二”可应用于系统10的元件，以区分元件的重复实例。这些用语不意图对对应的元件加以顺序或时间限制。
[0174]图2是沿纵轴线32截取的图1的多级涡轮发动机12的实施例的截面侧视图。如所描绘的，多级涡轮22包括三个分离的级34;然而，多级涡轮22可包括任何数量的级34。涡轮级34包括第一涡轮级36，后涡轮级38和第三涡轮级40。各级34包括一组叶片(其在本文中可互换地称为动叶)42，叶片42联接到涡轮转子叶轮的外周边，该涡轮转子叶轮可以可旋转地附接到涡轮转子叶轮轴26(图1)。具体而言，第一涡轮级36包括第一涡轮转子叶轮44，后涡轮级38包括后涡轮转子叶轮46且第三涡轮级40包括第三涡轮转子叶轮48。出于例示目的，对各级例示单个涡轮叶片42。该组叶片42从涡轮转子叶轮44，46，48中的各个径向向外延伸且部分地配置在通过涡轮22的热燃烧气体的路径内。叶片42通过任何合适的机构来附接，诸如轴向地延伸的燕尾连接(当前描述的)。在实施例中，叶片42各自包括平台/柄部(当前描述的)，该平台/柄部构造成附接到对应的涡轮转子叶轮。
[0175]如下更详细地描述的，级间密封系统50可在级34中的各个之间延伸且由该组叶片42中的相邻叶片支撑，以减少泄漏到级间体积51中且离开由叶片42限定的流路14(如图2所示)的加热的气体或空气。级间密封系统50相对于旋转的转子叶轮44，46，48配置在固定的位置且因此与转子叶轮一起旋转。如下面详细地描述的，级间密封系统50导致叶片42的两个相邻级之间的密封连接。
[0176]在例示的实施例中，单个级间密封系统50配置在第一涡轮级(在本文中也称为前涡轮级36)和第二涡轮级(在本文中也称为后涡轮级38)之间。级间密封系统50中的各个可包括多个轴向级间密封节段(当前描述的)，轴向级间密封节段围绕多级涡轮(图1中示为12)的涡轮转子叶轮轴(在图1中示为涡轮转子叶轮轴26)周向地靠着彼此楔固。因此，级间密封系统50中的各个可设计为能够现场维护且能够现场更换的。此外，级间密封系统50可提供级34的改善的冷却。虽然多级涡轮22在图2中例示为三级涡轮，但在本文中描述的级间密封系统50可用在具有任何数量的级和轴的任何合适类型的涡轮中。例如，级间密封系统50可包括在单涡轮系统中、包括低压涡轮和高压涡轮的双涡轮系统中、或蒸汽涡轮中。此夕卜，在本文中描述的级间密封系统50还可用在旋转压缩机中，诸如图1中例示的压缩机18。级间密封系统50可由各种高温合金制成，诸如但不限于镍基合金。
[0177]在某些实施例中，级间体积51限定在涡轮转子叶轮44，46，48之间，且可由从压缩机18放出或由另一来源提供的排出空气冷却。然而，进入级间体积51中的热燃烧气体的流可抑制冷却效果。因此，级间密封系统50可配置在相邻叶片42之间，以相对于热燃烧气体密封和封闭级间体积51。此外，级间密封系统50可构造成将冷却流体引导到级间体积51或从级间体积51朝叶片42引导。
[0178]图3和4是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的多级涡轮12(如图1所示)的单个级间密封系统50的部分透视图。级间密封系统50由多个近流路级间密封节段54(在图4中最佳地例示的)组成，该多个近流路级间密封节段54围绕多级涡轮发动机12(如图1所示)的涡轮转子叶轮轴26(如图1所示)周向地配置。如所例示的，级间密封系统50在多级涡轮12(如图1所示)的前涡轮级52(诸如第一涡轮级36，且更具体而言前级叶片42)和后涡轮级53(例如后涡轮级38，且更具体而言后级叶片42)之间轴向地延伸。近流路级间密封节段54中的各个通常是单个、一致的结构，该结构与系杆拱桥类似地定形，且构造成处理与燃气涡轮发动机12相关的离心力。
[0179]如图3中最佳地例示的，近流路密封节段54的最佳几何结构包括弯曲底部部分55和水平的相对平面的部分56，它们限定前端部部分57和后端部部分58。密封节段54还包括从前端部部分57轴向地延伸到后端部部分58的主体部分62。主体部分62包括将前端部部分57联接到后端部部分58的至少两个支撑腹板59，和相对平面的部分58和弯曲底部部分56。该至少两个支撑腹板59形成多个中空部分60。该多个中空部分60降低级间密封系统50的整体重量和材料成本。在其他实施例(诸如在本文中描述的那些)中，最佳几何结构可取决于应用而改变。级间密封系统50还包括多个节段间花键密封件64，该多个节段间花键密封件64轴向地配置在近流路密封节段54之间且在多个花键密封槽道65内，该多个花键密封槽道65形成在近流路密封节段54中的各个中，以在其间提供节段间间隙密封。
[0180]在一个实施例中，叶片42的较低部分，且更具体而言前级叶片柄66和后级叶片柄68可构造成提供近流路密封节段54的固持。如在图3中最好地例示的，支撑台肩70和支撑台肩72设在前级叶片柄66的天使翼区域中，且支撑台肩70和支撑台肩72设在后级叶片柄68的天使翼区域中。级间密封系统50还包括密封线74，该密封线74配置在近流路密封节段54的密封线沟槽76中且轴向地位于近流路密封节段54与后级叶片柄68之间，以相对于热气体路径14(如图1所示)的流隔离前涡轮转子叶轮44和后涡轮转子叶轮46。
[0181]此外，如图所示，后级叶片柄68包括多个L形基座80。该多个L形基座80中的各个包括着落面82，该着落面82在安装后与近流路密封节段54完全接合。如在图5中的放大图中最好地例示的，近流路密封节段54中的各个包括多个协作固持特征84，诸如多个圆齿状钩85，当与锁位器件86组合地安装时，该圆齿状钩85允许近流路密封节段54的径向和周向固持。在一个实施例中，锁位器件86可包括固持环88，诸如图5中例示的。在备选实施例中，锁位器件86可以包括锁紧线、一个或更多个紧固件等。
[0182]应注意的是，在本文中公开的实施例中的各个中，包括级间密封系统50的一部分的多个近流路密封节段54与配置在多级涡轮12(如图1中所示)的前级或后级上的叶片相比在数量上较少。在一个实施例中，级间密封系统50包括在前级叶片柄66、后级叶片柄68和近流路密封节段54之间的所有接触表面上的抗磨损涂层以用于减轻磨损。级间密封系统50还可包括多个附加的级间密封系统，诸如后级间密封系统(未示出)和分别在多级涡轮I的后涡轮级和第三涡轮级(未示出)之间和在第三涡轮级和第四涡轮级之间轴向地延伸的多个第三级间密封系统(未示出)分别连接。
[0183]图6和7是根据在本文中示出和描述的一个或更多个实施例的具有级间密封系统50的密封系统的透视图。如图7中例示的，接收结构，且更具体而言，在后级叶片轴68中形成的支撑台肩72，可包括多个凹进的圆切口 104，圆切口 104允许与多个突出凸耳106互锁，该多个突出凸耳106在较低后侧108(图6)上位于近流路密封节段54的下侧，以用于周向地限制近流路密封节段54。在备选实施例中，多个突出凸耳可位于近流路密封节段54的顶侧上，以与多个协作地形成的凹进圆切口接合。
[0184]现在参照图8-15，例示组装图3和4的级间密封系统50的方法中的步骤。图8是根据在本文中示出和描述的一个或更多个实施例的级间密封系统50的后级叶片柄68的一部分和后涡轮转子叶轮46的一部分的透视图。如图所示，后级叶片柄68包括内端处的多个L形基座80和多个着落面82，以用于当安装在后叶片柄上时允许近流路密封节段54(如图3所示)径向和周向固持。如图所示，L形基座80中的各个周向地跨至一个燕尾槽道宽度且间隔开一个燕尾槽道宽度。在其他实施例中，该跨度可以是一个燕尾宽度或多个燕尾宽度的一小部分。该方法包括通过叶片柄68将多个后级叶片42中的各个安装到后涡轮转子叶轮46的多个燕尾槽道90中的各个上。在实施例中，多个后级叶片42中的各个相对于燕尾槽道90配置，以便提供在后涡轮转子叶轮46的前内侧上的齐平接合。在备选实施例中，多个后级叶片柄68中的各个的燕尾轴向宽度的大约五分之一朝前侧(目前描述的)轴向地延伸。在又一实施例中，朝前侧轴向地延伸的多个后级叶片柄68中的各个的燕尾轴向宽度的的跨度可变化。锁紧线92可位于在后涡轮转子叶轮46中形成的锁紧线沟槽94内，以提供后级叶片柄68中的各个到后级涡轮转子叶轮46的锁紧。
[0185]图9是单个近流路密封节段54的在相对于后级叶片柄68定位期间的透视图。该方法包括通过朝涡轮转子(未示出)径向向内且然后朝后级叶片柄68轴向地移动近流路密封节段54来在后级叶片柄68上安装近流路密封节段54，使得单个近流路密封节段54的外密封表面96与支撑台肩70接合，且单个近流路密封节段54的内支撑面98与后级叶片柄68的支撑台肩72接合。此外，在定位期间，近流路密封节段54的协作固持特征84，且更具体而言，多个圆齿状钩85定位成与后级叶片柄68的多个L形基座80和多个着落面82完全地接合。在安装近流路密封节段54之前，该方法可包括如之前关于图3描述地将密封线74定位在密封沟槽76内。
[0186]如图10中最佳地描述的，在相对于后级叶片柄68定位近流路密封节段54的后端之后，临时定位工具100可用于将近流路密封节段54保持在合适的位置中。接着，相对于之前定位的近流路密封节段54和后级叶片柄68定位其余的近流路密封节段54，如在图11和12中最佳地例示的。
[0187]现在参照图13，在相对于后级叶片柄68定位多个近流路密封节段54之后，将多个节段间花键密封件64轴向地布置在近流路密封节段54之间，以在其间提供节段间间隙密封。最后，如在图14和15中以透视图所示的，相对于近流路密封节段54和前级涡轮转子叶轮44定位前级叶片，且更具体而言前级叶片轴66。如图所示，前级涡轮转子叶轮44包括多个燕尾槽道102，该多个燕尾槽道102构造成用于安装多个叶片42，且更具体而言前级叶片轴66。如所例示的，该方法包括朝近流路密封节段54轴向地移动前级叶片轴66，使得单个近流路密封节段54的前端处的外密封表面96与支撑台肩70接合，且单个近流路密封节段54的前端处的内支撑面98与前级叶片柄66的支撑台肩72接合。如之前参照图5说明的，接着定位锁位环86，以将近流路密封节段54锁紧到后级叶片轴68。该顺序可颠倒，以用于级间密封系统50的拆卸。
[0188]现在参照图16-19，例示了近流路密封节段的备选构造，其大体上类似于图1-15的近流路密封节段54。更具体地参照图16和17，例示了包括夹具接头122的近流路密封节段120。夹具接头122构造成与切入后级叶片柄68中的对应的沟槽124匹配，从而消除用于确定的固持的锁位环或其他器件的需要。如图17中最佳地例示的，在实施例中，后级叶片柄68包括沟槽124，沟槽124构造成用于在其中固持近流路密封节段120，以提供近流路密封节段120相对于后级叶片柄68的轴向和径向二者的固持。后级叶片柄68上的特别地定形的沟槽124允许使近流路节段120旋转到合适位置且实现确定的固持。
[0189]在备选实施例中，如在图18和19中最佳地例示的，近流路密封节段130包括在不改变密封节段质量的情况下实现的加厚节段间密封系带132。更具体而言，如在图18和19中例示的，近流路密封节段130包括多个贯穿通道134，该多个贯穿通道134提供用于增加的加厚节段间密封系带132的质量抵消。该近流路密封节段130提供足够的空间以用于节段间花键密封件(未示出)，诸如多个花键密封件64(如图4所示)。与节段间花键密封件的使用一致，多个密封槽道(未示出)，例如花键密封槽道65(如图3所示)，可包括圆形部分，从而减少近流路密封节段130内的应力集中的影响。
[0190]现在参照图20-23，例示了在本文中公开的级间密封系统150的备选构造。如之前关于图8指出的，在实施例中，多个后叶片柄中的各个的燕尾轴向宽度的一部分可朝前侧轴向地延伸。如在图20中最佳地示出的，在级间密封系统150的该特定实施例中，多个后级叶轮152中的各个包括后级叶片柄154，其大体上类似于图1-19的后级叶片柄68。后级叶片柄154中的各个包括多个燕尾件156。在组装期间，多个后级叶片152中的各个通过叶片柄154而安装到后级涡轮转子叶轮160的多个燕尾槽道158中的各个上。多个后级叶片燕尾件156中的各个的燕尾轴向宽度的一部分162朝后级涡轮转子叶轮160的前侧164轴向地延伸。在实施例中，燕尾轴向宽度的大约五分之一朝后级涡轮转子叶轮160的前侧164轴向地延伸。在备选实施例中，朝前侧164轴向地延伸的多个后级叶片柄154中的各个的燕尾轴向宽度的跨度的一部分可改变。燕尾件156的轴向地延伸部分162提供多个近流路密封节段168的支撑和径向约束，如在图21中最佳地例示的。
[0191]再次参照图20，还例示多个前级叶片170(仅例示其中的一个)，它们各自包括前级叶片柄172，和前级涡轮转子叶轮174。大体上类似于前述实施例，多个前级和后级叶片152，170中的各个的叶片柄154，172分别构造成提供近流路密封节段168的固持。如在图20中最佳地例示的，支撑台肩180设在前级叶片柄172的天使翼区域中且支撑台肩180设在后级叶片柄154的天使翼区域中。级间密封系统150还包括多个密封绳182，它们各自配置在形成于近流路密封节段168内的密封沟槽184中且轴向地位于近流路密封节段168与前级叶片柄172之间和近流路密封节段168与后级叶片柄154之间，以用于将前级和后级涡轮转子叶轮174，160与热气体路径14的流(如图1所示)隔离。应注意的是，该特定实施例允许通过燕尾件156的轴向地延伸的部分162发生大部分的负载传递，从而允许叶片天使翼区域和支撑台肩180的设计中的更大的灵活性。
[0192]如在前面所述的实施例中一样，应注意的是，在该特定实施例中，包括级间密封系统150—部分的多个近流路密封节段168与配置在多级涡轮12(如图1所示)的前级或后级上的叶片相比可在数量上更少。级间密封系统150还包括在前级叶片柄172、后级叶片柄154和近流路密封节段168的所有接触表面上的抗磨损涂层，以用于减轻磨损。级间密封系统150还可包括在多级涡轮的附加级(未示出)之间轴向地延伸的附加级间密封系统(未示出)。
[0193]具体地参照图21和22，例示了组装图20的级间密封系统150的方法中的步骤。图21是截面图且图22是透视图，例示了根据在本文中示出和描述的一个或更多个实施例的级间密封系统150的近流路密封节段168、后级叶片柄154的一部分，后级涡轮转子叶轮160的一部分和前级涡轮转子叶轮174的一部分。如图所示，后级叶片柄154包括燕尾件156的多个轴向地延伸的部分162和在后级叶片转子叶轮160的内径164上的多个支撑台肩180，该多个支撑台肩180沿大体上轴向的方向延伸，以用于当安装在后级叶片柄154上时近流路密封节段168的径向和周向固持。如图21中示出的中间组件，该方法包括通过后级叶片柄154将多个后级叶片152中的各个安装到后级涡轮转子叶轮160的多个燕尾槽道158中的各个上。该方法包括通过朝涡轮轴(未示出)径向向内且然后朝后级叶片柄154轴向地移动近流路密封节段168来将近流路密封节段168安装在后级叶片柄154上，使得单个近流路密封节段168的外密封表面181与支撑台肩180接合，且内支撑面186与燕尾件156的延伸部分162完全地接合。在安装近流路密封节段168之前，该方法可包括如前所述地在近流路密封节段168中定位密封绳182。
[0194]现在参照图22，在相对于后级叶片柄154定位多个近流路密封节段168之后，将大体上类似于节段间花键密封件64 (如图4所示)的多个节段间花键密封件(未示出)轴向地配置在近流路密封节段168之间，以提供其间的节段间间隙密封。如图22中例示的，接着相对于近流路密封节段168和前级涡轮转子叶轮174布置前级叶片170，且更具体而言，包括多个燕尾件176的前级叶片轴172。如图所示，前级涡轮转子叶轮174包括多个燕尾槽道178，该多个燕尾槽道178构造成用于安装多个前级叶片179，且更具体而言用于接收燕尾件176。如所例示的，该方法包括朝近流路密封节段168轴向地移动前级叶片柄172中的各个，使得近流路密封节段168的外密封表面181与前级叶片柄172的支撑台肩180接合。燕尾件176，如之前关于后级叶片柄154描述的，可构造成轴向地延伸，以便提供多个近流路密封节段168，且更具体而言内支撑面186的支撑和径向约束。顺序可颠倒，以用于级间密封系统50的拆卸。
[0195]如图23中例示的，在简化截面图中，级间密封系统150，且更具体而言，多个近流路密封节段168中的各个可包括切口部分169，以便提供多个近流路密封节段168的如由方向箭头184指示的径向向内移动。
[0196]现在参照图24-26，例示了在本文中公开的级间密封系统200的备选构造。与之前公开的实施例不同，级间密封系统200，且更具体而言，多个近流路密封节段202，被径向地且轴向地约束在前级叶片的燕尾件部分上。如在图24-26中最佳地例示的，在级间密封系统200的该特定实施例中，多个后级叶片204中的各个包括大体上类似于图1-19的后级叶片柄68的后级叶片柄206，包括多个燕尾件(未示出)。在组装期间，多个后级叶片204中的各个通过叶片柄206安装到后级涡轮转子叶轮208的多个燕尾槽道(未示出)中的各个上。
[0197]图24还例示了多个前级叶片210，它们各自包括前级叶片柄212、和前涡轮转子叶轮214。大体上类似于前述实施例，多个前级和后级叶片210，204中的各个的叶片柄212，206和燕尾件部分分别构造成提供近流路密封节段202的固持。与前述实施例不同，近流路密封节段202的径向和轴向约束在前级上实现。此外，不需要特别的角度端部切口(如之前关于图23描述的)以用于安装。如图24中最佳地例示的，支撑台肩216设在前级叶片柄212的天使翼区域中，且支撑台肩216设在后级叶片柄206的天使翼区域中。级间密封系统200还包括固持特征218，该固持特征218形成在后级涡轮转子叶轮208中，以用于在其中固持近流路密封节段202。在所例示的实施例中，固持特征218处于形成到后级涡轮转子叶轮208中的槽道的形式。级间密封系统200还包括固持特征226，该固持特征226形成在前级涡轮转子叶轮214中，以用于在其中固持近流路密封节段202。在所例示的实施例中，固持特征226处于形成在前级叶轮转子叶轮214上的轴向地延伸的突出部226的形式，以便当近流路密封节段202与其接合时提供近流路密封节段202的附加的径向和周向约束。
[0198]如在之前所述的实施例中，应注意的是在该特定实施例中，包括多个级间密封系统200—部分的多个近流路密封节段202与配置在多级涡轮12(如图1所示)的前级或后级上的叶片相比可在数量上较少。级间密封系统200还包括在前级和后级叶片柄212，206、前级和后级涡轮转子叶轮214，208和近流路密封节段202的所有接触表面上的抗磨损涂层220，以用于减轻磨损。级间密封系统200还可包括在多级涡轮的附加涡轮级(未示出)之间轴向地延伸的附加级间密封系统(未示出)。
[0199]具体而言参照图25和26，例示了组装图24的级间密封系统200的方法中的步骤。图25是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的透视图，其例示了级间密封系统200的近流路密封节段202、后级叶片柄206的一部分、后级涡轮转子叶轮208的一部分和前级涡轮叶轮214的一部分。后级涡轮转子叶轮208包括固持特征218，该固持特征218用于允许近流路密封节段202的径向固持。如图25生成的中间组件，该方法包括通过后级叶片柄206将多个后级叶片204中的各个安装到后级涡轮转子叶轮208的多个燕尾槽道中的各个上。该方法包括通过朝涡轮轴(未示出)径向向内且然后朝后级叶片柄206和后级涡轮转子叶轮208轴向地移动近流路密封节段202来在后级叶片柄206和后级涡轮转子叶轮208上安装近流路密封节段202，使得单个近流路密封节段202的外密封表面222与形成在后级叶片柄206中的支撑台肩216接合，且内支撑面224与形成在后级涡轮转子叶轮208上的固持特征218和形成在前级涡轮转子叶轮214上的轴向地延伸的突出部216接合。在安装近流路密封节段202之前，该方法可包括如前所述地相对于近流路密封节段202定位密封绳、密封线等。
[0200]现在参照图26，在相对于后级叶片柄206、后级涡轮转子叶轮208和前级涡轮转子叶轮214定位多个近流路密封节段202之后，将大体上类似于节段间花键密封件64(如图4所示)的多个节段间花键密封件(未示出)轴向地配置在近流路密封节段202之间，以提供其间的节段间间隙密封。如在图26中在透视图中例示的，接着相对于近流路密封节段202和前级涡轮转子叶轮214定位包括多个燕尾件的前级叶片210，且更具体而言，前级叶片柄212。如图所示，前级涡轮转子叶轮214包括多个燕尾槽道，该多个燕尾槽道构造成用于安装多个叶片210，且更具体而言用于接收燕尾件。如所例示的，该方法包括朝近流路密封节段202轴向地移动前级叶片柄212，使得近流路密封节段202的外密封表面222与前级叶片柄212的支撑台肩216接合。顺序可颠倒，以用于级间密封系统200的拆卸。
[0201]图27是根据在本文中示出或描述的一个或更多个实施例的流程图300，其例示在组装多级涡轮的密封系统的方法中涉及的步骤。在步骤302处，该方法包括将多个后叶片中的各个安装到后级涡轮转子叶轮的多个燕尾槽道中的各个上。在一个实施例中，后级叶片，且更具体而言，后级叶片的径向地延伸的燕尾件，定位成在后涡轮转子叶轮的前侧上与燕尾槽道齐平。在其他实施例中，多个后级叶片中的各个，且更具体而言，径向地延伸的燕尾件的燕尾轴向宽度的一部分，定位成朝前侧轴向地延伸超过后级涡轮转子叶轮。
[0202]在步骤304处，该方法包括使多个级间密封节段中的各个的后端处的外密封表面与多个后级叶片中的各个的天使翼区域中的支撑台肩接合。使外密封表面与支撑台肩接合的步骤包括通过径向向内且然后轴向地移动多个级间密封节段中的各个使外密封表面接合，使得多个级间密封节段中的各个与多个后级叶片的支撑台肩完全地接合。在实施例中，多个级间密封节段中的各个可还与多个固持特征接合。在步骤306处，该方法包括使在多个级间密封节段中的各个的后端处的内支撑面与多个后级叶片中的各个的天使翼区域中的支撑台肩、多个后级叶片的燕尾件区域或后涡轮级转子叶轮的一者接合。
[0203]此外在步骤308处，该方法包括将多个前级叶片中的各个安装到前级涡轮转子叶轮的多个燕尾槽道中的各个上，以与级间密封节段接合。该方法还包括将后轴向固持环配置在后级涡轮转子叶轮内径上的多个凸耳突出与多个级间密封节段中的各个上的多个协作的固持特征(例如圆齿状钩)之间，该固持特征用于将多个级间密封节段中的各个与后级涡轮转子叶轮锁紧。
[0204]有利地，当前的密封系统是用于具有高压降和大瞬变的多级涡轮中的若干场所的可靠、坚固的密封件。级间密封系统也是制造起来经济的，且由于间隔轮材料节省而导致显著的成本减少。因此，当前的级间密封系统还增强功率密度且减少二次流。当前的级间密封系统还允许凸缘螺接的转子架构、仅移除叶片级的现场替换、和流路可变性。当前的级间密封系统还可采用减小数目的近流路密封节段，从而导致更少的节段间间隙且因此更少的泄漏。级间密封系统还保证来自近流路密封节段的基本上所有的离心负载被传递到前和后涡轮叶轮。此外，当前的级间密封系统可排除叶片燕尾件密封件和叶片柄密封件的使用。
[0205]此外，本领域技术人员将认识到来自不同实施例的各种特征的可互换性。相似地，所描述的各种方法步骤和特征，以及各此种方法和特征的其他已知等同物可由本领域技术人员混合和匹配，以根据本公开的远离来构造附加的系统和技术。当然，应明白的是，不一定可根据任何特定实施例来实现所有的上述此种目的或优势。因此，例如，本领域技术人员将认识到，在本文中描述的系统和技术可以以实现或优化在本文中教导的一个优势或一组优势，而不一定实现可在本文中教导或提出的其他目的或优势的方式来使用或执行。
[0206]虽然已在本文中例示且说明了本公开的仅某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和变化。因此，应该明白，所附权利要求意图覆盖落入本公开的实质精神内的所有此种修改和变化。
【主权项】
1.一种用于减少涡轮系统中的二次空气流的密封构件(54，130，168，202)，其包括: 前端部部分(57)，其包括外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，224)，其中，该外密封表面(96，181，222)构造成由前级涡轮叶片(42，170，210)上的支撑台肩(70，180，216)在径向方向上固持； 后端部部分(58)，其包括外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，186，224)，其中，该外密封表面(96，181，222)构造成由后级涡轮叶片(42，152，204)上的支撑台肩(70，180，.216)在径向方向上固持;和 主体部分(62)，其从该前端部部分(57)轴向地延伸到该后端部部分(58)，该主体部分(62)包括至少两个支撑腹板(59)，该支撑腹板(59)将该前端部部分(57)的外密封表面(96，.181，222)和内支撑面(98，186，224)联接到该后端部部分(58)的外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，186，224)， 其中，来自该密封构件(54)的基本上所有的离心负载被传递到该前级涡轮叶片(42，.170，210)和该后级涡轮叶片(42，152，204)。2.根据权利要求1所述的密封构件(54)，其中，该前端部部分(57)的内支撑面(98)构造成由该前级涡轮叶片(42)上的第二台肩支撑件(72)在径向方向上固持，且该后端部部分(58)的内支撑面(98)构造成由该后级涡轮叶片(42)上的第二台肩支撑件(72)在径向方向上固持。3.根据权利要求1所述的密封构件(54)，其中，该前端部部分(57)的内支撑面(186)构造成由该前级涡轮叶片(170)的燕尾件区域(162)在径向方向上固持，且该后端部部分(58)的内支撑面(186)构造成由该后级涡轮叶片(152)的燕尾件区域(162)在径向方向上固持。4.根据权利要求1所述的密封构件(54)，其中，该前端部部分(57)的内支撑面(224)构造成由前级涡轮转子叶轮(214)的操作地联接到该前级涡轮叶片(210)的支撑台肩(216)在径向方向上固持，且该后端部部分(58)的内支撑面(224)构造成由后级涡轮转子叶轮(208)的操作地联接到该后级涡轮叶片(204)的支撑台肩(216)在径向方向上固持。5.—种用于多级涡轮的密封系统(50，150，200)，所述密封系统包括: 级间密封件(50，150，200)，其围绕该多级涡轮的涡轮转子叶轮组件周向地配置且在该多级涡轮的前涡轮级(36)和后涡轮级(38)之间轴向地延伸，其中，该级间密封件(50，150，.200)包括: 多个近流路密封节段(54，130，168，202)，其中，该多个近流路密封节段(54，130，168，.202)中的各个包括: 外密封表面(96，181，222)和内支撑面(98，224)，其从该前涡轮级(36)的至少一个下游区域延伸到该后涡轮级(38)的至少一个上游区域，使得来自该级间密封件(50，150，200)的基本上所有的离心负载被传递到多个前级叶片叶片(42，170，210)和多个后级叶片(42，.152，204);和 至少两个支撑腹板(59)，其联接该外密封表面(96，181，222)和该内支撑面(98，224)， 其中，该多个近流路密封节段(54，130，168，202)中的各个从该多个前级叶片(42,170,.210)的天使翼区域延伸到该多个后级叶片(42，152，204)的天使翼区域。6.根据权利要求5所述的系统(50，150，200)，还包括多个节段间花键密封件(64)，其位于该多个近流路密封节段(54，130，168，202)中的各个的两侧处，以用于防止节段间间隙泄 漏。7.根据权利要求5所述的系统(50，150，200)，其中，在该多个前级叶片叶片(42，170，.210)的天使翼区域处的外密封表面(96，181，222)构造成由该多个前级叶片(42，170，210)的支撑台肩(70，180，216)在径向方向上约束，且其中，在该多个后级叶片(42，152，204)的天使翼区域处的外密封表面(96，181，222)构造成由该多个后级叶片(42，152，204)的支撑台肩(70，180，216)在径向方向上约束。8.根据权利要求5所述的系统(50，150，200)，还包括密封线(74)、密封绳(182)和金属密封件中的至少一者，其配置在该级间密封件(50，150，200)的密封沟槽(76)内且径向地和轴向地中的一种地位于该级间密封件(50，150，200)和该多个后级叶片(42，152，204)之间，以用于将该后涡轮转子叶轮(46，160，208)与热气体路径(14)的流隔离。9.根据权利要求5所述的系统(50，150，200)，还包括该前涡轮级(36)的前级涡轮转子叶轮(44，174，214)和该后涡轮级(38)的后级涡轮转子叶轮(46，160，208)，其中，该前级涡轮转子叶轮(44，174，214)包括构造成用于操作地联接该多个前级叶片(42，170，210)的多个燕尾槽道(102，178)，且该后级涡轮转子叶轮(46，160，208)包括构造成用于操作地联接该多个后级叶片(42，152，204)的多个燕尾槽道(90，158)。10.—种组装多级涡轮(22)的密封系统(50，150，200)的方法(300)，该多级涡轮(22)具有分别在前级涡轮转子叶轮(44，174，214)和后级涡轮转子叶轮(46，160，208)上的多个前级叶片(42，170，210)和多个后级叶片(42，152，204)，该方法包括: 将该多个后级叶片(42，152，204)中的各个安装(302)到该后级涡轮转子叶轮(46，160，.208)的多个燕尾槽道(90，158)中的各个上； 通过径向向内且轴向地移动该多个级间密封节段(54，130，168，202)中的各个来使多个级间密封节段(54，130，168，202)中的各个的后端部部分(58)处的外密封表面(96，181，222)与该多个后级叶片(42，152，204)中的各个的天使翼区域接合，和使该多个级间密封节段(54，130，168，202)中的各个的后端部部分(58)处的内支撑面(98，186，224)与该多个后级叶片(42，152，204)中的各个的天使翼区域、该多个后级叶片(42，152，204)的燕尾件区域(90，158)或该后级涡轮转子叶轮(46，160，208)中的一者接合，使得该外密封表面(96，181，222)与该多个后级叶片(42，152，204)中的各个的天使翼区域完全地接合，且该内支撑面(98，186，224)与该多个后级叶片(42，152，204)中的各个的天使翼区域、该多个后级叶片(42，152，204)的燕尾件区域(90，158)或该后级涡轮转子叶轮(46，160，208)中的一者完全地接合； 将该多个前级叶片(42，170，210)中的各个安装(308)到该前级涡轮转子叶轮(44，174，.214)的多个燕尾槽道(102，178)中的各个上，使得在该多个级间密封节段(54，130，168，.202)中的各个的前端部部分(57)处的外密封表面(96，181，222)与该多个前级叶片(42，.170，210)中的各个的天使翼区域完全地接合，且在该多个级间密封节段(54，130，168，202)中的各个的前端部部分(57)处的内支撑面(98，224)与该多个前级叶片(42，170，210)中的各个的天使翼区域、该多个前级叶片(42，170，210)的燕尾件区域或该前级涡轮转子叶轮(44，174，214)中的一者完全地接合，以在径向方向上固持该多个级间密封节段(54,130,.168，202)中的各个，使得来自级间密封件(50，150，200)的基本上所有的离心负载被传递到该多个前级叶片(42，170，210)和该多个后级叶片(42，152，204)。
【文档编号】F01D11/00GK106050323SQ201610326027
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年2月19日
【发明人】O·萨穆拉拉, F·J·卡萨诺瓦, E·塞文瑟, J·M·维布斯特
【申请人】通用电气公司