用于组装流动路径构件的系统和方法与流程

文档序号:18175286发布日期:2019-07-13 10:04阅读:168来源:国知局
用于组装流动路径构件的系统和方法与流程

本公开大体上涉及用于组装涡轮机的流动路径构件的系统和方法,且具体地,涉及用于将流动路径构件(例如,燃气涡轮中的喷嘴)密封的系统和方法。



背景技术:

涡轮机(诸如,工业、航空器或船舶燃气涡轮)按顺次流动的顺序大体上包括压缩机、燃烧器以及涡轮。涡轮具有多个级,各个级包括一排涡轮喷嘴和相邻的一排涡轮转子叶片(其设置于涡轮喷嘴的下游)。涡轮喷嘴在涡轮内保持固定,并且,涡轮转子叶片与转子轴一起旋转。各种涡轮级限定通过涡轮的热气路径。

在运行期间,压缩机将压缩空气提供给燃烧器。在限定于燃烧器内的燃烧室或反应区中,压缩空气与燃料混合且燃烧,以产生高速热气流。热气从燃烧器经由涡轮入口而流动到涡轮的热气路径中。随着热气流过各个相继的级,来自高速热气的动能传递到多排涡轮转子叶片,因而致使转子轴旋转且产生机械功。

第一级的涡轮喷嘴和涡轮转子叶片定位成最靠近涡轮入口,且因而暴露于最高的热气温度。第一级涡轮喷嘴包括在跨度上在内带或护罩与外带或护罩之间延伸的翼型件。内带和外带限定热气路径的内外流动边界,且暴露于热气。当组装相邻的涡轮喷嘴时,由此产生的组件可包括相邻的涡轮喷嘴的护罩之间的小的间隙,这可能提供不理想的流体泄漏路径。将相邻的涡轮喷嘴之间的可能的泄漏路径密封,且以使得组装高效且可靠的方式执行该动作一直是个挑战。



技术实现要素:

本公开的一个方面提供涡轮机的组件。该组件包括:多个流动路径构件,其设置成彼此相邻,多个流动路径构件中的各个流动路径构件具有前表面、后表面、压力侧表面以及吸力侧表面;和密封通道,其由多个流动路径构件中的第一流动路径构件的压力侧表面和多个流动路径构件中的第二流动路径构件的吸力侧表面限定,且从第一和第二流动路径构件的前表面延伸到后表面,其中,密封通道具有接近前表面的开放前端和接近第一和第二流动路径构件的后表面的至少两个后端;以及多个密封层,其设置于密封通道内,使得多个密封层中的一个或多个密封层从开放前端延伸到至少两个后端中的一个后端,并且,多个密封层中的一个或多个其它密封层从开放前端延伸到至少两个后端中的另一后端。

在本公开的一个方面,提供用于组装相邻的流动路径构件,以形成涡轮机的组件的方法。该方法包括如下的步骤:将多个流动路径构件设置成彼此相邻,多个流动路径构件中的各个流动路径构件具有前表面、后表面、压力侧表面以及吸力侧表面,使得密封通道由多个流动路径构件中的第一流动路径构件的压力侧表面和多个流动路径构件中的第二流动路径构件的吸力侧表面限定,该密封通道从第一和第二流动路径构件的前表面延伸到后表面,并且,密封通道具有接近前表面的开放前端和接近第一和第二流动路径构件的后表面的至少两个后端;将一个或多个密封层通过开放前端而插入到密封通道中,以将一个或多个密封层设置成从开放前端延伸到至少两个后端中的一个后端;以及将一个或多个其它密封层通过开放前端而插入到密封通道中,以将一个或多个其它密封层设置成从开放前端延伸到至少两个后端中的另一后端。

技术方案1.一种涡轮机的组件,包括:

多个流动路径构件,其设置成彼此相邻,所述多个流动路径构件中的各个流动路径构件具有前表面、后表面、压力侧表面以及吸力侧表面;

密封通道,其由所述多个流动路径构件中的一个流动路径构件的压力侧表面和所述多个流动路径构件中的相邻的流动路径构件的吸力侧表面限定,且从所述流动路径构件的所述前表面延伸到所述后表面;其中,所述密封通道具有接近所述前表面的开放前端和接近所述流动路径构件的所述后表面的至少两个后端;以及

多个密封层,其设置于所述密封通道内,使得所述多个密封层中的一个或多个密封层从所述开放前端延伸到所述至少两个后端中的一个后端,并且,所述多个密封层中的一个或多个其它密封层从所述开放前端延伸到所述至少两个后端中的另一后端。

技术方案2.根据技术方案1所述的组件,其特征在于,所述密封通道从所述开放前端延伸,且分成终止于所述至少两个后端处的至少两个后部区段。

技术方案3.根据技术方案2所述的组件,其特征在于,所述至少两个后部区段以至少1度的角度发散。

技术方案4.根据技术方案3所述的组件,其特征在于,所述角度在大约3度至大约90度的范围内。

技术方案5.根据技术方案2所述的组件,其特征在于,所述至少两个后部区段中的至少一个后部区段具有比所述开放前端处的所述密封通道的厚度更小的厚度。

技术方案6.根据技术方案1所述的组件,其特征在于,所述多个密封层基本上适形于所述密封通道。

技术方案7.根据技术方案1所述的组件,其特征在于,所述一个或多个密封层具有比所述一个或多个其它密封层的塑性变形更低程度的塑性变形。

技术方案8.根据技术方案1所述的组件,其特征在于,所述一个或多个密封层具有比所述一个或多个其它密封层的抗氧化性更高的抗氧化性。

技术方案9.根据技术方案1所述的组件,其特征在于,所述一个或多个密封层具有比所述一个或多个其它密封层的厚度更大的厚度。

技术方案10.根据技术方案1所述的组件,其特征在于,所述多个密封层中的各个密封层具有大约0.1毫米至大约1毫米的范围内的厚度。

技术方案11.一种用于组装多个流动路径构件的方法,包括:

将所述多个流动路径构件设置成彼此相邻,所述多个流动路径构件中的各个流动路径构件具有前表面、后表面、压力侧表面以及吸力侧表面,使得密封通道由所述多个流动路径构件中的一个流动路径构件的压力侧表面和所述多个流动路径构件中的相邻的流动路径构件的吸力侧表面限定,所述密封通道从所述流动路径构件的所述前表面延伸到所述后表面,且其中,所述密封通道具有接近所述前表面的开放前端和接近所述流动路径构件的所述后表面的至少两个后端;以及

通过以下的步骤而将多个密封层设置到所述密封通道中:

将所述多个密封层中的一个或多个密封层通过所述开放前端而插入到所述密封通道中,以将所述一个或多个密封层设置成从所述开放前端延伸到所述至少两个后端中的一个后端;以及

将所述多个层中的一个或多个其它密封层通过所述开放前端而插入到所述密封通道中,以将所述一个或多个其它密封层设置成从所述开放前端延伸到所述至少两个后端中的另一后端。

技术方案12.根据技术方案11所述的方法,其特征在于,所述密封通道从所述开放前端延伸,且分成终止于所述至少两个后端处的至少两个后部区段。

技术方案13.根据技术方案12所述的方法,其特征在于,所述至少两个后部区段以至少1度的角度发散。

技术方案14.根据技术方案11所述的方法,其特征在于,所述一个或多个密封层具有比所述一个或多个其它密封层的塑性变形更低程度的塑性变形。

技术方案15.根据技术方案11所述的方法,其特征在于,所述一个或多个密封层具有比所述一个或多个其它密封层的抗氧化性更高的抗氧化性。

技术方案16.根据技术方案11所述的组件,其特征在于,所述一个或多个密封层具有比所述一个或多个其它密封层的厚度更大的厚度。

技术方案17.根据技术方案11所述的方法,其特征在于,所述设置步骤包括连续地将所述一个或多个密封层和所述一个或多个其它密封层插入。

可通过参考下文的详述而更容易地理解本公开的这些及其它特征、实施例以及优点。

附图说明

当参考附图而阅读以下的详述时,将更清楚地理解本公开的这些及其它特征、方面和优点,其中,在所有的附图中,相同的字符表示相同的零件,其中:

图1是根据本公开的一些实施例的燃气涡轮的示意图。

图2是根据本公开的一些实施例的燃气涡轮的涡轮区段的横截面侧视图。

图3是根据本公开的一些实施例的定子组件的包括设置成彼此相邻的多个涡轮喷嘴的一部分的透视图。

图4是根据本公开的一些实施例的涡轮喷嘴的外带的透视侧视图。

图5示出根据本公开的一些实施例的具有间断部的密封层的示意图。

图6是根据本公开的一些实施例的涡轮喷嘴的外带的透视侧视图。

图7示出根据本公开的一些实施例的用于将相邻的涡轮喷嘴密封,以形成定子组件的方法的流程图。

注意到,本公开的附图未按比例绘制。附图旨在仅描绘本公开的典型的方面,且因此,不应当被认为是限制本公开的范围。

具体实施方式

本文中所提供的实施例针对用于将相邻的流动路径构件密封,以形成涡轮机的组件的系统和方法。如本文中所描述的用于密封的系统(诸如,密封层)和密封的方法有利地提供将密封层安装于流动路径构件之间且组装组件的改进的简便性和效率、以及理想的机械性质(诸如,涡轮机中的高温下的抗蠕变性、抗剪/抗扭强度以及抗热震性)。如在下文中详细地讨论的,一些实施例涉及燃气涡轮的组件(诸如,定子组件),该组件包括设置成彼此相邻的多个流动路径构件(诸如,涡轮喷嘴)。

虽然出于图示的目的,将大体上在陆基发电燃气涡轮的定子组件的情境下描述本发明的示范性的实施例,但本领域普通技术人员将容易地意识到,本发明的实施例可应用于任何样式或类型的燃气涡轮,而不限于陆基发电燃气涡轮,除非在权利要求中具体地叙述。

在以下的说明书和权利要求中,除非上下文清楚地另有所指,否则单数形式“一”、“一种”以及“该”包括多个参考对象。如本文中所使用的,除非上下文清楚地另有所指,否则术语“或”不旨在为排它性的,而是指存在的所参考的构件中的至少一个,且包括可存在所参考的构件的组合的实例。

如在本文中在整个说明书和所有的权利要求中使用的近似语言可应用于对可获准变更的任何定量表示进行修改,而不导致与其相关的基本功能的变化。因此,以(若干)术语(诸如,“大约”和“基本上”)修改的值不限于精确的指定值。在一些实例中,近似语言可与用于测量该值的仪器的精度相对应。

除非另有限定,否则本文中所使用的技术术语和科学术语具有如本公开所属领域的技术人员普遍地理解那样的相同的含义。术语“包含”、“包括”以及“具有”旨在为包括性的,且意指可能存在除了所列出的元件之外的附加元件。如本文中所使用的,术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、量或重要性,而更确切地说,用于将元件彼此区分开。术语“上游”和“下游”指相对于流体通路中的流体流的相对方向。例如,“上游”指流体流自的方向,并且,“下游”指流体流至的方向。术语“沿径向”指与具体的构件的轴向中心线基本上垂直的相对方向,并且,术语“沿轴向”指与具体的构件的轴向中心线基本上平行且/或同轴地对齐的相对方向。

在一些实施例中,参考图1-2而描述包括设置成彼此相邻的多个流动路径构件的燃气涡轮的组件和将相邻的流动路径构件密封,以便形成该组件的方法。

现在参考附图,图1图示如可结合本公开的各种实施例的燃气涡轮10的示意图。如图所示,燃气涡轮10大体上包括压缩机区段12,压缩机区段12具有设置于压缩机16的上游端处的入口14。燃气涡轮10还包括燃烧区段18,燃烧区段18具有定位于压缩机16的下游的一个或多个燃烧器20,并且,包括涡轮24(诸如,膨胀涡轮)的涡轮区段22设置于燃烧区段18的下游。轴26沿着燃气涡轮10的轴线28沿轴向穿过压缩机16延伸到涡轮24。

图2提供可结合本公开的各种实施例的涡轮24的横截面侧视图。涡轮24可包括多个涡轮级。如图2中所示出的,涡轮24可包括三个涡轮级,这些涡轮级包括第一级30、第二级31以及第三级32。涡轮级的总数可多于或少于三个,并且,本公开的实施例不应当限于三个涡轮级。

各个涡轮级(30、31、32)包括沿着轴线28沿轴向隔开的对应的定子组件和对应的转子组件(图1)。各个定子组件包括多个涡轮喷嘴,这些涡轮喷嘴设置成彼此沿周向相邻,以形成环结构。图2的横截面侧视图按顺次流动的顺序示出各个定子组件的对应的涡轮喷嘴40、41和42以及各个转子组件的对应的涡轮转子叶片50、51和52。外壳或壳体36沿周向环绕涡轮喷嘴(40、41和42)的各个涡轮级(30、31和32)和涡轮转子叶片(50、51和52)。在燃气涡轮10的运行的期间,涡轮喷嘴(40、41和42)相对于涡轮转子叶片(50、51和52)而保持固定。

在运行中,如在图1和图2中共同地示出的,来自压缩机16的压缩空气38提供给燃烧器20,在燃烧器20中,压缩空气38与燃料混合且燃烧,以提供热燃烧气体流,该热燃烧气体流在流动路径25中从燃烧器20流动到涡轮24中。压缩空气38的至少一部分可用作用于使涡轮24的各种构件冷却的冷却介质。

图3示出如可结合到如图2中所示出的涡轮24中且如可结合本公开的各种实施例的包括多个涡轮喷嘴110的定子组件100的透视图。涡轮喷嘴110可与涡轮喷嘴(40、41或42)中的任一个相对应或代之而安装。在一些实施例中,涡轮喷嘴110与第一级30的涡轮喷嘴40(其在行业中也可被称为第一级喷嘴或s1n)相对应。

如图3中所示出的,各个涡轮喷嘴110包括:内带200;外带300,其与内带200沿径向隔开;以及翼型件400,其在跨度上从内带200延伸到外带300。涡轮喷嘴110的翼型件400、内带200以及外带300通常以均匀基材料制造为单件(然而,这些部件可能经历不同的机械加工、处理以及涂层过程)。如图所示,各个相邻的涡轮喷嘴110安装于定子组件100中,以形成圆形结构。在该圆形结构中,相邻的涡轮喷嘴110的外带300和内带200形成固体外环120和固体内环130(固体外环120和固体内环130的部分在图3中示出)。

各个内带200包括气体侧表面202和背侧表面204,背侧表面204从气体侧表面202沿径向向内取向。各个外带300包括气体侧表面302和背侧表面304,背侧表面304从气体侧表面302沿径向向外取向。如图3中所示出的,外带300的气体侧表面302和内带200的气体侧表面202针对从燃烧器20通过涡轮24以高速流动的热燃烧气体流而限定内外径向流动边界。当多个涡轮喷嘴110组装于定子组件100中时,内带200和外带300针对热燃烧气体流而限定内外径向流动边界,由多个涡轮喷嘴110的相邻的内带200和外带300形成的固体外环120和固体内环130不应当允许通过相邻的内带200和外带300泄漏或在相邻的内带200和外带300之间泄漏。类似地,涡轮机的流动路径中的其它构件可与相邻的构件一起组装,且造成不存在可靠的密封件的不理想的泄漏路径。例如,在需要密封时,护罩、盖板、间隔物、近流动路径密封件(nfps)以及其它构件(其限定期望的流动路径,且在一些涡轮机中组装成多件)可在相邻的构件之间存在类似的接缝。

图4示出涡轮喷嘴110的外带300的横截面图(图3)。参考图4,外带300具有前表面312、后表面314、压力侧表面316以及吸力侧表面318(在图4中不可见)。前表面312可由外带300的与燃气涡轮10的流动路径25垂直的面限定(图1)。当定子组件100组装于燃气涡轮10中时,前表面312可面向安装者。后表面314可由外带300的与流动路径25垂直的面限定,且与前表面312相比,位于流动路径25中的较后的位置(下游)。当定子组件100组装于燃气涡轮10中时,后表面314背向安装者。压力侧表面316可由外带300的与轴线28垂直且面向相邻的涡轮喷嘴的面限定。吸力侧表面318可由外带300的与轴线28垂直且面向相邻的涡轮喷嘴的面限定。

外带300具有从前表面312的最前部的特征到后表面314的最后部的特征沿流动路径25的大致方向测量的长度。注意到,该主体长度包括突出表面特征,这些特征可能不被视为对于外带300不可或缺。主体长度可限定为与轴线28平行的线上的从理论上平面的前表面的最前部的部分(从背侧表面304的前缘延伸到气体侧表面302的前缘)到理论上平面的后表面的最后部的部分(从背侧表面304的后缘延伸到气体侧表面302的后缘)的距离。外带300具有与主体长度基本上垂直的主体高度。主体高度可从外带300的背侧表面304测量到气体侧表面302。

图4中的外带300在侧视图中示出,而未示出在其它情况下将掩盖压力侧表面316的特征的(相邻的涡轮喷嘴的)相邻的外带。示出密封通道320的一部分和多个密封层350,因为,它们将在安装之后出现。在一些实施例中,在多个密封层350的安装之前,相邻的外带将紧靠压力侧表面316定位。

如图4中所图示的,外带300包括压力侧表面316上的密封通道320的部分。密封通道320部分地由外带300的压力侧表面316中的凹陷部限定。密封通道320进一步由相邻的外带300的吸力侧表面(未在图4中示出)(其设置成与外带300的压力侧表面316相邻(图3))中的类似且互补的凹陷部(即,密封通道320的另一部分)限定。类似地,外带300将具有吸力侧表面318上的互补的凹陷部(未示出),以与相邻的外带的压力侧表面(其设置成与外带300的吸力侧表面318相邻)限定另一密封通道。密封通道320沿着从外带300和相邻的外带的前表面(例如,312)到后表面(例如,314)的方向延伸。密封通道320具有接近前表面312的开放前端322和接近外带300的后表面314的至少两个后端324和326。开放前端322可对外带300的背侧表面304开放,且接近前表面312。开放前端322提供开口,多个密封层350通过该开口而插入到密封通道320中。关于图4中所示出的密封通道320的部分的局部特征而描述密封通道320。密封通道320的特征进一步由相邻的外带的吸力侧表面(未示出)(其设置成与外带300的压力侧表面316相邻)中的类似且互补的凹陷部限定。相邻的外带上的密封通道的类似且互补的部分将使密封通道320完整。

如在所图示的实施例中示出的,密封通道320基本上沿着外带300的主体长度和主体高度两者都延伸。在该情境下,基本上沿着…延伸意味着密封通道320横过主体长度的大部分和主体高度的大部分。在一个实施例中,密封通道320沿着主体长度的至少85%和主体高度的至少85%延伸。

参考图4,密封通道320具有前部部分330和后部部分340。前部部分330从开放前端322延伸到后部部分340,并且,后部部分340向后表面314与前部部分330连续地延伸。前部部分330包括竖直部分332,竖直部分332从开放前端322延伸到连接部分334。前部部分330还包括横向部分336,横向部分336从连接部分334延伸到后部部分340。在一个实施例中,连接部分334可为弯曲的(如图4中所示出),具有例如大约0.5英寸至大约2.5英寸的范围内的曲率半径。横向部分336基本上平行于由外带300的背侧表面304和气体侧表面302的两个或更多个边缘限定的平面中的一个或两者。在该情境下,基本上平行意指横向部分336的大部分处于自参考平面中的至少一个起的小于20度的角度。横向部分336和竖直部分332同样地基本上彼此垂直,且基本上垂直于其相应的参考平面。在该情境下,基本上垂直意指横向部分336的大部分相对于竖直部分332的大部分和/或后表面平面处于75-105度(90度+/-15度)的角度。类似地,基本上垂直意指竖直部分332相对于横向部分336的大部分处于75-105度的角度。连接部分334在横向部分336与竖直部分332之间延伸,且将横向部分336连接到竖直部分332。在一些实施例中,如图所示,连接部分334是横向部分336与竖直部分332之间的弓状通道。

在一些实施例中,如图所示,后部部分340分成两个后部区段:从横向部分336延伸到第一后端324的第一后部区段344和从横向部分336延伸到第二后端326的第二后部区段346。第一和第二后部区段(344、346)可终止于封闭端处或包括开放端。如图所示,第一后部区段344与横向部分336基本上平行地与横向部分336连续地延伸。即,第一后部区段344基本上沿着主体长度延伸。第二后部区段346与横向部分336连续地延伸,且与第一后部区段344一起发散。第一后部区段344和第二后部区段346以至少1度的角度发散。在一些实施例中,发散角度在大约3度至大约90度的范围内。在一些实施例中,发散角度在大约10度至大约70度的范围内。在一些实施例中,例如,第二后部区段346可如图4中所示出地为弯曲的,且具有面向第一后部区段344的凸形表面348。弯曲的第二后部区段346可具有例如大约0.5英寸至大约2.5英寸的范围内的曲率半径。

在一些实施例中,限定于外带300与相邻的外带之间的密封通道320可遍及其长度而具有均匀厚度。密封通道320的厚度可限定为凹陷部的宽度,且在图4中示出为‘d’。在一些实施例中,前部部分330以及后部部分340的第一和第二后部区段(344、346)可具有不同的厚度。在一些实施例中,第一后部区段344或第二后部区段346中的至少一个具有与前部部分330的厚度相等的厚度。在一些实施例中,第一后部区段344或第二后部区段346中的至少一个具有比前部部分330的厚度更小的厚度。而且,第一后部区段344和第二后部区段346可具有相同或不同的厚度。此外,密封通道320不需要在相邻的外带的压力侧表面316和吸力侧表面中沿着密封通道320的全长具有均匀深度。

如先前所暗示的,多个密封层350可通过开放前端322而插入,通过竖直部分332、连接部分334以及横向部分336而行进,且引导至第一后部区段344和第二后部区段346,以终止于对应的第一和第二后端324和326处。图4仅示出密封通道320的如下的一部分:当该部分安装于外带300与相邻的外带之间时,将对多个密封层350进行引导和定位。相邻的外带上的密封通道的类似且互补的部分将使密封通道320完整。

在图4中,多个密封层350以其安装配置示出。多个密封层350设置于密封通道320内,使得多个密封层350中的一个或多个密封层352从开放前端322延伸到第一后端324,并且,多个密封层350中的一个或多个其它密封层354从开放前端322延伸到第二后端326。在一些实施例中,多个密封层350基本上适形于密封通道320。即,一个或多个密封层352适形于密封通道320的从开放前端322延伸到第一后端324的一部分,并且,一个或多个其它密封层354适形于密封通道320的从开放前端322延伸到第二后端326的另一部分。

多个密封层350中的密封层可为垫片或层压的塞缝片。例如,各个密封层可包括薄矩形主体(例如,某种材料(诸如,带有期望的宽度、长度以及厚度的合金)的带材、片材或箔材)。适合于多个密封层350的材料可基于其弹性性质、温度容限以及与涡轮机的流动路径25中的环境相容的其它物理特性而选择。合适的材料的一些示例包括但不限于钴基合金(诸如,haynes®188合金或haynes®25合金)。

多个密封层350中的个别的密封层可在其厚度、长度、材料上相同或不同,或可结合相同或不同的期望的特性(诸如,弹性性质、柔性、屈服强度、抗氧化性或密封特性),以促进层压、插入以及固持。密封层的弹性性质可部分地取决于密封层的材料和厚度。在一些实施例中,多个密封层350中的个别的密封层包括相同或不同的材料。在一些实施例中,多个密封层350中的个别的密封层具有相同或不同的厚度。例如,取决于个别的密封层的期望的弹性性质,多个密封层350中的各个密封层可具有大约0.1毫米至大约1毫米的范围内的厚度。在一些实施例中,各个密封层具有大约0.2毫米至大约0.6毫米的范围内的厚度。在一些实施例中,一个或多个密封层352具有比一个或多个其它密封层354的厚度更大的厚度。在一些实施例中,多个密封层350中的密封层的厚度可沿着其长度变化。

在一些实施例中,多个密封层350可具有大到足以在插入时遵从如图4中所示出的密封通道320的弯曲路径的柔性。可为理想的是,使一个或多个其它密封层354具有与一个或多个密封层352相比而更小的柔性。例如,一个或多个其它密封层354可具有大到足以插入第二后部区段346中的柔性(这可取决于第二后部区段346的曲率半径)。在一些实施例中,一个或多个密封层352具有比一个或多个其它密封层354的塑性变形更低程度的塑性变形。这些特性可使一个或多个其它密封层354可插入密封通道320的第二后部区段346中。

此外,同样地可为理想的是,一个或多个密封层352取决于其在燃气涡轮中的位置而具有与一个或多个其它密封层354不同的抗氧化性。密封层的抗氧化性可部分地取决于密封层的材料。在一些实施例中,一个或多个密封层352具有比一个或多个其它密封层354更高的抗氧化性。

第一后部区段344和第二后部区段346中的密封层的数量可取决于各种参数(诸如,密封层的厚度、密封层的柔性、第一后部区段344和第二后部区段346的厚度以及前部部分330的厚度等)。在一些实施例中,多个密封层350(多个密封层350的设置于前部部分330中的部分)的总厚度与前部部分330的厚度匹配。在一些实施例中,一个或多个密封层352(一个或多个密封层352的设置于第一后部区段344中的部分)的总厚度与第一后部区段344的厚度匹配。在一些实施例中,一个或多个其它密封层354(一个或多个其它密封层354的设置于第二后部区段346中的部分)的总厚度与第二后部区段346的厚度匹配。

在一些实施例中,一个或多个密封层352中的密封层具有某一位置处的间断部,使得当安装于密封通道320中时,间断部位于密封通道320的横向部分336中。如本文中所使用的,术语“间断部”指密封层的一般的物理结构或配置中的中断。间断部可包括密封层的表面结构上的改变。例如,间断部可为添加到密封层的表面的间隙、切口、凸块或外部特征。例如,在图5中示出密封层352,密封层352在密封层352的表面351上具有凸块355。在一些实施例中,间断部位于密封层(设置于密封通道中)的接近后部部分340(其中,密封通道320分成第一后部区段344和第二后部区段346)的一部分处。而且,在一些实施例中,带有间断部的密封层是一个或多个密封层152中的插入第一后部区段144中的最顶部的密封层。该间断部可帮助在设置一个或多个其它密封层354时,引导插入到密封通道320中的后续的密封层行进到第二后部区段346。例如,图6示出如下的视图:当密封层354插入密封通道320中时,密封层352的表面351上的预先放置于密封通道中的凸块355帮助将密封层354引导到第二后部区段346中。

一个或多个密封层352和一个或多个其它密封层354可彼此连接,以便固持。在一些实施例中,多个密封层350可在其前端(这些前端位于密封通道320的开放前端322的附近)处连接。多个密封层350可例如通过在将多个密封层350插入密封通道320中的前后焊接而连接。例如,多个密封层350的前端可在插入之后连接。对于具体的实施例和多个密封层的固持,其它形状、配置、密封层之间的附接、密封层的数量以及密封层的一端或两端的成形同样地可为理想的。

图7示出如下的方法500:组装多个流动路径构件(诸如,涡轮喷嘴110),以形成组件(诸如,如先前的图中所示出的涡轮机的定子组件100)。在步骤510中,方法500包括将多个流动路径构件(诸如,涡轮喷嘴110)设置成彼此相邻。在一些实施例中,多个涡轮喷嘴110围绕轴线28沿周向设置(图1)。在步骤520中,方法500包括将多个密封层350设置到密封通道320中。先前描述了密封通道320的细节。在步骤520中,设置多个密封层350通过将多个密封层350通过开放前端322而插入到密封通道中而执行。

步骤520包括如下的子步骤530:将多个密封层350的一个或多个密封层352通过开放前端322而插入到密封通道320中,以将一个或多个密封层352设置成从开放前端322延伸到第一后端324。步骤520还包括如下的另一子步骤540:将多个密封层350的一个或多个其它密封层354通过开放前端322而插入到密封通道320中,以将一个或多个其它密封层354设置成从开放前端322延伸到第二后端326。

在一些实施例中,设置的步骤520包括连续地将一个或多个密封层352和一个或多个其它密封层354插入。在一些实施例中,将一个或多个密封层352插入的子步骤530在将一个或多个其它密封层354插入的子步骤540之前执行。在一些实施例中,多个密封层350中的各个密封层可逐个地插入。例如,方法500首先包括将多个密封层350中的一个密封层通过开放前端322而插入,使其移动穿过前部部分330,移动穿过第一后部区段344,直到密封层的所插入的一端到达密封通道320的第一后端324为止。方法500可包括重复如下的这一步骤:取决于插入第一后部区段344中的密封层的理想的数量,插入密封层至少一次或多次。继续描述该示例,在(若干)密封层352插入到第一后端344中之后,密封层354然后通过开放前端322而插入,密封层354移动穿过前部部分330,移动穿过第二后部区段346,直到密封层354的所插入的一端到达密封通道320的第二后端326为止。在一些实施例中,在该步骤中,通过在预先插入到第一后部区段344中的密封层352中使用间断部,从而可将密封层354引导至第二后部区段346中(在使前部部分330行进之后)。预先插入的密封层352中的间断部可引导后续的密封层(即,密封层354)移动到第二后部区段346中(如图6中所示出)。在一些实施例中,方法500还包括将一个或多个其它密封层354中的附加密封层插入到密封通道320中。

多个密封层350将两个相邻的外带之间的可能的泄漏路径基本上密封。与不存在密封件的情况下的外带之间的泄漏路径相比,基本上密封以至少85%缩小外带之间的总的可能的泄漏路径。基本上完整的外带密封件以至少99%缩小相邻的涡轮喷嘴的外带之间的泄漏路径。在一些实施例中,该方法还可包括在将多个密封层350插入之后,将多个密封层在其前端(这些前端位于开放前端322处)处连接。这可帮助在燃气涡轮(其中,安装有多个密封层350)的运行的期间,将多个密封层350牢固地固持于适当的位置处。可在涡轮喷嘴的内带与其它流动路径构件(其安装成多段,且在需要密封时,留下接缝)之间实现类似的过程。

在常规的密封布置中,当多个涡轮喷嘴彼此相邻地沿周向组装于定子组件中时,若干刚性密封件(诸如,刚性密封件片材)端对端地联结,以沿着涡轮喷嘴的外带之间的弯曲的密封通道安装。在使用这些笔直的密封件的方面,存在若干缺点(包括复杂的组装过程和若干接头在运行期间的不同的时间脱离的可能性)。另外,这些刚性密封件不能在不拆卸定子组件的情况下容易地移除,且存在使小型密封件(诸如,阻止器式密封件)脱落的风险。与那些常规布置形成对照,本公开的实施例提供柔性密封件在涡轮机的流动路径构件之间的简单且改进的安装。相邻的流动路径构件设计成在其间的密封通道的开放前端处限定开口,以便接纳和移除柔性密封层。这提供在不拆卸定子组件的情况下安装密封层且从弯曲的密封通道移除密封层的简便性。柔性密封层的使用有利地(i)减少沿着密封件长度插入密封通道中的刚性密封件的数量(即,件数),且(ii)降低在制造时未注意到流动路径构件(诸如,外带)之间的泄漏路径的可能性。另外,涡轮机的流动路径与流动路径构件的密封通道的底侧之间的距离可通过使密封通道弯曲而减小。(若干)柔性密封层的使用使弯曲的密封通道可密封,且因而允许在流动路径构件(诸如,涡轮喷嘴的内带和外带)中具有弯曲的密封通道。流动路径与流动路径构件的密封通道的底侧之间的距离上的减小允许使对使其冷却的吹扫空气需求最小化。

前面的附图示出根据本公开的若干实施例而相关联的一些操作处理。应当注意到,在一些备选的实现方案中,取决于所涉及的动作,所描述的动作可不按所描述的顺序发生,或实际上可基本上同时地或按相反的顺序执行。

虽然仅在本文中图示且描述了本发明的某些特征,但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此,将理解到,所附权利要求旨在涵盖如落在本发明的实质内的所有的这样的修改和改变。

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