用于燃燒室過渡管道的可調節支撐系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明總體上涉及燃氣渦輪發動機，更具體地涉及用于將燃燒室排氣流從燃氣渦輪發動機的燃燒室引導至渦輪組件的過渡管道的支撐系統。
【背景技術】
[0002]通常，燃氣渦輪發動機包括用于將空氣壓縮的壓縮機、用于將壓縮空氣與燃料混合并且點燃該混合物的燃燒室、和用于產生動力的渦輪葉片組件。過渡管道在燃燒室與渦輪葉片組件之間延伸，以便引導燃燒室氣體經過渦輪葉片組件，從而為渦輪葉片組件的轉子賦予旋轉運動。常規的過渡管道通常是由增壓室構成，該增壓室需要來自位于被焊接到增壓室出口處的更加剛性的安裝支撐結構的支撐。該剛性支撐結構是用于將過渡組件固定到渦輪進口。該剛性支撐結構也被用于支撐出口密封件，這些出口密封件是用于防止冷壓縮空氣直接地進入渦輪。
[0003]在運行期間，燃氣渦輪發動機在高溫下工作并且使過渡管道暴露于熱的燃燒氣體。過渡管道是由過渡支架所支撐。該支架易受到極端溫度和振動的影響。振動導致過渡管道上的密封件過早地失效。因此，對于以較少振動將過渡管道附接到渦輪發動機的渦輪進口的更穩健的系統存在著需求。
【發明內容】
[0004]本發明旨在提供一種用于過渡管道的可調式過渡管道支撐系統，該過渡管道將熱氣體從燃燒室出口引導至渦輪發動機的燃氣渦輪進口。可調式過渡管道支撐系統可包括與過渡管道主體接觸的可調式前向過渡柔性支撐組件，在此該前向過渡柔性支撐組件可由朝向過渡管道主體延伸的底座及從底座延伸至過渡管道主體的第一和第二側支撐臂所構成。第一和第二側支撐臂可由用間隔件彼此間隔的多個撓性板所構成，這些撓性板提供在周向方向和徑向方向上的剛性及在軸向方向上的柔性。可改變所使用撓性板的數量，以適應不同的渦輪發動機。可調式過渡管道支撐系統可具有用于在超過兩個的發動機等級(order)的周向模式和徑向模式的固有頻率，該固有頻率為2乘以發動機每分鐘轉數再除以頻率或者 2(3600)/60=120赫茲。
[0005]構造成用于將熱氣體從渦輪發動機的燃燒室出口引導至燃氣渦輪進口的過渡管道的可調式過渡管道支撐系統可包括過渡管道主體，該過渡管道主體是由構成在過渡管道主體的進口與出口之間延伸的內部通道的外壁所構成。該支撐系統也可包括與過渡管道主體接觸的可調式前向過渡柔性支撐組件，其中該前向過渡柔性支撐組件可由朝向過渡管道主體而延伸的底座所構成，并且第一側支撐臂和第二側支撐臂可從底座延伸至過渡管道主體。第一側支撐臂可由用間隔件彼此間隔的多個第一側撓性板所構成，其中第一側撓性板提供在周向方向和徑向方向上的剛性及在軸向方向上的柔性。第二側支撐臂可由用間隔件彼此間隔的多個第二側撓性板所構成，其中第二側撓性板提供在周向方向和徑向方向上的剛性及在軸向方向上的柔性。
[0006]在至少一個實施例中，第一側撓性板可由在2個和18個之間的厚度在0.5毫米和
2.5毫米之間的撓性板所構成。在另一個實施例中，第一側撓性板可由在8個和12個之間的厚度在1.0毫米和2.0毫米之間的撓性板所構成。類似地，第二側撓性板可由在2個和18個之間的厚度在0.5毫米和2.5毫米之間的撓性板所構成。在另一個實施例中，第二側撓性板可由在8個和12個之間的厚度在1.0毫米和2.0毫米之間的撓性板所構成。
[0007]底座可構造成提供堅固的、結構合理的、不易彎曲的基座，第一和第二臂附接到該基座。底座可由頂梁和底梁所構成，頂梁與底梁經由被中間柱隔開的第一和第二外柱而聯接到一起。第一和第二柱具有小于中間柱的厚度的厚度。
[0008]第一側支撐臂可包括在與過渡管道主體相鄰的外端處的第一外支架和第二外支架，其中第一和第二外支架經受朝向彼此的壓縮力，由此將第一側撓性板的外端置于壓縮狀態。第一側支撐臂可包括在與過渡管道主體相鄰的內端處的第一內支架和第二內支架，其中第一和第二內支架經受朝向彼此的壓縮力，由此將第一側撓性板的內端置于壓縮狀態。可用一個或多個螺栓將第一和第二外支架置于壓縮狀態。第一側支撐臂也可包括第一柱銷和第二柱銷，這些柱銷從第一外支架經過第一側撓性板延伸至第二外支架，用以減小在從第一外支架延伸至第二外支架的一個或多個螺栓中的除壓縮載荷以外的載荷。可利用一個或多個螺栓將第一和第二內支架置于壓縮狀態。第一側支撐臂也可包括第一柱銷和第二柱銷，這些柱銷從第一內支架經過第一側撓性板延伸至第二內支架，用以減小在從第一內支架延伸至第二內支架的一個或多個螺栓中的除壓縮載荷以外的載荷。
[0009]第二側支撐臂可包括在與過渡管道主體相鄰的外端處的第一外支架和第二外支架。第一和第二外支架可經受朝向彼此的壓縮力，由此將第二側撓性板的外端置于壓縮狀態。第二側支撐臂可包括在與過渡管道主體相鄰的內端處的第一內支架和第二內支架，其中第一和第二內支架經受朝向彼此的壓縮力，由此將第二側撓性板的內端置于壓縮狀態。利用一個或多個螺栓將第二側支撐臂的第一和第二外支架置于壓縮狀態。第一柱銷和第二柱銷可從第一外支架經過第二側撓性板延伸至第二外支架，用以減小在從第一外支架延伸至第二外支架的一個或多個螺栓中的除壓縮載荷以外的載荷。可利用一個或多個螺栓將第二側支撐臂的第一和第二內支架置于壓縮狀態。第一柱銷和第二柱銷從第一內支架經過第二側撓性板延伸至第二內支架，用以減小從第二側支撐臂的第一內支架延伸至第二外支架的一個或多個螺栓中的除壓縮載荷以外的載荷。
[0010]構成第一側支撐臂的第一側撓性板可由被過渡部隔開的外附接部和內附接部所構成，該過渡部具有與構成外和內附接部的側面不在一條直線上的線性側部，由此將外附接部定位成從內附接部側向地偏移。構成第二側支撐臂的第二側撓性板可由被過渡部隔開的外附接部和內附接部所構成，該過渡部具有與構成外和內附接部的側面不在一條直線上的線性側部，由此將外附接部定位成從內附接部側向地偏移。
[0011]第一側和第二側支撐臂可由在各臂內部彼此對齊的多個第一和第二側撓性板所構成，其中各側支撐臂具有它們的與底座的頂梁的縱向軸線對齊的較大的外平面。底座可具有在垂直于經過過渡管道主體的熱氣體流動方向的方向上所測量的寬度，該寬度是在垂直于經過過渡管道主體的熱氣體流動方向的方向上所測量的過渡管道主體的寬度的至少80%。
[0012]過渡管道支撐系統可以是可調節的系統。第一和第二側支撐臂的第一和第二外支架可包括使軸向調節成為可能的具有跑道構造的至少一個孔口。第一和第二側支撐臂的第一和第二內支架包括使側向調節成為可能的具有跑道構造的至少一個孔口。過渡管道支撐系統也可包括位于第一側和第二側支撐臂與底座之間的一個或多個墊片，用于徑向調節。
[0013]可調式前向過渡柔性支撐組件在徑向模式中可具有大于150赫茲的固有頻率，在周向模式中具有大于100赫茲的固有頻率，在扭轉模式中具有大于150赫茲的固有頻率，并且在軸向模式中具有大于100赫茲的固有頻率。
[0014]可調式過渡管道支撐系統的一個優點是:該可調式前向過渡柔性支撐組件利用增強的徑向和側向剛度來限制在徑向方向和側向方向上相對于中心線的振動，由此減小對燃燒室彈性鎖片和將過渡管道密封的出口框架密封件的磨損。