专利名称：汽轮机机壳系统的制作方法
技术领域：
本公开大体上涉及轴流式汽轮机机壳，并且更具体地说，涉及形成汽轮机(或称 蒸汽涡轮机)外壳的部分的温度弹性支撑区(temperature resilient support region)。
背景技术：
典型的高温汽轮机包括外壳和内壳。外壳通常由具有相对低的热强度(hot strength)的容易铸造的材料制成，而内壳通常由具有更高的热强度的材料制成，使得其能 承受更高的温度。外壳的其中一个作用是通过配置的支撑区，用来提供内壳的轴向、周向和 /或径向支撑。由于已知的内壳设计具有宽的范围，支撑区的构造也具有宽的范围，每一个 都适合用于特定的内壳构造。但是，在所有情形下，至少一些支撑区提供轴向和/或周向的 支撑。在特别靠近汽轮机的入口区处，内壳的支撑接触点可达到优选地用于铸造外壳的 低热强度材料的安全工作极限之上的温度。而已知的是，通过镶嵌件(inserts)来提供局 部热保护，例如在EP 1586394A1中所述，这样的镶嵌件具有许多的缺点。例如，当承受通常 施加到支撑区上的负载时，镶嵌件具有增加的和铸件分离的倾向。因此，镶嵌件通常不适合 用作支撑区。用来克服外壳的支撑区处的局部受热的问题的典型解决办法是，用具有更高的热 强度的材料铸造整个外壳。这通常会导致具有更高的废品率的更复杂的铸造，因此通常增 加制造成本。
发明内容
提供了一种汽轮机机壳系统，其克服了内壳支撑区的局部受热的问题和/或致使 镶嵌件不适合用作热的内壳支撑区的镶嵌件设计的问题。本公开试图通过独立权利要求的主题来处理此问题。有利的实施例在从属权利要 求中给出。一方面提供了包括外壳的汽轮机机壳系统，该外壳包封(encloses)内壳，内壳本 身还包封转子。外壳具有由第一材料制成的铸件，其包括支撑区，而内壳具有与支撑区处于 接触的接触面。接触区包括由比第一材料具有更高的热强度的第二材料制成的金属镶嵌 件，使得其可比铸件承受更高的温度。金属镶嵌件包括被容纳在铸件中的容纳面(encased surface)。这个容纳面包括，相对于径向向外方向，轴向和/或周向地扩张的部分(flaring portion)，该扩张部分将金属镶嵌件固定在铸件中，并防止金属镶嵌件的“松开”，从而使其 承受所施加的包括横向负载的负载。金属镶嵌件还包括与接触面接触的支撑面，该支撑面 连同接触面一起设置成保持内壳和铸件之间的分隔。这种分隔提供了防止铸件过热的方 法。金属镶嵌件还包括引导机构，其适于在支撑面上引导接触面，同时允许内壳和外壳的相 对运动。这样的相对运动会在机壳的热膨胀或收缩期间发生。金属镶嵌件的形状确保由它所支撑的内壳施加在它上面的作用力不导致金属镶嵌件和外壳分离。这样，提供了具有更高热强度的金属镶嵌件，其解决了局部受热的问题及 基体材料与镶嵌件之间的结合强度的问题，而不需要用具有更高热强度的更贵材料来铸造 外壳。从下面结合附图的描述，其中通过图示和示例的方式公开了本发明的实施例，本 发明的其它方面和优点将变得显而易见。
通过示例的方式，在下文中参考附图而更完全地描述了本公开的实施例，其中图1是汽轮机的截面图，显示了包括示例性支撑系统的外壳和内壳，图Ia和图Ib 是图1的部分的展开图；图2是图1的支撑区的展开图，显示了示例性金属镶嵌件；图3是图1的支撑区的展开图，显示了另一个示例性金属镶嵌件；图4是图1的支撑区的展开图，显示了还有另一个示例性金属镶嵌件。零部件清单
权利要求
1.一种汽轮机机壳系统，包括外壳(30)，所述外壳(30)具有由第一材料制成的铸件(35)，和支撑区(5)；和被所述外壳包封的内壳(20)，所述内壳(20)用于包封转子(10)，所述内壳(20)包括 与所述接触区(5)接触的接触面(24)，所述系统其特征在于，所述支撑区(5)包括金属镶嵌件(40)，其由比所述第一材料具有更高热强度的第二材料制成，所述金属镶 嵌件(40)具有容纳在所述铸件(35)中的容纳面(41)，其中，所述容纳面(41)包括，相对于 径向向外的方向(ROD)而言，轴向和/或周向地扩张的部分(42)与所述接触面(24)接触的支撑面(44)，所述支撑面(44)连同所述接触面(24) —起设 置成保持所述内壳(20)与所述铸件(35)之间的分隔；和适于在所述支撑面(44)上引导所述接触面(24)的引导机构。
2.根据权利要求1所述的机壳系统，其特征在于，所述接触面(24)包括凸部(25)。
3.根据权利要求2所述的机壳系统，其特征在于，所述金属镶嵌件(40)包括适于接收 所述接触面凸部(25)的槽(46)，所述槽(46)具有设置成为所述支撑面(44)的底部(47) 以及设置成为所述引导机构的两个侧壁(48)。
4.根据权利要求3所述的机壳系统，其特征在于，所述槽(46)沿所述轴向方向而延伸， 使得当所述接触面凸部(25)容纳在所述槽(46)中时，允许所述接触面凸部(25)的轴向运 动。
5.根据权利要求3或4所述的机壳系统，其特征在于，所述接触面凸部(25)的径向长 度，相对于所述槽(46)的径向深度而言，提供了保持所述内壳(20)与所述铸件(35)之间 的所述分隔的手段。
6.根据权利要求1所述的机壳系统，其特征在于，所述引导机构是径向地向内延伸的 凸部(45)。
7.根据权利要求1到6的其中任何一项所述的机壳系统，其特征在于，所述第一材料是球墨铸铁。
8.根据权利要求1到7的其中任何一项所述的机壳系统，其特征在于，所述第二材料选 自St460TS和Stl2T中的一项。
全文摘要
本发明涉及汽轮机机壳系统。具体而言，本发明提供了一种汽轮机外壳(30)，该汽轮机外壳(30)至少部分地由第一材料铸造而成，并具有适于支撑内壳(30)的多个支撑区(5)。该外壳(30)具有至少一个由第二材料制成的金属镶嵌件(40)的支撑区(5)，该支撑区(5)具有用来将该金属镶嵌件(40)保持在外壳(30)的铸件(35)中的扩张部分(42)。第二材料比第一材料具有更高的热强度。支撑区(5)还包括用于限制外壳(30)中的内壳(20)的运动的引导机构。
文档编号F01D25/28GK102052107SQ20101053926
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者L·博克斯海默, S·加夫纳 申请人:阿尔斯托姆科技有限公司