蒸汽轮机中的用于阻断湿蒸汽的阻断线路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于蒸汽轮机（1）的侵蚀保护措施，其中蒸汽轮机（1）包括高压区域和中压区域，其中从高压区域中流出的湿蒸汽经由到第一压力腔（20）的湿蒸汽管道（19）被引出到中压区域的第二流动通道（21）的入流区域（26）中，从而在高压区域中防止湿蒸汽的腐蚀损坏和侵蚀损坏的可能性。
【专利说明】蒸汽轮机中的用于阻断湿蒸汽的阻断线路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蒸汽轮机，其包括能转动地安装的转子、内壳体和设置在转子和内壳体之间的高压流动通道，其中转子具有推力平衡活塞，其中蒸汽轮机具有推力平衡活塞管道，其中推力平衡活塞管道通到推力平衡活塞前腔中，其中蒸汽轮机具有湿蒸汽管道，所述湿蒸汽管道建立间隙腔和第一压力腔之间的流体连接，其中间隙腔设置在转子和内壳体之间，其中推力平衡活塞管道与蒸汽源流体连接，其中蒸汽源设置在蒸汽轮机之外，其中蒸汽轮机具有第二流动通道和与第二流动通道相关联的入流区域，其中推力平衡活塞管道与入流区域流体连接。
【背景技术】
[0002]通常将蒸汽轮机划分成多个子涡轮机，例如高压子涡轮机、中压子涡轮机和低压子涡轮机。上述子涡轮机的不同之处基本上在于:蒸汽参数例如入流蒸汽的温度和压强是不同的。因此，高压子涡轮机经受最高的蒸汽参数进而被最强地热负荷。从高压子涡轮机中流出的蒸汽经由再热器再次被加热并且转送到中压子涡轮机中，其中蒸汽在穿流过中压子涡轮机之后通常在没有再热的情况下流入到低压子涡轮机中。
[0003]通常，子涡轮机分开地构成。这表示:每个子涡轮机具有自身的壳体。当然，也已知下述结构形式，在所述结构形式中，高压子涡轮机和中压子涡轮机安装在共同的外壳体中。同样地，已知下述子涡轮机，在所述子涡轮机中，中压部分和低压部分共同地设置在外壳体中。
[0004]尤其在高压和中压区域中，子涡轮机构造有转子、围绕转子设置的内壳体和外壳体。转子包括转子叶片，所述转子叶片与设置在内壳体中的导向叶片形成流动通道。通常，高压子涡轮机构成为是单流的，这引起:由于蒸汽压强引起的相对高的推力沿一个方向引导到转子上。因此，转子大多构造有推力平衡活塞。通过在限定部位上流过推力平衡活塞而产生引起反推力的压力，所述反推力沿着轴向方向基本上无力地保持转子。
[0005]蒸汽轮机的部件必须相对抗腐蚀地构成，因为在蒸汽的流动速度同时高的情况下，一些部件被湿蒸汽流过。这种部件在面临具有高的流动速度的湿蒸汽的情况下导致腐蚀和侵蚀。该问题如今通过采用相对高成本的措施来消除。
[0006]措施之一例如是使用高铬材料或者使用涂覆到部件上进而避免腐蚀和侵蚀的覆层。
[0007]尤其在高压子涡轮机中，从流动通道中流出的蒸汽基本上是湿蒸汽。这表示，在蒸汽中形成小的水滴，所述水滴撞击到蒸汽轮机的部件上并且导致部件的损坏、例如腐蚀或侵蚀。已知的是，通过保护罩保持湿蒸汽远离这些部件。
【发明内容】
[0008]本发明的所提出的目的是，避免通过湿蒸汽引起的腐蚀损坏和侵蚀损坏。
[0009]本发明的目的通过一种蒸汽轮机来实现，其包括能转动地安装的转子、内壳体和设置在转子和内壳体之间的高压流动通道，其中转子具有推力平衡活塞，其中蒸汽轮机具有推力平衡活塞管道，其中推力平衡活塞管道通到推力平衡活塞前腔中，蒸汽轮机具有湿蒸汽管道，所述湿蒸汽管道建立间隙腔和第一压力腔(20)之间的流体连接，其中间隙腔设置在转子和内壳体之间，其中推力平衡活塞管道与蒸汽源流体连接，其中蒸汽源设置在蒸汽轮机之外，其中蒸汽轮机具有第二流动通道和与第二流动通道相关联的入流区域，其中推力平衡活塞管道与入流区域流体连接，其中第一压力腔设置在入流区域中。
[0010]借助推力平衡活塞蒸汽管道将蒸汽引入到推力平衡活塞前腔中，所述蒸汽由于压强将力施加到转子上，以便平衡推力。推力平衡活塞通常是转子的子件，所述子件在对应于轴向部位的压力水平上具有理想地专门针对期望的推力平衡所选择的半径。前腔位于径向的侧表面的上游。推力平衡活塞蒸汽管道与蒸汽源连接，所述蒸汽源具有带有压强和温度的特定的蒸汽。所述蒸汽与从高压子涡轮机中流出的蒸汽混合并且在推力平衡活塞和内壳体之间到达到内壳体和外壳体之间的中间腔中。在蒸汽在转子和内壳体之间流出的部位处，外壳体关于腐蚀和侵蚀被强烈地加负荷。根据本发明，蒸汽轮机现在实施成具有湿蒸汽管道。所述湿蒸汽管道通到位于内壳体和转子之间的间隙腔中。在该部位处，从高压子涡轮机流动通道中流出的湿蒸汽朝推力平衡活塞的方向流动。所述湿蒸汽管道与第一压力腔流体连接，其中在所述第一压力腔中存在着比在间隙腔中更低的压强。根据本发明，所述第一压力腔位于入流区域中。这引起:在所述间隙腔中存在的湿蒸汽可以说近似完全地被抽出并且在湿蒸汽管道中引出。湿蒸汽与推力平衡活塞前腔中的蒸汽的混合由此被强烈地降低。由湿蒸汽和推力平衡活塞前腔中的蒸汽形成的混合蒸汽的流出由此几乎被阻止，使得实际上在推力平衡活塞和内壳体之间没有混合蒸汽流动到外壳体上。涡轮机具有第二流动通道，其中推力平衡活塞蒸汽管道与第二入流区域或与另一压力腔流体连接。因此，能够是过热蒸汽的蒸汽从第二流动通道中经由推力平衡活塞蒸汽管道到达到推力平衡活塞前腔中。因此，外壳体能够由具有更低的抗腐蚀性和抗侵蚀性的材料制成。这导致外壳体的更有利的变型形式。此外，降低泄漏损失。由此，蒸汽轮机效率上升并且湿蒸汽管道成本由于简化的互连而更低。
[0011]在从属权利要求中说明有利的改进形式。
[0012]在一个有利的改进形式中，第一压力腔设置在第二流动通道中，其中第一压力腔具有比间隙腔中的压强更低的压强。这引起:到达间隙腔中的湿蒸汽从高压子涡轮机中经由湿蒸汽管道流动到第一压力腔中。因此，不期望的湿蒸汽在其能够总的来说到达外壳体上之前被抽出并且引出到第二流动通道中。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]现在，根据实施例详细描述本发明。具有相同附图标记的部件基本上具有相同的功能。
[0014]其示出:
[0015]图1示出贯穿根据本发明的蒸汽轮机的横截面；
[0016]图2示出图1中的蒸汽轮机的推力平衡活塞的区域中的放大剖视图。
【具体实施方式】[0017]图1示出蒸汽轮机I的横截面。蒸汽轮机I包括组合的高压和中压子涡轮机2。蒸汽轮机I的主要特征是:围绕高压和中压子涡轮机2设有共同的外壳体3。蒸汽轮机I包括转子4，在所述转子上设有设置在高压流动通道6中的第一安装叶片区域5。转子5还包括第二安装叶片区域7，所述第二安装叶片区域设置在中压流动通道8中。高压流动通道6和中压流动通道8包括设置在转子4上的、未设有附图标记的多个转子叶片以及设置在内壳体9中的未设有附图标记的导向叶片。术语高压和中压子涡轮机与入流蒸汽的蒸汽参数相关。因此，流入高压子涡轮机中的蒸汽的压强大于流入中压子涡轮机中的蒸汽的压强。术语高压和中压子涡轮机的区别在于下述特征:从高压子涡轮机中流出的蒸汽在再热器中又被过热并且接下来流入到中压子涡轮机中。
[0018]在专业领域中没有应用高压和中压子涡轮机的统一的定义。
[0019]在图1中示出的蒸汽轮机I的特征在于用于第一安装叶片区域5和第二安装叶片区域7的共同的内壳体9。在运行中，蒸汽流动到高压入流区域10中。从那里，蒸汽沿着第一流动方向11流动穿过第一安装叶片区域5。在穿流过第一安装叶片区域5之后,蒸汽流动到高压出流区域12中从蒸汽轮机中流出。位于高压出流区域12中的蒸汽具有与高压入流区域10中的蒸汽的温度和压强值不同的温度和压强值。特别地，温度和压强值由于蒸汽膨胀而变小。位于高压出流区域12中的蒸汽在此具有能够使得所述蒸汽被表示为湿蒸汽的温度和压强值。这表示，所述湿蒸汽包含最小的冷凝的水滴。湿蒸汽中的这些最小的水滴以高速在撞击到蒸汽轮机I的部件的情况下导致腐蚀损坏和侵蚀损坏。大部分的湿蒸汽经由高压出流区域12从蒸汽轮机I中流出。当然，保留设置在转子4和内壳体9之间的间隙腔13中的剩余泄漏流。位于间隙腔13中的湿蒸汽沿着第一流动方向11流动并且碰到推力平衡活塞14上。推力平衡活塞14具有推力平衡活塞前腔15，在所述推力平衡活塞前腔中流入过热的蒸汽。所述过热的蒸汽位于推力平衡活塞前腔15中，所述推力平衡活塞前腔设置在推力平衡活塞14和内壳体9的后侧的壁16之间。位于推力平衡活塞前腔15中的过热蒸汽引起将轴向作用的力作用到推力平衡活塞14上进而作用到转子4上。
[0020]在内壳体9和转子4之间，在推力平衡活塞14的区域中存在间隙17。蒸汽能够流动穿过所述间隙，所述蒸汽到达到中间腔18中，所述中间腔位于外壳体3和内壳体9之间。位于间隙17中的湿蒸汽可能导致外壳体3的腐蚀危险和侵蚀危险的提高。
[0021]现在，根据本发明，在蒸汽轮机I中设有湿蒸汽管道19，所述湿蒸汽管道建立间隙腔13和第一压力腔20之间的流体连接，其中间隙腔13设置在转子4和内壳体9之间。第一压力腔20设置在入流区域26中。图1中示出的实施例示出，湿蒸汽管道19通到入流区域26中。入流区域26具有气泡形状进而也称作为中压气泡。
[0022]在运行中，从第一安装叶片区域5中出现的湿蒸汽流动至中间再热器单元(没有示出)。所述从第一安装叶片区域5中流出的蒸汽因此也称作为冷的中间再热器蒸汽。在再热器中所述蒸汽又被加热并且从再热器流动到入流区域26中。因此，所述蒸汽也称作为热的再热器蒸汽。
[0023]因此，根据本发明，一大部分的湿并且冷的再热器蒸汽被导入到中压气泡中。剩余的、较小部分的湿蒸汽以小的速度继续流动并且由过热的热的再热器蒸汽来干燥，所述再热器蒸汽经由活塞平衡管道流动。由此，推力平衡活塞14和外壳体3被保护免受湿蒸汽影响。[0024]同样地，在所述第一压力腔20中的压强应当是使得间隙腔13中的湿蒸汽的压强大于第一压力腔20中的压强，以至于在湿蒸汽管道19中存在着压力降，所述压力降引起湿蒸汽从间隙腔13到达至第一压力腔20。
[0025]推力平衡活塞14在径向方向22上延伸，所述径向方向构成为基本上垂直于旋转轴线23。
[0026]推力平衡活塞蒸汽管道24与蒸汽源25流体连接。如在图1中示出，入流区域26形成蒸汽源25。在入流区域26中流入到中压子涡轮机中的蒸汽是到达推力平衡活塞前腔15中的过热蒸汽。在一个替选的实施形式中，蒸汽源25也能够设置在蒸汽轮机I之外。
[0027]内壳体9具有馈入口 27，湿蒸汽管道19能够与所述馈入口连接。
[0028]图2示出高压子涡轮机的高压出流区域12的放大的剖视图。内壳体9构成为，使得高压出流区域12被包围并且在间隙腔13的区域中对置于转子4。间隙腔13应当是尽可能小的，因此位于高压出流区域12中的湿蒸汽不会经由间隙腔13流出。绝大部分的湿蒸汽经由高压出流区域12到达至再热器。小部分作为泄漏流在转子4和内壳体9之间到达间隙腔13中。因此，在内壳体9中设有没有示出的腔室，所述腔室与间隙腔13连接。经由所述腔室并且经由湿蒸汽管道19可以说抽出泄漏流。第一压力腔20用作为用于抽出的驱动器，所述第一压力腔具有比间隙腔13中的压强更低的压强。通过抽出湿蒸汽管道19中的绝大部分的湿蒸汽来防止由湿蒸汽形成的泄漏流在间隙腔13中朝推力平衡活塞前腔15的方向进一步流动。在运行中，经由推力平衡活塞管道24到达推力平衡活塞前腔15中的过热蒸汽沿两个方向扩散。一部分过热蒸汽朝间隙17的方向扩散并且碰到外壳体3上。另一部分过热蒸汽朝间隙腔13的方向流动并且同样与湿蒸汽一样经由湿蒸汽管道19被朝第一压力腔20抽吸。
【权利要求】
1.一种蒸汽轮机(1)，包括能转动地安装的转子(4)、内壳体(9)和设置在所述转子(4)和所述内壳体(9)之间的高压流动通道(6)， 其中所述转子(4)具有推力平衡活塞(14)， 其中所述蒸汽轮机(I)具有推力平衡活塞管道(24)， 其中所述推力平衡活塞管道(24)通到推力平衡活塞前腔(15)中， 所述蒸汽轮机(I)具有湿蒸汽管道(19 )， 所述湿蒸汽管道建立间隙腔(13)和第一压力腔(20)之间的流体连接， 其中所述间隙腔(13)设置在所述转子(4)和所述内壳体(9)之间， 其中所述推力平衡活塞管道(24)与蒸汽源(25)流体连接， 其中所述蒸汽源(25)设置在所述蒸汽轮机之外， 其中所述蒸汽轮机(I)具有第二流动通道(21)和与所述第二流动通道(21)相关联的入流区域(26)， 其中所述推力平衡活塞管道(24)与所述入流区域(26)流体连接， 其特征在于， 所述第一压力腔(20)设置在所述入流区域(26)中， 其中所述第二流动通道(21)具有所述第一压力腔(20)以及用于将蒸汽馈入到所述第一压力腔(20)中的馈入口(27)， 其中所述第二流动通道(21)具有包括在流动方向上依次设置的导向叶片和转子叶片的多个叶片级。
2.根据权利要求1所述的蒸汽轮机(1)，其中所述湿蒸汽管道(19)通到所述入流区域(26)中。
3.根据权利要求1或2所述的蒸汽轮机(1)，其中所述推力平衡活塞(14)构造用于平衡所述转子(4)的在运行时所出现的推力。
4.根据权利要求1、2或3所述的蒸汽轮机(1)，其中所述推力平衡活塞(14)沿径向方向(22)延伸。
5.根据权利要求4所述的蒸汽轮机(1)，其中所述推力平衡活塞前腔(15)构成在所述推力平衡活塞(14 )和所述内壳体(9 )之间。
6.根据上述权利要求中任一项所述的蒸汽轮机(1)，其中所述间隙腔(13)设置在所述高压流动通道(6)的高压出流区域(12)和所述推力平衡活塞前腔(15)之间。
7.根据上述权利要求中任一项所述的蒸汽轮机(1)，其中所述内壳体(9)具有朝所述间隙腔(13)敞开的腔室。
8.根据上述权利要求中任一项所述的蒸汽轮机(1)，其中所述高压流动通道(6)和第二流动通道(21)设置在共同的内壳体(9)中。
【文档编号】F01D3/04GK103534441SQ201280024101
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年5月15日 优先权日:2011年5月18日
【发明者】鲁道夫·波特, 迈克尔·韦克松 申请人:西门子公司