蒸汽涡轮机及其组装方法
【技术领域】
[0001]本发明中所描述的实施例总体涉及蒸汽涡轮机，并且更具体地，涉及用于减小用于蒸汽祸轮机的转子的冷却流的祸流效应(swirl effect)的方法和系统。
【背景技术】
[0002]由于蒸汽涡轮机依赖较高的蒸汽温度来提高效率，因此蒸汽涡轮机被制造成能够承受较高的蒸汽温度以免损害涡轮机的可用寿命。在典型的涡轮机操作期间，蒸汽通过壳体入口并且沿环形热蒸汽路径与旋转轴线基本平行地从蒸汽源流动。典型地，涡轮机级定位在蒸汽路径内，使得蒸汽流过随后的涡轮机级的叶片和轮叶。涡轮机轮叶可以固定至多个涡轮机叶轮，在该多个涡轮机叶轮处，每一个涡轮机叶轮都联接到转子轴、或者与转子轴一起形成、与转子轴整体形成以用于与其一起旋转。备选地，涡轮机轮叶可以固定至鼓式涡轮机转子而不是单独的轮，其中鼓与轴整体形成。
[0003]至少一些涡轮机轮叶包括从基本平面的平台径向向外延伸的翼型件、以及从该平台径向向内延伸的根部。该根部可以包括燕尾榫或者其它的装置以将轮叶固定至涡轮机转子的涡轮机叶轮。总体而言，在操作期间，蒸汽在涡轮机轮叶之上并且围绕涡轮机轮叶流动，该涡轮机轮叶经受高的热应力。这些高热应力可能限制涡轮机轮叶、轮、和/或转子的服务寿命。更具体地，随着蒸汽温度升高，转子材料可能经历蠕变和断裂。传统的蒸汽涡轮机可以使用更能耐热的(temperature resistant)的材料以增加操作寿命并且提高转子性能。然而，这些材料可能增加制造涡轮机转子的成本。一些蒸汽涡轮机可以朝向转子从中间压力级注入冷却蒸汽。然而，典型的冷却蒸汽可以具有涡流效应，该涡流效应可能影响从转子传热并且/或者不利地影响转子操作。
【发明内容】
[0004]在一个方面中，提供一种蒸汽涡轮机。该蒸汽涡轮机包括壳体和蒸汽入口，该蒸汽入口被构造成将第一蒸汽流(又称初级蒸汽流)排放到壳体内。定子联接到壳体并且转子联接到壳体且定位在定子内。转子和定子在两者间限定与第一蒸汽流流动连通的第一流动路径(又称初级流动路径)。转子包括转子叶轮空间。该蒸汽涡轮机包括密封组件，该密封组件联接到壳体。该密封组件包括填塞头以及多个密封件。填塞头限定了第二流动路径(又称冷却流路径)，该第二流动路径在转子叶轮空间处与转子流动连通并且被构造成朝向转子叶轮空间排放第二蒸汽流(又称冷却蒸汽流)。抗涡流装置联接到密封组件上、在转子叶轮空间与填塞头之间。
[0005]其中，所述抗涡流装置定位在所述冷却流路径内。
[0006]其中，所述多个密封件包括相对于所述冷却蒸汽流的上游密封件和下游密封件并且所述抗涡流装置联接到所述下游密封件。
[0007]其中，所述抗涡流装置包括联接到所述下游密封件的叶片。
[0008]其中，所述多个密封件包括相对于所述冷却蒸汽流的上游密封件和下游密封件，并且所述抗涡流装置定位在所述冷却流路径内且在所述转子叶轮空间与下游密封件之间。
[0009]其中，所述抗涡流装置包括叶片和联接到所述叶片的弹簧加载装置，所述弹簧加载装置被构造成使所述叶片在所述冷却流路径内在第一位置与第二位置之间移动。
[0010]其中，所述抗涡流装置包括导流板。
[0011 ] 其中，所述抗涡流装置包括弹簧加载刷。
[0012]其中，所述抗涡流装置被构造成减少冷却蒸汽流的涡流。
[0013]其中，所述抗涡流装置被构造成降低冷却蒸汽流的速度。
[0014]在另一个方面中，提供一种转子组件。该转子组件联接到壳体并且定位在蒸汽涡轮机的初级流动路径内。该转子组件包括联接到壳体的转子。该转子包括转子叶轮空间。该转子组件还包括联接到壳体的密封组件。该密封组件包括限定了第二流动路径的多个密封件，该第二流动路径与转子叶轮空间流动连通并且朝向转子叶轮空间排放第二蒸汽流。抗涡流装置联接到密封组件且在转子叶轮空间与多个密封件之间。该抗涡流装置被构造成减少冷却蒸汽流的涡流。
[0015]其中，所述抗涡流装置定位在所述冷却流路径内。
[0016]其中，所述多个密封件包括相对于所述冷却蒸汽流的上游密封件和下游密封件并且所述抗涡流装置联接到所述下游密封件。
[0017]其中，所述多个密封件包括相对于所述冷却蒸汽流的上游密封件和下游密封件，并且所述抗涡流装置定位在所述冷却流路径内并在所述转子叶轮空间与所述下游密封件之间。
[0018]其中，所述抗涡流装置包括导流板。
[0019]其中，所述冷却流路径被构造成朝向所述转子叶轮空间在预定压力下排放所述冷却蒸汽流。在又一个方面中，提供一种组装蒸汽涡轮机的方法。该方法包括将定子联接到壳体并且联接蒸汽入口以与壳体流动连通。第一流动路径形成于壳体内并且与蒸汽入口流动连通。该方法包括将转子联接到壳体并在定子内。该转子包括转子叶轮空间以及多个轮叶。密封组件联接到壳体并且包括限定了第二流动路径的多个密封件，该第二流动路径在转子叶轮空间处与转子流动连通。该第二流动路径被构造成朝向转子叶轮空间排放第二蒸汽流。该方法还包括将抗涡流装置联接到密封组件且在转子叶轮空间与多个密封件之间。
[0020]其中，联接所述抗涡流装置包括将叶片联接到所述多个密封件的下游密封件。
[0021]其中，联接所述抗涡流装置包括将叶片联接到所述密封组件并在冷却流路径内。
[0022]所述的方法还包括将弹簧机构联接到所述抗涡流装置。
【附图说明】
[0023]图1是蒸汽涡轮机、转子叶片和联接到该蒸汽涡轮机的示例性抗涡流装置的侧视图。
[0024]图2是处于第一位置的图1中所示的抗涡流装置的侧视图。
[0025]图3是处于第二位置的图1中所示的抗涡流装置的侧视图。
[0026]图4是图2和3中所示的抗涡流装置的仰视图。
[0027]图5是图1中所述的蒸汽涡轮机和联接到该蒸汽涡轮机的抗涡流装置的另一个侧视图。
[0028]图6是图1中所示并且包括备选的抗涡流装置的蒸汽涡轮机的侧视图。
[0029]图7是图1中所示并且包括又一个备选的抗涡流装置的侧视图。
[0030]图8是流程图，其中示出了制造蒸汽涡轮机的示例性方法。
【具体实施方式】
[0031]本发明中所描述的实施例总体涉及蒸汽涡轮机。更具体地，实施例涉及用于减少并且/或者消除在蒸汽涡轮机内流动的冷却蒸汽的涡流效应的方法以及系统。应当理解，本发明中所描述的用于部件冷却的实施例不限于涡轮机转子，并且还应当理解，利用蒸汽涡轮机和转子的描述以及附图仅仅是为了示例性目的。此外，尽管实施例示出了蒸汽涡轮机和转子，但是本发明中所描述的实施例可以被包括在其它合适的涡轮机部件中。此外，应当理解，本发明中所描述的涉及流动路径的实施例不必限于涡轮机部件。还应当理解，术语“初级流动路径”和“第一流动路径”能够互换使用；术语“初级蒸汽流”和“第一蒸汽流”能够互换使用；术语“冷却流路径”和“第二流动路径”能够互换使用；并且，术语“冷却蒸汽流”和“第二蒸汽流”能够互换使用。具体而言，实施例可以大体用于任何合适的物品，例如水、蒸汽、空气、燃料和/或任何其它合适的流体的介质通过该任何合适的物品被引向该物品的表面以用于对该物品进行冷却。
[0032]图1示出了蒸汽涡轮机100、转子组件102、和联接到蒸汽涡轮机100的抗涡流装置(ant1-swirl device) 186的侧视图。图2是被示为处于第一位置191的抗涡流装置186的侧视图。图3是被示为处于第二位置193的抗涡流装置186的侧视图。图4是抗涡流装置186的仰视图。在示例性实施例中，蒸汽涡轮机100包括涡轮部段104和涡轮端部区域106。备选地，蒸汽涡轮机100可以包括使得蒸汽涡轮机100能够如本发明中所描述的起作用的任何数量的涡轮部段、区域、以及/或者构造。在示例性实施例中，涡轮部段1