蒸汽涡轮机及其组装方法_3

文档序号:8443394阅读:来源:国知局
162。更具体地,在操作期间,第二蒸汽流162被引导通过抗涡流装置186并且与转子主体123、根部122、轮叶118、和转子叶轮空间164中的至少一个相接触,从而有利于从其传热。第二蒸汽流162继续流动并且与初级蒸汽流138混合。
[0042]图5是蒸汽涡轮机100和抗涡流装置186的另一个侧视图。在示例性实施例中,抗涡流装置186联接到第二密封构件151。更具体地,抗涡流装置186整体联接到第二密封构件151。备选地,抗涡流装置186能够可移除地联接到第二密封构件151。抗涡流装置186相对于第二蒸汽流162联接到第二密封构件151的下游侧和转子叶轮空间164的上游,以有利于减少并且/或者消除存在于第二蒸汽流162内的蒸汽涡流184并且/或者使存在于第二蒸汽流162内的蒸汽涡流184反向。
[0043]在操作期间,处于高压和高温下的初级蒸汽流138从蒸汽源140被引导通过蒸汽入口 136并且被引向初级流动路径130。更具体地,初级蒸汽流138被引向轮叶118和叶片128。当初级蒸汽流138与轮叶118相接触时,初级蒸汽流138使轮叶118和转子114旋转。初级蒸汽流138沿下游方向通过级108并且以类似的方式流过连续的级(未示出)。
[0044]没有通过流过多个轮叶118并且使转子114旋转来做功的蒸汽流被认为泄漏流。在蒸汽涡轮机100中未做功的泄漏流造成损失输出。第一密封构件150被构造成减少初级蒸汽流138泄漏到叶轮空间164中。同时,从冷却流源111被引导的第二蒸汽流162流过第二密封构件151和抗涡流装置186。更具体地,第二蒸汽流162流过抗涡流装置186的叶片 188。
[0045]在操作期间,在叶片128之后处于比初级蒸汽流138低的温度和高的压力的第二蒸汽流162被引导通过填塞头154。在示例性操作中,第二蒸汽流162被引导通过冷却流路径156。当第二蒸汽流162行进通过密封件151和第二流动路径156时,第二蒸汽流162从转子114获得转速,该转速在第二蒸汽流162内产生涡流184。第二蒸汽流162继续流过第二密封构件151并且与抗涡流装置186相接触。叶片188捕获或者引导第二蒸汽流162且降低第二蒸汽流162的切向速度并且/或者使第二蒸汽流162反向。因此,转子114与第二蒸汽流162之间的相对速度将接近转子114的转速,从而在转子叶轮空间164中增加转子114与第二蒸汽流162之间的传热以有利于对转子主体123进行冷却。
[0046]抗涡流装置186减少并且/或者消除存在于第二蒸汽流162中的蒸汽涡流184的效果,以由于转子114与第二蒸汽流162之间较高的相对转速而增强传热。更具体地,叶片188的角度α被构造成改变第二蒸汽流162的流向,以减少正蒸汽祸流(positive steamswirl) 184。备选地,叶片188的尺寸和形状确定成能够通过相对于转子旋转方向设定叶片188的角度α来使存在于第二蒸汽流162中的蒸汽涡流184反向,以实现负涡流(未示出)。第二蒸汽流162通过抗涡流装置186并且在高相对速度下与转子叶轮空间164相接触,以有利于从转子114传出热并且将热传进第二蒸汽流162中。更具体地,在操作期间,第二蒸汽流162被引导通过抗涡流装置186并且与转子主体123、根部122、轮叶118、和转子叶轮空间164中的至少一个相接触,以有利于从其传热。
[0047]此外,在操作期间,弹簧194通过臂196使抗涡流装置186偏置到与转子114具有小间隙的第一位置191 (示于图2中)。第二蒸汽流162行进通过叶片188内的通道,这将第二蒸汽流162重新引导至轴向和/或反向旋转流动方向。当离开叶片188时,第二蒸汽流162有利于对转子叶轮空间164进行冷却。如果在瞬态时间期间存在巨大的转子偏移,例如启动和关机,转子114能够与第二端部180相接触。一旦转子114与第二端部180相接触,转子114使抗涡流装置186克服弹簧194移动并且向外移动至第二位置193 (示于图3中)以便避免对转子114造成硬摩擦损坏。
[0048]图6是蒸汽涡轮机100和联接到该蒸汽涡轮机100的备选的抗涡流装置200的侧视图。在图6中,与图1-5的类似的部件标有相同的附图标记。在示例性实施例中,抗涡流装置200位于密封构件151与叶轮空间164之间。抗涡流装置200联接到填塞头154并且朝向转子114延伸。抗涡流装置200包括刷式密封件202,该刷式密封件202定位在第一部段158与第二部段160之间并且与密封构件151间隔开。刷式密封件202包括具有多孔介质的紧密填塞的大体圆柱形鬃毛204,该多孔介质被构造成滤除第二蒸汽流162中的涡流184。刷式密封件202能够是对周向流具有高阻力的任何多孔介质类型的装置。在示例性实施例中,鬃毛204具有能够在涡轮机操作期间移动同时在稳态操作期间保持紧密间隙的低径向刚度。弹簧加载装置192使鬃毛204在第二部段160内在第一位置191与第二位置193 (分别示于图2和图3中)之间移动。在第一位置191处,鬃毛端部201靠近转子114 ;并且在第二位置193处,鬃毛端部201远离转子114。
[0049]在操作期间,处于比初级蒸汽流138低的温度下的第二蒸汽流162经由填塞头154被引导通过端部区域106。在示例性操作中,第二蒸汽流162被引导通过冷却流路径156。当第二蒸汽流162行进通过密封件151与转子114之间的小缝隙时,第二蒸汽流162从转子114获得转速,这在第二蒸汽流162内产生涡流184。更具体地,第二蒸汽流162被引导通过第二部段160并且跨过密封件151。第二部段160从密封件151引导第二蒸汽流162并且将第二蒸汽流162引向抗涡流装置200。
[0050]抗涡流装置200减少并且/或者消除存在于第二蒸汽流162中的涡流184的效应,以有利于增大第二蒸汽流162相对转子114的相对速度。第二蒸汽流162通过抗涡流装置200并且与转子114相接触,以有利于从转子114传出热并且将热传进第二蒸汽流162。更具体地,在操作期间,第二蒸汽流162被引导通过抗涡流装置200并且与转子主体123、根部
122、轮叶118和叶轮空间164中的至少一个相接触,以有利从其传热。第二蒸汽流162继续流动并且与初级蒸汽流138混合。
[0051]备选地,抗涡流装置200可以包括水动力面密封件(未示出),以有利于减少加压流体通过填塞头154的泄漏。水动力面密封件包括配合(旋转)环(未示出)以及密封(静止)环(未示出)。总体而言,浅的水动力凹槽(未示出)被形成或刻蚀在配合环形面上。在操作期间,旋转环中的水动力凹槽产生水动力,该水动力造成静止环上升或者与旋转环分开,使得两个环之间产生小缝隙。密封气体通过旋转环与静止环之间的缝隙流动。
[0052]图7是蒸汽涡轮机100和联接到该蒸汽涡轮机100的备选的抗涡流装置206的侧视图。在示例性实施例中,抗涡流装置206与填塞头154整体形成。抗涡流装置206包括导流板208,该导流板208位于第二部段160内并且与密封构件151间隔开。导流板208引导通过冷却流路径156、并且具体而言流动通过第二部段160的第二蒸汽流162流入抗涡流装置206。抗涡流装置206被构造成减少并且/或者消除存在于第二流动路径162内的涡流184。备选地,抗涡流装置206使存在于第二蒸汽流162内的蒸汽涡流184反向,以增大相对速度,从而提高从转子114并且进入第二蒸汽流162中的换热。
[0053]抗涡流装置206减少并且/或者消除存在于第二蒸汽流162中的涡流184的效果,以有利于增大第二蒸汽流162对转子114的相对速度。第二蒸汽流162通过抗涡流装置206并且与转子114相接触,以有利于从转子114传热到第二蒸汽流162中。更具体地,在操作期间,第二蒸汽流162被引导通过抗涡流装置206并且与转子主体123、根部122、轮叶1
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