蒸汽涡轮机阀及对应的蒸汽涡轮机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及蒸汽涡轮机领域，具体来说，涉及具有浮动密封组件的蒸汽涡轮机阀。
【背景技术】
[0002] 蒸汽涡轮机系统通常包括多个涡轮部分，每个涡轮部分提取蒸汽流中的功。所述 多个涡轮部分可以包括蒸汽涡轮部分、中压（IP)蒸汽涡轮部分以及低压（LP)蒸汽涡轮部 分。一个或多个阀控制从一个涡轮部分流向其他涡轮部分的蒸汽流，在某些情况下，控制从 一个涡轮部分流向热回收蒸汽发生器（HRSG)的蒸汽流。一个或多个阀中的每个阀包括支 撑阀构件（valve member)的阀体（valve body)。选择性地控制所述阀构件的位置，以阻止 蒸汽流动或者允许蒸汽流通过。所述阀可以包括阀构件与阀体内壁之间的密封件。所述密 封件可避免蒸汽从阀构件与阀体之间存在的间隙泄漏。
【发明内容】
[0003] 根据示例性实施例的一个方面，本发明提供了一种蒸汽涡轮机阀（Steam turbomachine valve)，所述阀包括阀体，所述阀体具有入口部分、出口部分和内部部分 (interior portion)。所述内部部分包括内壁。阀构件可移动地（moveably)设置在所述 阀体的所述内部部分之内。所述阀构件包括与所述内壁隔开一定间隙的外表面。浮动密封 件安装到所述内壁。所述浮动密封件横跨所述间隙并且与所述阀构件的所述外表面接触。
[0004] 所述的蒸汽涡轮机阀进一步包括：第一密封支架，所述第一密封支架安装到所述 内壁，以及第二密封支架，所述第二密封支架安装到所述内壁且与所述第一密封支架隔开， 所述浮动密封件布置在所述第一密封支架与第二密封支架之间。
[0005] 其中，所述第一密封支架和第二密封支架中的每个密封支架均延伸到所述内壁中 并且受所述内壁限制。
[0006] 其中，所述第一密封支架包括第一开口环并且所述第二密封支架包括第二开口 环。
[0007] 其中，所述第一密封支架和第二密封支架中的每个密封支架均由镍铬基超合金 (nickel-chromium based superalloy)构成。
[0008] 其中，所述浮动密封件包括多个密封构件。
[0009] 其中，所述浮动密封件由镍铬基超合金构成。
[0010] 其中，所述阀构件由镍铬基超合金构成。
[0011] 其中，所述内壁限定平衡室，所述平衡室由铬含量在约10%到16%之间的高合金 不锈钢（high alloy stainless steel)构成。
[0012] 根据示例性实施例的另一方面，本发明提供了一种蒸汽涡轮机，所述蒸汽涡轮机 包括：高压（HP)涡轮部分；中压（IP)涡轮部分，所述中压涡轮部分可操作地连接到所述HP 涡轮部分；低压（LP)涡轮部分，所述低压涡轮部分可操作地连接到所述HP涡轮部分和所述 IP涡轮部分中的至少一个涡轮部分；以及蒸汽阀，所述蒸汽阀与所述HP涡轮部分、所述IP 涡轮部分和LP涡轮部分中的至少一个涡轮部分流体连通。所述蒸汽阀包括阀体，所述阀体 包括：入口部分，所述入口部分与所述HP涡轮部分、IP涡轮部分和LP涡轮部分中的一个涡 轮部分流体连通；出口部分；以及内部部分。所述内部部分包括内壁。阀构件可移动地设置 在所述阀体的所述内部部分之内。所述阀构件包括与所述内壁隔开一定间隙的外表面。浮 动密封件安装到所述内壁。所述浮动密封件横跨所述间隙并且与所述阀构件的所述外表面 接触。
[0013] 所述的蒸汽涡轮机进一步包括第一密封支架以及第二密封支架，所述第一密封支 架安装到所述内壁，所述第二密封支架安装到所述内壁且与所述第一密封支架隔开，所述 浮动密封件设置在所述第一密封支架与第二密封支架之间。
[0014] 其中，所述第一密封支架和第二密封支架中的每个密封支架均延伸到所述内壁中 并且受所述内壁限制。
[0015] 其中，所述第一密封支架包括第一开口环并且所述第二密封支架包括第二开口 环。
[0016] 其中，所述第一密封支架和第二密封支架中的每个密封支架均由镍铬基超合金构 成。
[0017] 其中，所述浮动密封件包括多个密封构件，所述密封构件由镍铬基超合金构成。
[0018] 其中，所述阀构件由镍铬基超合金构成。
[0019] 其中，所述内壁限定平衡室，所述平衡室由铬含量在约10%到16%之间的高合金 不锈钢构成。
[0020] 根据示例性实施例的另一方面，本发明提供了一种蒸汽涡轮机系统，所述蒸汽涡 轮机系统包括：高压（HP)涡轮部分；中压（IP)涡轮部分，所述中压涡轮部分可操作地连接 到所述HP涡轮部分；低压（LP)涡轮部分，所述低压涡轮部分可操作地连接到所述HP涡轮 部分和所述IP涡轮部分中的至少一个涡轮部分；以及热回收蒸汽发生器（HRSG)和锅炉中 的一个，其可操作地连接到所述HP涡轮部分、IP涡轮部分和LP涡轮部分中的每一个涡轮 部分；以及蒸汽阀，所述蒸汽阀与所述HP涡轮部分、所述IP涡轮部分和LP涡轮部分中的至 少一个涡轮部分流体连通。所述蒸汽阀包括阀体，所述阀体包括：入口部分，所述入口部分 与所述HRSG和所述锅炉中的一个流体连通；出口部分，所述出口部分与所述HP涡轮部分、 IP涡轮部分和LP涡轮部分中的一个涡轮部分流体连通；以及内部部分。所述内部部分包 括内壁。阀构件可移动地设置在所述阀体的所述内部部分之内。所述阀构件包括与所述内 壁隔开一定间隙的外表面。浮动密封件安装到所述内壁。所述浮动密封件横跨所述间隙并 且与所述阀构件的所述外表面接触。
[0021] 所述的蒸汽涡轮机系统进一步包括第一密封支架以及第二密封支架。所述第一密 封支架安装到所述内壁，所述第二密封支架安装到所述内壁且与所述第一密封支架隔开， 所述浮动密封件设置在所述第一密封支架与第二密封支架之间，其中所述第一密封支架和 第二密封支架中的每个密封支架延伸到所述内壁中并且受所述内壁限制。
[0022] 其中，所述浮动密封件包括由镍铬基超合金构成的多个密封构件，所述阀构件由 镍铬基超合金构成，并且其中所述内壁限定平衡室，所述平衡室由铬含量在约10%到16% 之间的高合金不锈钢0构成。
[0023] 结合附图阅读以下说明可以更好地了解这些和其他优点和特征。
【附图说明】
[0024] 本专利申请文件中的权利要求书详细指出并明确主张了本发明。结合附图阅读以 下【具体实施方式】可以清楚地了解本发明的上述和其他特征以及优点，在附图中：
[0025]图1是根据示例性实施例的包括蒸汽涡轮机的蒸汽涡轮机系统的示意图，其中所 述蒸汽涡轮机与阀流体连通，所述阀具有浮动密封组件；
[0026] 图2是图1中所示的阀的局部剖面透视图，其中所述阀具有浮动密封组件；以及
[0027] 图3是图2中所示的浮动密封组件的平面图。
【具体实施方式】 [0028] 参考附图来以实例方式介绍本发明的各实施例以及优点和特征。
[0029] 在图1中，根据示例性实施例的蒸汽涡轮机系统一般表示为2。蒸汽涡轮机系统2 包括高压（HP)涡轮部分4,所述高压涡轮部分可操作地连接到中压（IP)涡轮部分6和低 压（LP)涡轮部分8。HP涡轮部分4、IP涡轮部分6和LP涡轮部分8与热回收蒸汽发生器 (HRSG) 10流体连通。或者，蒸汽涡轮机系统2可以连接到锅炉。此时，应了解，尽管图示为 通过轴12机械连接，但是HP涡轮部分4、IP涡轮部分6和LP涡轮部分8也可以是独立的 机构。术语"可操作地连接"应理解为包括机械和/或流体连接。
[0030] HP涡轮部分4通过HP涡轮入口 14接收蒸汽并且通过HP出口 16将蒸汽输送到 HRSG 10的HP部分（未单独标出）。IP涡轮部分6通过IP入口 17和IP出口 18与HRSG 10的IP部分（同样未单独标出）流体连通。LP涡轮部分8通过LP入口 20和LP出口 22 与HRSG10的LP部分（未单独标出）流体连通。LP涡轮部分8还图示为机械连接到机械载 荷24,例如发电机、泵等。
[0031] 根据示例性实施例，蒸汽阀30与IP入口 17流体连通。当然，应了解，蒸汽涡轮机 系统2与HRSG 10之间可能连接有其他阀（未图示）。此外，阀可以设在HP入口 14上。如 图2中所示，蒸汽阀30包括阀体40,所述阀体40包括与HRSG 106流体连通的入口部分42 以及与IP涡轮部分6流体连通的出口部分44。阀体40还包括第一内部部分46,所述第一 内部部分46具有围绕平衡室50的第一内壁48。平衡室50由铬含量在约10%到16%之间 的高合金不锈钢构成，例如410型不锈钢、416型不锈钢、Cost E、Cost B和/或12 Chrome。 平衡室50包括具有第二内壁54的第二内部部分52。
[0032] 第一阀构件58可移动地设置在平衡室50内。第一阀构件58可以取控制阀盘或 截流阀盘的形式并且可操作地连接到第一阀杆60。第一阀杆60连接到致动器（未图示）， 其可以设置在蒸汽阀30的上部（未单独标出）上。所述致动器通过第一阀杆60控制第一 阀构件58的打开和关闭，以控制流过蒸汽阀30的蒸汽流量。
[0033] 第一阀构件58包括第一内表面部分62、相对的第二内表面部分63和外表面65。 第一阀构件58由诸如I nocoK'等镍铬基超合金构成并且可在第一或闭合位置与第二或打 开位置之间移动。在闭合位置中，第一阀构件58在入口部分42处靠置在形成于第一内部 部分46内的阀座68上。在打开位置中，蒸汽可以自由地从入口部分42向出口部分44流 动。
[0034] 图示为截止阀（stop valve)形式的第二阀构件74设置在阀座68处与内表面部 分63交界的区域（未单独标出）内。第二阀构件74可操作地连接到第二阀杆76并且当 第一阀构件58失效时选择性地闭合以阻止所有蒸汽流穿过蒸汽阀30。蒸汽阀30还图示 为包括设置在平衡室50周围的粗滤器78。平衡室50内的蒸汽选择性地排空以减小上游 阀构件58和74与下游出口部分44之间的压差。排空蒸汽使第一阀构件58和第二阀构件 74能够在作用于对应的第一阀杆60和第二阀杆76上的液压力较小的情况下移动到打开位 置。为进一步便于打开和闭合蒸汽阀30,第一阀构件58的外表面65与第二内壁54之间的 存在间隙或间隔84(如图3中所示）。
[0035] 间隙84可进行大小调整以便于操