专利名称：蒸汽轮机的排气扩压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及蒸汽轮机，特别涉及一种蜗壳形排气扩压器。
背景技术：
在现有的蒸汽轮机中，蒸汽轮机的内壳体，如双流向排气装置有一个沿该涡轮的对置两侧和两端垂直对分和延伸的包围的排气罩。该大型箱状构造罩住涡轮的整个低压区段。涡轮的蒸汽排出口大体为锥形，而蒸汽排气被重新引导，从大体上沿轴向处伸的流动方向转到相对于该轴向流动方向为90度的流动方向。该90度的流动方向可以在沿任何平面中，向下、向上或横向。因此该蒸汽轮机的现有排气罩在该锥形区段的出口端部处构成一个大型直线型构造，用于使蒸汽流以直角拐弯和扩散。该蒸汽气流路径因而是曲折的，造成损失和不利的压力降。也可理解，为维修目的而接触涡轮的各部件如轴承是困难的，因为需移去排气罩上半部。其次，可以理解，传统的蒸汽轮机中的排气罩通常支承涡轮的内壳及相关的蒸汽路径部件如隔板等。因此，需要提供一种新的几何形状来改善排气蒸汽的压力回收和涡轮的总体性能。
发明概述在本发明的一个优选实施例中，提供一种轴流式蒸汽轮机流道，包括限定该轴向蒸汽流道的一个转子和一个外壳；以及一个涡轮机用的排气扩压器，包括一个蜗壳，用于扩压该排气蒸汽并将该排气蒸汽从一个大体上轴向的流动方向拐弯到一个大体上横向和切向的方向。
附图简述
图1是按照现有技术的一种双流向下排气的蒸汽轮机的一半的局部示意图；图2是蒸汽发动机的例示一种有蜗壳构型的排气扩压器的局部侧视截面图；以及图3和4是可以用于接受从蒸汽轮机来的排出蒸汽的两种实施例的轴向端视图。
发明详述现在参照附图，特别是图1，图中例示蒸汽轮机10的一部分，包括安装多个涡轮叶片14的转子12。内壳16上安装多个隔板18。一个沿中心设置的大体上径向的蒸汽入口20将蒸汽施加到该涡轮的轴向对置两侧上的每个涡轮叶片和定子叶片上，以驱动转子。隔板18的定子叶片和沿轴向相邻的叶片14组成形成一流道的该涡轮的各级。可以理解，蒸汽从涡轮的最末级排出，以便流入一个未示出的冷凝器。
图1中还示出一个外排气罩22，该罩围绕和支承涡轮的内壳以及其它部件如轴承。在图1中，该涡轮包括蒸汽导板24，用于引导从涡轮排出的蒸汽进入到出口26中，以便流到一个或多个冷凝器。由于采用排气罩来支承涡轮、轴承和辅助部件，排出蒸汽的路径是曲折的并遇到压力损失，随后会降低性能和效率。
现在参照图2，图示本发明的一个方面，其中相同的部件在图1的相同标号之前加1。如图所示，现有技术的排气罩22完全省略而代之以蜗壳扩压器40。扩压器40包括一个用柔性接头44联接到内壳116上的锥形扩散区段42。蜗壳40有一平行于转子112的转动轴线的轴线。蜗壳40的轴线大体上垂直于围绕该轴线而通过该蜗壳的大体上螺旋形的气流的方向。因此，排出的蒸汽基本上沿轴向从涡轮的末级流入蜗壳40，在那里气流改变其流动方向约90度。此外，利用蜗壳40，蜗壳的几何形状能使蒸汽膨胀而减小其压力。蜗壳40还引导扩散的蒸汽通过一个联接在一或多个冷凝器(未示出)上的出口46。如图3中所示，蜗壳包括一个内部通道48，后者沿向着出口46的方向增大截面积，由此扩散排出的蒸汽。可以理解，出口46不一定是向下排出，而可以是侧向排出或向上排出。在任一构型中，单个蜗壳可从单流蒸汽轮机排出蒸汽，或者一对蜗壳可以从双流蒸汽轮机排出蒸汽。图4中图示一种双壁蜗壳，它有一个形成一对扩压器出口通道的分隔壁50。
除了由于该蜗壳中的蒸汽在涡轮的蒸汽排出侧边上的扩散而产生的改善的性能外，还有额外的优点。例如，现有技术中的传统的蒸汽轮机中的排气罩可以完全省去，而且不再需要支承内壳及相关的蒸汽路径部件如从排气罩出来的隔板。因为不再使用排气罩来包围内壳，所以也节省了费用。也减小了涡轮的总体积。早先需要的蒸汽导板也完全不同。重要的是，涡轮的内壳和蜗壳每个由涡轮的基础直接支承。为了便于这些，在内壳和涡轮40之间提供一个柔性接头44(图2)。该柔性接头可以是许多不同种类如膨胀波纹管，以允许差动热膨胀。其次，为了支承涡轮轴承不再需要早先使用的排气罩。如图2中所示，轴承54可以支承在柱子56上，后者转而由涡轮的基础直接支承。因此，该柱子为轴承提供一个刚性的支撑，结果具有改善的涡轮可靠性。该蜗壳可以用复合材料、钢板或钢管、结构钢材、纤维增强塑料或这些材料的任何组合，以获得所需的结构完整性和所要的蒸汽流扩散特性。
虽然已联系当前认为最实用和优选的实施例来描述本发明，但可以理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明预期包括附属的权利要求书的范围和精神内的各种修改和等效装置。
权利要求
1.一种轴流式蒸汽轮机流道，包括一个限定该轴向蒸汽流道的转(12)和外壳(16)；以及一个涡轮排气扩压器，包括一个蜗壳(40)，用于使该排气蒸汽扩压并将其从一大体上轴向流动方向拐弯到一大体上横向和切向的方向。
2.一种按照权利要求1的流道，其特征在于，所述蜗壳(40)有一大体上平行于该流道的轴线的轴线。
3.一种按照权利要求1的流道，其特征在于，所述排气扩压器和所述外壳是彼此独立地安装于一个基础上的。
4.一种按照权利要求1的流道，其特征在于，包括一个在所述排气扩压器和所述外壳(16)之间的柔性接头(44)。
5.一种按照权利要求1的流道，其特征在于，所述蜗壳(40)有一根大体上平行于该流道的轴线的轴线，所述蜗壳终止于一个面向下、面向上或横向的出口(46)。
6.一种按照权利要求1的流道，其特征在于，所述蜗壳(40)有一根大体上平行于该流道的轴线的轴线，所述排气扩压器和所述外壳彼此独立地安装在一基础上。
7.一种按照权利要求6的流道，其特征在于，包括一个在所述排气扩压器和所述外壳之间的柔性接头(44)。
全文摘要
一种轴流式蒸汽轮机，包括一个蜗壳(40)形状的排气扩压器，用于扩散排出的蒸汽和将该排出的蒸汽从一大体上轴向流动的方向拐弯到一个大体上径向的方向。蜗壳出口(46)可以在底部或通向蒸汽轮机的一侧。该蜗壳和外壳用其间的一个柔性接头彼此独立地安装在一基础上。
文档编号F01D25/30GK1944962SQ20061014203
公开日2007年4月11日 申请日期2006年9月30日 优先权日2005年10月6日
发明者E·沙劳 申请人:通用电气公司