专利名称：汽轮机的隔热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽轮机壳体部件之间尤其是螺旋形进汽的汽轮机内壳体与外壳体之间隔热的装置。
例如由DE3617537A1已知螺旋形进汽的汽轮机进汽外壳。其中在汽轮机的两个相互支承或彼此相靠的壳体部件之间，尤其在外壳体里面的一个内壳体的承扭区或支座区内，通常产生例如约1000至2000KN大的力和在外壳体与内壳体之间大的温度差。由于流入汽轮机中的蒸汽有例如60bar的高压，所以在有关支座或支承突缘上形成大的力矩。在这种蒸汽压力下在有关支座上由此引起的力可达约150吨。
德国设计文件1055549中说明了一种垫片，它装在汽轮机外壳体与汽轮机内壳体安放在汽轮机外壳体上的支承突缘之间的汽轮机外壳体接合法兰区内。在这里垫片是承压板，它有一些孔，由于这些孔构成了支承截面的周界。承压板的用途明确地在于，当冷态下内壳体的支承突缘与外壳体法兰之间存在的间隙由于强烈的热膨胀被跨接时不会在外壳体的法兰区产生不允许的应力。这借助于一些孔来实现，这些孔允许承压板塑性变形并因而保证降低在外壳体法兰中的应力值。
在瑞士专利文件665450和666937中分别说明了一种有螺旋形进汽的汽轮机。在外壳体的法兰区外壳体与内壳体之间装有一些没有详细说明的构件。
本发明的目的是提供一种特别适合在汽轮机壳体部件之间进行隔热的装置，尤其适用于螺旋形进汽的汽轮机进汽外壳。
本发明的目的通过权利要求1和权利要求2所述的特征来实现。其中，垫片或间隔件具有减小了的横截面，垫片可置入壳体部件的两个面对面的支座或支承面之间的一个支承区内。
垫片至少在汽轮机进汽的情况下用于在汽轮机壳体部分之间进行力传递。同样可能的是，垫片附加地或有选择地用一种与壳体部件的材料相比在高于室温的温度下有更高强度的材料制造。这尤其在承受高压和温度超过500℃尤其超过550至650℃的汽轮机中有特别重要的意义。
本发明考虑问题的出发点在于，在兼用于壳体部件彼此定位的垫片内部一方面可以将材料减少到尚能承受允许的压应力或表面应力值，因为在垫片内部的允许压应力比垫片与壳体部件之间的允许的表面压力高许多倍。另一方面，经过对垫片在尺寸和材料方面适当设计来有目的地减少材料使得流过垫片的热量减少，因为流过垫片的热量决定于在垫片内部留下的剩余截面。因此在某种程度上形成隔热，在这种情况下汽轮机的壳体部件不必使用任何新型材料。在流入汽轮机内的蒸汽例如为580℃的高温时，大量的热从内壳体经有关支座传入外壳体。若内壳体用耐热铸钢制造以及外壳体用具有较低允许的最高耐温强度为350℃的球墨铸铁制造，那么采用这种垫片防止了从内壳体向外壳体传入不允许的高热量。在内壳体与外壳体之间的温度差可能约为200至300K。
为了减小两个支承面之间的横截面，垫片最好有一些使横截面减少的孔和/或空腔。这些减小了横截面的孔可以在事后例如通过钻、铣、激光加工和其他适用的工艺加工在垫片中。垫片可以设计为一体或多体。在多体式结构中，上述孔或空腔可通过在垫片互相连接的部分内的凹处、槽、洼坑等构成。在这样一种由多个部分组成的垫片中，各个部分最好有凹缺，尤其是槽，当各部件组合时它们通过隔壁构成一些互相隔开的通道。蒸汽或类似的冷却介质可通过这些通道流动，以便冷却垫片。
在有利的设计中，最好长方六面体状的垫片有一些并列的通孔。这些通孔最好平行于垫片对置的支承面以及尤其横向于垫片的纵向延伸。因此，为了冷却垫片通孔可穿流，例如借助于一种附加的冷却介质，或仅仅通过对流。若通孔沿垫片纵向延伸，同样可以保证以此方式进行冷却。当例如由于垫片的位置或安装位置希望或要求垫片沿纵向穿流时，这样做是恰当的。
这种尤其钻了孔的垫片特别适合在具有两个面对面布置的承扭支座的螺旋形壳体中使用，承扭支座最好由外壳体与内壳体的面对面的支承突缘构成。支承突缘成形在外壳体的内侧上或内壳体的外侧上。垫片也可以采用壳体部件相互定位用的棱键或衬垫。
下面借助于附图详细说明本发明的实施例，附图中
图1为有两个设有垫片的承扭支座的螺旋形结构形式的汽轮机进汽外壳横截面；图2为图1中局部II的比例放大示图，其中示出装在两个支承突缘之间的垫片；图3为钻有孔的垫片的透视图；图4为组合式垫片透视图。
在所有的附图中互相对应的部分以相同的附图标记标示。
螺旋形进汽的汽轮机2按图1的进汽外壳1有两个分别大约涉及二分之一汽轮机叶片装置的流动通道3a和3b，它们各有一个进口4或5。进汽外壳1由一个构成流动通道3a、3b的内壳体6和一个同心地围绕内壳体的外壳体7组成。内壳体6和外壳体7各由一个壳体上部6a、7a和一个壳体下部6b、7b组成，它们沿其分界缝8借助于法兰连接装置9或10用螺钉互相连接。内壳体6通过两个横向于分界缝8对置的并设有垫片11的承扭支座12相对于外壳体7支承。
图2表示了这种具有成形在内壳体6外侧上和具有成形在外壳体7内侧上的支承突缘13或14的承扭支座12。支承突缘13、14构成内壳体6相对于位置固定的外壳体7的支座，所以当汽轮机2运行时作用在内壳体6上的扭矩经外壳体7传入图中未表示的汽轮机固定装置中。在隔开距离彼此面对的支承突缘13和14之间设一支承区15，其中装有图3所示的垫片11。
垫片11是一个最好用耐热钢制的长方六面体，例如高合金的铬钼钒合金X22CrMoV121。在针对蒸汽温度560至580℃及蒸汽压力180bar(新汽参数)设计的总的电功率为350MW的汽轮机2中，垫片11的长度L约240mm。宽度B约为50mm，以及高度H约为100mm。此垫片11有两个对置的支承面16、17，在置入支承区15中时它们贴靠在支承突缘13或14相应的支承面上。此外，垫片11有两个对置的端面18、19，在图2中只能看到其中的一个端面18。垫片11还有也是对置的纵向面，在图3中只能看到其中的上部纵向面20。
垫片11有六个设计为钻孔的通孔21，在本实施例中它们平行于支承面16、17和横向于纵向亦即穿过流通面20地延伸。由于通孔21的这种布置，可以在内壳体6与外壳体7之间的间隔22内形成沿流线23延伸的流动(图2)。按另一种可选择的方案，通孔21也可以平行于纵向面20延伸并在这种情况下穿过端面18、19。
相邻通孔21之间的接片宽度d1约为10mm，而边缘区的接片宽度d2分别约为5mm。在用铬钼钒合金X22CrMoV121制的垫片11中的尺寸L、B、H按允许的表面压力为65N/mm2来确定。因此在材料内部，亦即在垫片11内部的允许压应力为300至400N/mm2。通孔21的数量及其孔径d3和隔壁宽度d1、d2按这样的方式确定，即，通过充分利用通孔21之间的中间隔壁24及两个边缘隔壁25留下的剩余横截面能承受允许的压应力。
因此，只有隔壁24、25用于从内壳体6向外壳体7传热，所以流过垫片11的热量与同样大小的实心材料相比相应地减少。与此同时垫片11还用于内壳体6相对于外壳体7定位，尤其用于补偿在两个支承突缘13和14之间支承区15内由于加工公差产生的间隙。
图4用透视图表示了一种由两部件31和32组成的垫片11。此垫片11在两个部件31和32组成后其形状与已结合图3说明的垫片11一致。因此有关其作用和优点可参见对图3的说明。各部件31和32分别有具有半圆形截面的槽状凹穴，所以在部件31和32组合时构成了具有类似于通孔21的圆形截面及直径d3的通道。在每个部件31和32中同样可以加工附加的或另选的半球形或类似的凹穴，在部件31和32组合时通过它们构成例如球形空腔。借助于所有这些设计达到减少支承面16与17之间横截面积的目的，所以是通过一个减小了横截面的垫片11来传热。因此垫片11起到了使外壳体7相对于汽轮机2内壳体6隔热的作用。若附加地再有一种冷却介质23通过通孔21流动，则在汽轮机的内壳体6与外壳体7之间的传热可以进一步地降低。
权利要求
1.一种用于汽轮机(2)壳体部件(6、7)之间隔热的装置，其特征在于一个可置入壳体部件(6、7)相对置的支座(13、14)所在支承区(15)内的垫片(11)，该垫片(11)分别具有一个面朝支座(13、14)的支承面(16、17)，在支承面(16、17)之间垫片的横截面减小，以及该垫片用于在汽轮机(2)进汽时在壳体部件(6、7)之间传力。
2.一种用于汽轮机(2)壳体部件(6、7)之间隔热的装置，其特征在于一个可置入壳体部件(6、7)相对置的支座(13、14)所在支承区(15)内的垫片(11)，该垫片(11)分别具有一个面朝支座(13、14)的支承面(16、17)，在支承面(16、17)之间垫片的横截面减小，以及垫片用一种与壳体部件(6、7)的材料相比在高于室温的温度下有更高强度的材料制造。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述垫片(11)有一些减小横截面的孔(21)和/或空腔。
4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，所述垫片(11)有钻孔(21)。
5.按照权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述垫片(11)有一些平行于其支承面(16、17)排列的通孔(21)。
6.按照上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述垫片(11)用耐热钢，例如合金X22CrMoV121制造。
7.按照上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述垫片(11)装在螺旋形外壳(1)内一个外部壳体(7)与一个内部壳体(6)相对置的支承突缘(13、14)之间。
8.按照上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述支座是分别成形在壳体部件(6、7)上的支承突缘(13、14)。
9.按照上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，尤其是钻孔(21)之间的一些隔壁(24、25)所留下的剩余截面被设计用于承受垫片(11)允许的压应力。
全文摘要
一种用于汽轮机(2)壳体部件(6、7)之间隔热的装置,它包括一个可置入相对置的支座(13、14)所在支承区(15)内的垫片(11),该垫片有一些钻孔(21)。
文档编号F01D25/14GK1252853SQ98804331
公开日2000年5月10日 申请日期1998年4月21日 优先权日1997年4月28日
发明者安德烈亚斯·厄尔马 申请人:西门子公司