用于蒸汽轮机的可加热的推杆的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种装置，所述装置包括由不同的子涡轮机(2a，2b，2c，2d)构成的蒸汽轮机(1)，其中每个子涡轮机(2a，2b，2c，2d)具有转子和壳体(15，16)，其中在运行中，由于转子(12，13)的热膨胀，壳体(15，16)的运动通过壳体借助于推杆(17)的刚性联接来进行，其中推杆(17)空心地构成，并且通过供给空腔热蒸汽，热膨胀是可能的，其中热蒸汽的流入和流出的控制经由转子(12，13)的热膨胀来进行。
【专利说明】
用于蒸汽轮机的可加热的推杆
技术领域
[0001]本发明涉及一种装置，所述装置包括具有第一转子和第一壳体的第一子涡轮机、具有第二转子和第二壳体的第二子涡轮机以及推杆，所述推杆将第一壳体与第二壳体彼此连接。
[0002]此外，本发明涉及一种用于运行蒸汽轮机的方法，其中蒸汽轮机包括至少两个子涡轮机，其中子涡轮机分别具有壳体和转子并且壳体经由推杆彼此耦联。
【背景技术】
[0003]蒸汽轮机通常具有多个子涡轮机并且针对下述蒸汽参数来设计，所述蒸汽参数在压强为350bar的情况下直至630°C。这样高的蒸汽参数是对整个蒸汽轮机的挑战。热膨胀效应引起在壳体和转子之间的间隙增大或者减小。蒸汽轮机的轴系在运行中能够比壳体更大程度地热膨胀。由于必须允许这种轴向偏移，并且由于壳体的部分锥形的形状，得到更高的间隙损耗。因此，壳体部件借助于推杆彼此耦联。这表示，通过与推杆的刚性耦联，一个壳体的运动引起相邻壳体的运动，这些壳体经由推杆彼此连接。根据现有技术，推杆保持其长度，使得此外转子由于其较高的温度经受相对于壳体的轴向偏移。
[0004]通过液压系统，壳体的轴向偏移能够匹配于轴的位置。当然，这种主动控制的系统具有下述缺点，在系统失效的情况下，可能会使涡轮机损坏，因为用于减小缝隙的间隙裕量减少了。
[0005]从EP2 554 801 Al中已知的是，加热推杆，借此经由推杆的热膨胀，壳体能够相对于转子运动。
[0006]通过轴向偏移的减小，能够实现内部的涡轮机效率的增大。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的是，提高涡轮机效率。
[0008]所述目的通过一种装置来实现，所述装置包括具有第一转子和第一壳体的第一子涡轮机、具有第二转子和第二壳体的第二子涡轮机以及推杆，所述推杆将第一壳体与第二壳体彼此连接，其中推杆空心地构成，其中供给蒸汽通道具有热蒸汽出口，其中热蒸汽出口能够借助第一或第二转子封闭和打开，其中第一和/或第二转子具有第一半径的第一区域，并且第一区域由于转子的热膨胀封闭或打开热蒸汽出口。
[0009]此外，所述目的通过一种用于运行蒸汽轮机的方法来实现，其中蒸汽轮机包括至少两个子涡轮机，其中每个子涡轮机分别具有壳体和转子，其中壳体经由推杆彼此耦联并且推杆空心地构成，其中热蒸汽流入到空腔中以用于使推杆热膨胀。
[0010]本发明遵循下述方式，加热推杆，以便由此能够实现推杆的热膨胀。借助推杆的长度伸展，得到其他的参数，以便将壳体和转子部件最优地相对于彼此定位。本发明的主要思想是，空心地构成的推杆加载有热蒸汽。所述热蒸汽能够在适当的部位上从蒸汽轮机中提取。
[0011]推杆的加热根据本发明非无序地、而是与旋转体的位置相关地进行。热蒸汽入口或出口应定位成，使得在壳体移动大致对应于转子移动时，所述热蒸汽入口或出口通过转子阻挡。
[0012]有利的改进方案在从属权利要求中给出。
[0013]在第一有利的改进方案中，装置构成有供给蒸汽通道和供给蒸汽源，所述供给蒸汽源构成为用于在供给蒸汽通道中供给蒸汽，其中推杆的空腔经由供给蒸汽通道与供给蒸汽源流体连接。
[0014]供给蒸汽源例如能够是出自工艺过程的蒸汽，例如子涡轮机的废蒸汽。所述蒸汽经由供给蒸汽通道引导到推杆的空腔中进而引起热膨胀。
[0015]有利地，供给蒸汽通道设置在第一和/或第二壳体中。
[0016]供给蒸汽通道能够以一级近似视作为具有热蒸汽出口的孔。根据本发明，所述热蒸汽出口能够通过转子覆盖。在蒸汽轮机投入运行时，转子能够膨胀进而露出孔，这引起，热蒸汽出口打开进而能够将出自供给蒸汽通道的热蒸汽供给推杆的空腔。通过推杆的膨胀，必然进行壳体的运动，这能够被用于，通过借助转子的覆盖再次封闭孔或热蒸汽出口。
【附图说明】
[0017]本发明的在上文中描述的特点、特征和优点以及实现所述特点、特征和优点的方式和方法结合下面对实施例的描述在理解上变得清晰和清楚，所述实施例结合附图详细阐述。
[0018]下面根据附图描述本发明的实施例。所述附图不应按照比例示出实施例，更确切地说，附图在有益于阐述的位置以示意的和/或轻微失真的形式解释。关于在附图中可直接看到的教导的补充，参照相关的现有技术。
[0019]附图示出:
[0020]图1示出蒸汽轮机的横截面图；
[0021 ]图2示出根据本发明的装置的侧视图；
[0022]图3示出根据本发明的装置的侧视图；
[0023]图4示出根据本发明的装置的侧视图；
[0024]图5示出根据本发明的装置的侧视图。
【具体实施方式】
[0025]图1以横截面图示出蒸汽轮机I。蒸汽轮机包括第一子涡轮机2a、第二子涡轮机2b、第三子涡轮机2c和第四子涡轮机2d。第一子涡轮机2a构成为高压子涡轮机并且具有高压蒸汽入口 3和高压蒸汽出口 4。新鲜蒸汽从高压蒸汽入口 3穿过叶片组5流向高压蒸汽出口 4。在蒸汽流过高压子涡轮机之后，所述蒸汽在中间加热器(没有示出)中被加热并且被引向第二子涡轮机2b的中压蒸汽入口 6，所述第二子涡轮机构成为中压子涡轮机。中压子涡轮机双流地构成。蒸汽经由中压蒸汽入口6穿过中压叶片组7流向中压蒸汽出口8。蒸汽从那里经由没有示出的溢流管路流向构成为低压子涡轮机的子涡轮机2c和2d的低压蒸汽入口 9。蒸汽从那里经由相应的低压叶片组10流向低压蒸汽出口 11并且从那里流向没有详细示出的冷凝器。
[0026]第二子涡轮机2b包括转子12。不仅子涡轮机2a而且子涡轮机2c和2d分别包括转子13，其中转子12、13借助于刚性的联接装置14彼此耦联。围绕转子12设置壳体15。壳体15是第一壳体15，转子12是第一转子12。低压子祸轮机2c包括转子13 (第二转子13)和第二壳体
16。在运行中，转子12、13膨胀，这能够引起转子12、13和壳体15之间的增大的间隙。为了减小间隙，在第一壳体15和第二壳体16之间设置有推杆17。
[0027]在运行中，转子12、13通常以50Hz或60Hz转动并且驱动发电机18，所述发电机在图1中仅象征性地示出。推杆17空心地构成进而具有空腔，所述空腔在图1中没有详细示出。
[0028]图2示出图1中的蒸汽轮机I的一部分的侧视图。第一转子13围绕旋转轴线19旋转并且设置在第一壳体15对面。转子13具有第一半径Rl和第二半径R2，其中R1>R2。从半径Rl到半径R2的过渡基本上不连续地进行并且在过渡的区域中示出棱边20。第一壳体15具有供给蒸汽通道21，所述供给蒸汽通道在图2中示出的运行状态下首先由第一转子13覆盖。供给蒸汽通道21具有热蒸汽出口 22，所述热蒸汽出口在棱边20处被完全遮盖，使得没有热蒸汽能够流动。热蒸汽例如能够从工艺过程中提取并且例如能够是子涡轮机2b的废蒸汽。转子13具有环形的端面27。
[0029]图3示出与图2相比较示出的状态，即在运行期间在过渡状态下的状态。与图2的区别在于，转子13通过加载工艺蒸汽而热膨胀，更确切地说以量值ΔΧ?23热膨胀。在此，膨胀使得棱边20现在释放热蒸汽出口 22，以至于热蒸汽能够从供给蒸汽通道21流出。为了更好的概览，图2中的状态通过虚线24示出。
[0030]从供给蒸汽通道21流出的热蒸汽被引向推杆17并且在那里能够被引导到空腔中。由此，推杆17膨胀，致使壳体15、16能够运动。
[0031 ]在图4中示例性地示出，壳体15的运动如何进行。壳体15以量值Δ Χ^25跟随轴的运动。由于概览性，图3中的壳体的状态象征性地作为第二虚线26示出。在图4中示出的状态下，壳体15经由热膨胀的推杆17的运动使得基本上量值23与量值25同样大。这表示，△
大约等于ΔΧ?。如在图4中可见，由此热蒸汽出口22通过转子13或壳体15再次封闭。因此，热蒸汽不再流向推杆17并且再次避免壳体15的运动。由此，控制相对于推杆17的流入或流出。因此，整个系统具有固有的稳定性，因为壳体15、16的偏移始终跟随旋转体的偏移，而对此不需要辅助能量。由此，几乎排除这种控制的失效。
[0032]图5示出蒸汽轮机I的在图2、3和4中示出的局部的另一个实施方式。在图5中示出的装置与图2、3和4的区别在于，壳体15在转子13的棱边20的区域中锥形地构成，使得转子同样必须在棱边上锥形地构造，以便避免转子13在壳体15上掠过。由于概览性，在图5中仅示出运行状态，其中热蒸汽出口 22完全由转子13覆盖，使得热蒸汽不能够从供给蒸汽通道21中流出。供给蒸汽通道21与供给蒸汽源连接。供给蒸汽源没有详细示出。供给蒸汽源例如能够是可用的工艺蒸汽或者例如是子涡轮机的废蒸汽。在转子13的棱边20上的过渡从半径Rl到半径R2不连续地进行，使得出现端面27，所述端面基本上平行于半径Rl或R2。所述端面27不一定必须平行于半径Rl或R2构造，而是能够以没有详细示出的角度相对于半径Rl或R2倾斜。有意义的是，棱边20能够完全封闭热蒸汽出口 22。
[0033]尽管通过优选的实施例详细地说明和描述了本发明，然而本发明不局限于公开的示例，并且其他的变型形式能够由本领域技术人员从中推导出，而不脱离本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种装置，包括: 具有第一转子(13)和第一壳体(15)的第一子祸轮机(2a)， 具有第二转子(12)和第二壳体(16)的第二子涡轮机(2b)，和 推杆(17)，所述推杆将所述第一壳体(15)与所述第二壳体(16)彼此连接， 其中所述推杆(17)空心地构成， 其特征在于， 供给蒸汽通道(21)具有热蒸汽出口(22)，其中所述热蒸汽出口(22)能够借助所述第一转子(12)或所述第二转子(13)封闭和打开， 其中所述第一转子(12)和/或第二转子(13)具有第一区域，所述第一区域具有第一半径(R0，并且所述第一区域由于转子(13，14)的热膨胀封闭或打开所述热蒸汽出口(22)。2.根据权利要求1所述的装置， 所述装置具有供给蒸汽通道(21)和供给蒸汽源， 所述供给蒸汽源构成为用于在所述供给蒸汽通道(21)中供给热蒸汽， 其中所述推杆(17)的空腔经由所述供给蒸汽通道(21)与所述供给蒸汽源流体连接。3.根据权利要求2所述的装置， 其中所述供给蒸汽通道(21)设置在所述第一壳体(15)和/或所述第二壳体(16)中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述热蒸汽出口(22)能够借助所述第一壳体(15)或所述第二壳体(I6)封闭和打开。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述热蒸汽出口(22)的封闭和打开经由所述第一壳体(15)的或所述第二壳体(16)的热膨胀和/或所述推杆(17)的热膨胀来进行。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述第二转子(13)具有第二区域，所述第二区域具有半径(R2),其中适用的是Ri>R2o7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置， 其中所述第一壳体(15)和/或所述第二壳体(16)在所述热蒸汽出口(22)的区域中锥形地构成。8.根据权利要求7所述的装置， 其中所述第一转子(12)和/或所述第二转子(13)在所述热蒸汽出口(22)的区域中锥形地构成。9.一种用于运行蒸汽轮机(I)的方法， 其中所述蒸汽轮机(I)包括至少两个子涡轮机(2a，2b，2c，2d)， 其中子涡轮机(2&，213，2(3，2(1)分别具有壳体(15，16)和转子(12，13)， 其中所述壳体(15，16)经由推杆(17)彼此耦联，并且所述推杆(17)空心地构成， 其中热蒸汽流入到所述空腔中，以用于使所述推杆(17)热膨胀。10.根据权利要求9所述的方法， 其中热蒸汽从所述壳体(15，16)中的供给蒸汽通道(21)中流出， 其中通过所述转子的第一区域由于热膨胀而封闭或打开所述热蒸汽出口(22)，所述转子(12，13)能够结束和开启所述热蒸汽的流动。11.根据权利要求1O所述的方法， 其中，结束和开启经由所述转子(13，14)的热膨胀来进行。12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法， 其中所述供给蒸汽通道(21)能够经由所述壳体(15，16)的运动封闭。
【文档编号】F01D25/26GK106030048SQ201580010261
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年1月15日
【发明人】大卫·巴尔科斯基
【申请人】西门子公司