CN101057062A - 有两个蒸汽腔室的汽轮机 - Google Patents

有两个蒸汽腔室的汽轮机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽轮机(10)，它有至少两个蒸汽腔室(24a－24e)，它们被一个基本上管状的汽缸(12)围绕和通过至少一个设在外壳(12)内的隔板(14a－14d)彼此隔开，按本发明，所述隔板(14a－14d)由至少两个平的设计为彼此相对倾斜的分面(32、34)构成。

Description

有两个蒸汽腔室的汽轮机
本发明涉及一种汽轮机，它有两个蒸汽腔室，它们被一个基本上管状的汽缸围绕和通过至少一个设在外壳内的隔板彼此隔开。
上述类型的汽轮机，在圆柱形透平汽缸内通过隔板将一个个蒸汽腔室隔开。为了在蒸汽腔室内供入和排出蒸汽，在汽缸上设有一些接头。
在这里将蒸汽腔室彼此隔开的隔板必须能方便地制造，以及尽管如此仍能持久地经受住出现的压力负荷。这些接头必须设计有这样的横截面积，即它们按照要通过蒸汽腔室流动的流体量往往有比较大的尺寸。
此外，在设计汽缸及相关隔板时的一个大问题在于，由于在汽轮机上大的温差造成的热膨胀应力。
在已知的汽轮机中，各个蒸汽腔室用旋转对称的锥形板隔开，当受温度作用时通过热膨胀所述锥形板的锥角扩张。这导致在隔板上比较大的膨胀应力。
此外，在已知的汽缸中各蒸汽腔室的外表面局部只是一些比较窄的条带，在这些条带上不存在足够的空间用于布置上述接头。
本发明的目的是提供一种上述类型的汽轮机，在这种汽轮机的所述隔板上产生特别小的热膨胀，但汽轮机同时又能设计得非常紧凑。
按本发明此目的通过前言所述的汽轮机达到，其中，隔板由至少两个平的设计为彼此相对倾斜的分面构成。
按本发明，设在汽轮机汽缸内的隔板不是仅仅设计为平面或弯曲面，而是在隔板中有针对性地设计折痕或弯折，平的分面在这里彼此邻接。这种有折痕的隔板，取决于隔板大小和厚度，实际上可以通过弯折过程或通过连接，例如通过焊接两个平段制成。通过弯折，使按本发明的隔板和尤其它们平的分面，均匀地、不特别改变构型地膨胀以及在相关的汽缸上不产生附加的应力。此外，这种弯折导致增强隔板刚性，并有可能如下文还要详细叙述的那样能更灵活地分配蒸汽腔室。在适当设计时，隔板的一个平的分面可以从真正的汽缸区向外延长，由此构成汽缸上接头接管的壁的一部分。从而导致将外部接管的力更有利地传入汽缸结构中。
按本发明的折痕特别有利地设计为直的折棱，分面在这里互相连接。这种直的折棱可以通过简单地弯折或通过焊接隔板直的棱边经济地制成。
此外比较有利的是，按本发明设计有折棱的分面在一些折棱处互相连接，这些折棱设置为相对于管状汽缸的纵轴线非对称。由此达到按本发明的隔板尤其设计为非旋转对称的结构。这种构型在因温度引起的热膨胀应力方面是特别有利的。
此外对于按本发明的汽轮机汽缸结构中应力的形成方面还有利的是，分面设置为它们相对于管状汽缸纵轴线的斜度也是非对称的，尤其非旋转对称的。这种相对于管状汽缸纵轴线非对称倾斜的分面，通过沿汽缸周边一种灵活的设计，尤其可以实现进入孔，即所谓人孔更佳的安置，由此在经过汽轮机持续运行期间之后可以更好地到达汽缸内部那些重要的区域。
按本发明一种特别经济地发展和制造的隔板的特征在于，隔板设计有一个中央分面，在此中央分面上连接多个沿周边分布的其他分面，它们相对于中央分面倾斜。中央分面为了分隔蒸汽腔室直接设在一个在汽缸内旋转的转子上，而围绕此中央分面分布的其他分面，可按位置需求，不同斜度地设置在各蒸汽腔室内和周围的管状汽缸上。与此同时造成比较简单的折棱和/或连接棱边。
通过在中央分面上连接沿其周边分布的大小相同的倾斜分面，可以使按本发明的隔板进一步标准化并与此相关联地降低成本。在这种情况下按本发明的隔板的上述非对称的设计，可以特别有利地通过三个倾斜分面实现。
这三个倾斜的分面可例如有利地分别设在基本上矩形的中央分面的一侧，在这种情况下中央分面本身在基本上矩形的基本形状的第四侧，设计为平坦地一直延续到汽缸上。
此外对于按本发明的隔板也有利的是，中央分面基本上垂直于管状汽缸的纵轴线并因而垂直于在汽缸内旋转的转子定向。
如上面已说明的那样，采用按本发明倾斜设计的分面，还可以至少部分构成一个在汽缸上用作接头的接管。此外还有利的是，通过所述倾斜分面之一在汽缸内部构成一个至少一侧漏斗状的进口或出口。这种漏斗状的进口或出口，造成在按本发明的汽轮机上相关流路的横截面积在流动技术上分别有预期的缩窄或扩展。
此外，按本发明建议，在按本发明的汽轮机中在汽缸上如此设计至少两个蒸汽接头，即，使其中一个蒸汽腔室从一个相关的接头出发进入汽缸内有逐渐减小的横截面积或宽度，而处于隔板另一侧的蒸汽腔室朝相关接头的方向从汽缸向外有逐渐增大的横截面积或宽度。因此逐渐减小的横截面积设在逐渐增大的横截面积的近旁，以及在总体上导致这种按本发明的汽轮机特别紧凑和节省空间的结构形式。尤其在管状汽缸轴向结构长度受很大限制的情况下，采用按本发明的分隔面的设计，可以在汽缸外侧形成用于接头定位的足够的空间。与此同时，在各蒸汽腔室内沿流路的横截面变化过程，可以根据例如一种随着离进口接管距离的增大而减小面积需求的进口设计。按本发明，一个蒸汽腔室面积需求小的区域处于相邻蒸汽腔室面积需求大的区域旁。由此导致管状汽缸比较短的结构长度和能特别有利地充分利用结构空间。
下面借助所附示意图详细说明按本发明的汽轮机实施例。附图中：
图1表示按本发明的汽轮机的带有隔板的汽缸一种实施例的半剖面；
图2表示按图1的汽缸的侧视图；
图3表示图1中的剖面III-III；
图4表示图1中的剖面IV-IV；
图5表示按图1的汽缸与隔板在下部接缝处的视图；
图6表示按图1的汽轮机隔板透视图；
图7表示按图1带隔板的汽缸剖开后的透视图；以及
图8表示按图1的汽缸的外观透视图。
在这些附图中有关汽轮机10表示了其管状汽缸12对于本发明重要的部分和装在其中的隔板14a-14d。汽缸12设计为基本上沿纵轴线16的管状，以及在其外侧有一个设计为接管的蒸汽接头18。此外在汽缸12外侧还设有蒸汽出口20和22，它们作为分接头用于分流预热蒸汽。外壳12借助总共四块隔板14a、14b、14c和14d分成五个蒸汽腔室24a至24e，其中，蒸汽进口18汇入蒸汽腔室24c中，从蒸汽腔室24b和24d分别引出“较小的”蒸汽出口20和从蒸汽腔室24a和24e分别引出两个“大的”蒸汽出口22。
在汽轮机10运行时，一个图中未表示的沿纵轴线16方向定向的转子在汽缸12内旋转。此转子穿过隔板14a至14d，为此在这些隔板中分别设计一个中心孔26。通过蒸汽进口18引入蒸汽腔室24c中的蒸汽沿轴向流向管状汽缸12两个端侧并从那里分别通过一个孔28离开汽缸12。蒸汽通过汽缸12的流动在蒸汽腔室24b和24d的区域内分别通过一个管段30导引，隔板14a和14b或14c和14d在相关孔26的区域内借助此管段互相连接。为了使汽轮机10沿轴向设计得特别紧凑，并因而能达到一种可特别经济地实现的在汽轮机转子(未表示的)相关的轴承之间短的距离，以及除此之外汽缸12和隔板14当汽轮机10上的温度改变时不会遭受过大的热应力，隔板14分别由一个个平的分面32构成，它们围绕一个中央分面34相对于纵轴线16倾斜地布置。以此方式沿径向连接在中央分面34上的分面32，分别在直的折棱36处与中央分面34邻接。
如尤其从图1可以清楚地看出，蒸汽腔室24c外部分面32在蒸汽进口18那一侧倾斜为，使此蒸汽进口18进入汽缸12内有逐渐缩小的横截面宽度或面积。在汽缸12沿直径的对置侧，隔板14b和14c外部分面32彼此倾斜为，使蒸汽腔室24c的横截面宽度或面积随着离蒸汽进口18距离的增加进一步减小。反之，隔板14b和14c的中央分面34垂直于纵轴线16定向。此外，尤其在图6中可以看出，隔板14b和14c的中央分面34侧向分别从蒸汽进口18平面地一直延续到汽缸12，以及在那里没有设折棱。
与隔板14b和14c不同，隔板14a和14d分别设计为“薄壳”，在它们的一个中央分面34旁设计三个倾斜布置的外部分面32。隔板14a和14d的这些外部分面32，分别沿轴向相对于相关蒸汽腔室24a和24e的端侧孔28倾斜。由此，隔板14a和14d就图6而言在上部的外部分面32，分别基本上平行于隔板14b或14c在上部的外部分面32(也可见图1的上半部)延伸。隔板14就附图而言的下部区，通过隔板14b或14c彼此倾斜的外部分面32和垂直于纵轴线16向下一直延伸的隔板14a和14d的中央分面34，达到蒸汽腔室24b和24d朝“小的”蒸汽出口20的方向扩展。因此从上向下总体上造成朝中心方向以管段30为界的环状蒸汽腔室24b和24d朝蒸汽出口20方向横截面积的增大。
在蒸汽腔室24a和24e下面分别设两个蒸汽出口22。这些蒸汽出口22处于蒸汽腔室24a或24e的一个区域内，在此区域中蒸汽腔室24a和24e由于隔板14a或14d的构型所以沿轴向特别宽。反之，在上部和侧面的区域内，由于在隔板14a或14d上分别绕中央分面34成组的三个外部分面32，所以蒸汽腔室24a或24e比较狭窄。
如图8所示，在汽缸12上，就在下部的接缝上方设计一些进入孔或人孔38，由于隔板14所选择的构型，因而它们可以成为特别容易进入的进入口，以及能成为去往汽缸12内部要处理区域良好的通道。

Claims (11)

1.一种汽轮机(10)，它有至少两个蒸汽腔室(24a-24e)，它们被一个基本上管状的汽缸(12)围绕和通过至少一个设在汽缸(12)内的隔板(14a-14d)彼此隔开，其特征在于：所述隔板(14a-14d)由至少两个平的设计为彼此相对倾斜的分面(32、34)构成。
2.按照权利要求1所述的汽轮机，其特征为，所述分面(32、34)在至少一个直的折棱(36)处互相连接。
3.按照权利要求1或2所述的汽轮机，其特征为，所述分面(32、34)在一些折棱(36)处互相连接，它们设置为相对于管状汽缸(12)的纵轴线(16)非对称。
4.按照上述任一项权利要求所述的汽轮机，其特征为，所述分面(32、34)设置为它们相对于管状汽缸(12)纵轴线(16)的斜度非对称，尤其是非旋转对称。
5.按照上述任一项权利要求所述的汽轮机，其特征为，所述隔板(14a-14d)设计有一个中央分面(34)，在此中央分面(34)上连接多个沿周边分布的相对于该中央分面(34)倾斜的其他分面(32)。
6.按照权利要求5所述的汽轮机，其特征为，在所述中央分面(34)上连接沿其周边分布的三个倾斜的尤其基本上相同大小的分面(32)。
7.按照权利要求5所述的汽轮机，其特征为，在所述中央分面(34)上连接两个对置的分面(32)，这两个对置的分面(32)尤其相对于所述中央分面(34)沿反方向倾斜。
8.按照权利要求5至7之一所述的汽轮机，其特征为，所述中央分面(34)在其周边的至少一个分区设计为直至汽缸(12)都是平坦的。
9.按照权利要求5至8之一所述的汽轮机，其特征为，所述中央分面(34)基本上垂直于所述管状汽缸(12)的纵轴线(16)定向。
10.按照权利要求5至9之一所述的汽轮机，其特征为，通过所述的分面(32)之一在汽缸内构成一个至少一侧漏斗状的进口(18)或出口(20、22)。
11.尤其按照上述任一项权利要求所述的汽轮机，它有至少两个蒸汽腔室(24a-24e)，它们被一个基本上管状的汽缸(12)围绕和通过至少一个设在汽缸(12)内的隔板(14a-14d)彼此隔开，其特征为，所述隔板(14a-14d)和在汽缸(12)上的至少两个蒸汽接头(18、20、22)设计为，使其中一个蒸汽腔室(24c)从一个相关的接头(18)出发进入汽缸(12)内有逐渐减小的横截面积，而处于隔板(14a-14d)另一侧的蒸汽腔室(24a、24b、24d、24e)朝相关接头(20、22)的方向从汽缸(12)向外有逐渐增大的横截面积。
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