CN101772621B - 汽轮机的供汽装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于一种包括内壳体(3)和外壳体(2)的涡轮机(1)的供汽装置(11)，其中，供汽装置(11)有内管(12)和外管(14)，在外管(14)内设冷却剂流入孔(17)，冷却剂因而可以进入内管(12)与外管(14)之间的空腔(19)内并冷却内管(12)。

Description

汽轮机的供汽装置

本发明涉及一种用于一种包括内壳体和外壳体的涡轮机，尤其汽轮机的供汽装置，包括：一个导引流动介质的第一内管，其中内管设计为支靠在内壳体的内壳体入流孔上；一个绕内管布置的外管，其中供汽装置设计为支靠在涡轮机的外壳体入流孔上。

涡轮机，例如汽轮机，用流动介质工作。在汽轮机内水蒸汽用作流动介质，它在300bar以上的压力下可有600℃以上的温度。如此高的温度和压力对汽轮机的材料提出了很高的要求。尤其是蒸汽入流区要承受高的热负荷及机械负荷。

一种作为涡轮机实施形式的汽轮机，为使用流入汽轮机内被剧烈加热的新蒸汽而通常具有一个内壳体、一个围绕内壳体设置的外壳体以及一个可旋转地支承在内壳体内部的转子。新蒸汽经所谓进汽接管通过外壳体及内壳体流入流动通道中。因此在进汽接管周围的区域受高的热负荷。高温水蒸气通过适用的供气管尽可能与外壳体热去耦。

本发明的目的是，提供一种适用于高温的供汽装置。

上述目的通过权利要求1的特征达到。在从属权利要求中说明本发明其他有利的进一步发展。

本发明主要的出发点是，若供汽装置有两个彼此同轴布置的管道则是有利的，此时新蒸汽通过内管流动以及冷却剂围绕内管流动。

本发明尤其证明有利的是，将供汽管设计为使外管围绕内管布置。在外管与内管之间形成一个冷却剂可在其中流动的间隙。冷却剂促使外管冷却。现在外管可以直接连接汽轮机，此时汽轮机的热负荷被降低。由此可以使用高温新蒸汽。

冷却剂经冷却剂流入孔流入外管与内管之间的空腔内。在这里冷却剂可以是外部冷却剂或源自汽轮机。例如从流动通道流出的蒸汽可以用作冷却剂。在已知的汽轮机中，温度约620℃以及压力约350bar的新蒸汽流入汽轮机并在流动通道中膨胀，在此过程中蒸汽的热能转换为机械能以及促使转子旋转。在流动通道后，经膨胀的蒸汽有温度为500℃并可用作冷却剂。

经膨胀的蒸汽通常在中间再热器中被置于压力约350bar并称为中间再热蒸汽。这种中间再热的蒸汽同样可以用作冷却剂。

处于内管周围的冷却剂沿径向作用，并因而在内管和在外管上施加机械应力。由此使内管和外管减轻机械负荷。

按一项有利的进一步发展，外管在第一位置围绕内管互相连接，对此应理解为机械的紧密配合连接。这种连接可例如通过连接装置达到，如螺钉之类。另一个可能性是，若外管和内管材料一体地构成，则外管在第一位置与内管连接。通过这种在第一位置的布局，防止冷却剂从外管与内管之间的空腔流出。

按一项有利的进一步发展，外管在第二位置与内管互相连接。采取这一措施防止了冷却剂从外管与内管之间的空腔流出。

有利地，入流孔设在第一位置与第二位置之间。由此提供一种简单的可能性，将冷却剂注入外管与内管之间的空腔内。

在下面借助附图对实施例的详细说明中，给出本发明的其他设计和优点。

附图中：

图1表示汽轮机的横剖面图；

图2表示汽轮机沿轴向的局部横剖面图；以及

图3表示供汽装置另一种实施形式的横剖面图。

图1表示作为涡轮机实施形式的汽轮机1的横剖面图。汽轮机1包括外壳体2和内壳体3。内壳体3设在外壳体2内部。内壳体3和外壳体2设计为围绕旋转轴线4基本上对称。轴5可绕旋转轴线4旋转地支承在内壳体3内部。在轴5与内壳体3之间构成一个流动通道6。流动通道6的特点在于，有设在轴5上的工作叶片7和设在内壳体3中的导向叶片8。为了视图清晰起见，在图1中只有一个导向叶片和一个工作叶片，用附图标记8或7表示。

在运行时，新蒸汽经进汽通道9流入汽轮机1。新蒸汽接着流入流动通道6，流过导向叶片和工作叶片8、7，在此过程中膨胀和冷却。在这里蒸汽热能转换为轴5的旋转能。经膨胀的蒸汽随后经废气接管10从汽轮机1流出。

在当代的汽轮机中，新蒸汽温度高于600℃以及压力高于300bar。如图2所示，新蒸汽经新蒸汽供给装置11导入汽轮机1。图2表示横剖面，在这里表示沿轴向的横剖面。供汽装置11包括导引流动介质，例如新蒸汽的第一内管12。内管12设计为支靠在内壳体3的内壳体入流孔13上。此外，供汽装置11还有一个绕内管12布置的外管14。供汽装置11设计为支靠在外壳体入流孔15上。冷却剂输入内管12与外管14之间的空腔16中。冷却剂起初冷却外管14。冷却剂经冷却剂流入孔17流入空腔16。内管12和外管14在第一位置18互相连接，也就是说，在空腔16内的冷却剂不可能流入内壳体3与外壳体2之间的空腔19内。供汽装置11在一端20通过密封件21密封地安装在内壳体3上。冷却剂流入孔17设在第一位置18与第二位置22之间。供汽装置11可基本上由两个结构部件构成，在这里，供汽装置11由第一结构部件23和第二结构部件24构成。第一结构部件23可借助螺钉连接装置25安装在外壳体2上。第二结构部件24同样可以借助螺钉连接装置或类似的紧固件与第一结构部件23连接。图2没有详细表示紧固件。螺钉可用作紧固件的例子。

第一结构部件23包括第一内管26。此外，第一结构部件23有第一外管27。第二结构部件24有第二内管28和第二外管29。在第一内管26与第二内管28之间可设置I型密封环30。这种I型密封环30也可以设置在第一外管27与第二外管29之间。

内管12和外管14材料一体地构成。例如可采用也用于内壳体3的同一种材料。由图2可见，在第一内管26与第一外管27之间以及在第二内管28与第二外管29之间形成一个公共的空腔。

图3表示供汽装置11的另一种实施形式。按图3的供汽装置11设计为，使外管14借助图中未详细表示的紧固件安装在外壳体2上。供汽装置11同样还有一个设置在外管14内部的内管12。在内管12与外管14之间同样形成一个空腔16。外管14在第一固定位置32固定在外壳体2上。内管12在第二固定位置31与附加管33连接。附加管33可以由与外壳体2相同的材料制成。附加管33借助图中未详细表示的紧固件在第一固定位置32与外壳体2连接。另一个外部管道在第二固定位置31与附加管33连接。在按图3的供汽装置11实施形式中，冷却剂或可在附加管33内流动，或可通过冷却剂流入孔在外管14内流动，图3中没有详细表示这两个供入孔。外管14设计为所谓的热套管(Thermo-Sleeve)。也就是说，外管14承受轴向温度梯度。

通过在外管14中设多个冷却剂流入孔17，可以在空腔16内获得更大的冷却剂流量。外管14被所谓打孔。

Claims (10)

1.一种用于包括内壳体(3)和外壳体(2)的涡轮机(1)的供汽装置(11)，包括第一结构部件(23)，该第一结构部件包括：

一个导引流动介质的内管(12)，其中该内管(12)设计为支靠在内壳体(3)的内壳体入流孔(13)上，

一个绕内管(12)布置的外管(14)，其中所述供汽装置(11)设计为支靠在涡轮机(1)的外壳体入流孔(15)上，

其中，设置一个冷却剂流入孔(17)用于将冷却剂输入内管(12)与外管(14)之间，

其中，所述供汽装置(11)包括第二结构部件(24)，

其中，第二结构部件(24)有第二内管(28)和第二外管(29)，

其特征为：外管(14)由第一外管(27)和第二外管(29)构成，以及内管(12)由第一内管(26)和第二内管(28)构成。

2.按照权利要求1所述的供汽装置(11)，其中，所述外管(14)在第一位置(18)与内管(12)连接。

3.按照权利要求2所述的供汽装置(11)，其中，所述外管(14)在第二位置(22)与内管(12)连接。

4.按照权利要求3所述的供汽装置(11)，其中，所述流入孔设在第一位置(18)与第二位置(22)之间。

5.按照权利要求1至4之一所述的供汽装置(11)，其中，所述外管(14)有用于固定在外壳体(2)上的紧固件。

6.按照权利要求5所述的供汽装置(11)，其中，所述紧固件包括螺钉。

7.按照权利要求1至4之一所述的供汽装置(11)，其中，在第一外管(27)与第二外管(29)之间设置I型密封环。

8.按照权利要求1至4之一所述的供汽装置(11)，其中，在第一内管(26)与第二内管(28)之间设置I型密封环(30)。

9.按照权利要求2所述的供汽装置(11)，其中，围绕内管(12)设外套，以及内管(12)固定在该外套上。

10.按照权利要求2或3所述的供汽装置(11)，其中，内管(12)和外管(14)材料一体地构成。

Images