CN103764956A - 用于在蒸汽轮机中进行温度补偿的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蒸汽轮机（1），其包括内壳体（3）和外壳体（2），其中在内壳体（3）和外壳体（2）之间构成中间空间（6）并且将较冷的阻挡蒸汽输送到中间空间（6）中，以便避免外壳体（2）的凸出。

Description

用于在蒸汽轮机中进行温度补偿的方法
技术领域
本发明涉及一种蒸汽轮机，所述蒸汽轮机包括外壳体、设置在外壳体之内的内壳体和能转动地安装在内壳体之内的转子，其中在内壳体和外壳体之间构成有中间空间，其中在外壳体和转子之间构成有阻挡蒸汽密封装置。
此外，本发明涉及一种用于避免蒸汽轮机的壳体弯曲的方法。
背景技术
蒸汽轮机的涡轮机壳体通常包括内壳体和外壳体，其中在内壳体和外壳体之间构成中间空间。这两个壳体部分又具有上半部和下半部，在高压涡轮机中，外壳体也实施成盆状设计。尤其地，在关断蒸汽轮机之后，在壳体处并且在壳体之间出现温度差，所述温度差在下半部和相对较热的表面之间能够为几开尔文。
如果关断蒸汽轮机，那么外壳体与内壳体相比更快地冷却。由此，由于在内壳体和外壳体之间的中间空间中自由的或自然的对流（自然对流）感应出上升流动，所述上升流动引起到外壳体的上半部中的热量输入。这又能够引起尤其在外壳体的上半部中的壳体弯曲，结果是在那出现壳体材料的不期望的应力和间隙跨接。当在不利的情况下涡轮机叶片擦碰壳体时，内壳体的弯曲能够引起不期望的擦碰损坏。
通常，蒸汽轮机具有内壳体和包围内壳体的外壳体，其中通过所述双层壳体构造形成中间空间。内壳体在其轴向延伸中至少部分地由设置在中间空间中的罩板所包覆。
在蒸汽轮机停机或甩负荷之后，在内壳体和外壳体之间的空间中存在特定量的蒸汽，这与存在的压力相关。通过自然对流在壳体中或者在中间空间中在上部区域和下部区域之间出现温度分层。这些不同的温度引起外壳体的弯曲，这也称作凸出。这种所谓的凸出要被避免，因为内壳体位于外壳体中并且由于弯曲能够引起内壳体相对于转子的移位，这在最差的情况下引起径向间隙的跨接并且可能导致擦碰。
迄今，所述问题通过考虑足够大的径向间隙来解决。然而，由此引起效率的变差。
发明内容
本发明基于下述目的，尤其在冷却涡轮机时防止外壳体的弯曲或者至少将外壳体的弯曲维持成小的。此外，应当提出一种用于在关断涡轮机时避免壳体弯曲的方法。
所述目的根据本发明地通过下述蒸汽轮机来实现，所述蒸汽轮机包括外壳体、设置在外壳体之内的内壳体和能转动地安装在内壳体之内的转子，其中在内壳体和外壳体之间构成有中间空间，其中在外壳体和转子之间构成有阻挡蒸汽密封装置，其中外壳体具有入流开口以用于将所述阻挡蒸汽入流到中间空间中。
针对方法的目的根据本发明通过用于在关断蒸汽轮机时避免蒸汽轮机的壳体弯曲的方法来实现，其中在内壳体和包围内壳体的外壳体之间形成的中间空间中，通过将阻挡蒸汽经由外壳体中的开口入流到中间空间中，实现位于中间空间中的介质的强制的涡流。
有利的改进方案在从属权利要求中提出。
本发明在此基于下述考虑，通过喷入阻挡蒸汽来避免在中间空间中构成温度层。这引起层的涡流进而引起热应力的减小，这又减小外壳体的弯曲。
入流开口与阻挡蒸汽密封装置流体连接，这是相对低成本的解决方案。
有利地，构成阻挡蒸汽管道，所述阻挡蒸汽管道一方面能够实现阻挡蒸汽入流至阻挡蒸汽密封装置并且此外具有支路，所述支路与入流开口流体连接。
附图说明
下面，根据示意图详细阐明本发明的实施例。
附图示出：
图1示出蒸汽轮机的横截面图，
图2示出蒸汽轮机在流动方向上看去的横截面图。
具体实施方式
图1示出以横截面图示出的蒸汽轮机1，所述蒸汽轮机包括外壳体2和设置在外壳体2之内的内壳体3。在内壳体3之内，转子4围绕旋转轴线5能转动地安装。在内壳体3和外壳体4之间构成有中间空间6。内壳体3和外壳体2分别能够划分成上部的第一部分区域、即上半部以及下部的第二部分区域、即下半部。
蒸汽轮机1此外具有密封区域7，所述密封区域将外部空间8与蒸汽轮机1的内部空间9分开。在转子和外壳体2之间在密封区域7中不应当进行流体连接。对此，密封区域7具有阻挡蒸汽开口10，所述阻挡蒸汽开口构成为，使得能够从外部输送的冷的阻挡蒸汽能够流动到外壳体2和转子4之间的间隙中。借助于所谓的蒸汽抽吸装置11又将混合蒸汽抽出。
因此，在外壳体2和转子4之间构成有阻挡蒸汽密封装置12。外壳体2具有入流开口13以用于将阻挡蒸汽入流到中间空间6中。因此，位于中间空间6中的蒸汽通过经由入流开口13流入的阻挡蒸汽产生涡流，因此这提高了中间空间6中的自然对流进而避免外壳体2的凸出。
入流开口13与阻挡蒸汽开口10流体连接。
图2示出蒸汽轮机1在旋转轴线方向5看去的横截面。在图2中示出的实施例中，入流开口13在12点钟位置中设置在外壳体2中。
图1示出阻挡蒸汽管道14，在所述阻挡蒸汽管道中，在阻挡蒸汽密封装置12和转子4之间的密封空间中构成阻挡蒸汽。
阻挡蒸汽管道14由虚线示出。出于概览性的原因，放弃对用于其他的在图1中示出的阻挡蒸汽开口10的阻挡蒸汽管道进行描述。
阻挡蒸汽管道14包括支路16，所述支路与入流开口13流体连接。为了调控支路16中的阻挡蒸汽流而设置阀17。
因此，通过由于位于中间空间6中的蒸汽经由入流开口13的强制涡流而引起的在外壳体2中的温度分布的均匀性来抵抗自然对流，使得在关断之后在冷却涡轮机时可靠地防止壳体弯曲。

Claims (5)

1.一种蒸汽轮机（1），
其包括外壳体（2）、设置在所述外壳体（2）之内的内壳体（3）和能转动地安装在所述内壳体（3）之内的转子（4），
其中在所述内壳体（3）和所述外壳体（2）之间构成有中间空间（6），
其中在所述外壳体（2）和所述转子（4）之间构成有阻挡蒸汽密封装置（12），
其中所述阻挡蒸汽密封装置（12）具有阻挡蒸汽开口（10），所述阻挡蒸汽开口与阻挡蒸汽管道（14）流体连接，
其中所述外壳体（2）具有入流开口（13）以用于将阻挡蒸汽入流到所述中间空间（6）中，其中所述入流开口（13）与所述阻挡蒸汽管道（14）流体连接。
2.根据权利要求1所述的蒸汽轮机（1），
其中所述阻挡蒸汽管道（14）具有支路（16），所述支路与所述入流开口（13）流体连接。
3.根据权利要求2所述的蒸汽轮机，
其中所述支路（16）具有阀（17）。
4.一种用于在关断蒸汽轮机时避免蒸汽轮机（1）的壳体弯曲的方法，其中在内壳体（3）和包围所述内壳体（3）的外壳体（2）之间形成的中间空间（6）中，通过阻挡蒸汽经由所述外壳体（2）中的开口（13）入流到所述中间空间（6）中来实现位于所述中间空间（6）中的介质的强制涡流。
5.根据权利要求4所述的方法，
其中所述阻挡蒸汽从阻挡蒸汽管道（14）分支，所述阻挡蒸汽管道将所述阻挡蒸汽引导至阻挡蒸汽密封装置（12）。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106194284A (zh) * 2016-07-22 2016-12-07 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11181041B2 (en) * 2017-02-02 2021-11-23 General Electric Company Heat recovery steam generator with electrical heater system and method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815645A (en) * 1955-03-01 1957-12-10 Gen Electric Super-critical pressure elastic fluid turbine
CN1550644A (zh) * 2003-04-30 2004-12-01 ��ʽ���綫֥ 蒸汽轮机及其冷却方法以及蒸汽轮机发电厂
EP1630360A1 (de) * 2004-08-23 2006-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Dampfzu- oder abführung zur kühlung der aussengehäuse in einer dampfturbine
EP2067933A2 (de) * 2007-08-31 2009-06-10 Siemens Aktiengesellschaft Sicherheitskonzept für eine Dampfturbine
CN101622424A (zh) * 2007-02-26 2010-01-06 西门子公司 用于运行多级的蒸汽涡轮机的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3051560B2 (ja) 1992-04-09 2000-06-12 三菱重工業株式会社 蒸気タービンにおける外車室上下半部間温度差の低減方法及び装置
KR100536508B1 (ko) * 1997-09-26 2005-12-14 지멘스 악티엔게젤샤프트 유체 기계용 하우징
CN1119511C (zh) 1998-08-18 2003-08-27 西门子公司 透平机壳体和避免其在关停透平机后发生弯曲变形的方法
JP2003148109A (ja) 2001-11-12 2003-05-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気タービン車室の変形量調整装置
JP2003254010A (ja) 2002-03-01 2003-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気タービン車室
JP2003328702A (ja) 2002-05-14 2003-11-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気タービンの内部強制冷却システム
EP1455066B1 (de) * 2003-03-06 2010-06-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Kühlung einer Strömungsmaschine und Strömungsmaschine dafür
JP4488787B2 (ja) * 2003-04-30 2010-06-23 株式会社東芝 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法
JP4509664B2 (ja) * 2003-07-30 2010-07-21 株式会社東芝 蒸気タービン発電設備
US20060233634A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-19 General Electric Company Method of indicating sealing steam temperature and related apparatus
JP5433183B2 (ja) * 2008-08-07 2014-03-05 株式会社東芝 蒸気タービンおよび蒸気タービンプラントシステム
EP2261464A1 (de) * 2009-06-09 2010-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Turbomaschine
US8545166B2 (en) * 2010-07-28 2013-10-01 General Electric Company System and method for controlling leak steam to steam seal header for improving steam turbine performance
EP2431570A1 (de) * 2010-09-16 2012-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine mit einem Schubausgleichskolben und Nassdampfabsperrung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815645A (en) * 1955-03-01 1957-12-10 Gen Electric Super-critical pressure elastic fluid turbine
CN1550644A (zh) * 2003-04-30 2004-12-01 ��ʽ���綫֥ 蒸汽轮机及其冷却方法以及蒸汽轮机发电厂
EP1630360A1 (de) * 2004-08-23 2006-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Dampfzu- oder abführung zur kühlung der aussengehäuse in einer dampfturbine
CN101622424A (zh) * 2007-02-26 2010-01-06 西门子公司 用于运行多级的蒸汽涡轮机的方法
EP2067933A2 (de) * 2007-08-31 2009-06-10 Siemens Aktiengesellschaft Sicherheitskonzept für eine Dampfturbine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106194284A (zh) * 2016-07-22 2016-12-07 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015148232A (ja) 2015-08-20
JP5837204B2 (ja) 2015-12-24
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US9416684B2 (en) 2016-08-16
US20140366538A1 (en) 2014-12-18
WO2013034377A1 (de) 2013-03-14
EP2723996A1 (de) 2014-04-30
EP2723996B1 (de) 2019-10-16

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