CN103782011A - 用于流体机械的冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流体机械，尤其是具有活塞平衡管路（13）的蒸汽轮机（1），所述活塞平衡管路将蒸汽从第二流动通道（9）的新鲜蒸汽区域引导至推力平衡活塞（12），其中活塞平衡管路的表面增大，其中活塞平衡管路（13）的内面增大。

Description

用于流体机械的冷却装置
技术领域
本发明涉及一种流体机械，所述流体机械包括能够围绕旋转轴线转动地安装的转子、围绕转子设置的内壳体、围绕内壳体设置的外壳体，其中在转子和内壳体之间设置有第一流动区域和相对于第一流动区域在相反的流动方向上构成的第二流动区域，其中转子具有推力平衡活塞，其中活塞平衡管路构成为用于在内壳体和推力平衡活塞之间输送蒸汽。
背景技术
在流体机械中，例如在蒸汽轮机中，将具有相对高的热能的热的新鲜蒸汽转换成转子的旋转能。这在通过导向叶片和转子叶片形成的流动通道中进行。当今的蒸汽轮机具有高于600℃的蒸汽温度。如此高的温度对要应用的材料提出提高的要求。蒸汽轮机基本上包括能够转动地安装的转子、围绕转子设置的内壳体以及围绕内壳体设置的外壳体。在这三个构件上的温度分布是非常不同的。因此，新鲜蒸汽入流区域非常强地受到热负荷，相反地，下述区域不那么强地受到负荷：在所述区域中，蒸汽的热能大部分已经转换成转动能并因此温度已经降低。
已知蒸汽轮机的下述实施形式，所述蒸汽轮机在转子和内壳体之间具有仅一个流动通道。这种蒸汽轮机通常称作单流式蒸汽轮机。已知蒸汽轮机的下述实施形式，所述蒸汽轮机在外壳体中具有两个流动通道。通常，这种蒸汽轮机实施成具有一个内壳体。流动通道的流动方向在此能够在相反的方向上（逆流）或在相同的方向上（直流）构成。
在运行时，转子由于蒸汽压力而经受在一个方向上的推动。必须抵抗这种推力，这通过考虑推力平衡活塞来实现，所述推力平衡活塞在预定的部位上加载有蒸汽进而施加相反于推力的力。
已知的是，来自第二流动通道的入流区域的蒸汽经由活塞平衡管路提取并且输送给推力平衡活塞的区域。这当然引起：来自第二流动区域的热蒸汽部分地经由推力平衡活塞引导进而到达外壳体。由此，外壳体在所述部位上强烈地受到热负荷。在所述部位上对于外壳体不能使用标准材料。因此，必须在所述部位上使用较贵的材料，例如GGGSIMO。这种材料通常相对较贵并且此外能够很差地铸造，这引起材料缺陷。
发明内容
因此，本发明的目的是防止上述内容。
所述目的通过一种流体机械来实现，所述流体机械包括能够围绕旋转轴线转动地安装的转子、围绕转子设置的内壳体、围绕内壳体设置的外壳体，其中在转子和内壳体之间设置有第一流动区域和相对于第一流动区域在相反的流动方向上构成的第二流动区域，其中转子具有推力平衡活塞，其中构成有用于在内壳体和推力平衡活塞之间输送蒸汽的活塞平衡管路，其中活塞平衡管路表面相对于管道表面增大地实施和/或活塞平衡管路内面相对于管道内面增大地实施。
因此，本发明的重要思想是，将能量从来自第二流动通道并且经由活塞平衡管路引导的热蒸汽中抽出。这根据本发明发生，使得活塞平衡管路表面在管道实施成具有相同直径的情况下增大地实施。这意味着，通过活塞平衡管路的增大的表面能够发生与环境的改进的热交换，由此位于活塞平衡管路中的蒸汽的温度能够降低。同样地，活塞平衡管路的活塞平衡管路内面实施成，使得所述活塞平衡管路内面相对于通常的管道内面增大，所述管道内面已知地光滑地实施。通过所述增大的表面，在此，在位于活塞平衡管路中的蒸汽和活塞平衡管路之间也发生改善的热学相互作用。
在从属权利要求中提出有利的改进方案。
在第一有利的改进方案中，在活塞平衡管路表面上设置有外部冷却肋。通过实施成具有冷却肋，其中应当应用尽可能多的冷却肋，杰出的热平衡是可能的。在此，也适合考虑，所述外部冷却肋的表面构成得越大，发生越好的热学相互作用。
在另一个有利的改进方案中，冷却肋沿活塞平衡管路方向相继地设置。在此，也适合的是，外部冷却肋设置得越多，发生越好的热学相互作用。有利地，外部冷却肋构成为在相对于活塞平衡管路方向的径向方向上延伸的环形盘。环形盘的特征在于两个相互平行设置的表面并且由此易于制造。在有利的改进方案中，环形盘相互间等距地设置。
由此，热平衡均匀地发生，并且此外这种活塞平衡管路能够更简单并且成本更低地实施。
在另一个有利的改进方案中，在活塞平衡管路内面上设置有冷却肋。所述冷却肋沿着内周向方向相继地设置并且实施成，使得所述冷却肋没有明显地影响在活塞平衡管路中流动的蒸汽的流动特性。因此，所述冷却肋实施成在纵向方向上或者围绕纵向方向扭曲地构成的板、突出部或盘，所述板、突出部或盘在内周向方向上相互间等距地设置。在此，下述思想是同样重要的，借助于冷却肋获得越多的表面，就发生在活塞平衡管路中流动的蒸汽和活塞平衡管路本身之间的越好的热学相互作用。
附图说明
现在，根据实施例详细阐明本发明。相同的附图标记基本上具有相同的功能方式。
附图示出：
图1示出蒸汽轮机的横截面视图，
图2示出活塞平衡管路的立体视图。
具体实施方式
图1示出作为流体机械的实施形式的蒸汽轮机1。蒸汽轮机1基本上包括转子2，所述转子能够围绕旋转轴线3转动地安装。围绕转子2设置有内壳体4，其中在内壳体4和转子2之间构成第一流动通道5，所述第一流动通道也能够称作高压流动区域。第一流动通道5的流动方向在根据图1的视图中示出为向左。在运行时，蒸汽经由高压新鲜蒸汽区域6穿过内壳体4流动到第一流动通道5中。在第一流动通道5中经由高压新鲜蒸汽区域6流入的蒸汽在流动方向上冷却并且经由高压出流区域7离开蒸汽轮机1并且在中间过热级后又经由中压入流区域8输送到蒸汽轮机中、即输送给第二流动通道9。最终，蒸汽经由中压出流区域10从蒸汽轮机1中流出。围绕内壳体4设置有外壳体11。
转子2在第一流动通道5的端部处构成有推力平衡活塞12。
在运行时，经由活塞平衡管路13在中压入流区域8和推力平衡活塞12的区域之间建立流体连接。所述来自第二入流区域8的蒸汽是相对较热的蒸汽并且在推力平衡活塞12和内壳体4之间引导。当然，在此发生，所述相对较热的蒸汽的一部分在推力平衡活塞12和内壳体4之间流动并且在该部位流动到外壳体11上。由此，外壳体11在所述部位上尤其强地受到热负荷。
活塞平衡管路13因此根据图2根据本发明地构成。原则上，活塞平衡管路13实施成，使得活塞平衡管路表面14相对于管道表面增大地实施。对此，如在图2中示出的那样，管道表面15构成有外部冷却肋16（在图2中仅第一外部冷却肋设有附图标记）。外部冷却肋16在此实施成环形盘，所述环形盘在径向方向17上延伸。径向方向17在此基本上垂直于活塞平衡管路方向18构成。外部冷却肋16在此沿着活塞平衡方向18相继地设置。尤其有利地，外部冷却肋16沿着活塞平衡方向等距地设置。外部冷却肋16在此实施成，使得在活塞平衡管路表面19上出现尽可能大的表面。
活塞平衡管路内表面20在此相对于管道内面21增大地实施。对此，活塞平衡管路内面构成为具有内部冷却肋22，所述内部冷却肋在内周向方向上等距地实施。内部冷却肋22构成为在径向方向17上延伸的突出部，所述突出部也就是说实施成盘或纵向肋或围绕流动方向18扭曲的肋。在图2中仅冷却肋22设有附图标记。内部冷却肋22在此沿着活塞平衡方向18延伸进而在位于活塞平衡管路13中的蒸汽和活塞平衡管路13本身之间建立良好的热接触。
通过活塞平衡管路13的所述根据本发明的构造可降低位于活塞平衡管路13中的蒸汽的温度。

Claims (10)

1.一种流体机械，
所述流体机械包括能够围绕旋转轴线（3）转动地安装的转子（2）、围绕所述转子（2）设置的内壳体（4）、围绕所述内壳体（4）设置的外壳体（11），
其中在所述转子（2）和所述内壳体（4）之间设置有第一流动区域和相对于所述第一流动区域在相反的流动方向上构成的第二流动区域，
其中所述转子（2）具有推力平衡活塞（12），
其中构成有用于在内壳体（4）和推力平衡活塞（12）之间输送蒸汽的活塞平衡管路（13），
其特征在于，
活塞平衡管路表面（KAO）相对于管道表面增大地实施和/或活塞平衡管路内面（KAI）相对于管道内面（21）增大地实施。
2.根据权利要求1所述的流体机械，
其中在所述活塞平衡管路表面（KAO）上设置有外部冷却肋（AKR）。
3.根据权利要求2所述的流体机械，
其中所述外部冷却肋（AKR）沿着活塞平衡管路方向（18）相继地设置。
4.根据权利要求2或3所述的流体机械，
其中所述外部冷却肋（AKR）构成为在相对于所述活塞平衡管路方向（18）的径向方向上延伸的环形盘。
5.根据权利要求4所述的流体机械，
其中所述环形盘相互间等距地设置。
6.根据权利要求1所述的流体机械，
其中在所述活塞平衡管路内面（KAI）上设置有内部冷却肋（IKR）。
7.根据权利要求6所述的流体机械，
其中所述内部冷却肋（IKR）沿着内周向方向（23）相继地设置。
8.根据权利要求7所述的流体机械，
其中所述内部冷却肋（IKR）实施成在相对于所述活塞平衡管路方向的轴向方向上或围绕轴向方向扭曲地延伸的突出部。
9.根据权利要求8所述的流体机械，
其中所述突出部实施成盘。
10.根据权利要求7、8或9所述的流体机械，
其中所述内部冷却肋（IKR）沿着内周向方向相互间等距地设置。
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