CN104583563B - 包括转子和壳体的流体机械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有转子(3)和壳体的汽轮机(1)，其中所述支承件(14)设置在最后的转子叶片级上游以用于支撑转子(3)。

Description

包括转子和壳体的流体机械
技术领域
本发明涉及一种流体机械、尤其汽轮机，包括：转子，所述转子以能转动的方式支承并且包括转子叶片；壳体，所述壳体围绕转子设置，其中壳体包括导向叶片、用于支承转子的第一支承件和第二支承件。
背景技术
此外，在地区的能量供应中使用具有相对大的结构长度的流体机械。用于这样的流体机械的示例是基本上具有一个转子和围绕转子设置的壳体的汽轮机。在此，转子是能够是若干米长以及若干吨重的构件。通常，转子以能转动的方式支承在两个支承件上，其中在运行时能够存在相对高的转速例如50Hz或60Hz或更多。这样高的转动频率与转子的重量和长度相关联地需要精确的制造，由此安全的运行是可能的。这样构成的转子的最大长度通过下述来限定：限定部分涡轮机支路的刚度并且与转子动力方面的特性相关联地不能延长。此外，转子的最大长度与支承件部位的和支承件壳体的支撑的位置极其相关。
在已知的流体机械中，在至今为止的部分涡轮机支路中在轴端部上进行支承。为此，支承件通常必须设置在蒸汽室中。此外，这样的支承件必须实现为，使得支承件壳体经由支柱与支撑在基座上的扩散器连接。这样的构造也称为星型支承件。
发明内容
本发明的目的是提出一种转子动力方面改进的流体机械。
所述目的通过根据本发明的流体机械来实现，其包括：转子，所述转子以能转动的方式支承并且包括转子叶片；壳体，所述壳体围绕所述转子设置，其中所述壳体包括导向叶片、用于支承所述转子的第一支承件和第二支承件，其中所述转子沿流动方向来观察具有第一转子叶片组、第二转子叶片组、倒数第二的转子叶片组和最后的转子叶片组，并且所述壳体具有第一导向叶片组、第二导向叶片组、倒数第二的导向叶片组和最后的导向叶片组，所述第二支承件沿流动方向设置在所述倒数第二的转子叶片组和最后的转子叶片组之间，其中所述第二支承件具有支承件壳体和构成为导向叶片的支承件支架。
根据本发明能识别出，刚度最优的支承件位置在轴均匀受负荷时位于所谓的贝塞尔点上。所述贝塞尔点依照计算与轴端部相距大约22％的轴长度。因此，本发明提出，移动至少一个支承件，使得从根本上改进转子动力方面的特性。对此提出，支承件沿流动方向观察设置在导向叶片级上游。由此提出，支承件不作为单独的构件设置在转子端部上，而是更确切地说集成到流体机械的叶片路径中。在此，首先提出，支承件设置在转子叶片级上游。此外，本发明提供的优点是，从现在起支承件壳体能够不借助于附加的支承件支架由导向叶片级承载。
有利的改进方案在下文中给出。
这样提出，第二支承件在最后的转子叶片级上游设置。这意味着，支承件设置在流动通道中，使得支承件设置在最后的转子叶片级上游。
在另一有利的改进方案中，支承件壳体设置在构成为导向叶片的支承件支架上。这意味着，支承件支架满足热力方面的功能，更确切地说导向叶片的热力方面的功能。这意味着，支承件支架构成为，使得其遵循通过导向叶片级预设的流体动力轮廓。由此，移入流动路径中的支承件除了能够满足转子动力特性以外也能够满足热力特性，因为支承件支架也构成为导向叶片。
优选地，在最后的转子叶片级下游设置有扩散器。从现在起，扩散器有利地在流动路径中不再具有干扰的支承件支架进而能够更针对目的地进行压力回收。
有利地，构成为导向叶片的支承件支架构成为，使得所述支承件支架具有用于交换能量和信号的设备。
本发明提供的优点是，集成在导向叶片级中的支承件从现在起需要更少的轴向结构空间并且能够实现到冷凝器的更小的间距。因为支承件由导向叶片级承载，所以不需要支承件支架，所述支承件支架引起材料和制造成本并且阻碍到冷凝器的流出。此外，部分涡轮机支路的刚度明显提高，这造成转子动力方面的明显改进。这能够实现径向间隙的减少，以便继续改进效率。
此外，本发明提供的优点是，实现更大的流出横截面并且使用更长的叶片路径。
附图说明
根据实施例详细阐述本发明。
附图示出：
附图示出汽轮机的横截面视图。
具体实施方式
附图示出流体机械的构成为汽轮机1的实施方式。所述汽轮机1基本上包括一个以能围绕旋转轴线2转动的方式支承的转子3，在所述转子上在转子表面4上设置有第一转子叶片级5、第二转子叶片级6和第三转子叶片级7。汽轮机1还包括未详细示出的围绕以能转动的方式支承的转子3设置的壳体。在壳体上设置有第一导向叶片级8、第二导向叶片级9和第三导向叶片级10。
在第一转子叶片级5、第二转子叶片级6和第三转子叶片级7和第一导向叶片级8、第二导向叶片级9和第三导向叶片级10之间构成有流动路径11，在运行时蒸汽穿过所述流动路径流动。转子3在基座12上经由第一支承件13和第二支承件14支承。第一支承件13设置在转子3的第一端部15上。第二支承件14设置在第二端部16上。
在此，第二支承件14在流动路径11中设置在第三转子叶片级7、即由此最后的转子叶片级上游。支承件包括围绕第二支承件14设置的支承件壳体17。在支承件壳体上设置有构成为导向叶片的支承件支架19。因为构成为导向叶片的支承件支架19设置在流动路径11中，所以构成为导向叶片的支承件支架19参与存在于流动路径11中的蒸汽的能量转换。
在第三转子叶片级7下游设置有扩散器20，在所述扩散器中发生存在于流动路径11中的蒸汽的压力回收。
在替选的实施方式中，构成为导向叶片的支承件支架19也能够借助于第二支承件14在流动路径11中设置在第二转子叶片级6上游或更上游。
在构成为导向叶片的支承件支架19中设有用于交换能量和信号的设备21。
转子3沿流动方向观察具有第一转子叶片组、第二转子叶片组、倒数第二的转子叶片组和最后的转子叶片组。壳体沿流动方向观察具有第一导向叶片组、第二导向叶片组、倒数第二的导向叶片组和最后的导向叶片组。在倒数第二和最后的转子叶片组之间设置有第二支承件。

Claims (4)

1.一种流体机械，包括：转子(3)，所述转子以能转动的方式支承并且包括转子叶片；壳体，所述壳体围绕所述转子(3)设置，
其中所述壳体包括导向叶片、用于支承所述转子(3)的第一支承件(13)和第二支承件(14)，其中所述转子(3)沿流动方向来观察具有第一转子叶片组、第二转子叶片组、倒数第二的转子叶片组和最后的转子叶片组，并且所述壳体具有第一导向叶片组、第二导向叶片组、倒数第二的导向叶片组和最后的导向叶片组，
其特征在于，
所述第二支承件(14)沿流动方向设置在所述倒数第二的转子叶片组和最后的转子叶片组之间，其中所述第二支承件(14)具有支承件壳体(17)和构成为导向叶片的支承件支架(19)。
2.根据权利要求1所述的流体机械，
其中所述流体机械是汽轮机(1)。
3.根据权利要求1或2所述的流体机械，
其中沿流动方向来观察在所述最后的转子叶片组下游设置有扩散器。
4.根据权利要求1或2所述的流体机械，
其中在所述构成为导向叶片的支承件支架(19)中设有用于交换能量和信号的设备。
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WO (1) WO2014029580A1 (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1930543A1 (en) * 2006-12-04 2008-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Partial admission turbine
EP2071139A2 (en) * 2007-12-10 2009-06-17 United Technologies Corporation Bearing mounting system in a low pressure turbine
EP1898055B1 (en) * 2006-09-01 2015-08-05 United Technologies Corporation Variable geometry guide vane for a gas turbine engine

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2919888A (en) * 1957-04-17 1960-01-05 United Aircraft Corp Turbine bearing support
US3327473A (en) * 1966-01-11 1967-06-27 Gen Motors Corp Engine support structure
GB1605252A (en) * 1976-12-17 1986-06-04 Rolls Royce Gas turbine engines
EP0591565B1 (de) * 1992-10-05 1996-01-24 Asea Brown Boveri Ag Leitschaufeleinhängung für axialdurchströmte Turbomaschine
US6030176A (en) * 1995-07-19 2000-02-29 Siemens Aktiengesellschaft Structural member for an exhaust-gas connection of a turbomachine, in particular a steam turbine, and set of at least two structural members
JP3772019B2 (ja) * 1998-04-21 2006-05-10 株式会社東芝 蒸気タービン
US7523615B2 (en) * 2005-03-30 2009-04-28 General Electric Company Telemetry system
US7513102B2 (en) * 2005-06-06 2009-04-07 General Electric Company Integrated counterrotating turbofan
EP1970530A1 (de) * 2007-03-12 2008-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Läufer einer thermischen Strömungsmaschine sowie thermische Strömungsmaschine
US8616834B2 (en) * 2010-04-30 2013-12-31 General Electric Company Gas turbine engine airfoil integrated heat exchanger
US9222413B2 (en) * 2012-07-13 2015-12-29 United Technologies Corporation Mid-turbine frame with threaded spokes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1898055B1 (en) * 2006-09-01 2015-08-05 United Technologies Corporation Variable geometry guide vane for a gas turbine engine
EP1930543A1 (en) * 2006-12-04 2008-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Partial admission turbine
EP2071139A2 (en) * 2007-12-10 2009-06-17 United Technologies Corporation Bearing mounting system in a low pressure turbine

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Publication number Publication date
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CN104583563A (zh) 2015-04-29
US20150211385A1 (en) 2015-07-30
JP2015526639A (ja) 2015-09-10
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WO2014029580A1 (de) 2014-02-27

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