CN104763476B - 蒸汽涡轮机及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蒸汽涡轮机及其组装方法。该蒸汽涡轮机包括壳体和蒸汽入口，该蒸汽入口被构造成将初级蒸汽流排放到壳体内。定子联接到壳体并且转子联接到壳体且定位在定子内。转子和定子被构造成在两者间限定初级流动路径并且该初级流动路径与初级蒸汽流流动连通。该蒸汽涡轮机包括密封组件，该密封组件联接到壳体。该密封组件包括填塞头以及多个密封件。该填塞头被构造成限定冷却流路径，该冷却流路径与转子流动连通并且被构造成朝向转子排放冷却蒸汽流。抗涡流装置联接到密封组件并且定位在转子与填塞头之间。

Description

蒸汽涡轮机及其组装方法
技术领域
本发明中所描述的实施例总体涉及蒸汽涡轮机，并且更具体地，涉及用于减小用于蒸汽涡轮机的转子的冷却流的涡流效应(swirl effect)的方法和系统。
背景技术
由于蒸汽涡轮机依赖较高的蒸汽温度来提高效率，因此蒸汽涡轮机被制造成能够承受较高的蒸汽温度以免损害涡轮机的可用寿命。在典型的涡轮机操作期间，蒸汽通过壳体入口并且沿环形热蒸汽路径与旋转轴线基本平行地从蒸汽源流动。典型地，涡轮机级定位在蒸汽路径内，使得蒸汽流过随后的涡轮机级的叶片和轮叶。涡轮机轮叶可以固定至多个涡轮机叶轮，在该多个涡轮机叶轮处，每一个涡轮机叶轮都联接到转子轴、或者与转子轴一起形成、与转子轴整体形成以用于与其一起旋转。备选地，涡轮机轮叶可以固定至鼓式涡轮机转子而不是单独的轮，其中鼓与轴整体形成。
至少一些涡轮机轮叶包括从基本平面的平台径向向外延伸的翼型件、以及从该平台径向向内延伸的根部。该根部可以包括燕尾榫或者其它的装置以将轮叶固定至涡轮机转子的涡轮机叶轮。总体而言，在操作期间，蒸汽在涡轮机轮叶之上并且围绕涡轮机轮叶流动，该涡轮机轮叶经受高的热应力。这些高热应力可能限制涡轮机轮叶、轮、和/或转子的服务寿命。更具体地，随着蒸汽温度升高，转子材料可能经历蠕变和断裂。传统的蒸汽涡轮机可以使用更能耐热的(temperature resistant)的材料以增加操作寿命并且提高转子性能。然而，这些材料可能增加制造涡轮机转子的成本。一些蒸汽涡轮机可以朝向转子从中间压力级注入冷却蒸汽。然而，典型的冷却蒸汽可以具有涡流效应，该涡流效应可能影响从转子传热并且/或者不利地影响转子操作。
发明内容
在一个方面中，提供一种蒸汽涡轮机。该蒸汽涡轮机包括壳体和蒸汽入口，该蒸汽入口被构造成将第一蒸汽流(又称初级蒸汽流)排放到壳体内。定子联接到壳体并且转子联接到壳体且定位在定子内。转子和定子在两者间限定与第一蒸汽流流动连通的第一流动路径(又称初级流动路径)。转子包括转子叶轮空间。该蒸汽涡轮机包括密封组件，该密封组件联接到壳体。该密封组件包括填塞头以及多个密封件。填塞头限定了第二流动路径(又称冷却流路径)，该第二流动路径在转子叶轮空间处与转子流动连通并且被构造成朝向转子叶轮空间排放第二蒸汽流(又称冷却蒸汽流)。抗涡流装置联接到密封组件上、在转子叶轮空间与填塞头之间。
其中，所述抗涡流装置定位在所述冷却流路径内。
其中，所述多个密封件包括相对于所述冷却蒸汽流的上游密封件和下游密封件并且所述抗涡流装置联接到所述下游密封件。
其中，所述抗涡流装置包括联接到所述下游密封件的叶片。
其中，所述多个密封件包括相对于所述冷却蒸汽流的上游密封件和下游密封件，并且所述抗涡流装置定位在所述冷却流路径内且在所述转子叶轮空间与下游密封件之间。
其中，所述抗涡流装置包括叶片和联接到所述叶片的弹簧加载装置，所述弹簧加载装置被构造成使所述叶片在所述冷却流路径内在第一位置与第二位置之间移动。
其中，所述抗涡流装置包括导流板。
其中，所述抗涡流装置包括弹簧加载刷。
其中，所述抗涡流装置被构造成减少冷却蒸汽流的涡流。
其中，所述抗涡流装置被构造成降低冷却蒸汽流的速度。
在另一个方面中，提供一种转子组件。该转子组件联接到壳体并且定位在蒸汽涡轮机的初级流动路径内。该转子组件包括联接到壳体的转子。该转子包括转子叶轮空间。该转子组件还包括联接到壳体的密封组件。该密封组件包括限定了第二流动路径的多个密封件，该第二流动路径与转子叶轮空间流动连通并且朝向转子叶轮空间排放第二蒸汽流。抗涡流装置联接到密封组件且在转子叶轮空间与多个密封件之间。该抗涡流装置被构造成减少冷却蒸汽流的涡流。
其中，所述抗涡流装置定位在所述冷却流路径内。
其中，所述多个密封件包括相对于所述冷却蒸汽流的上游密封件和下游密封件并且所述抗涡流装置联接到所述下游密封件。
其中，所述多个密封件包括相对于所述冷却蒸汽流的上游密封件和下游密封件，并且所述抗涡流装置定位在所述冷却流路径内并在所述转子叶轮空间与所述下游密封件之间。
其中，所述抗涡流装置包括导流板。
其中，所述冷却流路径被构造成朝向所述转子叶轮空间在预定压力下排放所述冷却蒸汽流。在又一个方面中，提供一种组装蒸汽涡轮机的方法。该方法包括将定子联接到壳体并且联接蒸汽入口以与壳体流动连通。第一流动路径形成于壳体内并且与蒸汽入口流动连通。该方法包括将转子联接到壳体并在定子内。该转子包括转子叶轮空间以及多个轮叶。密封组件联接到壳体并且包括限定了第二流动路径的多个密封件，该第二流动路径在转子叶轮空间处与转子流动连通。该第二流动路径被构造成朝向转子叶轮空间排放第二蒸汽流。该方法还包括将抗涡流装置联接到密封组件且在转子叶轮空间与多个密封件之间。
其中，联接所述抗涡流装置包括将叶片联接到所述多个密封件的下游密封件。
其中，联接所述抗涡流装置包括将叶片联接到所述密封组件并在冷却流路径内。
所述的方法还包括将弹簧机构联接到所述抗涡流装置。
附图说明
图1是蒸汽涡轮机、转子叶片和联接到该蒸汽涡轮机的示例性抗涡流装置的侧视图。
图2是处于第一位置的图1中所示的抗涡流装置的侧视图。
图3是处于第二位置的图1中所示的抗涡流装置的侧视图。
图4是图2和3中所示的抗涡流装置的仰视图。
图5是图1中所述的蒸汽涡轮机和联接到该蒸汽涡轮机的抗涡流装置的另一个侧视图。
图6是图1中所示并且包括备选的抗涡流装置的蒸汽涡轮机的侧视图。
图7是图1中所示并且包括又一个备选的抗涡流装置的侧视图。
图8是流程图，其中示出了制造蒸汽涡轮机的示例性方法。
具体实施方式
本发明中所描述的实施例总体涉及蒸汽涡轮机。更具体地，实施例涉及用于减少并且/或者消除在蒸汽涡轮机内流动的冷却蒸汽的涡流效应的方法以及系统。应当理解，本发明中所描述的用于部件冷却的实施例不限于涡轮机转子，并且还应当理解，利用蒸汽涡轮机和转子的描述以及附图仅仅是为了示例性目的。此外，尽管实施例示出了蒸汽涡轮机和转子，但是本发明中所描述的实施例可以被包括在其它合适的涡轮机部件中。此外，应当理解，本发明中所描述的涉及流动路径的实施例不必限于涡轮机部件。还应当理解，术语“初级流动路径”和“第一流动路径”能够互换使用；术语“初级蒸汽流”和“第一蒸汽流”能够互换使用；术语“冷却流路径”和“第二流动路径”能够互换使用；并且，术语“冷却蒸汽流”和“第二蒸汽流”能够互换使用。具体而言，实施例可以大体用于任何合适的物品，例如水、蒸汽、空气、燃料和/或任何其它合适的流体的介质通过该任何合适的物品被引向该物品的表面以用于对该物品进行冷却。
图1示出了蒸汽涡轮机100、转子组件102、和联接到蒸汽涡轮机100的抗涡流装置(anti-swirl device)186的侧视图。图2是被示为处于第一位置191的抗涡流装置186的侧视图。图3是被示为处于第二位置193的抗涡流装置186的侧视图。图4是抗涡流装置186的仰视图。在示例性实施例中，蒸汽涡轮机100包括涡轮部段104和涡轮端部区域106。备选地，蒸汽涡轮机100可以包括使得蒸汽涡轮机100能够如本发明中所描述的起作用的任何数量的涡轮部段、区域、以及/或者构造。在示例性实施例中，涡轮部段104包括多个级108，该多个级108相对于彼此成间隔开的关系。每一个级108都包括旋转组件110和静止组件112。旋转组件110包括转子114，该转子114围绕蒸汽涡轮机100的旋转轴线116旋转。多个轮叶(blades)118联接到多个平台120，使得每一个轮叶118都朝向静止组件112从平台120径向向外延伸。多个轮叶根部122联接到平台120并且从平台120径向向内延伸且联接到转子114。根部122将轮叶118联接到转子114的转子主体123。此外，相邻的轮叶118限定定位在其间的根部区域134。转子主体123包括转子叶轮空间164，该转子叶轮空间164在涡轮机操作期间经历高温和高应力。
静止组件112包括壳体124、定子126以及多个静止叶片(stationary vanes)128。叶片128联接到被限定于定子126中的燕尾榫132中并且在轮叶118的级之间周向间隔开。壳体124封闭转子114、轮叶118、定子126和叶片128中的至少一个。在示例性实施例中，转子114和定子126处于间隔开的关系，该间隔开的关系在该转子114与定子126之间、壳体124内限定第一流动路径130或初级流动路径。静止组件112还包括蒸汽入口136，该蒸汽入口136与初级流动路径130流动连通地联接。蒸汽入口136将处于第一温度T1的初级蒸汽流138或第一蒸汽流引向初级流动路径130并且与多个轮叶118流动连通。在示例性实施例中，蒸汽入口136定位在壳体124内并且与蒸汽源140流动连通，该蒸汽源140例如为锅炉或余热蒸汽发生器(Heat Recovery Steam Generator；简称HRSG)。蒸汽入口136还包括碗状区域142，该碗状区域142具有碗状插入件144和泄漏流动路径146。
涡轮端部区域106包括联接到转子114的密封组件148。密封组件148包括第一密封构件150、第二密封构件151和第三密封构件152。在示例性实施例中，密封组件148包括填塞头(packing head)154，该填塞头154在位于蒸汽入口136上游的位置处联接到转子114。第一密封构件150减少初级蒸汽流138泄漏到转子叶轮空间(rotor wheelspace)164中并且有利于增大叶轮空间164中的压力以防止或限制热蒸汽摄取。转子叶轮空间164需要冷却，原因是转子叶轮空间164经受初级流动路径130内的高温并且经受保持旋转轮叶118而经历的高应力。
填塞头154限定了第二流动路径156或冷却流路径，该冷却流路径具有与初级流动路径130流动连通的第一部段158和与第一部段158流动连通的第二部段160。在示例性实施例中，冷却流源111流动连通地联接到第二流动路径156。冷却流源111被构造成将第二蒸汽流162或冷却蒸汽流排放到第二流动路径156中。在示例性实施例中，第二蒸汽流162具有第二温度T2，该第二温度T2与初级蒸汽流138的第一温度T1不同。更具体地，第二温度T2小于第一温度T1。备选地，第二温度T2可以大致等于或大于第一温度T1。第二温度T2可以具有使得转子主体123能够在转子叶轮空间164中冷却的任何温度值。
填塞头154引导并且/或者排放第二蒸汽流162通过第二部段160和第一部段158，以有利于在转子叶轮空间164处对转子主体123进行冷却。第三密封构件152包括一个或多个密封环168、170、172和174。密封构件152被构造成限制冷却流朝向转子端部171泄出并且/或者限制来自高压部段(未示出)的泄漏流(未示出)在转子端部171处进入第二流动路径156。
多个密封件166定位在流动路径156内，以减少第二蒸汽流162的流泄漏。密封件166联接到密封环168、170、172和174并且抵靠转子114的相对部分。涡轮机100可以包括使得涡轮端部区域106能够如本发明中所描述的起作用的任何数量的密封件166。弹簧机构176使每一个密封环168、170、172、和174偏置到关闭位置并且/或者使每一个密封环168、170、172、和174偏置到打开位置。密封件166可以包括例如但不限于柔性构件的构造，例如刷式密封件、蜂窝式密封件、互锁以及/或者水动力面密封件(hydrodynamic face seals)。在示例性实施例中，第二密封构件151定位在冷却流源111与抗涡流装置186之间。在示例性实施例中，第二密封构件151包括刷式密封件179。备选地，第二密封构件151能够包括任何类型的密封件，以使得涡轮端部区域106能够如本发明中所描述的起作用。
抗涡流装置186联接到填塞头154并且至少部分地定位在第二流动路径156内。更具体地，抗涡流装置186定位在第一部段158与第二部段160之间。抗涡流装置186包括第一端部178、第二端部180、以及被构造成在第一端部178与第二端部180之间限定孔洞189的多个叶片188。叶片188从端部178起始并且终止于第二端部180。抗涡流装置186能够通过周向端部175和相对端部177被分段。在示例性实施例中，叶片188还在端部175与177之间延伸。叶片188(如例如叶片188a、188b和188c)相对于侧表面182成角度。更具体地，叶片188包括具有大约10°至大约90°之间的范围的角度α。更具体地，角度α为大约45°。备选地，叶片188可以包括相对于周向端部175和周向端部177中的至少一个的任何角度或者能够与轴线116(示于图1中)基本平行。
在示例性实施例中，填塞头154包括凹入部(recess)190，该凹入部190与第二部段160流动连通。弹簧194定位在凹入部端部192与抗涡流装置186之间。臂196联接到弹簧194，以使抗涡流装置186在第二部段160内在第一位置191(图2)与第二位置193(图3)之间移动。在第一位置191处，第二端部180相对于转子114处于靠近位置；并且在第二位置193处，第二端部180远离转子114。弹簧194被构造成使叶片188偏置到第一位置191，以有利于将抗涡流装置186定位在操作位置，同时允许抗涡流装置186在与转子114进行任何接触时移向第二位置193，以有利于使转子114与抗涡流装置186之间由于瞬态条件期间的转子振动和/或失准而造成的摩擦接触最小化。
抗涡流装置186相对于第二蒸汽流162定位在第二密封构件151的下游和转子叶轮空间164的上游。第二蒸汽流162具有蒸汽涡流184，该蒸汽涡流184在第二蒸汽流162移动通过第二流动路径156并且从转子114的旋转获得切向速度分量时出现。蒸汽涡流184在第二蒸汽流162与转子叶轮空间164相接触时不利地影响从转子叶轮空间164传热以及/或者转子114的操作。抗涡流装置186减少并且/或者消除存在于第二蒸汽流162内的蒸汽涡流184。备选地，抗涡流装置186使存在于第二蒸汽流162内的蒸汽涡流184反向，以提高相对速度，从而增强从转子114并且进入第二蒸汽流162中的热交换，以有利于对转子叶轮空间164进行冷却。传热率可以与传热系数和温度差值相关。提高相对速度将增大传热系数并且超过温度差值的减小。
抗涡流装置186减小并且/或者消除存在于第二蒸汽流162中的蒸汽涡流184的效应，以由于转子114与第二蒸汽流162之间较高的相对转速而增强传热。更具体地，抗涡流装置186的位置和叶片188的角度α被构造成改变第二蒸汽流162的流向以减少正蒸汽涡流184。备选地，叶片188的尺寸和形状确定为能够通过相对于转子旋转方向设定叶片188的角度α来使存在于第二蒸汽流162中的蒸汽涡流184反向，以实现负涡流(negative swirl)(未示出)。第二蒸汽流162通过抗涡流装置186并且以高相对速度与转子叶轮空间164相接触，以有利于从转子114传出热并且将热传进第二蒸汽流162。更具体地，在操作期间，第二蒸汽流162被引导通过抗涡流装置186并且与转子主体123、根部122、轮叶118、和转子叶轮空间164中的至少一个相接触，从而有利于从其传热。第二蒸汽流162继续流动并且与初级蒸汽流138混合。
图5是蒸汽涡轮机100和抗涡流装置186的另一个侧视图。在示例性实施例中，抗涡流装置186联接到第二密封构件151。更具体地，抗涡流装置186整体联接到第二密封构件151。备选地，抗涡流装置186能够可移除地联接到第二密封构件151。抗涡流装置186相对于第二蒸汽流162联接到第二密封构件151的下游侧和转子叶轮空间164的上游，以有利于减少并且/或者消除存在于第二蒸汽流162内的蒸汽涡流184并且/或者使存在于第二蒸汽流162内的蒸汽涡流184反向。
在操作期间，处于高压和高温下的初级蒸汽流138从蒸汽源140被引导通过蒸汽入口136并且被引向初级流动路径130。更具体地，初级蒸汽流138被引向轮叶118和叶片128。当初级蒸汽流138与轮叶118相接触时，初级蒸汽流138使轮叶118和转子114旋转。初级蒸汽流138沿下游方向通过级108并且以类似的方式流过连续的级(未示出)。
没有通过流过多个轮叶118并且使转子114旋转来做功的蒸汽流被认为泄漏流。在蒸汽涡轮机100中未做功的泄漏流造成损失输出。第一密封构件150被构造成减少初级蒸汽流138泄漏到叶轮空间164中。同时，从冷却流源111被引导的第二蒸汽流162流过第二密封构件151和抗涡流装置186。更具体地，第二蒸汽流162流过抗涡流装置186的叶片188。
在操作期间，在叶片128之后处于比初级蒸汽流138低的温度和高的压力的第二蒸汽流162被引导通过填塞头154。在示例性操作中，第二蒸汽流162被引导通过冷却流路径156。当第二蒸汽流162行进通过密封件151和第二流动路径156时，第二蒸汽流162从转子114获得转速，该转速在第二蒸汽流162内产生涡流184。第二蒸汽流162继续流过第二密封构件151并且与抗涡流装置186相接触。叶片188捕获或者引导第二蒸汽流162且降低第二蒸汽流162的切向速度并且/或者使第二蒸汽流162反向。因此，转子114与第二蒸汽流162之间的相对速度将接近转子114的转速，从而在转子叶轮空间164中增加转子114与第二蒸汽流162之间的传热以有利于对转子主体123进行冷却。
抗涡流装置186减少并且/或者消除存在于第二蒸汽流162中的蒸汽涡流184的效果，以由于转子114与第二蒸汽流162之间较高的相对转速而增强传热。更具体地，叶片188的角度α被构造成改变第二蒸汽流162的流向，以减少正蒸汽涡流(positive steam swirl)184。备选地，叶片188的尺寸和形状确定成能够通过相对于转子旋转方向设定叶片188的角度α来使存在于第二蒸汽流162中的蒸汽涡流184反向，以实现负涡流(未示出)。第二蒸汽流162通过抗涡流装置186并且在高相对速度下与转子叶轮空间164相接触，以有利于从转子114传出热并且将热传进第二蒸汽流162中。更具体地，在操作期间，第二蒸汽流162被引导通过抗涡流装置186并且与转子主体123、根部122、轮叶118、和转子叶轮空间164中的至少一个相接触，以有利于从其传热。
此外，在操作期间，弹簧194通过臂196使抗涡流装置186偏置到与转子114具有小间隙的第一位置191(示于图2中)。第二蒸汽流162行进通过叶片188内的通道，这将第二蒸汽流162重新引导至轴向和/或反向旋转流动方向。当离开叶片188时，第二蒸汽流162有利于对转子叶轮空间164进行冷却。如果在瞬态时间期间存在巨大的转子偏移，例如启动和关机，转子114能够与第二端部180相接触。一旦转子114与第二端部180相接触，转子114使抗涡流装置186克服弹簧194移动并且向外移动至第二位置193(示于图3中)以便避免对转子114造成硬摩擦损坏。
图6是蒸汽涡轮机100和联接到该蒸汽涡轮机100的备选的抗涡流装置200的侧视图。在图6中，与图1-5的类似的部件标有相同的附图标记。在示例性实施例中，抗涡流装置200位于密封构件151与叶轮空间164之间。抗涡流装置200联接到填塞头154并且朝向转子114延伸。抗涡流装置200包括刷式密封件202，该刷式密封件202定位在第一部段158与第二部段160之间并且与密封构件151间隔开。刷式密封件202包括具有多孔介质的紧密填塞的大体圆柱形鬃毛204，该多孔介质被构造成滤除第二蒸汽流162中的涡流184。刷式密封件202能够是对周向流具有高阻力的任何多孔介质类型的装置。在示例性实施例中，鬃毛204具有能够在涡轮机操作期间移动同时在稳态操作期间保持紧密间隙的低径向刚度。弹簧加载装置192使鬃毛204在第二部段160内在第一位置191与第二位置193(分别示于图2和图3中)之间移动。在第一位置191处，鬃毛端部201靠近转子114；并且在第二位置193处，鬃毛端部201远离转子114。
在操作期间，处于比初级蒸汽流138低的温度下的第二蒸汽流162经由填塞头154被引导通过端部区域106。在示例性操作中，第二蒸汽流162被引导通过冷却流路径156。当第二蒸汽流162行进通过密封件151与转子114之间的小缝隙时，第二蒸汽流162从转子114获得转速，这在第二蒸汽流162内产生涡流184。更具体地，第二蒸汽流162被引导通过第二部段160并且跨过密封件151。第二部段160从密封件151引导第二蒸汽流162并且将第二蒸汽流162引向抗涡流装置200。
抗涡流装置200减少并且/或者消除存在于第二蒸汽流162中的涡流184的效应，以有利于增大第二蒸汽流162相对转子114的相对速度。第二蒸汽流162通过抗涡流装置200并且与转子114相接触，以有利于从转子114传出热并且将热传进第二蒸汽流162。更具体地，在操作期间，第二蒸汽流162被引导通过抗涡流装置200并且与转子主体123、根部122、轮叶118和叶轮空间164中的至少一个相接触，以有利从其传热。第二蒸汽流162继续流动并且与初级蒸汽流138混合。
备选地，抗涡流装置200可以包括水动力面密封件(未示出)，以有利于减少加压流体通过填塞头154的泄漏。水动力面密封件包括配合(旋转)环(未示出)以及密封(静止)环(未示出)。总体而言，浅的水动力凹槽(未示出)被形成或刻蚀在配合环形面上。在操作期间，旋转环中的水动力凹槽产生水动力，该水动力造成静止环上升或者与旋转环分开，使得两个环之间产生小缝隙。密封气体通过旋转环与静止环之间的缝隙流动。
图7是蒸汽涡轮机100和联接到该蒸汽涡轮机100的备选的抗涡流装置206的侧视图。在示例性实施例中，抗涡流装置206与填塞头154整体形成。抗涡流装置206包括导流板208，该导流板208位于第二部段160内并且与密封构件151间隔开。导流板208引导通过冷却流路径156、并且具体而言流动通过第二部段160的第二蒸汽流162流入抗涡流装置206。抗涡流装置206被构造成减少并且/或者消除存在于第二流动路径162内的涡流184。备选地，抗涡流装置206使存在于第二蒸汽流162内的蒸汽涡流184反向，以增大相对速度，从而提高从转子114并且进入第二蒸汽流162中的换热。
抗涡流装置206减少并且/或者消除存在于第二蒸汽流162中的涡流184的效果，以有利于增大第二蒸汽流162对转子114的相对速度。第二蒸汽流162通过抗涡流装置206并且与转子114相接触，以有利于从转子114传热到第二蒸汽流162中。更具体地，在操作期间，第二蒸汽流162被引导通过抗涡流装置206并且与转子主体123、根部122、轮叶118和叶轮空间164中的至少一个相接触，以有利于从其传热。第二蒸汽流162继续流动并且与初级蒸汽流138混合。
图8是示例性流程图800，其中示出了制造蒸汽涡轮机(例如蒸汽涡轮机100(示于图1中))的方法802。方法802包括804，将定子(例如定子126(示于图1中))联接到壳体，例如壳体124(示于图1中)。方法802还包括806，将蒸汽入口(例如蒸汽入口136(示于图1中))流动连通地联接到壳体。方法802还包括808，在壳体内形成第一流动路径并且所述第一流动路径与蒸汽入口流动连通，例如第一流动路径130(示于图1中)。方法802还包括810，将转子(例如转子114(示于图1中))联接到壳体和定子内，其中转子包括例如轮叶118(示于图1中)的多个轮叶、以及例如叶轮空间164(示于图1中)的叶轮空间。
在示例性方法802中，进行812，将密封组件(例如密封组件(示于图1中)联接到壳体。该密封组件包括限定了第二流动路径，例如第二流动路径156(示于图2中)的多个密封件，例如密封构件151(示于图2中)，该第二流动路径156与转子流动连通并且被构造成在转子叶轮空间处朝向转子排放第二蒸汽流，例如第二蒸汽流162(示于图2中)。方法802包括814，将抗涡流装置(例如抗涡流装置186(示于图1中))联接到密封组件且在转子叶轮空间与密封件之间。在814中，联接抗涡流装置包括将叶片(例如叶片188(示于图2中))联接到冷却流路径内和密封件151的下游。方法802还包括816，将弹簧加载装置(例如弹簧加载装置192(示于图2中))联接到抗涡流装置。
本发明中所描述的系统和方法的技术效果包括以下中的至少一个：(a)将抗涡流装置联接到填塞头的出口侧；(b)减少存在于冷却蒸汽中的蒸汽涡流并且/或者使存在于冷却蒸汽中的蒸汽涡流反向，以增强从蒸汽涡轮机传热；(c)增强对蒸汽涡轮机的转子的冷却效果；(d)降低涡轮机部件的制造、操作、和/或维护成本；以及(e)延长蒸汽涡轮机的操作寿命。
本发明中所描述的示例性实施例有利于从蒸汽涡轮机的转子传热。所描述的实施例使用联接到填塞头的离开侧的抗涡流装置来在冷却蒸汽离开填塞头并且流向转子时减少冷却蒸汽的蒸汽涡流并且/或者使该蒸汽涡流反向。抗涡流装置改变蒸汽涡流以增强从蒸汽涡轮机，并且具体而言从转子传热。通过增强对转子的冷却，本发明中所描述的实施例降低操作和/或维护成本。此外，本发明中所描述的实施例延长蒸汽涡轮机的操作寿命。
上文详细地描述了蒸汽涡轮机以及用于组装蒸汽涡轮机的方法的示例性实施例。所述方法和系统不限于本发明中所描述的具体实施例，而是，可以与本发明中所描述的其它的部件和/或步骤独立并且单独地利用系统的部件以及/或者方法的步骤。例如，所述方法还可以结合其它的制造系统和方法使用，并且不限于仅通过如本发明中所描述的系统和方法来实施。相反，能够结合多种其它的热应用来实施和利用所述示例性实施例。
尽管本发明的各个实施例的具体特征可能会示于一些附图中而未示于其它附图中，但这仅仅是为了方便起见。根据本发明的原理，一幅附图中的任何特征都可以结合任何其它附图的任何特征进行参考以及/或者要求保护。
本书面描述使用例子对本发明进行了公开(其中包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实施本发明(其中包括制造和使用任何装置或系统并且执行所包含的任何方法)。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其它的例子。如果这种其它的例子具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元件，或者如果这种其它的例子包括与权利要求书的字面语言没有实质区别的等同结构元件，则期望这种其它的例子落入权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种蒸汽涡轮机(100)，其特征在于，包括：
壳体(124)，所述壳体(124)包括入口，所述入口被构造成将初级蒸汽流(138)排放到所述壳体(124)中；
定子(126)，所述定子(126)联接到所述壳体(124)；
转子(114)，所述转子(114)联接到所述壳体(124)并且定位在所述定子(126)内，所述转子(114)和所述定子(126)在两者间限定初级流动路径(130)，所述初级流动路径(130)与所述初级蒸汽流(138)流动连通，所述转子(114)包括转子叶轮空间(164)；
密封组件(148)，所述密封组件(148)联接到所述壳体(124)，所述密封组件(148)包括填塞头(154)以及多个密封件(166)，所述填塞头(154)限定了冷却流路径(156)，所述冷却流路径(156)在所述转子叶轮空间(164)处与所述转子(114)流动连通，所述冷却流路径(156)被构造成朝向所述转子叶轮空间(164)排放冷却蒸汽流；以及
抗涡流装置(186)，所述抗涡流装置(186)在所述转子叶轮空间(164)与所述填塞头(154)之间联接到所述密封组件(148)。
2.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机(100)，其特征在于，所述抗涡流装置(186)定位在所述冷却流路径(156)内。
3.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机(100)，其特征在于，所述多个密封件(166)包括相对于所述冷却蒸汽流的上游密封件和下游密封件并且所述抗涡流装置(186)联接到所述下游密封件。
4.根据权利要求3所述的蒸汽涡轮机(100)，其特征在于，所述抗涡流装置(186)包括联接到所述下游密封件的叶片(188)。
5.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机(100)，其特征在于，所述多个密封件(166)包括相对于所述冷却蒸汽流的上游密封件和下游密封件，并且所述抗涡流装置(186)定位在所述冷却流路径(156)内且在所述转子叶轮空间(164)与下游密封件之间。
6.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机(100)，其特征在于，所述抗涡流装置(186)包括叶片(188)和联接到所述叶片(188)的弹簧加载装置(194)，所述弹簧加载装置(194)被构造成使所述叶片(188)在所述冷却流路径(156)内在第一位置(191)与第二位置(193)之间移动。
7.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机(100)，其特征在于，所述抗涡流装置(186)包括导流板(208)。
8.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机(100)，其特征在于，所述抗涡流装置(186)包括弹簧加载刷(202)。
9.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机(100)，其特征在于，所述抗涡流装置(186)通过在所述转子叶轮空间(164)与所述填塞头(154)之间联接到所述密封组件(148)而减少由所述冷却流路径(156)朝向所述转子叶轮空间(164)排放的所述冷却蒸汽流的涡流(184)。
10.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机(100)，其特征在于，所述抗涡流装置(186)通过在所述转子叶轮空间(164)与所述填塞头(154)之间联接到所述密封组件(148)而降低由所述冷却流路径(156)朝向所述转子叶轮空间(164)排放的所述冷却蒸汽流的速度。
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