CN105765176B - 用于旋转机械的外壳和包括这种外壳的旋转机械 - Google Patents

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Abstract

一种用于旋转机械(10)的外壳(1)包括：‑内部表面(S)，其界定用于容纳所述旋转机械(10)的转子的内部体积(V)；‑第一壳体和第二壳体(11,12)，其以可分的方式接合在一起，所述第一壳体和第二壳体(11,12)分别包括具有第一对开表面和第二对开表面(13a,14a)的第一对开凸缘和第二对开凸缘(13,14)，当所述壳体(11,12)接合在一起时第一对开表面和第二对开表面(13a,14a)彼此接触；‑在所述第一对开凸缘和第二对开凸缘(13,14)上的多个孔(17)，其穿过所述第一对开表面和第二对开表面(13a,14a)以用于容纳多个螺栓；‑连接所述多个孔的第一凹槽(21)；‑在所述第一凹槽(21)和所述外壳(1)的所述内部表面(S)之间的第二凹槽(22)；‑分别用于使流体流通进出所述第一凹槽和第二凹槽(21,22)的第一管道(23)和第二管道(24)。

Description

用于旋转机械的外壳和包括这种外壳的旋转机械
技术领域
本发明涉及一种用于旋转机械(例如诸如蒸汽涡轮或气体压缩器的涡轮机)的外壳，其包括用于控制外壳的密封性能的密封装置。本发明还涉及包括这种外壳的旋转机械。
背景技术
在上述领域中，公知的是构建包括沿着相应的对开凸缘(split flange)接合在一起的两个半壳体的外壳，其中，密封通过由多个螺栓应用在凸缘上的拉力来给予。在一些应用中，加工螺栓孔周围的区域以减少接触面积，因此改善密封。
典型地，在机械内不存在检测来自对开凸缘的气体泄漏的装置。US 8118551中所述的防止外部气体泄漏的现有方案涉及在生产期间的额外的构件或操作，且不允许保护对开凸缘螺栓免受过程气体暴露的影响。尤其是在US 8118551中描述的现有方案的缺点是：
-避免对于人或机械的风险的优先行为是不可能的。在泄漏的情况下，尤其是当处理危险或有腐蚀性的气体时，仅可采取紧急反应；
-在过程气体泄漏的情况下，不可能控制泄漏源，且为了检查以及为了限定可能的校正行为，通常要求机械停机；
-公知的方案要么在API617标准范围外，要么在生产期间涉及额外的构件或操作且以增加的成本和复杂度维护；
-不能应用嵌入控制系统来被动或主动地控制密封性能和可能的泄漏。
因此将期望提供可避免上述不便的改进的外壳。
发明内容
根据第一实施例，本发明通过提供用于旋转机械的外壳实现了这个目的，其包括：
-内部表面，其界定用于容纳所述旋转机械的转子的内部体积；
-第一壳体和第二壳体，其以可分的方式接合在一起以便构成所述内部体积，所述第一壳体和第二壳体包括分别带有第一对开表面和第二对开表面的第一对开凸缘和第二对开凸缘，当所述壳体接合在一起时所述第一对开表面和第二对开表面彼此接触；
-在所述第一对开凸缘和第二对开凸缘上穿过所述第一对开表面和第二对开表面的多个孔，所述孔尺寸确定成容纳用于接合所述第一壳体和第二壳体的多个螺栓；
-连接所述多个孔的在所述第一对开表面和第二对开表面中的一者上的第一凹槽；
-在所述第一凹槽和所述外壳的所述内部表面之间、在所述第一对开表面和第二对开表面中的一者上的第二凹槽；
-在所述第一凸缘和第二凸缘中的一者上的第一管道，用于使流体流通进出所述第一凹槽；
-在所述第一凸缘和第二凸缘中的一者上的第二管道，用于使流体流通进出所述第二凹槽。
螺栓孔周围的分离凹槽和在分离凹槽与内部外壳直径之间的另一凹槽(即，控制凹槽)的存在允许有效地监测和控制过程气体从机械的内部体积的泄漏。
附图说明
从结合以下附图对本发明的实施例的以下描述中，本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见，其中：
-图1是根据本发明的包括外壳的旋转机械的视图；
-图2是图1中的外壳的细节的截面视图；
-图3是图1中的外壳的细节的纵向视图；
-图4是图3中的细节IV的放大视图；
-图5是包括本发明的外壳的机械的局部示意图。
具体实施方式
参考附图，用于例如蒸汽涡轮(没有示出)或气体压缩器(图1)这样的旋转机械10的外壳1包括内部表面S，其界定用于容纳旋转机械10的转子的内部体积V。外壳1包括第一上壳体11和第二下壳体12，其以可分的方式接合在一起以便构成内部体积V。第一壳体11和第二壳体12分别包括第一对开凸缘13和第二对开凸缘14，其分别包括第一对开表面13a和第二对开表面14a。当壳体11、12接合在一起以形成外壳1时，第一对开表面13a和第二对开表面14a沿着对开平面A彼此接触，因此构成用于容纳旋转机械10的转子的内部体积V。
外壳1包括在第一对开凸缘13和第二对开凸缘14上的多个盲孔17，以用于接合第一壳体11和第二壳体12。盲孔穿过第一对开表面13a和第二对开表面14a，且尺寸确定成用于容纳多个螺栓(没有示出)。每个盲孔17由第一贯通部分17a和第二闭塞底部部分17b构成。第一贯通部分17a穿过第一对开凸缘13，从第一对开表面13a延伸到相对的表面13b。第二底部部分17b包括螺纹且在第二对开凸缘14中延伸，从第二对开表面14a延伸。当壳体11、12接合在一起以形成外壳1时，每个盲孔17由彼此对准的相应一对孔部分17a、17b构成。在将它们接合在一起之后，壳体11、12由分别容纳在多个盲孔17中的多个螺栓(没有示出)紧固在一起。每个螺栓在一端螺旋地拧入相应底部部分17b，且在相对端，螺旋地拧入作用在相对表面13b上的相应螺母(没有示出)。
外壳1还包括在第二对开表面14a上的第一分离凹槽21，其在它们之间连接多个孔17中的所有孔。在第二凸缘14中，每个孔17的每个闭塞部分17b的开口端与第一分离凹槽21连通。分离凹槽21包括底部平坦表面25，其平行于对开平面A。因此，在垂直于对开平面A(图2)的截面视图中，分离凹槽21为矩形的形状。分离凹槽21具有宽度，即，沿着平行于对开平面A且垂直于孔17的轴线的方向的尺寸，其大于孔17的直径，且定位成以便完全地包围其中每一个孔17。
根据本发明的不同的实施例(在附图中没有示出)，分离凹槽限定在第一对开表面13a上。
根据本发明的另一实施例(在附图中没有示出)，分离凹槽限定在第一对开表面13a和第二对开表面14a两者上。
外壳1还包括在第一分离凹槽21和外壳1的内部表面S之间、在第二对开表面14a上的第二控制凹槽22。
根据本发明的不同实施例(在附图中没有示出)，第二控制凹槽限定在第一对开表面13a上。
根据本发明的另一实施例(在附图中没有示出)，第二控制凹槽限定在第一对开表面13a和第二对开表面14a两者上。
外壳1在第二凸缘14中包括第一管道23和第二管道24，分别用于使相应的流体流通进出第一凹槽21和第二凹槽22。
作为备选，根据本发明的不同实施例(在附图中没有示出)，第一管道23和第二管道24中的一者或两者设置在第一凸缘13中。
第一管道23和第二管道24分别借助于第一流体回路31和第二流体回路32与惰性气体源(例如氮(N2))连接。
第一流体回路31包括用于将第一惰性气体源41连接到第一管道23的第一输入支路31a和用于将第一凹槽21连接到第一排放口51的第一输出支路31b。第一输出支路31b包括至少一个压力传感器53。
第二流体回路32包括用于将第二惰性气体源42连接到第二管道24的第二输入支路32a和用于将第二凹槽22连接到第二排放口52的第二输出支路32b。第二输出支路32b包括至少第二压力传感器54和用于检测从第二凹槽22的气体泄漏的气体检测器55。
当内部体积V内的过程气体最终克服外壳1的第一对开凸缘13和第二对开凸缘14之间存在的接触压力时，第二控制凹槽22收集泄漏物，且将泄漏的气体通过排放口清除。
另外，分离凹槽21被加压以构成另一个气体屏障，其主动地阻止泄漏，从而不允许过程气体到达螺栓。
上述方案的优点是：
-在没有机械停机的情况下采取校正行为的可能性；
-将对开凸缘中的螺栓与可能的气体泄漏隔离；
-利用非常有限的成本集成在现有机械中的可能性；
-遵守API617标准，因为不涉及在对开表面上的垫圈；
-由于接触面积的减少而引起的接触改进。

Claims (5)

1.一种用于旋转机械(10)的外壳(1)，包括：
内部表面(S)，其界定用于容纳所述旋转机械(10)的转子的内部体积(V)；
第一壳体和第二壳体(11，12)，其以可分的方式接合在一起以便构成所述内部体积(V)，所述第一壳体和第二壳体(11，12)分别包括分别带有第一对开表面和第二对开表面(13a，14a)的第一对开凸缘和第二对开凸缘(13，14)，当所述壳体(11，12)接合在一起时所述第一对开表面和第二对开表面(13a，14a)彼此接触；
在所述第一对开凸缘和第二对开凸缘(13，14)上穿过所述第一对开表面和第二对开表面(13a，14a)的多个孔(17)，所述孔(17)尺寸确定成容纳用于接合所述第一壳体和第二壳体(11，12)的多个螺栓；
连接所述多个孔(17)的在所述第一对开表面和第二对开表面中的一者上的第一凹槽(21)；
在所述第一凹槽和所述外壳(1)的所述内部表面(S)之间、在所述第一对开表面和第二对开表面(13a，14a)中的一者上的第二凹槽(22)；
在所述第一对开凸缘和第二对开凸缘(13，14)中的一者中的第一管道(23)，用于使流体流通进出所述第一凹槽(21)；
在所述第一对开凸缘和第二对开凸缘(13，14)中的一者中的第二管道(24)，用于使流体流通进出所述第二凹槽(22)；
其中所述第一凹槽借助于所述第一管道与惰性气体源连接；
其中所述第一凹槽(21)被配置成能够被加压形成气体屏障，以主动地阻止过程气体的泄露，从而不允许所述过程气体到达螺栓。
2.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述第二凹槽借助于所述第二管道与惰性气体源连接。
3.一种旋转机械(10)，其包括根据前述权利要求中任一项所述的外壳。
4.根据权利要求3所述的旋转机械(10)，其特征在于，所述旋转机械(10)包括第一流体回路和第二流体回路(31，32)，所述第一流体回路和第二流体回路(31，32)中的每一个包括分别用于将流体源与所述第一管道和第二管道(23，24)连接的输入支路(31a，32a)，以及分别用于将所述第一凹槽或第二凹槽(21，22)连接到排放口的输出支路(31b，32b)，所述输出支路(31b，32b)包括用于监测所述第一凹槽和第二凹槽(21，22)内部的压力的压力传感器(53，54)。
5.根据权利要求4所述的旋转机械，其特征在于，所述第二流体回路(32)的所述输出支路(32b)还包括流体检测器(55)，以用于检测来自所述内部体积的过程流体是否泄漏到所述第二流体回路(32)中。
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