CN107842397A - 涡轮机进口、涡轮机系统以及改型涡轮机的蒸汽进口的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡轮机进口、涡轮机系统以及改型涡轮机的蒸汽进口的方法。涡轮机进口包括环形壳体和位于环形壳体中的主进口端口、蒸汽出口和流动转向端口。来自流动转向端口的流的中心轴线构造成避免与蒸汽出口的中心轴线相交。涡轮机系统包括涡轮机进口、流体供给和流动转向供给管路。涡轮机进口具有环形壳体，环形壳体包括其中的主进口端口、其中的蒸汽出口以及其中的流动转向端口。流动转向供给管路将流体供给联接至流动转向端口。改型涡轮机系统中的涡轮机进口的方法包括打开穿过涡轮机进口的环形壳体的流动转向端口，将流动转向供给管路连接至流动转向端口，以及将流动转向供给管路连接至流体供给。

Description

涡轮机进口、涡轮机系统以及改型涡轮机的蒸汽进口的方法

技术领域

本发明中公开的主题涉及蒸汽涡轮机。具体地，本发明中公开的主题涉及涡轮机进口(turbine inlet)和用于将蒸汽流提供到涡轮机的第一级内的相关设备或系统。

背景技术

蒸汽涡轮机包括静态喷嘴组件(static nozzle assemblies)，静态喷嘴组件将作为工作流体的蒸汽流导入连接至旋转转子的涡轮机叶片内。蒸汽穿过多个涡轮机级，每个级包括安装至外壳的一排固定喷嘴和安装至旋转转子的旋转叶片。固定喷嘴将蒸汽流导入叶片内，使转子旋转。

在低压蒸汽涡轮机中，来自高压区段的蒸汽通过低压涡轮机进口供给到低压蒸汽涡轮机内。涡轮机进口包括壳体、壳体中的涡轮机进口端口和由壳体限定的环形进口腔室。蒸汽从涡轮机进口管路通过涡轮机进口端口、通过进口腔室的蒸汽出口流动至第一级喷嘴和转子叶片。在很多布置中，蒸汽未通过环形进口腔室平均地或一致地流动至蒸汽出口，意味着蒸汽未在围绕蒸汽出口的所有位置处以相等角度或者在围绕蒸汽出口的所有位置处以相等质量流量接近蒸汽出口。例如，在很多结构中，不成比例的巨大部分的蒸汽沿导向流流动至蒸汽出口和第一级喷嘴和转子叶片。朝向导向流的外周，一定相对小百分比的蒸汽弧形地远离蒸汽出口并且以与蒸汽进入蒸汽出口处的蒸汽出口的切线的垂线偏离的入射角进入蒸汽出口。导向流的外周处的一定相对小百分比的蒸汽可以推动更远离蒸汽出口并且在蒸汽径向向内供给并且通过蒸汽出口轴向地转弯到第一级内之前沿行环形进口腔室的周向路径。

由于在通向蒸汽出口的进口腔室中的这种不均匀和/或不一致的流，因此蒸汽未围绕蒸汽出口的周围均匀间隔地或以与蒸汽出口均匀的入射角进入蒸汽出口。周向流动的蒸汽是湍流，使得其失去速度，导致能量损失。此外，进入低压涡轮机的第一级的不均匀流导致转子叶片上的压力不平衡，这可能压迫转子叶片和转子并且使转子叶片和转子疲劳，以及减少各自的寿命。这种效果在涡轮机的整个后续级中持续，但严重程度降低，直到蒸汽通过叶片围绕周围均匀分布为止。另外，蒸汽在蒸汽出口处的不均匀入射角可以在加或减40度的范围内，这可能进一步引起压力不平衡，并且由于接近第一级的部件的迂回的非最佳角度，可能相当大地降低传递至转子旋转的能量的等级。由于上述理由中的每一个降低了蒸汽涡轮机整体效率。

处理这些问题的方法包括在涡轮机进口的环形进口腔室内部增加轮叶，以试图引导周向进入的蒸汽，以更加一致和均匀地将蒸汽流导向蒸汽出口并且穿过蒸汽出口。由于涡轮机进口内部的高能状态，即蒸汽的高压和高速，附连在涡轮机进口内部的比如为轮叶的物理部件已被发现是不合需要的。此外，涡轮机进口内部的额外的部件使另外的检查和保养成为必需，并且降低了涡轮机进口内部的可接近性。另外的保养需要涡轮机的额外的关闭，导致生产率降低。

此外，在解决具有不均匀和/或不一致的流动的问题的蒸汽涡轮机改造(retrofits)中，存在关于能够对初始内外壳体几何形状做出的改进的限制，这限制了解决不均匀和/或不一致的流的可能方案。

发明内容

本发明的第一方面包括一种涡轮机进口。涡轮机进口包括环形壳体(annularhousing)、环形壳体中的主进口端口(main inlet port)、环形壳体中的蒸汽出口(steamoutlet)以及环形壳体中的流动转向端口(flow diversion port)。环形壳体具有外部环绕的外周壁(peripheral wall)和一对轴向间隔的侧壁(side walls)，环形壳体限定内部腔室(internal chamber)。主进口端口与内部腔室流体连通，用于将蒸汽传送到内部腔室内。蒸汽出口与内部腔室流体连通，用于使来自内部腔室的蒸汽穿行至涡轮机的第一级内，蒸汽出口具有中心轴线。流动转向出口定位以及定向成使得来自流动转向端口的流具有倾斜成避免与蒸汽出口的中心轴线相交(intersecting)的中心轴线。

本发明的第二方面公开一种涡轮机进口，其包括环形壳体、主进口端口、蒸汽出口以及流动转向端口。所述环形壳体具有外部环绕的外周壁和一对轴向间隔的侧壁，所述环形壳体限定内部腔室。所述主进口端口通向所述环形壳体，所述主进口端口与所述内部腔室流体连通，用于将蒸汽传送到所述内部腔室内。所述蒸汽出口来自所述环形壳体并且与所述内部腔室流体连通，用于使来自所述内部腔室的蒸汽穿行到所述涡轮机的第一级内，所述蒸汽出口具有中心轴线。所述流动转向端口通向所述环形壳体，其中排出所述流动转向端口的流被引导成使得所述流的中心轴线避免与所述蒸汽出口的所述中心轴线相交。

其中，所述流动转向端口具有面积，所述主进口端口具有面积，所述流动转向端口的所述面积小于所述主进口端口的所述面积。

其中，来自所述流动转向端口的所述流被导入从所述主进口端口进入所述内部腔室的主蒸汽流内。

其中，所述流动转向端口从所述蒸汽出口的所述中心偏离至少与所述蒸汽出口的半径同样大的量。

所述的涡轮机进口还包括流动转向供给管路，所述流动转向端口将所述流动转向供给管路联接至所述内部腔室。

其中，从所述流动转向端口进入所述内部腔室的流的中心轴线与从所述主进口端口进入所述内部腔室的主蒸汽流的中心轴线相交。

其中，所述蒸汽出口围绕转子的中心轴线同心地定位。

本发明的第三方面包括涡轮机系统。涡轮机系统包括涡轮机进口、流体供给和流动转向供给管路。涡轮机进口具有环形壳体，环形壳体包括在其中的主进口端口、居中地定位在其中的蒸汽出口、在其中的流动转向端口以及限定内部腔室的外部环绕的外周壁和一对轴向间隔的侧壁。主进口端口与内部腔室流体连通，用于将蒸汽传送(transmitting)到内部腔室内，蒸汽出口与内部腔室流体连通，用于使来自内部腔室的蒸汽穿行(passing)至涡轮机系统的涡轮机的第一级内。流动转向供给管路将流体供给联接至流动转向端口。流体供给构造成以比从主进口端口进入内部腔室的蒸汽更高的压力将流体供给到内部腔室内。

其中，所述流动转向端口具有小于所述主进口端口的面积的面积。

其中，所述蒸汽出口具有中心轴线，其中，所述流动转向端口具有外周和中心轴线，以及其中，所述流动转向端口定向成使得平行于所述流动转向端口的中心轴线延伸穿过所述外周的线无一与所述蒸汽出口的所述中心轴线相交。

其中，来自所述流动转向端口的流被引导成使得排出所述流动转向端口的流的中心轴线从所述蒸汽出口的中心轴线倾斜超过零度。

其中，从所述流动转向端口进入所述内部腔室的流的中心轴线与从所述主进口端口进入所述内部腔室的主蒸汽流的中心轴线相交。

其中，所述流体供给包括选自中压涡轮机、高压涡轮机和外部流体供给的至少一者，所述外部流体供给仅通过所述流动转向供给管路流体地连接至所述涡轮机系统。

所述的涡轮机系统进口还包括位于所述流体供给与所述流动转向端口之间的至少一个阀。

所述的涡轮机系统还包括构造成控制流向所述流动转向端口的蒸汽流的速度的控制系统。

本发明的第四方面包括一种改型涡轮机系统中的涡轮机进口的方法。该方法包括打开穿过涡轮机进口的环形壳体的流动转向端口、将流动转向供给管路连接至流动转向端口以及将流动转向供给管路连接至流体供给(fluid supply)。涡轮机进口具有环形壳体、环形壳体中的主进口端口以及居中地定位在环形壳体中的蒸汽出口。环形壳体具有外部环绕的外周壁和一对轴向间隔的侧壁。环形壳体限定内部腔室。主进口端口与内部腔室流体连通，用于将蒸汽传送到内部腔室内。蒸汽出口与内部腔室流体连通，用于使蒸汽从内部腔室穿行到涡轮机的第一级内。打开流动转向端口包括面对流动转向端口，使得来自流动转向端口的流具有从蒸汽出口的中心轴线倾斜成避免与所述蒸汽出口的中心轴线相交的中心轴线，例如倾斜超过五度的中心轴线。流体供给构造成以比从主进口端口进入内部腔室的蒸汽更高的压力将流体供给到内部腔室内。

其中，所述流体供给包括选自中压涡轮机、高压涡轮机和外部流体供给的至少一者，所述外部流体供给仅通过所述流动转向供给管路流体地连接至所述涡轮机系统，所述流体供给构造成包含比所述涡轮机更高压力的蒸汽。

所述的方法还包括接进(tapping)到所述流体供给内，所述流体供给是所述涡轮机系统的预先存在部分。

其中，从所述流动转向端口进入所述内部腔室的流的中心轴线与从所述主进口端口进入所述内部腔室的主蒸汽流的中心轴线相交。

其中，来自所述流动转向端口的流的中心轴线与来自所述主进口端口的主蒸汽流的中心轴线的交点位于所述蒸汽出口与所述主进口端口之间。

附图说明

从结合描绘本发明的各个实施例的附图的对本发明的各个方面的以下详细说明将更容易地理解本发明的这些以及其他特征，其中：

图1是蒸汽涡轮机的局部切除透视图。

图2是根据各个实施例的涡轮机进口的示意性剖视图。

图3是图2的涡轮机进口的剖视侧视图。

图4是示出根据各个实施例的流动转向进口的几个可能的位置和定向的涡轮机进口的示意性剖视图。

图5是根据各个实施例的涡轮机进口的剖视侧视图。

图6是示出根据各个实施例的流动转向进口的一个可能的位置和定向的涡轮机进口的示意性剖视图。

图7是根据各个实施例的涡轮机系统的示意性框图。

图8是根据各个实施例的涡轮机系统的示意性框图。

注意到本发明的附图不一定是按比例的。附图旨在仅描绘本发明的典型方面，因此不应该被视为限制本发明的范围。在附图中，相同的附图标记在附图之间表示相同元件。

具体实施方式

作为初始方案，为了清晰地描述本发明，在参照并且描述蒸汽涡轮机内的相关机器部件时选择一定的术语将变得必要。当参照术语时，如果可能，通用工业术语将被以与其通义一致的方式使用和采用。除非另有说明，否则这种术语应被给予与本申请的上下文以及随附权利要求的范围一致的宽泛解释。本领域普通技术人员将理解的是，通常特定部件可被利用几个不同或交叠的术语进行参照。本发明中可被作为单个零件说明的内容可以包括多个部件以及在另一个上下文中被引用为多个部件。可替代地，本发明中说明的包括多个部件的内容可以在其他地方作为单个零件引用。

另外，几个描述性术语可在本发明中定期地使用，并且其应该证明有助于在本节的开始限定这些术语。除非另有说明，否则这些术语及其定义如下。如本发明中所使用的，“下游”和“上游”是指示相对于流体流内的位置的方向的术语，流体比如穿过涡轮机发动机的工作流体，或例如穿过涡轮机级的蒸汽流。术语“下游”对应于流体流的方向，术语“上游”指代与流相反的方向。术语“艏部(forward)”和“尾部(apt)”在没有任何进一步限定的情况下指的是方向，其中“艏部”指代发动机的前部或涡轮机端，“尾部”指的是发动机的后部或发电机端。通常需要关于中心轴线在不同的径向位置处描述零件。术语“径向”指代垂直于轴线的运动或位置。在比如这种情况下，如果第一部件比第二部件更靠近轴线存在，则将在本发明中阐述为第一部件位于第二部件的“径向内部”或“内侧”。另一方面，如果第一部件比第二部件进一步离开轴线存在，则本发明中可以表述为第一部件位于第二部件的“径向外部”或“外侧”。术语“轴向”指代平行于轴线的运动或位置。最后，术语“周向”指代围绕轴线的运动或位置。可以理解的是这些术语可以关于涡轮机的中心轴线应用。

图1示出蒸汽涡轮机10的局部切除透视图。蒸汽涡轮机10包括具有旋转轴14的转子12。多个旋转叶片20机械地联接至轴14。更具体地，叶片20成排地布置，每级对应一排地围绕轴14周向地延伸。多个固定轮叶22从内壳15朝向轴14径向地延伸。固定轮叶22轴向地定位在相邻排的叶片20之间，与叶片20协作以形成每一级以及限定穿过涡轮机10的蒸汽流动路径的一部分。转子12、叶片20和固定轮叶22位于内涡轮机壳体15和外涡轮机壳体16的内部。

在操作中，蒸汽24进入蒸汽涡轮机10的涡轮机进口26并被引导穿过固定轮叶22。轮叶22对着叶片20向下游引导蒸汽24。蒸汽24穿过其余级，在叶片20上施加力，以使轴14旋转。涡轮机10的至少一端可以轴向地延伸远离转子12，并且可以附连至比如但不限于发电机和/或另一个涡轮机的负载或机器(未示出)。

在如图1所示的本发明的一个实施例中，涡轮机10包括五级。五级被称为L0、L1、L2、L3和L4。级L4是第一级，其为五级中的最小(沿径向方向)级。级L3是第二级，是沿轴向方向的下一级。级L2是第三级并且示出在五级的中间。级L1是第四级和倒数第二级。级L0是末级并且是最大的(沿径向方向)。可以理解的是五级示出为仅一个示例，每个涡轮机可以具有多于五级或少于五级。此外，如本发明中将说明的，本发明的教导不需要多级涡轮机。

图2是切除侧壁208的大部分的涡轮机进口200的示意性截面视图。图3是涡轮机进口200的截面侧视图。涡轮机进口200包括具有外部环绕的外周壁204和一对轴向间隔开的侧壁206、208的环形壳体202。环形壳体202限定内部腔室210。通向涡轮机进口200的主进口端口212包括穿过环形壳体202的第一开口。主进口端口212将主蒸汽供给管路214联接至内部腔室210。在一些实施例中，两个相对的主进口端口212可以将两个主蒸汽供给管路214联接至内部腔室210。流动转向端口216包括穿过环形壳体202的第二开口。流动转向端口216将流动转向供给管路218联接至内部腔室210。在一些实施例中，超过一个流动转向端口216将相应的流动转向供给管路218联接至内部腔室210。图4示出用于多个流动转向端口216的一些可能的位置A、B和C。返回参考图2和图3，从内部腔室210通向蒸汽涡轮机10(图1)的第一级L4的蒸汽出口220包括穿过环形壳体202即穿过侧壁206、208之一的第三开口。在双流涡轮机中，蒸汽出口220还包括穿过壳体202即穿过侧壁206、208中的另一者的第四开口。蒸汽出口220可以围绕转子轴线定位，使得蒸汽出口220具有与转子12的中心轴线同轴或共用的中心轴线224，蒸汽出口220由转子12与固定叶片载体302之间的间隙限定。在一些情况下，如同冲力式涡轮机一样，如在示出具有蒸汽出口502的涡轮机进口500的图5中所看到的，固定叶片504具有定位在转子12与固定叶片504的内径之间的叶片载体506，使得蒸汽出口502由固定叶片载体506的穿过(through)固定叶片502的部分之间的间隙限定。蒸汽出口220的中心轴线224可以近似居中地定位在环形壳体202/内部腔室210中的侧壁206、208中，或者偏心地定位在环形壳体202/内部腔室210中。环形壳体202/内部腔室210中的居中定位的蒸汽出口220可以当在内部腔室210中产生周向流时便于均匀和一致的流动。

主蒸汽供给管路214和主进口端口212可以定位和定向在将蒸汽导入内部腔室210内的任何地方，使得朝向并且穿过蒸汽出口220的流是不均匀和/或一致的，或者使得朝向并且穿过蒸汽出口220的流可被重定向或转向以提高其接近和穿过蒸汽出口220的均匀性和一致性。在图2所示的示例中，主蒸汽供给管路214和主进口端口212定位和定向成朝向内部腔室210的中心或朝向蒸汽出口220引导蒸汽。这种位置和定向具有与蒸汽出口220的中心轴线224大致相交的从主蒸汽供给管路214导向的蒸汽流的中心轴线232(即蒸汽流排出主进口端口212的蒸汽流的中心轴线232)。在该位置和定向中，主进口端口212可以面向内部腔室210的中心或蒸汽出口220的中心，即与其大致径向对准。

主蒸汽供给管路214和主进口端口212还可以在内部腔室210的中心或蒸汽出口220的中心处更不径直地面对，即，径向上更加不对准。主蒸汽供给管路214和主进口端口212可以与蒸汽出口220的中心偏心地面对，使得从主蒸汽供给管路214导向的蒸汽流的中心轴线232偏离蒸汽出口220的中心轴线224达蒸汽出口220的半径或在有些情况下是蒸汽出口220的直径那么远。大于蒸汽出口220的半径的偏移可以使蒸汽出口220位于来自主蒸汽供给管路214的大部分蒸汽流的引导路径的外部。

流动转向端口216和流动转向供给管路218可以定向成将来自流动转向端口216的流体(例如蒸汽、空气等等)引导远离内部腔室210或蒸汽出口220的中心，并且将来自主进口端口212的蒸汽转向到蒸汽出口220周围的周向流内，其中，蒸汽更加均匀地进入围绕蒸汽出口220的周围的蒸汽出口220内，并且是以更加一致的入射角，如图2中示意性地示出的。流动转向端口216和流动转向供给管路218可以定位在围绕环形壳体202的周围、主进口端口212的上游或下游的任何地方，以在内部腔室210中周向地推动流动。图5和图6示出围绕环形壳体202的周围的可以定位一个或多个流动转向端口216的一些潜在位置和定向。流动转向端口216的数目、位置和定向可以以任何所需的方式组合，组合不限于所示出的样子。

根据对于在主进口端口212处进入内部腔室210的主蒸汽流所需的调整量，位置和定向可以是环形壳体202中的任何位置。在一些实施例中，流动转向供给管路218的纵向轴线228和/或排出流动转向端口216的流的中心轴线230避免与蒸汽出口220的中心轴线224相交。图2、图5和图6中示出的每个流动转向端口216构造成释放具有避免与蒸汽出口220的中心轴线224相交的中心轴线的流。换句话说，从流动转向端口216导向的流的中心轴线230(即流的排出流动转向端口216的中心轴线230)从蒸汽出口220的中心轴线倾斜角度Θ，其中该角度可以根据需要为大于零的任何值。在一些实施例中，该角度可以是使从流动转向端口216导向的流的中心轴线230与来自主进口端口212的主蒸汽流的中心轴线232相交的值。根据围绕环形壳体202的流动转向端口216的位置，相交可以发生在主进口端口212与蒸汽出口220之间，或者其可以发生在相对于主进口端口212的蒸汽出口220的远侧上。例如，参照图4，在位置A处，来自流动转向端口216的流的中心轴线与来自主进口端口212的主蒸汽流的中心轴线232在主进口端口212和蒸汽出口220之间的交点提高了来自流动转向端口216的流在来自主进口端口212的主蒸汽流上的转向效果。在位置B处，使来自流动转向端口216的流的中心轴线230与来自主进口端口212的主蒸汽流的中心轴线232在蒸汽出口220的相对于主进口端口212的远侧上相交，可以便于沿朝向蒸汽出口220的径向方向影响周向蒸汽流。

在一些实施例中，流动转向端口216可以倾斜(angled)成使得在平行于流动转向端口216的中心轴线230的流动转向端口216的外周内延伸的线无一与蒸汽出口220的中心轴线224相交，如图6所示。在一些情况下，比如在图4中的位置A的示例中，流动转向供给管路218和流动转向端口216定位并定向成面对(或引导流体)远离内部腔室210的中心或蒸汽出口220的中心，使得从流动转向端口216引导的流的轴线230与蒸汽出口220的中心偏离至少蒸汽出口220的半径。

在这些上述情况中的一些中，来自流动转向端口216的流被导入从主进口端口212进入内部腔室210的主蒸汽流内。使流动转向进口216更加直接地瞄准进入通过主进口端口212进入进口200的蒸汽路径内可以对周向地重定向流具有更大的影响，这能够允许减小获得所需周向流水平所需要的转向流动的压力和质量流量。

流动转向端口216可以具有比主进口端口212更小的面积。更小的面积可以促进更高压力在流体从流动转向端口216进入内部腔室210的位置处产生更大影响。通过流动转向端口216进入进口200的流体还可以比进入主进口端口212的蒸汽具有更小的质量流量。在各个实施例中，例如，虽然可以实现很多其他质量流量值，但是蒸汽可以以大约X kg/s通过主进口端口212进入进口200，而流体可以以大约X/30kg/s进入流动转向进口216。例如，在一个情况下，蒸汽可以以大约210kg/s通过主进口端口212进入进口200，而流体可以以大约7kg/s进入流动转向进口216。再次，该实施例仅是一个示例，更大范围的值可以是所期望和能实现的。在该实施例中，在来自流动转向端口216的流被导入从主进口端口212进入内部腔室210的主蒸汽流内的情况下，蒸汽在蒸汽出口220处的入射范围(range of incidence)可以从加或减40度减小至加或减15度，或更小。

图7示出包括低压涡轮机702、高压涡轮机704、中压涡轮机706以及流动转向供给管路707的涡轮机系统700。流动转向供给管路707联接至外部流体供给708，以将具有足够压力的流体输送至低压涡轮机702的涡轮机进口。外部流体供给708可以具有比进入主进口端口212的蒸汽更高压力的供给流体。外部流体供给708不必与涡轮机系统700的其他部分具有任何流体连通，并且可以独立于涡轮机系统700进行控制，以增加或减小输送至低压涡轮机702的涡轮机进口的流动转向流体，而不影响中压涡轮机706或高压涡轮机704的操作。控制器712可以电气地联接至外部流体供给708，用于自动或电子操作控制，一个或多个阀710可以与流动转向供给管路707共线地装备，以同样调节被输送至低压涡轮机702的涡轮机进口的流动转向流体的速度。此外，可以在阀710处或在外部流体供给708处完全阻断流动转向流体，而不关闭涡轮机系统700，涡轮机系统700与外部部件组合提供相对容易和非侵入式保养。

图8示出包括低压涡轮机802、高压涡轮机804、中压涡轮机806和流动转向供给管路807的涡轮机系统800。流动转向供给管路807联接至中压涡轮机806以通过流动转向供给管路807向低压涡轮机802供给蒸汽。流动转向供给管路807可以联结到现有中压涡轮机提取点内，以减少设备和改变，或者可以选择另一个点。控制器812可以电气地联接至涡轮机系统800，用于自动或电子操作控制，一个或多个阀810可以与流动转向供给管路807共线地装备，以同样调节被输送至低压涡轮机802的涡轮机进口的流动转向流体的速度。流动转向流体还可以在阀810处被完全阻断，而不关闭涡轮机系统800，涡轮机系统800与外部部件组合提供相对容易和非入侵式保养。联接至中压涡轮机806可能降低其输出和效率。虽然从中压涡轮机806提取的蒸汽的能量可以足以获得具有相对低能量损失的所需周向流，但是可能从低压涡轮机802的涡轮机进口中的改进的周向流过度地回收能量损失。能量的一部分还可以从使更高热焓流体进入低压涡轮机802回收。为了便于回收热焓，叶片可被改进或去除以及利用不同设计的叶片替代。流动转向供给管路807中的流的速度和压力可以与中压涡轮机806的功率成比例。例如，当包括低压涡轮机802、高压涡轮机804和中压涡轮机806的涡轮机系以半排量运转时，提取到流体转向供给管路807内的蒸汽将与通过中压涡轮机806的蒸汽流的总体减少量成比例地减少。

可替代地，流动转向供给管路807可以联接至高压涡轮机804。如同中压涡轮机806一样，从高压涡轮机804提取的能量能够足以获得所需周向流，具有可以从低压涡轮机802的涡轮机进口中的改进的周向流以及从回收的热焓(即，使更高热焓流体进入低压涡轮机802)过度地回收的相对低的能量损失。中压涡轮机806与低压涡轮机802之间的比高压涡轮机804与低压涡轮机802之间的距离更短的距离可以需要更少的设备、空间和费用。

此外，高压涡轮机804提取可被用于改善中压涡轮机806进口的进口状态。再引入提取的蒸汽的间隙越小，绕过的级越少，传递至通过流动转向端口改进的进口上游的转子的能量越多。在涡轮机系中的越上游，提取的蒸汽将对进入进口内的主蒸汽流的影响越大。然而受到旁路影响的级的数目增多，这可能导致性能损失。在提取位置与由旁路引起的损失(penalty)之间存在平衡。

本发明的如关于涡轮机系统700、800所示出的教导可被实现为新设计或对现有涡轮机系统的改型。对于改型而言，涡轮机10(图1)的外壳16可被去除以接近现有涡轮机系统。具有比如参照图2说明的一个的进口的现有低压涡轮机可以通过打开穿过涡轮机进口的壳体的流动转向端口216并且使流动转向端口216倾斜来配备流动转向端口216，因此来自流动转向端口216的流的中心轴线230避免与蒸汽出口220的轴线224相交(换句话说，与蒸汽出口220偏心)。流动转向供给管路707、807可以从流动转向流体供给(例如中压涡轮机806、高压涡轮机804或外部流体供给708)连接至流动转向端口216。流动转向流体供给可以开口用于连接，或者连接可被制造在现有连接点处。叶片20可被去除、改进和替代，或者叶片20可被去除以及利用不同设计的叶片替代。如本发明所述地修改涡轮机进口和涡轮机系统不需要涡轮机进口内部的额外的零件，并且对涡轮机的内部和外部壳体做出最小改变或无改变。

在各个实施例中，说明为彼此“联接”的部件可以沿着一个或多个界面联结。在一些实施例中，这些界面可以包括不同部件之间的接头，并且在其他情况下，这些界面可以包括牢固地和/或一体地形成的互连。即，在一些情况下，彼此“联接”的部件可以同时形成以限定单个连续构件。然而，在其他实施例中，这些联接部件可以形成为单独的构件，并且随后通过已知的过程(例如焊接、紧固、超声焊接、粘合)联结。在各个实施例中，说明为“联接”的电子部件可以经由常规的硬配线和/或无线方法连接，使得这些电子部件可以彼此通信数据。

本发明中使用的术语为了仅描述特定示例实施例的目的，而非旨在限制。如本发明所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”可以旨在也包括复数形式，除非上下文中另有清晰地表示。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包括在内的，并且因此指定存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除一个或多个其他的特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或增加。本发明中说明的方法步骤、过程和操作并非根据需要解释为以所描述或所示出的特定顺序要求其执行，除非具体标识执行顺序。还理解的是可以采用另外的或可替代的步骤。

当元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“接合至另一个元件或层”、“连接至”或“联接至”另一个元件或层时，其可以直接位于另一个元件或层上、接合、连接或联接至另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接位于另一个元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接联接至”另一个元件或层，可能不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词汇应该以相同的方式(例如，“在…之间”对比“直接在…之间”、“与…相邻”对比“直接与…相邻”等等)解释。如本发明中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和全部组合。

比如为“内部”、“外部”、“下面”、“以下”、“下部”、“以上”、“上部”等的空间相对术语在此可被用于易于说明，以描述如附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。空间相对术语可以旨在包括除附图中描绘的定向之外的装置在使用或操作中的不同的定向。例如，如果附图中的装置翻转，则说明为位于其他元件或特征“以下”或“下面”的元件则将定向成位于其他元件或特征“以上”。因此，示例性术语“以下”可以包括上面和下面两个定向。该装置可以另外地定向(旋转90度或以其他定向)，并且相应地解释本发明中使用的空间相对描述词。

该书面说明书利用例子公开本发明，包括最佳方式，并且还使本领域任何技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何采用的方法。本发明的可获得专利的范围由权利要求限定，并且可能包括本领域技术人员想到的其他例子。如果这些其他例子具有与权利要求的文字措辞没有不同之处的结构元件，或者如果这些其他例子包括与权利要求的文字措辞无实质区别的等同结构元件，则这些其他例子旨在落入权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种涡轮机进口，包括：

环形壳体，所述环形壳体具有外部环绕的外周壁和一对轴向间隔的侧壁，所述环形壳体限定内部腔室；

主进口端口，所述主进口端口通向所述环形壳体，所述主进口端口与所述内部腔室流体连通，用于将蒸汽传送到所述内部腔室内；

蒸汽出口，所述蒸汽出口来自所述环形壳体并且与所述内部腔室流体连通，用于使来自所述内部腔室的蒸汽穿行到所述涡轮机的第一级内，所述蒸汽出口具有中心轴线；以及

流动转向端口，所述流动转向端口通向所述环形壳体，其中，排出所述流动转向端口的流被引导成使得所述流的中心轴线避免与所述蒸汽出口的所述中心轴线相交。

2.根据权利要求1所述的涡轮机进口，其特征在于，所述流动转向端口具有面积，所述主进口端口具有面积，所述流动转向端口的所述面积小于所述主进口端口的所述面积。

3.根据权利要求1所述的涡轮机进口，其特征在于，来自所述流动转向端口的所述流被导入从所述主进口端口进入所述内部腔室的主蒸汽流内。

4.根据权利要求1所述的涡轮机进口，其特征在于，所述流动转向端口从所述蒸汽出口的所述中心偏离至少与所述蒸汽出口的半径同样大的量。

5.根据权利要求1所述的涡轮机进口，还包括流动转向供给管路，所述流动转向端口将所述流动转向供给管路联接至所述内部腔室。

6.根据权利要求1所述的涡轮机进口，其特征在于，从所述流动转向端口进入所述内部腔室的流的中心轴线与从所述主进口端口进入所述内部腔室的主蒸汽流的中心轴线相交。

7.根据权利要求1所述的涡轮机进口，其特征在于，所述蒸汽出口围绕转子的中心轴线同心地定位。

8.一种涡轮机系统，包括：

涡轮机蒸汽进口，所述涡轮机蒸汽进口具有环形壳体，所述环形壳体包括：

位于其中的主进口端口，

居中地定位在其中的蒸汽出口，

位于其中的流动转向端口，以及

限定内部腔室的外部环绕的外周壁和一对轴向间隔的侧壁；

流体供给；以及

流动转向供给管路，所述流动转向供给管路将所述流体供给联接至所述流动转向端口，

其中，所述主进口端口与所述内部腔室流体连通，用于将蒸汽传送到所述内部腔室内，所述蒸汽出口与所述内部腔室流体连通，用于使来自所述内部腔室的蒸汽穿行至所述涡轮机系统的涡轮机的第一级内，

其中，所述流体供给构造成以比从所述主进口端口进入所述内部腔室的蒸汽更高的压力将流体供给到所述内部腔室内。

9.根据权利要求8所述的涡轮机系统，其特征在于，所述流动转向端口具有小于所述主进口端口的面积的面积。

10.一种改型涡轮机系统中的涡轮机的蒸汽进口的方法，所述方法包括：

打开穿过涡轮机进口的环形壳体的流动转向端口；

将流动转向供给管路连接至所述流动转向端口；以及

将所述流动转向供给管路连接至流体供给，

所述涡轮机进口具有：

环形壳体，所述环形壳体具有外部环绕的外周壁和一对轴向间隔的侧壁，所述环形壳体限定内部腔室；

主进口端口，所述主进口端口位于所述环形壳体中，所述主进口端口与所述内部腔室流体连通，用于将蒸汽传送到所述内部腔室内；以及

蒸汽出口，所述蒸汽出口居中地定位在所述环形壳体中并且与所述内部腔室流体连通，用于使来自所述内部腔室的蒸汽穿行到所述涡轮机的第一级内，所述蒸汽出口具有中心轴线；

其中，打开所述流动转向端口包括面对所述流动转向端口，使得来自所述流动转向端口的流具有倾斜成避免与所述蒸汽出口的中心轴线相交的中心轴线，

其中，所述流体供给构造成以比从所述主进口端口进入所述内部腔室的蒸汽更高的压力将流体供给到所述内部腔室内。