CN1120288C - 汽轮机外壳凸缘的冷却结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于汽轮机外壳凸缘的冷却结构，它有效地冷却被螺栓连接的凸缘，以防止因螺栓紧固力下降引起的蒸汽泄漏。上外壳10与下外壳11，在由螺栓紧固以便密封汽轮机的凸缘12与13处被接合在一起。管子20被固定以便与凸缘12及13的周边接触，且在外侧安装一个侧绝热件15a。对应于每个螺栓安置一根管子20，或对应于每个螺栓14安置多根管子。凸缘12与13被内部高温蒸汽加热，由于自然对流，外围空气30被从管子下端引入管子20中，从而冷却凸缘12、13及螺栓14。因此，几乎不发生螺栓的紧固力下降以及蒸汽泄漏的现象。

Description

汽轮机外壳凸缘的冷却结构
技术领域
本发明涉及用于汽轮机外壳凸缘以便防止因紧固这些凸缘所用螺栓的紧固力下降而引起的蒸汽泄漏这样的冷却结构。
背景技术
图4是显示常规汽轮机的外壳一部分的剖视图，其中，标号10代表上外壳，标号11代表下外壳。一个汽轮机由这两部分外壳密封，以防蒸汽泄漏到外面。标号12与13代表上、下外壳10与11的凸缘。这两个凸缘12与13被螺栓14连接在一起并被紧固，螺栓被安置得沿着涡轮的轴线每过一段间隔就有一根，以便把上、下外壳10与11连接在一起。标号15代表一个绝热件，它如图所示覆盖着凸缘12与13的表面、螺栓14的上部以及上、下外壳10与11的表面。
在如上构造的汽轮机外壳中，由于高温蒸汽流经汽轮机内部，外壳就被高温蒸汽加热，且凸缘12与13也被加热并发生热变形。一旦螺栓14接受到热变形，就会热膨胀并在重复上述循环之后逐渐减小紧固力。随着紧固力下降，蒸汽就经过凸缘12与13之间的结合面而泄漏。由于蒸汽的温度高，蒸汽泄漏有危险。此外，蒸汽大量泄漏会影响汽轮机的运行。
为了防止蒸汽泄漏，此前已有人采用图5所示的冷却结构，图中的标号10至15代表图4中那些标号所示同样的构件。但是在此情况下，却顺着竖直方向形成一些孔25穿透了凸缘12与13以及螺栓14附近的绝热件15，以防止螺栓14及螺栓附近的凸缘12与13发生热变形。由于孔25的周边被蒸汽加热到高温，就产生外围空气30的自然对流，以便自然冷却螺栓14周围的那部分凸缘。
在如上所述的常规汽轮机外壳中，外壳也由于高温蒸汽而被加热到高温，由于连接凸缘的螺栓发生热变形而逐渐减小紧固力，且蒸汽可以穿过凸缘的结合面而泄漏。因此，如图5所示，在凸缘12、13中以及在螺栓14周围的绝热件15中形成孔25，以便基于空气的自然对流而冷却螺栓14及螺栓周围的凸缘12与13。
然而，按照上述常规方法，即给凸缘12与13打孔，孔必须钻得不仅要穿通凸缘12与13，还要穿通绝热件15，而且需进行费力的工作来钻孔。此外，孔会被绝热件的粉末堵塞且空气不会常常自然对流达到充分程度，还必须采取某种防范措施。
发明内容
因此，本发明提供一种冷却结构，它是基于空气的自然对流，且是穿过绝热件但不穿过凸缘而形成孔以便以简单的加工使空气自然对流，从而可靠地冷却汽轮机外壳凸缘的。
按照本发明，提供一种用于汽轮机的冷却结构，它包括：一个形成上、下凸缘的上、下外壳；至少一个螺栓紧固上、下凸缘；一个具有外表面的绝热件，该绝热件覆盖所述外壳和螺栓；以及用于冷却所述螺栓和凸缘的管子。
在上述冷却结构中，在绝热件中安置管子以便与凸缘接触。凸缘被高温蒸汽以高温加热。当紧固凸缘的螺栓发生热变形时，螺栓的紧固力就减小。然而，此时凸缘被以比周围空气的温度更高的温度加热。相应地，空气被从管子的下端引入管子中，并由于自然对流力而从上端流出。由于自然对流的缘故，凸缘被冷却，且螺栓被防止发生热变形及防止紧固力减小。因此，由于紧固力不减小，在两个凸缘之间就不会产生空隙，且蒸汽也不泄漏。如果必要，可沿着轴线方向增加管子的数目，以便获得更加可靠的冷却效果。
附图说明
下面参照附图以实施例的方式更详细地说明本发明，在这些附图中：
图1是显示根据本发明第一实施例的、汽轮机外壳凸缘所用冷却结构的剖视图；
图2是沿着图1中线段A-A截取绘制的剖视图，其中，图2(a)显示为螺栓配置了一根管子的实施例，图2(b)显示为螺栓配置了3根管子的实施例；
图3是显示根据本发明第二实施例的、汽轮机外壳凸缘所用冷却结构的透视图；
图4是常规汽轮机中的凸缘部分的剖视图；以及
图5是显示汽轮机外壳凸缘所用常规冷却结构的透视图。
具体实施方式
下面参照附图具体说明本发明的一个实施例。图1是显示根据本发明第一实施例的、汽轮机外壳凸缘所用冷却结构的剖视图，其中，标号10至15代表的构件，与已有技术的且不再重复说明的构件相同。本发明的特性在于标示于20处的管子及标示于15a处的侧绝热件，下面就作详细说明。
在图1中，管子20安装得与螺栓14附近的凸缘12及13的周边末端表面相接触，且一个绝热件15a被固定以便覆盖凸缘12及13的周边末端表面。管子20的长度，使得该管子的上端与下端充分地突出于绝热件15a之外。
图2是沿着图1中线段A-A截取绘制的剖视图，其中，螺栓14被安置得顺着凸缘12及13的纵长方向保持一个预定的螺距，以便将两个凸缘紧固在一起。在图2(a)中，在与螺栓14相反的一个位置上为每个螺栓14配置一根管子20。如果在凸缘中形成直径为管子直径一半的半圆形槽21以便将管子20固定于凸缘12及13的周边末端表面上，那么，就可容易地通过焊接或类似方法把管子20固定于槽21上。
图2(b)显示在每个螺栓14附近安置3根管子20的这样一个例子。虽然管子的数目增加了，但螺栓14附近的凸缘12及13却能被有效地冷却。除了管子数目之外，此种安置与图2(A)中的安置相同。
在根据第一实施例的凸缘冷却结构中，凸缘由于高温蒸汽而被加热到约400℃，由于自然对流的缘故，外围空气30被从管子20下端引入管子20中，并朝上流向管子20上端。由于自然对流的缘故，螺栓14及凸缘12与13被冷却，且螺栓14的热变形被减缓，从而几乎不发生螺栓紧固力下降及蒸汽泄漏。
图3显示根据本发明第二实施例的、汽轮机外壳凸缘所用冷却结构，其中，标号10至15代表图1所示第一实施例中这些标号所代表的同样构件。在第二实施例中，在沿着凸缘12及13的周边上的绝热件15上形成一些孔16，而不是安置一些第一实施例的管子20。
根据上述第二实施例，不需要在不像图5所示已有技术的凸缘而是坚实构件的凸缘12及13上形成孔。另外，也不需要使用第一实施例中那样的孔20。由于容易在绝热件15上形成一些孔以便产生空气自然对流，可加工度就明显改善。
根据上述的本发明第一与第二实施例，管子20附接在螺栓14附近的汽轮机外壳凸缘12及13上，或孔16被钻通螺栓14附近的绝热件15，以便用空气自然对流来有效地冷却螺栓14及螺栓附近的凸缘12与13。因此，螺栓14就不丧失紧固力，且不发生蒸汽泄漏。
由于第一冷却结构的缘故，空气自然对流就发生，螺栓及螺栓附近的凸缘就被空气冷却。因螺栓热变形紧固力下降，且因凸缘紧固力下降引起的蒸汽泄漏被防止。
第二冷却结构不需要在不像已有技术的凸缘而是坚实构件的凸缘上直接形成孔，也不需要第一方面那样的管子。就像在第一方面中那样，由于自然对流，空气被引入槽中以便冷却凸缘及螺栓，蒸汽泄漏被防止，且可加工度得到改善。

Claims (5)

1.一种用于汽轮机的冷却结构，它包括：
一个形成上、下凸缘的上、下外壳；
至少一个螺栓紧固上、下凸缘；
一个具有外表面的绝热件，该绝热件覆盖所述外壳和螺栓；以及
用于冷却所述螺栓和凸缘的管子。
2.如权利要求1所述的冷却结构，其特征在于：所述管子在凸缘附近、穿过绝热件垂向布置。
3.如权利要求2所述的冷却结构，其特征在于：所述管子延伸得超出所述绝热件的外表面。
4.如权利要求3所述的冷却结构，其特征在于：所述管子布置在所述绝热件内以接触所述凸缘。
5.如权利要求4所述的冷却结构，其特征在于：所述管子使空气从其下端流入而从其上端流出而有效地冷却所述凸缘。
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