CN1573018B - 蒸汽涡轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蒸汽涡轮机，其能够保证处理高温蒸汽的涡轮喷嘴箱等涡轮机组成部件保持有较高强度。蒸汽涡轮机(2)包括：外壳(32)、内壳(33)、容纳在内壳(33)中并可回转的涡轮机转子(34)、涡轮机级(28)、涡轮喷嘴箱(31)、以及在涡轮喷箱(31)外侧并沿该涡轮喷嘴箱设置的遮蔽板。

Description

蒸汽涡轮机
技术领域
本发明涉及一种蒸汽涡轮机，尤其是涉及一种可处理高温蒸汽，并可保证涡轮喷嘴箱(タ一ビンノズルボツクス)具有高强度的蒸汽涡轮机。
背景技术
对于现有的蒸汽涡轮机，一直在探讨作为设备热效率改善的重要一环的蒸汽高温化问题。
蒸汽的高温化是兰金循环的特性，越是提高蒸汽的温度，就越能够改善设备的热效率。
因此，蒸汽涡轮机可从一时的比较低温、低压的蒸汽条件通过一段再热过程被大致固定在538℃/566℃或者538℃/538℃的蒸汽温度。
但是近来，在全球范围内的温室效应和环境破坏等问题日益迫切的今天，在蒸汽涡轮机设备领域中，也进行了进一步使燃料消费减少，并增加单机容量的研究开发，其一，提出了使再热蒸汽温度达到700℃以上，并将高温再热蒸汽供给到中压涡轮机内的方案。
关于将600℃左右的高温蒸汽导入中压涡轮机内的技术，也提出使中压涡轮机的主蒸汽进气管成为双层结构来进行蒸汽冷却等方案(例如，可参考专利文献1)。
但是，在导入的蒸汽温度在700℃以上的情况下，就会产生确保强度、冷却方法等应解决的诸多问题。
将这种700℃以上的高温蒸汽导入蒸汽涡轮机内时，正在探讨一种在中压涡轮机中也设置涡轮喷嘴箱的方案(例如参考专利文献2)。这种涡轮喷嘴箱是一种通过蒸汽供给管将从锅炉的再热器等供给的高温蒸汽供给到涡轮机级(タ一ビン段落)时的蒸汽室，也具有防止涡轮机匣等涡轮机组成零件直接暴露在高温蒸汽中的功能。但是，由于涡轮喷嘴箱本身直接暴露在高温再热蒸汽中，因此要求保证很高的强度。
专利文件1：特开平11-350911号公报
专利文件2：特愿2003-125672说明书
现有的火力发电设备中，由于涡轮喷嘴箱通常设置在高压涡轮机的蒸汽入口，所以涡轮喷嘴箱就具有了可处理538℃-566℃的温度的主蒸汽的强度保证。
但是，在设置于现有高压涡轮机中的涡轮喷嘴箱内直接导入700℃以上的高温蒸汽时，就很难维持足够的强度。而且，即使保证了足够的强度，由于涡轮喷嘴箱的外周面为高温，会由辐射热导致作为设置涡轮喷嘴箱的涡轮机箱、涡轮机转子等周围的构成部件等产生高温化的问题。
因此，期望实现一种在蒸汽涡轮机中，即使涡轮喷嘴箱设置在第1中压涡轮机上也可以很好地维持较高的强度保证的新型技术，其解决手段是采用蒸汽冷却。
但是，如果采用蒸汽冷却的话，蒸汽涡轮机属于未开发的领域，其问题在于如何保证蒸汽涡轮机构成部件的强度。
发明内容
本发明是基于上述背景技术而完成的，其目的是提供一种蒸汽涡轮机，其能够保证可处理高温蒸汽并且涡轮喷嘴箱等涡轮机部件可维持较高的强度。
为了完成上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种蒸汽涡轮机，其特征在于，其包括：
壳体；安装在所述壳体内并可回转的转子，在所述转子和所述壳体之间具有第一空间部；设置在涡轮机内的多个涡轮机级，至少一个涡轮机级包括涡轮喷嘴并包括固定到所述转子的转动叶片；包括所述至少一个涡轮机级的蒸汽通路；
涡轮喷嘴箱，其位于在所述壳体和所述转子之间的第一空间部中，用于给蒸汽通路提供加热的蒸汽，其中，所述涡轮喷嘴箱包括一个壁；
遮蔽板，其邻接所述涡轮喷嘴箱的外表面，间断地或者密封地覆盖所述涡轮喷嘴箱；
在所述壁中设有冷却蒸汽通路；及
穿过所述壁的至少一个冷却蒸汽喷出口，用于向所述遮蔽板供给该冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，至少一个遮蔽板围绕涡轮喷嘴箱的整个外表面延伸。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，至少一个遮蔽板包括至少一个穿过至少一个遮蔽板的冷却开口。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述遮蔽板具有多个，且其中冷却开口设于至少两个相邻的遮蔽板之间，所述冷却开口用于通过冷却蒸汽。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，至少一个遮蔽板包括多个板，
所述板与涡轮喷嘴箱的外表面间隔不同的距离。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：
冷却蒸汽供给口，其将冷却蒸汽供给到在涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部内；以及
冷却蒸汽回收口，其从第二空间部回收冷却蒸汽。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：
间壁，其将在涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部区分为至少两个分开的空间。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述至少两个分开的空间中的每一个包括：冷却蒸汽供给口，其形成在至少一个遮蔽板内，将冷却蒸汽供给到分开的空间内；以及
冷却蒸汽回收口，其形成在至少一个遮蔽板内，从分开的空间回收冷却蒸汽。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：设置在间壁内的蒸汽通过口。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述间壁具有多个，每个间壁具有蒸汽通过口，设置各个蒸汽通过口以使冷却蒸汽在位于涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部内曲折流动。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，涡轮喷嘴箱包括壁面，其还包括：
形成在所述壁面内的蒸汽冷却通路；
穿过所述壁面的至少一个冷却蒸汽喷出口，用于向所述至少一个遮蔽板供给该冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽；
间壁，其将在涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部区分为至少两个分开的空间；以及
设置在间壁内的蒸汽通过口。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：
所述间壁具有多个，每个间壁具有蒸汽通过口，设置各个蒸汽通过口以使冷却蒸汽在位于涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部内曲折流动。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，至少一个遮蔽板围绕涡轮喷嘴箱的整个外表面延伸。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，涡轮喷嘴箱包括至少一个壁面，其还包括：
设置在所述壁面内的蒸汽冷却通路；穿过所述壁面的至少一个冷却蒸汽喷出口，用于向至少一个遮蔽板供给该冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽；
将冷却蒸汽供给到冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽供给口；以及
冷却蒸汽回收口，其回收已通过位于涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部的冷却蒸汽。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：间壁，其将在涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部区分为至少两个分开的空间；
其中所述至少两个分开的空间中的每一个包括：
冷却蒸汽供给口，其将冷却蒸汽供给到分开的空间内；以及
冷却蒸汽回收口，其从分开的空间回收冷却蒸汽。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，涡轮喷嘴箱包括至少一个壁面，其还包括：设置在所述壁面内的蒸汽冷却通路；
穿过所述壁面的至少一个冷却蒸汽喷出口，用于向位于涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部供给该冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽；以及
冷却蒸汽回收口，其从位于所述壁面和至少一个遮蔽板之间的第二空间部将冷却蒸汽回收流入冷却蒸汽通路内。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：
间壁，其将在所述壁面和至少一个遮蔽板之间的第二空间部区分为至少两个分开的空间，其中所述至少两个分开的空间中的每一个包括：
冷却蒸汽供给口，其将冷却蒸汽供给到分开的空间内；以及
冷却蒸汽回收口，其从分开的空间回收冷却蒸汽。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述遮蔽板具有多个，每个遮蔽板被成形为包围在所述壁面和相应的遮蔽板之间的相应的第二空间部，
其中，在所述壁面和相应的遮蔽板之间的每个相应的第二空间部包括：
穿过所述壁面的至少一个冷却蒸汽喷出口，用于向相应的第二空间部供给冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽；以及
穿过所述壁面的冷却蒸汽回收口，其从位于所述壁面和相应的遮蔽板之间的相应的第二空间部将冷却蒸汽回收流入冷却蒸汽通路内。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，在所述壁面和相应的遮蔽板之间的每个相应的第二空间部包括间壁，从冷却蒸汽喷出口向冷却蒸汽回收口设有多条冷却蒸汽流路。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，至少一个遮蔽板是平板。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：
支承部，其连接到至少一个遮蔽板，其中所述支承部在距涡轮喷嘴箱外表面的预定距离处固定至少一个遮蔽板。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述遮蔽板具有多个，
其中至少两个遮蔽板彼此间隔，并且相对于涡轮喷嘴箱的外表面彼此至少局部重叠。
一种蒸汽涡轮机，其特征在于包括：
壳体；安装在所述壳体内并可回转的转子，在所述转子和所述壳体之间具有第一空间部；设置在涡轮机内的多个涡轮机级，至少一个涡轮机级包括涡轮喷嘴并包括固定到所述转子的转动叶片；包括所述至少一个涡轮机级的蒸汽通路；涡轮喷嘴箱，其位于在所述壳体和所述转子之间的第一空间部中，用于给蒸汽通路提供加热的蒸汽；遮蔽板，其邻近所述涡轮喷嘴箱的外表面，以覆盖所述涡轮喷嘴箱的至少一部分，其中至少一个遮蔽板是波纹板。
一种蒸汽涡轮机，其特征在于包括：壳体；安装在所述壳体内并可回转的转子，在所述转子和所述壳体之间具有第一空间部；设置在涡轮机内的多个涡轮机级，至少一个涡轮机级包括涡轮喷嘴并包括固定到所述转子的转动叶片；包括至少一个涡轮机级的蒸汽通路；涡轮喷嘴箱，其位于在所述壳体和所述转子之间的第一空间部中，用于给蒸汽通路提供加热的蒸汽；
遮蔽板，其邻近所述涡轮喷嘴箱的外表面，以覆盖所述涡轮喷嘴箱的至少一部分；以及
支承部，其连接到至少一个遮蔽板，其中所述支承部在距涡轮喷嘴箱外表面的预定距离处固定至少一个遮蔽板，以在至少一个遮蔽板和喷嘴板之间形成第二空间部，并且允许冷却蒸汽在第二空间部内流动。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于至少一个遮蔽板包括多个遮蔽板，
其中至少两个遮蔽板相对于喷嘴板的外表面位于不同的距离处。
所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述至少两个遮蔽板相对于涡轮喷嘴箱的外表面彼此至少局部重叠，并且在所述至少两个遮蔽板之间形成另外的冷却蒸汽通路，用于使冷却蒸汽平行于在第二空间部内流动的冷却蒸汽而流动。
所记载的技术方案，本发明的蒸汽涡轮机的特征在于，其包括：
壳体；容纳在上述壳体内并可回转的转子；由固定在上述壳体侧并设置在相对上述转子的转轴的圆周方向上的喷嘴，以及在邻接该喷嘴的位置上嵌入设置在上述转子内并和上述转子共同回转的转动叶片所构成的至少一个涡轮机级；其在上述转子和上述壳体的间隙中和上述转子的转轴同心设置，并和上述涡轮机级相连通的涡轮喷嘴箱；在上述涡轮喷嘴箱外侧沿该涡轮喷嘴箱的壁面设置的遮蔽板。
根据本发明的蒸汽涡轮机，即使是在向涡轮喷嘴箱内供给高温蒸汽的情况下，涡轮喷嘴箱和其他涡轮机构成部件也能够维持较高的强度保证。
附图简述
图1是表示本发明的蒸汽涡轮机实施例的简要剖面图；
图2是表示适用于本发明的蒸汽涡轮机的涡轮喷嘴箱的实例的简要剖面图；
图3是图2中X部的部分放大剖面图；
图4是表示适用于本发明蒸汽涡轮机的涡轮喷嘴箱的变形例的部分剖面图；
图5是表示适用于本发明蒸汽涡轮机的涡轮喷嘴箱的变形例的部分剖面图；
图6是表示适用于本发明蒸汽涡轮机的涡轮喷嘴箱变形例的部分剖面图；
图7是表示适用于本发明蒸汽涡轮机的涡轮喷嘴箱变形例的简要剖面图；
图8是图7中Y部的部分放大剖面图；
图9是表示适用于本发明蒸汽涡轮机的涡轮喷嘴箱变形例的部分剖面图；
图10是表示适用于本发明蒸汽涡轮机的涡轮喷嘴箱变形例的部分剖面图；
图11是表示适用于本发明蒸汽涡轮机的涡轮喷嘴箱变形例的部分立体图；
图12是表示适用于本发明蒸汽涡轮机的涡轮喷嘴箱变形例的部分立体图；
图13是比较在涡轮喷嘴箱上设置有遮蔽板和没有设置遮蔽板情况下的高温蒸汽温度分布图；
图14是将本发明蒸汽涡轮机用于中压涡轮机时，该中压涡轮机的简要纵向剖面图。
符号说明1蒸汽涡轮机部，2中压涡轮机，3高压涡轮机，4蒸汽冷却系统，5高压涡轮机系统，6过热降低器，7低压涡轮机，8发电机，9锅炉，10低温再热系统，11再热器，13冷凝系统，14供水系统，15冷凝器，16冷凝泵，17第一低压给水加热器，18第二低压给水加热器，19第三低压给水加热器，20第四低压给水加热器，21除气器，22供水泵，23第一高压给水加热器，24第二高压给水加热器，25第三高压给水加热器，27蒸汽供给管，28涡轮机级，29涡轮喷嘴，30涡轮机转动叶片，31涡轮喷嘴箱，32外壳，33内壳，34涡轮机转子，35喷嘴口，36蒸汽室，37壁面，38冷却蒸汽通路，39喷出口，40、40a、40b支承部，41、41a、41b遮蔽板，42遮蔽板，43空间部，44a、44b通路，45冷却蒸汽流出口，46喷出口，47空间部，48回收口，49冷却蒸汽供给口，50冷却蒸汽回收口，51间壁，52冷却蒸汽通过口
具体实施方式
下面，参照附图和附图中符号对本发明的蒸汽涡轮机的实施例进行说明。
实施例1
本实施例是适用于蒸汽涡轮机设备的中压蒸汽涡轮机中的本发明的蒸汽涡轮机的实例。
中压涡轮机2具有由外壳32和内壳33构成的双层壳体构造，并在内壳33中容纳有具备多个涡轮机转动叶片30的涡轮机转子34。
内壳33通过涡轮喷嘴隔板，在其内侧支撑多个涡轮喷嘴29。涡轮喷嘴29和涡轮机叶片30在相对于涡轮机转子34转轴的半径方向位置大致相同的位置上相邻设置，其中一对涡轮喷嘴29和涡轮机转动叶片30构成一个涡轮机级28。而且，多个涡轮机级28构成了成为蒸汽通道的涡轮机通路部。
此外，在内壳33和涡轮机转子34之间的空间内，设置有涡轮喷嘴箱31。涡轮喷嘴箱31一旦收集到从蒸汽供给管27供给的高温蒸汽，就会使所收集到的高温蒸汽沿着涡轮机转子34的轴向朝向涡轮机通路部，即涡轮机级28喷出。
该涡轮喷嘴箱31在涡轮机转子34周围和涡轮机转子34同轴设计。如图1和图2所示，涡轮喷嘴箱31由壁面37构成为具有大致四边形截面，内部形成的空间成为蒸汽室36。
在形成蒸汽室36的壁面37中，涡轮机蒸汽供给管27被连接到成为外侧圆周面的上侧侧面上。此外，在临近涡轮机级28的另一侧面上具备喷嘴口(节流口)35。在壁面37的内部设置有冷却蒸汽通路38，并在壁面37上设置朝向冷却蒸汽通路的蒸汽供给口49和使导入冷却蒸汽通路38的冷却蒸汽喷出到壁面37外侧的喷出口39。从外部来的冷却蒸汽管70连接在蒸汽供给口49上从而供给冷却蒸汽。
在壁面37的外侧，即在涡轮喷嘴箱31的外周面上，设置有由支承部40支撑的遮蔽板41。遮蔽板41通过支承部40和壁面37隔开一定间隔并沿着壁面37设置，本实施例中，其被间断地覆盖设置在整个壁面37的外侧。而且在遮蔽板41上设置有使从喷出口39流出的冷却蒸汽朝向遮蔽板41外部喷出的冷却蒸汽流出口45。
例如，该遮蔽板41可以使用板状耐热材料。而且，由于是通过支承部40安装在涡轮喷嘴箱31上，所以优选使用和构成涡轮喷嘴箱31的材料相同的材料以实现相同程度的热伸缩。具体可使用具有优良的抗氧化性的奥氏体合金SUS310等材料。
图3是图2中“X”部的放大剖面图。在涡轮喷嘴箱31内，如图3所示，从冷却蒸汽供给口供给的冷却蒸汽，在形成于壁面37内的冷却蒸汽通路38中流动时，将壁面37冷却后，从喷出口39向遮蔽板41喷出，从这里进一步通过冷却蒸汽流出口45向涡轮机转子34一侧等喷出。
而且，遮蔽板41的形状并不仅仅限于如图3所示的平板状，也可以使用如图4所示的波纹板式遮蔽板42。若使用这种波纹板式遮蔽板42，可以有效地吸收遮蔽板42的热伸缩，还可以期望通过增大表面积来提高传热系数。
另外，在本实施例中，虽然使间断地覆盖设置在涡轮喷嘴箱31外侧的遮蔽板41支承部距离壁面37的高度相同并通过支承部40支撑，但并不限定于本实施例，例如，如图5所示，支承部40a比其他的支承部40b、40c还高，可以保证涡轮喷嘴箱31的壁面37和遮蔽板41之间的空间部43更大，从而可以使从喷出口39喷出的冷却蒸汽的压力得以恢复。
并且，例如，如图6所示，支撑遮蔽板41a、41b、41c...的支承部40a、40b、40c...依次距离涡轮喷嘴箱31的壁面37更远、更向外侧，并通过设置为层状的遮蔽板41a、41b、41c形成通路44a、44b、...，就可以使冷却蒸汽流过遮蔽板41a、41b、41c...的内外两侧从而将其冷却。
从图7到图12，示出了应用于本实施例所涉及的蒸汽涡轮机的涡轮喷嘴箱31的变形实施例。图7是表示涡轮喷嘴箱31整体的剖视图。
如图7所示，在该变形实施例所涉及的涡轮喷嘴箱31的外周部上，遮蔽板41密封地覆盖设置在壁面37的外侧。与如图2中所示的实施例相同，遮蔽板41由支承部40来支撑。而且，在设置在涡轮喷嘴箱31的壁面37内的冷却蒸汽通路38和遮蔽板41之间形成的空间部47中，设置有可使冷却蒸汽从冷却蒸汽通路38喷出的喷出口46。而且，在冷却蒸汽通路38内设置有供给冷却蒸汽的冷却蒸汽供给口49和回收通过喷出口46导入到空间部47中的冷却蒸汽的冷却蒸汽回收口50。冷却蒸汽供给管70从外部连接在冷却蒸汽供给口49上，从而进行冷却蒸汽的供给，另外，冷却蒸汽回收管71连接在冷却蒸汽回收口50上，从而进行冷却蒸汽的回收。
该变形实施例中，由于回收了冷却涡轮喷嘴箱31壁面和周围的冷却蒸汽，所以就能够很容易地将回收的冷却蒸汽利用到设备内的其他组成部件中。
图7所示的结构中，其结构是，设置有将供给到冷却蒸汽通路38中的冷却蒸汽向空间部47内供给的喷出口46，并且可以将完成冷却的蒸汽从空间部47回收，但是，也可以是图8所示的结构。图8是将图7中“Y”部放大并模式性地进行表示的立体图。
如图8所示，在该结构中，除壁面37上的喷出口46以外，还设置有回收将空间部47冷却的冷却蒸汽的回收口48。
并且，如图9所示，在涡轮喷嘴箱31的壁面37外侧的整个区域上通过遮蔽板41密封地覆盖，将该密封用的遮蔽板41细分为第一遮蔽板41a、第二遮蔽板41b、...，也可以在区分开的遮蔽板41a、41b、...各自形成的空间部47a、47b、...和冷却蒸汽通路38之间设置喷出口46和回收口48。
此外，如图10所示，也可以使支撑遮蔽板41a、41b、41c...的支承部40a、40b、40c...依次从涡轮喷嘴箱31的壁面37朝向外侧升高，通过设置为层状的遮蔽板41a、41b、41c形成通路44a、44b、...，冷却蒸汽流过遮蔽板41a、41b、41c...的内外两侧从而使其冷却。
图11是表示应用于本实施例的蒸汽涡轮机的涡轮喷嘴箱的另一变形实施例，是将涡轮喷嘴箱壁面附近放大并模式性地进行表示的部分切口立体图。
如图11所示，在本实施中，并非使冷却蒸汽从涡轮喷嘴箱31的壁面37上设置的冷却蒸汽通路喷出到壁面37和遮蔽板41之间的空间部47内，而是设置直接向空间部47内供给冷却蒸汽的冷却蒸汽供给口49和从空间部47回收冷却蒸汽的冷却蒸汽回收口50。而且，在壁面37内部也可以另外形成冷却蒸汽通路。
并且，如图12所示，还可设置区分空间部47的间壁51。这时，通过在间壁51上设置冷却蒸汽通过口52，就能够在整个空间部47内遍布供给到空间部47内的冷却蒸汽。
在此，在设置有这种间壁51和冷却蒸汽通过口52的情况下，所供给的冷却蒸汽就可以在空间部47内曲折流动，例如，在各间壁51、51、...的彼此不同位置上都可以设置冷却蒸汽通过口52、52、...。这样，使冷却蒸汽曲折流动，就能够有效地冷却涡轮喷嘴箱31的壁面37和遮蔽板41。
而且，通过间壁51区分空间部47的结构，当然也能够适用于图7、图8或者图10等所表示的结构。
图13是在向涡轮喷嘴箱31供给高温蒸汽时，在有或者没有遮蔽板的情况下，周围的结构零件的温度分布曲线图，其中横轴模式性地表示了涡轮喷嘴箱31的壁面37、壁面37外侧的遮蔽板41、涡轮机转子34的各自的结构零件的各位置，纵轴表示温度。
从该图中可知，由于具有遮蔽板41，在涡轮机转子34上，与没有遮蔽板41的情况相比，高温蒸汽所产生的温度梯度在整体上减少，从而能够降低涡轮机转子34的表面温度。由此，就能够减少涡轮机转子34上产生的热应力。
这样，在本实施例的蒸汽涡轮机中，在涡轮喷嘴箱31的壁面37内形成流通冷却蒸汽的冷却蒸汽通路38，在使高温蒸汽和涡轮喷嘴箱31的壁面37的温差减小的同时，在涡轮喷嘴箱31的壁面37的外侧间断或者密封地设置有遮蔽板41，并形成可遮蔽喷向涡轮机转子34的高温蒸汽所发出的热量和辐射热的结构，所以能够减少在涡轮喷嘴箱31和涡轮机转子34上产生的热应力等，从而可以保证更高的强度，从而实现蒸汽涡轮机的稳定运行。
这样，在本实施例的蒸汽涡轮机中，作为向涡轮喷嘴箱中供给蒸汽的结构，下面将根据蒸汽涡轮机设备的系统图，对该冷却蒸汽的供给进行说明。
图14是表示具备图1所示中压涡轮机2的蒸汽涡轮机设备的实例。
该蒸汽涡轮机设备由蒸汽涡轮机1、作为蒸汽发生器的锅炉9、冷凝系统13和供水系统14构成。
蒸汽涡轮机1由中压涡轮机2、高压涡轮机3、双流式低压涡轮机7和发电机8彼此共轴地构成。作为蒸汽发生器的锅炉9产生主蒸汽，该主蒸汽被导入到高压涡轮机3内，在流经高压涡轮机3内时产生膨胀，通过膨胀作功而驱动高压涡轮机。另外，在高压涡轮机3中设置有从其中间级抽取蒸汽的高压涡轮机抽气系统5。
在高压涡轮机3内完成膨胀作功的高压涡轮机排气通过低温排热系统10被再次导入锅炉9中，并供给到锅炉9的再热器11内，在此成为温度达到700℃以上的再热蒸汽。上述再热蒸汽被供给到中压涡轮机2中并进行膨胀作功，从而驱动中压涡轮机2。而且，在中压涡轮机2中，把从高压涡轮机3抽取的蒸汽的一部分从高压涡轮机抽气系统5分流并作为冷却蒸汽导引的蒸汽冷却系统4被连接到该中压涡轮机的上流部。此外，还连接着从中压涡轮机2的中间级抽取蒸汽的抽气配管。因此，将在中压涡轮机2内完成膨胀作功的中压涡轮机排气导入低压涡轮机7中，进而在此也进行膨胀作功从而驱动低压涡轮机7。这样，分别驱动高压涡轮机3、中压涡轮机2、低压涡轮机7，从而驱动发电机8。而且，在低压涡轮机7上也连接着从其中间级抽取蒸汽的抽气配管。
冷凝系统13沿冷凝水流路具有冷凝器15、冷凝泵16、第一低压给水加热器17、第二低压给水加热器18、第三低压给水加热器19和第四低压给水加热器20，来自低压涡轮机7的低压涡轮机排气在冷凝器15中冷凝而变为冷凝水，由冷凝泵16使这些冷凝水升压，在第一～第四低压给水加热器17、18、19、20中，以通过抽气配管从低压涡轮机7供给的低压抽取蒸汽作为热源，依次进行预热(再生)。
另一方面，供水系统14沿供水流路具备：除气器21、供水泵22、第一高压给水加热器23、第二高压给水加热器24、第三高压给水加热器25和过热降低器6。除气器21以从蒸汽涡轮机1的中压涡轮机2下流部抽取的蒸汽作为热源，将从冷凝系统13的第四低压供水加热器20供给的冷凝水加热去除气体，并进行供水。过热降低器6是通过从连接在蒸汽涡轮机1的中压涡轮机2的相对上游侧的抽气配管提供的过热度很高的过热蒸汽的显热来加热供水，因而设置在供水系统14的最下游部。
通过除气器21获得的供水，在供水泵22内升压，并通过第一～第三高压供水加热器23、24、25依次预热，最后被导入到过热降低器6中进一步预热。因此，对第一高压供水加热器供水的加热源是一种在过热降低器6中显热几乎被去除从而接近饱和蒸汽的蒸汽，而对第二高压供水加热器、第三高压供水加热器供水的加热源分别是来自高压涡轮机3的高压涡轮机排气和来自高压涡轮机3的高压抽气蒸汽。经过这些第一～第三高压供水加热器23～25和过热降低器6依次被预热的供水返回锅炉9中。
在该实施例中，通过高压涡轮机抽气系统5、蒸汽冷却系统4供给到中压涡轮机2中的冷却蒸汽被导入到中压涡轮机2的喷嘴箱内，并通过例如图1～图12所示的各个结构所冷却。
而且，在该实施例中，虽然冷却蒸汽利用的是从高压涡轮机3抽取的蒸汽，但并不仅限定于此，也可以是从中压涡轮机2抽取的蒸汽、在锅炉里加热的蒸汽、或者从其他设备等提供的结构。并且，本发明的蒸汽涡轮机并不仅限于中压涡轮机，也可以适用于高压涡轮机或者其他涡轮机。

Claims (26)

1.一种蒸汽涡轮机，其特征在于，其包括：壳体；安装在所述壳体内并可回转的转子，在所述转子和所述壳体之间具有第一空间部；设置在涡轮机内的多个涡轮机级，至少一个涡轮机级包括涡轮喷嘴并包括固定到所述转子的转动叶片；包括所述至少一个涡轮机级的蒸汽通路；
涡轮喷嘴箱，其位于在所述壳体和所述转子之间的第一空间部中，用于给蒸汽通路提供加热的蒸汽，其中，所述涡轮喷嘴箱包括一个壁；  遮蔽板，其邻接所述涡轮喷嘴箱的外表面，间断地或者密封地覆盖所述涡轮喷嘴箱；在所述壁中设有冷却蒸汽通路；及
穿过所述壁的至少一个冷却蒸汽喷出口，用于向所述遮蔽板供给该冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽。
2.如权利要求1所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，至少一个遮蔽板围绕涡轮喷嘴箱的整个外表面延伸。
3.如权利要求2所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，至少一个遮蔽板包括至少一个穿过至少一个遮蔽板的冷却开口。
4.如权利要求2所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述遮蔽板具有多个，且其中冷却开口设于至少两个相邻的遮蔽板之间，所述冷却开口用于通过冷却蒸汽。
5.如权利要求4所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，至少一个遮蔽板包括多个板，
所述板与涡轮喷嘴箱的外表面间隔不同的距离。
6.如权利要求4所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：
冷却蒸汽供给口，其将冷却蒸汽供给到在涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部内；以及
冷却蒸汽回收口，其从第二空间部回收冷却蒸汽。
7.如权利要求6所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：
间壁，其将在涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部区分为至少两个分开的空间。
8.如权利要求7所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述至少两个分开的空间中的每一个包括：冷却蒸汽供给口，其形成在至少一个遮蔽板内，将冷却蒸汽供给到分开的空间内；以及
冷却蒸汽回收口，其形成在至少一个遮蔽板内，从分开的空间回收冷却蒸汽。
9.如权利要求7所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：设置在间壁内的蒸汽通过口。
10.如权利要求9所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述间壁具有多个，每个间壁具有蒸汽通过口，设置各个蒸汽通过口以使冷却蒸汽在位于涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部内曲折流动。
11.如权利要求4所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，涡轮喷嘴箱包括壁面，其还包括：形成在所述壁面内的蒸汽冷却通路；穿过所述壁面的至少一个冷却蒸汽喷出口，用于向至少一个遮蔽板供给该冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽；间壁，其将在涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部区分为至少两个分开的空间；以及
设置在间壁内的蒸汽通过口。
12.如权利要求11所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：
所述间壁具有多个，每个间壁具有蒸汽通过口，设置各个蒸汽通过口以使冷却蒸汽在位于涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部内曲折流动。
13.如权利要求1所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，至少一个遮蔽板围绕涡轮喷嘴箱的整个外表面延伸。
14.如权利要求13所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，涡轮喷嘴箱包括至少一个壁面，其还包括：设置在所述壁面内的蒸汽冷却通路；穿过所述壁面的至少一个冷却蒸汽喷出口，用于向至少一个遮蔽板供给该冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽；将冷却蒸汽供给到冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽供给口；以及
冷却蒸汽回收口，其回收已通过位于涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部的冷却蒸汽。
15.如权利要求13所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：
间壁，其将在涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部区分为至少两个分开的空间；
其中所述至少两个分开的空间中的每一个包括：
冷却蒸汽供给口，其将冷却蒸汽供给到分开的空间内；以及
冷却蒸汽回收口，其从分开的空间回收冷却蒸汽。
16.如权利要求13所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，涡轮喷嘴箱包括至少一个壁面，其还包括：设置在所述壁面内的蒸汽冷却通路；
穿过所述壁面的至少一个冷却蒸汽喷出口，用于向位于涡轮喷嘴箱和至少一个遮蔽板之间的第二空间部供给该冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽；以及
冷却蒸汽回收口，其从位于所述壁面和至少一个遮蔽板之间的第二空间部将冷却蒸汽回收流入冷却蒸汽通路内。
17.如权利要求16所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：
间壁，其将在所述壁面和至少一个遮蔽板之间的第二空间部区分为至少两个分开的空间，其中所述至少两个分开的空间中的每一个包括：
冷却蒸汽供给口，其将冷却蒸汽供给到分开的空间内；以及
冷却蒸汽回收口，其从分开的空间回收冷却蒸汽。
18.如权利要求16所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述遮蔽板具有多个，每个遮蔽板被成形为包围在所述壁面和相应的遮蔽板之间的相应的第二空间部，
其中，在所述壁面和相应的遮蔽板之间的每个相应的第二空间部包括：
穿过所述壁面的至少一个冷却蒸汽喷出口，用于向相应的第二空间部供给冷却蒸汽通路内的冷却蒸汽；以及
穿过所述壁面的冷却蒸汽回收口，其从位于所述壁面和相应的遮蔽板之间的相应的第二空间部将冷却蒸汽回收流入冷却蒸汽通路内。
19.如权利要求18所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，在所述壁面和相应的遮蔽板之间的每个相应的第二空间部包括间壁，从冷却蒸汽喷出口向冷却蒸汽回收口设有多条冷却蒸汽流路。
20.如权利要求1所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，至少一个遮蔽板是平板。
21.如权利要求1所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，其还包括：
支承部，其连接到至少一个遮蔽板，其中所述支承部在距涡轮喷嘴箱外表面的预定距离处固定至少一个遮蔽板。
22.如权利要求1所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述遮蔽板具有多个，
其中至少两个遮蔽板彼此间隔，并且相对于涡轮喷嘴箱的外表面彼此至少局部重叠。
23.一种蒸汽涡轮机，其特征在于包括：壳体；安装在所述壳体内并可回转的转子，在所述转子和所述壳体之间具有第一空间部；设置在涡轮机内的多个涡轮机级，至少一个涡轮机级包括涡轮喷嘴并包括固定到所述转子的转动叶片；包括所述至少一个涡轮机级的蒸汽通路；涡轮喷嘴箱，其位于在所述壳体和所述转子之间的第一空间部中，用于给蒸汽通路提供加热的蒸汽；遮蔽板，其邻近所述涡轮喷嘴箱的外表面，间断地或者密封地覆盖所述涡轮喷嘴箱，
其中至少一个遮蔽板是波纹板。
24.一种蒸汽涡轮机，其特征在于包括：壳体；安装在所述壳体内并可回转的转子，在所述转子和所述壳体之间具有第一空间部；设置在涡轮机内的多个涡轮机级，至少一个涡轮机级包括涡轮喷嘴并包括固定到所述转子的转动叶片；包括所述至少一个涡轮机级的蒸汽通路；涡轮喷嘴箱，其位于在所述壳体和所述转子之间的第一空间部中，用于给蒸汽通路提供加热的蒸汽；遮蔽板，其邻近所述涡轮喷嘴箱的外表面，间断地或者密封地覆盖所述涡轮喷嘴箱；以及
支承部，其连接到至少一个遮蔽板，其中所述支承部在距涡轮喷嘴箱外表面的预定距离处固定至少一个遮蔽板，以在至少一个遮蔽板和喷嘴板之间形成第二空间部，并且允许冷却蒸汽在第二空间部内流动。
25.如权利要求24所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，至少一个遮蔽板包括多个遮蔽板，
其中至少两个遮蔽板相对于喷嘴板的外表面位于不同的距离处。
26.如权利要求25所述的蒸汽涡轮机，其特征在于，所述至少两个遮蔽板相对于涡轮喷嘴箱的外表面彼此至少局部重叠，并且在所述至少两个遮蔽板之间形成另外的冷却蒸汽通路，用于使冷却蒸汽平行于在第二空间部内流动的冷却蒸汽而流动。
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