CN202065017U - 汽轮机模块的排放装置、汽轮机模块及其内部结构 - Google Patents

Abstract

一种汽轮机模块的蒸汽排放装置，所述装置具有被提供有蒸汽扩压器(5a、5b)的蒸汽出口管(4a、4b)，所述蒸汽出口管(4a、4b)通过允许蒸汽被引导的蒸汽扩压器的表面(8a、8b)并且通过蒸汽出口底壁(7a、7b)限定。所述蒸汽排放装置包括圆形或半圆形的刚性轴毂(13a、13b)，蒸汽扩压器(5a、5b)被固定在所述刚性轴毂(13a、13b)上，将所述蒸汽排放装置支撑在刚性框架(20a、20b)上的刚性紧固装置(6a、6b)被固定在所述刚性轴毂(13a、13b)上。本实用新型还涉及汽轮机模块的内部结构并且涉及汽轮机模块。

Description

汽轮机模块的排放装置、汽轮机模块及其内部结构

技术领域

本实用新型涉及汽轮机领域。这种类型的汽轮机通常包括多个模块，所述多个模块包括高压模块、一个或多个低压模块以及可能的中间中压模块。更特别地，本实用新型涉及低压模块，但可以适用于高压和中压模块。本实用新型涉及汽轮机模块的排放装置、汽轮机模块及其内部结构。

背景技术

例如，这些汽轮机被用于电力生产设备中，其中，汽轮机驱动产生电力的发电机。这种设备可以用化石型能量或非传统能量操作。

本实用新型的目的涉及汽轮机的排放装置。另外涉及内部结构和汽轮机模块。另一目的是用于这种汽轮机的扩压器。

图1示出了由本申请人发布的现有技术排放装置。在图示中，蒸汽汽流的方向用箭头F示意。汽流通过蒸汽扩压器的表面8和蒸汽出口底壁7引导。蒸汽扩压器5的引导表面8具有围绕对应于汽轮机转子回转轴线的回转轴线AA分岔的回转表面的形状。传统地，这种蒸汽扩压器通过在铸造厂成型而制造。蒸汽扩压器5以特别笨重的外形而著名。这种笨重的外形是为保证由内部本体15和蒸汽排放装置形成的组件的整体机械抵抗能力所必须的。确实，蒸汽扩压器5被通过端部14直接连接至蒸汽出口底壁7上，端部14通过紧固装置6而置于蒸汽出口4的一侧。通过与蒸汽出口4对置的端部，蒸汽扩压器承载着汽轮机模块的内部本体(图中未示出)。因此蒸汽扩压器的尺寸必须设置成足以支撑其自身的重量并且在蒸汽排放装置和内部主体之间传递载荷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种蒸汽排放装置、具有此蒸汽排放装置的汽轮机模块的内部结构以及这种汽轮机模块，以克服前述现有技术中的缺陷。

本实用新型提供了通过改进机械性能从而实现蒸汽排放装置、内部结构和更简单的汽轮机模块的解决方法。因为零件的尺寸和重量巨大(直径几米)并且承受很高的热、机械和振动应力，所以发现一种不同于现有技术的实施方式很不容易。

根据本实用新型的第一特征，排放装置显示出被提供有蒸汽扩压器的蒸汽出口管。蒸汽出口管通过下述限定：

-适于引导蒸汽汽流的蒸汽扩压器的表面，和

-蒸汽出口底壁。

蒸汽排放装置包括蒸汽扩压器固定于其上的圆形或半圆形刚性轴毂。

在轴毂上固定有用于将排放装置支撑在刚性框架上的刚性紧固装置。通过这种解决方法获得优势在于实现了简易性并且提高了机械阻抗。

下面给出详细描述。

根据特殊特征，刚性紧固装置包括一组延伸通过蒸汽出口管的刚性杆。杆的一端安装在轴毂上。本特征允许紧固装置在轴毂内实现简易安置并具有良好性能。

根据另一特殊特征，杆的另一端固定在出口底壁上，用于被所述刚性框架支撑。因此，在刚性框架和轴毂之间获得直接机械连接。

根据另一特征，具有一种汽轮机模块的内部结构，其包括如上所述的蒸汽排放装置并且显示出被构造成适于接收汽轮机转子的内部本体。所述内部本体在每侧分别被蒸汽轴毂支撑。本特征允许不借助于扩压器而形成内部本体的简单且稳定的组件。

根据本实用新型的另一方面，具有一种汽轮机模块，其包括被构造成适于接收汽轮机的低压模块的转子的内部本体。内部本体在每侧分别被排放装置的轴毂支撑，并且排放装置具有用于将内部本体支撑在刚性框架上的支撑装置。

根据优选特征，支撑装置被固定在蒸汽出口底壁上。因此，在紧固装置、轴毂和内部主体之间实现了连续机械连接。

根据另一优选特征，支撑装置还承载着支撑所述转子旋转的支架。

上述特征能够建立转子和内部本体之间的相对位置，因为它们被同一零件支撑。

根据另一特征，排放装置、内部结构或汽轮机模块包括具有蒸汽引导表面的蒸汽扩压器。蒸汽引导表面具有绕回转轴线的加宽回转形状，并且包括彼此焊接到一起的若干个板部分。蒸汽扩压器被装配在轴毂上。因此，因为扩压器不再参与内部本体单元/排放装置组件的整体机械抵抗能力，所以可以大大减轻重量。另外，制造过程可以很容易地适应所述蒸汽扩压器的结构，以改变包括内部本体和蒸汽排放装置的组件的特征频率。因此，这种组件不可能与蒸汽网络的频率共振，例如，通过选取设置于扩压器上的板部分的尺寸和厚度，以及连接至所述扩压器上的杆的长度。

附图说明

其他特征和优势在阅读了下面关于通过示例而示意的附属图示的描述时变得更显然：

-图1表示申请人揭露的现有技术排放装置；

-图2表示沿轴向剖面的根据本实用新型的汽轮机模块；

-图3是沿示意出扩压器的第一实施例的图4的III-III的剖视图；

-图4示出了根据第一实施例的扩压器和紧固装置的透视图；

-图5是沿示意出扩压器的第二实施例的图6的V-V的剖视图；

-图6示出了根据第二实施例的扩压器和紧固装置的透视图。

具体实施方式

图2表示低压汽轮机模块，其相对于垂直于汽轮机回转轴线AA的对称平面S具有对称结构。位于此对称平面S每侧的相同零件具有带a或b标记的相同参考标记。模块具有提供有转子2的轴1。转子承载着叶轮组，这里是两个五轮组，定义为用于蒸汽膨胀的许多级。轮子的数目可以根据机械的大小而不同。轴1按照回转轴线AA回转。蒸汽进口3位于两组轮子之间的转子2中心处。蒸汽出口管4a、4b位于进口3的每一侧。轮子组件在固定的内部本体15内旋转。内部本体15支撑着两组定叶片。

定叶片的每一个布置于一个叶轮附近。

位于出口4a、4b侧上的每一个端部，内部本体15接纳蒸汽扩压器5a、5b。每个蒸汽扩压器5a、5b被直接定位在最后一个叶轮，也就是具有最大直径的叶轮，输出的后面。与蒸汽接触的蒸汽扩压器的表面8a、8b具有分岔蒸汽扩压器的形状，以减慢蒸汽的流速并且允许转子2重新获得蒸汽的动能。因此，最大化了最后一级汽轮机的效率。(每个)表面8a、8b的形状是分岔的，也就是，扩压器的通道截面朝向蒸汽出口4a、4b逐渐增大。蒸汽扩压器5a、5b通过分别属于内部本体15和扩压器5a、5b上的圆形或半圆形凸缘9a、9b、11a、11b固定到内部本体15上。每个蒸汽扩压器5a、5b通过刚性紧固装置6a、6b支撑，用于将它们压平到蒸汽出口底壁7a、7b上，导引蒸汽出口管4a、4b内的蒸汽。每个壁7a、7b通过刚性框架20a、20b例如底座支撑。刚性框架20a、20b被置于排放装置外面并且还优选被置于汽轮机模块外面。

每个扩压器5a、5b被装配并固定到与扩压器的相应凸缘11a、11b集成为一体的相应裙部10a、10b上。相应裙部10a、10b和凸缘11a、11b被彼此焊接在一起从而形成刚性轴毂13a、13b。轴毂13a、13b具有圆，优选半圆，的环形形式(参考图4和6)，以便于构造和装配。刚性紧固装置6a、6b被直接安置于轴毂13a、13b中。刚性紧固装置6a、6b包括一组刚性杆。刚性杆6a、6b在其一端被固定，优选通过焊接，到轴毂13a、13b上，并且在其相反一端被固定到出口底壁7a、7b上。壁7a、7b具有通过上面固定有刚性杆6a、6b的环形平面部分在其外围延伸的圆锥形部分70，圆锥形部分70包括若干个圆锥形段。包括支撑板18a、18b的支撑装置被固定在圆锥形部分70上并且支撑在刚性框架20a、20b上。杆6a、6b到轴毂13a、13b上的固定可以通过将杆插入到在轴毂裙部的厚度中实现的钻孔或凹陷21内而得以改进(可以参照图4的上部分)。每个支撑板18a、18b承载着支撑转子2旋转的轴承19a、19b。

由支撑板18a、18b，出口底壁7a、7b，刚性紧固装置6a、6b，轴毂13a、13b和蒸汽扩压器5a、5b形成的子组件构成蒸汽排放装置。具有优势地，此蒸汽排放装置可以在其装配到汽轮机模块内之前表现成预装配的形状。为了有助于构造和装配，排放装置包括两个半子组件，例如如图4中所示意的。这两个子组件在汽轮机模块的联接平面内被连接到一起。

由在每侧通过凸缘9a、9b、11a、11b固定到两个排放装置上的内部本体15形成的组件构成汽轮机模块的内部结构。因此，内部本体15设置于两个蒸汽排放装置之间并且被它们支撑。刚性框架20a、20b在每侧通过支撑板18a、18b承载着此内部结构。刚性框架20a、20b还通过固定到支撑板18a、18b上的轴承19a、19b承载着转子2。

全部刚性杆6a、6b被刚性地并且直接固定在轴毂13上并且固定到由刚性框架20a、20b支撑的出口底壁7a、7b上。内部本体15被刚性固定在轴毂13上。因此，轴毂13a、13b被通过刚性紧固装置6a、6b刚性连接在刚性框架20a、20b上。轴毂一方面稳定地支撑内部本体15，另一方面稳定地支撑形成扩压器5a、5b的零件，扩压器5a、5b成为不再参与整体机械抵抗能力的内部结构的装置。轴毂13a、13b不经过扩压器5a、5b直接连接内部本体15和刚性紧固装置6a、6b。因此，在图1中表述的扩压器5不再必须支撑(通过其端部14)扩压器5的重量，也不再必须支撑内部本体的重量。因而，扩压器5可以大大减小重量并且以比现有技术简单的方式制造，例如作为装配到轴毂上的成型零件，但优选作为机械焊接的零件，如下面揭露的。机械焊接特别适于如上所述的结构，因为，一方面，重量被显著减小了，这可以在保证其机械抗力的同时减小机械的总重量，并且另一方面，有助于调整内部结构的特征频率。降低了振动风险。

优选地，扩压器被由若干个板部分制成，这些板部分预先通过冷加工成形然后通过焊接组装在一起以得到扩压器5a、5b的分岔回转表面8a。扩压器5a、5b被装配到轴毂13a、13b上。

图3和4示意了第一实施例。扩压器包括在图4中示意的下半部分16，类似于下半部分16的上半部分17被安装于其上。扩压器5a具有裙部10a固定于其上的半圆形凸缘11a，裙部10a也是半圆形。整个组件形成半圆的环形刚性轴毂13a。在图3中示出了四个板部分T1、T2、T3、T4。每个板部分由预先在金属板上切割出的条带制成。然后通过滚压成形每个条带以得到环形的部分T1、T2、T3、T4。“部分”是指圆环的圆弧形状的部分，这里是圆锥形。每个环形部分T1、T2、T3、T4具有从回转轴线AA在恒定半径R1、R2、R3、R4上延伸的边缘B1、B2、B3、B4。部分T1被沿边缘B1焊接到裙部10a上。部分T2被沿边缘B2焊接到裙部10a上并且沿边缘B3焊接到部分T3上。部分T3与部分T4被沿边缘B4焊接到一起。图4示出六组四个部分T1、T2、T3、T4被用于形成扩压器5的下半部分16。在每组部分的端部之间也进行缝合。上半部分17以类似方式形成，这里每个环形部分T1、T2、T3、T4以跨过上半部分17的整个外围的单一零件制造而成。因此，在轴线A的方向上延伸的扩压器5a显示一连串若干个环形，这里是圆锥形，部分T2、T3、T4在相应细长边缘B3、B4上彼此焊接到一起。所使用的部分的数目根据需要可以不同。实际上，上和下半部分17和16优选制成相同的形式。

每个环形部分T1、T2、T3、T4显示出生成线G1、G2、G3、G4，它们绕回转轴线AA的旋转生成分岔回转表面8a的形状的一部分：在本第一实施例中，每个生成线是相对于轴线AA倾斜的直线的一段。不同部分的组合能够获得逼近允许蒸汽膨胀的扩压器的表面形式的表面8a。在滚压过程中，将使用具有直线生成线的棍子，从而获得圆锥形部分。

图5和6示意了第二实施例。下面将省略关于图3和4已经描述的零件的描述。

这里，第一实施例的环形部分T2、T3、T4被单一环形部分T5代替，所述环形部分T5在裙部10a的半径R2上延伸的细长边缘B5的整个长度上被焊接。环形部分T5具有弯曲的生成线G5。曲率设置成可以获得扩压器的表面8a。弯曲形状具有在图5中示出的曲率半径R5。此曲率通过具有对应于要得到的表面8a的外形的曲率的滚压凸面和/或凹面棍子而形成。

请注意，在部分T1和T5之间，例如通过机械加工而成形裙部端部10a而获得回转表面8a。相同的特征也存在于第一实施例的部分T1和T2之间。

在图6中只使用了一个部分T5形成扩压器5a的下半部分16。如果需要可以使用若干个部分。

如上所述的解决方法可以获得下述优势：

-排放装置重量减小约30％，

-由于扩压器不再参与整体机械抵抗能力，所以排放装置具有更有抵抗力的内部结构，

-制造过程可以很容易地适应结构，以调整内部主体-排放装置组件的特征频率并且因此避免与网络的频率共振的风险。为实现此目的，选取用于扩压器的板部分的尺寸和厚度只是具体选择问题，

-所获得组件的成本低于成型的扩压器。

Claims (9)

1.一种汽轮机模块的蒸汽排放装置，所述蒸汽排放装置具有提供有蒸汽扩压器(5a、5b)的蒸汽出口管(4a、4b)，所述蒸汽出口管(4a、4b)通过允许蒸汽被引导的所述蒸汽扩压器的表面(8a、8b)并且通过蒸汽出口底壁(7a、7b)限定，其特征在于，所述蒸汽排放装置包括具有圆形或半圆形形状之一的刚性轴毂(13a、13b)，在所述刚性轴毂(13a、13b)上固定有：

-所述蒸汽扩压器(5a、5b)；和

-刚性紧固装置(6a、6b)，其被构造成适于将所述蒸汽排放装置支撑在刚性框架(20a、20b)上。

2.根据权利要求1所述的蒸汽排放装置，其特征在于，所述刚性紧固装置包括一组延伸通过所述蒸汽出口管(4a、4b)的刚性杆(6a、6b)，每个刚性杆(6a、6b)的第一端被安置于所述轴毂(13a、13b)内。

3.根据权利要求2所述的蒸汽排放装置，其特征在于，每个刚性杆的第二端被固定在所述蒸汽出口底壁(7a、7b)上，从而由所述刚性框架(20a、20b)支撑。

4.一种包括根据权利要求1至3中任一所述的蒸汽排放装置的汽轮机模块的内部结构，其特征在于，所述内部结构具有用于接纳汽轮机转子(2)的内部本体(15)，所述内部本体(15)在每侧分别被所述刚性轴毂(13a、13b)支撑。

5.一种包括用于接纳汽轮机转子(2)的内部本体(15)的汽轮机模块，其特征在于，所述内部本体(15)在每侧分别被根据权利要求1至3中任一所述的蒸汽排放装置的所述刚性轴毂(13a、13b)支撑，所述汽轮机模块包括所述刚性框架，所述蒸汽排放装置具有将所述内部本体(15)支撑在所述刚性框架(20a、20b)上的支撑装置(18a、18b)。

6.根据权利要求5所述的汽轮机模块，其特征在于，所述支撑装置(18a、18b)被固定在所述蒸汽出口底壁(7a、7b)上。

7.根据权利要求5或6所述的包括汽轮机转子(2)的汽轮机模块，其特征在于，所述支撑装置(18a、18b)承载着用于支撑所述汽轮机转子(2)旋转的轴承(19a、19b)。

8.根据权利要求1至7中任一所述的排放装置、内部结构或汽轮机模块，其特征在于，所述蒸汽扩压器的表面(8a、8b)具有围绕回转轴线(AA)分岔的回转表面的形式，所述蒸汽扩压器的表面(8a、8b)包括被成形且彼此焊接到一起、并且装配到所述刚性轴毂(13a、13b)上的若干个板部分。

9.根据权利要求8所述的排放装置、内部结构或汽轮机模块，其特征在于，每个板部分具有环形部分(T1、T2、T3、T4、T5)，所述环形部分具有相对于所述回转轴线(AA)在恒定半径(R1、R2、R3、R4)上延伸的边缘(B1、B2、B3、B4、B5)。

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