JP2014092155A - Turbine cowling system - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で開示される主題は、蒸気タービンシステムのシェルに関する。より具体的には、蒸気タービンシステムの低圧内側ケーシングのためのカウリングシステム（例えば、加工シートメタルシェル）に関し、該カウリングシステムは、熱的（例えば、断熱、遮熱、その他）及び流れガイド（誘導）装置として構成される。 The subject matter disclosed herein relates to a shell of a steam turbine system. More specifically, with respect to a cowling system (eg, a processed sheet metal shell) for a low pressure inner casing of a steam turbine system, the cowling system includes thermal (eg, insulation, thermal insulation, etc.) and flow guide (induction). ) Configured as a device.
蒸気タービンシェルは、例えば、蒸気タービンの高圧（ＨＰ）、中圧（ＩＰ）、及び／又は低圧（ＬＰ）セクションを含む部品である。従来の蒸気タービンシェル／カウリングは、タービンの内側ケーシングに恒久的に取り付けることができる複数の部品を含む。実際には、この複数の部品は、蒸気タービン及び蒸気タービン部品の断熱を助ける。蒸気タービン及び／又は内側ケーシングへの恒久的接続、並びに部品の各々の互いに対する構成、向き、及び相互関連性の結果として、蒸気タービンの周りのカウリングの製造及び組み立ては、十分な遮熱及び適切な組み立てを可能にするために蒸気タービン製造中に実施しなければならない労働集約的プロセスとすることができる。しかしながら、この複数の部品の組み立て並びにこれらの蒸気タービン内側ケーシングへの恒久的接続は、将来の保守管理作業及び手順が複雑になり、蒸気タービンの構築及び組み立てが複雑で長時間になる可能性がある。加えて、内側ケーシングの周りに配置されるこれらの複数の部品は、内側ケーシングの周りの蒸気タービンシステムの復水器への蒸気流路の一部と干渉し及び／又は妨害する可能性がある。 A steam turbine shell is a component that includes, for example, a high pressure (HP), intermediate pressure (IP), and / or low pressure (LP) section of a steam turbine. A conventional steam turbine shell / cow ring includes a plurality of parts that can be permanently attached to the inner casing of the turbine. In practice, this plurality of parts helps to insulate the steam turbine and steam turbine parts. As a result of the permanent connection to the steam turbine and / or inner casing, and the configuration, orientation, and interrelationship of each of the components relative to each other, the manufacture and assembly of the cowling around the steam turbine is sufficient for heat insulation and proper It can be a labor intensive process that must be performed during steam turbine manufacture to enable proper assembly. However, the assembly of these multiple parts and their permanent connection to the steam turbine inner casing can complicate future maintenance operations and procedures, and the construction and assembly of the steam turbine can be complex and lengthy. is there. In addition, these multiple components located around the inner casing can interfere with and / or interfere with a portion of the steam flow path to the steam turbine system condenser around the inner casing. .
蒸気タービンカウリングシステムが開示される。１つの実施形態において、蒸気タービンカウリングシステムは、蒸気タービンの内側ケーシングに近接して配置されるように構成された下側部分と、下側部分及び内側ケーシングの少なくとも１つに接続され、蒸気タービンの内側ケーシングに近接して配置されて内側ケーシングの周りに実質的に流路を定めるような形状にされた上側部分とを含む。 A steam turbine cowling system is disclosed. In one embodiment, the steam turbine cowling system is connected to a lower portion configured to be disposed proximate to an inner casing of the steam turbine, and to at least one of the lower portion and the inner casing, the steam turbine An upper portion disposed adjacent to the inner casing and shaped to substantially define a flow path around the inner casing.
本発明の第１の態様は、蒸気タービンカウリングシステムを含み、該蒸気タービンカウリングシステムは、蒸気タービンの内側ケーシングに近接して配置されるように構成された下側部分と、下側部分及び内側ケーシングに接続され、蒸気タービンの内側ケーシングに近接して配置されるよう構成された上側部分とを含み、該上側部分が、内側ケーシングの周りに実質的に流路を定める。 A first aspect of the present invention includes a steam turbine cowling system, the steam turbine cowling system comprising a lower portion configured to be disposed proximate to an inner casing of the steam turbine, and a lower portion and an inner portion. An upper portion connected to the casing and configured to be disposed proximate to the inner casing of the steam turbine, wherein the upper portion substantially defines a flow path around the inner casing.
本発明の第２の態様は、下側カウリング部分に接続され且つ蒸気タービンの内側ケーシングを実質的に相補するように構成された上側カウリング部分を含み、該上側カウリング部分が、蒸気タービンの内側ケーシングに近接して配置されて実質的に内側ケーシングの周りに流路を定めるように構成されている。 A second aspect of the invention includes an upper cowling portion connected to the lower cowling portion and configured to substantially complement the inner casing of the steam turbine, wherein the upper cowling portion is an inner casing of the steam turbine. And is configured to define a flow path substantially around the inner casing.
本発明の第３の態様は、ロータ部材と、該ロータ部材を少なくとも部分的に囲むステータ部材とを有する蒸気タービンを含み、ステータ部材が、外部ケーシングと、外部ケーシング内に配置された内部ケーシングと、外部ケーシングと内部ケーシングとの間に配置される蒸気タービンカウリングシステムとを含み、該蒸気タービンカウリングシステムが、内側ケーシングに近接して配置されるように構成された下側部分と、下側部分及び内側ケーシングの少なくとも１つに接続されて蒸気タービンの内側ケーシングに近接して配置されるよう構成された上側部分とを含み、該上側部分が、内側ケーシングの周りに実質的に流路を定める。 A third aspect of the present invention includes a steam turbine having a rotor member and a stator member at least partially surrounding the rotor member, the stator member being an outer casing and an inner casing disposed within the outer casing. A steam turbine cowling system disposed between the outer casing and the inner casing, wherein the steam turbine cowling system is configured to be disposed proximate to the inner casing; and the lower portion And an upper portion connected to at least one of the inner casings and configured to be disposed proximate to the inner casing of the steam turbine, wherein the upper portion substantially defines a flow path around the inner casing. .
本発明のこれら及び他の特徴は、本発明の種々の実施形態を示した添付図面を参照しながら、本発明の種々の態様に関する以下の詳細な説明から容易に理解されるであろう。 These and other features of the present invention will be readily understood from the following detailed description of various aspects of the invention, with reference to the accompanying drawings, which illustrate various embodiments of the invention.
本発明の図面は縮尺通りではない点に留意されたい。当該図面は、本発明の典型的な態様のみを描くことを意図しており、従って、本発明の範囲を限定するものとみなすべきではない。各図面の間で同じ符号が付けられた要素は、互いを参照して説明されるように実質的に同様とすることができる点は理解される。更に、図１〜５に図示し参照して説明される実施形態では、同じ参照符号は同じ要素を示すことができる。明確にするために、これらの要素に関する冗長的な説明は省略している。最後に、図１〜５の部品及びこれらに付随する説明は、本明細書で記載されるあらゆる実施形態に適用することができる点は理解される。 It should be noted that the drawings of the present invention are not to scale. The drawings are intended to depict only typical aspects of the invention and therefore should not be considered as limiting the scope of the invention. It will be understood that elements labeled with the same reference between the figures may be substantially similar as described with reference to each other. Further, in the embodiments illustrated and described with reference to FIGS. 1-5, like reference numerals may indicate like elements. For clarity, redundant descriptions of these elements are omitted. Finally, it is understood that the components of FIGS. 1-5 and their accompanying descriptions can be applied to any of the embodiments described herein.
本発明の態様は、蒸気タービンカウリングシステムを提供する。具体的には、本明細書で開示される主題は、蒸気タービンの内側ケーシングの周りに流路を形成することによって、蒸気タービン部品の断熱（例えば、遮熱、蒸気タービンの熱的に過酷なセクションに近接した滞留蒸気の隔離、内側ケーシングからの排出蒸気の分離、その他）を行い、蒸気タービンシステムにおける復水器への流れガイドとして機能するよう構成された蒸気タービンカウリングシステムに関する。カウリングシステムは、内側ケーシングのセクションに近接した蒸気を隔離するような形状にすることができ、内側ケーシングの周りで復水器への蒸気流に対して連続した流れ表面を提供するよう形成され及び/又は形状にされた滑らかな表面を含むことができる。 Aspects of the invention provide a steam turbine cowling system. In particular, the subject matter disclosed herein provides heat insulation of a steam turbine component (eg, heat insulation, thermal harshness of the steam turbine) by forming a flow path around the inner casing of the steam turbine. The present invention relates to a steam turbine cowling system configured to isolate stagnant steam adjacent to a section, separate exhaust steam from an inner casing, etc., and serve as a flow guide to a condenser in the steam turbine system. The cowling system can be configured to sequester steam proximate to a section of the inner casing and is configured to provide a continuous flow surface around the inner casing for steam flow to the condenser and It can include a smooth surface that is / or shaped.
本明細書で記載されるように、従来の蒸気タービンシェルは、タービン部品を断熱するため内側ケーシング上に配置された複数の部品を含む。しかしながら、この複数の部品は、蒸気タービンシステムの組み立てを複雑にして長期化させ、蒸気タービン自体との同時製造及び組み立て（例えば、カスタマイズ化）が必要となる可能性がある。加えて、この複数の部品は、内側ケーシングの上部から内側ケーシングの下方の復水器への蒸気流を妨げ及び/又は妨害する可能性がある。更に、この複数の部品は、構築及び組み立ての結果として、蒸気タービンの周りの蒸気流を遮断し、及び／又は部品間に蒸気が流れることができるギャップを含み、これにより部品の断熱能力を最小限にする可能性がある。 As described herein, a conventional steam turbine shell includes a plurality of components disposed on an inner casing to insulate turbine components. However, the multiple parts can complicate and lengthen the assembly of the steam turbine system and may require simultaneous manufacture and assembly (eg, customization) with the steam turbine itself. In addition, the plurality of parts can impede and / or impede steam flow from the top of the inner casing to the condenser below the inner casing. Further, the multiple parts include gaps that, as a result of construction and assembly, interrupt the steam flow around the steam turbine and / or allow steam to flow between the parts, thereby minimizing the thermal insulation capacity of the parts. There is a possibility to limit.
蒸気タービンの内側ケーシングの従来のシェルとは対照的に、本発明の態様は、蒸気タービンの一部を断熱し、内側ケーシングの上部から復水器への流路を形成するよう構成されたカウリングを提供する。カウリングは、内側ケーシングの周りに実質的に配置され且つケーシングの上部からの蒸気の流れガイドとして構成された部品のセットを含む。一部の実施形態において、カウリングは、内側ケーシングの周りに非恒久的に配置され、これにより技術者が内側ケーシングにアクセスできるようにすることができる分離可能な部品（例えば、上側半部分）のセットを含む。 In contrast to a conventional shell of an inner casing of a steam turbine, aspects of the present invention provide a cowling configured to insulate a portion of the steam turbine and form a flow path from the top of the inner casing to the condenser. I will provide a. The cowling includes a set of parts arranged substantially around the inner casing and configured as a steam flow guide from the top of the casing. In some embodiments, the cowling is non-permanently disposed around the inner casing, thereby allowing a detachable part (eg, upper half) that can allow a technician to access the inner casing. Includes set.
一部の実施形態において、カウリングシステムは、内側蒸気タービンケーシングに接続（例えば、恒久的に）された下側部分（例えば、半部分）と、内側蒸気タービンケーシングの周りに実質的に配置され、蒸気ガイド及び／又は内側ケーシングに取り外し可能（例えば、分離可能に、解除可能に結合され、その他）に接続された上側部分（例えば、半部分）とを含む。この実施形態において、カウリングシステムは、内側蒸気タービンケーシングに実質的に近接して（例えば、熱変動／膨張クリアランスで、幾何学的制約により制限される程近接して、その他で）配置することができる。 In some embodiments, the cowling system is disposed substantially around the inner steam turbine casing, with a lower portion (e.g., a half) connected (e.g., permanently) to the inner steam turbine casing, A steam guide and / or an upper portion (eg, a half) detachably connected to the inner casing (eg, releasably, releasably coupled, etc.). In this embodiment, the cowling system can be positioned substantially close to the inner steam turbine casing (eg, close to the thermal fluctuation / expansion clearance, so close as limited by geometric constraints, etc.). it can.
１つの実施形態において、カウリングシステムは、実質的に滑らかな表面を含むことができ、蒸気タービンの排気フード下部流れプレートの外部に流れを配向するよう構成することができる。１つの実施形態において、カウリングシステムは、蒸気タービンの内側ケーシングに対してある距離に配置することができ、これにより技術者が内側ケーシングにアクセス（例えば、水平継手ボルト及びタービン部品へのアクセス、内側ケーシング分解、その他）できるようになる。カウリングシステム及び本明細書で記載される装置の技術的作用は、タービン部品に対して断熱（例えば、遮熱）を提供し、蒸気タービンシステムにおける復水器に向けた流れガイドを形成することである。 In one embodiment, the cowling system can include a substantially smooth surface and can be configured to direct flow out of the steam turbine exhaust hood lower flow plate. In one embodiment, the cowling system can be positioned at a distance relative to the inner casing of the steam turbine so that the technician has access to the inner casing (eg, access to horizontal joint bolts and turbine components, inner Casing disassembly, etc.). The technical operation of the cowling system and the apparatus described herein is to provide thermal insulation (eg, heat insulation) to the turbine components and to form a flow guide toward the condenser in the steam turbine system. is there.
図面を参照すると、内側ケーシングから復水器への流路を形成することによって、蒸気タービン部品の断熱（例えば、遮熱）を行い、復水器への流れガイドとして機能するよう構成されたシステム及び装置の実施形態が示されている。図における部品の各々は、従来の手段、例えば、共通の導管、又は図１〜５に示すような他の公知の手段を介して接続することができる。図面を参照すると、図１は、ガスタービン又は蒸気タービンの部分切り欠き斜視図を示す。タービン１０は、ロータ１２を含み、該ロータは、回転シャフト１４と、軸方向に離間した複数のロータホイール１８とを含む。各ロータホイール１８には、複数の回転ブレード２０が機械的に結合される。より具体的には、ブレード２０は、各ロータホイール１８の周りに円周方向に延びる列を成して配列される。複数の固定ベーン２２が、シャフト１４の周りに円周方向に延び、ベーンは、ブレード２０の隣接する列間に軸方向に位置付けられる。固定ベーン２２は、ブレード２０と協働して段を形成し、また、タービン１０を通る蒸気流路の一部を定める。 Referring to the drawings, a system configured to insulate (eg, heat shield) steam turbine components by forming a flow path from the inner casing to the condenser and to function as a flow guide to the condenser. And an embodiment of the apparatus is shown. Each of the components in the figures can be connected via conventional means, such as a common conduit or other known means as shown in FIGS. Referring to the drawings, FIG. 1 shows a partially cutaway perspective view of a gas turbine or steam turbine. The turbine 10 includes a rotor 12 that includes a rotating shaft 14 and a plurality of axially spaced rotor wheels 18. A plurality of rotating blades 20 are mechanically coupled to each rotor wheel 18. More specifically, the blades 20 are arranged in rows extending circumferentially around each rotor wheel 18. A plurality of stationary vanes 22 extend circumferentially around the shaft 14 and the vanes are positioned axially between adjacent rows of blades 20. The stationary vanes 22 cooperate with the blades 20 to form a stage and define a portion of the steam flow path through the turbine 10.
作動中、ガス又は蒸気２４は、タービン１０の入口２６に流入し、固定ベーン２２を通って送られる。ベーン２２は、ガス又は蒸気２４をブレード２０に対して下流側に配向する。ガス又は蒸気２４は、残りの段を通過してブレード２０に力を加え、シャフト１４を回転させるようにする。タービン１０の少なくとも１つの端部は、回転シャフト１２から離れて軸方向に延びることができ、限定ではないが、発電機及び／又は別のタービンのような負荷又は機械装置（図示せず）に取り付けることができる。 During operation, gas or steam 24 flows into the inlet 26 of the turbine 10 and is routed through the stationary vanes 22. The vane 22 directs the gas or vapor 24 downstream with respect to the blade 20. The gas or vapor 24 passes through the remaining stages and applies force to the blade 20 causing the shaft 14 to rotate. At least one end of the turbine 10 can extend axially away from the rotating shaft 12 and includes, but is not limited to, a load or mechanical device (not shown) such as a generator and / or another turbine. Can be attached.
１つの実施形態において、タービン１０は、５つの段を含むことができる。５つの段は、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、及びＬ４と呼ばれる。段Ｌ４は、第１の段であり、５つの段のうちの（半径方向で）最小の段である。段Ｌ３は、第２の段であり、軸方向で次の段である。段Ｌ２は、第３の段であり、５つの段のうちの中間に示される。段Ｌ１は、第４の段であり、最後から２番目の段である。段Ｌ０は、最終段であり、（半径方向で）最大の段である。５つの段は一例として示されているに過ぎず、各タービンは、５つよりも多い又は少ない段を有することができる点を理解されたい。また、本明細書で記載されるように、本発明の教示は、必ずしも複数段のタービンが必須ではない。 In one embodiment, turbine 10 may include five stages. The five stages are called L0, L1, L2, L3, and L4. Stage L4 is the first stage and is the smallest (in the radial direction) of the five stages. Stage L3 is the second stage and is the next stage in the axial direction. Stage L2 is the third stage and is shown in the middle of the five stages. Stage L1 is the fourth stage and is the second stage from the end. Stage L0 is the last stage and is the largest stage (in the radial direction). It should be understood that the five stages are shown by way of example only, and that each turbine may have more or less than five stages. Also, as described herein, the teachings of the present invention do not necessarily require a multi-stage turbine.
図２を参照すると、幾つかの実施形態による、カウリングシステム２００を含む蒸気タービンシステム１００の一部の３次元分解斜視図が示される。この実施形態において、蒸気タービンシステム１００は、内側ケーシング１９０に接続され及び／又はこれを支持するよう構成されたベース１５０を含む。キャップ１４０は、ベース１５０に接続され、内側ケーシング１９０の周りに配置されて、実質的に収容式の蒸気タービンシステム１００を形成することができる。内側ケーシング１９０は、下側半部分ケーシング１７０と、該下側半部分ケーシング１７０に接続され及び／又は下側半部分ケーシング１７０と相補し且つ実質的にタービン部品１７４（例えば、ロータ、ベーン、シール、流路、その他）のセットの周囲に及び／又はこれらを通過する流路「Ａ」を定める上側半部分ケーシング１６０とを含むことができる。１つの実施形態において、カウリングシステム２００は、内側ケーシング１９０及びベース１５０とキャップ１４０との間に配置することができる。カウリングシステム２００は、実質的に内側ケーシング１９０の周りに配置され、蒸気タービンシステム１００の部品及び／又は一部を断熱（例えば、熱的に）するよう構成することができる。１つの実施形態において、カウリングシステム２００は、内側ケーシング１９０の周りに（例えば、カウリングシステム２００と内側ケーシング１９０との間に）流路１９２を実質的に定めることができる。流路１９２は、内側ケーシング１９０の上部から、ベース１５０内に配置され及び／又は接続された復水器まで延びることができる。１つの実施形態において、カウリングシステム２００は、流路１９２の流れガイド（例えば、円滑経路、空力経路、その他）として構成することができる。流路１９２は、蒸気経路から出る蒸気を復水器に至るまで配向するような形状にされた上側半部分内側ケーシング１６０上に円滑表面を含むことができる。１つの実施形態において、流路１９２の円滑表面は、圧力要件を低減することができる。内側ケーシングセグメント（例えば、内側ケーシング１９０）の従来のシェルシステムとは対照的に、図示され且つ本明細書で記載されるカウリングシステム２００は、断熱を提供し、内側ケーシング１９０の周りに流路１９２を定める。加えて、カウリングシステム２００は、分離可能部品（例えば、上側部分１１０）を含むことができる。 Referring to FIG. 2, a three-dimensional exploded perspective view of a portion of a steam turbine system 100 that includes a cowling system 200 is shown, according to some embodiments. In this embodiment, the steam turbine system 100 includes a base 150 configured to be connected to and / or support the inner casing 190. The cap 140 can be connected to the base 150 and disposed around the inner casing 190 to form a substantially containment steam turbine system 100. The inner casing 190 is connected to the lower half casing 170 and / or is complementary to and substantially complementary to the lower half casing 170 (e.g., rotor, vane, seal). , Flow path, etc.) and / or an upper half casing 160 defining a flow path “A” passing therethrough. In one embodiment, the cowling system 200 can be disposed between the inner casing 190 and the base 150 and the cap 140. The cowling system 200 may be disposed substantially around the inner casing 190 and configured to insulate (eg, thermally) parts and / or portions of the steam turbine system 100. In one embodiment, the cowling system 200 can substantially define a flow path 192 around the inner casing 190 (eg, between the cowling system 200 and the inner casing 190). The flow path 192 can extend from the top of the inner casing 190 to a condenser disposed and / or connected within the base 150. In one embodiment, the cowling system 200 can be configured as a flow guide (eg, smooth path, aerodynamic path, etc.) for the flow path 192. The flow path 192 can include a smooth surface on the upper half inner casing 160 that is shaped to direct steam exiting the steam path to the condenser. In one embodiment, the smooth surface of the flow path 192 can reduce pressure requirements. In contrast to the conventional shell system of the inner casing segment (eg, inner casing 190), the cowling system 200 shown and described herein provides thermal insulation and a flow path 192 around the inner casing 190. Determine. In addition, the cowling system 200 can include a separable part (eg, the upper portion 110).
１つの実施形態において、カウリングシステム２００は、上側部分１１０と、互いに相補して内側ケーシング１９０の周りにカウリングシステム２００を形成するよう構成された下側部分１２０とを含むことができる。上側部分１１０及び／又は下側部分１２０は、間に流路１９２を定めるように内側ケーシング１９０に近接して配置することができる。１つの実施形態において、下側部分１２０は、内側ケーシング１９０に恒久的に接続（例えば、溶接、一体的ボルト締め、その他）することができる。上側部分１１０は、内側ケーシング１９０、流れガイド、及び／又はキャップ１４０に分離可能に接続（例えば、ボルト締め、解除可能に結合、その他）することができる。１つの実施形態において、上側部分１１０は、モジュール式であり、及び／又は保守プロセス／手順のため取り外し可能に構成することができる。１つの実施形態において、上側部分１１０及び下側部分１２０は、内側ケーシング１９０に対して熱変動クリアランス（例えば、熱膨張の変化の結果として部品間の接触／応力を回避するのに安全な距離）にて配置することができる。１つの実施形態において、上側部分１１０及び／又は下側部分１２０は、技術者の内側ケーシング１９０及びその部品へのアクセスを許容／可能にするような内側ケーシング１９０に対する距離にて配置することができる。 In one embodiment, the cowling system 200 can include an upper portion 110 and a lower portion 120 that is configured to form the cowling system 200 around the inner casing 190 in a complementary fashion. The upper portion 110 and / or the lower portion 120 can be disposed proximate to the inner casing 190 to define a flow path 192 therebetween. In one embodiment, the lower portion 120 can be permanently connected (eg, welded, integrally bolted, etc.) to the inner casing 190. The upper portion 110 can be detachably connected (eg, bolted, releasably coupled, etc.) to the inner casing 190, the flow guide, and / or the cap 140. In one embodiment, the upper portion 110 is modular and / or can be configured to be removable for maintenance processes / procedures. In one embodiment, the upper portion 110 and the lower portion 120 are thermally fluctuating with respect to the inner casing 190 (eg, a distance that is safe to avoid contact / stress between parts as a result of changes in thermal expansion). Can be arranged. In one embodiment, the upper portion 110 and / or the lower portion 120 can be positioned at a distance relative to the inner casing 190 to allow / allow access to the technician's inner casing 190 and its components. .
１つの実施形態において、カウリングシステム２００は、実質的に円滑な半径方向内向きに面する表面１９８を含み、該表面が実質的に流路１９２を定める（例えば、流れガイドとして機能する）。内側ケーシングセグメントに恒久的に接続された複数の部品を含む従来のシェル構造は、その付近での流れを妨害又は干渉する可能性があるので、これらの実質的に円滑な半径方向内向きに面する表面１９８は、内側ケーシングセグメントの従来のシェル構造の半径方向内向きに面する表面とは異なる。カウリングシステム２００は、内側ケーシング構造の全ての特徴要素及び表面（例えば、外部リブ、突出部、その他）を覆うことができる。図２に示すように、上側半部分ケーシング１６０及び下側半部分ケーシング１７０は、複数の蒸気流れチャンネル１７８を含み、該チャンネルは、ロータ装置（図の説明を簡単にするために省略）の周りを実質的に環状に延びる。すなわち、図２に示す蒸気流れチャンネル１７８は、下側半部分ケーシング１７０と上側半部分ケーシング１６０との間に延びて、ケーシングセグメントが隣接するときに流路Ａ（仮想線で示す）に沿って及び／又はその周りに蒸気流路を提供するようにする。従来のシェルシステムとは対照的に、本発明の態様は、本明細書で記載されるカウリングシステム２００（例えば、分離可能上側部分１１０及び／又は下側部分１２０を含む）によって流路ガイド／定義及び断熱（例えば、遮熱）を可能にする。例えば、図２〜３に示すように、カウリングシステム２００は、実質的に流路１９２を定め且つ蒸気タービンシステム１００に断熱を提供する距離にて内側ケーシング１９０の周りに配置することができる。カウリングシステム２００は、加工シートメタルを含むことができる。１つの実施形態において、蒸気は、流路１９２の周りを移動し、蒸気の第１の部分が下側半部分ケーシング１７０から下方の復水器まで直接通過することができ、蒸気の第２の部分が上側半部分ケーシング１６０においてスワールを生じて復水器まで排出することができるようになる。 In one embodiment, the cowling system 200 includes a substantially smooth radially inward facing surface 198 that substantially defines a flow path 192 (eg, functions as a flow guide). Conventional shell structures that include multiple parts permanently connected to the inner casing segment can obstruct or interfere with flow in the vicinity thereof, so that these substantially smooth radially inward surfaces The surface 198 is different from the radially inward facing surface of the conventional shell structure of the inner casing segment. The cowling system 200 can cover all features and surfaces (eg, external ribs, protrusions, etc.) of the inner casing structure. As shown in FIG. 2, the upper half casing 160 and the lower half casing 170 include a plurality of steam flow channels 178 around the rotor device (omitted for simplicity of illustration). Extending substantially annularly. That is, the steam flow channel 178 shown in FIG. 2 extends between the lower half casing 170 and the upper half casing 160 along the flow path A (shown in phantom) when the casing segments are adjacent. And / or provide a steam flow path therearound. In contrast to conventional shell systems, aspects of the present invention provide channel guide / definition with the cowling system 200 described herein (eg, including the separable upper portion 110 and / or the lower portion 120). And enables thermal insulation (eg heat insulation). For example, as shown in FIGS. 2-3, the cowling system 200 can be disposed around the inner casing 190 at a distance that substantially defines the flow path 192 and provides thermal insulation to the steam turbine system 100. The cowling system 200 can include processed sheet metal. In one embodiment, the steam travels around the flow path 192 so that the first portion of steam can pass directly from the lower half casing 170 to the lower condenser, and the second portion of steam. The part can swirl in the upper half casing 160 and be discharged to the condenser.
図３を参照すると、本発明の実施形態による、蒸気タービンカウリングシステム２４０の３次元斜視図が示される。この実施形態において、カウリングシステム２４０は、上側部分２１０（例えば、上側半部分ケーシング１６０（例えば、図２の内側ケーシング）と嵌合するよう構成された上側半部分シェル）と、下側部分２２０（例えば、下側半部分ケーシング１７０（例えば、図２の内側ケーシング）と嵌合するよう構成された下側半部分シェル）とを含む。１つの実施形態において、下側部分２２０は、下側半部分ケーシング１７０（例えば、内側ケーシング）の幾何形状を囲むような形状にされたチャンネル２５０を含むことができる。上側部分２１０は、流れ供給導管（明確にするために図示せず）を受け及び／又は相補するよう構成された流れ開口２１６を含むことができる。１つの実施形態において、上側部分２１０は、内側ケーシング１９０の構造において突出部を収容するような形状にされたカバー２１８のセットを含むことができる。上側部分２１０は、該上側部分２１０の周りに円周方向に配置され、内側ケーシング１９０及び／又はキャップ１４０を嵌合可能に係合するよう構成されたコネクタ２１２のセットを含むことができる。コネクタ２１２のセットは、上側部分２１０を内側ケーシング１９０及び隣接する部品の周りに固定し及び／又は配向することができる。 Referring to FIG. 3, a three-dimensional perspective view of a steam turbine cowling system 240 is shown according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the cowling system 240 includes an upper portion 210 (eg, an upper half shell configured to mate with an upper half casing 160 (eg, the inner casing of FIG. 2)) and a lower portion 220 ( For example, a lower half casing 170 (eg, a lower half shell configured to mate with an inner casing of FIG. 2). In one embodiment, the lower portion 220 can include a channel 250 shaped to enclose the geometry of the lower half casing 170 (eg, the inner casing). Upper portion 210 can include a flow opening 216 configured to receive and / or complement a flow supply conduit (not shown for clarity). In one embodiment, the upper portion 210 can include a set of covers 218 that are shaped to accommodate protrusions in the structure of the inner casing 190. The upper portion 210 can include a set of connectors 212 that are circumferentially disposed about the upper portion 210 and configured to matably engage the inner casing 190 and / or cap 140. The set of connectors 212 can secure and / or orient the upper portion 210 around the inner casing 190 and adjacent components.
１つの実施形態において、下側部分２２０及び／又は上側部分２１０は、実質的に円滑な半径方向内向きに面する表面１９８のセットを含むことができ、該表面１９８は、内側ケーシング１９０の周りに実質的に流路１９２を定める。下側部分２２０及び／又は上側部分２１０は、水平継手／表面２８０のセットにて接続することができる。 In one embodiment, the lower portion 220 and / or the upper portion 210 can include a substantially smooth set of radially inwardly facing surfaces 198 that surround the inner casing 190. Substantially defining a flow path 192. The lower portion 220 and / or the upper portion 210 can be connected by a horizontal joint / surface 280 set.
図４を参照すると、複数シャフト複合サイクル発電プラント５００の一部の概略図が示される。複合サイクル発電プラント５００は、例えば、発電機５７０に動作可能に接続されるガスタービン５８０を含むことができる。発電機５７０及びガスタービン５８０は、シャフト５１５によって機械的に結合することができ、これによりガスタービン５８０の駆動シャフト（図示せず）と発電機５７０との間でエネルギーを伝達することができる。図４にはまた、ガスタービン５８０及び蒸気タービン５９２に動作可能に接続された熱交換器５８６が示されている。熱交換器５８６は、従来の導管（符号は省略）を介してガスタービン５８０及び蒸気タービン５９２の両方に流体接続することができる。ガスタービン５８０及び／又は蒸気タービン５９２は、図２又は本明細書で記載される他の実施形態のカウリングシステム２００に接続することができる。熱交換器５８６は、従来の複合サイクル発電システムで使用するような、従来の熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）とすることができる。発電の技術分野において周知であるように、ＨＲＳＧ５８６は、ガスタービン５８０からの高温排出ガスを供給水と組み合わせて用いて蒸気を生成することができ、該蒸気は、蒸気タービン５９２に送給される。蒸気タービン５９２は、任意選択的に、第２の発電機システム５７０に（第２のシャフト５１５を介して）結合することができる。発電機５７０及びシャフト５１５は、当該技術分野で公知の何れかのサイズ又はタイプのものとすることができ、用途又は接続されるシステムに応じて異なることができる点は理解される。発電機及びシャフトの共通の参照符号の付与は、明確にする目的であり、これらの発電機又はシャフトが必ずしも同じものであることを示唆するものではない。図５に示す別の実施形態において、単一シャフト複合サイクル発電プラント９９０は、単一のシャフト５１５を介してガスタービン５８０及び蒸気タービン５９２の両方に結合された単一の発電機５７０を含むことができる。蒸気タービン５９２及び／又はガスタービン５８０は、図２又は本明細書で記載される他の実施形態のカウリングシステム２００に接続することができる。 Referring to FIG. 4, a schematic diagram of a portion of a multiple shaft combined cycle power plant 500 is shown. The combined cycle power plant 500 can include, for example, a gas turbine 580 that is operatively connected to a generator 570. The generator 570 and the gas turbine 580 can be mechanically coupled by a shaft 515 so that energy can be transferred between the drive shaft (not shown) of the gas turbine 580 and the generator 570. Also shown in FIG. 4 is a heat exchanger 586 operably connected to the gas turbine 580 and the steam turbine 592. The heat exchanger 586 can be fluidly connected to both the gas turbine 580 and the steam turbine 592 via conventional conduits (not shown). The gas turbine 580 and / or the steam turbine 592 may be connected to the cowling system 200 of FIG. 2 or other embodiments described herein. The heat exchanger 586 can be a conventional heat recovery steam generator (HRSG) as used in a conventional combined cycle power generation system. As is well known in the art of power generation, the HRSG 586 can use the hot exhaust gas from the gas turbine 580 in combination with the feed water to generate steam that is delivered to the steam turbine 592. . Steam turbine 592 may optionally be coupled to second generator system 570 (via second shaft 515). It will be appreciated that the generator 570 and shaft 515 can be of any size or type known in the art and can vary depending on the application or connected system. The common reference signs for the generator and shaft are for clarity purposes and do not imply that these generators or shafts are necessarily the same. In another embodiment shown in FIG. 5, a single shaft combined cycle power plant 990 includes a single generator 570 coupled to both gas turbine 580 and steam turbine 592 via a single shaft 515. Can do. Steam turbine 592 and / or gas turbine 580 may be connected to cowling system 200 of FIG. 2 or other embodiments described herein.
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含む。更に、本明細書内で使用する場合に、「含む」及び／又は「備える」という用語は、そこに述べた特徴部、完全体、ステップ、動作、要素及び／又は構成要素の存在を明示しているが、１つ又はそれ以上の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成要素及び／又はそれらの群の存在又は付加を排除するものではないことは理解されるであろう。 The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular form includes the plural form unless the context clearly indicates otherwise. Further, as used herein, the terms “comprising” and / or “comprising” clearly indicate the presence of the features, completeness, steps, actions, elements and / or components described therein. However, it will be understood that it does not exclude the presence or addition of one or more features, completeness, steps, actions, elements, components and / or groups thereof.
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。 This written description discloses the invention using examples, including the best mode, and further includes any person skilled in the art to make and use any device or system and any method of inclusion. It is possible to carry out. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other embodiments are within the scope of the invention if they have structural elements that do not differ from the words of the claims, or if they contain equivalent structural elements that have slight differences from the words of the claims. It shall be in
１０ ガスタービン又は蒸気タービン
１２ ロータ
１４ 回転シャフト
１８ ロータホイール
２０ 回転ブレード
２２ 固定ベーン
２４ ガス又は蒸気
２６ 入口
１００ 蒸気タービンシステム
１１０ 上側部分
１２０ 下側部分
１４０ キャップ
１５０ ベース
１６０ 上側半部分ケーシング
１７０ 下側半部分ケーシング
１７４ タービン部品
１７８ 蒸気流れチャンネル
１９０ 内側ケーシング
１９８ 表面
２００ カウリングシステム
２１０ 上側部分
２１２ コネクタ
２１６ 流れ開口
２１８ カバー
２２０ 下側部分
２４０ 蒸気タービンカウリングシステム
２５０ チャンネル
２８０ 水平継手／表面
５００ 複数シャフト複合サイクル発電プラント
５１５ シャフト
５７０ 発電機
５８０ ガスタービン
５８６ 熱交換器
５９２ 蒸気タービン
10 Gas turbine or steam turbine 12 Rotor 14 Rotating shaft 18 Rotor wheel 20 Rotating blade 22 Fixed vane 24 Gas or steam 26 Inlet 100 Steam turbine system 110 Upper part 120 Lower part 140 Cap 150 Base 160 Upper half casing 170 Lower half Partial casing 174 Turbine component 178 Steam flow channel 190 Inner casing 198 Surface 200 Cowling system 210 Upper portion 212 Connector 216 Flow opening 218 Cover 220 Lower portion 240 Steam turbine cowling system 250 Channel 280 Horizontal joint / surface 500 Multiple shaft combined cycle power plant 515 Shaft 570 Generator 580 Gas turbine 586 Heat exchanger 592 Steam turbine
Claims (20)
蒸気タービンの内側ケーシングに近接して配置されるように構成された下側部分と、
前記下側部分及び前記内側ケーシングの少なくとも１つに接続され、前記蒸気タービンの内側ケーシングに近接して配置されて前記内側ケーシングの周りに実質的に流路を定めるような形状にされた上側部分と
を備える、蒸気タービンカウリングシステム。 A steam turbine cowling system,
A lower portion configured to be disposed proximate to an inner casing of the steam turbine;
An upper portion connected to at least one of the lower portion and the inner casing and disposed proximate to the inner casing of the steam turbine and shaped to substantially define a flow path around the inner casing A steam turbine cowling system.
前記ロータ部材を少なくとも部分的に囲むステータ部材と
を備える蒸気タービンシステムであって、前記ステータ部材が、
外部ケーシングと、
前記外部ケーシング内に配置された内部ケーシングと、
前記外部ケーシングと前記内部ケーシングとの間に配置される蒸気タービンカウリングシステムと
を含んでいて、該蒸気タービンカウリングシステムが、
前記内側ケーシングに近接して配置されるように構成された下側部分と、
前記下側部分及び前記内側ケーシングの少なくとも１つに接続された上側部分と
を含んでおり、前記上側部分が、前記蒸気タービンの内側ケーシングに近接して配置されて前記内側ケーシングの周りに実質的に流路を定めるような形状にされている、蒸気タービンシステム。 A rotor member;
A stator member at least partially surrounding the rotor member, the stator member comprising:
An outer casing;
An inner casing disposed within the outer casing;
A steam turbine cowling system disposed between the outer casing and the inner casing, the steam turbine cowling system comprising:
A lower portion configured to be disposed proximate to the inner casing;
An upper portion connected to at least one of the lower portion and the inner casing, wherein the upper portion is disposed proximate to the inner casing of the steam turbine and substantially around the inner casing. A steam turbine system that is shaped to define a flow path.
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