汽輪機的製作方法

2023-07-21 11:02:56 2

專利名稱：汽輪機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有殼體的汽輪機，其中具有推力平衡活塞的渦 輪機軸旋轉支承地布置在所述殼體內部並且沿旋轉軸線定向，其中在 所述殼體和渦輪機軸之間構造流動通道，其中所述渦輪機軸在其內部 具有用於沿所述旋轉軸線的方向導送冷卻蒸氣的冷卻管道，並且所述 冷卻管道與至少一條流入管道相連接，用於使冷卻蒸汽從所述流動通 道流入所述冷卻管道中。
背景技術：
具有較高壓力及溫度的蒸汽的使用有助於提高汽輪機的效率。具 有一種這樣的蒸汽狀態的蒸汽的使用向相應的汽輪機提出提高的要 求。
按本申請的汽輪機，是指每種渦輪機或部分進汽汽輪機，蒸汽形 式的工作介質從其當中流過。與此不同的是，燃氣輪機用作為工作介 質的氣體和/或空氣流過，但是這種工作介質經受和汽輪機中的蒸汽完 全不同的溫度和壓力條件。與燃氣輪機相反，在汽輪機中比如所述流 入部分進汽汽輪機的工作介質在具有極高溫度的同時也具有極高的壓 力。因此，如在燃氣輪機中一樣的敞開式的冷卻系統在沒有外部供給 的情況是無法實現的。
汽輪機通常包括配有葉片的、可轉動地支承的轉子，該轉子布置 在殼體套內部。在經過加熱的且處於壓力之下的蒸汽流經由所述殼體 套形成的流動空間時，所述蒸汽通過葉片將所述轉子置於旋轉之中。 安裝在轉子上的葉片也稱為工作葉片。除此以外，在所述殼體套上通 常安裝靜止的、嚙合在所迷工作葉片的中間空隙中的導向葉片。導向 葉片通常保持在沿所述汽輪機殼體的內側的第一位置上。在此，該導 向葉片通常是導向葉片環的 一部分，所述導向葉片環包括多個沿內圓 周布置在所述汽輪機殼體的內側上的導向葉片。在這種情況下，每個 導向葉片以其葉身在徑向向內指向。設在沿著軸向伸長的位置上的導
向葉片環也稱為導向葉片級。通常先後布置多個導向葉片級。
在提高效率方面，冷卻起著重要作用。在迄今公開的、用於對汽輪機殼體進行冷卻的冷卻劑方法中，可以分為主動式冷卻和;故動式冷 卻。在主動式冷卻中，通過單獨地也就是作為工作介質的補充輸送給 汽輪機殼體的冷卻介質來致冷。與此相反，；波動式冷卻則僅僅通過工 作介質的合適的導送或運用來實現。汽輪機殼體的通常的冷卻局限於 被動式冷卻。比如已知，使較冷的已膨脹的蒸汽圍繞汽輪機的內部殼 體流動。但這樣做的缺點是，必須有限制地保持在內部殼體壁體上的 溫度差，因為否則在溫度差太大的情況下所迷內部殼體會發生太大的 熱變形。雖然在圍繞所述內部殼體流動時散出熱量，但是散熱距離熱 量輸入位置較遠地進行。迄今為止還沒有在足夠的程度上緊靠熱量輸 入位置附近進行散熱。通過恰當地設計工作介質在所謂的斜流級 (Diagonalstufe)中的膨脹可以進行進一步的被動冷卻。不過，在這方 面對所迷殼體僅僅可以獲得十分有限的冷卻作用。
可轉動地支承在所述汽輪機中的渦輪機軸在運行中經受4艮大的熱 負荷。渦輪機軸的開發及製造同時十分昂貴並且很費時間。所述渦輪 機軸被視為汽輪機的經受最高負荷的並且最為昂貴的部件。這一點愈 加適用於高的蒸汽溫度。
有時由於渦輪機軸的高質量，這些渦輪機軸在熱方面具有惰性， 這就在渦輪機組的熱負荷變換時產生負面影響。這意味著，整個汽輪 機對負荷變換的反應在很大程度上依賴於渦輪機軸能夠對改變的熱條 件作出反應的速度。為了對渦輪機軸進行監控，按標準對溫度進行監 控，這一點十分麻煩並且成本很高。
渦輪機軸的性能在於，這些渦輪機軸不具有重要的散熱片。因此 布置在渦輪機軸上的工作葉片的冷卻變得十分困難。
為了改善渦輪機軸和熱負荷的匹配，已知在入流區域中掏空渦輪 機軸或者將其構造為空心軸。這些空腔通常要封閉並且填充空氣。
不過，在運行中出現的很高的、大部分由來自離心力的切向應力 構成的應力對前述汽輪機空心軸產生負面影響。這些應力大概雙倍於 在相應的實心軸上可能出現的應力。這對空心軸的材料選擇具有極大 影響，從而可能導致所述空心軸不適合於高的蒸汽狀態或者說無法實 現。
在燃氣輪機製造中已知，將空氣冷卻的空心軸構造為薄壁的焊接 結構。此外還已知，通過所謂的具有碟片的切端面齒(Hirth-Verzahmmg )來構造所述燃氣輪4幾軸。這些燃氣輪4幾軸為此 具有中央的拉杆。
不過，在燃氣輪機上的冷卻原理通常不能直接套用到汽輪機製造 上，因為與燃氣輪機相反，汽輪機作為封閉的系統來運行。在此指的 是，工作介質處於循環中並且沒有排放到環境中。在燃氣輪機上所使 用的、其實由空氣和廢氣組成的工作介質則在從燃氣輪機的渦輪機單 元中流過之後排放到環境中。
除此以外，與燃氣輪機相反，汽輪機沒有任何壓縮機單元，並且 此外通常僅僅在徑向上才可接觸到汽輪機的軸。
早在二十世紀五十年代就已開發和製造了具有大約600。C的進汽 溫度的汽輪機。這些汽輪機具有徑向的葉片組。現有的汽輪機製造技 術，包括用徑向布置斜流級或調整級形式的第一導向葉片級的方式實 現的軸冷卻裝置。但是，這種實施方式的缺點是，這種斜流級或調整 級的冷卻效率很低。
在所述渦輪機軸上特別經受熱負荷的是活塞區域和入流區域。活 塞區域是指推力平衡活塞的區域。所述推力平衡活塞在汽輪機中如此 起作用，從而使通過工作介質引起的力沿一個方向作用於軸，並且沿 相反方向作用一個反作用力。
此外，在EP 0 991 850 Bl中說明了對渦輪機軸進行冷卻。在此通 過軸中的連接件來構造緊湊型-或者說高壓-及中壓-部分進汽汽輪機， 冷卻介質可以從該軸中流過。在這種情況下感覺到不利的是，在兩個 不同的膨脹區段之間無法構造可調節的旁路。除此以外，在非靜止的 運行狀態中可能出現問題。
值得期望的是，構造一種適合於高溫的汽輪機。

發明內容
因此，本發明的任務是，說明一種可以在很高的蒸汽溫度下運行 的汽輪機。
該任務通過一種具有殼體的汽輪機得到解決，其中具有推力平衡 活塞的渦輪機軸旋轉支承地布置在所述殼體的內部並且沿旋轉軸線定 向，其中在所述殼體和渦輪機軸之間形成了流動通道，其中所述渦輪
道，並且所述冷卻管道一方面與至少一個流入管道相連接，用於4吏冷卻蒸汽從所述流動通道流入所述冷卻管道中，其中所述冷卻管道另一 方面與至少一條流出管道相連接，用於將冷卻蒸汽導送到推力平衡活
塞;f君表面上。
在一種優選的改進方案中，所述汽輪機設有回程管道，用於導回 由冷卻蒸汽及平衡活塞洩漏蒸汽構成的混合蒸汽，其中所述回程管道
匯入所述流動通道中。
由此提出 一種具有渦輪機軸的汽輪機，該渦輪機軸相應地在那些 在運行過程中4艮熱的區域中是空心的並且設有內部冷卻。本發明以以 下方面為出發點，即在運行過程中膨脹的蒸汽通過軸內部導向所述平 衡活塞並且在那裡對經受很大熱負荷的平衡活塞進行冷卻。利用所提 出的冷卻方案，首先可以對那些具有平衡活塞的渦輪機軸進行冷卻。 它們比如是高壓-部分進汽汽輪機、中壓-部分進汽汽輪機及K-部分進 汽汽輪機。其中K-部分進汽汽輪機是指一種具有處於渦輪機軸上的高 壓及中壓區域的緊湊型-部分進汽汽輪機。此外，本發明的優點在於， 所述渦輪機軸一方面可以構造為蠕變穩定的，並且另一方面靈活地對 熱負荷作出反應。在負荷變換時可能出現更高的熱負荷，比如在這種
負荷變換時冷卻就會最終導致所述軸的熱負荷降低。這尤其適用於那 些特別經受熱負荷的區域，比如入流區域或平衡活塞。
在此，本發明以以下方面為出發點，即所述冷卻蒸汽與平衡活塞 洩漏蒸汽相混合併且這種混合而成的混合蒸汽再度輸送給所述流動通 道，以便在那裡繼續作功。由此提高所述汽輪機的效率。
由此可以快速啟動所述汽輪機，這對當今時代來說是一個特殊的 方面，在這方面涉及能源的快速供給。此外通過按本發明的汽輪機由 於以下原因產生了一個優點，即用於軸監控的成本可以更低。空心的 渦輪j幾軸具有比實心軸更輕的質量，並且由此也具有比空心軸更小的 熱容以及更大的^皮通流的表面。由此可以對所述渦輪才幾軸進4t快速預 熱。
本發明的另一方面是，用於所述渦輪機軸的材料的持久強度通過 冷卻的改進而得到提高。在這種情況下，所述持久強度相對於實心軸 可以提高大於2的係數，從而對上述應力增加進行過度補償。這就擴 大了所述渦輪機軸的使用範圍。
本發明的另一個方面是，通過徑向的離心力來擴大所述空心軸的直徑，以此可以縮小徑向間隙。所述徑向的離心力與轉速的平方成比 例。因此，轉速的擴大使徑向間隙縮小，這就導致所述汽輪機的總效 率增力口。
本發明的另一個方面是，可以以低廉的成本來製造空心軸。 在一種優選的改進方案中，所述殼體包括一個內部殼體和一個外 部殼體。不僅高壓-部分進汽汽輪機而且中壓-部分進汽汽輪機及緊湊型 -部分進汽汽輪機都屬於最能經受熱負荷的汽輪機。通常，高壓-部分進 汽汽輪機、中壓-部分進汽汽輪機及緊湊型-部分進汽汽輪機都設有內部 殼體和圍繞著該內部殼體布置的外部殼體，其中導向葉片布置在所述 內部殼體上。
在 一種優選的改進方案中，所述渦輪機軸沿軸向方向具有至少兩 個由不同的材料製成的區域。
由此可以節省成本。在經受熱負荷的區域中，通常使用高品質的
材料。比如可以在經受熱負荷的區域中使用10°/。鉻鋼。相反，在經受
較低熱負荷的區域中則可以使用1°/。鉻鋼。
優選所述渦輪機軸沿軸向方向具有三個由不同的材料製成的區 域。尤其兩個外面的區域由相同的材料製成。由此可以有針對性地為 所述渦輪機軸的經受不同熱負荷的相應區域選擇合適的材料。
優選將所述由不同的材料製成的區域彼此焊接在一起。通過焊接 構造 一種穩定的渦輪—幾軸。
在另一種優選的、作為替代方案的實施方式中，所述由不同的材 料製成的區域藉助於切端面齒彼此連接在一起。所述切端面齒的重要 優點是，可以使所述渦輪機軸具有特別高的熱伸縮性。另一個優點在 於，藉助於這種切端面齒通常可以快速製造所述渦輪才幾軸。除此以外， 所述渦輪機軸可以以低廉的成本來構造。
在另一種優選的改進方案中，兩個外部的區域構造為實心軸，並 且處於其間的中間的區域則構造為空心軸。同樣優選所述由不同的材 料製成的區域藉助於法蘭接頭彼此相連接。這在檢查工作中很有幫助， 因為不同的區域可容易地彼此分開。
同樣優選所述流入管道及流出管道集成在所述法蘭接頭中。
優選所述由不同的材料製成的區域通過至少 一條焊縫彼此焊接在 一起。十分有利的是，所述流入管道及流出管道集成在所述切端面齒中。 在此，所述切端面齒可以具有梯形、矩形或三角形的齒部，它可以制 成具有構造為流入管道和/或流出管道的空隙。由此獲得一種十分簡單 的方案來構造流入管道和/或流出管道。比如按照所述冷卻蒸汽的經過 計算的通過量，在與之匹配的情況下在所述梯形、矩形或三角形的齒 部中構造所述空隙。在切端面齒上加工這樣的空隙比較簡單，並且除 此以外這種加工過程可以快速進行。由此產生成本方面的優點。
優選所述回程管道布置在所述外部殼體的內部。所述回程管道也 可以構造為所述內部殼體中的穿孔。


藉助於下面的附圖對本發明的實施例進行詳細解釋。在此具有相
同的附圖標記的部件具有相同的作用原理。其中
圖1是按現有技術的高壓-部分進汽汽輪機的橫截面視圖， 圖2是部分進汽汽輪機的一部分的剖面， 圖3是渦輪機軸的剖面，
圖4是作為替代方案的實施方式的渦輪機軸的剖面， 圖5是作為替代方案的實施方式的渦輪機軸的剖面， 圖6是作為替代方案的實施方式的渦輪機軸的剖面， 圖7是作為替代方案的實施方式的渦輪機軸的剖面， 圖8是法蘭接頭的放大圖， 圖9是所述法蘭接頭的一部分的透視圖， 圖IO是切端面齒的原理的透視圖， 圖ll是三角形的、具有通道的切端面齒的剖面圖， 圖12是梯形的、具有直通孔的切端面齒的剖面， 圖13是具有相對持久強度-溫度示意圖的曲線。
具體實施例方式
圖1示出了按現有技術的高壓-部分進汽汽輪機1的剖面。所述作 為汽輪機的實施方式的高壓-部分進汽汽輪機1包括一個外部殼體2和 一個布置在該外部殼體2中的內部殼體3。在所述內部殼體3的內部， 可圍繞著旋轉軸線6旋轉地支承著渦輪機軸5。所述渦輪機軸5包括布 置在所述渦輪機軸5的表面上的凹槽中的工作葉片7。所述內部殼體3 在其內表面上具有布置在凹槽中的導向葉片8。如此布置所述導向葉片8及工作葉片7，從而沿流動方向13形成流動通道9。所述高壓-部分 進汽汽輪機1具有一個入流區域10,在運行中新鮮蒸汽通過該入流區 域10流入所述高壓-部分進汽汽輪機1中。所述新鮮蒸汽可以具有超過 300bar及超過620。C的蒸汽參數。沿流動方向13卸壓的新鮮蒸汽交替 地從所述導向葉片8及工作葉片7旁邊流過，在這過程中發生卸壓並 且冷卻下來。所述蒸汽在這過程中失去內能，該內能轉化為所述渦輪 機軸5的旋轉能量。所述渦輪機軸5的旋轉最後驅動未示出的發電機 用於能量供給。所述高壓-部分進汽汽輪機1除了驅動發電機之外當然 還可以驅動其它的設備部件，比如壓縮機、船用螺旋槳或類似部件。 所述蒸汽流經所述流動通道9並且從所述高壓-部分進汽汽輪機1中從 出口 33中流出。在這過程中所迷蒸汽沿流動方向13施加一個執行力 11。結果是，所迷渦輪機軸4可能會執行一種沿流動方向13的運動。 所述渦輪機軸5的實際運動通過構造平衡活塞4來阻止。出現這一情 況的原因是，蒸汽以相應壓力流入平衡活塞前室12中，該壓力導致這 一結果，即由於在所述平衡活塞前室12中形成的壓力產生一個反向於 流動方向13的力，該力在理想情況下應該剛好與執行力11 一樣大小。 所述流入平衡活塞前室12中的蒸汽通常是分支的、具有很高的溫度參 數的新鮮蒸汽。因此，所述渦輪機軸的入流區域10及平衡活塞4經受 強烈的熱負荷。
圖2示出了汽輪機1的一個截取部分。該汽輪機具有一個外部殼 體2、 一個內部殼體3和一根渦輪機軸5。所述汽輪機l具有工作葉片 7及導向葉片8。新鮮蒸汽通過所述入流區域10經過斜流級15流到所 述流動通道9中。蒸汽發生卸壓並且在這過程中冷卻下來。蒸汽的內 能轉化為渦輪機軸5的旋轉能量。
所述蒸汽在特定數目的、由導向葉片8及工作葉片7構成的渦輪 級後面通過流入管道16與冷卻管道17在流動技術上相連接。所述冷 卻管道17在這種情況下構造為渦輪機軸5內部的空腔。可以設想其它 的實施方式。比如可以代替空腔17在所述渦輪機軸5的內部構造未示 出的管道。
所述渦輪機軸5旋轉支承地布置在所述殼體2、 3的內部，並且沿 旋轉軸線6定向。在所述殼體2、 3及渦輪才幾軸5之間形成了流動通道 9。所述冷卻管道17在此設置用於沿旋轉軸線6的方向導引冷卻蒸汽。所述冷卻管道17 —方面與至少一條流入管道16在流動技術上相連接。 所述流入管道16設置用於使冷卻蒸汽從所述流動通道9流入所述冷卻 管道17中。
可以設想所述流入管道16的其它實施方式。比如所述流入管道16可 以傾斜地垂直於所述旋轉軸線6設置。所述冷卻管道16可以螺旋狀地 從所述流動通道9延伸到所述冷卻管道17。所述冷卻管道16的橫截面 可以從所述流動通道9到所述冷卻管道17有變化。
所述冷卻管道17另一方面與至少一條流出管道18相連接，用於 將所述冷卻蒸汽導送到推力平衡活塞裙表面19上。
所述從流出管道18中流出的冷卻蒸汽分布在所述推力平衡活塞裙 表面19上並且在這過程中使這個推力平衡活塞裙表面19冷卻下來。
所述殼體2、 3包括一個內部殼體3和一個外部殼體2。從所述流 出管道18中流出的冷卻蒸汽沿兩個方向流動。 一方面沿主流動方向13 流動並且另一方面沿與該主流動方向13相反的方向流動。 一部分新鮮 蒸汽通過所述入流區域10在所述內部殼體3及渦輪機軸5之間朝所述 推力平衡活塞4的方向流動。這種所謂的活塞洩漏蒸汽20與所述從流 出管道中流出的冷卻蒸汽相混合，並且藉助於回程管道21導回到所述 流動通道9中。有意義的是，這條回程管道21在所述入流區域10及 所述流出管道18的出口之間開始。由此，可以將所述冷卻蒸汽的部分 汽流沿主流動方向13導送並且可以阻隔活塞洩漏蒸汽20。通過這種方 式來確保所述活塞表面18的上述冷卻。這種由所述冷卻蒸汽及平衡活 塞洩漏蒸汽構成的混合蒸汽在合適的位置上流入所述流動通道9中， 用於在那裡作功。
所述回程管道21可以構造為在所述外部殼體2內部的外部管道。 所述回程管道21也可以構造為在所述內部殼體3內部的穿孔。
圖3示出了渦輪機軸5。所述渦輪機軸5由一種考慮到所述熱負荷 的材料製成。不過這種情況下的缺點是，所述熱負荷並非均勻地分布 在所述渦輪才幾軸5上，而是如前文所示在所述入流區域IO及平衡活塞 4的區域中特別強。為一目了然起見，沒有示出所述工作葉片7。
通過圖3中的陰影部分可清楚地看到，所述渦輪機軸5由一種材 料製成。圖4示出了另一種渦輪機軸5，其中該渦輪機軸5沿流動方向13 具有至少兩個由不同的材料製成的區域。在作為替代方案的實施方式 中，所述渦輪才幾軸5沿軸向的流動方向13具有三個由不同的材料製成 的區域24、 23、 22。中間的區域22可以比如由一種耐高溫的10%鉻鋼 製成，並且兩個外面的區域23和24可以由相同的材料比如1 %鉻鋼製 成。在圖4所示的實施方式中，所述渦輪機軸5藉助於焊接連接25和 26彼此相連接。
所述渦輪機軸5可以在其中間的區域22中構造為空心軸，並且在 其外面的區域23、 24中構造為實心軸。
如果要將所迷區域22、 23、 24彼此焊接在一起，那就使用至少一 條焊縫。
所述渦輪機軸5可以藉助於法蘭接頭40將由不同的材料製成的區 域22、 23、 24彼此連接起來，其中所述流入管道16及流出管道18集 成在所述法蘭接頭中。
圖5示出了所述渦輪機軸5的一種作為替代方案的實施方式。與 圖4所示的渦輪機軸的區別是，在圖5中示出的渦輪機軸5藉助於切 端面齒27、 28組合起來。在此，必須構造拉杆29,如此布置所述拉杆 29,從而將兩個外面的區域23和24朝中間的區域22擠壓。所述中間 的區域22包括一個或多個區段，所述區段構造為管形或盤形並且可以 相應地包含一個或多個工作葉片級。
在另一種作為替代方案的實施方式中，如在圖6中所示，所述渦 輪機軸5藉助於切端面齒30、 31彼此相連接，其中所述流入管道16 及流出管道18集成在所述切端面齒30、 31中。
圖7示出了所述渦輪機軸5的另一種作為替代方案的實施方式。 所述渦輪機軸5包括至少兩個由不同的材料製成的區域22，和23，。所 述區域23，用法蘭連接到所述區域22，上。通過合適的膨脹杆-螺栓39 進行螺栓連接。按照現有技術使所述法蘭接頭40定心。優選在所述區 域22，中構造用於嚙合所述螺栓39的螺紋41。此外，優選從較冷的一 側將所述區域23，與區域22，螺栓連接在一起。
在圖8中可以看出圖7所示的已旋緊的連接結構的剖面圖。在該 示意圖中也可看出，所述流出管道18通過空隙集成在所述連接結構中。 圖5所示的渦輪機軸5的一部分的透視圖示出了這一點。藉助於環形室42將所述流出管道18與螺栓孔43相連接，以此可以實現所述螺栓 的冷卻並且調整具有所述螺栓的法蘭(平衡活塞)的溫度。
在圖10中可以看出切端面齒30、 31的透^見圖。中間的區域2在此 具有按照圖10示出的切端面齒30、 31。同樣，兩個外面的、由不同材 料製成的區域24和23同樣具有切端面齒30、 31。
在圖11中可以看出所述切端面齒30、 31的橫截面^L圖。左邊部
間的區域22通過所述切端面齒3(M皮此連接。所述流入管道16集成在 所述切端面齒中。圖11所示的橫截面示圖同樣可以表示所述流出管道 18。在這種情況下，左邊的區域是所述中間的區域22並且右邊的區域 則是通過所述切端面齒31連接的區域23。所述流出管道18集成在所 述切端面齒30、 31中。在圖11中示出的實施方式具有三角形的齒部。 所述流入管道16或者說流出管道18通過所述切端面齒30、 31的 空隙32來構成。
在所述切端面齒30、 31的在圖12中示出的實施方式中，該切端 面齒30、 31具有梯形的齒部。所述切端面齒的可能的實施方式是梯形 的、矩形的或三角形的齒部。也可以設想其它的實施方式。
圖13示出了重要的用於1%和10%鉻鋼的強度值，所述鉻鋼則用 於渦輪糹幾軸。
在x-軸35上以400到600。C的線性刻度繪出了溫度。而在y-軸36 上則以30到530^的線性刻度繪出了持久強度Rm，200000h。上面的曲
/W附
線37示出了材料30 CrMoNiV5-l 1的溫度特性，而下面的曲線38則示 出了材料X12CrMoWVNbN10-l-l的溫度特性。
事實表明，作為按本發明導送冷卻蒸汽的方法的補充，在所述經 受熱負荷的部件的表面上塗上絕熱層提高了有效冷卻的效果。
通過所述拉杆29的使用，承擔了一部分軸向力。由此可以更加薄 壁地構造所述渦輪機軸5,這就對熱伸縮性及徑向間隙的形成產生積極影響。
作為汽輪機l的實施方式，本發明不局限於高壓-部分進汽汽輪機 的構造這個方面，按本發明的渦輪機軸5也可以用在中壓-或者說緊湊 型-部分進汽汽輪機(在殼體內部的高壓及中壓)中。所述渦輪機軸5 同樣可以用在其它類型的汽輪機中。
權利要求
1.具有殼體(2、3)的汽輪機(1)，其中具有推力平衡活塞(4)的渦輪機軸(5)旋轉支承地布置在所述殼體(2、3)的內部並且沿旋轉軸線(6)定向，其中在所述殼體(2、3)與渦輪機軸(5)之間形成流動通道(9)，其中所述渦輪機軸(5)在其內部具有用於沿所述旋轉軸線(6)的方向導送冷卻蒸氣的冷卻管道(17)，並且所述冷卻管道(17)一方面與至少一條流入管道(16)相連接，用於使冷卻蒸汽從所述流動通道(9)流入所述冷卻管道(17)中，其中所述冷卻管道(17)另一方面與至少一條流出管道(18)相連接，用於將冷卻蒸汽導向推力平衡活塞裙表面(19)，其特徵在於用於將由冷卻蒸汽和平衡活塞洩漏蒸汽構成的混合蒸汽導回的回程管道(21)，其中所述回程管道(21)匯入所述流動通道(9)中。
2. 按權利要求1所述的汽輪機(1),其中所述殼體(2、 3)包括內部殼體(3)和外部殼體(2)。
3. 按權利要求1或2所述的汽輪機(1),其中所述渦輪機軸(5)沿軸向方向(34)具有至少兩個由不同的 材料製成的區域。
4. 按權利要求l、 2或3所述的汽輪機(1), 其中所述渦輪機軸(5)沿軸向方向(34)具有三個由不同的材料製成的區域(22、 23、 24)。
5. 按權利要求4所述的汽輪機(1), 其中兩個外部的區域(23、 24)由相同的材料製成。
6. 按權利要求3、 4或5所述的汽輪機(1), 其中所述由不同的材料製成的區域(22、 23、 24)彼此焊接在一起。
7. 按權利要求3、 4、 5或6所述的汽輪機(1), 其中所述區域(23、 24)構造為實心軸並且所述區域(22)構造為空心軸。
8. 按權利要求3、 4、 5或7所述的汽輪機(1), 其中所述由不同的材料製成的區域(22、 23、 24)藉助於切端面齒(30、 31) 4皮》匕相連#。
9. 按權利要求3、 4、 5或7所述的汽輪機(1), 其中所述由不同的材料製成的區域(22、 23、 24)藉助於法蘭接頭(40)彼此相連接。
10. 按權利要求8所述的汽輪機(1),其中所述流入管道(16)及流出管道(18)集成在所述切端面齒 (30、 31)中。
11. 按權利要求9所述的汽輪機(1),其中所述流入管道(16)及流出管道(18)集成在所述法蘭接頭 (40)中。
12. 按權利要求8所述的汽輪機(1),其中所述切端面齒(30、 31)具有梯形的、矩形的或三角形的齒 部，所述齒部則具有構造為流入管道(16)和/或流出管道(18)的空 隙(32)。
13. 按前述權利要求中任一項所述的汽輪機(1), 其中所述回程管道(21)布置在所述外部殼體(2)的內部。
14. 按前述權利要求中任一項所述的汽輪機(1)， 其中所述回程管道(21)構造為所述內部殼體(2)中的穿孔。
全文摘要
本發明涉及一種具有殼體(2、3)的汽輪機，其中具有推力平衡活塞(4)的渦輪機軸(5)旋轉支承地布置在所述殼體(2、3)的內部並且沿旋轉軸線(6)定向，其中流動通道(9)構造在所述殼體(2、3)和渦輪機軸(5)之間，其中所述渦輪機軸在其內部具有用於沿所述旋轉軸線(6)的方向導送冷卻蒸氣的冷卻管道(17)，並且所述冷卻管道(17)一方面與至少一條流入管道(16)相連接，用於使冷卻蒸汽從所述流動通道(9)流入所述冷卻管道(17)中，其中所述冷卻管道(17)另一方面與至少一條流出管道(18)相連接，用於將冷卻蒸汽導向推力平衡活塞裙表面(19)。本發明的一個主要方面是，所述流到推力平衡活塞裙表面(19)上的冷卻蒸汽與新鮮蒸汽的一部分相混合，並且通過布置在所述殼體(2、3)中的回程管道又導送到所述流動通道(9)中。由此可以有效地對所述汽輪機(1)的經受熱負荷的區域進行冷卻。
文檔編號F01D3/04GK101300405SQ200680040533
公開日2008年11月5日 申請日期2006年10月24日 優先權日2005年10月31日
發明者K·韋加特 申請人:西門子公司