[發明專利]關于蒸汽渦輪機排氣擴散器的方法、系統和/或設備

無效

• 申請號: 200910113661.4
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN101769173A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: E·J·沙羅;N·D·拉斯羅普;R·K·小奧維鮑赫
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D9/00
• 分類號: F01D9/00;F01D25/24;F01D25/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;劉華聯

技術領域

本申請主要涉及用于改善渦輪發動機的效率和/或工作的方法、系統和/或設備。更具體地講而非以限制的方式，本申請涉及關于改進蒸汽渦輪機擴散器及相關構件的方法、系統和/或設備。

背景技術

在常規的蒸汽渦輪機設計中，蒸汽渦輪機的內殼體，例如可以是雙流向下排氣單元，其具有沿渦輪機的對置兩側和兩端垂直地分開和延伸的包繞式排氣罩。該大型箱狀結構收容渦輪機的整個低壓區段。來自于渦輪機的排出蒸汽大致在軸向上向下游流動。然后，蒸汽排氣從軸向流動方向重新引導至相對于軸向流動方向成90°的流動方向。該90°的流動方向可向下、向上或橫向地位于任何平面中。

一般而言，用于蒸汽渦輪機的常規排氣罩在圓錐形區段的出口端處構成大型直線型結構，用于使蒸汽流以直角地轉向和擴散。蒸汽流動通路因而略微曲折，造成損失和不利的壓降。還將認識到的是，為了維護目的而接近渦輪機的各種零件如軸承很困難，因為需要移除排氣罩的上半部。此外，將會認識到，常規蒸汽渦輪機中的排氣罩通常支承渦輪機的內殼體以及相關的蒸汽通路零件如隔板(diaphragm)等。因此，已發現需要提供一種新的幾何形狀來改善排出蒸汽的壓力恢復和渦輪機的總體性能。

發明內容

因此，本申請描述了一種軸向流動式蒸汽渦輪機流動通路，其包括限定了軸向蒸汽流動通路的轉子和殼體；以及環形擴散器，用于使排出蒸汽擴散和使排出蒸汽從大致為軸向的流動方向轉向至大致為橫向或豎向和切向方向。在一些實施例中，環形擴散器包括至少部分地結合環形體或一段環形體的形狀的擴散器。

在一些實施例中，其中，環形擴散器包括：圓錐形引導件，其用作蒸汽在其流出最后的渦輪區段時的初始引導件；環形區段，其限定環形擴散器主室的上半部；以及直線區段，其限定擴散器主室的下半部，且提供通向出口的流動通路。在一些實施例中，環形區段包括環形體形狀的大致一半。

在一些實施例中，環形區段在大致與轉子成水平的周向位置處接合直線區段；其中，形成環形區段的環形體41的軸線由渦輪機的轉子構成；其中，圓錐形引導件的上游端通過柔性接頭聯接到殼體上；其中，圓錐形引導件包括用于流出渦輪機末級的蒸汽的外部徑向邊界；以及其中，圓錐形引導件包括擴張的圓錐形形狀，使得圓錐形引導件的截面直徑隨著向下游距柔性接頭的距離的增大而增大。

在一些實施例中，圓錐形引導件的下游端包括展開的唇部；圓錐形引導件延伸到環形區段和直線區段中；以及圓錐形引導件大致延伸穿過環形區段和直線區段軸向寬度的一半。在一些實施例中，用于移動穿過圓錐形引導件的蒸汽的內邊界包括圓柱形轉子板，其設置成圍繞渦輪機的轉子，該圓柱形轉子板包括平滑的圓柱形狀，其大致圍起轉子，且從渦輪機的最后一級軸向地延伸至環形擴散器的下游壁。

在一些實施例中，殼體和環形擴散器相對于彼此獨立地安裝在底座(foundation)上。在一些實施例中，柔性連接件連接殼體和環形擴散器；柔性連接件包括膨脹式波紋管，其構造成容許有差別的熱膨脹。在一些實施例中，用于轉子的軸承支承在一個或多個支柱上，該支柱直接由渦輪機的底座支承。

通過對優選實施例的如下詳細描述并結合附圖和所附權利要求，本申請的這些及其它特征將變得明顯。

附圖說明

通過仔細研究本發明示例性實施例的如下更為詳細的描述并結合附圖，可更為完全地理解和認識本發明的這些及其它目的和優點，在附圖中：

圖1為根據常規設計的雙流向下排氣式蒸汽渦輪機的大致一半的示意性截面圖；

圖2為示出具有根據本申請的示例性實施例的環形構造的排氣擴散器的蒸汽渦輪機的大致一半的示意性側截面視圖；

圖3為具有根據本申請的示例性實施例的環形構造的排氣擴散器的下游視角的示意性截面圖；以及

圖4為可形成根據本申請的擴散器的示例性環形體形狀。零件清單10蒸汽渦輪機12轉子14渦輪輪葉16內殼體18定子葉片20蒸汽入口22外部排氣罩24蒸汽引導件26出口40環形擴散器41環形體45圓錐形引導件42環形區段43直線區段46出口112轉子116內殼體44柔性接頭47展開的唇部49轉子板54軸承56支柱

具體實施方式