[發明專利]具有冷卻裝置的蒸汽渦輪機

有效

• 申請號: 200980114139.6
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN102016239A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: A·烏爾馬
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01D25/24
• 分類號: F01D25/24;F01D25/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊國治;梁冰

技術領域

本發明涉及一種流體機械，該流體機械包括轉子、圍繞轉子布置的內部殼體以及圍繞內部殼體布置的外部殼體，其中圍繞內部殼體的區域布置了密封封閉的外罩。

背景技術

在此，流體機械尤其理解為蒸汽渦輪機。蒸汽渦輪機分為所謂的高壓部分渦輪機、中壓部分渦輪機或者低壓部分渦輪機。目前不存在將蒸汽渦輪機統一地分為前面所述的部分渦輪機。通常用溫度高達620℃并且壓力高達350巴的蒸汽加載高壓部分渦輪機。從該高壓部分渦輪機中流出的蒸汽在中間加熱器中再加熱到高達620℃的溫度并且隨后流入中壓部分渦輪機中，其中蒸汽隨后從中壓部分渦輪機流入低壓部分渦輪機中。具有內部殼體的蒸汽渦輪機通常構造成所謂的兩殼體的或者三殼體的結構。

在中壓部分渦輪機中，例如用中壓廢蒸汽環流內部殼體。根據循環參數，該中壓廢蒸汽可能具有較低的溫度，這引起內部殼體內壁和內部殼體外壁之間較高的溫度差。用所謂的中間加熱蒸汽(-Dampf)加載內部殼體內壁，其中如前面所述，用中壓廢蒸汽環流所述內部殼體外壁。因為中壓廢蒸汽和中間加熱蒸汽的溫度比較不同，所以這導致內部殼體的不同的熱應力。高的溫度差導致例如在接合螺栓上以及內部殼體上不允許的巨大的應力，這會引起彈性和/或塑性的殼體變形的增加。

為了預防該殼體變形，目前通常用鋼板給內部殼體加套，從而避免中壓廢蒸汽直接流過內部殼體外表面。外罩經常被稱作隔熱罩或者隔熱屏并且圍繞整個內部殼體進行布置。為了獲得中壓廢蒸汽在內部殼體表面上比較均勻的環境條件、溫度分布以及均勻的或者說較小的流動速度，如此構造所述隔熱罩，從而在隔熱罩和內部殼體之間形成縫隙。此外，在隔熱罩中布置額外的開口，使得中壓廢蒸汽能夠流過隔熱罩。

這里的缺點是，隔熱罩內部的實際條件幾乎不能改變。這意味著，實際上的條件不能根據對內部殼體的要求進行調整。在此值得期望的是，能夠調節隔熱罩內部的溫度。這意味著有針對性地提高或者降低外罩內部的溫度是有利的。

發明內容

本發明的任務是如此改善流體機械，從而能夠避免內部殼體中不允許的溫度差。

該任務通過一種流體機械得到解決，該流體機械包括轉子、圍繞轉子布置的內部殼體以及圍繞內部殼體布置的外部殼體，其中圍繞內部殼體的區域布置了密封封閉的外罩，其中該外罩具有用于流入蒸汽的入流通道以及用于流出外罩中的蒸汽的流出通道，并且所述入流通道包括環形通道。

因此，用本發明開辟了有針對性地使蒸汽流入外罩的區域內的方法。通過蒸汽進入外罩的區域內的質量流量可以改變在該區域內的溫度。這意味著對于在內部殼體內可能出現不同溫度的不同的工作條件來說，可以改變內部殼體外表面上的溫度。

由此可以改變內部殼體外部的工作條件，按理說以此來理解鄰接內部殼體外表面的區域。本發明的另一優點是，在起動過程或者斷開過程中可以調節內部殼體外表面上的溫度，由此能夠調節內部殼體中的溫度梯度，該溫度梯度避免了接合螺栓上以及內部殼體中不允許的巨大的應力。

在此，圍繞外罩布置所述環形通道。優選實現連續的環形通道，也就是說，通過外面的入流管道將蒸汽輸入環形通道，并且該蒸汽在環形通道中完全包圍外罩并且通過孔確保了蒸汽流入外罩內部的空間中。在作為替代方案的實施方式中，可以將環形通道分成兩個部分環，其中一個部分環形通道可以分配給下面的內部殼體下面部分并且第二部分環形通道可以分配給內部殼體上面部分。然而在此必須為每個部分環形通道分別提供單獨的入流管道。為了靈活地輸入蒸汽，當然可以使多個入流通道通向環形通道。

在從屬權利要求中說明了有利的改進方案。

有利的是，所述外罩由板材制成。這是實現本發明目標的特別有利的并且可快速制造的方案。在此，尤其可以使用鋼板。當然，流體機械中的溫度條件必須是這樣的，從而能夠使用板材或者說鋼板。尤其必須注意，中壓廢蒸汽的溫度不會導致板材或者說鋼板的損壞。

在另一有利的改進方案中，將外罩構造成相對于內部殼體密封的。這具有以下優點，即流入外罩中的蒸汽不會不受控制地再度流出。由此能夠更好地從外面調節外罩內部的條件。從外面調節條件的第一方案是簡單地通過外罩或者閥門來調節流入外罩中的蒸汽的質量流量。改變條件的另一方案在于，改變蒸汽的溫度。

通過孔、尤其徑向的孔使得蒸汽流入外罩的內部空間中。通過孔的布置、尺寸以及數量能夠實現有針對性地均勻地流入外罩的空間中。