[發明專利]用于汽輪機的多件式內殼體

有效

• 申請號: 201080055906.3
• 申請日: 2010-12-07
• 公開（公告）號: CN102656340A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 漢斯·克拉森;本亞明·克洛斯-格羅特;亨寧·阿爾姆斯泰特
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01D25/26
• 分類號: F01D25/26;F01D25/24;F01D25/14;F01D25/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

技術領域

本發明涉及一種用于流體機械的內殼體以及一種用于制造用于流體機械的內殼體的方法。

背景技術

流體機械例如理解為汽輪機。通常，汽輪機具有可轉動地安裝的轉子和圍繞轉子設置的殼體。在轉子和內殼體之間構成有流道。在汽輪機中的殼體必須能夠滿足多種功能。首先，在流道中的導向葉片設置在殼體上，并且其次，內殼體必須對于全部負載情況和特殊的運行情況經受住流體介質的壓力和溫度。在汽輪機中，流體介質為蒸汽。此外，殼體必須構成為，使得也稱為引流的導入和導出是可能的。殼體必須滿足的另一功能為下述可能性，即軸端部能夠穿引通過殼體。

在運行中出現高的應力、壓力和溫度的情況下，需要適當地選擇材料以及將構造選擇成，使得實現機械的完整性和功能性。為此需要的是，尤其在入流部和第一導向葉片槽的區域內使用高品質的材料。

鎳基合金適合應用在高于650°C的，例如700°C的新蒸汽溫度下，因為其經受住在高溫下出現的負荷。當然，這種鎳基合金的應用與新的要求聯系在一起。因此，用于鎳基合金的成本相對高，并且此外，例如通過受限制的澆鑄可能性而限制鎳基合金的可加工性。這導致，必須最小化鎳基材料的應用。此外，鎳基材料為差的熱導體。由此，溫度梯度在壁厚度上恒定，使熱應力相對高。此外應考慮的是，相對于傳統的材料，在應用鎳基材料的情況下，在汽輪機的入口和出口之間的溫度差可能會變大。

如今，遵循不同的概念來提供適合于高溫和高壓的汽輪機。因此，已知的是，根據Y.Tanaka等的文獻“Advanced?Design?of?Mitsubishi?Large?Steam?Turbines（三菱大型汽輪機的先進設計）”，三菱重工，Power?Gen?Eurpo（歐洲電力展），2003，杜塞爾多夫，2003年5月6日-8日，將包括多個部件的內殼體結構加入到外殼體結構中。同樣已知的是，根據DE?10?2006?027?237?A1內殼體由兩個部件組成。在DE?342?1067中以及在DE?103?53?451?A1中同樣公開了多組件的內殼體結構。

針對高的蒸汽溫度和蒸汽壓力來設計流體機械，例如汽輪機。部分地，蒸汽溫度高于650°C，并且蒸汽壓力高于300bar。這種蒸汽參數要求使用經受住熱應力和機械應力的材料。已知的是，使用高合金的鉻鋼。此外已知的是，使用鎳基材料。汽輪機基本包括可圍繞旋轉軸線轉動地安裝的轉子和圍繞轉子設置的內殼體以及圍繞內殼體設置的外殼體。內殼體通常兩件式地構成，即內殼體具有下部的內殼體部件和上部的內殼體部件，其中在所述兩個內殼體部件之間構成有水平的接合面。用于這種汽輪機的鎳基材料相對昂貴。此外，制造限制于低噸位和可鑄性。此外，由單件制成的內殼體部件相對重并且大。

發明內容

就這一點提出本發明，本發明的目的為，提供一種用于流體機械的內殼體，所述內殼體能夠輕質地制成。該目的通過根據權利要求1的用于流體機械的內殼體來實現。

本發明基于下述觀點，即，能夠取消限制于兩個內殼體部件并且至少構造有三個內殼體部件。由此，減小了各個待制造的內殼體部件的質量和尺寸，這引起內殼體部件的更好的操縱。此外，內殼體部件能夠更加輕質地制成。

內殼體能夠構造成用于圍繞著圍繞旋轉軸線定向的轉子來安裝，并且內殼體部件在關于旋轉軸線的圓周方向上劃分。在軸向方向上的劃分同樣是可行的。當然，在關于旋轉軸線的圓周方向上劃分是更有利的，因為能夠更好地分配機械力。此外，在圓周方向上分開的內殼體部件的外尺寸小于在軸向方向上分開的內殼體部件。在此，內殼體部件在圓周方向上借助適當的機構彼此連接。

內殼體具有水平的接合面。這導致，在安裝內殼體部件期間，能夠穩定地安置相應的下部內殼體部件，并且一個或多個相對應的上部的內殼體部件能夠設置到一個或多個下部的內殼體部件上。

根據本發明，內殼體在水平接合面之上包括由單件構成的上部的內殼體部件并且在水平的接合面之下包括兩個下部的內殼體部件。通常，下部的內殼體部件大于上部的內殼體部件，因此將下部的內殼體部件劃分成兩個部件為有利的解決方案。

有利的改進形式在從屬權利要求中說明。

在有利的改進形式中，設置在水平的接合面之下的兩個下部的內殼體部件通過豎直的接合面形成。這意味著，設置在水平的接合面之下的兩個下部的內殼體部件能夠基本鏡面對稱地構成。這導致，出于對稱的原因，內殼體部件的機械負荷均勻地分布。豎直的接合面相對于水平的接合面旋轉90°地設置。