[發明專利]渦輪機

有效

• 申請號: 201210599139.3
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103147801A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: B·賴因霍爾德;T·沙克
• 申請（專利權）人: 曼柴油機和渦輪機歐洲股份公司
• 主分類號: F01D3/04
• 分類號: F01D3/04;F04F5/52;F04F5/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 汲長志;楊國治

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的渦輪機。

背景技術

例如由文獻US3614255A已知開頭所述類型的渦輪機。在這種具有高壓區域和中壓區域的渦輪機中，補償在渦輪機的正常運行中、各個由所述高壓區域和所述中壓區域產生的軸向位移，方法是所述中壓區域的軸向位移以及軸向位移補償活塞的基本上恒定的軸向位移反作用于所述高壓區域的軸向位移，所述高壓區域和中壓區域具有彼此相反的工作流體流動。利用供給到中壓區域的工作流體在所述渦輪機的臨時工作狀態下借助閥的可能的鎖止，在軸向位移補償活塞的、配屬于中壓區域的活塞腔室中強制性地形成非常低的背壓，從而將利用軸向位移補償活塞施加的、與工作流體穿過高壓區域的流動方向相反的軸向位移放大到轉子上。

發明內容

本發明的任務在于，提供一種根據權利要求1的前序部分所述的渦輪機，從而使得軸向位移補償活塞的軸向位移在所述渦輪機的正常運行中能夠改變。

上述目的通過根據權利要求1所述的渦輪機得以實現。本發明的擴展方案在從屬權利要求中進行限定。

根據本發明，所述渦輪機具有：定子和可旋轉地支承在所述定子中的轉子；多個渦輪級，所述渦輪級由所述轉子和所述定子形成并且沿著所述渦輪機的縱向依次布置，并且工作流體的流動路徑穿過所述渦輪級延伸，以旋轉驅動所述轉子；軸向位移補償活塞，所述軸向位移補償活塞布置在所述轉子上，并且所述軸向位移補償活塞在第一軸向活塞側面上具有第一活塞腔室，所述第一活塞腔室經由第一流體管路與所述渦輪級其中之一相連，從而使得具有第一流體壓力的工作流體能夠從所述渦輪級輸送到所述第一活塞腔室中；并且所述軸向位移補償活塞在背離所述第一活塞側面的第二軸向活塞側面上具有第二活塞腔室，設置具有相對于所述第一流體壓力減小的背壓的第二活塞腔室，從而利用所述軸向位移補償活塞能夠將與所述工作流體穿過所述渦輪級的流動方向相反的軸向位移施加到所述轉子上；以及壓力控制設備，所述壓力控制設備與所述軸向位移補償活塞的第二活塞腔室相連，設置所述壓力控制設備以改變所述背壓。根據本發明的渦輪機的特征在于，設置所述壓力控制設備，以通過受控地從所述第二活塞腔室中導出流體來改變所述背壓。

通過在渦輪機的正常運行中控制將流體從第二活塞腔室中導出能夠改變背壓，進而改變第一流體壓力與背壓之間的壓差。由此，又能夠改變軸向位移補償活塞在渦輪機正常運行中的軸向位移。根據本發明，所述背壓能夠變小或者變大，從而使得壓差、進而使得軸向位移補償活塞的軸向位移變大或變小。

所述渦輪機優選構造為在工作流體的穿過渦輪級的流動方向上具有較高或者說較強的軸向位移的反作用式渦輪機或者說過壓式渦輪機。此外，所述工作流體優選由蒸汽構成，從而所述渦輪機被配置為蒸汽渦輪機。一種對于反作用式渦輪機或者說蒸汽渦輪機的非限定性的實施例在文獻DE19701020A1中進行說明。此外，從第二活塞腔室中吸出的流體優選由工作流體形成。

根據本發明的一種實施方式，設置所述壓力控制設備，以通過受控地從第二活塞腔室中吸出流體來改變背壓。

通過借助吸出而主動地將流體從第二活塞腔室中導出的方式，能夠盡可能地顯著減小背壓，從而使得壓差、進而使得軸向位移補償活塞的軸向位移顯著變大。因此，例如軸向地支承轉子的軸向軸承能夠比常見的尺寸更小并且能夠由此節省成本。

所述壓力控制設備優選構造為流體泵并且具有抽吸側，所述抽吸側經由第二流體管路與第二活塞腔室相連。此外，所述壓力控制設備優選具有壓力側，所述壓力側經由第三流體管路與所述工作流體的流動路徑在所述渦輪級的另一個渦輪級上相連，所述另一個渦輪級在流動路徑中設置在所述渦輪級之后，其中，設置所述另一個渦輪級使其具有工作流體的、相對于第一流體壓力減小的第二流體壓力。

通過這種方式，當被吸出的流體如優選的那樣為工作流體時，這種吸出的流體有利地重新供給渦輪機流程(Turbinenprozess)，從而提高渦輪機的效率。

根據本發明的另一種實施方式，所述壓力控制設備構造為蒸汽噴射泵并且具有驅動側，所述驅動側經由第四流體管路與所述工作流體的流動路徑相連，從而為了驅動所述蒸汽噴射泵將所述工作流體供給到所述驅動側。

以這種方式就不需要提供單獨的裝置來驅動流體泵，由此節省了更多的成本并且降低了所述渦輪機的復雜程度。在這種情況下，優選所述第四流體管路與第一流體管路相連，從而工作流體可從第一流體管路供給到驅動側。蒸汽噴射泵及其在渦輪機中的應用的未限定的實施例比如在文獻CH88025A和DE3616797A1中進行說明。