[發明專利]渦輪機的壓力機殼

有效

• 申請號: 201410322141.5
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104279189A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: A.布塞克羅斯;R.普茲布爾;G.約伊內特-曼西
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F04D29/40
• 分類號: F04D29/40;F04D29/58
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;嚴志軍

技術領域

本發明涉及熱渦輪機領域，諸如用于發電的固定式渦輪。其涉及壓力機殼，壓力機殼分成至少兩個機殼殼體，該至少兩個機殼殼體借助于凸緣在分離平面中以壓力密閉方式可移除地連接。

背景技術

如在圖1的實例中再現的或類似要求的其它設備的熱渦輪機的壓力機殼的常規螺栓凸緣接頭具有多個缺點，這些多個缺點將由本發明消除。在圖1中的已知壓力機殼10中，兩個機殼殼體10a和10b經由凸緣12在分離平面11中以壓力密閉方式螺接在一起。這是借助于螺紋螺栓14來執行的，螺紋螺栓14借助于上機殼殼體10a中的通孔13擰入下機殼殼體10b中的螺孔16中，且在此情況下由螺母15支承，螺母15在上殼體10a的凸緣處的肩部上。機殼殼體10a,10b包繞用于工作介質(諸如空氣、蒸汽或熱燃燒氣體)的流動通道18。

以下缺點由該布置引起：

在冷啟動期間，在壓力機殼10的預熱階段期間，包繞螺紋螺栓14的機殼材料比通孔13內的螺紋螺栓14的軸更快地加熱，這由于螺栓和機殼10的不同熱膨脹而可導致螺紋螺栓14的過載和塑性伸長。在機器操作期間，伸長的螺栓14可松弛，且螺栓力隨隨后的局部泄漏而減小。

為了避免上文所述的缺點，實施的狀態趨于使連接螺栓尺寸過大。但較大的螺栓造成其它負面結果。

在重載位置處，可能發生的是，位于內部的密封件由于機殼壁中的應力而打開，而位于外部的支承唇部由于壁引起的轉矩而更重地加載，且必須借助于外支承唇部上的較高反力來補償螺栓力。因此，密封時所需的壓力不再可得到保持，事實上連用較大的螺栓也不行，因為隨著螺栓直徑變得更大，螺栓力作用于其上的軸線比在較小螺栓的情況下更遠離內密封唇部，以致于不改善實際的密封唇部防漏性(leak?tightness)。

公開的專利申請DE?10225260?A1公開了一種用于軸向渦輪機的機殼，其具有借助于凸緣在水平分離平面中連接的上半殼體和下半殼體。連接螺栓延伸穿過上半殼體中的通孔，且置于下半殼體的螺孔中，由此，環形空間形成在螺栓的外表面與通孔的內表面之間。隔熱套筒位于該環形空間的上部中。本解決方案的目的在于使連接螺栓與環境流體之間的熱傳遞最小化。該解決方案不可解決預熱階段期間的上述問題。

專利申請WO?2003078799?A1公開了一種用于冷卻或加熱渦輪機殼中的凸緣螺栓的布置。螺栓包括沿軸向延伸穿過螺栓的一個或更多個開孔。所述開孔可選地充有加熱或冷卻介質。冷卻或加熱介質流過至少一個開孔，從而冷卻或加熱螺栓。螺栓的穩定溫度狀況實現了螺栓松弛的阻尼，且確保了在穩態操作期間和在瞬變操作期間螺栓力保持穩定。另一個公開的實施例教導了使螺栓配備有附加的徑向開孔，該開孔從軸向開孔延伸至螺栓與凸緣鉆孔之間的環形空間。該實施例實現了熱傳遞的增大，且促進了冷卻或加熱梯度。該解決方案的優點在于，多個開孔削弱了螺栓的機械完整性。必須由螺栓的非期望的較大大小來補償該完整性的削弱。

文獻EP?1096111?B1中公開了完全不同的布置，其涉及用于蒸汽渦輪機殼的凸緣的冷卻結構。通過冷卻該凸緣來實現防止由凸緣螺栓的緊固力下降引起的蒸汽泄漏的目的。機殼的上半殼體和下半殼體覆蓋有隔熱材料，且多個冷卻管路接觸凸緣的外周端面。通過對流熱傳遞來冷卻凸緣。經由凸緣間接地冷卻螺栓。

該冷卻布置主要實現了凸緣的外周端部表面的冷卻。螺栓的冷卻效果較低，因為蒸汽渦輪內的工作蒸汽加熱凸緣。螺栓的顯著冷卻將需要從凸緣大范圍地移除熱。

該冷卻布置僅適用于渦輪的外機殼，而不適用于內機殼。上文提到的冷啟動期間的問題未由該解決方案解決。

發明內容

因此，本發明的目的在于公開一種用于渦輪機的壓力機殼，其避免了凸緣接頭內(即，凸緣與連接螺栓之間)的顯著熱梯度，以在所有操作狀態下改善螺栓力的穩定。

該目的借助于權利要求1的特征的總和來實現。本發明基于壓力機殼，其包括至少兩個機殼殼體，該至少兩個機殼殼體可借助于凸緣在分離平面中以壓力密閉方式連接，其中機殼殼體借助于至少一個螺紋螺栓在凸緣的區域中的分離平面中利用密封效果被壓到一起，該至少一個螺紋螺栓垂直于分離平面延伸穿過凸緣。本發明的特征在于，該至少一個螺紋螺栓由熱傳遞介質填充，即，基于操作要求而是加熱或冷卻介質，且該熱傳遞介質經由穿過凸緣的孔供應或排出。

該措施支持凸緣和連接螺栓的溫度的平衡，從而避免了啟動階段期間螺栓的過載和停機期間螺栓力的減小。

根據優選實施例，熱傳遞介質在螺栓的軸與通孔的內側表面之間的環形空間中填充螺栓。