[发明专利]不对称的燃气轮机冷却孔口部位

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机，并且更具体而言，涉及用于改进瞬态和稳 态运行状态期间的涡轮机的热响应(thermal response)的结构以及改进 瞬态和稳态运行状态期间的涡轮机的热响应的方法。

背景技术

归因于机器的转动部件和固定部件之间所要求的附加的间隙 (clearance)，涡轮机的定子壳体(casing)中的“不圆度”直接地影响机器 的性能。当间隙减小时，机器的效率和输出增大。

涡轮机定子壳体典型地包括在水平的拼合线(splint-line)接合部 (其可对壳体的圆度产生影响)处被联结在一起的半圆柱状的上部半部 (upper half)和半圆柱状的下部半部(lower half)。已尝试通过附加假凸 缘(false flange)来降低与水平接合部的使用相关联的不圆度效应，这些 假凸缘在离散的部位(locations)处(例如在壳体的竖直面处)附加质量。 但是，出于使用假凸缘而附加的质量典型地在机器的瞬态响应期间造 成热滞(thermal“lag”)。

解决该问题的一种途径是使用相对于涡轮机壳体的竖直面和水 平面的凸耳(bosses)和/或冷却流的对称布置(symmetrical placement)。 但是，凸耳和/或冷却流的对称布置导致接合部(joint)和凸缘(flange)处 的变弱的(reduced)冷却流。

另一种途径是在壳体的冷却通道中、在凸缘被设置在其处的周向 的部位处增加翅片(fin)，以使得提供更大的表面面积以用于改进的冷 却和加热。但是，当由于对称面而使冷却流变弱时，该途径受到限制。 通过增加水平接合部和假凸缘设置在其中的区域中的传热(heat  transfer)，可降低“不圆度”，这又允许减小机器间隙。

发明内容

在本发明的一种示例性的实施例中，一种在带有增加的质量的部 位处带有增加的传热的涡轮机壳体包括：带有第一和第二上凸缘的上 壳体半部(upper casing half)；带有第一和第二下凸缘的下壳体半部 (lower casing half)；上凸缘联结至对应的下凸缘以便由此使上壳体半 部和下壳体半部彼此联结以形成壳体，联结的凸缘大体上定位在壳体 的水平对称面处；定位在上壳体半部上的、大体上在壳体的竖直对称 面处的第一假凸缘；定位在下壳体半部上的、大体上在壳体的竖直对 称面处的第二假凸缘；设置在涡轮机壳体内且周向地围绕涡轮机壳体 延伸的腔室(plenum)，在该腔室内，冷却流体(cooling fluid)周向地围 绕涡轮机壳体流动；以及，围绕壳体的周缘而定位的多个凸耳，该多 个凸耳用于在围绕壳体的周缘的多个部位处将冷却流体引入到腔室 中，以使得，冷却流体具有与涡轮机壳体的水平和竖直对称面不一致 的第一和第二流动对称面(flow symmetry plane)，并且，在分别地设置 在水平和竖直对称面处的涡轮机壳体的联结的上和下凸缘及第一和 第二假凸缘处传热被增加。