[发明专利]改装汽轮机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改装汽轮机的方法，特别涉及一种冲动式(impulse)汽轮机。本发明的方法特别用于使汽轮机与供给汽轮机的蒸汽发生器的最大热功率的升高或降低相适配。

背景技术

汽轮机是一种用于将蒸汽的能量转换成用于驱动交流发电机、泵或任何其它旋转机械接收装置的机械功率的旋转设备。

汽轮机一般包括至少三个模块：高压模块；中压模块；以及至少一个低压模块。由蒸汽发生器输送的蒸汽首先被引导至高压模块，此后它被引导至中压模块和低压模块。

高压模块具有多级，各级均包括一组定子轮叶和一组安装在转子上的转子叶片。各级执行两个功能：

·使蒸汽膨胀，其对应于将蒸汽的热能转换为动能；以及

·借助移动的叶片将动能转换为机械能。

汽轮机定尺寸成用于来自蒸汽发生器的某种最大热功率。可期望增加该最大热功率，例如，如果希望增加由通过汽轮机驱动的旋转机械接收装置所传输的电能。在这样的情况下，汽轮机从较低的最大热功率转变成较高的最大热功率。则需要使汽轮机与该最大热功率的增加相适配。

为此，所公知的是改装汽轮机的工作(active)部分以便接收更大流量的蒸汽。汽轮机的工作部分是允许蒸汽膨胀的那些部分，即定子轮叶和与转子连接的转子叶片。

该方法是耗时和昂贵的，这是因为它需要改变装有叶片的转子和定子轮叶。

第二方案在于预期最大热功率的增加并在设计汽轮机时考虑这一点，例如，通过设计用于较高最大热功率的汽轮机同时提供用于限制蒸汽流量以便使该汽轮机可在较低最大热功率下运行的装置。因而，在此第二方案的第一实施方案中，可以通过借助于蒸汽进入阀限制蒸汽的流量而使汽轮机在较低最大热功率下运行。在此方案的第二实施方案中，可以使汽轮机在高压模块的第一定子轮叶的缩小的扇段中在较低最大热功率下运行。

不过，该第二方案存在降低了汽轮机效率的缺陷。

本发明旨在补救这些缺陷。

发明内容

特别地，本发明提出了一种方法，该方法能够使汽轮机与从第一最大热功率(例如较低最大热功率)转变成第二最大热功率(例如较高最大热功率)的蒸汽发生器相适配，并与此同时在短时段内更换少数零件，同时对两种最大热功率保持令人满意的效率。本发明特别是可以在核电站中重新加载反应堆的正常时长期间适配汽轮机，该时长为约两个星期。

本发明因此提供了一种用于改装汽轮机的方法，蒸汽由蒸汽发生器产生，该方法能够使汽轮机与从第一最大热功率转变成第二最大热功率的蒸汽发生器相适配，该汽轮机设有高压模块，该高压模块具有至少一组定子轮叶和承载至少一组转子叶片的转子。

本发明的方法包括在高压模块中用至少一组定尺寸成用于第二最大热功率的定子轮叶替换至少一组定尺寸成用于第一最大热功率的定子轮叶。转子叶片组定尺寸成在第一和第二最大热功率下运行，使得高压模块的转子和转子叶片组在从第一最大热功率转变成第二最大热功率时保持不变。

因此，通过使用被预先定尺寸成在两种最大热功率下运行的转子叶片，可以避免更换转子，同时对两种最大热功率保持令人满意的效率。此外，替换高压模块中的至少一组定子轮叶而不改变其高度能够使汽轮机与最大热功率的升高或降低相适配。

转子叶片组可采用承受与第一和第二机械功率相关联的机械应力的方式和采用对于高压模块的各级而言使由一组转子叶片和一组定子轮叶构成的对从热空气动力学角度与第一和第二最大热功率相适配的方式定尺寸。

被定尺寸成用于第二最大热功率并替换被定尺寸成用于第一最大热功率的一组定子轮叶的各组定子轮叶可包括这样的一组定子轮叶，使得通过该组定子轮叶的蒸汽流量可以：a)当第一最大热功率为较低最大热功率且第二最大热功率为较高最大热功率时高于被替换的定子轮叶中的蒸汽流量，或b)当第一最大热功率为较高最大热功率且第二最大热功率为较低最大热功率时低于被替换的定子轮叶中的蒸汽流量。

与第二最大热功率适配并替换被定尺寸成用于第一最大热功率的一组定子轮叶的各组定子轮叶可包括以这样的方式相对于彼此定向的叶型(airfoil)，即，用于两个相邻的叶型之间的蒸汽流动截面：a)当第一最大热功率为较低最大热功率且第二最大热功率为较高最大热功率时大于被替换的定子轮叶中的两个相邻的叶型之间的蒸汽流动截面；或b)当第一最大热功率为较高最大热功率且第二最大热功率为较低最大热功率时小于被替换的定子轮叶的两个相邻的叶型之间的蒸汽流动截面。