[发明专利]用于蒸汽轮机的、能够精细调节最大通流量的导向叶片环和相关的方法有效

专利信息
申请号: 201180064394.1 申请日: 2011-11-22
公开(公告)号: CN103282605A 公开(公告)日: 2013-09-04
发明(设计)人: 蒂尔曼·奥夫德姆坎佩;乌尔里希·博伊尔;鲍里斯·多布任斯基;拉尔夫·霍法克;马里奥·克贝;迪特尔·米宁格尔;乌维·西伯;安德烈亚斯·施蒂姆;斯特凡·弗尔克;亚当·齐默尔曼 申请(专利权)人: 西门子公司
主分类号: F01D17/14 分类号: F01D17/14
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 张春水;李德山
地址: 德国*** 国省代码: 德国;DE
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摘要:
搜索关键词: 用于 蒸汽 轮机 能够 精细 调节 大通 流量 导向 叶片 相关 方法
【说明书】:

背景技术

为了实现蒸汽轮机经济地运行,重要的是,蒸汽发生器的、例如核电站的最大可能的过程蒸汽质量流经过蒸汽轮机。通过蒸汽轮机运送的过程蒸汽质量流借助于涡轮叶片组尽可能低损耗地转向到导向叶片环格栅或者转子叶片环格栅中,其中所述过程蒸汽质量流在确定蒸汽轮机的尺寸时考虑为决定性的参数并且称作蒸汽轮机的最大通流量。尤其重要的是核电厂中的最大通流量,因为在此新鲜蒸汽压强直接地影响蒸汽发生器的功率。导向叶片格栅具有在环周之上均匀分布地设置的多个导向叶片,其中在导向叶片之间构造有叶片通道。叶片通道在毂侧被毂轮廓环径向地限界并且在壳体侧被壳体轮廓环径向地限界。蒸汽轮机的最大通流量决定性地通过第一导向叶片环的最大通流量来预设,使得在设计蒸汽轮机时所述导向叶片环是尤其重要的。导向叶片环的最大通流量基本上通过其流动横截面来确定,所述流动横截面包括叶片通道的全部有效横截面的总和。

导向叶片环在其制造时经受结构公差,常规地为大约2%。因此,流动横截面进而真实存在的最大通流量不同于在设计蒸汽轮机时原始所基于的大小。如果蒸汽轮机的最大通流量从反应器角度看过大,例如大2%,那么在涡轮机转数恒定的情况下必须相应地对蒸汽轮机的新鲜蒸汽阀进行节流,以便保持在在蒸汽轮机上游的新鲜蒸汽压强。然后,节流导致在新鲜蒸汽阀上的附加的蒸汽压力降。如果蒸汽轮机例如作为常规的电厂蒸汽轮机用在核电厂中,那么可能造成小于5兆瓦的发电机功率下降。如果相反蒸汽轮机的最大通流量过小,例如小2%,那么必须相应地减小过程蒸汽质量流,由此更多地降低发电机功率。为了避免该不利的情况,蒸汽轮机的导向叶片通常被设计得以大约2%过大。在具有过小流动横截面的导向叶片环中在一定的界限内得到通过再加工、尤其通过打磨导向叶片后缘来提高最大通流量的可能性,但是在具有过小导向叶片的进而过大流动横截面的导向叶片环中没有这种再加工。

发明内容

本发明基于下述目的,提供一种用于蒸汽轮机的导向叶片环和用于对导向叶片环的最大通流量进行精细调节的方法,其中能够克服上述问题并且尤其能够以改进的方式改变蒸汽轮机的最大通流量。

根据本发明,所述目的通过根据权利要求1的用于汽轮机的导向叶片环来实现。此外,所述目的通过根据权利要求6的用于对导向叶片环的最大通流量进行精细调节的方法来实现。本发明的有利的改进形式在从属权利要求中说明。

根据本发明,实现一种用于蒸汽轮机的导向叶片环,其具有壳体轮廓环部段、毂轮廓环部段和轴流式导向叶片,在所述轴流式导向叶片之间构造有叶片通道,所述叶片通道被壳体轮廓环部段以及毂轮廓环部段径向地限界,其中壳体轮廓环部段和/或毂轮廓环部段在其朝向叶片通道的一侧设有附加材料部,伸入到叶片通道中的所述附加材料部的径向延伸部的尺寸被确定成,使得导向叶片环具有预先确定的最大通流量。为了精细调节导向叶片环的最大通流量,根据本发明,壳体轮廓环部段和/或毂轮廓环部段的朝向叶片通道的一侧设有附加材料部。由此,借助于附加材料部收缩叶片通道并且通过导向叶片环的叶片通道减小过程蒸汽质量流。因此,能够校正蒸汽轮机的过大的最大通流量,而不必执行例如更换导向叶片环或者对蒸汽轮机新鲜蒸汽阀节流以用于校正过程蒸汽质量流。

在壳体轮廓环部段和/或毂轮廓环部段上设置膜片以作为附加材料部,所述膜片从导向叶片环的外部能够以被操作的方式径向移动,使得借助膜片将相应的叶片通道径向地收缩,以便预设预先确定的最大通流量。为此,优选能够借助执行器从导向叶片环的外部操作每个膜片。优选地,执行器是液压驱动的、气动驱动尤其借助蒸汽气动驱动的、电驱动的或者机械驱动的柱塞。在每个膜片和相关的壳体轮廓环部段或者相关的毂轮廓环部段之间优选设置有压电执行器,借助所述压电执行器能够以支撑在壳体轮廓环部段上或者毂轮廓环部段上的方式从导向叶片环的外部以电动的方式径向地移动膜片。借助于可通过执行器运动的膜片能够从导向叶片环的外部动态地调节蒸汽轮机的最大通流量,由此在蒸汽轮机工作时能够改变叶片通道的径向延伸。因此,在蒸汽轮机工作期间也能够将最大通流量匹配于不同的工作状态。这对于蒸汽轮机的部分负荷工作是尤其有利的。

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