[发明专利]三壳结构形式的蒸汽轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸汽轮机，所述蒸汽轮机包括以能够围绕旋转轴线转动的方式承载的转子、在径向方向上围绕转子设置的靠内的内壳体和靠外的内壳体，其中围绕靠内的内壳体和靠外的内壳体设置有外壳体，其中蒸汽轮机具有构成为用于中压蒸汽的第一流动部和构成用于低压蒸汽的第二流动部，其中第二流动部被定向成与第一流动部的方向相同。

背景技术

蒸汽轮机通常具有以能够转动的方式承载的转子和围绕转子设置的壳体。在转子和内壳体之间构成流动通道。蒸汽轮机中的壳体必须能够满足多种功能。一方面，导向叶片设置在壳体上的流动通道中，并且另一方面，内壳体必须对所有负载——并且尤其在运行情况下承受流动介质的压力和温度。在蒸汽轮机中，流动介质是蒸汽。此外，壳体必须构成为，使得也被称为抽吸（Anzapfung）的导入和导出是可行的。壳体必须满足的另一个功能是轴端部能够被引导穿过壳体的可能性。

在运行中出现的高的应力、压力和温度的情况下必需的是，适当地选择材料以及将结构选择成，使得能够实现机械的完整性和功能性。对此需要使用高品质的材料，尤其在入流区域中和第一导向叶片槽中使用高品质的材料。

对于在650℃之上、例如为700℃的新鲜蒸汽温度下的应用而言，镍基合金是适合的，因为所述镍基合金承受在高温度下出现的负荷。当然，这种镍基合金的应用与新的挑战相关联。因此，用于镍基合金的成本是相对高的，并且此外镍基合金的可制造性例如通过受限的铸造可能性而受到限制。这导致，镍基合金的应用必须最小化。此外，镍基材料是不理想的热导体。由此，壁厚上的温度梯度是不变的，使得热应力是相对高的。此外，要考虑的是，在应用镍基材料时，蒸汽轮机的入口和出口之间的温差增大。

目前追求不同的设计，以便提供一种蒸汽轮机，所述蒸汽轮机适合于高温度和高压力。因此，已知的是，根据Y.Tanaka等的文章“Advanced Design of Mitsubishi Large Steam Turbines”，三菱重工，Power Gen Europe（欧洲电力展），2003，杜塞尔多夫，2003年五月六日至八日，将包括多个部分的内壳体结构添加到外壳体结构中。同样已知的是，根据DE 10 2006 027 237 A1的由两个部分构成的内壳体。在DE 342 1067中以及在DE 103 53 451 A1中同样公开多部件的内壳体结构。

在蒸汽轮机的一个特殊的实施形式中，中压部分和低压部分安置在外壳体中。中压部分加载有蒸汽，所述蒸汽通常具有高的蒸汽参数、例如温度和压力，并且直接从高压部分涡轮机的中间过热单元流动。从高压部分在膨胀之后流出的蒸汽导向锅炉的中间过热单元并且在那加热到能够对应于新鲜蒸汽温度的较高的温度。在蒸汽轮机中，所述中间过热的蒸汽随后导入到中压部分中并且随后流动穿过中压叶片组。已知下述蒸汽轮机，所述蒸汽轮机以所谓的单流构型（Single-Flow-Bauart）制成。在所述结构类型中，中压部分和低压部分依次设置并且在相同的流动方向上被流过。

发明内容

本发明的目的是，提供另外的构成蒸汽轮机的方案。

所述目的通过一种具有根据权利要求1的特征的蒸汽轮机来实现。在从属权利要求中，提出有利的改进形式。

本发明的基本思想是，构成三壳式的蒸汽轮机。内壳体在此构造成靠内的内壳体和靠外的内壳体。靠内的内壳体设置在流入区域的范围中从而必须承受高的温度和高的压力。因此，靠内的内壳体由合适的材料、例如由镍基合金或由高品质的材料、例如由包括9重量%至10重量%的铬的钢制成。在靠内的内壳体和转子之间构成流动通道。靠内的内壳体因此具有例如为槽的机构，以便在其中承载导向叶片。围绕内壳体设置靠外的内壳体。在此，重要的是，在靠内的内壳体和靠外的内壳体之间存在冷却蒸汽腔，所述冷却蒸汽腔加载有冷却介质。在此，靠外的内壳体构成为，使得在流动方向上看去，所述靠外的内壳体邻接于靠内的内壳体并且是流动通道的限界部，其中在靠外的内壳体中也设有例如为槽的机构，以便能够承载导向叶片。

靠外的内壳体通过到冷却蒸汽腔中的冷气输入管道而加载有蒸汽，所述蒸汽具有较低的温度和较低的压力，使得靠外的内壳体的材料与靠内的内壳体的材料相比不必那么抗热。尤其地，当靠外的内壳体由不那么高品质的材料构成时是足够的。围绕靠内的内壳体和靠外的内壳体设置外壳体。