[发明专利]蒸汽涡轮机

说明书

本申请是申请号为200510135846.7、申请日为2005年12月23日、发明名称为“蒸汽涡轮机”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及蒸汽涡轮机，其可以用于从地热蒸汽获得能量。

背景技术

用地热蒸汽操作的蒸汽涡轮机接触对涡轮机自身的部件具有侵蚀性和/或腐蚀性的物质。

甚至少量的诸如氯化物和硫化物之类的侵蚀性的物质也会引起诸如转子叶片、定子叶片和密封层之类的蒸汽涡轮机部件的腐蚀。

当前用于蒸汽涡轮机部件的材料是马氏体不锈钢，其在侵蚀剂和/或腐蚀剂方面强烈地遭受腐蚀现象。

腐蚀在过热的蒸汽和潮湿蒸汽之间的过渡区域(露点)是特别高的。

在该区域中，包含在地热蒸汽中的固体颗粒在叶片的表面上形成大量沉积物。

在涡轮机运行期间，由于诸如氯化物和硫化物之类的腐蚀剂局部浓度的增加，沉积物加速腐蚀过程。

涡轮机部件的腐蚀危害涡轮机自身的正确功能性，以及为其规划的预防性维护计划。

为了减小维护介入，以及因此也减小部件自身的替代，用水“清洗”包含高于预定百分比量的侵蚀性物质的地热蒸汽。

这减小了地热蒸汽中存在的侵蚀性物质的浓度。

第一个缺点在于，地热蒸汽的清洗操作导致工厂运行和维护成本增加，也增加了其复杂性。

另一个缺点在于，清洗蒸汽减小了涡轮机入口处可用的焓，因此减小了涡轮机自身的有用功。

发明内容

本发明的目的是提供一种用通常包含腐蚀剂的过热的地热蒸汽操作的蒸汽涡轮机，其避免清洗所述地热蒸汽。

还有一个目的是提供一种用通常包含腐蚀剂的地热蒸汽操作的蒸汽涡轮机，其具有在入口处可用能量的高的转换效率。

另一个目的是提供一种用通常包含腐蚀剂的地热蒸汽操作的蒸汽涡轮机，其用过热的地热蒸汽操作且具有高的使用寿命。

还有一个目的是提供一种用通常包含腐蚀剂的地热蒸汽操作的蒸汽涡轮机，其具有减小的维护成本。

本发明提供一种用包含含有氯化物和/或硫化物的腐蚀剂的地热蒸汽来操作的蒸汽涡轮机，其包括一系列由镍-铬-钼合金制成的密封层，所述镍-铬-钼合金包含重量百分比范围从54％到58％的量的镍、重量百分比范围从21％到23％的量的铬、及重量百分比范围从12％到14.5％的量的钼，其中所述涡轮机还包括一系列由镍-铬-钼-铌合金制成的转子叶片，所述镍-铬-钼-铌合金包括重量百分比范围从55％到59％的量的镍、重量百分比范围从19％到22.5％的量的铬、重量百分比范围从7.0％到9.5％的量的钼、及重量百分比范围从2.75％到4％的量的铌。

具体实施方式

从下面的本发明的示例性且非限制性的描述可以更加明白用地热蒸汽操作的蒸汽涡轮机的特征和优点。

根据本发明，提供了一种蒸汽涡轮机，其用包含特别是诸如氯化物和/或硫化物之类的侵蚀剂或者腐蚀剂的地热蒸汽来操作。

涡轮机包括一系列由包含重量百分比范围从54％到58％的量的镍的镍合金制成的密封层，以避免清洗所述地热蒸汽，同时维持所述系列的密封层和所述蒸汽涡轮机的高的使用寿命。

通过所述涡轮机，有利地可以转换较大量的能量，因为不清洗的地热蒸汽相对于清洗的地热蒸汽具有较高的焓。

有利地，所述涡轮机对于包含高于2ppm的量的氯化物的地热蒸汽特别有效，避免了其清洗。

所述镍合金优选的是镍-铬-钼合金。

所述镍合金优选包括重量百分比范围从21％到23％的量的铬，重量百分比范围从12％到14.5％的量的钼。

所述镍合金优选是市场上已知为HASTELLOY C22的镍的超级合金。

所述涡轮机优选还包括一系列由所述镍合金制成的，特别是由HASTELLOY C22制成的定子叶片。

这是为了避免清洗所述地热蒸汽，同时维持所述系列的定子叶片、密封层和所述蒸汽涡轮机的高的使用寿命。

所述涡轮机优选还包括一系列由镍-铬-钼-铌合金制成的转子叶片，以避免清洗所述地热蒸汽，同时维持所述系列的转子叶片和蒸汽涡轮机自身的高的使用寿命。

所述镍-铬-钼-铌合金优选包括重量百分比范围从55％到59％的量的镍，重量百分比范围从19％到22.5％的量的铬，重量百分比范围从7.0％到9.5％的量的钼，重量百分比范围从2.75％到4％的量的铌。

所述镍-铬-钼-铌合金优选是市场上已知为INCONEL 725的镍的超级合金。