[发明专利]转子冷却

说明书

背景技术

邻近转子动叶的第一轮间隙的冷却已经在包括蒸汽涡轮的许多涡轮机中采用。典型地，这种冷却采用从高压区段的较后级至中压区段的第一轮间隙的蒸汽的转移。但是，已经发现在操作状态下，冷却流的涡流比-定义为由转子的速度除以冷却蒸汽的周向速度-在提供高效冷却和延长转子寿命中很重要。同样重要的是在冷却蒸汽源与该蒸汽向轮间隙释放处的点之间的压降。本发明的实施例描述了涡流比和压降两者的改进和/或相互作用以提供更高效的冷却流。

发明内容

在一个实施例中，本发明提供了涡轮，其包括：转子，其包括第一动叶根部；和定子构件；该定子构件具有：转子孔，在其内布置转子的至少一部分；面向端部，其邻近转子的第一动叶根部；多个密封件，其在转子孔内以用于抵靠转子密封，该多个密封件包括最接近面向端部的第一密封件和邻近第一密封件的第二密封件；以及多个通路，每个通路均在第一密封件和第二密封件之间的点处从转子孔的表面延伸并延伸穿过面向端部。

在另一实施例中，本发明提供了用于涡轮的定子构件，该定子构件包括：伸长主体；转子孔，其在伸长主体内并沿着该伸长主体的纵向轴线；至少一个通路，其具有在转子孔的表面上的第一开口并延伸穿过伸长主体至在伸长主体的面向端部上的第二开口，面向端部沿着基本垂直于伸长主体的纵向轴线的平面安放；以及第一凹部，其沿着转子孔的表面以用于容纳密封装置，第一凹部布置在面向端部和至少一个通路的第一开口之间。

本发明的第一技术方案为一种涡轮，其包括：转子，其包括第一动叶根部；以及定子构件。该定子构件具有：转子孔，在其内布置转子的至少一部分；面向端部，其邻近转子的第一动叶根部；多个密封件，其在转子孔内以用于抵靠转子密封，多个密封件包括最接近面向端部的第一密封件以及邻近第一密封件的第二密封件；以及多个通路，每个通路在第一密封件与第二密封件之间的点处从转子孔的表面延伸并延伸穿过面向端部。

本发明的第二技术方案为，在本发明的第一技术方案中，第一密封件选自由刷式密封件和填密环组成的组。

本发明的第三技术方案为，在本发明的第二技术方案中，第一密封件是填密环且第二密封件是填密环。

本发明的第四技术方案为，在本发明的第一技术方案中，涡轮还包括附连至面向端部的导流板，导流板包括多个通路，其从邻近面向端部的第一表面延伸穿过至基本平行于第一表面的第二表面，其中导流板的多个通路中的至少一个与定子构件的多个通路中的一个连通。

本发明的第五技术方案为，在本发明的第四技术方案中，导流板的多个通路中的至少一个在转子的旋转方向上成角度。

本发明的第六技术方案为，在本发明的第四技术方案中，导流板的多个通路中的至少一个在导流板内成角度在大约45度与大约90度之间。

本发明的第七技术方案为，在本发明的第六技术方案中，导流板的多个通路中的至少一个在导流板内成角度在大约60度与大约85度之间。

本发明的第八技术方案为，在本发明的第七技术方案中，导流板的多个通路中的至少一个在导流板内成角度在大约80度的角度。

本发明的第九技术方案为，在本发明的第一技术方案中，在操作状态下，一定量的蒸汽从第一密封件与第二密封件之间转移穿过定子构件的多个通路并进入面向端部与第一动叶根部之间的轮间隙空腔中。

本发明的第十技术方案为，在本发明的第九技术方案中，定子构件的多个通路在一定量的蒸汽上赋予高于约1.6的涡流比。

本发明的第十一技术方案为，在本发明的第十技术方案中，涡流比在大约1.7与大约2之间。

本发明的第十二技术方案为，在本发明的第九技术方案中，一定量的蒸汽在第一密封件与第二密封件之间的点处具有第一压力，其比在轮间隙空腔内的第二压力至少高50psi。

本发明的第十三技术方案为，在本发明的第十二技术方案中，第一压力比第二压力高大约80psi。

本发明的第十四技术方案为一种用于涡轮的定子构件，该定子构件包括：伸长主体；转子孔，其在伸长主体内并沿着伸长主体的纵向轴线；至少一个通路，其在转子孔的表面上具有第一开口并且延伸穿过伸长主体至在伸长主体的面向端部上的第二开口，面向端部沿着基本垂直于伸长主体的纵向轴线的平面放置；以及第一凹部，其沿着转子孔的表面以用于容纳密封装置，第一凹部布置在面向端部与至少一个通路的第一开口之间。

本发明的第十五技术方案为，在本发明的第十四技术方案中，定子构件还包括第二凹部，其沿着转子孔的表面以用于容纳第二密封装置，第二凹部布置为邻近至少一个通路的第一开口并与第一凹部相对。