[发明专利]具有流屏蔽装置的蒸汽轮机

说明书

本发明涉及一种蒸汽轮机(1)，所述蒸汽轮机具有带有多个涡轮机壳体部分(2a)的涡轮机壳体(2)，所述涡轮机壳体沿着涡轮机纵轴线(4)包围流动空间(3)，其中涡轮机壳体(2)具有壳体壁(5)，其中在两个相邻的涡轮机壳体部分(2a)之间构成有接缝(6)。在壳体壁(5)的朝向流动空间(3)的壳体壁侧处设置有至少一个流屏蔽装置(7)，所述流屏蔽装置为壳体壁(5)的壁部段(5a)屏蔽在流动空间(3)中的流。在流屏蔽装置(7)和壳体壁(5)的壁部段(5a)之间形成中间空间(8)。在至少一个区域中，中间空间(8)具有通向流动空间(3)的开口(9)，其中经由开口(9)构成中间空间(8)与流动空间(3)的流体连通的连接。

技术领域

本发明涉及一种具有多件式的涡轮机壳体的蒸汽轮机。

背景技术

蒸汽轮机是如下流体机械，所述流体机械构成用于将蒸汽的焓转换成动能。常见的蒸汽轮机具有涡轮机壳体，所述涡轮机壳体包围用于蒸汽穿流的流动空间。在流动空间中设置有旋转支承的涡轮机轴连同多个转子叶片，所述转子叶片以依次设置的转子叶片环的形式保持在涡轮机轴处。为了优化由蒸汽对转子叶片的迎流，蒸汽轮机具有导向叶片环，所述导向叶片环分别在转子叶片环上游连接并且保持在涡轮机壳体处。由导向叶片环连同所属的转子叶片环构成的组也称作为涡轮机级。

在穿流蒸汽轮机时，蒸汽将其内部能量的一部分输出，所述部分经由转子叶片转换成涡轮机轴的旋转能量。在此，发生蒸汽的膨胀，使得蒸汽的压力和温度在穿流蒸汽轮机时在每个涡轮机级下游下降。涡轮机壳体因此在蒸汽入口和蒸汽出口之间经受温度梯度。这尤其在紧凑构造的蒸汽轮机中引起涡轮机壳体的非常高的负荷。

蒸汽轮机在特殊的实施方式中具有高压部段和中压部段和/或低压部段。为了改进效率，这种蒸汽轮机能够具有用于中间加热蒸汽的加热设备，使得例如离开高压部段的蒸汽在其输送给随后的涡轮机部段之前能够由加热设备加热。在此能够提出，在两个涡轮机部段之间相应设置有这种加热设备。尤其在具有这样中间加热蒸汽的蒸汽轮机中，沿着蒸汽轮机的涡轮机纵轴线出现强的温度波动。首先，高压部段中的温度以梯度的方式下降，随后在过渡区域中由于中间加热突然升高。涡轮机壳体的、与高压部段的流出装置和随后的中压部段或低压部段的迎流装置相邻设置的区域尤其在紧凑构造的蒸汽轮机中承受尤其强的温度梯度。

此外，涡轮机壳体出于更好的可制造性以及可安装性的原因具有多个壳体部分，所述壳体在构成接缝的条件下部分彼此连接成涡轮机壳体。涡轮机壳体在此通常具有壳体下部以及壳体上部。沿着涡轮机纵轴线，涡轮机壳体也能够具有多个壳体区段，使得高压部段和中压部段例如设置在不同的壳体区段中。连接通常经由拧紧壳体部分的或壳体区段的法兰进行。

壳体部分或壳体区段的连接的机械负荷越大，就需要越大的固定元件，以便抵消打开接缝的力。尤其在紧凑构造的蒸汽轮机中，这是大的问题，因为蒸汽轮机的可用的结构空间通常是强烈受限的。因此，所述蒸汽轮机的负荷可能性强烈受限。

从DE 10 2008 045 657 A1中已知一种蒸汽轮机，其中在两个壳体部分之间的接缝完全由屏蔽元件覆盖。屏蔽元件经由密封设备相对于壳体部分密封，使得在屏蔽元件和涡轮机壳体之间构成的空腔朝向流动空间是密封的。经由压力管路，空腔与流动空间的沿蒸汽轮机的流动方向在下游的区域流体连通地连接，所述区域在导向叶片载体下游设置。压力管路可经由阀截止。这种涡轮机是非常耗费的从而在制造时是成本密集的。此外，密封设备承受高的机械负荷，尤其热负荷，但是还有通过蒸汽流造成的腐蚀，从而具有高的磨损。这由于对此需要的减速以及加速造成高的维护耗费以及高的维护成本并且造成蒸汽轮机的需要用于维护的高的停机时间。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种蒸汽轮机，所述蒸汽轮机改进或至少部分地改进在上文中提到的缺点。尤其本发明的目的是，以具有多件式的壳体的紧凑的结构方式实现蒸汽轮机，所述蒸汽轮机借助简单的机构以及成本适宜地确保在涡轮机壳体处的降低的温度梯度，从而在用于连接壳体部分的固定元件的尺寸保持不变时允许更大的蒸汽质量流，从而也具有改进的效率。