蒸汽涡轮系统及其所用的冲动级系统和发电设备技术方案

本发明专利技术公开一种蒸汽涡轮系统及其所用的冲动级系统和发电设备。所述蒸汽涡轮系统包括：多个叶片级，其沿着第一轴轴向地布置；冲动级，其被配置在所述多个叶片级的上游，所述冲动级具有冲动轮和外壳，所述外壳包括多个入口区段，其中所述多个入口区段中的每一个具有对应的喷嘴群组且操作性地连接到控制第一蒸汽流通过所述对应的喷嘴群组的对应的控制阀；第一入口，其被配置成提供通过所述冲动级和所述多个叶片级的所述第一蒸汽流；和第二入口，其被配置成提供到所述多个叶片级且绕过所述冲动级的第二蒸汽流。

Steam turbine system and its impulse stage system and power generation equipment

The present invention discloses a steam turbine system and its impulse stage system and power generation equipment. The steam turbine system includes a plurality of blade stages arranged along the first axis; impulse level, which is configured on the upstream of the plurality of blade stages, the impulse stage has an impulse wheel and a shell, and the shell comprises a plurality of entrance sections, and each of the plurality of entry sections has corresponding nozzle group. The group is operable to connect to the corresponding control valve that controls the first steam flow through the corresponding nozzle group; the first inlet is configured to provide the first steam flow of the impulsive stage and the plurality of blade stages; and the second inlet is configured to be provided to the plurality of blade stages and to bypass the impulse. Grade second steam flow.

【技术实现步骤摘要】
蒸汽涡轮系统及其所用的冲动级系统和发电设备
本专利技术大体上涉及一种涡轮机系统，且更具体地说，涉及一种包括具有多个单独地受控制的喷嘴群组的冲动级的蒸汽涡轮系统。
技术介绍
随着可获得的可再生能源的增长，蒸汽发电设备(steampowerplants)以低负载或最小负载操作以便对诸如太阳能和风能的这些可再生能源的发电中的波动做出反应。然而，以滑动压力模式(slidingpressuremode)操作的蒸汽发电设备在部分负载期间仍必须维持某一固定最小压力模式以保护锅炉避免锅炉过热。以滑动压力模式操作的蒸汽发电设备的技术现状(stateoftheart)为通过经由高压(HP)涡轮进口阀对新鲜蒸汽(livesteam)进行节流(throttling)而以低负载且最小负载维持此固定最小压力模式。设备负载越低，那么节流损耗越高且循环效率越低。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种蒸汽涡轮系统，其包括：沿着第一轴轴向地布置的多个叶片级(apluralityofbladestages)；，配置在多个叶片级的上游(upstreamof)的冲动级(impulsestage)，所述冲动级具有冲动轮(impulsewheel)和外壳(casing)，所述外壳包括多个入口区段(inletsections)，其中多个入口区段中的每一个具有对应的喷嘴群组(correspondingnozzlegroup)且操作性地连接到控制第一蒸汽流通过对应的喷嘴群组的对应的控制阀(controlvalve)；第一入口(firstinlet)，其被配置成提供通过冲动级和多个叶片级的第一蒸汽流；和第二入口，其被配置成提供到多个叶片级且绕过(bypassing)冲动级的第二蒸汽流。其中，多个喷嘴群组中的至少一个的喷嘴数目与其余喷嘴群组的喷嘴数目不同。其中，所述冲动级的所述喷嘴群组中的每一个被配置成指引(direct)所述第一蒸汽流绕过所述多个叶片级中的至少一个。其中，所述系统进一步包括围封(enclosing)所述多个叶片级和所述冲动级的第一壳体(firsthousing)。其中，所述系统进一步包括围封所述多个叶片级的第一壳体和围封被布置在所述第一轴上的所述冲动级的第二壳体。其中，所述系统进一步包括围封所述多个叶片级的第一壳体和围封被布置在第二轴上的所述冲动级的第二壳体。本专利技术的第二方面提供一种发电设备，其包括：蒸汽源，其用于产生蒸汽流；高压涡轮系统，其具有：多个叶片级，其沿着第一轴轴向地布置；冲动级，其被配置在多个叶片级的上游，所述冲动级具有冲动轮和外壳，所述外壳包括多个入口区段，其中多个入口区段中的每一个具有对应的喷嘴群组且操作性地连接到控制第一蒸汽流通过对应的喷嘴群组的对应的控制阀；第一入口，其被配置成提供通过冲动级和多个叶片级的第一蒸汽流；和第二入口，其被配置成提供到多个叶片级且绕过冲动级的第二蒸汽流；中间涡轮系统和低压涡轮系统，其流体地连接到高压涡轮系统；和第一发电机，其由第一轴驱动。其中，所述外壳的多个喷嘴群组中的至少一个的喷嘴数目与其余喷嘴群组的喷嘴数目不同。其中，所述冲动级的所述对应的喷嘴群组中的每一个被配置成指引所述第一蒸汽流绕过所述多个叶片级中的至少一个。其中，所述发电设备进一步包括围封所述高压蒸汽涡轮系统的所述多个叶片级和所述冲动级的第一壳体。其中，所述发电设备进一步包括围封所述多个叶片级的第一壳体和围封沿着所述第一轴布置的所述冲动级的第二壳体。其中，所述发电设备进一步包括围封所述多个叶片级的第一壳体和围封沿着驱动第二发电机的第二轴布置的所述冲动级的第二壳体。本专利技术的第三方面提供一种用于蒸汽涡轮系统的冲动级系统，所述冲动级系统包括被布置在第一轴上的冲动轮和包括多个入口区段的外壳和第一入口，其中多个入口区段中的每一个具有对应的喷嘴群组且操作性地连接到控制第一蒸汽流通过对应的喷嘴群组的对应的控制阀，所述第一入口被配置成将第一蒸汽流馈送通过冲动级。其中，所述对应的喷嘴群组中的至少一个的喷嘴数目与其余喷嘴群组的喷嘴数目不同。本专利技术的说明性方面设计成用于解决本文中描述的问题和/或未讨论的其它问题。附图说明根据结合附图进行的本专利技术的各个方面的以下详细描述，将更容易了解本专利技术的这些和其它特征，附图描绘了本专利技术的各种实施例，其中：图1是现有技术蒸汽涡轮系统的纵向横截面视图。图2是根据本专利技术的实施例的冲动级外壳的正视图。图3是根据本专利技术的实施例的冲动级的示意性横截面视图。图4是根据本专利技术的实施例的蒸汽涡轮系统的纵向横截面视图。图5是根据本专利技术的实施例的蒸汽涡轮系统的示意图。图6是根据本专利技术的实施例的蒸汽涡轮系统的示意图。图7是根据本专利技术的实施例的蒸汽涡轮系统的示意图。图8是根据本专利技术的实施例的蒸汽发电设备系统的示意图。应注意，本专利技术的附图不按比例绘制。附图旨在仅描绘本专利技术的典型方面，因此不应视为对本专利技术范围的限制。在附图中，相同的数字表示各图之间的相同元件。具体实施方式首先，为了清楚地描述本专利技术，将有必要在指代和描述蒸汽涡轮内的相关机器部件时选择某些术语。此时，如有可能，将通过与其公认的含义一致的方式使用和采用通用的工业术语。除非另有说明，否则此类术语应获得与本申请的语境和所附权利要求书的范围一致的广义解释。所属领域的技术人员应了解，特定的部件常常可能使用若干个不同或重叠的术语来指代。在本文中可能描述为单件的对象在另一语境下可以包括多个部件和被引用为由多个部件组成。或者，在本文中可能描述为包括多个部件的对象可能在其它地方被引用为单件。另外，若干描述性术语可以在本文中经常使用，并且在此入口部分的开始处定义这些术语将证明是有帮助的。除非另有说明，否则这些术语及其定义如下所述。如本文中所使用，“下游”和“上游”是指示相对于例如通过涡轮发动机的工作流体等流体的流动或例如通过燃烧室的空气或通过涡轮的部件系统中的一个的冷却剂的流动的方向的术语。术语“下游”对应于流体流动的方向，并且术语“上游”是指与流动相反的方向。在没有任何进一步指明的情况下，术语“前”和“后”是指方向，其中“前”是指发动机的前端或压缩机端，并且“后”是指发动机的后端或涡轮端。常常需要描述相对于中心轴线处于不同径向位置的部件。术语“径向”是指垂直于轴线的移动或位置。在这样的情况下，如果第一部件位于比第二部件更靠近轴线的位置处，那么在本文中将表述为第一部件在第二部件的“径向向内”处或“内侧”处。另一方面，如果第一部件位于比第二部件更远离轴线的位置处，那么在本文中可以表述为第一部件在第二部件的“径向向外”处或“外侧”处。术语“轴向”是指平行于轴线的移动或位置。最后，术语“周向”是指围绕轴线的移动或位置。应了解，此类术语可以相对于涡轮的中心轴线而应用。如本文中所使用，“大约”指示值的+/-10％，或者如果指的是范围，那么指示所陈述值的+/-10％的范围。通常，蒸汽发电设备(steampowerplants)在恒定压力模式(constantpressuremode)或滑动压力模式(slidingpressuremode)下操作时会发电。当在恒定压力模式下操作时，对蒸汽涡轮控制阀进行节流以便控制蒸汽涡轮入口处(atthesteamturbineinlet)的蒸汽压力。当在滑动压力模式下操作蒸汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸汽涡轮系统，其包括：多个叶片级，其沿着第一轴轴向地布置；冲动级，其被配置在所述多个叶片级的上游，所述冲动级具有冲动轮和外壳，所述外壳包括多个入口区段，其中所述多个入口区段中的每一个具有对应的喷嘴群组且操作性地连接到对应的控制阀，所述对应的控制阀控制第一蒸汽流通过所述对应的喷嘴群组；第一入口，其被配置成提供通过所述冲动级和所述多个叶片级的所述第一蒸汽流；和第二入口，其被配置成提供到所述多个叶片级且绕过所述冲动级的第二蒸汽流。

【技术特征摘要】
2017.01.11 US 15/4034481.一种蒸汽涡轮系统，其包括：多个叶片级，其沿着第一轴轴向地布置；冲动级，其被配置在所述多个叶片级的上游，所述冲动级具有冲动轮和外壳，所述外壳包括多个入口区段，其中所述多个入口区段中的每一个具有对应的喷嘴群组且操作性地连接到对应的控制阀，所述对应的控制阀控制第一蒸汽流通过所述对应的喷嘴群组；第一入口，其被配置成提供通过所述冲动级和所述多个叶片级的所述第一蒸汽流；和第二入口，其被配置成提供到所述多个叶片级且绕过所述冲动级的第二蒸汽流。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述冲动级的所述喷嘴群组中的每一个被配置成指引所述第一蒸汽流绕过所述多个叶片级中的至少一个。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统进一步包括围封所述多个叶片级和所述冲动级的第一壳体。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统进一步包括围封所述多个叶片级的第一壳体和围封所述冲动级的第二壳体，所述冲动级被布置在所述第一轴上或者被布置在在第二轴上。5.一种发电设备，其包括：蒸汽源，其用于产生蒸汽流；高压涡轮系统，其具有：多个叶片级，其沿着第一轴轴向地布置；冲动级，其被配置在所述多个叶片级的上游，所述冲动级具有冲动轮和外壳，所述外壳包括多个入口区段，其中所述多个入口区段中的每一个具有对应的喷嘴群组且操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：S维尔姆，FR贝姆，C斯科穆德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US