用于将超临界冷却蒸汽提供到涡轮机轴距中的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于将超临界冷却蒸汽提供到涡轮机轴距中的系统和方法，具体而言，涉及一种用于冷却涡轮机械的高压部分的系统，该系统包括导管，该导管构造成将来自锅炉的冷却蒸汽输送到位于涡轮机械的第一级喷嘴上游的空间。该导管延伸通过涡轮机械的外壳和第一级喷嘴的喷嘴隔膜。该系统还包括导管内的控制阀，该控制阀构造成调节冷却蒸汽流。涡轮机械包括外壳、可旋转地支撑在外壳中的涡轮轴以及沿涡轮轴定位且包含在外壳内的多个涡轮机级。各涡轮机级包括附接到外壳上的隔膜。该隔膜包括多个喷嘴。在多个级的第一级上游的隔膜中设置孔，用于引入冷却蒸汽。一种冷却涡轮机械高压部分的方法包括：通过至少一个孔将冷却蒸汽引入涡轮机械。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用从锅炉提供的冷却流，以限制涡轮机械的涡轮中 的金属应力。
技术介绍
WO 01/86121 Al公开了用于冷却蒸汽涡轮机的高压膨胀部分中 的轴的方法。提供蒸汽发生器以产生新鲜蒸汽，该新鲜蒸汽的温度和 压力分别高于和低于从蒸汽发生器中移除以用于冷却轴的冷却蒸汽 的温度和压力。高压膨胀部分设有用于冷却蒸汽的供给。曰本专利申请公开9-250306公开了来自锅炉的中间级的蒸汽与 高压初级喷嘴出口泄漏蒸汽混合，以防止降低中压初级叶片柱螺栓部 分的实质力(material force)。
技术实现思路
在本专利技术的一个实施例中，用于冷却涡轮机械的高压部分的系统 包括导管，该导管构造成将来自锅炉的冷却蒸汽输送到该涡轮机械的 第一级喷嘴上游的空间。该导管延伸通过涡轮机械的外壳和第一级喷嘴的喷嘴隔膜。该系统还包括导管中的控制岡，该控制阀构造成调节 冷却蒸汽流。在本专利技术的另一个实施例中，涡轮机械包括外壳、可旋转地支撑 在外壳中的涡轮轴，以及沿涡轮轴定位且包含在外壳内的多个涡轮机 级。各涡轮机级包括附接到外壳上的隔膜。该隔膜包括多个喷嘴。在 位于多个级的第一级上游的隔膜中设置孔来引入冷却蒸汽。在本专利技术的另一个实施例中，提供了一种冷却涡轮机械的高压部 分的方法。涡轮机械包括外壳、可旋转地支撑在外壳中的涡轮轴，以及沿涡轮轴定位且包含在外壳内的多个涡轮机级。各涡轮机级包括附 接到外壳上的隔膜。该隔膜包括多个喷嘴和至少一个孔，该孔设在位 于多个级的第一级上游的隔膜中。该方法包括通过该至少一个孔将冷却蒸汽引入涡4仑机械中。 附图说明图1示意性地描绘了高压冷却系统的一个实施例；图2示意性地描绘了本专利技术的一个实施例中被供给蒸汽的涡轮机的第一级上游轴距；以及图3示意性地描绘了通过本专利技术的一个实施例中的涡轮机级的冷却流的4亍程。具体实施例方式参考图1，锅炉构造成将蒸汽提供给涡轮机械的涡轮机24。锅炉 2包括多个过热器和再热器。如图1中所示，在锅炉2的最终过热器 4处提供有导管或管道8以便将冷却蒸汽提供给涡轮机24。管道8具有控制阀6，该控制阀允许根据涡轮机24的负载需求调 节冷却蒸汽的流量。冷却蒸汽流沿管道8移动且通过涡轮4几24的外 壳或外罩20供入涡轮机24。管道8分叉成笫一分支8a和第二分支8b。参考图2，冷却蒸汽通过涡轮机24的外罩20沿第一分支8a和 第二分支8b引入第一级上游轴距。虽然在图2中仅示出了第二分支 8b，但应该明白的是，第一分支8a提供给涡轮机24的外罩20的下半 部。参考图2，涡轮机24包括多个蒸汽导引喷嘴。如图2中所示，第 一级喷嘴30直接设在冷却蒸汽管道8的第二分支8b的下游。蒸汽导 引喷嘴30包括喷嘴隔膜26,该喷嘴隔膜26包括喷嘴隔膜外环部分 28和喷嘴隔膜内环部分22。喷嘴隔膜26附接到外壳或外罩20上且 围绕涡轮机轮叶或叶片14和喷嘴30。涡轮机叶片14支撑在涡轮机24的转子10的轮12上。喷嘴隔膜内环部分22支撑提供在喷嘴隔膜内环部分22和转子10 的外表面之间的密封件16。喷嘴隔膜外环部分28支撑围绕涡轮机叶 片14的溢流带(spillstrip)式密封环18。应该理解的是，涡轮机叶片14 可设有在涡轮机叶片14的外径向表面上的盖。如图2中所示，冷却蒸汽从导管或管道8提供，通过涡轮机24 的外壳或外罩20进入第二分支8b，到达第一级上游轴距。例如，通 过在外罩20和喷嘴隔膜26中钻孔以及使用司太立特硬质合金安装装 置在外罩20的上半部分和下半部分内将冷却蒸汽提供于第一级喷嘴 30的上游。参考图3，冷却蒸汽流通过两个分支8a和8b进入涡轮机24的外 壳20的高压(HP)部分，然后引入第一级上游轴距，从而使第一级上游 轴距充满冷却器蒸汽。冷却流然后流过蒸汽平^f紆孔到达下游轴i^，然 后通过密封环16到达第二级上游轴距。溢流带式密封环18用来将冷 却回路与主蒸汽流隔离。这提供了如图3中所示的蛇形冷却装置。通过在高压膨胀涡轮机24中使用高反应、全弧度的第一级，冷 却蒸汽限制了涡轮机24中的金属应力，因为将冷却蒸汽提供给了涡 4仑机24的高压区域。由于压力需要高于涡轮机24的节流压力，因而 冷却流从锅炉2提供。通过允许根据涡轮机24的负载需求来调节冷却流，使用控制阀6 来调节冷却流。这就允许在不损害涡轮才几24性能的情况下，使用高 效率、低反应的第一级。因而，图l-3所示的构造允许涡轮机24为不 同范围的负载工作，并且对来自锅炉2的外部蒸汽冷却流的使用考虑 了在整个涡轮机24范围内的最大效率。尽管已结合当前认为是最实际和优选的实施例对本专利技术进行了 描述，但应该理解的是，本专利技术不限于所公开的实施例，相反，本发 明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效 装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冷却涡轮机械的高压部分的系统，该系统包括：　导管（８），其构造成将来自锅炉（２）的冷却蒸汽输送到涡轮机械的第一级喷嘴（３０）的上游的空间，其中，该导管延伸通过涡轮机械的外壳（２０）和第一级喷嘴的喷嘴隔膜（２６）；以及　导 管中的控制阀（６），其构造成调节冷却蒸汽流。

【技术特征摘要】
US 2008-7-24 12/1787881.一种用于冷却涡轮机械的高压部分的系统，该系统包括导管(8)，其构造成将来自锅炉(2)的冷却蒸汽输送到涡轮机械的第一级喷嘴(30)的上游的空间，其中，该导管延伸通过涡轮机械的外壳(20)和第一级喷嘴的喷嘴隔膜(26)；以及导管中的控制阀(6)，其构造成调节冷却蒸汽流。2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导管包括第一 分支(8a)和第二分支(8b)，且该第一分支和第二分支中的各个分支延伸 通过外壳和喷嘴隔膜，并且该第 一分支和第二分支在相对的位置处延 伸通过外壳和喷嘴隔膜。3. 如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制阀位于所 述第一分支和第二分支的上游。4. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括设 在喷嘴隔膜的外环部分(28)上的带式密封环(18)，该带式密封环(18)构 造成将冷却蒸汽流与涡轮机械的主蒸汽流隔离。5. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制阀构造成 根据涡轮机械的负载而调节冷却蒸汽流。6. —种涡轮机械，包括 外壳(20);可...

【专利技术属性】
技术研发人员：WT帕里，CM托马索，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]