[发明专利]带冲击转子的汽轮机的操作方法和实现该方法的汽轮机

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机的领域。其涉及根据权利要求1的前序部分用于操作汽轮机的方法。其还涉及实现该方法的汽轮机。

背景技术

应力腐蚀开裂(SCC)是一种损坏工艺，其根源为拉伸应力、腐蚀的环境和经受它的材料的同时出现。这三个因素之一的消除或改变经常能够消除应力腐蚀开裂本身，或减少对它的敏感性并因此实际构成控制应力腐蚀开裂的明显方法。

应力腐蚀开裂是亚临界裂缝生长现象，其包括在特定点处的裂缝萌生、裂缝扩展和最后的最终过载断裂。作为应力腐蚀开裂的结果的故障经常出现在表面上中性的化学环境中，拉伸应力远低于相应金属的屈服点。应力腐蚀开裂因此也持续是重大机器故障的原因。

在汽轮机中，应力腐蚀开裂特定地出现在潮湿蒸汽条件下。实际经验显示应力腐蚀开裂或者出现在叶片的紧固区域(在销孔的边缘，在杉形根，或在“跨越根部”)，或者出现在从转子盘到转子轴的过渡处。

以前为了阻止或至少减少在汽轮机中的应力腐蚀开裂已提出了大量的提议。在DE-A1102004028395中提出了通过用惰性金属涂抹处于危险的汽轮机的零件来减少应力腐蚀开裂(也参见JP-A60212603)。为了防止应力腐蚀开裂，在DE-A1102006013139中提出了在相对在前级的最终涡轮级的区域中增加转子的屈服点。为了应力腐蚀开裂的应力最小化，在EP-A12143884中公开了在所述转子的轮盘的前侧设置热障涂层。JP-A61149501提出了为了减少变成水的蒸汽中的氧将肼注入蒸汽。根据JP-A61261605，蒸汽的pH值保持在预定范围内，以便避免应力腐蚀开裂。所有所述技术方案提议对于生产工程原因或对于操作和技术原因都是非常昂贵的。

最后，JP-A60209602提出通过以窄缝隙(图6中的D)节流使潮湿蒸汽变干(图6中的C)，以便导引随后干燥的蒸汽在转子轴和收缩转子盘之间在每种情况下穿过缝隙按照轴向方向经过转子。整体结构或组装结构的冲击转子不能按照这种方式阻止应力腐蚀开裂，冲击转子中轴和轮子之间不存在对应间隔。具体地，在组装冲击转子的情况下只有在转子和轮盘之间的缝隙能够按照这种方法被保护，但不能保护维持的轮盘轮廓。

发明内容

因此本发明的目的是公开一种用于操作带冲击转子的汽轮机的方法，通过该方法在轮盘区域的应力腐蚀开裂能够以简单有效的方式被防止，另一目的是产生一种用于实现该方法的汽轮机。

该目的通过权利要求1和9的特征的全部来实现。对于根据本发明的方法重要的是，干燥的过热蒸汽给送到汽轮机，并且重要的是，为了减少或避免暴露在潮湿蒸汽危险中的冲击转子的轮盘上的应力腐蚀开裂，干燥的过热蒸汽用于处于危险的冲击转子的轮盘的清洗。

应力腐蚀开裂(SCC)要求液体介质的影响。鉴于热力学的观点，在膨胀管线进入所谓潮湿蒸汽区域(＝穿过作为干燥过热蒸汽和潮湿蒸汽之间的边界线的威尔森(Wilson)线)时在蒸汽-水循环中形成蒸汽潮湿。为了可靠地阻止冲击转子轮盘的应力腐蚀开裂，扫过它们的蒸汽必须是干燥过热的。为了实现这点，干燥过热泄漏蒸汽流沿轮盘导引朝向隔膜封垫(packing)。

根据本发明的方法的一种设计，干燥过热蒸汽通过单独的给送管线从外部蒸汽源给送到冲击转子。作为外部蒸汽源，例如高压涡轮部分或中级压力涡轮部分或外部蒸汽线在这种情况下都是可行的。然后外部蒸汽导向尤其在钻孔的轮盘之前的级1。这种设计当汽轮机将全部在潮湿蒸汽区域中操作时将是权宜之计。

本发明的另一设计，其特征在于：干燥过热蒸汽通过入口管道给送到汽轮机并由于在蒸汽通道内的增大膨胀从干燥蒸汽区域转换到潮湿蒸汽区域，并且其特征在于：为了减少或避免暴露在潮湿蒸汽危险中的冲击转子的轮盘上的应力腐蚀开裂，干燥过热泄漏蒸汽流从干燥过热蒸汽流出，并用于处于危险的冲击转子的轮盘的清洗。

具体地，在这种情况下的干燥过热泄漏蒸汽流直接在干燥蒸汽区域的冲击转子的第一级(N)的下游流出，并给送到一个或多个后续级的轮盘。

如果干燥过热泄漏蒸汽流直接从蒸汽通道流出，就尤其简单。

本发明的另一设计，其特征在于：干燥过热泄漏蒸汽流的给送通过在轮盘中对应的泄漏蒸汽孔或开口来执行。

具体地，为此对于每个轮盘多个优选轴向定向的泄漏蒸汽孔或开口在轮盘的圆周上以分布方式布置。

具体地，汽轮机能够设计为双流向低压汽轮机。但是，本方法也能够用于单流向低压汽轮机。在这种情况下，泄漏蒸汽孔也能够方便地用于轴向推力补偿的目的。