[发明专利]涡轮外壳及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于特别为蒸汽涡轮的大型涡轮的外壳设计。更具体地，本发明涉及用于电力输出超过1000MW的蒸汽涡轮的外壳和设计与制造这种外壳的相关方法。

背景技术

在以下描述中，术语“涡轮”用于指示旋转式发动机，其具有通过诸如水或气体的流体介质进行力耦合的转动部分和定子部分。本发明特别感兴趣的是轴流式涡轮，其包括与移动转子叶片的径向布置相交替的径向布置的固定定子叶片或静叶(vane)。移动在此通常限定为相对外壳或壳体的移动。

设计和制造大型涡轮的领域主要为对设计和制造的定做方法。这种方法使各涡轮作为为特定的发电厂或经营者定制的单项产品。为了减少使涡轮设计适应一套新规格所涉及的努力和成本，过去已经尝试至少标准化涡轮的一些部分以获得更模块化的并且因此可更容易地改变的设计。

德国公开的专利申请No. DE 44 25 352 A1例如描述了具有铸造壳体的蒸汽涡轮，该铸造壳体构造为标准外壳以覆盖多种不同变型。根据‘352专利申请的标准外壳具有数个抽吸端口，其可根据给定涡轮变型而选择性地打开。在该标准壳体的铸造后，所有的抽吸端口是关闭的。为了抽吸端口的选择性打开，壁的部分被钻出以形成所需的端口。

大型涡轮的外壳典型地制造为两个分开部分，即底半部和顶半部。在将诸如转子、移动的和静止的叶片或隔板、密封件等的涡轮的内部部分放在适当位置后，这些半部在现场利用螺栓连接在一起。尽管分开了，但是外壳的各半部仍可重达100吨或更多。

考虑到铸造用于涡轮特别地用于大型蒸汽涡轮的外壳所涉及的复杂性和成本，视为本发明的目的的是提供涡轮外壳、涡轮外壳的设计和制造外壳的方法，它们减少在从一套规格转移到另外的规格时所需的变化量。本发明解决的特定问题是，使给定型号的涡轮适应电力网的不同频率因此适应不同的旋转速度所需的改变。

发明内容

根据本发明的一方面，提供用于大型涡轮的外壳的设计，其中，该外壳至少包括以如下方式设计的前端区段、中间区段和末端区段，该方式使得提供用于旋转速度的改变以使涡轮适应不同电力网频率所需的、对外壳模具的改变限于用于外壳的中间区段的模具。

在优选变型中，在用于前端区段和末端区段的模具保持不变的同时，中间区段在隔板支持数量、开口数量或两者的方面变化。

在本发明的另外优选实施例中，大型涡轮外壳包括适合于接收高压涡轮的高压外壳部分和设计成接收中压涡轮的中压外壳部分，该中压涡轮接收通过高压涡轮的蒸汽。

因此，外壳优选为组合的高压(HP)和中压(IP)外壳，用于在单个外壳内容纳HP和IP涡轮。

平衡两个部分以减少当蒸汽通过涡轮时在涡轮转子的轴承上的所引起的力。在这个实施例中，中压部分集成到模具的后端并且因此当使设计适合于旋转速度或不同电力网频率的改变(特别地对于在50Hz电网频率和60Hz频率之间的改变)时保持不变。

本发明的涡轮外壳优选地具有足以在低温低压下容纳大流量的(饱和的)湿蒸汽的尺寸。特别地，涡轮外壳具有足以在低于350摄氏度的低温或更优选地在低于300摄氏度的低温下、在低于100巴的压力下容纳超过5000吨/小时或更优选地超过8000吨/小时的(饱和的)湿蒸汽流的大小。在外壳的排气管道处的排气或排放压力优选低于10巴。

对模具和模具的部分的任何改变通过对利用这种模具而生产的外壳的改变直接映射。因此对在此处的模具的特殊形式的任何要求延伸到利用这种模具制造的外壳和利用这种模具的外壳的制造或铸造的任何方法。

本发明的这些和另外方面从以下详细描述和下列的附图中将显而易见。

附图说明

本发明的示范性实施例现在通过参照附图而描述，其中：

图1A和1B示出用于两种不同电网标准的两个外壳的竖直截面图，其示出上半部和下半部；和

图2A和2B示出从水平结合线观察的用于两种不同电网标准的外壳的下半部。

部件列表

外壳10a，10b

分隔线101a，101b

前端区段11a，11b

中间区段12a，12b

用于涡轮级的支承结构121a，121b

蒸汽入口管道122a，122b

末端区段13a，13b

蒸汽抽吸端口123a，123b。

具体实施方式

利用分别适合用于50Hz和60Hz电力网的涡轮的涡轮壳体或外壳的示例，本发明的示例的方面和细节在以下描述中更详细地描述。