[发明专利]蒸汽涡轮和用于从蒸汽涡轮去除水分的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及蒸汽涡轮和用于操作蒸汽涡轮的方法。具体而言，本发明涉及用于从蒸汽流动路径去除水分的系统和方法。

背景技术

蒸汽涡轮的蒸汽流动路径一般由静止壳体和转子形成。在此构型中，多个静止导叶以周向阵列附接到壳体上并向内延伸到蒸汽流动路径中。类似地，多个旋转叶片以周向阵列附接到转子上并向外延伸到蒸汽流动路径中。静止导叶和旋转叶片以交替的行布置使得一行导叶和位于紧邻下游的一行叶片形成涡轮的一级。导叶用于引导蒸汽流使得其以正确的角度进入位于下游的一行叶片。蒸汽向叶片赋予动能并使转子旋转，由此形成机械功以驱动附接到转子上的涡轮和/或诸如发电机的任何其它负载。

在蒸汽涡轮的诸如起动或停机的具体操作状况期间，蒸汽可在壳体、导叶和/或叶片上冷凝，从而在蒸汽流动路径内形成水滴。移动通过蒸汽流动路径的水滴至少产生两个重大问题。首先，蒸汽流动路径中存在水滴降低了级效率。其次，这种水分导致导叶和/或叶片的过早腐蚀。存在许多用于从蒸汽流动路径去除水分的方法。例如，具体方法包括在蒸汽涡轮的壳体中设置排水孔(drain orifice)以允许水分从蒸汽流动路径中排走。尽管一般是有效的，但排水孔在蒸汽涡轮的稳态操作期间保持敞开，由此提供了用于蒸汽逸出的泄漏路径。在稳态操作期间逸出的蒸汽引起降低的涡轮效率和增加的操作成本。因此，需要改进的用于去除蒸汽涡轮发动机中的水的系统。

发明内容

以下本发明的方面和优点将在下面的说明中进行论述，或可从说明变得显而易见，或可通过实施本发明来获知。

本发明的一个实施例是一种蒸汽涡轮，其包括用于从蒸汽涡轮的蒸汽流动路径去除水分的系统。该蒸汽涡轮包括至少部分地限定蒸汽流动路径的内壳、延伸通过内壳以至少部分地限定从蒸汽流动路径引出的水分流动路径的通道、和可操作地连接到该通道上的密封件。密封件具有与蒸汽流动路径内的第一组操作条件相关的第一位置和与蒸汽流动路径内的第二组操作条件相关的第二位置。

本发明的另一实施例是一种用于基于蒸汽涡轮的蒸汽流动路径内的操作条件而从蒸汽流动路径去除水分的方法。该方法包括当蒸汽流动路径内存在第一组操作条件时使水分从蒸汽流动路径流经通过蒸汽涡轮的内壳而限定的通道，以及当存在第二组操作条件时致动密封件以减少来自蒸汽流动路径的水分流。

本发明还可包括一种蒸汽涡轮，其包括至少部分地限定蒸汽流动路径的内壳、延伸通过内壳以至少部分地限定从蒸汽流动路径引出的水分流动路径的通道、和用于减少来自蒸汽流动路径的水分流的装置。

本领域的普通技术人员在查看说明书后将更好地理解此类实施例的特征和方面及其它。

附图说明

本发明的完整和能够实现的公开内容、包括其对本领域技术人员来说的最佳模式在包括对附图的参考的说明书的剩余部分中更具体地论述，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的蒸汽涡轮的截面图；以及

图2是如图2中所示的蒸汽涡轮的扩大截面图。

部件列表

10  蒸汽涡轮

12  转子轴

14  转子叶轮

16  旋转叶片

18  静止导叶

20  内壳

22  蒸汽

24  入口

30  系统

32  通道

34  水分流动路径

36  密封件

40  内表面

42  外表面

50  传感器

52  控制器。

具体实施方式

现将详细说明本发明的实施例，其一个或多个实例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代在附图中的特征。已在附图和描述中使用同样或相似的标号来指代本发明的同样或相似的零件。如文中所用，用语“第一”、“第二”和“第三”可互换地用来将一个构件与另一构件进行区分且并未意在表示单独构件的位置或重要性。此外，用语“上游”和“下游”指的是构件在流体路径中的相对位置。例如，如果流体从构件A流向构件B，则构件A在构件B的上游。相反地，如果构件B从构件A接收流体流，则构件B在构件A的下游。