[发明专利]用于冷却在高温下工作的螺栓的冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却系统，特别是涉及一种用于冷却在高温下工作的螺栓的冷却 系统。

背景技术

汽轮机是电站建设中的关键动力设备之一，是把热能转换成机械能进而转换成电 能的能量转换装置。由锅炉产生的高温、高压蒸汽经过蒸汽透平，将热能与压力势能转换成 汽轮机的机械能，带动汽轮机转子输出轴功，该机械能通过汽轮机转轴传递给发电机，从而 将机械能转换成电能。通常，为了提高能量转换的效率，汽轮机的进汽温度可高达600℃，将 来更可能到700℃的高温，而接近进汽部分的法兰密封螺栓温度也可达550℃以上。工作在 如此高温下的螺栓，长期运行后会出现由于高温产生的应力松弛现象。而对于汽轮机来说， 螺栓的松弛意味着漏汽的发生，漏出的高温汽不仅影响到机组的效率，甚至可能导致生产 事故的发生。

通过对螺栓进行冷却，降低螺栓的实际工作温度，使得本来工作温度高达550℃的 螺栓可以降低到400℃以下，这不仅对螺栓的应力松弛有利，而且由于法兰的热胀，更可以 使得螺栓的热态紧力增大，使得法兰的密封效果更好。这对于超高温热力机械的运行将是 必不可少的措施，可有效降低高温螺栓的材料等级，同时可以保证螺栓紧力和法兰密封的 长期有效，延长机组的大修周期。

发明内容

鉴于上面所描述的内容，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于冷却在高 温下工作的螺栓的冷却系统，该冷却系统能够通过对螺栓进行冷却，降低螺栓的实际工作 温度，缓解螺栓的高温蠕变与应力松弛。

为此，本发明提供了一种用于冷却在高温下工作的螺栓的冷却系统，所述螺栓用 于连接两个法兰，所述冷却系统包括冷却汽源、连接到所述冷却汽源的冷却汽母管以及连 接到所述冷却汽母管并设置在所述螺栓的内部和/或外部的冷却汽管道，从所述冷却汽源 流出的冷却汽流经所述冷却汽母管，然后流经所述冷却汽管道，以对所述螺栓进行冷却。

根据本发明的一个方面，所述冷却汽管道包括设置在所述螺栓内部并沿着所述螺 栓的纵向延伸的盲孔，并且还包括一端连接到所述冷却汽母管并且另一端插入到所述盲孔 中的冷却汽支管，所述盲孔的直径大于所述冷却汽支管的直径，从所述冷却汽源流出的冷 却汽流经所述冷却汽母管，然后进入所述冷却汽支管，从所述冷却汽支管流出后进入所述 盲孔与所述冷却汽支管之间的空间，最后从所述盲孔的孔口流出，以从内部对所述螺栓进 行冷却。

优选地，在所述冷却汽支管的管壁上开有多个漏汽孔，冷却汽能够经由所述漏汽 孔漏出到所述盲孔与所述冷却汽支管之间的空间。由此，可以增强对所述螺栓的冷却效果。

根据本发明的另一方面，所述螺栓未贯穿其中一个法兰，所述冷却汽管道包括设 置在所述螺栓内部并沿着所述螺栓的纵向延伸的通孔，并且还包括一端连接到所述冷却汽 母管并且另一端连接到所述通孔的一端的冷却汽支管，并且还包括设置在所述其中一个法 兰中并与所述螺栓的所述通孔的另一端连通的孔，从所述冷却汽源流出的冷却汽流经所述 冷却汽母管，然后依次流经所述冷却汽支管、所述螺栓的所述通孔和所述其中一个法兰的 所述孔，最后从所述其中一个法兰的所述孔流出，以从内部对所述螺栓进行冷却。

根据本发明的又一方面，所述螺栓贯穿所述两个法兰，所述冷却汽管道包括设置 在所述螺栓内部并沿着所述螺栓的纵向延伸的通孔，并且还包括一端连接到所述冷却汽母 管并且另一端连接到所述通孔的一端的冷却汽支管，从所述冷却汽源流出的冷却汽流经所 述冷却汽母管，然后依次流经所述冷却汽支管和所述螺栓的所述通孔，最后从所述通孔的 另一端流出，以从内部对所述螺栓进行冷却。

根据本发明的再一方面，至少一个法兰设置有连接到所述冷却汽源的第一槽道、 与所述第一槽道连通并围绕所述螺栓沿所述螺栓的纵向延伸的第二槽道以及与所述第二 槽道和外部环境连通的第三槽道，在所述第二槽道与所述螺栓之间存在间隙，所述第一槽 道用作所述冷却汽母管，所述冷却汽管道包括所述第二槽道和所述第三槽道，从所述冷却 汽源流出的冷却汽流经所述第一槽道，然后流经所述第二槽道与所述螺栓之间的空间，最 后经由所述第三槽道流出，以从外部对所述螺栓进行冷却。