[发明专利]蒸汽涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及蒸汽涡轮机，并且更具体地讲，本发明涉及被构造成通过改进蒸汽入口部分内的喷嘴箱结构而实现高效率的蒸汽涡轮机。

背景技术

大体上，蒸汽涡轮机包括可旋转的涡轮机转子、动叶片级、壳体以及喷嘴隔板(nozzle diaphragm)。壳体和喷嘴隔板构成为静止部分。转子可旋转地设置在壳体内。喷嘴隔板与涡轮机转子大致共轴线地设置，支承在壳体上。动叶片级在涡轮机转子上设置，从而与涡轮机转子一起旋转。每个动叶片级包括多个沿涡轮机转子的周向布置的动叶片。

每个喷嘴隔板包括相对于涡轮机转子沿周向布置的并在一个动叶片级上游侧布置的多个涡轮机喷嘴。在喷嘴隔板上游侧设置的成对喷嘴隔板和动叶片级形成涡轮机级。传统的蒸汽涡轮机具有多个涡轮机级。

更具体地讲，喷嘴隔板、涡轮机转子和动叶片级在壳体内大致共轴线地布置。引至喷嘴隔板的蒸汽通过喷嘴隔板的多个涡轮机喷嘴，并且改变其流动方向。然后，从喷嘴隔板流出的蒸汽被引至与喷嘴隔板形成一对的动叶片级的动叶片部分。蒸汽在动叶片级的多个动叶片之间经过时驱动动叶片级以及涡轮机转子。

正如以上所指出的那样，传统的蒸汽涡轮机具有多个涡轮机级。通过一个涡轮机级的蒸汽被引至相邻的涡轮机级。更具体地讲，在涡轮机转子上设置多个动叶片级，它们彼此相互沿轴向分离。喷嘴隔板在壳体内设置，从而沿涡轮机转子的轴向位于动叶片级之间。多个动叶片级的动叶片部分与多个喷嘴隔板的涡轮机喷嘴部分形成了蒸汽通道。

特别地，对于高压涡轮机而言，喷嘴箱在壳体内设置，从而将在壳体内引入的蒸汽引向第一级的涡轮机喷嘴，其中所述涡轮机喷嘴构成为蒸汽通道的一部分。已知的喷嘴箱包括日本专利公开文献No.03-066484中所述的喷嘴箱，该专利公开文献全文结合在此引作参考。

像壳体那样，喷嘴箱构成为静止部分。喷嘴箱包括第一级的多个涡轮机喷嘴，所述多个涡轮机喷嘴沿周向布置，设置在喷嘴箱的出口侧上。换句话说，喷嘴箱和第一级的喷嘴隔板(例如第一级喷嘴隔板)一体设置，并且引入到喷嘴箱中的蒸汽被引向蒸汽通道，其包括与喷嘴箱设置的第一级喷嘴隔板形成一对的第一动叶片级。

图5和6是具有喷嘴箱的已知的蒸汽涡轮机的示意性轴向剖视图。图5是沿垂直方向的示意性轴向剖视图，而图6是沿相对于垂直方向倾斜45°角的示意性轴向剖视图。

蒸汽涡轮机1包括壳体2、可旋转地布置在壳体2内的涡轮机转子3、刚性固定至壳体2的喷嘴隔板4a1、4a2、4a3、...。壳体2包括外壳2a和内壳2b。

多个动叶片级3a1、3a2、3a3、...沿从上游侧至下游侧的轴向在涡轮机转子3上布置，其中所述涡轮机转子是蒸汽涡轮机1的旋转部分。每个动叶片级3a1、3a2、3a3、...包括多个动叶片，动叶片级的多个动叶片分别由附图标记3b1、3b2、3b3、...表示，并且旋转力被产生为蒸汽流，其经过动叶片3b1、3b2、3b3、...之间。

由内壳2b支承的喷嘴隔板4a1、4a2、4a3、...在动叶片级3a1、3a2、3a3、...之间布置，从而所述喷嘴隔板大致是共轴线的，并且沿轴向彼此分离。成对的喷嘴隔板4a1、4a2、4a3、...与动叶片级3a1、3a2、3a3、...分别构成涡轮机级。多个涡轮机喷嘴4b1、4b2、4b3、...分别沿周向与喷嘴隔板4a1、4a2、4a3、...设置。

喷嘴隔板4a1、4a2、4a3、...由壳体2支承，从而构成蒸汽涡轮机1的静止部分。在沿周向布置的多个喷嘴叶片4b1、4b2、4b3之间流经的蒸汽流改变其流向，从而被引向成对的动叶片级3a1、3a2、3a3、...的动叶片3b1、3b2、3b3、...。包括喷嘴隔板4a1、4a2、4a3、...的涡轮机喷嘴4b1、4b2、4b3、...的一部分以及动叶片级3a1、3a2、3a3、...的动叶片3b1、3b2、3b3、...的一部分的蒸汽流动路径构成为蒸汽通道8。引至蒸汽涡轮机1的蒸汽从上游侧流经蒸汽通道8至下游侧。

蒸汽涡轮机1设有蒸汽进入管7以及喷嘴箱5，其中所述喷嘴箱构造为用于将蒸汽引入蒸汽通道8中的构件。喷嘴箱5是压力容器，所述压力容器处置高温和高压蒸汽。喷嘴箱5的入口部分连接至蒸汽进入管7。喷嘴箱5的蒸汽出口部分也就是出口部分与第一级喷嘴隔板4a1和多个沿周向布置的涡轮机喷嘴4b1一体设置。

喷嘴箱5通过设置在内壳2b上的支承构件6刚性固定至壳体2。在出口部分沿周向一体设置的多个第一级涡轮机喷嘴4b1用作为第一级喷嘴隔板4a1。喷嘴箱5与涡轮机转子3大致共轴线地设置。