[发明专利]涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的涡轮机。

背景技术

例如由文献US3614255A已知开头所述类型的涡轮机。在这种具有高压区域和中压区域的涡轮机中，补偿在涡轮机的正常运行中、各个由所述高压区域和所述中压区域产生的轴向位移，方法是所述中压区域的轴向位移以及轴向位移补偿活塞的基本上恒定的轴向位移反作用于所述高压区域的轴向位移，所述高压区域和中压区域具有彼此相反的工作流体流动。利用供给到中压区域的工作流体在所述涡轮机的临时工作状态下借助阀的可能的锁止，在轴向位移补偿活塞的、配属于中压区域的活塞腔室中强制性地形成非常低的背压，从而将利用轴向位移补偿活塞施加的、与工作流体穿过高压区域的流动方向相反的轴向位移放大到转子上。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种根据权利要求1的前序部分所述的涡轮机，从而使得轴向位移补偿活塞的轴向位移在所述涡轮机的正常运行中能够改变。

上述目的通过根据权利要求1所述的涡轮机得以实现。本发明的扩展方案在从属权利要求中进行限定。

根据本发明，所述涡轮机具有：定子和可旋转地支承在所述定子中的转子；多个涡轮级，所述涡轮级由所述转子和所述定子形成并且沿着所述涡轮机的纵向依次布置，并且工作流体的流动路径穿过所述涡轮级延伸，以旋转驱动所述转子；轴向位移补偿活塞，所述轴向位移补偿活塞布置在所述转子上，并且所述轴向位移补偿活塞在第一轴向活塞侧面上具有第一活塞腔室，所述第一活塞腔室经由第一流体管路与所述涡轮级其中之一相连，从而使得具有第一流体压力的工作流体能够从所述涡轮级输送到所述第一活塞腔室中；并且所述轴向位移补偿活塞在背离所述第一活塞侧面的第二轴向活塞侧面上具有第二活塞腔室，设置具有相对于所述第一流体压力减小的背压的第二活塞腔室，从而利用所述轴向位移补偿活塞能够将与所述工作流体穿过所述涡轮级的流动方向相反的轴向位移施加到所述转子上；以及压力控制设备，所述压力控制设备与所述轴向位移补偿活塞的第二活塞腔室相连，设置所述压力控制设备以改变所述背压。根据本发明的涡轮机的特征在于，设置所述压力控制设备，以通过受控地从所述第二活塞腔室中导出流体来改变所述背压。

通过在涡轮机的正常运行中控制将流体从第二活塞腔室中导出能够改变背压，进而改变第一流体压力与背压之间的压差。由此，又能够改变轴向位移补偿活塞在涡轮机正常运行中的轴向位移。根据本发明，所述背压能够变小或者变大，从而使得压差、进而使得轴向位移补偿活塞的轴向位移变大或变小。

所述涡轮机优选构造为在工作流体的穿过涡轮级的流动方向上具有较高或者说较强的轴向位移的反作用式涡轮机或者说过压式涡轮机。此外，所述工作流体优选由蒸汽构成，从而所述涡轮机被配置为蒸汽涡轮机。一种对于反作用式涡轮机或者说蒸汽涡轮机的非限定性的实施例在文献DE19701020A1中进行说明。此外，从第二活塞腔室中吸出的流体优选由工作流体形成。

根据本发明的一种实施方式，设置所述压力控制设备，以通过受控地从第二活塞腔室中吸出流体来改变背压。

通过借助吸出而主动地将流体从第二活塞腔室中导出的方式，能够尽可能地显著减小背压，从而使得压差、进而使得轴向位移补偿活塞的轴向位移显著变大。因此，例如轴向地支承转子的轴向轴承能够比常见的尺寸更小并且能够由此节省成本。

所述压力控制设备优选构造为流体泵并且具有抽吸侧，所述抽吸侧经由第二流体管路与第二活塞腔室相连。此外，所述压力控制设备优选具有压力侧，所述压力侧经由第三流体管路与所述工作流体的流动路径在所述涡轮级的另一个涡轮级上相连，所述另一个涡轮级在流动路径中设置在所述涡轮级之后，其中，设置所述另一个涡轮级使其具有工作流体的、相对于第一流体压力减小的第二流体压力。

通过这种方式，当被吸出的流体如优选的那样为工作流体时，这种吸出的流体有利地重新供给涡轮机流程(Turbinenprozess)，从而提高涡轮机的效率。

根据本发明的另一种实施方式，所述压力控制设备构造为蒸汽喷射泵并且具有驱动侧，所述驱动侧经由第四流体管路与所述工作流体的流动路径相连，从而为了驱动所述蒸汽喷射泵将所述工作流体供给到所述驱动侧。

以这种方式就不需要提供单独的装置来驱动流体泵，由此节省了更多的成本并且降低了所述涡轮机的复杂程度。在这种情况下，优选所述第四流体管路与第一流体管路相连，从而工作流体可从第一流体管路供给到驱动侧。蒸汽喷射泵及其在涡轮机中的应用的未限定的实施例比如在文献CH88025A和DE3616797A1中进行说明。