[发明专利]蒸汽轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸汽轮机。

背景技术

在蒸汽发电厂中为了运行蒸汽轮机使用蒸汽作为工作介质。处于压力下的水蒸汽在蒸汽锅炉中产生并且经由管路流入到蒸汽轮机中。在蒸汽轮机中工作介质的之前所吸收的能量被转换为动能。借助于动能例如运行发电机，所述发电机将所产生的机械功率转换为电功率。此后膨胀和冷却的蒸汽流入到冷凝器中，在该处所述蒸汽通过在换热器中的热传输冷凝并且作为液态的水由泵重新输送给蒸汽锅炉用于加热、蒸发并且紧接着过热为了实现蒸汽动力过程中的较高的和最高的效率，蒸汽动力过程朝向越来越高的新蒸汽参数发展。由于这种高的新蒸汽参数，使装置的冷凝点更低地移至湿蒸汽的范围中从而造成部分冷凝。

为了最高效率的常规的蒸汽轮机装置具有至少一个高压部分。附加地，能够使用中压部分和一个或多个低压部分。在低压部分中，蒸汽的温度剧烈下降，由此引起蒸汽的部分冷凝。然而低压部分是非常敏感地，这涉及蒸汽的水分含量。如果在涡轮的低压部分中的蒸汽达到大约8至10个百分比的水分份额，那么采取如下措施：在蒸汽进入到低压部分中之前并且在所述低压部分中进一步膨胀期间将蒸汽的水分含量降低到所允许的范围。这些措施中的一个能够是：运用蒸汽的干燥和/或附加的中间过热。通过该措施使蒸汽重新中间过热从而同时提高蒸汽动力过程的效率。

为了蒸汽干燥/中间过热(Zwischenüberhitzung)，将整个蒸汽质量流在进入到中压部分或低压部分中之前完全地从涡轮中提取并且重新输送给蒸汽锅炉。在中间过热中，蒸汽温度通常重新提高到新蒸汽的温度，使得在膨胀终点的水分含量下降。随后蒸汽被导回到涡轮机装置中。在没有这种中间过热的情况下，蒸汽轮机装置不能够持久地在废蒸汽压最低时(大约50…25mbar)运行，因为凝结的水滴滴落到旋转的涡轮叶片上从而引起叶片组处的损伤。

在多壳体的蒸汽轮机装置中，能够在各个子涡轮之间进行水蒸汽的这种中间过热/干燥。

在涡轮的入流区域中的壳体材料通过极其热的蒸汽在其强度特性方面很大程度被减弱，使得所述壳体材料不再能够抵抗存在于内部中的压力。壳体壁的加厚仅在一定条件下是可行的，因为在壳体非常厚的情况下由于温度改变而在壳体壁中出现所不允许高的、因热引起的应力。在用中间过热的蒸汽加载的区域中存在同样的温度，因此壳体材料在此也很大程度被减弱。由此，具有中间过热的涡轮机装置和传统的装置通过膨胀进程中的两个点区分，所述两个点由于极高的温度而是危险的。

在具有中间过热的单壳式的蒸汽轮机中，在两个部位处将强烈过热的蒸汽引导到涡轮中。在此，涡轮外壳体由于所产生的温度和压力在两个点处承受强的热负荷。

具有中间过热的蒸汽轮机迄今为止要么构成为双壳式的涡轮机装置要么使用较低的蒸汽参数，使得单壳的涡轮外壳体不过载。

然而出现的所需要的参数通常超出单壳的涡轮壳体的可行的参数。

发明内容

以在蒸汽轮机中之前所描述的问题为出发点，本发明基于下述目的：减小蒸汽轮机的涡轮外壳体的负荷、尤其温度负荷和压力负荷。

该目的通过根据本发明的蒸汽轮机实现。本发明的其它的特征和细节由说明书和附图中得出。

也就是说：本发明通过一种蒸汽轮机实现，所述蒸汽轮机具有：涡轮壳体，所述涡轮壳体具有外壁、围绕涡轮轴线可转动地安装在涡轮壳体中的涡轮轴；第一涡轮部分；至少一个第二涡轮部分，所述第二涡轮部分沿着涡轮轴的轴向方向设置在第一涡轮部分下游，其中通过蒸汽轮机引导的蒸汽的膨胀方向从第一涡轮部分伸展至第二涡轮部分。第一涡轮部分优选构成为高压涡轮部分，第二涡轮部分优选构成为中压涡轮部分和/或低压涡轮部分。低压涡轮部分也能够构成为并列的另外的涡轮壳体(多流式)。如果例如设有两个第二涡轮部分，那么在第一涡轮部分下游优选设置有中压涡轮部分并且在该中压涡轮部分下游优选设置有一个或多个低压涡轮部分。

所述蒸汽轮机的特征在于：

-在第一涡轮部分和第二涡轮部分之间，附加的密封壳，也称为分隔壁，抗扭地设置在涡轮壳体中、尤其在涡轮外壳体的内侧上。密封壳经由密封元件、例如刷式密封装置或者迷宫式密封装置朝向涡轮轴被密封。

-在第一涡轮部分中，在外壁的内侧上、即在外壁的朝向涡轮轴的一侧上，第一内壳体围绕涡轮轴旋转对称地并且朝向涡轮轴密封地设置。第一内壳体具有第一密封区域。第一密封区域关于膨胀方向将第一涡轮部分划分为前部和后部。此外，第一内壳体具有与涡轮轴线平行的或者近似平行的第一叶片区域。