專利名稱：汽輪機(jī)模塊的排放裝置、汽輪機(jī)模塊及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽輪機(jī)領(lǐng)域。這種類型的汽輪機(jī)通常包括多個(gè)模塊，所述多個(gè)模塊包括高壓模塊、一個(gè)或多個(gè)低壓模塊以及可能的中間中壓模塊。更特別地，本實(shí)用新型涉及低壓模塊，但可以適用于高壓和中壓模塊。本實(shí)用新型涉及汽輪機(jī)模塊的排放裝置、汽輪機(jī)模塊及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
例如，這些汽輪機(jī)被用于電力生產(chǎn)設(shè)備中，其中，汽輪機(jī)驅(qū)動產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)。 這種設(shè)備可以用化石型能量或非傳統(tǒng)能量操作。本實(shí)用新型的目的涉及汽輪機(jī)的排放裝置。另外涉及內(nèi)部結(jié)構(gòu)和汽輪機(jī)模塊。另一目的是用于這種汽輪機(jī)的擴(kuò)壓器。圖1示出了由本申請人發(fā)布的現(xiàn)有技術(shù)排放裝置。在圖示中，蒸汽汽流的方向用箭頭F示意。汽流通過蒸汽擴(kuò)壓器的表面8和蒸汽出口底壁7引導(dǎo)。蒸汽擴(kuò)壓器5的引導(dǎo)表面8具有圍繞對應(yīng)于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)軸線的回轉(zhuǎn)軸線AA分岔的回轉(zhuǎn)表面的形狀。傳統(tǒng)地，這種蒸汽擴(kuò)壓器通過在鑄造廠成型而制造。蒸汽擴(kuò)壓器5以特別笨重的外形而著名。這種笨重的外形是為保證由內(nèi)部本體15和蒸汽排放裝置形成的組件的整體機(jī)械抵抗能力所必須的。確實(shí)，蒸汽擴(kuò)壓器5被通過端部14直接連接至蒸汽出口底壁7上，端部14通過緊固裝置6而置于蒸汽出口 4的一側(cè)。通過與蒸汽出口 4對置的端部，蒸汽擴(kuò)壓器承載著汽輪機(jī)模塊的內(nèi)部本體(圖中未示出)。因此蒸汽擴(kuò)壓器的尺寸必須設(shè)置成足以支撐其自身的重量并且在蒸汽排放裝置和內(nèi)部主體之間傳遞載荷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種蒸汽排放裝置、具有此蒸汽排放裝置的汽輪機(jī)模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及這種汽輪機(jī)模塊，以克服前述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。本實(shí)用新型提供了通過改進(jìn)機(jī)械性能從而實(shí)現(xiàn)蒸汽排放裝置、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和更簡單的汽輪機(jī)模塊的解決方法。因?yàn)榱慵某叽绾椭亓烤薮?直徑幾米)并且承受很高的熱、 機(jī)械和振動應(yīng)力，所以發(fā)現(xiàn)一種不同于現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式很不容易。根據(jù)本實(shí)用新型的第一特征，排放裝置顯示出被提供有蒸汽擴(kuò)壓器的蒸汽出口管。蒸汽出口管通過下述限定-適于引導(dǎo)蒸汽汽流的蒸汽擴(kuò)壓器的表面，和-蒸汽出口底壁。蒸汽排放裝置包括蒸汽擴(kuò)壓器固定于其上的圓形或半圓形剛性軸轂。在軸轂上固定有用于將排放裝置支撐在剛性框架上的剛性緊固裝置。通過這種解決方法獲得優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)了簡易性并且提高了機(jī)械阻抗。下面給出詳細(xì)描述。根據(jù)特殊特征，剛性緊固裝置包括一組延伸通過蒸汽出口管的剛性桿。桿的一端
3安裝在軸轂上。本特征允許緊固裝置在軸轂內(nèi)實(shí)現(xiàn)簡易安置并具有良好性能。根據(jù)另一特殊特征，桿的另一端固定在出口底壁上，用于被所述剛性框架支撐。因此，在剛性框架和軸轂之間獲得直接機(jī)械連接。根據(jù)另一特征，具有一種汽輪機(jī)模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其包括如上所述的蒸汽排放裝置并且顯示出被構(gòu)造成適于接收汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的內(nèi)部本體。所述內(nèi)部本體在每側(cè)分別被蒸汽軸轂支撐。本特征允許不借助于擴(kuò)壓器而形成內(nèi)部本體的簡單且穩(wěn)定的組件。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，具有一種汽輪機(jī)模塊，其包括被構(gòu)造成適于接收汽輪機(jī)的低壓模塊的轉(zhuǎn)子的內(nèi)部本體。內(nèi)部本體在每側(cè)分別被排放裝置的軸轂支撐，并且排放裝置具有用于將內(nèi)部本體支撐在剛性框架上的支撐裝置。根據(jù)優(yōu)選特征，支撐裝置被固定在蒸汽出口底壁上。因此，在緊固裝置、軸轂和內(nèi)部主體之間實(shí)現(xiàn)了連續(xù)機(jī)械連接。根據(jù)另一優(yōu)選特征，支撐裝置還承載著支撐所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的支架。上述特征能夠建立轉(zhuǎn)子和內(nèi)部本體之間的相對位置，因?yàn)樗鼈儽煌涣慵?。根?jù)另一特征，排放裝置、內(nèi)部結(jié)構(gòu)或汽輪機(jī)模塊包括具有蒸汽引導(dǎo)表面的蒸汽擴(kuò)壓器。蒸汽引導(dǎo)表面具有繞回轉(zhuǎn)軸線的加寬回轉(zhuǎn)形狀，并且包括彼此焊接到一起的若干個(gè)板部分。蒸汽擴(kuò)壓器被裝配在軸轂上。因此，因?yàn)閿U(kuò)壓器不再參與內(nèi)部本體單元/排放裝置組件的整體機(jī)械抵抗能力，所以可以大大減輕重量。另外，制造過程可以很容易地適應(yīng)所述蒸汽擴(kuò)壓器的結(jié)構(gòu)，以改變包括內(nèi)部本體和蒸汽排放裝置的組件的特征頻率。因此，這種組件不可能與蒸汽網(wǎng)絡(luò)的頻率共振，例如，通過選取設(shè)置于擴(kuò)壓器上的板部分的尺寸和厚度，以及連接至所述擴(kuò)壓器上的桿的長度。

其他特征和優(yōu)勢在閱讀了下面關(guān)于通過示例而示意的附屬圖示的描述時(shí)變得更顯然-圖1表示申請人揭露的現(xiàn)有技術(shù)排放裝置；-圖2表示沿軸向剖面的根據(jù)本實(shí)用新型的汽輪機(jī)模塊；-圖3是沿示意出擴(kuò)壓器的第一實(shí)施例的圖4的III-III的剖視圖；-圖4示出了根據(jù)第一實(shí)施例的擴(kuò)壓器和緊固裝置的透視圖；-圖5是沿示意出擴(kuò)壓器的第二實(shí)施例的圖6的V-V的剖視圖；-圖6示出了根據(jù)第二實(shí)施例的擴(kuò)壓器和緊固裝置的透視圖。
具體實(shí)施方式
圖2表示低壓汽輪機(jī)模塊，其相對于垂直于汽輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸線AA的對稱平面S具有對稱結(jié)構(gòu)。位于此對稱平面S每側(cè)的相同零件具有帶a或b標(biāo)記的相同參考標(biāo)記。模塊具有提供有轉(zhuǎn)子2的軸1。轉(zhuǎn)子承載著葉輪組，這里是兩個(gè)五輪組，定義為用于蒸汽膨脹的許多級。輪子的數(shù)目可以根據(jù)機(jī)械的大小而不同。軸1按照回轉(zhuǎn)軸線AA回轉(zhuǎn)。蒸汽進(jìn)口 3 位于兩組輪子之間的轉(zhuǎn)子2中心處。蒸汽出口管^、4b位于進(jìn)口 3的每一側(cè)。輪子組件在固定的內(nèi)部本體15內(nèi)旋轉(zhuǎn)。內(nèi)部本體15支撐著兩組定葉片。定葉片的每一個(gè)布置于一個(gè)葉輪附近。[0030]位于出口 4a、4b側(cè)上的每一個(gè)端部，內(nèi)部本體15接納蒸汽擴(kuò)壓器fe、5b。每個(gè)蒸汽擴(kuò)壓器fejb被直接定位在最后一個(gè)葉輪，也就是具有最大直徑的葉輪，輸出的后面。與蒸汽接觸的蒸汽擴(kuò)壓器的表面8a、8b具有分岔蒸汽擴(kuò)壓器的形狀，以減慢蒸汽的流速并且允許轉(zhuǎn)子2重新獲得蒸汽的動能。因此，最大化了最后一級汽輪機(jī)的效率。(每個(gè))表面 8a、8b的形狀是分岔的，也就是，擴(kuò)壓器的通道截面朝向蒸汽出口 4a、4b逐漸增大。蒸汽擴(kuò)壓器5ajb通過分別屬于內(nèi)部本體15和擴(kuò)壓器5ajb上的圓形或半圓形凸緣9a、9b、lla、 lib固定到內(nèi)部本體15上。每個(gè)蒸汽擴(kuò)壓器5ajb通過剛性緊固裝置6a、6b支撐，用于將它們壓平到蒸汽出口底壁7a、7b上，導(dǎo)引蒸汽出口管^、4b內(nèi)的蒸汽。每個(gè)壁7a、7b通過剛性框架20a、20b例如底座支撐。剛性框架20a、20b被置于排放裝置外面并且還優(yōu)選被置于汽輪機(jī)模塊外面。每個(gè)擴(kuò)壓器fejb被裝配并固定到與擴(kuò)壓器的相應(yīng)凸緣IlaUlb集成為一體的相應(yīng)裙部10a、10b上。相應(yīng)裙部10a、10b和凸緣11a、lib被彼此焊接在一起從而形成剛性軸轂13a、13b。軸轂13a、1 具有圓，優(yōu)選半圓，的環(huán)形形式(參考圖4和6)，以便于構(gòu)造和裝配。剛性緊固裝置eajb被直接安置于軸轂13a、13b中。剛性緊固裝置eajb包括一組剛性桿。剛性桿6a、6b在其一端被固定，優(yōu)選通過焊接，到軸轂13a、1 上，并且在其相反一端被固定到出口底壁7a、7b上。壁7a、7b具有通過上面固定有剛性桿6a、6b的環(huán)形平面部分在其外圍延伸的圓錐形部分70，圓錐形部分70包括若干個(gè)圓錐形段。包括支撐板18a、 18b的支撐裝置被固定在圓錐形部分70上并且支撐在剛性框架20a、20b上。桿6a、6b到軸轂13a、i;3b上的固定可以通過將桿插入到在軸轂裙部的厚度中實(shí)現(xiàn)的鉆孔或凹陷21內(nèi)而得以改進(jìn)(可以參照圖4的上部分)。每個(gè)支撐板18a、18b承載著支撐轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)的軸承 19a、19b。由支撐板18a、18b，出口底壁7a、7b，剛性緊固裝置6a、6b，軸轂13a、13b和蒸汽擴(kuò)壓器fejb形成的子組件構(gòu)成蒸汽排放裝置。具有優(yōu)勢地，此蒸汽排放裝置可以在其裝配到汽輪機(jī)模塊內(nèi)之前表現(xiàn)成預(yù)裝配的形狀。為了有助于構(gòu)造和裝配，排放裝置包括兩個(gè)半子組件，例如如圖4中所示意的。這兩個(gè)子組件在汽輪機(jī)模塊的聯(lián)接平面內(nèi)被連接到一起。由在每側(cè)通過凸緣9a、9b、lla、llb固定到兩個(gè)排放裝置上的內(nèi)部本體15形成的組件構(gòu)成汽輪機(jī)模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此，內(nèi)部本體15設(shè)置于兩個(gè)蒸汽排放裝置之間并且被它們支撐。剛性框架20a、20b在每側(cè)通過支撐板18a、18b承載著此內(nèi)部結(jié)構(gòu)。剛性框架 20a、20b還通過固定到支撐板18a、18b上的軸承19a、19b承載著轉(zhuǎn)子2。全部剛性桿6a、6b被剛性地并且直接固定在軸轂13上并且固定到由剛性框架 20a、20b支撐的出口底壁7a、7b上。內(nèi)部本體15被剛性固定在軸轂13上。因此，軸轂13a、 13b被通過剛性緊固裝置6a、6b剛性連接在剛性框架20a、20b上。軸轂一方面穩(wěn)定地支撐內(nèi)部本體15，另一方面穩(wěn)定地支撐形成擴(kuò)壓器fe、5b的零件，擴(kuò)壓器5ajb成為不再參與整體機(jī)械抵抗能力的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的裝置。軸轂13a、i;3b不經(jīng)過擴(kuò)壓器fejb直接連接內(nèi)部本體15和剛性緊固裝置6a、6b。因此，在圖1中表述的擴(kuò)壓器5不再必須支撐(通過其端部 14)擴(kuò)壓器5的重量，也不再必須支撐內(nèi)部本體的重量。因而，擴(kuò)壓器5可以大大減小重量并且以比現(xiàn)有技術(shù)簡單的方式制造，例如作為裝配到軸轂上的成型零件，但優(yōu)選作為機(jī)械焊接的零件，如下面揭露的。機(jī)械焊接特別適于如上所述的結(jié)構(gòu)，因?yàn)?，一方面，重量被顯著減小了，這可以在保證其機(jī)械抗力的同時(shí)減小機(jī)械的總重量，并且另一方面，有助于調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特征頻率。降低了振動風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)選地，擴(kuò)壓器被由若干個(gè)板部分制成，這些板部分預(yù)先通過冷加工成形然后通過焊接組裝在一起以得到擴(kuò)壓器fe、5b的分岔回轉(zhuǎn)表面8a。擴(kuò)壓器fejb被裝配到軸轂 13a、13b 上。圖3和4示意了第一實(shí)施例。擴(kuò)壓器包括在圖4中示意的下半部分16，類似于下半部分16的上半部分17被安裝于其上。擴(kuò)壓器fe具有裙部IOa固定于其上的半圓形凸緣11a，裙部IOa也是半圓形。整個(gè)組件形成半圓的環(huán)形剛性軸轂13a。在圖3中示出了四個(gè)板部分T1、T2、T3、T4。每個(gè)板部分由預(yù)先在金屬板上切割出的條帶制成。然后通過滾壓成形每個(gè)條帶以得到環(huán)形的部分Tl、Τ2、Τ3、Τ4?！安糠帧笔侵笀A環(huán)的圓弧形狀的部分，這里是圓錐形。每個(gè)環(huán)形部分Tl、Τ2、Τ3、Τ4具有從回轉(zhuǎn)軸線AA在恒定半徑Rl、R2、R3、R4上延伸的邊緣Β1、Β2、Β3、Β4。部分Tl被沿邊緣Bl焊接到裙部IOa上。部分Τ2被沿邊緣Β2 焊接到裙部IOa上并且沿邊緣Β3焊接到部分Τ3上。部分Τ3與部分Τ4被沿邊緣Β4焊接到一起。圖4示出六組四個(gè)部分Tl、Τ2、Τ3、Τ4被用于形成擴(kuò)壓器5的下半部分16。在每組部分的端部之間也進(jìn)行縫合。上半部分17以類似方式形成，這里每個(gè)環(huán)形部分Tl、Τ2、 Τ3、Τ4以跨過上半部分17的整個(gè)外圍的單一零件制造而成。因此，在軸線A的方向上延伸的擴(kuò)壓器fe顯示一連串若干個(gè)環(huán)形，這里是圓錐形，部分T2、T3、T4在相應(yīng)細(xì)長邊緣Β3、Β4 上彼此焊接到一起。所使用的部分的數(shù)目根據(jù)需要可以不同。實(shí)際上，上和下半部分17和 16優(yōu)選制成相同的形式。每個(gè)環(huán)形部分Tl、Τ2、Τ3、Τ4顯示出生成線Gl、G2、G3、G4，它們繞回轉(zhuǎn)軸線AA的旋轉(zhuǎn)生成分岔回轉(zhuǎn)表面8a的形狀的一部分在本第一實(shí)施例中，每個(gè)生成線是相對于軸線 AA傾斜的直線的一段。不同部分的組合能夠獲得逼近允許蒸汽膨脹的擴(kuò)壓器的表面形式的表面8a。在滾壓過程中，將使用具有直線生成線的棍子，從而獲得圓錐形部分。圖5和6示意了第二實(shí)施例。下面將省略關(guān)于圖3和4已經(jīng)描述的零件的描述。這里，第一實(shí)施例的環(huán)形部分T2、T3、T4被單一環(huán)形部分T5代替，所述環(huán)形部分 T5在裙部IOa的半徑R2上延伸的細(xì)長邊緣B5的整個(gè)長度上被焊接。環(huán)形部分T5具有彎曲的生成線G5。曲率設(shè)置成可以獲得擴(kuò)壓器的表面8a。彎曲形狀具有在圖5中示出的曲率半徑R5。此曲率通過具有對應(yīng)于要得到的表面8a的外形的曲率的滾壓凸面和/或凹面棍子而形成。請注意，在部分Tl和T5之間，例如通過機(jī)械加工而成形裙部端部IOa而獲得回轉(zhuǎn)表面8a。相同的特征也存在于第一實(shí)施例的部分Tl和T2之間。在圖6中只使用了一個(gè)部分T5形成擴(kuò)壓器fe的下半部分16。如果需要可以使用若干個(gè)部分。如上所述的解決方法可以獲得下述優(yōu)勢-排放裝置重量減小約30%，-由于擴(kuò)壓器不再參與整體機(jī)械抵抗能力，所以排放裝置具有更有抵抗力的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，-制造過程可以很容易地適應(yīng)結(jié)構(gòu)，以調(diào)整內(nèi)部主體-排放裝置組件的特征頻率并且因此避免與網(wǎng)絡(luò)的頻率共振的風(fēng)險(xiǎn)。為實(shí)現(xiàn)此目的，選取用于擴(kuò)壓器的板部分的尺寸和厚度只是具體選擇問題，[0046]-所獲得組件的成本低于成型的擴(kuò)壓器。
權(quán)利要求1.一種汽輪機(jī)模塊的蒸汽排放裝置，所述蒸汽排放裝置具有提供有蒸汽擴(kuò)壓器(5a、 5b)的蒸汽出口管Ga、4b)，所述蒸汽出口管Ga、4b)通過允許蒸汽被引導(dǎo)的所述蒸汽擴(kuò)壓器的表面(8a、8b)并且通過蒸汽出口底壁(7a、7b)限定，其特征在于，所述蒸汽排放裝置包括具有圓形或半圓形形狀之一的剛性軸轂(13a、1 ),在所述剛性軸轂(13a、13b)上固定有-所述蒸汽擴(kuò)壓器(5a、W)；和-剛性緊固裝置(6a、6b)，其被構(gòu)造成適于將所述蒸汽排放裝置支撐在剛性框架(20a、 20b)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽排放裝置，其特征在于，所述剛性緊固裝置包括一組延伸通過所述蒸汽出口管Ga、4b)的剛性桿(6a、6b)，每個(gè)剛性桿(6a、6b)的第一端被安置于所述軸轂(13a、13b)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽排放裝置，其特征在于，每個(gè)剛性桿的第二端被固定在所述蒸汽出口底壁(7a、7b)上，從而由所述剛性框架(20a、20b)支撐。
4.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的蒸汽排放裝置的汽輪機(jī)模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有用于接納汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子O)的內(nèi)部本體(15)，所述內(nèi)部本體(1 在每側(cè)分別被所述剛性軸轂(13a、13b)支撐。
5.一種包括用于接納汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子(2)的內(nèi)部本體(15)的汽輪機(jī)模塊，其特征在于，所述內(nèi)部本體(1 在每側(cè)分別被根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的蒸汽排放裝置的所述剛性軸轂(13a、13b)支撐，所述汽輪機(jī)模塊包括所述剛性框架，所述蒸汽排放裝置具有將所述內(nèi)部本體(巧)支撐在所述剛性框架(20a、20b)上的支撐裝置(18a、18b)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽輪機(jī)模塊，其特征在于，所述支撐裝置(18a、18b)被固定在所述蒸汽出口底壁(7a、7b)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的包括汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子( 的汽輪機(jī)模塊，其特征在于，所述支撐裝置(18a、18b)承載著用于支撐所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子( 旋轉(zhuǎn)的軸承(19a、19b)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一所述的排放裝置、內(nèi)部結(jié)構(gòu)或汽輪機(jī)模塊，其特征在于， 所述蒸汽擴(kuò)壓器的表面(8a、8b)具有圍繞回轉(zhuǎn)軸線(AA)分岔的回轉(zhuǎn)表面的形式，所述蒸汽擴(kuò)壓器的表面(8a、8b)包括被成形且彼此焊接到一起、并且裝配到所述剛性軸轂(13a、 13b)上的若干個(gè)板部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的排放裝置、內(nèi)部結(jié)構(gòu)或汽輪機(jī)模塊，其特征在于，每個(gè)板部分具有環(huán)形部分(T1、T2、T3、T4、T5)，所述環(huán)形部分具有相對于所述回轉(zhuǎn)軸線(AA)在恒定半徑(R1、R2、R3、R4)上延伸的邊緣(Bi、B2、B3、B4、B5)。
專利摘要一種汽輪機(jī)模塊的蒸汽排放裝置，所述裝置具有被提供有蒸汽擴(kuò)壓器(5a、5b)的蒸汽出口管(4a、4b)，所述蒸汽出口管(4a、4b)通過允許蒸汽被引導(dǎo)的蒸汽擴(kuò)壓器的表面(8a、8b)并且通過蒸汽出口底壁(7a、7b)限定。所述蒸汽排放裝置包括圓形或半圓形的剛性軸轂(13a、13b)，蒸汽擴(kuò)壓器(5a、5b)被固定在所述剛性軸轂(13a、13b)上，將所述蒸汽排放裝置支撐在剛性框架(20a、20b)上的剛性緊固裝置(6a、6b)被固定在所述剛性軸轂(13a、13b)上。本實(shí)用新型還涉及汽輪機(jī)模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并且涉及汽輪機(jī)模塊。
文檔編號F01D25/28GK202065017SQ20112012253
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月11日
發(fā)明者J·羅熱, X·洛朗 申請人:阿爾斯通技術(shù)有限公司