專利名稱：中高壓蒸汽透平用的柔性進氣管的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于中高壓蒸汽透平的柔性進氣管。更具體地說，它涉及一種這樣的用于中高壓蒸汽透平的柔性進氣管，即其中再熱蒸汽用的進氣管具有一雙層管柔性結(jié)構(gòu)，并且還可由蒸汽冷卻從而限制作用在一殼體上的熱效應。
圖3是本發(fā)明所述的一中高壓蒸汽透平的蒸汽進口部分的一剖視圖。在圖3中，標號11表示一個用于覆蓋整個透平的殼體，12表示一轉(zhuǎn)子。殼體11的兩端都由一密封部分13密封。標號14表示一蒸汽進氣總管。該蒸汽進氣總管14的頂端部分14a借助于一焊縫22安裝好，并且其基部固定在該殼體11上，或與該殼體11形成為一體。該蒸汽進氣總管14將蒸汽總體導入該殼體11中。標號15表示一再熱蒸汽進氣管。該再熱蒸汽進氣管15與該殼體11形成為一整體，并且將再熱蒸汽導入該殼體11中。
標號16表示高壓透平定子部分，而標號17表示一高壓透平部分。盡管在圖中沒有示出，但在該高壓透平部分17中，安裝在轉(zhuǎn)子12上的各轉(zhuǎn)子葉片和固定在該高壓透平定子部分16上的各定子葉片都是按多級形式布置的，從而形成一蒸汽通道。標號18表示一中壓透平定子部分，而標號19表示一中壓透平部分。在該中壓透平部分19中，如高壓透平部分17中一樣，安裝在轉(zhuǎn)子12上的各轉(zhuǎn)子葉片和固定在該中壓透平定子部分18上的各定子葉片都是按多級形式布置的，從而形成一蒸汽通道。借助于繞該轉(zhuǎn)子12提供一密封，一密封環(huán)20可將一透平部分分隔成高壓透平部分17和中壓透平部分19。一隔熱件21可防止該殼體11的再熱蒸汽進氣管15的基部被流入該中壓透平部分19的蒸汽通道中的蒸汽的熱量加熱。此外該隔熱件21具有一開口孔24，可將再熱蒸汽31引入該蒸汽通道。標號23表示一個設置在殼體11和高壓透平定子部分16之間的空間，而25表示該主蒸汽30用的一個噴嘴腔，該主蒸汽30是通過該蒸汽進氣總管14引入的。
在如上所述結(jié)構(gòu)的中高壓蒸汽透平中，通過蒸汽進氣總管14引入該殼體11中的高壓主蒸汽30通過該噴嘴腔25的噴嘴流入該高壓透平部分17的蒸汽通道中，并且在流過轉(zhuǎn)子葉片和定子葉片之間后流到一排氣系統(tǒng)(未示出)中，這樣就可驅(qū)動該轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)。進一步地，通過再熱蒸汽進氣管15引入殼體11的再熱蒸汽31通過該隔熱件21中的開口孔24流入該中壓透平部分19的蒸汽通道中，并且在流過轉(zhuǎn)子葉片和定子葉片之間后流到該排氣系統(tǒng)中，這樣就可驅(qū)動該轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)。
對結(jié)構(gòu)上與該殼體11為一整體并設置有隔熱件21的上述再熱蒸汽進氣管15來說，其一側(cè)管壁可由引入的再熱蒸汽31加熱，所以該進氣管15的基部的溫度，即該管底部的溫度增加，與該管底部分為一整體的殼體11也因這個增加的溫度而被加熱。因此需要使用一種可承受高溫時產(chǎn)生的熱應力的高強度材料。
如上所述，在與本發(fā)明相關的中高壓蒸汽透平中，由于該再熱蒸汽進氣管15的結(jié)構(gòu)是與該殼體11形成一整體，因此該再熱蒸汽31通過該再熱蒸汽進氣管15的管底可直接加熱整體結(jié)構(gòu)的殼體11。因此，隨著該再熱蒸汽31的溫度的增加，該管底的溫度也增加，這樣就可使殼體11產(chǎn)生高的熱應力。出于這一理由，必須使用一種具有高強度并包含大量的Cr的材料12Cr作為該殼體11的材料，這就會導致產(chǎn)生高的成本。
本發(fā)明的目的是為了改善一中高壓蒸汽透平用的一再熱蒸汽進氣管的結(jié)構(gòu)，從而提供一種柔性進氣管，該柔性進氣管具有一個可吸收因加熱而產(chǎn)生的變化的結(jié)構(gòu)和一個可進行蒸汽冷卻從而限制與該進氣管一體構(gòu)成的殼體的溫度上升的結(jié)構(gòu)，且可用一種等效于一種不昂貴的低合金鋼的材料作為該殼體的材料。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供下列裝置(1)和(2)。
(1)在用于一中高壓蒸汽透平的一柔性進氣管中，設置一個用于將主蒸汽引入一殼體內(nèi)的一高壓透平部分中的蒸汽進氣總管，和一個用于將再熱蒸汽引入一殼體內(nèi)的一中壓透平部分中的再熱蒸汽進氣管，及一個設置在該再熱蒸汽進氣管下端處的隔熱件，該隔熱件具有一個用于引導該再熱蒸汽的開口孔，并且可在該再熱蒸汽進氣管的下端處使殼體內(nèi)的蒸汽與一周圍部分隔開，該柔性進氣管的特征在于該再熱蒸汽進氣管的結(jié)構(gòu)形成為一雙層管，該雙層管形成有一個繞該再熱蒸汽進氣管的一內(nèi)管的環(huán)形槽，并且設置有一圓筒形件，該圓筒形件的一端與該雙層管的內(nèi)管的下端部分可滑動地重疊，另一端固定連接到該隔熱件的一開口孔的圓周上，一密封環(huán)設置在該圓筒形件和該再熱蒸汽進氣管的內(nèi)管的下端部分之間。
(2)在上述裝置(1)的發(fā)明中，溫度低于再熱蒸汽的溫度的蒸汽被引入該再熱蒸汽進氣管的環(huán)形槽中并且在該環(huán)形槽中循環(huán)。
在本發(fā)明的裝置(1)中，將再熱蒸汽進氣管的結(jié)構(gòu)構(gòu)為一雙層管，并在其中具有環(huán)形槽。此外，該雙層管的內(nèi)管的下端部分與固定到該隔熱件上的圓筒形件重疊，密封環(huán)設置在它們之間，這樣就可產(chǎn)生一垂直滑動運動，并且可防止流入進氣管中的再熱蒸汽再流入該環(huán)形槽中。流入進氣管中的再熱蒸汽流過該雙層管結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并且其圓周由該環(huán)形槽隔熱，所以可防止熱量從圓周壁面?zhèn)鬟f給該殼體壁。此外，即使因加熱作用使一雙層管部分產(chǎn)生受熱伸長，該雙層管部分也可通過該密封環(huán)相對該圓筒形件滑動，所以該受熱伸長可容易地被吸收。因此，在本發(fā)明的裝置(1)的柔性進氣管中，在該殼體側(cè)因再熱蒸汽引起的溫度上升幾乎不會由該環(huán)形槽傳遞給周圍，并且可對受熱伸長進行吸收。因此，一種諸如2(1／2)Cr鋼之類的便宜材料可用來取代具有高強度的昂貴材料12Cr，用作該殼體的材料。
在本發(fā)明的裝置(2)中，例如在該殼體中的空間和該環(huán)形槽的一端相互連通，從而使溫度低于再熱蒸汽溫度的蒸汽流入該環(huán)形槽，所以蒸汽在該環(huán)形槽中產(chǎn)生循環(huán)，開口孔形成于例如封閉該環(huán)形槽的隔熱件中，從而使該環(huán)形槽和該蒸汽內(nèi)通道之間保持連通，并使該蒸汽流出，這樣就可冷卻該環(huán)形槽。因此，上述裝置(1)的冷卻效果是更可靠的。
根據(jù)本發(fā)明的裝置(1)，在用于一中高壓蒸汽透平中的一柔性進氣管中，設置一個用于將主蒸汽引入一殼體內(nèi)的一高壓透平部分中的蒸汽進氣總管，和一個用于將再熱蒸汽引入一殼體內(nèi)的一中壓透平部分中的再熱蒸汽進氣管，及一個設置在該再熱蒸汽進氣管下端處的隔熱件，該隔熱件具有一個用于引導該再熱蒸汽的開口孔，并且可在該再熱蒸汽進氣管的下端處使殼體內(nèi)的蒸汽與一周圍部分隔開，該柔性進氣管的特征在于該再熱蒸汽進氣管的結(jié)構(gòu)形成為一雙層管，該雙層管形成有一個繞該再熱蒸汽進氣管的一內(nèi)管的環(huán)形槽，并且設置有一圓筒形件，該圓筒形件的一端與該雙層管的內(nèi)管的下端部分可滑動地重疊，另一端固定連接到該隔熱件的一開口孔的圓周上，一密封環(huán)設置在該圓筒形件和該再熱蒸汽進氣管的內(nèi)管的下端部分之間。利用這種結(jié)構(gòu)，流入進氣管中的再熱蒸汽流過具有一雙層管結(jié)構(gòu)的進氣管內(nèi)部，并且其周邊由該環(huán)形槽隔熱，所以熱量幾乎不會傳遞給該殼體壁。因此，即使因加熱而使該雙層管部分產(chǎn)生受熱伸長，那么該受熱伸長的變化也可容易地通過該密封環(huán)被該雙層管部分和該圓筒形件之間產(chǎn)生的滑動運動吸收。出于這一理由，一種包含很少的Cr的便宜材料可用來取代傳統(tǒng)上所用的包含許多Cr并且是高強度的材料作為該殼體的材料。
根據(jù)本發(fā)明的裝置(2)，在上述裝置(1)的發(fā)明中，可將溫度低于再熱蒸汽溫度的蒸汽引入該再熱蒸汽進氣管的環(huán)形槽中，并在該環(huán)形槽中循環(huán)。利用這種結(jié)構(gòu)，溫度低于再熱蒸汽溫度的蒸汽可在該環(huán)形槽中循環(huán)，因此該環(huán)形槽的內(nèi)部得到了冷卻。所以上述裝置(1)的冷卻效果是更可靠的。


圖1是一個表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例所述的一中高壓蒸汽透平用的柔性進氣管附近的剖視圖；圖2是一個表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例所述的一中高壓蒸汽透平用的柔性進氣管的冷卻結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖3是一個表示本發(fā)明相關的一中高壓蒸汽透平用的一進氣管附近的剖視圖。
現(xiàn)在參照各附圖詳細描述本發(fā)明的一實施例。圖1是用于一個根據(jù)本發(fā)明的一實施例所述的高中壓蒸汽透平的一柔性進氣管的剖視圖。在圖1中，由標號11-14，16-25，及30和31標出的是與圖3中所示相同的元件，所以這些元件的詳細說明被省略了，但這些標號用在該實施例中。下面將詳細描述由標號1-8標出的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)部分的特征。
在圖1中，標號1表示一再熱蒸汽進氣管，該進氣管的結(jié)構(gòu)是與殼體11成整體構(gòu)成的。標號2表示一個在該進氣管1中形成的雙層管部分，該部分在該雙層管部分2和該進氣管1的內(nèi)周壁表面之間構(gòu)成一個具有一預定間隙的環(huán)形槽3。標號4表示一個處于該雙層管部分2的下端處的直徑擴大部分。一個由焊接或其它手段固定到該隔熱件21上的圓筒形凸緣5與該雙層管部分2的直徑擴大部分4配合，并在它們之間保持一預定間隙。
一個密封環(huán)6設置在該直徑擴大部分4和該隔熱件21上設置的凸緣5之間的配合部分處的間隙中，并在它們之間提供密封，并且當該再熱進氣管1和隔熱件21的凸緣5受熱伸長時可產(chǎn)生一垂直滑動運動。
在上述結(jié)構(gòu)的再熱蒸汽進氣管1中，再熱蒸汽31流過該雙層管部分2的內(nèi)部。由該環(huán)形槽3繞該雙層管部分2形成一個凹腔，由于該雙層管部分2相對與周圍殼體11整體形成的壁表面是絕熱的，因此熱量幾乎不可能傳遞。此外，如下面將要描述的那樣，這種結(jié)構(gòu)是這樣的，以致于可將溫度低于再熱蒸汽溫度的蒸汽引入該雙層管部分2的環(huán)形槽3中，從而該雙層管部分2的環(huán)形槽3可由蒸汽循環(huán)進行冷卻。
此外，該結(jié)構(gòu)也可是這樣的，以致于即使該雙層管部分2可由再熱蒸汽31加熱，也會產(chǎn)生受熱伸長，那么在該雙層管部分2的下端處的直徑擴大部分4和該隔熱件21的凸緣5之間可通過該密封環(huán)6形成一垂直滑動運動，由此來吸收該受熱伸長。
圖2是該再熱蒸汽進氣管1的放大圖，表示該再熱蒸汽進氣管1的一冷卻結(jié)構(gòu)。在該圖中，殼體內(nèi)空間23形成于該高壓透平定子部分16和該殼體11之間，并且如下所述，一低溫低壓蒸汽流入該空間23中。
該高壓透平定子部分16的一支承凸緣16a與該再熱蒸汽進氣管1的基部配合，并形成有一孔7，所以該空間23和該再熱蒸汽進氣管1的環(huán)形槽3相互連通。該環(huán)形槽3還通過一個形成于該隔熱件21中的孔8與該中壓透平部分19中的蒸汽通道連通。
在上述再熱蒸汽進氣管1中，將具有大約600℃高溫的再熱蒸汽31引入該再熱蒸汽進氣管1。然而，該雙層管部分2借助于環(huán)形槽3相對與該殼體11整體形成的該進氣管1的周圍管壁面是絕熱的，所以熱量幾乎不能傳遞到周圍。流入該進氣管1中的溫度為大約600℃的高溫蒸汽流過凸緣5，并通過該隔熱件21的開口孔24流入該中壓透平部分19中的蒸汽通道中，這樣，該蒸汽就確實可在該中壓透平部分19中工作。
即使該雙層管部分2由再熱蒸汽31加熱并且因受熱伸長而變化，也會在直徑擴大部分4和該隔熱件21的凸緣5之間通過該密封環(huán)6產(chǎn)生一垂直滑動運動。因此，該雙層管部分2的變化得到吸收，并且密封環(huán)6可防止該再熱蒸汽漏入該環(huán)形槽3中。
在另一方面，溫度為大約380℃、壓力為大約42kg／cm2的低溫低壓蒸汽被引入設置在殼體11和高壓透平定子部分16之間的殼體內(nèi)空間23中。該蒸汽通過孔7流入該再熱蒸汽進氣管1的環(huán)形槽3中，在該環(huán)形槽3中循環(huán)，然后通過孔8流入中壓透平部分19的蒸汽通道。然后，該蒸汽與再熱蒸汽混合并被引入該蒸汽通道進行工作。蒸汽的這種循環(huán)冷卻了該雙層管部分2和該進氣管1的周圍壁面，并使由再熱蒸汽來的熱量幾乎不會傳遞給周圍。
如上所述，根據(jù)該實施例所述的柔性進氣管，其提供了一種這樣的結(jié)構(gòu)，以致于該雙層管部分2設置在該再熱蒸汽進氣管1中，從而形成一環(huán)形槽3，并且直徑擴大部分4設置在該雙層管部分2的下端處，這樣就可在該直徑擴大部分4和設置于該隔熱件21上的凸緣5之間產(chǎn)生一垂直滑動運動，并通過該密封環(huán)6對受熱伸長進行吸收。此外，也可提供一種這樣的結(jié)構(gòu)，以致于低溫蒸汽在該環(huán)形槽3中循環(huán)，從而冷卻該環(huán)形槽3的內(nèi)部。因此因高溫再熱蒸汽而引起的整體結(jié)構(gòu)的殼體11的溫度的上升可得到防止。出于這一理由，一種并不昂貴的材料，例如2(1／4)CrMo鋼可用來取代具有高強度的材料12Cr用作殼體11的材料。
權(quán)利要求
1．一種用于一中高壓蒸汽透平的柔性進氣管，其中設置一個用于將主蒸汽引入一殼體內(nèi)的一高壓透平部分中的蒸汽進氣總管，和一個用于將再熱蒸汽引入一殼體內(nèi)的一中壓透平部分中的再熱蒸汽進氣管，及一個設置在該再熱蒸汽進氣管下端處的隔熱件，該隔熱件具有一個用于引導該再熱蒸汽的開口孔，并且可在該再熱蒸汽進氣管的下端處使殼體內(nèi)的蒸汽與一周圍部分隔開，其特征在于所述再熱蒸汽進氣管的結(jié)構(gòu)形成為一雙層管，該雙層管形成有一個繞該再熱蒸汽進氣管的一內(nèi)管的環(huán)形槽，并且設置有一圓筒形件，該圓筒形件的一端與該雙層管的內(nèi)管的下端部分可滑動地重疊，另一端固定連接到該隔熱件的一開口孔的圓周上，一密封環(huán)設置在該圓筒形件和該再熱蒸汽進氣管的內(nèi)管的下端部分之間。
2．如權(quán)利要求1所述的柔性進氣管，其特征在于溫度低于再熱蒸汽溫度的蒸汽被引入所述再熱蒸汽進氣管的環(huán)形槽中，并在所述環(huán)形槽中循環(huán)。
全文摘要
中高壓蒸汽透平的柔性進氣管,包括一殼體,設置有一蒸汽進氣總管14和一根與該殼體形成為一整體的再熱蒸汽進氣管。一雙層管部分設置于進氣管中,形成一環(huán)形槽。一直徑擴大部分設置于雙層管部分的下端,在該直徑擴大部分和固定到一隔熱件上的凸緣之間形成一垂直滑動運動。低溫蒸汽從一殼體內(nèi)空間,通過一孔流入該環(huán)形槽中,并在該環(huán)形槽中循環(huán),然后流出流到該中壓蒸汽透平部分的一蒸汽通道中。
文檔編號F01D25/00GK1294250SQ9912327
公開日2001年5月9日 申請日期1999年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月4日
發(fā)明者馬越龍?zhí)? 中野隆 申請人:三菱重工業(yè)株式會社