包括轉(zhuǎn)子和殼體的流體機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流體機(jī)械、尤其汽輪機(jī)，包括:轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承并且包括轉(zhuǎn)子葉片；殼體，所述殼體圍繞轉(zhuǎn)子設(shè)置，其中殼體包括導(dǎo)向葉片、用于支承轉(zhuǎn)子的第一支承件和第二支承件。
【背景技術(shù)】
[0002]此外，在地區(qū)的能量供應(yīng)中使用具有相對(duì)大的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的流體機(jī)械。用于這樣的流體機(jī)械的示例是基本上具有一個(gè)轉(zhuǎn)子和圍繞轉(zhuǎn)子設(shè)置的殼體的汽輪機(jī)。在此，轉(zhuǎn)子是能夠是若干米長(zhǎng)以及若干噸重的構(gòu)件。通常，轉(zhuǎn)子以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在兩個(gè)支承件上，其中在運(yùn)行時(shí)能夠存在相對(duì)高的轉(zhuǎn)速例如50Hz或60Hz或更多。這樣高的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)子的重量和長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)地需要精確的制造，由此安全的運(yùn)行是可能的。這樣構(gòu)成的轉(zhuǎn)子的最大長(zhǎng)度通過(guò)下述來(lái)限定:限定部分渦輪機(jī)支路的剛度并且與轉(zhuǎn)子動(dòng)力方面的特性相關(guān)聯(lián)地不能延長(zhǎng)。此外，轉(zhuǎn)子的最大長(zhǎng)度與支承件部位的和支承件殼體的支撐的位置極其相關(guān)。
[0003]在已知的流體機(jī)械中，在至今為止的部分渦輪機(jī)支路中在軸端部上進(jìn)行支承。為此，支承件通常必須設(shè)置在蒸汽室中。此外，這樣的支承件必須實(shí)現(xiàn)為，使得支承件殼體經(jīng)由支柱與支撐在基座上的擴(kuò)散器連接。這樣的構(gòu)造也稱為星型支承件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種轉(zhuǎn)子動(dòng)力方面改進(jìn)的流體機(jī)械。
[0005]所述目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的流體機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明能識(shí)別出，剛度最優(yōu)的支承件位置在軸均勻受負(fù)荷時(shí)位于所謂的貝塞爾點(diǎn)上。所述貝塞爾點(diǎn)依照計(jì)算與軸端部相距大約22%的軸長(zhǎng)度。因此，本發(fā)明提出，移動(dòng)至少一個(gè)支承件，使得從根本上改進(jìn)轉(zhuǎn)子動(dòng)力方面的特性。對(duì)此提出，支承件沿流動(dòng)方向觀察設(shè)置在導(dǎo)向葉片級(jí)上游。由此提出，支承件不作為單獨(dú)的構(gòu)件設(shè)置在轉(zhuǎn)子端部上，而是更確切地說(shuō)集成到流體機(jī)械的葉片路徑中。在此，首先提出，支承件設(shè)置在轉(zhuǎn)子葉片級(jí)上游。此外，本發(fā)明提供的優(yōu)點(diǎn)是，從現(xiàn)在起支承件殼體能夠不借助于附加的支承件支架由導(dǎo)向葉片級(jí)承載。
[0007]有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0008]這樣提出，第二支承件在最后的轉(zhuǎn)子葉片級(jí)上游設(shè)置。這意味著，支承件設(shè)置在流動(dòng)通道中，使得支承件設(shè)置在最后的轉(zhuǎn)子葉片級(jí)上游。
[0009]在另一有利的改進(jìn)方案中，支承件殼體設(shè)置在構(gòu)成為導(dǎo)向葉片的支承件支架上。這意味著，支承件支架滿足熱力方面的功能，更確切地說(shuō)導(dǎo)向葉片的熱力方面的功能。這意味著，支承件支架構(gòu)成為，使得其遵循通過(guò)導(dǎo)向葉片級(jí)預(yù)設(shè)的流體動(dòng)力輪廓。由此，移入流動(dòng)路徑中的支承件除了能夠滿足轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性以外也能夠滿足熱力特性，因?yàn)橹С屑Ъ芤矘?gòu)成為導(dǎo)向葉片。
[0010]優(yōu)選地，在最后的轉(zhuǎn)子葉片級(jí)下游設(shè)置有擴(kuò)散器。從現(xiàn)在起，擴(kuò)散器有利地在流動(dòng)路徑中不再具有干擾的支承件支架進(jìn)而能夠更針對(duì)目的地進(jìn)行壓力回收。
[0011]有利地，構(gòu)成為導(dǎo)向葉片的支承件支架構(gòu)成為，使得所述支承件支架具有用于交換能量和信號(hào)的設(shè)備。
[0012]本發(fā)明提供的優(yōu)點(diǎn)是，集成在導(dǎo)向葉片級(jí)中的支承件從現(xiàn)在起需要更少的軸向結(jié)構(gòu)空間并且能夠?qū)崿F(xiàn)到冷凝器的更小的間距。因?yàn)橹С屑蓪?dǎo)向葉片級(jí)承載，所以不需要支承件支架，所述支承件支架引起材料和制造成本并且阻礙到冷凝器的流出。此外，部分渦輪機(jī)支路的剛度明顯提高，這造成轉(zhuǎn)子動(dòng)力方面的明顯改進(jìn)。這能夠?qū)崿F(xiàn)徑向間隙的減少，以便繼續(xù)改進(jìn)效率。
[0013]此外，本發(fā)明提供的優(yōu)點(diǎn)是，實(shí)現(xiàn)更大的流出橫截面并且使用更長(zhǎng)的葉片路徑。
【附圖說(shuō)明】
[0014]根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。
[0015]附圖示出:
[0016]附圖示出汽輪機(jī)的橫截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]附圖示出流體機(jī)械的構(gòu)成為汽輪機(jī)I的實(shí)施方式。所述汽輪機(jī)I基本上包括一個(gè)以能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線2轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承的轉(zhuǎn)子3，在所述轉(zhuǎn)子上在轉(zhuǎn)子表面4上設(shè)置有第一轉(zhuǎn)子葉片級(jí)5、第二轉(zhuǎn)子葉片級(jí)6和第三轉(zhuǎn)子葉片級(jí)7。汽輪機(jī)I還包括未詳細(xì)示出的圍繞以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承的轉(zhuǎn)子3設(shè)置的殼體。在殼體上設(shè)置有第一導(dǎo)向葉片級(jí)8、第二導(dǎo)向葉片級(jí)9和第三導(dǎo)向葉片級(jí)10。
[0018]在第一轉(zhuǎn)子葉片級(jí)5、第二轉(zhuǎn)子葉片級(jí)6和第三轉(zhuǎn)子葉片級(jí)7和第一導(dǎo)向葉片級(jí)8、第二導(dǎo)向葉片級(jí)9和第三導(dǎo)向葉片級(jí)10之間構(gòu)成有流動(dòng)路徑11，在運(yùn)行時(shí)蒸汽穿過(guò)所述流動(dòng)路徑流動(dòng)。轉(zhuǎn)子3在基座12上經(jīng)由第一支承件13和第二支承件14支承。第一支承件13設(shè)置在轉(zhuǎn)子3的第一端部15上。第二支承件14設(shè)置在第二端部16上。
[0019]在此，第二支承件14在流動(dòng)路徑11中設(shè)置在第三轉(zhuǎn)子葉片級(jí)7、即由此最后的轉(zhuǎn)子葉片級(jí)上游。支承件包括圍繞第二支承件14設(shè)置的支承件殼體17。在支承件殼體上設(shè)置有構(gòu)成為導(dǎo)向葉片的支承件支架19。因?yàn)闃?gòu)成為導(dǎo)向葉片的支承件支架19設(shè)置在流動(dòng)路徑11中，所以構(gòu)成為導(dǎo)向葉片的支承件支架19參與存在于流動(dòng)路徑11中的蒸汽的能量轉(zhuǎn)換。
[0020]在第三轉(zhuǎn)子葉片級(jí)7下游設(shè)置有擴(kuò)散器20，在所述擴(kuò)散器中發(fā)生存在于流動(dòng)路徑11中的蒸汽的壓力回收。
[0021]在替選的實(shí)施方式中，構(gòu)成為導(dǎo)向葉片的支承件支架19也能夠借助于第二支承件14在流動(dòng)路徑11中設(shè)置在第二轉(zhuǎn)子葉片級(jí)6上游或更上游。
[0022]在構(gòu)成為導(dǎo)向葉片的支承件支架19中設(shè)有用于交換能量和信號(hào)的設(shè)備21。
[0023]轉(zhuǎn)子(3)沿流動(dòng)方向觀察具有第一轉(zhuǎn)子葉片組、第二轉(zhuǎn)子葉片組、倒數(shù)第二的轉(zhuǎn)子葉片組和最后的轉(zhuǎn)子葉片組。殼體沿流動(dòng)方向觀察具有第一導(dǎo)向葉片組、第二導(dǎo)向葉片組、倒數(shù)第二的導(dǎo)向葉片組和最后的導(dǎo)向葉片組。在倒數(shù)第二和最后的轉(zhuǎn)子葉片組之間設(shè)置有第二支承件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種流體機(jī)械，尤其汽輪機(jī)(I)，包括:轉(zhuǎn)子(3)，所述轉(zhuǎn)子以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承并且包括轉(zhuǎn)子葉片；殼體，所述殼體圍繞所述轉(zhuǎn)子(3)設(shè)置， 其中所述殼體包括導(dǎo)向葉片、用于支承所述轉(zhuǎn)子(3)的第一支承件(13)和第二支承件(14)，其中所述轉(zhuǎn)子(3)沿流動(dòng)方向來(lái)觀察具有第一轉(zhuǎn)子葉片組、第二轉(zhuǎn)子葉片組、倒數(shù)第二的轉(zhuǎn)子葉片組和最后的轉(zhuǎn)子葉片組，并且所述殼體具有第一導(dǎo)向葉片組、第二導(dǎo)向葉片組、倒數(shù)第二的導(dǎo)向葉片組和最后的導(dǎo)向葉片組， 其特征在于， 所述第二支承件(14)沿流動(dòng)方向設(shè)置在所述倒數(shù)第二的轉(zhuǎn)子葉片組和最后的轉(zhuǎn)子葉片組之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體機(jī)械， 其中所述第二支承件(14)具有支承件殼體(17)和構(gòu)成為導(dǎo)向葉片的支承件支架(19)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體機(jī)械， 其中沿流動(dòng)方向來(lái)觀察在所述最后的轉(zhuǎn)子葉片組下游設(shè)置有擴(kuò)散器。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體機(jī)械， 其中在所述構(gòu)成為導(dǎo)向葉片的支承件支架(19)中設(shè)有用于交換能量和信號(hào)的設(shè)備。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有轉(zhuǎn)子(3)和殼體的汽輪機(jī)(1)，其中所述支承件(14)設(shè)置在最后的轉(zhuǎn)子葉片級(jí)上游以用于支撐轉(zhuǎn)子(3)。
【IPC分類】F01D9-06, F02C7-06
【公開號(hào)】CN104583563
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380044360
【發(fā)明人】馬塞爾·塞勒
【申請(qǐng)人】西門子公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年7月24日
【公告號(hào)】EP2700798A1, EP2852743A1, US20150211385, WO2014029580A1