專利名稱：內(nèi)冷卻式汽輪機(jī)的透平軸以及冷卻透平軸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尤其用于安裝高壓和中壓葉片的汽輪機(jī)透平軸以及一種冷卻汽輪機(jī)透平軸的方法。
為了提高汽輪機(jī)效率采用壓力和溫度較高的蒸汽。采用這種蒸汽對(duì)有關(guān)的汽輪機(jī)提出了更高的要求。對(duì)于功率在若干個(gè)100MW范圍內(nèi)的汽輪機(jī)，適用一種包括高壓和中壓汽輪機(jī)段以及下游的低壓汽輪機(jī)段的單線式汽輪機(jī)。必要時(shí)由多段組成的透平軸既安裝高壓工作葉片也安裝中壓工作葉片。每個(gè)汽輪機(jī)段可有一外殼體和一內(nèi)殼體，它們分別例如沿水平面分開并用螺釘互相連接。稱為高壓蒸汽的新汽參數(shù)可以處于約170bar和540℃。在提高效率的過程中新汽參數(shù)力求達(dá)到270bar和600℃。高壓蒸汽輸入透平軸并流過高壓葉片安裝區(qū)直至出口接管。在這一過程中膨脹和冷卻后的蒸汽可輸入鍋爐內(nèi)并在那里重新加熱。在高壓汽輪機(jī)段末端處的蒸汽狀態(tài)下文稱為“冷的中間再熱”，而離開鍋爐后的蒸汽狀態(tài)稱為“熱的中間再熱”。從鍋爐排出的蒸汽輸入中壓葉片安裝區(qū)。蒸汽參數(shù)可處于30bar至50bar以及540℃，在這種情況下力求將蒸汽參數(shù)提高到約50bar至60bar和600℃。尤其在中壓汽輪機(jī)段的蒸汽流入?yún)^(qū)內(nèi)可以采取結(jié)構(gòu)性措施，其中通過軸的屏蔽裝置防止透平軸與蒸汽直接接觸。
在DE 19531290A1中提供了一種熱力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子，該渦輪機(jī)由裝在軸上的壓氣機(jī)段、中間段和渦輪段組成。轉(zhuǎn)子主要由各個(gè)互相焊接的旋轉(zhuǎn)體組成，它們的幾何形狀導(dǎo)致在各相鄰旋轉(zhuǎn)體之間形成軸向?qū)ΨQ的空腔。此轉(zhuǎn)子有一個(gè)沿軸向定向從轉(zhuǎn)子流入側(cè)一端直達(dá)上游最后一個(gè)空腔的圓柱形空腔。在此圓柱形空腔內(nèi)至少裝有兩根直徑和長(zhǎng)度彼此不同的管子。因此，此渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子應(yīng)能在最短時(shí)間內(nèi)處于其運(yùn)行狀態(tài)并能易于熱調(diào)節(jié)，也就是說可以用比較低的成本按要求加熱或冷卻。
US-PS 5054996涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子，它由一些借助于一根軸向的拉桿互相連接在一起的轉(zhuǎn)子盤組成?？諝馔ㄟ^燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)入，因此轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子盤基本上可以被均勻加熱和冷卻。
在日本N-303(1984.6.20，第8卷，No.132)有關(guān)日本專利申請(qǐng)JP-A-59-34402的摘要中介紹了一種汽輪機(jī)的透平軸。這種單一汽輪機(jī)的透平軸在其內(nèi)部有一軸向孔，在中央引入冷卻流體，冷卻流體在孔的兩端重新流出。
本發(fā)明的目的是提供一種汽輪機(jī)透平軸，它尤其能長(zhǎng)期穩(wěn)定地承受住局部產(chǎn)生的高工作熱負(fù)荷。本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種冷卻汽輪機(jī)透平軸的方法。
本發(fā)明有關(guān)汽輪機(jī)透平軸方面的目的是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，透平軸沿旋轉(zhuǎn)軸線定向以及有第一汽輪機(jī)段的第一葉片安裝區(qū)、第二汽輪機(jī)段的第二葉片安裝區(qū)、以及在它們之間有支承區(qū)、外表面和在內(nèi)部的用于沿旋轉(zhuǎn)軸線方向?qū)б鋮s蒸汽的冷卻導(dǎo)管，其中，冷卻導(dǎo)管一端與至少一根用于排出冷卻蒸汽的流出管連接，另一端與至少一根用于流入冷卻蒸汽的流入管連接。
通過在透平軸內(nèi)部延伸的冷卻導(dǎo)管，冷卻蒸汽可沿旋轉(zhuǎn)軸線方向流過透平軸并通過流出管導(dǎo)出。因此既可以從里向外冷卻透平軸熱負(fù)荷大的部位尤其是蒸汽流入?yún)^(qū)，也可以冷卻外表面和工作葉片固定區(qū)。冷卻導(dǎo)管可以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線傾斜或相對(duì)于它曲折地延伸，在這些情況下它都能將冷卻蒸汽沿旋轉(zhuǎn)軸線方向輸送。此外還可以實(shí)現(xiàn)固定在透平軸上的工作葉片，尤其是它們的葉根部分的冷卻。不言而喻，視冷卻導(dǎo)管的加工情況，流入管和流出管可設(shè)計(jì)為冷卻導(dǎo)管的一部分。此外，顯然可設(shè)一根以上的冷卻導(dǎo)管，在這種情況下多根冷卻導(dǎo)管互相連通并分別可與一根或多根流出管或流入管連通。還可以沿旋轉(zhuǎn)軸線方向按可預(yù)定的間距相鄰地設(shè)置流出管并使它們與冷卻導(dǎo)管連通。因此熱負(fù)荷大的軸段的冷卻可以無(wú)需在管道、貫穿殼體以及透平調(diào)節(jié)方面付出高的費(fèi)用的情況下完成。這種昂貴的結(jié)構(gòu)性費(fèi)用例如在借助于冷卻蒸汽從外部穿過殼體和導(dǎo)向葉片直至透平軸來(lái)冷卻透平軸時(shí)是必需的，以便直接冷卻透平軸的外表面。
這種透平軸優(yōu)選適用于包括高壓和中壓汽輪機(jī)段的單線汽輪機(jī)。在這里透平軸可由在支承區(qū)互相連接的兩個(gè)透平軸段組成，其中每個(gè)透平軸段有一冷卻導(dǎo)管，這些冷卻導(dǎo)管在支承區(qū)內(nèi)互相過渡連通。每個(gè)透平軸段或整個(gè)透平軸可用一鍛件制造。由此可以用來(lái)自高壓汽輪機(jī)段的蒸汽冷卻尤其設(shè)計(jì)為雙流道的中壓汽輪機(jī)段熱負(fù)荷高的蒸汽流入?yún)^(qū)。因?yàn)榕c高壓段相比，在中壓段內(nèi)由于蒸汽壓力較低，所以體積流量明顯增大并因而需要比較大的軸直徑和較長(zhǎng)的葉片，所以在中壓段中工作葉片葉根和透平軸的熱機(jī)械負(fù)荷比高壓段內(nèi)的高。此外因?yàn)樵诟邏憾魏椭袎憾蝺?nèi)分別處于類似的溫度之下，所以透平軸的材料特征參數(shù)，例如持久強(qiáng)度和缺口沖擊韌性同樣是類似的，因此，由于中壓段的熱機(jī)械負(fù)荷較高，所以應(yīng)認(rèn)為中壓段比高壓段更關(guān)鍵。為解決這一問題，最好使中壓段內(nèi)的透平軸既能在其內(nèi)部(尤其軸的中心)用冷卻蒸汽冷卻，也能在其外表面(尤其在工作葉片的葉根區(qū)內(nèi))用冷卻蒸汽冷卻。來(lái)自高壓汽輪機(jī)段的蒸汽最好從排汽區(qū)或在兩級(jí)之間通過徑向孔引入軸的內(nèi)部。冷卻蒸汽借助于壓力差通過鉆空的高壓與中壓軸流入中壓汽輪機(jī)段。尤其在中壓汽輪機(jī)段為雙流道式結(jié)構(gòu)時(shí)，蒸汽最好在中壓汽輪機(jī)段蒸汽流入?yún)^(qū)的透平軸蓋板(軸屏蔽裝置)下面從透平軸排出，并基于氣膜冷卻效應(yīng)導(dǎo)致降低蒸汽流入?yún)^(qū)和第一級(jí)透平區(qū)內(nèi)的透平軸溫度。根據(jù)應(yīng)用情況，冷卻蒸汽也可以在沿軸向互相隔開間距的兩個(gè)透平級(jí)之間流出，或利用來(lái)冷卻尤其設(shè)計(jì)為至少局部空心的工作葉片。在高壓汽輪機(jī)段的蒸汽出口區(qū)與中壓汽輪機(jī)段蒸汽流入?yún)^(qū)之間的壓差可例如在4bar與6bar之間。通過適當(dāng)測(cè)量冷卻導(dǎo)管的橫截面可以調(diào)節(jié)蒸汽流量，使得即使處于汽輪機(jī)另一個(gè)功率范圍內(nèi)也能保證有足夠的冷卻功率。
在透平軸可支承在軸承內(nèi)的支承區(qū)最好設(shè)隔熱裝置，以阻止徑向熱流。通過減少?gòu)睦鋮s蒸汽到透平軸材料的熱傳導(dǎo)，避免軸承過熱。在這里最好在冷卻導(dǎo)管與透平軸材料之間設(shè)一空腔，它可以設(shè)計(jì)為環(huán)形間隙。在此空腔內(nèi)存在一種流體，最好是冷卻蒸汽，它導(dǎo)致隔熱并因而阻止由于流過冷卻導(dǎo)管的冷卻蒸汽與透平軸強(qiáng)迫對(duì)流引起的強(qiáng)烈熱傳導(dǎo)。冷卻導(dǎo)管在支承區(qū)內(nèi)最好設(shè)一隔熱管，它被空腔圍繞。隔熱管最好有一個(gè)通空腔的口。通過此口，尤其是孔，在空腔與冷卻導(dǎo)管之間達(dá)到壓力平衡，從而防止在汽輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的冷卻蒸汽高壓使隔熱管變形。
第二葉片區(qū)最好設(shè)計(jì)為雙流道結(jié)構(gòu)形式并用于安裝中壓葉片。這種透平軸使用在包括高壓汽輪機(jī)段和雙流道中壓汽輪機(jī)段的汽輪機(jī)中。也可以將第二葉片區(qū)設(shè)計(jì)為單流道結(jié)構(gòu)形式，透平軸在這種情況下最好使用于具有單流道中壓汽輪機(jī)段的汽輪機(jī)中。流出管最好通入中壓工作葉片的蒸汽流入?yún)^(qū)，尤其是通入透平軸的軸屏蔽區(qū)域內(nèi)。
冷卻導(dǎo)管最好是一個(gè)基本上平行于旋轉(zhuǎn)軸線的孔，尤其是一個(gè)中心孔。設(shè)計(jì)為孔的冷卻導(dǎo)管也能事后特別簡(jiǎn)單和準(zhǔn)確地在透平軸內(nèi)加工。對(duì)于組合式的透平軸，最好在透平軸的各段內(nèi)加工出一個(gè)直徑相等的中心孔，所以當(dāng)透平軸各段組合時(shí)構(gòu)成了具有同樣直徑的單一冷卻導(dǎo)管。流入管最好與流出管一樣將外表面與冷卻導(dǎo)管連接起來(lái)。因此冷卻蒸汽，尤其是高壓汽輪機(jī)段的蒸汽，可以從透平軸一個(gè)端部處的外表面通過透平軸內(nèi)部流入第二葉片安裝區(qū)的蒸汽流入?yún)^(qū)內(nèi)。這尤其在單線式高壓及中壓透平軸的情況下是比較有利的，因?yàn)檫@樣一來(lái)蒸汽可從高壓汽輪機(jī)段的蒸汽出口區(qū)流入中壓汽輪機(jī)段的蒸汽流入?yún)^(qū)中。流入管和/或流出管最好是基本上沿徑向的孔。這樣的鉆孔也可以方便地在透平軸制造后完成，在這種情況下一個(gè)這樣的孔可以與一個(gè)設(shè)計(jì)為軸向孔的冷卻導(dǎo)管精確地連接。用作流入管和流出管的孔的直徑和多個(gè)孔的數(shù)量取決于用于冷卻的蒸汽量。
透平軸最好有一些用于安裝透平工作葉片的槽，流出管最好通入其中一個(gè)槽內(nèi)。在這里也可以在透平工作葉片的葉片冷卻導(dǎo)管內(nèi)引入用于冷卻的冷卻蒸汽。用于安裝透平工作葉片的槽可以設(shè)計(jì)得比該工作葉片的葉根大一些，從而在該葉根與透平軸之間形成一個(gè)腔，用于冷卻葉根的蒸汽可以流入此腔內(nèi)。此腔也可以通過通道構(gòu)成，這些通道互相連通和/或與流出管互相連通。從一個(gè)流出管通入其中的槽最好引出一條通往透平軸外表面的支線。因此，除了冷卻葉根外還附加地冷卻外表面并因而達(dá)到從外部冷卻透平軸。同樣可能的是流出管通往在沿軸向彼此隔開間距的槽之間的外表面。在第二葉片安裝區(qū)的雙流道式結(jié)構(gòu)中，流出管最好通入由軸屏蔽裝置構(gòu)成的空腔內(nèi)，在這種情況下軸屏蔽裝置用作流入的蒸汽在兩個(gè)流道中的流量分配器。對(duì)中壓汽輪機(jī)段的第一工作葉片排，尤其是對(duì)其葉根及其葉身最好進(jìn)行冷卻。借助于流到軸表面處的流出管和/或支線，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)軸表面，尤其是離蒸汽流入?yún)^(qū)最近處的透平葉片(第一級(jí)透平)區(qū)域內(nèi)的軸表面的氣膜冷卻。
流入管最好將高壓汽輪機(jī)段的蒸汽出口區(qū)與冷卻導(dǎo)管連接起來(lái)，因此蒸汽可從那里通過透平軸的內(nèi)部流入中壓汽輪機(jī)段。也可以將流入管從第一葉片安裝區(qū)兩個(gè)沿軸向彼此隔開間距的工作葉片排之間的外表面引入冷卻導(dǎo)管內(nèi)。
為達(dá)到針對(duì)冷卻汽輪機(jī)透平軸的方法提出的目的，所采取的措施是，在帶有安裝高壓工作葉片的第一葉片安裝區(qū)和安裝中壓工作葉片的雙流道第二葉片安裝區(qū)的透平軸中，蒸汽從第一葉片安裝區(qū)的蒸汽區(qū)通過透平軸內(nèi)部途徑支承區(qū)流向第二葉片安裝區(qū)?？赏ㄟ^適當(dāng)?shù)卮_定尤其設(shè)計(jì)成孔的冷卻導(dǎo)管的尺寸，調(diào)節(jié)透平軸內(nèi)部的蒸汽流，使得即使對(duì)于另一個(gè)功率范圍也能保證透平軸的充分冷卻。因?yàn)樵谄啓C(jī)的部分負(fù)荷范圍內(nèi)，在高壓汽輪機(jī)段與中壓汽輪機(jī)段之間存在壓差，所以保證即便在部分負(fù)荷范圍內(nèi)此冷卻方法仍然能無(wú)可指摘地適用。通過一個(gè)設(shè)計(jì)為軸向孔且最好是中心孔的冷卻導(dǎo)管，在透平軸內(nèi)部的切向應(yīng)力與沒有孔的透平軸相比可能提高到約兩倍。但透平軸可能存在的這種較大的應(yīng)力通過對(duì)透平軸內(nèi)部冷卻而明顯改善了材料性質(zhì)卻能得到更多的補(bǔ)償。此方法也適用于由至少兩段透平軸(透平軸段)組成的透平軸，在這種情況下這些透平軸段在支承區(qū)互相連接。
下面借助于附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說明透平軸和冷卻透平軸的方法，附圖中

圖1示出具有一高壓和中壓汽輪機(jī)段及透平軸的汽輪機(jī)的縱剖面；圖2示出在中壓汽輪機(jī)段蒸汽流入?yún)^(qū)內(nèi)的透平軸的局部；圖3示出在支承區(qū)內(nèi)的透平軸的局部。
圖1中示出汽輪機(jī)23、25，它具有一根沿旋轉(zhuǎn)軸線2延伸的透平軸1。該汽輪機(jī)具有一高壓汽輪機(jī)段23和一中壓汽輪機(jī)段25，它們各有一個(gè)內(nèi)殼體21和一個(gè)圍繞內(nèi)殼體的外殼體22。高壓汽輪機(jī)段23設(shè)計(jì)為罐形結(jié)構(gòu)。中壓汽輪機(jī)段25設(shè)計(jì)為雙流道結(jié)構(gòu)。也可以將中壓汽輪機(jī)段25設(shè)計(jì)為單向流結(jié)構(gòu)。沿旋轉(zhuǎn)軸線2在高壓汽輪機(jī)段23與中壓汽輪機(jī)段25之間設(shè)有一軸承29b，在軸承29b內(nèi)的透平軸1具有一支承區(qū)32。透平軸1還支承在高壓汽輪機(jī)段23旁的另一個(gè)軸承29a內(nèi)。在此軸承29a的區(qū)域內(nèi)，高壓汽輪機(jī)段23具有軸密封裝置24。透平軸1相對(duì)于中壓汽輪機(jī)段25的外殼體22借助另外兩個(gè)軸密封裝置24密封。在高壓蒸汽流入?yún)^(qū)27與蒸汽出口區(qū)16之間，透平軸1在高壓汽輪機(jī)段23內(nèi)具有高壓工作葉片裝置11、13。此高壓工作葉片裝置11、13與所屬的沒有詳細(xì)表示的工作葉片一起共同構(gòu)成第一葉片安裝區(qū)30。中壓汽輪機(jī)段25具有一中央蒸汽流入?yún)^(qū)15。配屬于蒸汽流入?yún)^(qū)15，透平軸1具有一個(gè)徑向?qū)ΨQ的軸屏蔽裝置9，即蓋板，它一方面用于將蒸汽流分配到中壓汽輪機(jī)段25的兩個(gè)流道內(nèi)，另一方面用于防止熱蒸汽與透平軸1直接接觸。透平軸1在中壓汽輪機(jī)段25中具有包括中壓工作葉片11、14的第二葉片安裝區(qū)31。通過第二葉片安裝區(qū)31流動(dòng)的熱蒸汽從中壓汽輪機(jī)段25的流出接管26流出，去往按流動(dòng)方向處于下游的圖中未表示的低壓汽輪機(jī)段。
透平軸1由兩個(gè)透平軸段1a和1b組成，它們?cè)谳S承29b的區(qū)域內(nèi)互相牢固連接。每個(gè)透平軸段1a、1b具有一個(gè)設(shè)計(jì)為沿旋轉(zhuǎn)軸線2延伸的中心孔5的冷卻導(dǎo)管5。冷卻導(dǎo)管5通過具有徑向孔8a的流入管8與蒸汽出口區(qū)16連通。在中壓汽輪機(jī)段25中，冷卻導(dǎo)管5與在軸屏蔽裝置9下面的一個(gè)沒有進(jìn)一步表示的空腔連通。流入管8設(shè)計(jì)為徑向孔8a，因此“冷的”蒸汽可從高壓汽輪機(jī)段23流入中心孔5。穿過支承區(qū)32的蒸汽通過也設(shè)計(jì)為沿徑向定向的孔7a的流出管7進(jìn)入中壓汽輪機(jī)段25，并從那里到達(dá)在蒸汽流入?yún)^(qū)15內(nèi)的透平軸1外表面3。由于冷卻導(dǎo)管5流動(dòng)的蒸汽6的溫度明顯低于流入蒸汽流入?yún)^(qū)15中的中間再熱蒸汽的溫度，從而有效地保證冷卻中壓汽輪機(jī)段25的第一工作葉片排14以及在此工作葉片排14區(qū)域內(nèi)的外表面3。
圖2比例放大地表示中壓汽輪機(jī)段25蒸汽流入?yún)^(qū)15的局部。在透平軸1的槽10內(nèi)分別通過它們各自的葉根18安裝了有關(guān)的工作葉片11、14。槽10分別具有一個(gè)圍繞著葉根18的通道20，這些通道20一方面與相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線2沿徑向延伸的流出管7連通，另一方面分別與一支線12連通。支線12從槽10引向外表面3并與汽輪機(jī)的導(dǎo)向葉片19相對(duì)。從流出管7流出的蒸汽6進(jìn)入槽10的通道20，并因而冷卻裝在相關(guān)槽內(nèi)的葉根18。蒸汽6從通道20通過有關(guān)的支線12流到透平軸1的外表面3上，并因而還冷卻沿旋轉(zhuǎn)軸線2方向彼此相鄰的工作葉片11之間的外表面3。當(dāng)工作葉片11有葉片冷卻導(dǎo)管38時(shí)，蒸汽6同樣通過此葉片冷卻導(dǎo)管38流動(dòng)并從里向外冷卻此工作葉片11。在一個(gè)工作葉片11中示意表示了這種情況。
圖3示出高壓汽輪機(jī)段23透平軸段1b的支承區(qū)32局部。在支承區(qū)32內(nèi)，冷卻導(dǎo)管5沿一預(yù)定的軸向長(zhǎng)度擴(kuò)大為較大的直徑。在如此擴(kuò)大后的冷卻導(dǎo)管5內(nèi)裝入一個(gè)包括隔熱管36的隔熱裝置33。隔熱管36的內(nèi)徑與未擴(kuò)大的冷卻導(dǎo)管5的直徑一致。隔熱管36的外徑比冷卻導(dǎo)管5增大的直徑小，所以在隔熱管36與透平軸材料35之間留下一個(gè)空腔34，尤其是一個(gè)環(huán)形間隙34。隔熱管36有通向空腔34的孔37。在透平軸1工作時(shí)空腔34內(nèi)充填有冷卻蒸汽6，它在透平軸材料35與持續(xù)地通過冷卻導(dǎo)管5流動(dòng)的冷卻蒸汽6之間起隔熱的作用。由此保證在透平軸1工作期間軸承29b的加熱保持處于低水平。
本發(fā)明的出色之處在于這種透平軸具有冷卻導(dǎo)管，至少一根流入管通過該冷卻導(dǎo)管與高壓汽輪機(jī)段連接以及至少通過一根流出管與中壓汽輪機(jī)段的蒸汽流入?yún)^(qū)連接。流入管、冷卻導(dǎo)管以及流出管構(gòu)成一個(gè)在透平軸內(nèi)部的導(dǎo)管系統(tǒng)，“冷的”蒸汽可通過該系統(tǒng)從高壓汽輪機(jī)段流向中壓汽輪機(jī)段熱機(jī)械負(fù)荷高的蒸汽流入?yún)^(qū)。因此，無(wú)需昂貴的結(jié)構(gòu)性費(fèi)用便可實(shí)現(xiàn)既冷卻工作葉片，尤其是工作葉片的葉根，又冷卻在尤其設(shè)計(jì)為雙流道結(jié)構(gòu)的中壓汽輪機(jī)段中負(fù)荷特別高的蒸汽流入?yún)^(qū)內(nèi)的透平軸外表面。在高壓汽輪機(jī)段與中壓汽輪機(jī)段之間的支承區(qū)內(nèi)，在透平軸的內(nèi)部設(shè)隔熱裝置，由此避免透平軸軸承過熱。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)的透平軸(1)，其沿旋轉(zhuǎn)軸線(2)定向并且沿旋轉(zhuǎn)軸線(2)具有第一汽輪機(jī)段(24)的第一葉片安裝區(qū)(30)、第二汽輪機(jī)段(25)的第二葉片安裝區(qū)(31)、在兩者之間的支承區(qū)(32)、外表面(3)以及在其內(nèi)部(4)具有冷卻導(dǎo)管(5)，后者用于沿旋轉(zhuǎn)軸線(2)方向?qū)б鋮s蒸汽(6)，其中，冷卻導(dǎo)管(5)一端與至少一根用于排出冷卻蒸汽(6)的流出管(7)連接，另一端與至少一根用于流入冷卻蒸汽(6)的流入管(8)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的透平軸(1)，其中，冷卻導(dǎo)管(5)在支承區(qū)(32)具有一個(gè)用于減少?gòu)较驘崃鞯母魺嵫b置(33)。
3.按照權(quán)利要求2所述的透平軸(1)，其中，隔熱裝置(33)在冷卻導(dǎo)管(5)與透平軸材料(35)之間有一空腔(34)，尤其有一環(huán)形間隙(34)。
4.按照權(quán)利要求3所述的透平軸(1)，其中，隔熱裝置(33)包括一隔熱管(36)。
5.按照權(quán)利要求4所述的透平軸(1)，其中，隔熱管(36)至少有一個(gè)通往空腔(34)的孔(37)。
6.按照上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的透平軸(1)，它用于安裝高壓/中壓組合式汽輪機(jī)的高壓工作葉片(13)和中壓工作葉片(14)，其中，流出管(7)通入中壓工作葉片(14)的蒸汽流入?yún)^(qū)(15)中。
7.按照上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的透平軸(1)，其中，第二葉片安裝區(qū)(31)設(shè)計(jì)成雙流道結(jié)構(gòu)形式。
8.按照權(quán)利要求6所述的透平軸(1)，其中，第二葉片安裝區(qū)(31)設(shè)計(jì)成單向流結(jié)構(gòu)形式。
9.按照上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的透平軸(1)，其中，流入管(8)從外表面(3)延伸到冷卻導(dǎo)管(5)。
10.按照權(quán)利要求9所述的透平軸(1)，其中，流入管(8)通入第一葉片安裝區(qū)(30)的蒸汽出口區(qū)(16)內(nèi)和/或通入在兩個(gè)沿軸向隔開間距用于安裝透平工作葉片(11)的槽(10)之間的第一葉片安裝區(qū)(30)內(nèi)。
11.按照上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的透平軸(1)，其中，冷卻導(dǎo)管(5)是一個(gè)基本上與旋轉(zhuǎn)軸線(2)平行的尤其在中心的孔(5)。
12.按照上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的透平軸(1)。其中，流入管(8)和/或流出管(7)是基本上沿徑向的孔(8a、7a)。
13.按照上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的透平軸(1)，它在第二葉片安裝區(qū)(31)內(nèi)具有一些用于安裝透平工作葉片(11)的槽(10)，其中，流出管(7)通往兩個(gè)沿軸向隔開間距的槽(10)之間的外表面(3)或通入一個(gè)槽(10)中和/或與透平工作葉片(11)的葉片冷卻管(38)連通。
14.按照權(quán)利要求13所述的透平軸(1)，其中，具有一根流出管(7)的槽(10)附加地通過支線(12)與外表面(3)連通。
15.一種冷卻汽輪機(jī)內(nèi)的透平軸(1)的方法，其中，透平軸(1)在第一葉片安裝區(qū)(30)內(nèi)支承高壓汽輪機(jī)段(24)的高壓工作葉片(13)以及在雙流道式第二葉片安裝區(qū)(31)內(nèi)支承中壓汽輪機(jī)段(25)的中壓工作葉片(14)，蒸汽(6)由第一葉片安裝區(qū)(30)的蒸汽區(qū)(27)通過透平軸(1)的內(nèi)部(4)并途經(jīng)支承區(qū)(32)流向第二葉片安裝區(qū)(31)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有高壓和中壓汽輪機(jī)段(23、25)的汽輪機(jī)的透平軸(1)。透平軸(1)在其內(nèi)部(4)具有一冷卻導(dǎo)管(5)用于導(dǎo)引冷卻蒸汽(6)。冷卻導(dǎo)管(5)一端與流出管(7)連接,另一端與流入管(8)連接。因此,通過從高壓汽輪機(jī)段(23)經(jīng)流入管(8)將蒸汽(6)輸往中壓汽輪機(jī)段(25)并通過流出管(7),可以實(shí)現(xiàn)用蒸汽冷卻透平軸(1)。本發(fā)明還涉及一種冷卻汽輪機(jī)透平軸(1)的方法。
文檔編號(hào)F01D5/08GK1261420SQ98806546
公開日2000年7月26日 申請(qǐng)日期1998年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月27日
發(fā)明者安德烈亞斯·費(fèi)爾德米勒, 拉爾夫·庫(kù)恩, 斯蒂芬·薩西, 安德烈亞斯·厄爾馬 申請(qǐng)人:西門子公司