用于汽輪機的密封襯套支架以及汽輪機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于汽輪機的密封襯套支架，所述汽輪機至少包括汽輪機的轉子和汽輪機的殼體，由此，密封襯套支架設置在轉子的軸與殼體之間。而且，本發(fā)明涉及一種汽輪機，所述汽輪機至少包括具有軸的轉子、殼體以及密封襯套支架。
【背景技術】
[0002]汽輪機是用于由蒸汽所包含的熱能產生機械能的常用設備。蒸汽被引導到汽輪機的葉片并且使得所述葉片運動。為此目的，蒸汽可以例如通過燃燒過程而產生。機械能則能夠用于推進或者通過驅動發(fā)電機而用于產生電能。
[0003]為了汽輪機的優(yōu)化的運轉，有利的是使得汽輪機的軸向推力平衡。該平衡可以通過一個或者若干密封襯套實現(xiàn)。這種密封襯套具有葉片部分的平均直徑，所述葉片部分的軸向推力應被平衡。在密封襯套之前和之后的壓力與對應的葉片部分的壓力相同。在第一部分之前的壓力為在控制級之后的壓力，在密封襯套的最后部段之后的壓力為排氣壓力。
[0004]在該密封襯套1中，如圖1所示，能夠如箭頭20所示的那樣抽取蒸汽。密封襯套支架1安裝在汽輪機40中，所述密封襯套支架1的面向轉子部分4面向汽輪機的轉子41的軸42，所述密封襯套支架1的面向殼體部分5面向汽輪機的殼體43。密封襯套支架1包括中空通道2，所述中空通道2被分配給汽輪機的殼體43中的中空開口 44。
[0005]通道2的軸線7可以被認為在開口 43中延伸。因此，能夠進行蒸汽的抽取20。隨后，抽取的蒸汽可以供給到平衡活塞(未示出)。通過該活塞，能夠實現(xiàn)汽輪機的軸向推力的平衡。
[0006]然而，根據(jù)現(xiàn)有技術狀態(tài)的密封襯套僅僅允許沿著密封襯套支架并且因此沿著汽輪機的該部分在一個特定的壓力水平下抽取蒸汽。為了更有效的平衡，在不同壓力水平下的蒸汽抽取會是有利的。特別地，能夠更精確地實現(xiàn)軸向推力的平衡并且因此能夠以更高的效率運行汽輪機。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是至少部分地解決上述問題。特別地，本發(fā)明的目的是提供一種密封襯套支架和汽輪機，其能夠實現(xiàn)改進的汽輪機的軸向推力的平衡，或者能夠相應地以改進的平衡的軸向推力運轉。
[0008]上述問題通過根據(jù)獨立權利要求1所述的用于汽輪機的密封襯套支架和根據(jù)權利要求11所述的汽輪機解決。由從屬權利要求、說明書以及附圖能夠得到本發(fā)明的進一步特征和細節(jié)。如果具有技術意義的話，關于密封襯套支架描述的特征和細節(jié)也能夠適用于汽輪機并且反之亦然。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，上述目的通過用于汽輪機的密封襯套支架實現(xiàn)，所述汽輪機至少包括汽輪機的轉子和汽輪機的殼體，由此，密封襯套支架設置在轉子的軸與殼體之間。根據(jù)本發(fā)明的密封襯套支架的特征特別在于，密封襯套支架包括至少兩個中空通道，所述中空通道從密封襯套支架的面向轉子部分延伸到密封襯套支架的面向殼體部分，并且所述至少兩個中空通道被構造成使得所述中空通道可以被分配給殼體中的同樣的中空開口，以用于通過密封襯套支架的通道而將汽輪機的蒸汽抽取到殼體的開口中。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的密封襯套支架允許在汽輪機的轉子的兩個不同位置處抽取蒸汽。在汽輪機的轉子的軸附近將蒸汽抽取到兩個中空通道的每個中空通道中。這些通道從密封襯套支架的面向轉子部分延伸到密封襯套支架的面向殼體部分并且因此允許蒸汽通過密封襯套支架輸送。另外，通道可以被分配給汽輪機的殼體中的同樣的中空開口。該分配有利于將抽取的蒸汽輸送到殼體中和/或穿過殼體。抽取的蒸汽之后能夠被給送到一個或者優(yōu)選若干個活塞一一尤其是對于每個蒸汽抽取管道有一個活塞一一以用于平衡汽輪機的軸向蒸汽壓力。另外或者替代性地，蒸汽可以給送到測量裝置，例如壓力計或者溫度計。
[0011]因此，根據(jù)本發(fā)明的密封襯套支架允許在兩個不同的位置處在汽輪機設備中抽取蒸汽，這兩個位置設置為彼此臨近。因此，基于這兩種抽取來實現(xiàn)通過活塞進行的平衡或者對汽輪機的性質的測量，并且因此能夠以改善的精確度實現(xiàn)。結果，能夠優(yōu)化汽輪機的軸向推力的調節(jié)，因此，汽輪機能夠以在成本和燃料方面更加高效的且環(huán)保的方式運轉。
[0012]而且，根據(jù)本發(fā)明的密封襯套支架的特征在于，密封襯套支架中的至少兩個中空通道被設置成使得它們能夠實現(xiàn)不同壓力水平下的蒸汽抽取。根據(jù)本發(fā)明的密封襯套支架的目的在于一一見上述一一改善使用活塞的汽輪機的軸向推力平衡的精確度和有效性、或者改善蒸汽性質的測量的精確度和有效性。通過確保在不同的壓力水平下抽取蒸汽，能夠增大上述改善。例如，通過使用兩個活塞，所述兩個活塞中的每個活塞分配到蒸汽抽取管道中的一者，兩個抽取點之間的壓力差能夠保持不變，并且因此，沿著密封襯套支架的壓降也能夠保持不變。因此，能夠以非常準確并且同時簡單的方式將軸向推力保持在恒定的水平。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的密封襯套支架的進一步改進的布置中，通道的面向轉子的端部相對于轉子軸向地間隔開。在汽輪機中，蒸汽的壓力在蒸汽的流動方向上沿著汽輪機的轉子的軸下降。因此，壓降也沿著密封襯套支架的軸向延伸部。通過設置面向轉子的中空通道的端部以使得所述端部相對于轉子軸向間隔開，能夠非常容易地確保在不同蒸汽壓力水平下的蒸汽抽取。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明的密封襯套支架的優(yōu)選實施方式中，密封襯套支架的特征在于，密封襯套支架在通道中的至少一個通道中設置有密封構件，所述密封構件設置在能夠分配給殼體中的開口的相應通道的那個端部處。密封襯套支架能夠關于汽輪機的轉子的軸對準以確保密封襯套抵靠轉子的氣密密封。由于汽輪機的殼體與密封襯套支架之間的溫度差，在汽輪機的制造期間以及在汽輪機的運轉期間，在密封襯套支架與汽輪機的殼體之間必須存在間隙以用于這些必要的對準程序。否則，對準所必要的密封襯套支架的移動被汽輪機的殼體阻礙并且不能夠實現(xiàn)對準。密封構件允許在汽輪機的殼體與密封襯套支架之間在最終對準期間的一些移動，而不喪失密封襯套支架中的通道與通道所能分配的殼體中的開口之間的蒸汽氣密連接。因此，除了能夠使得密封襯套支架相對于汽輪機的轉子的軸對準之外，還能夠進一步實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的密封襯套支架的所有優(yōu)點。
[0015]此外，根據(jù)本發(fā)明的進一步改進，密封襯套支架的密封構件設置有孔口，特別地設置有基本上圓柱形的孔口。在該孔口中，抽取的蒸汽能夠從密封襯套支架中的通道輸送到汽輪機的殼體中的指定開口。以此方式，蒸汽被輸送到密封構件內，同時，密封構件的外部部分用于氣密密封。通過將蒸汽輸送到密封構件內，僅僅需要單個結構部件來實現(xiàn)蒸汽的輸送和氣密密封這兩者。這是在密封襯套支架以及整個汽輪機的制造上的簡化。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選改進，可以提供一種密封襯套支架，所述密封襯套支架的特征在于，至少一個密封構件設置有兩個密封表面，其中一個密封表面分配給密封襯套支架中的通道，另一個密封表面被構造成使得所述另一個密封表面能夠分配給汽輪機的殼體中的對應開口。這將密封構件的密封功能分成兩半，其中一半用于密封襯套支架的通道中的氣密密封，另一半用于能夠實現(xiàn)殼體的開口中的氣密密封。如果密封襯套構件必須相對于殼體移動，例如在對準過程期間必須相對于殼體移動，上述構造是有利的。兩個密封表面中的每個密封表面能夠單獨確保其氣密密封，并且因此相對于單個密封表面而言提高總的氣密性。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的密封襯套支架還能夠通過包括下述密封構件而改進，所述密封構件的特征在于，兩個密封表面設置為沿著密封構件彼此間隔開，以使得密封構件的尺寸較小的區(qū)段定位在密封表面之間。沿著密封構件的長度，設置尺寸較大的密封表面、尺寸較小的區(qū)段以及尺寸較大的密封表面。特別地，尺寸較小的區(qū)段既不接觸密封襯套支架也不接觸渦輪的殼體。由此，能夠以非常簡單的方式進一步減小例如在對準程序期間密封襯套構件與渦輪的殼體之間的相對移動的阻礙。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的非常優(yōu)選的改進，提供下述密封襯套支架，所述密封襯套支架的特征在于，兩個密封表面為球形部段，特別地為對稱的球形部段。進一步優(yōu)選地，密封表面的尺寸構造成使得所述密封表面以繞其圓周的方式接觸密封襯套支架中的通道的側壁并且能夠接觸殼體中的開口的側壁。為了實現(xiàn)這一點，可以協(xié)調通道和開口以及相應的密封表面的特殊尺寸。因此，通道和開口必須是至少部分地圓柱形、錐形或者球形。通過將密封表面構造為球形部段，特別是對稱的球形部段，能夠確保在密封襯套支架與殼體相對運動期間和/或之后，相應的密封表面保持與通道的相應側壁或者殼體連續(xù)地接觸。因此，由密封構件提供的密封不受這種相對運動影響。能夠始終確保密封的氣密性。因此，密封表面的特殊構造是實現(xiàn)上述這一點的非常簡單的且劃算的方式。特別地，不需要其他結構元件來確保由密封構件提供的密封的連續(xù)氣密性。
[0019]而且，根據(jù)本發(fā)明的密封襯套支架可以被構造成使得密封構件至少部分地由鋼、特別是抗蠕變鋼構成。密封構件將直接接觸抽取的蒸汽。該蒸汽能夠達到幾百攝氏度(V )的溫度。因此，使用鋼、特別是抗蠕變鋼確保了密封構件的壽命增加并且因此確保了整個設備的壽命增加。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的非常優(yōu)選的改進，密封襯套支架提供在密封襯套支架的兩個通道中的單獨的密封構件。這具有下述優(yōu)點:即使在密封襯套構件與殼體相對運動期間和之后，例如在對準程序期間，也能夠確保兩個蒸汽管道的氣密性。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，該目的由下述汽輪機解決，所述汽輪機至少包括具有軸的轉子、殼體以及密封襯套支架。特別地，根據(jù)本發(fā)明的汽輪機的特征在于，所述密封襯套支架根據(jù)本發(fā)明的第一方面構造。使用這種密封襯套