專利名稱：汽輪機裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽輪機裝置，在其汽輪機上游設集汽箱，其中，為了控制蒸汽進入集汽箱設一進汽閥門。
汽輪機裝置通常用于產生電能或驅動加工機械。在汽輪機裝置蒸發器循環內運行的工質(通常是一種水-水/汽混合物)在蒸發器內汽化。所產生的蒸汽在汽輪機內膨脹作功，接著輸入凝汽器或加工機械。在凝汽器內凝結的工質然后借助給水泵重新供入蒸發器。
在汽輪機裝置內，稱為噴嘴組調節裝置的調節閥用來控制蒸汽進入集汽箱。調節閥的開和關通常借助一主軸系統或液壓驅動器進行。在主軸系統的情況下，調節閥懸掛在一根裝在集汽箱內的梁上，梁可被兩根主軸驅動。作為替換形式，調節閥可有液壓的單一驅動器。此液壓的單一驅動器通常通過連桿操縱各個調節閥。
但是這種調節閥需要特別大的調整力，因為它要頂著蒸汽流動方向關閉。大的調整力又減慢了調節閥的調整速度，并因而損害了調節閥的調節品質。此外，主軸系統的主軸或液壓系統的連桿通常總是借助汽封穿過集汽箱的殼體。因為操縱相關的噴嘴組調節裝置要穿過相應的汽封進行，在這種情況下蒸汽的損失不可避免，在穿過多個汽封時可能造成特別大的損失。
因此本發明的目的是，提供一種上述類型具有進汽閥門的汽輪機裝置，它允許有特別高的調節品質以及只有特別小的蒸汽損失。
按本發明為達到此目的采取的措施是，汽輪機裝置的進汽閥門有一個作為截止機構裝在殼體內的轉軸，其中，設在殼體中的一個蒸汽進口可通過設在轉軸上一個通道與設在殼體中的一個蒸汽出口連通。
在這里，本發明考慮問題的出發點是，為了使汽輪機裝置的進汽閥門能達到特別高的調節品質，應設計調整力特別小的進汽閥門。只要將進汽閥門設計為其調整運動的方向基本上避免沿蒸汽流動的方向，就有可能使調整力特別小。當將進汽閥門設計為不是用于作直線的調整運動，而是用于作旋轉的調整運動時，便可以特別簡單的方式實現這一點。為此，作為進汽閥門的截止機構采用轉軸。此外，當采用這種結構時所需要的密封件數量特別少。因此，這種進汽閥門只有特別小的蒸汽損失。
有利的是通道在轉軸表面延伸。也就是說這種設計的進汽閥門能非常靈活地滿足各種要求。例如，當恰當選擇通道長度時，可以使蒸汽進口在轉軸的不同位置與蒸汽出口連通。
為了進一步將蒸汽損失的危險保持在特別低的程度，有利的是將包圍轉軸的殼體設計為一體式的。在這種情況下轉軸經由唯一的進入口插入殼體內，此進入口借助一塊設在轉軸自由端處的端板相對于周圍密封。
進汽閥門的端板有利地設計為，它在其面朝轉軸殼體的那一側有城垛狀型面。因此在此密封部位流出的蒸汽必須走過特別長的路才能到外面，從而使不希望的蒸汽漏泄的危險性很小。
有利的是，轉軸處于殼體內部的那一端支承在一個設在轉軸的殼體內呈錐形的支承件內。也就是說，這種結構可使裝配非常簡單，因為當裝入轉軸時，設計為錐形的支承件促使自動定心。
進汽閥門有利地具有一彈簧裝置，它機械地預緊轉軸。按這種設計，進汽閥門適用于特別短的快速閉合時間，并在控制轉軸旋轉運動的系統失效時自動關閉。由此可避免在發生故障時引起的蒸汽損失。
視不同的運行方式和條件，進入集汽箱的蒸汽可能含有大量雜質。為了使進汽閥門對這種雜質不是那么敏感，有利的是它的轉軸表面由一種陶瓷材料構成。因為陶瓷材料對蒸汽中雜質的粘附力特別小，以及對于大的溫度變化也非常不敏感。
為了在蒸汽質量特別差的情況下還能附加地保證正常工作，可向進汽閥門供入一持續的高頻寄生信號作為調整信號，它保證閥門的通行能力。
有利的是在轉軸表面延伸的通道有一種逐漸縮小的截面。因為這樣一來當通道相對于蒸汽進口和/或蒸汽出口適當定位時，可以調整蒸汽不同的流量。
在這種情況下，通道有利的是具有一個由通道起點和終點相對于轉軸軸線確定的大于180°的弧形角。換句話說通道超過轉軸的二分之一圓周延伸。因此，按這種設計可以在通道截面與蒸汽進口和/或蒸汽出口之間有特別多的組合。
為了在調整蒸汽流量時有特別大的靈活性，此進汽閥門有利地具有多個通道，它們設在一公共的轉軸表面上。因此，總是一個蒸汽進口可通過一個通道與配屬于它的蒸汽出口連通。在這種結構中，恰當地設計轉軸，根據轉軸的開關位置；可以有目的地開啟一個或多個通道。
通道的弧形角有利地按這樣的方式設計，即，在轉軸的第一位置，第一通道可流過蒸汽；在轉軸的第二位置，第一和第二通道可流過蒸汽。按此設計，進汽閥門可以步進式地開啟通道，因此在將蒸汽供入集汽箱時可以有特別高的靈活性。
進汽閥門有利地連接在集汽箱上，后者設在汽輪機裝置的汽輪機上游。基于其特別高的調節品質及其特別低的漏汽危險，此進汽閥門特別適合于在這里使用。
采用本發明獲得的優點主要在于，對于具有設在集汽箱上游的進汽閥門的汽輪機裝置，由于采用轉軸作為截止機構，所以蒸汽損失的危險特別小。此外，此進汽閥門有特別小的調整力，因為它設計用于旋轉的調整運動。因此，進汽閥門有特別高的調整速度并因而有特別高的調節品質。此外，特別小的調整力允許為進汽閥門采用電控制機構。因而可以取消液壓調節系統，由于有液壓油，液壓調節系統在汽輪機裝置內始終是一個潛在的火源。
下面借助附圖進一步說明本發明的實施例，附圖中

圖1是具有兩個用于控制蒸汽進入汽輪機的進汽閥門的汽輪機裝置示意圖；圖2是在圖1所示汽輪機上配置進汽閥門的示意圖；圖3是圖1和圖2所示進汽閥門的示意圖；圖4是在圖1至3所示進汽閥門的殼體旁配置端板的示意圖；以及圖5是設在圖3所示轉軸表面上的通道的弧形角示意圖。
在所有的附圖中相同的部件采用同一個附圖標記。
圖1中的汽輪機裝置2包括汽輪機4和與之相連的發電機6，以及在水汽循環8內包括設在汽輪機4下游的凝汽器10和蒸汽發生器12。汽輪機4由第一壓力級或高壓部分4a和另一級或中壓和低壓部分4b組成，它們通過一公共軸14驅動發電機6。
蒸汽發生器12在蒸汽出口側與汽輪機4的高壓部分4a的蒸汽進口18連接。汽輪機4高壓部分4a的蒸汽出口20通過一根溢流管道22與汽輪機4中壓和低壓部分4b的蒸汽進口24連接。汽輪機4中壓和低壓部分4b的蒸汽出口26通過蒸汽管道28連接在凝汽器10上。凝汽器通過其中接入給水泵32和給水箱34的一根給水管30，與蒸汽發生器12連接形成一個封閉的水汽循環8。
汽輪機裝置2設計為能控制蒸汽D進入汽輪機4的高壓部分4a和中壓及低壓部分4b。為此，連接蒸汽發生器12和汽輪機4的蒸汽管道36通入一進汽閥門38，它設在設計為汽輪機4高壓部分4a的透平外殼的集汽箱40上游的進口側。此外，在溢流管道22內接入一進汽閥門42，它設在設計為汽輪機4中壓和低壓部分4b的透平外殼的集汽箱44上游的進口側。進汽閥門38、42結構基本相同，并可借助一電調整信號控制，在調整信號中加入一高頻寄生信號。為此，進汽閥門38、42分別通過控制線46或48與控制器50連接。
如圖2中詳細表示的那樣，進汽閥門38直接固定在集汽箱40上。蒸汽D從蒸汽管道36經進汽閥門38到達集汽箱40內。進汽閥門38在其殼體52內有三個蒸汽進口54和三個蒸汽出口56。進汽閥門38的蒸汽出口56分別通入集汽箱40的一個室40a、40b或40c內。在汽輪機4高壓級4a的集汽箱40內設一透平58，它包括一轉子60和一些透平葉片62。進汽閥門42以大體相同的方式裝在設計為汽輪機4中壓和低壓部分4b的透平外殼的集汽箱44上。
作為結構近似的進汽閥門38、42的舉例，在圖3中詳細表示了圖1和圖2所示的進汽閥門38。進汽閥門38包括一殼體52。在此設計為一體式的殼體52中設三個蒸汽進口54和三個蒸汽出口56。轉軸64裝在殼體52內，它的表面66有一種城垛狀型面(在圖3中對此沒有詳細表示)以及由陶瓷材料k構成。轉軸64可經由進入口68插入殼體52中。通過其位于殼體52內部的端部64a，轉軸64支承在一個設在殼體52內的呈錐形的支承件70中。在轉軸64沒有裝在殼體52內的那一端64b處設一端板72。如圖4詳細表示的那樣，端板72在面朝殼體52的那一側72a有城垛狀型面74。在轉軸64的端板72上設一導引裝置76。轉軸64通過導引裝置76借助于一彈簧裝置78可機械地復位。
轉軸64在其表面66有三個通道80、82和84，蒸汽進口54可通過它們分別與對應的蒸汽出口56連通。在這里通道80、82和84各自的橫截面按沒有進一步表示的方式沿蒸汽流道收縮。此外如圖5中詳細表示的那樣，通道80、82和84具有各不相同的弧形角86、88或90，它們分別通過起點86a、88a、90a和終點86b、88b、90b確定。在這里弧形角86、88或90按這樣的方式選擇，即它們總是大于180°。在這種情況下，在轉軸64的第一位置，通道80可流過蒸汽D，以及在轉軸64的第二位置，通道80和通道82可流過蒸汽D，在轉速64的第三位置，通道80、通道82和通道84均可流過蒸汽D。
由于進汽閥門38、42特別高的調節品質，所以保證特別精細地逐級控制蒸汽D進入汽輪機裝置相關的集汽箱40或44內。在此由于采用轉軸64作為截止機構，所以蒸汽D損失的危險特別小。
權利要求
1．一種汽輪機裝置(2)，在其汽輪機(4)上游設一集汽箱(40、44)，在集汽箱(40、44)進口側連接一進汽閥門(38、42)用于控制蒸汽(D)進入集汽箱(40、44)，其中，進汽閥門(38、42)具有一個作為截止機構裝在殼體(52)內的轉軸(64)；以及，其中，設在殼體(52)中的一個蒸汽進口(54)可通過一個設在轉軸(64)上的通道(80)與設在殼體(52)中的一個蒸汽出口(56)連通。
2．按照權利要求1所述的汽輪機裝置(2)，其中，進汽閥門(38、42)的通道(80)沿轉軸(64)的表面(66)延伸。
3．按照權利要求1或2所述的汽輪機裝置(2)，其中，進汽閥門(38、42)的殼體(52)設計為一體部件，轉軸(64)經由唯一的進入口(68)插入殼體(52)內，以及，殼體(52)內腔借助一塊設在轉軸(64)自由端(64b)處的端板(72)相對于周圍密封。
4．按照權利要求3所述的汽輪機裝置(2)，其中，進汽閥門(38、42)的端板(72)在其面朝轉軸(64)殼體(52)的那一側(72a)具有城垛狀型面(74)。
5．按照權利要求3或4所述的汽輪機裝置(2)，其中，進汽閥門(38、42)轉軸(64)處于殼體(52)內部的那一端(64a)，支承在一個設置在殼體(52)內呈錐形的支承件(70)內。
6．按照權利要求1至5之一所述的汽輪機裝置(2)，其中，進汽閥門(38、42)的轉軸(64)借助一彈簧裝置(78)機械地預緊。
7．按照權利要求1至6之一所述的汽輪機裝置(2)，其中，進汽閥門(38、42)轉軸(64)的表面(66)由一種陶瓷材料(k)構成。
8．按照權利要求1至7之一所述的汽輪機裝置(2)，其中，往進汽閥門(38、42)的調整信號中加入一持續的寄生信號。
9．按照權利要求2至8之一所述的汽輪機裝置(2)，其中，進汽閥門(38、42)的通道(80)具有一種逐漸縮小的截面。
10．按照權利要求1至9之一所述的汽輪機裝置(2)，其中，在進汽閥門(38、42)轉軸(64)的表面(66)上設多個通道(80、82、84)，借助每一個通道(80、82、84)可分別使一個蒸汽進口(54)與一個相對應的蒸汽出口(56)連通。
11．按照權利要求1至10之一所述的汽輪機裝置(2)，其中，進汽閥門(38、42)的通道(80、82、84)通過其各自的起點(86a、88a、90a)和終點(86b、88b、90b)相對于轉軸軸線確定的各自的弧形角(86、88、90)均大于180°。
12．按照權利要求11所述的汽輪機裝置(2)，其中，進汽閥門(38、42)的通道(80、82、84)的弧形角(86、88、90)選擇為，在轉軸(64)的第一位置，第一通道(80)可流過蒸汽(D)；在轉軸(64)的第二位置，第一通道(80)和第二通道(82)可流過蒸汽(D)。
全文摘要
本發明涉及一種汽輪機裝置(2),為了控制蒸汽(D)進入集汽箱(40、44),它應設有一調整品質極高的進汽閥門(38、42),并因此使蒸汽(D)的損失非常小。為此按本發明規定,進汽閥門(38、42)有一個作為截止機構裝在殼體(52)內的轉軸(64),蒸汽進口(54)可通過設在轉軸(64)表面(66)內的通道(80)與蒸汽出口(56)連通。
文檔編號F16K5/12GK1297509SQ99805191
公開日2001年5月30日 申請日期1999年3月5日 優先權日1998年3月11日
發明者保羅·格比格 申請人:西門子公司