用于将附加质量流导入主质量流中的装置转让专利

申请号 : CN201780058021.0

文献号 : CN109790752B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 斯特凡·德罗埃德温·戈布雷希特西蒙·黑克尔

申请人 : 西门子股份公司

摘要 :

本发明涉及一种用于将附加质量流导入主质量流中的装置(1),其中主质量流沿着转动轴线流动,其中输入管路和转动轴线彼此倾斜地构成。

权利要求 :

1.一种用于将附加质量流导入主质量流中的装置(1),所述装置具有可围绕转动轴线旋转地支承的转子,在所述转子上沿着环周方向设置有涡轮机转子叶片,其中设置有多个沿着转动轴线方向(5)相继构成的转子叶片排,所述装置还具有围绕所述转子设置的壳体,其中在所述壳体中在两个转子叶片排之间设置有槽(9),其中输入管路构成为所述壳体中的钻孔(8)并且通入所述槽(9)中,其中所述槽比所述钻孔宽,和所述槽(9)包括外壁(10)和内壁(11),其中所述槽(9)与输入管路流体连接,

其中所述输入管路和所述转动轴线彼此间构成角度α,其中适用的是:α<90°,其中所述槽(9)具有相对于所述转动轴线倾斜的外部的槽壁,所述外部的槽壁相对于流动方向位于下游,其中所述槽(9)具有相对于转动轴线倾斜的内部的槽壁,所述内部的槽壁相对于流动方向位于上游,其中设置在所述内部的槽壁上游的叶片排的叶片(3,4)具有叶片长度L,其中所述外部的槽壁具有长度H,其中所述内部的槽壁具有长度Z,

其中适用的是:0.3*L≤H≤1.5*L,其中在所述外壁(10)和所述钻孔(8)之间构成有具有长度Y的棱边(12)。

2.根据权利要求1所述的装置(1),

其中所述外壁(10)和所述钻孔(8)彼此间以角度β设置,其中适用的是:-60°<β<60°。

3.根据权利要求1所述的装置(1),

其中所述棱边(12)垂直于所述钻孔(8)的钻孔轴线构成。

4.根据权利要求1所述的装置(1),

其中所述棱边(12)相对于所述钻孔(8)的钻孔轴线的垂线倾斜±60°。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中所述内壁(11)和所述钻孔(8)彼此间以角度γ设置,其中适用的是:-90°<γ<90°。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中所述外壁(10)距下游的转子叶片排的距离为E,其中适用的是:0

7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中所述外壁(10)距下游的转子叶片排的距离为E,其中适用的是:0

8.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中所述内壁(11)距上游的转子叶片排的距离为F,其中适用的是:0

9.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中所述内壁(11)距上游的转子叶片排的距离为F,其中适用的是:0

说明书 :

用于将附加质量流导入主质量流中的装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于将附加质量流导入到主质量流中的装置,所述装置具有可围绕转动轴线旋转地支承的转子,在所述转子上沿着环周方向设置有涡轮机转子叶片,其中设置有多个沿着转动方向相继构成的转子叶片排,此外所述装置具有围绕转子设置的壳体。

背景技术

[0002] 蒸汽发电厂通常包括至少一个蒸汽发生器和蒸汽轮机,所述蒸汽轮机被供给有来自蒸汽发生器的新鲜蒸汽。在这种情况下,来自蒸汽发生器的蒸汽经由新鲜蒸汽管路流入蒸汽轮机的新鲜蒸汽流入口中。在新鲜蒸汽管路中通常设置有控制阀和调节阀。控制阀调节蒸汽管路中的蒸汽质量流。快速关闭阀关闭至蒸汽轮机的蒸汽输送,这例如在故障情况中可能是必要的。
[0003] 存在蒸汽轮机的如下运行方式,所述运行方式要求将附加质量流引入到蒸汽轮机中。该附加质量流能够用于提高功率。通过这种附加馈入,能够将另外的蒸汽导入第一叶片下游的区域中。然而,随后在该负荷点中会出现所不期望的流体机械的过程。附加质量流在进入蒸汽轮机中时干扰主质量流,这因主质量流和附加质量流的混合而受损失。此外,主质量流通过附加质量流而偏转,这可能引起:叶片组无法最佳地被迎流。
[0004] 此外,附加质量流的蒸汽管路的管道引导部可能不利地设计为,使得处于上游的管道系统中的干扰向下游传播并从而使得蒸汽到蒸汽轮机中的附加的馈入引起干扰的传播。

发明内容

[0005] 本发明的目的是,提出一种装置,借助于所述装置可以更好地将附加质量流与主质量流混合。
[0006] 该目的通过一种用于将附加质量流导入主质量流中的装置来实现,所述装置具有可围绕转动轴线旋转地支承的转子,在所述转子上沿着环周方向设置有涡轮机转子叶片,其中设置有多个沿着转动方向相继构成的转子叶片排,所述装置还具有围绕转子设置的壳体,其中在壳体中在两个叶片排之间设置有槽,其中所述槽与输入管路以流体方式连接,其中所述输入管路和转动轴线彼此间构成角度α,其中适用的是,α≤90°,其中槽具有相对于转动轴线倾斜的外部的槽壁,所述外部的槽壁相对于流动方向位于下游,其中槽具有相对于转动轴线倾斜的内部的槽壁,所述内部的槽壁相对于流动方向位于上游,其中设置在内部的槽壁上游的叶片排的叶片具有叶片长度L,其中外部的槽壁具有长度H,其中内部的槽壁具有长度Z,其中适用的是:0.3*L≤H≤1.5*L。
[0007] 有利的改进形式在后续的描述中说明。
[0008] 实施例的特征能够以任意的方式彼此组合。
[0009] 在另一有利的改进形式中,输入管路是具有直径D的钻孔,其中外壁和内壁之间的间距为B,其中适用的是:D≤B≤2*D。
[0010] 在另一有利的改进形式中,外壁和钻孔彼此间以角度β设置,其中适用的是:-60°<β<60°。
[0011] 在另一有利的改进形式中,在外壁和钻孔之间构成有具有长度Y的棱边。
[0012] 在另一有利的改进形式中,棱边垂直于钻孔的钻孔轴线构成。
[0013] 在另一有利的改进形式中,棱边相对于钻孔的钻孔轴线的垂线倾斜±60°。
[0014] 在另一有利的改进形式中,内壁和钻孔彼此间以角度γ设置,其中适用的是:-90°<γ<90°。
[0015] 在另一有利的改进形式中,外壁距下游的叶片排的距离为E,其中适用的是:0
[0016] 在另一有利的改进形式中,内壁距上游的叶片排的距离为F,其中适用的是:0
[0017] 本发明的上述特性、特征和优点以及实现这些特性、特征和优点的方式方法结合下述对实施例的描述的变得更清楚和更易于理解,所述实施例结合附图来更为详细地阐述。

附图说明

[0018] 本发明的实施例接下来根据附图来描述。这些附图未按比例示出实施例,更确切地说,用于进行阐述的附图以示意性和/或轻微扭曲的形式来说明。
[0019] 关于对在附图中可直接看到的教导的补充,参见有关的现有技术。
[0020] 附图示出:
[0021] 图1示出所述装置的示意图。

具体实施方式

[0022] 图1示出了用于将附加质量流导入到主质量流中的装置的示意性视图。
[0023] 装置1还包括可围绕转动轴线(未示出)旋转地支承的转子(未示出),在所述转子上沿着环周方向设置有涡轮机转子叶片。在图1中示出主质量流的流动方向2。在流动方向2下游,象征性地示出一个叶片3。在流动方向2上游,象征性地示出另一叶片4。这些叶片3和4能够是转子叶片或者导向叶片并且沿着转子的环周方向设置在表面上,其中设置有多个沿着转动轴线方向5相继构成的转子叶片排。装置1用于将附加质量流6与主质量流7混合。装置1构成为进入(未示出的)蒸汽轮机的壳体中的钻孔8。钻孔8通入设置在壳体中的槽9中。槽9包括外壁10,所述外壁沿着流动方向2在下游对槽9限界。此外,槽9具有内壁11,所述内壁相对于流动方向2设置在上游并且沿着上游方向对槽9限界。棱边12朝向钻孔8对槽9限界。附加质量流6流动穿过钻孔8并且与主质量流7混合。钻孔8沿着钻孔方向12构成并且相对于流动方向2或主质量流7以角度α定向。值α能够具有在0°和90°之间的值。长度L是邻接的导向叶片或转子叶片的通道高度。内壁11具有长度Z。外壁10具有长度H。适用的是:0.3*L≤H≤1.5*L。
[0024] 钻孔8具有直径D。外壁10和内壁11之间的距离为B。适用的是:D≤B≤2*D。
[0025] 外壁10和钻孔8彼此间以角度β设置。适用的是:-60°<β<60°。
[0026] 在图1中,这种关系示意性地通过圆形的放大部示出(在图1的左上方)。棱边12具有长度Y。棱边12垂直于钻孔8的钻孔方向13定向。如在图1左上方圆形的部分中所示出的那样,棱边12也能够倾斜地构成。用于附图标记14示出相对于钻孔方向13的垂线。棱边12相对于垂线14以角度δ倾斜。角度δ能够取在-60°和60°之间的值。
[0027] 在图1中,在右上方的圆形部分中示出钻孔8和内壁11之间的关系。内壁11能够相对于钻孔8倾斜地构成。在钻孔8和内壁11之间构成角度γ。角度γ能取在-90°和90°之间的值。外壁10距下游的(通过叶片3形成的)转子叶片排的距离为E。适用的是:0
[0028] 内壁11距上游的转子叶片排4的距离为F。适用的是:0
[0029] 借助于本发明,追求如下目标:将附加质量流特别缓慢地输送给主质量流。钻孔8在这种情况下设计为,使得附加质量流以最小的速度流入叶片路径中。然而,出于制造原因,最大的钻孔尺寸是受限的。因此,在壳体中引入环绕的槽9。槽9具有如下高度,所述高度是位于其下游的叶片高度L的30%至150%。此外,所述槽沿着垂直于钻孔方向13的方向延伸一至两个钻孔直径。槽9的在下游侧向外取向的侧相对于钻孔方向13平行地伸展或者倾斜直至±60°。在上游向外取向的侧Z同样要么平行于钻孔轴线要么相对于钻孔方向13倾斜直至±90°。侧Y要么垂直于钻孔方向13伸展要么在一转之内相对于对钻孔方向13的垂线14倾斜±60°。钻孔8在此同样能够径向地或者最大可能地倾斜,以便改进地沿着主质量流方向导入蒸汽。角度α在这种情况下小于90°。槽9上游和下游距旁边的叶片3和4的距离具有如下长度,所述长度为叶片高度L的0%至50%。
[0030] 通过环绕的槽9充分利用流体机械的效果。通过槽9宽于钻孔8的方式,槽9用作为突扩扩散器(Stoβdiffusor)。由此在混合两种流时使流动速度变缓。伴随着损失更小和主质量流的干扰减少。此外,在离开钻孔8时,在槽9内部发生沿着环周方向的混合。这同样引起两种蒸汽流的相互作用,这两种蒸汽流由此减小。通过槽9沿着径向方向观察位于叶片3、4和钻孔8之间的方式,当这两种流合并时,所述槽起阻尼作用,同样伴随着更小的损失和主流的更小的干扰。
[0031] 虽然本发明在细节中通过优选地实施例予以更为详细说明和描述,但是本发明不限于所公开的实例,并且本领域技术人员能够从中推导出其它变型形式,而不脱离本发明的保护范围。