專利名稱：燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用蒸氣來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)，具體地說，本發(fā)明涉及到這樣一種燃?xì)廨啓C(jī)，在這種燃?xì)廨啓C(jī)中，用于冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣能夠返回。
舉例來說，Jt.ASME/IEEE Power Generation Conference 87-JPGC-GT-1(1987)公開了一種蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)，其中，可使得用來冷卻渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣返回至發(fā)電站。
但是，先有技術(shù)并未具體地公開將蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)當(dāng)作實(shí)際發(fā)電站付諸實(shí)踐所需的供給蒸氣和使蒸氣返回的情況。
本發(fā)明的目的是形成可在蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)中使用的供給蒸氣和使蒸氣返回的具體結(jié)構(gòu)，并提供一種能提高電站效率的燃?xì)廨啓C(jī)。
本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)帶有一冷卻系統(tǒng)，此冷卻系統(tǒng)可用蒸氣冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。
所說的燃?xì)廨啓C(jī)包括一壓縮機(jī)，它用于壓縮空氣(大氣)；一燃燒室，它用于燃燒燃料以及上述壓縮機(jī)所壓縮的空氣，以便形成高溫燃?xì)?；一渦輪，它被來自燃燒室的燃?xì)馑?qū)動(dòng)；用于將蒸氣供給上述渦輪的系統(tǒng)；等等。
所述燃燒室內(nèi)可產(chǎn)生諸如1350-1650℃之類的1400℃級(jí)別上或更高溫度的燃?xì)狻Ｈ細(xì)獾臏囟仍礁撸瑴u輪輸出的功率就越大。此外，所說的渦輪具有三級(jí)或四級(jí)相配合的固定葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。
本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)包括；一蒸氣供給系統(tǒng)，它用于將蒸氣供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片；以及，一蒸氣返回系統(tǒng)，它用于使蒸氣從上述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回；前述冷卻系統(tǒng)的特征在于蒸氣返回系統(tǒng)的返回通道位于比該冷卻系統(tǒng)的蒸氣供給通道更靠近內(nèi)側(cè)的位置。這里，蒸氣是由發(fā)熱蒸氣發(fā)生器等產(chǎn)生的，其主要成份是H2O，所以，它就是所謂的水蒸氣。
本發(fā)明的蒸氣供給系統(tǒng)是一種從蒸氣發(fā)生器到上述渦輪移動(dòng)葉片的蒸氣流通系統(tǒng)，并且，該蒸氣供給系統(tǒng)的一部分是所說的供給通道。這里，供給通道形成在渦輪葉輪的內(nèi)部或中心部分內(nèi)。所說的蒸氣返回系統(tǒng)是一種從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片到諸如發(fā)熱蒸氣發(fā)生器或冷凝器之類用于使蒸氣返回以便再加以利用的設(shè)備的蒸氣流通系統(tǒng)，并且，返回通道是該蒸氣返回系統(tǒng)的一部分。返回通道形成在渦輪葉輪的中心部分或內(nèi)側(cè)。可以將蒸氣供給系統(tǒng)或蒸氣返回系統(tǒng)看作是從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片到渦輪葉輪軸的軸向端部的蒸氣流通系統(tǒng)。
此外，本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)帶有一蒸氣供給口，它形成在葉輪軸的端部處以便將蒸氣供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片；以及，一蒸氣返回口，它形成在葉軸的端部處。上述冷卻系統(tǒng)的特征在于，蒸氣回收口形成在比蒸氣供給口更靠近葉輪軸線的部分處或者形成在葉輪的外緣側(cè)。
如上所述，通過使返回的蒸氣流經(jīng)比供給口更靠近葉輪軸線的部分或流經(jīng)葉輪的外緣側(cè)，可以減弱在葉輪軸等部件內(nèi)產(chǎn)生的熱應(yīng)力，并且，所說的渦輪能夠穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。
此外，供給通道最好形成在一凹腔內(nèi)或者形成在一輪盤連接部分上，上述凹腔形成在最后一級(jí)葉輪與一短軸之間，而輪盤則在所說的輪盤連接部分處與相鄰的輪盤連在一起。另外，在第一與第二輪盤之間最好形成有一個(gè)返回通道，具體地說，最好使用一凹腔以便使供給第一和第二轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣返回。
另一方面，本發(fā)明的特征在于用蒸氣來冷卻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子。通過形成在一定距件內(nèi)的蒸氣通道提供蒸氣，所說的定距件則將渦輪葉輪與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子連接起來，并且，通過形成在比上述定距片更靠近葉輪軸的部分上的蒸氣通道來使蒸氣返回。在即使是冷卻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)也可以有效地利用蒸氣。
在使業(yè)已用于進(jìn)行了冷卻的蒸氣返回時(shí)，最好形成一蒸氣通道，該通道用于經(jīng)由一分隔部分使返回的空氣進(jìn)入(返回至)一凹腔內(nèi)，所說的凹腔形成輪盤之間，而分隔部分則形成在上述葉轉(zhuǎn)的輪盤之間。通過使蒸氣經(jīng)由上述分隔部分返回，可以有效地利用所述葉輪內(nèi)的空間。
另外，上述分隔部分最好帶有一突出部分，該突出部分用于使返回收的蒸氣進(jìn)入前述蒸氣通道，從而能更有效地使蒸氣返回。再有，通過用上述供給通道內(nèi)流動(dòng)的部分蒸氣來冷卻輪盤的側(cè)面，可以減小熱應(yīng)力。
另一方面，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)使用了所謂的封閉式蒸氣冷卻系統(tǒng)，這種冷卻系統(tǒng)可以用蒸氣來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片并使所說的蒸氣返回。上述燃?xì)廨啓C(jī)帶有三級(jí)或四級(jí)相配合的固定葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。在燃?xì)鉁囟仍?400℃級(jí)別上或更高且輸出功率為400MW或更高的燃?xì)廨啓C(jī)中，供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣溫度在蒸氣供給口和蒸氣返回口處為250℃或更少，例如為250-180℃，并且，從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回的蒸氣溫度為450℃或更少，例如為450°-380℃，從而，可以實(shí)現(xiàn)所說的冷卻系統(tǒng)。可以將上述溫度改變?yōu)槠渌臏囟龋簿褪钦f，前者可以為300-230℃，后者可以為500-430℃。溫度的確定應(yīng)考慮渦輪的熱負(fù)荷以及作為轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的材料的允許溫度。此外，溫度的確定還要考慮蒸氣的流速以及作為葉輪的材料的允許溫度。
利用上述結(jié)構(gòu)，所說的燃?xì)廨啓C(jī)與使用了開放式冷卻系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)相比，可提高效率5-6％、提高輸出功率13-16％。此外，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)與使用了通常的封閉式冷卻系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)相比，可提高效率0.8-1.2％、提高輸出功率2-3％。
也就是說，最好將兩個(gè)系統(tǒng)即蒸氣供給系統(tǒng)和蒸氣返回系統(tǒng)的蒸氣通道設(shè)置在支承轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的葉輪的內(nèi)部。在工作氣體溫度為1400℃或更高的燃?xì)廨啓C(jī)中，供給的蒸氣與返回的蒸氣之間的溫差為200℃或更多。所以，重要的是在考慮到上述兩個(gè)蒸氣系統(tǒng)內(nèi)的蒸氣流不相互影響以及所述葉輪是一種高速旋轉(zhuǎn)體的情況下將由返回的蒸氣所引起的葉輪溫升限制于一允許溫度或更低的溫度并且將溫差所導(dǎo)致的熱應(yīng)力限制于一允許應(yīng)力或更小的應(yīng)力。
另外，為了提高燃?xì)廨啓C(jī)的比功率(單位燃料量的輸出功率)，必須使壓縮機(jī)有較高的壓縮比。但是，由于在使壓縮比較高時(shí)所排放出的壓縮空氣溫度會(huì)上升。因而，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的外緣部分會(huì)受熱而超過允許溫度。所以，象本發(fā)明這樣進(jìn)行冷卻是必要的。由于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子與渦輪的葉輪連在一起從而以一體的方式旋轉(zhuǎn)，因此，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子和渦輪的葉輪一般均可使用上述蒸氣系統(tǒng)從而得以冷卻。
本發(fā)明提供了一種蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)，這種燃?xì)廨啓C(jī)可通過在葉輪內(nèi)形成蒸氣供給通道和蒸氣返回通道提高效率，而所說的供給通道和返回通道不是通往高速旋轉(zhuǎn)體的條形部件。
另外，在由本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)以及汽輪機(jī)組合成的組合式循環(huán)發(fā)電站中，利用來自燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣的熱量來形成用于汽輪機(jī)的蒸氣，并且，使燃?xì)廨啓C(jī)的工作氣體的溫度升高不僅可以提高該燃?xì)廨啓C(jī)的效率，而且可以提高整個(gè)發(fā)電站的效率。
所以，工作氣體的溫度會(huì)急劇地超過轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的允許耐熱溫度，但是，本發(fā)明可將轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的溫度冷卻至允許耐熱溫度范圍內(nèi)。
由于將蒸氣用作冷卻劑，所以，與使用壓縮空氣進(jìn)行冷卻相比，不必消耗額外的壓縮能量以便隨工作氣體溫度的增加而提高作為冷卻劑的空氣的流速。此外，由于業(yè)已用來進(jìn)行冷卻的低溫空氣不會(huì)排放進(jìn)用于工作氣體的通道(以下稱作氣體通路)，所以，不會(huì)使工作氣體減少，從而，工作氣體的溫度不會(huì)降低，并且，不存在渦輪輸出功率下降的問題。所以，與將用于燃燒的壓縮空氣當(dāng)作冷卻劑的燃?xì)廨啓C(jī)相比，利用蒸氣進(jìn)行冷卻可以提高效率。
在本發(fā)明的組合式循環(huán)發(fā)電站中，使用了一種蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)，這種燃?xì)廨啓C(jī)將從其它系統(tǒng)中引入的蒸氣用作冷卻劑。
最好使用由余熱產(chǎn)生的過熱蒸氣以防水中的雜質(zhì)在冷卻通道內(nèi)淤積，并且，上述蒸氣具有這樣的優(yōu)點(diǎn)即就粘滯因素和發(fā)電站序數(shù)的影響而言，熱傳導(dǎo)系數(shù)要比空氣的大(約1.5倍)，而且，在加載熱量時(shí)溫升要比空氣的小(為空氣的1/2或更小)。
此外，在所述蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)中，所提供的用于冷卻的蒸氣流速越低，就越能更好地提高整個(gè)發(fā)電站的效率。業(yè)已用于進(jìn)行了冷卻的蒸氣不會(huì)被排放進(jìn)工作氣體內(nèi)，而是能夠返回，因此，能在不對(duì)工作氣體產(chǎn)生影響的情況下提高效率。
如上所述，在帶有冷卻系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)中，所說的冷卻系統(tǒng)可用蒸氣對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片進(jìn)行冷卻，用于將蒸氣供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣供給系統(tǒng)以及使用于進(jìn)行冷卻的蒸氣返回的蒸氣返回系統(tǒng)均設(shè)置在燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪內(nèi)部，并且，蒸氣返回系統(tǒng)的返回通道形成在比蒸氣供給系統(tǒng)的供給通道更靠近內(nèi)側(cè)的位置處，從而，高溫的返回蒸氣會(huì)在比低溫的供給蒸氣更靠近內(nèi)側(cè)的位置處流動(dòng)，因此，熱膨脹能減小葉輪中心部分處的離心力。
此外，通過在葉輪軸向端部處設(shè)置蒸氣供給口和蒸氣返回口并在比蒸氣供給口更靠近中心的轉(zhuǎn)軸中心部分處形成所說的蒸氣返回口，可以獲得這樣的優(yōu)點(diǎn)即能很容易地使上述高溫的返回蒸氣暢通地流動(dòng)。
另外，在帶有冷卻系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)中，所說的冷卻系統(tǒng)可用蒸氣對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片進(jìn)行冷卻，通過在燃?xì)廨啓C(jī)葉輪的最后一級(jí)輪盤與一短軸之間形成一凹腔并且在輪盤的連接部分內(nèi)形成一供給通道以便經(jīng)由該通道提供蒸氣，則上述連接部分的溫度會(huì)因所供給的蒸氣而低于返回蒸氣的溫度，并且，能減少該連接部分的熱變形。
再有，在燃?xì)廨啓C(jī)的輪盤之間的連接部分內(nèi)形成有一供給通道以便提供蒸氣，并且，使蒸氣經(jīng)由形成在第一與第二級(jí)輪盤之間的凹腔返回述蒸氣，從而，能使所說的蒸氣返回，且能夠極大地減低輪盤因高溫蒸氣引起的溫升以及熱應(yīng)力。
另外，還提供了一種用蒸氣來冷卻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的設(shè)備，該設(shè)備按這樣的方式構(gòu)成即可經(jīng)由形成在一定距件上的蒸氣通道來提供蒸氣，所說的定距件將渦輪的葉輪與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子連接起來，可使蒸氣經(jīng)由形成在比定距件更靠近中心的轉(zhuǎn)軸中心部分處的蒸氣通道返回，從而，通過配合使用渦輪的葉輪以及上述蒸氣通道，可以冷卻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子。
此外，在用蒸氣來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的燃?xì)廨啓C(jī)中，通過在葉輪的輪盤之間設(shè)置一分隔件并使該分隔件形成在上述輪盤之間的凹腔的內(nèi)部，可以防止輪盤的連接部分直接暴露于返回的蒸氣，而所說的分隔件則帶有用來使蒸氣返回的蒸氣通道。另外，通過形成一用于借助分隔件將要返回的蒸氣引導(dǎo)進(jìn)上述蒸氣通道的凸緣，可以減少熱傳導(dǎo)并降低輪盤內(nèi)的熱應(yīng)力，這是因?yàn)?，返回的蒸氣流?huì)彎曲從而能與輪盤外緣部分的側(cè)面相分離。
再有，在上述燃?xì)廨啓C(jī)中，所說的蒸氣通道形成在輪盤的連接部分內(nèi)，并且，用在該蒸氣通道內(nèi)流動(dòng)的那部分蒸氣來冷卻輪盤的側(cè)面，從而，用正在流出的低溫蒸氣能有效地冷卻輪盤的側(cè)面，因此，可以更有效地降低溫升和熱應(yīng)力。
另外，依照本發(fā)明，在能用蒸氣來冷卻設(shè)置在葉輪外緣部分處的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的燃?xì)廨啓C(jī)中，用于將蒸氣供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的供給通道以及用于使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回的返回通道均形成在葉輪的內(nèi)部，供給通道由形成在葉輪軸上的開孔以及位于兩個(gè)部件之間的凹腔部分構(gòu)成，而返回通道則由形成在沿軸向構(gòu)成葉輪的部件內(nèi)的開孔構(gòu)成。
此外，上述供給通道由形成在輪盤上的中心孔以及位于兩個(gè)部件之間的凹腔部分構(gòu)成，而上述返回通道則由形成在輪盤連接部分內(nèi)或形成在輪盤連接部分與短軸內(nèi)的返回開孔構(gòu)成。
再有，在壓縮機(jī)與渦輪直接連在一起且用蒸氣來冷卻渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的燃?xì)廨啓C(jī)中，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的內(nèi)部形成有一冷卻通道，用于將蒸氣供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的供給通道由形成在上述葉輪轉(zhuǎn)軸內(nèi)的開孔、形成在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)的冷卻通道以及將壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與渦輪葉轉(zhuǎn)連在一起的定距件的開孔部分構(gòu)成，而上述返回通道則由輪盤連接部分或形成在該輪盤連接部分及一短軸內(nèi)的返回開孔構(gòu)成。
另外，在燃?xì)廨啓C(jī)中用蒸氣來冷卻設(shè)置在葉轉(zhuǎn)外緣部分內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的冷卻裝置中，用于將蒸氣供給上述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的供給通道和用于使蒸氣從上述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回的返回通道均設(shè)置在葉輪內(nèi)，上述供給通道由位于葉輪軸處的開孔以及形成在兩個(gè)部件之間的凹腔構(gòu)成，而上述返回通道則由兩個(gè)部件之間的凹腔部分構(gòu)成。
此外，冷卻燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的方法能經(jīng)由形成在葉輪內(nèi)的流動(dòng)通道將蒸氣供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片并使蒸氣從該轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回，而且，能從葉轉(zhuǎn)的中心位置處提供蒸氣并能使蒸氣在比上述提供蒸氣的位置更靠近外緣一側(cè)的位置處返回，而所說的燃?xì)廨啓C(jī)則具有這樣的結(jié)構(gòu)即可以用蒸氣來冷卻設(shè)置在葉輪外緣部分處的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。
也就是說，在按上述方式構(gòu)成的燃?xì)廨啓C(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)葉片冷卻裝置中，由于蒸氣供給系統(tǒng)的供給通道形成在葉輪的結(jié)構(gòu)性部件的內(nèi)側(cè)并且利用兩個(gè)部件之間的凹腔來形成蒸氣返回系統(tǒng)，所以，葉輪內(nèi)部的大多數(shù)凹腔中充滿了所供給的蒸氣，并且，葉輪暴露于返回蒸氣中的范圍局限在前述返回孔的內(nèi)部。
供給通道作為實(shí)現(xiàn)上述基本思想的具體且有效的裝置相對(duì)葉輪的軸向端延伸，從而經(jīng)由輪盤的中心開孔以及輪盤之間的凹腔與各級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片相通連，因此，從上述軸向端所提供的蒸氣會(huì)在蒸氣沿軸向方向在中心開孔中流動(dòng)時(shí)分流至各級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片并經(jīng)由輪盤之間的凹腔在外緣處供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。
利用上述結(jié)構(gòu)，可將預(yù)定量的蒸氣分配并提供給各級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，此外，在從上述中心開孔內(nèi)流動(dòng)的蒸氣流中分流出的蒸氣流進(jìn)輪盤之間的凹腔內(nèi)時(shí)，可以均勻地冷卻上述中心開孔的內(nèi)表面以及輪盤的側(cè)表面，并且，這些部件只會(huì)有少量的熱變形。
另一方面，通過在轉(zhuǎn)盤連接部分和短軸上穿鉆一返回開孔而形成用于使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回的返回通道，因此，返回的蒸氣會(huì)在從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的流動(dòng)出口流進(jìn)前述凹腔之后流進(jìn)分隔件的返回開孔，然后，可使蒸氣經(jīng)由輪盤連接部分和短軸的返回開孔從轉(zhuǎn)軸的端部返回。也就是說，除在轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的流動(dòng)出口部分處構(gòu)成了所述凹腔的輪盤側(cè)面以外，葉輪暴露于返回蒸氣的范圍只局限于回收開孔內(nèi)表面的狹窄范圍內(nèi)。
按著能使整個(gè)發(fā)電站達(dá)到最佳的方式來確定蒸氣的供給溫度。例如，在燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)鉁囟葹?500℃的情況下，蒸氣的供給溫度最好為250℃-350℃。在這種情況下，冷卻了轉(zhuǎn)動(dòng)葉片之后的返回溫度可達(dá)450℃-550℃。
另一方面，就通常的渦輪材料而言，葉輪結(jié)構(gòu)材料的允許耐熱溫度為400℃，即使是諸如高成本的鉻鎳鐵合金之類的高強(qiáng)度材料，允許耐熱溫度也只是500℃或更低，并且，返回的蒸氣的溫度會(huì)超過葉輪的耐熱溫度。此外，在所供給的蒸氣和所返回的蒸氣在葉輪內(nèi)沿不同方向流動(dòng)的情況下，蒸氣流動(dòng)方向之間的溫差會(huì)導(dǎo)致輪盤內(nèi)的溫度變化，因此，會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。
通過按上述方法構(gòu)成所說的供給通道和返回通道，可以用供給的低溫蒸氣覆蓋住支承轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的輪盤的大部分側(cè)面，因此，除轉(zhuǎn)盤的連接部分以及在轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣出口部分處形成凹腔的外緣以外，轉(zhuǎn)盤的溫度會(huì)接近所供給的蒸氣的溫度。再有，上述側(cè)面形成在一相似的熱環(huán)境內(nèi)，所以，上述溫度變化不大，并且，所產(chǎn)生的熱應(yīng)力也很小。
另一方面，所返回的蒸氣會(huì)加熱輪盤連接部分的內(nèi)部，但該輪盤連接部分內(nèi)部的溫度不會(huì)超過葉輪的允許耐熱溫度。然而，在因熱源靠近冷卻源而擔(dān)心出現(xiàn)熱應(yīng)力的情況下，可以通過在蒸氣返回開孔內(nèi)設(shè)置耐熱材料以便減少?gòu)乃厥盏恼魵獾饺~轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)部件的熱傳導(dǎo)而降低熱應(yīng)力。
此外，在一側(cè)表面所供給的蒸氣以及在另一側(cè)表面所返回的蒸氣可以冷卻在轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣出口部分處構(gòu)成凹腔的轉(zhuǎn)盤邊緣部分，因此，盡管據(jù)信會(huì)因溫度的變化而出現(xiàn)軸向方向上的熱應(yīng)力，但熱應(yīng)力與離心力的合力卻是很小的，這是因?yàn)?，在同一部分產(chǎn)生的離心力比較小，再有，通過按適當(dāng)?shù)男螤钤O(shè)置凹腔的空間以改變所返回的蒸氣在凹腔內(nèi)的流速，也可以使熱應(yīng)力降低。
另一方面，位于壓縮機(jī)葉輪內(nèi)部的冷卻通道以及一供給孔腔和一返回通道作為冷卻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子并使用用來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣的裝置均形成在定距件內(nèi)，從而，流出渦輪葉輪的中心開孔的蒸氣會(huì)在流過定距件的開孔，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)的冷卻通道以及定距件內(nèi)的返回開孔之后提供給第一級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。通過上述結(jié)構(gòu)，可以用在渦輪葉輪的轉(zhuǎn)軸端部處所提供的蒸氣來冷卻壓縮轉(zhuǎn)子以及轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。
此外，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部形成有一冷卻通道，該冷卻通道包括沿徑向及朝向外側(cè)方向的循環(huán)通道，并且，上述冷卻通道通向定距件的孔腔，在這種情況下，上述循環(huán)通道的抽吸作用會(huì)在蒸氣于冷卻通道內(nèi)流動(dòng)的過程中形成經(jīng)由壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子和上述孔腔的循環(huán)氣流。上述孔腔內(nèi)部所提供的蒸氣總是會(huì)替換循環(huán)的蒸氣，因此，可以用具有供給溫度的循環(huán)蒸氣來冷卻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子。
依照本發(fā)明，通過解決了那些可能會(huì)在使高溫蒸氣返回時(shí)出現(xiàn)的問題，就可以使冷卻了轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣返回。另外，也可以冷卻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子，從而，由于工作氣體的溫度會(huì)進(jìn)一步升高至一較高的溫度，因而，可以獲得一種能提高效率的蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)。
另外，在不增加特殊部件或特殊工作的情況下，可以降低流動(dòng)通路的損耗和熱變形并提高效率。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)上半部分的剖面圖；圖2是沿圖II-II線的剖面圖；圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)的剖面圖；圖4是本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)的剖面圖；圖5是本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)的垂直剖面圖；圖6是沿圖5VI-VI線的剖面圖；圖7是本發(fā)明之蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪的又一個(gè)實(shí)施例的垂直剖面圖；圖8是本發(fā)明之蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪的另一個(gè)實(shí)施例主要部分的垂直剖面圖。
以下詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1作為涉及到本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)例顯示了空氣壓縮式三級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)上半部分的剖面結(jié)構(gòu)。在圖1中，所說的空氣壓縮式燃?xì)廨啓C(jī)包括外罩80；一壓縮機(jī)，它包括一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子2以及位于該轉(zhuǎn)子外緣的一排葉片；一燃燒室84；一通過交替設(shè)置固定葉片81-83以及轉(zhuǎn)動(dòng)葉片51-53而形成的氣體通路；以及，一渦輪葉輪1等等。
渦輪葉輪1包括三個(gè)輪盤11、12和13以及一短軸4，這些輪盤與短軸作為一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)體在連接部分處緊密地連在一起。轉(zhuǎn)動(dòng)葉片51-53安裝在各個(gè)輪盤的外緣，并且，渦輪葉輪1通過定距件3與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子2相連且由一軸承40以可旋轉(zhuǎn)的方式所支承。
在上述結(jié)構(gòu)中，利用壓縮機(jī)2所壓縮的空氣而在燃燒室84內(nèi)形成的高溫高壓工作氣體會(huì)于膨脹的同時(shí)在氣體通路85內(nèi)流動(dòng)，從而使得渦輪的葉輪旋轉(zhuǎn)以便發(fā)電。
舉例來說，在燃燒室84的入口處有壓力為22-25個(gè)絕對(duì)大氣壓且溫度為1500℃的工作氣體時(shí)，即使是帶有外徑為2.5m葉輪的燃?xì)廨啓C(jī)也能產(chǎn)生400MW或更高的輸出功率。但是，轉(zhuǎn)動(dòng)葉片入口的氣體相對(duì)溫度在第一級(jí)葉片處約為1250-1300℃、在第二級(jí)葉片處約為950-1000℃，上述溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了葉片的允許溫度(葉片材料的允許溫度通常為850-900℃)，并且，第一級(jí)和第二級(jí)葉片處的熱負(fù)荷會(huì)分別為輸出功率的1.5％(約6000kW)和1.2％(5000kW)。
此外，為了能保證工作氣體的壓力為22-23個(gè)絕對(duì)大氣壓，就必須使壓縮比為22或者更高，在這種情況下，壓縮機(jī)的排氣溫度為500℃。所以，在把通常的轉(zhuǎn)子材料(允許溫度為450℃)用于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子時(shí)，必須冷卻該壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子2的外緣部分。
為了能夠用蒸氣冷卻第一級(jí)和第二級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片以及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的外緣部分，用于沿軸向提供蒸氣的多個(gè)供給通道74形成在渦輪葉輪1的輪盤連接部分內(nèi)從而能穿過三個(gè)輪盤，并且，返回通道72形成在上述葉輪的中心部分內(nèi)。
此外，在定距件3與第一級(jí)輪盤11之間、在輪盤11-13之間以及最后一級(jí)輪盤13與短軸4之間，有凹腔61、62、63形成在輪盤連接部分14的較靠外的一側(cè)并且有凹腔64、65、66和67形成在輪盤連接部分14的較靠?jī)?nèi)的一側(cè)。一蒸氣通道75形成在供給通道74位于短軸一側(cè)的那一端處從而與凹腔67相通連，并且，在供給通道74的另一端以及定距件3的外緣側(cè)分別有蒸氣通道76和蒸氣通道77形成在比供給通道74更靠近外側(cè)的位置處以及比供給通道74更靠近內(nèi)側(cè)的位置處。再有，與凹腔63相通連的蒸氣通道78形成在第二級(jí)輪盤12與最后一級(jí)輪盤13的輪盤連接部分內(nèi)。
另外，與轉(zhuǎn)動(dòng)葉片51、52的冷卻通道相通連的蒸氣通道54、55以及56、57形成在第一級(jí)輪盤11和第二級(jí)輪盤12的外緣部分從而從該外緣部分通向側(cè)面。蒸氣通道79形成在第一級(jí)輪盤與第二級(jí)輪盤之間，因此，凹腔62和65會(huì)彼此相通連，并且，插有短管15，所以，蒸氣通道79不與穿鉆在上述輪盤連接部分14內(nèi)的供給通道14相通連。
另一方面，導(dǎo)向管41設(shè)置在穿鉆于短軸4的中心開孔內(nèi)并且由凸緣43所固定。蒸氣通道44形成在導(dǎo)向管41與上述中心開孔的內(nèi)壁之間，并且，蒸氣通道44的一端作為蒸氣供給口45通向葉輪的外側(cè)。此外，蒸氣通道42形成在蒸氣通道44的內(nèi)側(cè)，蒸氣通道42的一端作為蒸氣返回口46在比蒸氣供給口45更靠近短軸軸線一側(cè)處是開放的，而另一端則緊密地插在返回通道72的內(nèi)壁中。
再有，定距件3內(nèi)形成有多個(gè)蒸氣通道31，這些通道的一端與凹腔77相通連，同時(shí)，這些通道還在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子22的外緣側(cè)與凹腔23相通連，并且，在所說的中心部分還形成有蒸氣通道32。此外，如圖1中虛線101所示，可以從導(dǎo)向管的內(nèi)側(cè)提供蒸氣并使蒸氣從位于導(dǎo)向管外側(cè)處的端口45中返回。以下將參照?qǐng)D5對(duì)這種情況予以詳細(xì)說明。
圖2是沿圖1中II-II線的剖面圖。在輪盤11的外緣部分穿鉆有蒸氣通道55，蒸氣通道55的數(shù)量與轉(zhuǎn)動(dòng)葉片51的數(shù)量相同，并且，利用固定葉輪1的疊式螺栓16在位置上的不同來配置供給通道74和蒸氣通道76。在本圖中，供給通道設(shè)置成位于蒸氣通道79的寬度范圍內(nèi)，但是，在要確保有足夠的流通截面面積的情況下，可以通過將供給通道74設(shè)置在蒸氣通道79的外側(cè)而省去短管15。
在按上述方式構(gòu)成的位于葉輪內(nèi)部的蒸氣通道中，從位于短軸端部處的蒸氣供給口45進(jìn)入葉輪1內(nèi)部的蒸氣經(jīng)由短軸中心開孔內(nèi)的蒸氣通道44，凹腔67以及蒸氣通道75而沿軸向在供給通道74內(nèi)流動(dòng)，并且，該蒸氣在軸向流動(dòng)過程會(huì)分流流進(jìn)三個(gè)流通系統(tǒng)。
第一個(gè)流通系統(tǒng)是用于冷卻第二級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片52的蒸氣管線，蒸氣經(jīng)由凹腔63從蒸氣通道78供給第二級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片52以便對(duì)它們進(jìn)行冷卻，然后經(jīng)由蒸氣通道56流進(jìn)凹腔62。
第二個(gè)流通系統(tǒng)是用于冷卻第一級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片51的蒸氣管線，蒸氣經(jīng)由凹腔61以及蒸氣通道54從蒸氣通道76供給第一級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片以便對(duì)它們進(jìn)行冷卻，然后經(jīng)由蒸氣通道55流進(jìn)凹腔62。上述蒸氣與第一蒸氣管線內(nèi)的返回蒸氣相匯合并在蒸氣通道79與凹腔65內(nèi)朝向位于葉輪中心部分處的返回通道72流動(dòng)。
第三個(gè)流通系統(tǒng)是用于冷卻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子2外緣部分的蒸氣管線，蒸氣經(jīng)由凹腔64以及定距件的蒸氣通道31從蒸氣通道77供給位于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子2外緣部分的凹腔23以便對(duì)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的外緣部分進(jìn)行冷卻。在冷卻了壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子2的外緣部分之后，蒸氣會(huì)經(jīng)由壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的輪盤21或22的側(cè)面的凹腔24、上述凹腔的中心開孔25以及位于定距件中心部分的蒸氣通道32到達(dá)位于渦輪葉輪中心部分的返回通道72并與返回通道72內(nèi)冷卻了轉(zhuǎn)動(dòng)葉片之后的蒸氣相匯合，然后，經(jīng)由所說的蒸氣通道從蒸氣返回口46退出到葉輪之外。
在上述蒸氣通道中，由于供給的低溫蒸氣首先在貫穿輪盤的供給通道74內(nèi)流動(dòng)，所以，除構(gòu)成返回蒸氣用蒸氣通道79的連接部分以外，輪盤連接部分14的溫度大致與供給的低溫蒸氣的溫度保持一致。因此，可以減少上述連接部分的熱變形和熱應(yīng)力，能夠保持作為高速旋轉(zhuǎn)體的穩(wěn)定性并且能平穩(wěn)地傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
此外，由于返回的蒸氣在葉輪中心部分的返回通道內(nèi)流動(dòng)，所以，各個(gè)輪盤位于比連接部分14更靠近中心一側(cè)的大部分都會(huì)暴露于高溫蒸氣，從而，這些部分的溫度會(huì)上升至大致與前述蒸氣的溫度相同。就工作氣體溫度為1500℃的燃?xì)廨啓C(jī)而言，熱負(fù)荷所引起的溫升會(huì)超過200℃，但是，通過提供因上述溫升而低于輪盤允許溫度(一般為450℃)的蒸氣(250°)，可以將葉輪中心部分的溫度限制在允許溫度或者更低的溫度。
另外，輪盤中心部分的最大應(yīng)力是由離心力所引起的。但是，通過使連接部分14的溫度保持于較低的水平并僅使所述中心部分的溫度變高，從而，熱膨脹所引起的上述中心部分的變形可以減弱所說的應(yīng)力，因此，可以獲得降低轉(zhuǎn)盤中心部分離心力的優(yōu)點(diǎn)。
再有，必須使短軸在支持旋轉(zhuǎn)的軸承處的溫度保持在很低的水平。在本發(fā)明中，供給的低溫蒸氣在位于所返回的蒸氣外側(cè)處的短軸中心開孔內(nèi)流動(dòng)，因此，可以將因蒸氣的返回所引起的溫升限制在最小值。
另一方面，由于所供給的低溫蒸氣能冷卻各輪盤外緣部分的至少一個(gè)側(cè)面，所以，輪盤外緣部分的平均溫度約為所供給的蒸氣與所返回的蒸氣之間的中間溫度(約350℃)，并且，即使在考慮到溫度分布的情況下，上述平均溫度也不會(huì)超過返回溫度，而且，可以將溫升限制在允許溫度或更低的溫度。此外，由于能夠?qū)崤蛎浰鸬妮啽P外緣沿徑向方向的延伸減至最小，所以，能使轉(zhuǎn)動(dòng)葉片頂端處的間隙91以及迷宮式封密件92的密封空間變得較小，從而能提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率。
另外，通過在定距件內(nèi)形成蒸氣通道31、32以構(gòu)成第三蒸氣流通系統(tǒng)，從而，可以用一種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及渦輪葉片的蒸氣系統(tǒng)來冷卻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的外緣部分，并且，可以用通常所使用的能使燃?xì)廨啓C(jī)工作氣體溫度變高的低成本材料來提高壓縮比。
此外，將密封空氣94提供給定距件3的外緣部分以阻止高溫工作氣體經(jīng)由間隙93離開氣體通路85。封密空氣是從壓縮機(jī)的排氣部分抽出來的，因此，可以按與壓縮機(jī)外緣部分相同的方式加熱定距件。但是，第三個(gè)蒸氣流通系統(tǒng)也具有能均勻冷卻定距件的作用。
圖3顯示了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例是這樣一種燃?xì)廨啓C(jī)，其中，按四級(jí)來構(gòu)成渦輪，并且，可以用蒸氣來冷卻第一至第三有轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。
葉輪由四個(gè)輪盤16、17、18和19構(gòu)成，這些輪盤夾在定距件3與短軸4之間從而固定在連接部分35上。轉(zhuǎn)動(dòng)葉片36、37、38和39安裝在輪盤16-19的外緣上，轉(zhuǎn)動(dòng)葉片36-38的內(nèi)部帶有蒸氣通道因而能夠被冷卻。
在這種情況下，連接部分35上形成有一貫穿輪盤的蒸氣供給通道33，并且，在第一、第二和最后一級(jí)輪盤16、17和19內(nèi)形成有與前述相同的蒸氣通道。在支承著轉(zhuǎn)動(dòng)葉片38的第三輪盤18的外緣部分內(nèi)形成有蒸氣通道26和27，而所說的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片38則需要以新的方式加以冷卻，蒸氣通道34上形成有一短管20，此短管設(shè)置在連接部分35內(nèi)，并且，第三級(jí)輪盤與第四級(jí)輪盤之間形成有凹腔29和30。
通過構(gòu)造出如上所述的蒸氣通道，從蒸氣供給口46所提供的蒸氣在葉輪內(nèi)沿箭頭95所示的方向流動(dòng)，并且，形成了一用作第四蒸氣冷卻系統(tǒng)的蒸氣通道，它能將蒸氣從凹腔28提供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片并使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回至葉輪中心部分。也就是說，所說的蒸氣通道從凹腔28經(jīng)由蒸氣通道26延伸至轉(zhuǎn)動(dòng)葉片并且從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片經(jīng)由蒸氣通道27、凹腔29、蒸氣通道34以及凹腔30返回至葉輪中心部分。上述蒸氣匯入來自返回通道內(nèi)的其它通道中的蒸氣并可從位于短軸端部處的蒸氣返回口46中返回。
也就是說，可按著與在第三級(jí)渦輪葉輪中相同的思想在第四級(jí)渦輪葉輪中形成蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)的蒸氣供給通道和返回通道。通過使輪盤連接部分的溫度變低、減小輪盤中心部分處因熱膨脹產(chǎn)生的離心力、降低因輪盤外緣部分的高溫蒸氣返回而引起的溫升等等，可以獲得使高速旋轉(zhuǎn)保持穩(wěn)定的效果。
圖4顯示了本發(fā)明又一實(shí)施例，其中，對(duì)蒸氣返回通道作了進(jìn)一步的改進(jìn)。
也就是說，按在第一級(jí)輪盤58與第二級(jí)輪盤59之間設(shè)置一分隔件10的方式形成燃?xì)鉁u輪的葉輪6，分隔件10包含在凹腔88、89內(nèi)，而凹腔88、89則形成在第一與第二級(jí)輪盤58和59。分隔件10內(nèi)形成有多個(gè)沿徑向方向排列的蒸氣通道49，每個(gè)蒸氣通道49內(nèi)均設(shè)置一短管70，因此，蒸氣通道49不與貫穿輪盤和分隔件連接部分96的蒸氣供給通道60相通連，并且，每個(gè)蒸氣通道49均帶有突出部分47和48，它們形成在蒸氣通道49的外緣部分處。
從位于短軸端部處的供給口45提供的并且已對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片51和52進(jìn)行了冷卻的蒸氣經(jīng)由輪盤58、59外緣內(nèi)的蒸氣通道55和56流進(jìn)凹腔88，并且經(jīng)由分隔件10和凹腔89內(nèi)的蒸氣通道從蒸氣返回口46返回。
因此，由于輪盤連接部分96不直接暴露于高溫的返回蒸氣，所以，連接部分96能夠保持在較低且恒定的溫度。此外，通過設(shè)置突出部分47和48，輪盤側(cè)面中的返回蒸氣流會(huì)彎轉(zhuǎn)從而與上述側(cè)面相分離，因此阻止了從返回蒸氣至輪盤側(cè)面的熱傳導(dǎo)，從而減小了熱應(yīng)力。
此外，通過在輪盤連接部分以及分隔件上形成使供給通道65與凹腔88相通連的蒸氣通道86、87，一部分低溫的供給蒸氣會(huì)經(jīng)由蒸氣通道86、87流進(jìn)凹腔88并且在輪盤側(cè)面上緩慢移動(dòng)，因此，可以冷卻外緣壁面97以及所說的側(cè)面。所以，可以進(jìn)一步阻止輪盤外緣部分的溫升并且能使溫度分布變得均勻，從而，能進(jìn)一步減小因蒸氣返回所引起的熱應(yīng)力。
再有，由于通過將低溫蒸氣混入高溫蒸氣可以降低返回蒸氣的溫度，所以，特別是在有高溫工作氣體的情況下，通過設(shè)定適當(dāng)?shù)幕旌狭魉倏梢杂行У赜蒙鲜龇椒ㄗ柚馆啽P升溫以及熱應(yīng)力下降。
而且，需要有抽吸功率Gr2W以便將蒸氣供給旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，其中，r為旋轉(zhuǎn)半徑，w為角速度，G為蒸氣流速。在進(jìn)行了冷卻的蒸氣流向徑向向內(nèi)一側(cè)時(shí)，將上述功率恢復(fù)為葉輪的旋轉(zhuǎn)功率。用位于蒸氣通道49的出口50處的徑向外流位置來限定恢復(fù)后的功率，半徑越大(即徑向外流位置越是靠?jī)?nèi))，恢復(fù)后的功率就越大。所以，安裝所說的分隔件能使得上述徑向外流位置變小，因此，設(shè)置分隔件具有降低因進(jìn)行冷卻而引起的蒸氣抽吸功率。
再有，已知在蒸氣流從上述凹腔內(nèi)的自由渦流變成輪盤中心開孔內(nèi)的軸向流時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的壓力損失。上述凹腔內(nèi)渦流的強(qiáng)度影響著所說的壓力損失，但是，通過安裝分隔件以減少上述徑向外流位置，可以減弱所說的渦流，因此，安裝分隔件會(huì)對(duì)減少壓力損失產(chǎn)生很大的作用。
此外，對(duì)上述實(shí)施例中用壓縮空氣來形成燃?xì)廨啓C(jī)的工作氣體的情況進(jìn)行了說明。但是，即使是使用其它的工作氣體，只要是用蒸氣來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，就能獲得同樣的效果。
以下說明本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例。圖5顯示了本實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)的主要部分。而且，圖5顯示了一個(gè)有四級(jí)渦輪的封閉型蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)的上半部分。所說的燃?xì)廨啓C(jī)包括一外罩501；一用于產(chǎn)生壓縮空氣的壓縮機(jī)590；一燃燒室503；以及，一渦輪591，它帶有固定葉片511和靜止葉片515。
燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪505由四個(gè)輪盤521、522、523和524、分隔件531、532、533以及短軸506所構(gòu)成，這些部件在連接部分525處牢固地連接成一高速旋轉(zhuǎn)體。每個(gè)輪盤的中心部分處均形成有一中心開孔526，并且，轉(zhuǎn)動(dòng)葉片515安裝在輪盤的邊緣上。在除上述連接部分之外的結(jié)構(gòu)性部件之間形成有多個(gè)凹腔541-546。在這種結(jié)構(gòu)中，葉輪的一端由軸承507以可旋轉(zhuǎn)的方式所支承，另一端由通過定距件508與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子502相連。利用壓縮空氣在燃燒室503內(nèi)形成的高溫高壓燃?xì)庥谂蛎浀耐瑫r(shí)在氣體通路504內(nèi)流動(dòng)，從而使渦輪的葉輪505旋轉(zhuǎn)以便進(jìn)行發(fā)電。
舉例來說，當(dāng)燃?xì)獾臏囟葹?500℃時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)葉片入口處的氣體溫度約為1250-1300℃，第二級(jí)葉片處的氣體溫度約為950-1000℃，上述氣體溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了葉片的允許溫度(就通常的材料而言為850-900℃)，以一個(gè)400MW當(dāng)量的燃?xì)廨啓C(jī)為第一和第二級(jí)葉片處的熱負(fù)荷分別約為輸出功率的1.5％(約6000kW)以及1.2％(5000kW)。而且，在壓縮機(jī)的壓縮比為25時(shí)，排氣溫度約為500℃，從壓縮機(jī)的高級(jí)別轉(zhuǎn)子到定距件508的部件均暴露于與上述溫度相同的溫度。
這里，為了能用蒸氣冷卻第一級(jí)至第三級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片515以及壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子501，在短軸506的一端形成有蒸氣供給口561以及蒸氣返回口562，短軸的中心部分具有雙管路結(jié)構(gòu)，供給的蒸氣在位于中心側(cè)的供給通道563內(nèi)流動(dòng)，而返回的蒸氣則在位于外側(cè)的返回通道564內(nèi)流動(dòng)。此外，一錐形部分內(nèi)形成有一返回開孔565，它從位于外側(cè)處的連接部分525延伸至位于中心部分處的返回通道。返回通道564和返回開孔565的內(nèi)壁上設(shè)置有阻熱件570和571。
再有，供給狹縫551、552、553、返回狹縫555以及返回開孔556均形成在渦輪葉輪的連接部分上并且沿邊緣方向排列。阻熱件572設(shè)置在返回開孔556內(nèi)。此外，沿徑向方向在分隔件531內(nèi)設(shè)置有多個(gè)返回開孔534，每個(gè)返回開孔的內(nèi)端均與連接部分525的返回開孔556相通連，并且，側(cè)面上設(shè)置有環(huán)形翼片535。
另一方面，壓縮機(jī)有高壓的級(jí)別一側(cè)處形成有冷卻通道557。定距件帶有形成在中心部分內(nèi)的孔腔558以及形成在外緣部分處的多個(gè)返回開孔559。渦輪的葉輪中心開孔526通過孔腔558與壓縮機(jī)的冷卻通道557相通連，而冷卻通道557的出口則通過返回開孔559、循環(huán)通道553以及凹腔545-548與渦輪葉輪505的供給狹縫551相通連。穿過冷卻通道557以及供給狹縫551的蒸氣可經(jīng)由渦輪葉輪的返回開孔565返回。
圖6顯示了沿圖5中VI-VI線的剖面。按管狀的形狀形成各個(gè)阻熱件570、571、572，在阻熱管的外壁573與返回開孔的內(nèi)部之間形成有一很小的間隙575。
在按上述方式構(gòu)成的位于葉輪內(nèi)的蒸氣通道中，從位于短軸端部處的蒸氣入口561中供給葉輪505內(nèi)部的蒸氣的一部分在中心開孔526內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)如流動(dòng)線580所示那樣分流，然后，經(jīng)由凹腔542、供給狹縫551、552以及凹腔548、549提供給第二和第三級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。其余的蒸氣則經(jīng)由孔腔558在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的冷卻通道557內(nèi)流動(dòng)，然后經(jīng)由定距件508的返回通道559以及凹腔545提供給第一級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。
另一方面，對(duì)第一和第二級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片進(jìn)行了冷卻之后的蒸氣從形成在第一級(jí)輪盤521與分隔件531之間的凹腔546以及形成在分隔件與輪盤522之間的凹腔547流進(jìn)上述分隔件的返回開孔534，并且，上述蒸氣會(huì)進(jìn)入連接部分的返回開孔556。此外，對(duì)第三級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片進(jìn)行了冷卻之后的蒸氣從形成在第三級(jí)輪盤523與分隔件533之間的凹腔550進(jìn)入返回開孔556并匯入用于第一和第二級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣且從葉輪徑由短軸的返回開孔565以及位于轉(zhuǎn)軸中心開孔內(nèi)的返回通道564返回。首先，從上述蒸氣流動(dòng)的角度看，請(qǐng)注意各個(gè)輪盤位于比連接部分525更靠近內(nèi)側(cè)的內(nèi)緣部分，就熱傳導(dǎo)而言，一個(gè)輪盤的中心開孔526的內(nèi)壁與其它輪盤有著基本上相同的狀態(tài)。另一方面，強(qiáng)制流動(dòng)區(qū)域(凹腔542)以及滯流區(qū)域(凹腔541、543、544)均形成在輪盤的側(cè)面。但是，考慮到在中心開孔526內(nèi)的蒸氣流的紊流分量與沿輪盤側(cè)面的氣流之間存在有較大的速度差，因而，就熱傳導(dǎo)而言，因蒸氣流對(duì)滯流區(qū)內(nèi)的輪盤壁面等乃至對(duì)各輪盤側(cè)面的沖擊所引起的渦流與在中心開孔的內(nèi)壁上有大致相同的狀態(tài)。所以，輪盤內(nèi)緣部分的溫度與左右對(duì)稱分布的供給蒸氣的溫度大致相同。盡管離心力很大，但熱應(yīng)力卻很少會(huì)出現(xiàn)。
用供給的蒸氣在一側(cè)并且在另一側(cè)于發(fā)熱蒸氣的環(huán)境內(nèi)對(duì)第一至第三級(jí)輪盤的外緣側(cè)進(jìn)行冷卻。就輪盤中第三級(jí)輪盤523而言，由于蒸氣的流速較小，所以熱傳導(dǎo)系數(shù)相對(duì)較小，并且，由于輪盤較厚，所以左右之間的溫度變化較小并且很少會(huì)出現(xiàn)熱應(yīng)力。相反，就第一和第二級(jí)輪盤521、522而言，一較大的冷卻源以及一熱源均作用于這些輪盤的側(cè)面，因此會(huì)出現(xiàn)100℃或更大的溫差。但是，由于這部分內(nèi)產(chǎn)生的離心力較小，所以，通過改變結(jié)構(gòu)部件的厚度就可以抑制溫度的變化和離心力。
此外，通過用環(huán)形翼片535來縮減熱源一側(cè)的熱傳導(dǎo)區(qū)并且借助于從分流通道536中抽取少量的供給蒸氣而形成一低溫環(huán)境，可以進(jìn)一步降低熱應(yīng)力。這就能使安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的轉(zhuǎn)盤外緣端部的溫度上升。抽出供給的蒸氣會(huì)減少返回的蒸氣從而使溫度下降并且能有效地減小連接部分的熱應(yīng)力，這將在以下予以說明。
另外，從返回開孔的內(nèi)壁返回的蒸氣會(huì)對(duì)葉輪中部的連接部分加熱，但是，連接部分的邊緣主要被低溫的供給蒸氣所包圍，并且，上述邊緣的導(dǎo)熱區(qū)域要遠(yuǎn)大于連接部分內(nèi)部的返回開孔。
再有，在如圖6所示阻熱件572的間隙574中，蒸氣的導(dǎo)熱性會(huì)影響熱傳導(dǎo)(當(dāng)所說的間隙為0.1mm時(shí)，相應(yīng)的熱傳導(dǎo)系數(shù)約為100kcal/m2h℃)，因此，與不設(shè)置有阻熱件的情況(在返回的蒸氣流速為80m/s時(shí))相比，可以極大地減少傳熱量。所以，在葉輪連接部分內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生非常大的熱量變化，并且，很少會(huì)出現(xiàn)熱應(yīng)力。短軸的返回開孔565的環(huán)境也與上述連接部分的環(huán)境相似，但是，這部分上施加有較小的離心力，因此，形成任何適當(dāng)?shù)男螤疃寄芙鉀Q可能出現(xiàn)的問題。
分隔件531的外緣暴露于高溫返回蒸氣的最惡劣環(huán)境，因而其溫度較高。但是，由于流動(dòng)線581所示的回旋空間的密封空氣會(huì)冷卻所說的外緣壁面，并且，從分流開孔536中抽出的空氣會(huì)對(duì)上述外緣的一部分側(cè)面進(jìn)行冷卻，所以，溫度不會(huì)超過葉輪材料的允許溫度。另外，就強(qiáng)度而言，由于通過支承轉(zhuǎn)動(dòng)葉片而施加的力會(huì)使施加給上述外緣離心力較小并且該外緣兩側(cè)的導(dǎo)熱圓周基本上是對(duì)稱的，因此，所產(chǎn)生的熱應(yīng)力相對(duì)較小。
另一方面，在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的外緣中，壓縮機(jī)從所述迷宮式密封中漏露出來的空氣會(huì)流至轉(zhuǎn)盤521側(cè)面的回旋空間585，如流動(dòng)線582所示。所以，除了加熱壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子以外，還會(huì)加熱定距件。但是，通過使用于轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣沿箭頭583流經(jīng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)的冷卻通道557，因此，可以阻止溫度上升。另外，所說的蒸氣會(huì)被加熱且供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣溫度會(huì)上升，但是，由于蒸氣的熱含量要比熱負(fù)荷大，所以，會(huì)將溫升保持在10℃的范圍內(nèi)，因而溫升不會(huì)成為大問題。
圖7顯示了本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，渦輪葉輪的結(jié)構(gòu)與前述實(shí)施例相同，但壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與定距件冷卻通道卻是不同的。也就是說，壓縮機(jī)內(nèi)部形成有一冷卻通道，該通道包括沿徑向向外方向的循環(huán)流動(dòng)通路566，并且，該冷卻通道兩端的入口與出口與定距件567的孔腔568相通。
從渦輪葉輪的中心開孔526流進(jìn)上述孔腔的蒸氣在循環(huán)速度分量上是很小的，所以，中心部分的壓力與孔腔568內(nèi)部外緣側(cè)的壓力彼此大致相等。另一方面，在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的冷卻通道內(nèi)，由于循環(huán)通道566的抽吸操作會(huì)形成朝向外側(cè)的氣流，從而該氣流會(huì)在所述孔腔一側(cè)向外流動(dòng)，所以，可形成如流動(dòng)線584所示的重復(fù)循環(huán)氣體。
由于上述重復(fù)循環(huán)的蒸氣總是被孔腔內(nèi)的供給蒸氣所替換，所以，可以用上述重復(fù)循環(huán)的蒸氣來冷卻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，并且，可以用孔腔內(nèi)的蒸氣冷卻定距件567。在這種情況下，由于蒸氣流速與前述方法相比要小，所以冷卻能力要小，但是，由于不必在定距件內(nèi)形成返回開孔，所以，可以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。還可以減小蒸氣通道內(nèi)的壓力損失。
圖8顯示了短軸部分中返回系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。在這種情況下，在不設(shè)置位于短軸590內(nèi)的返回開孔的情況下，進(jìn)行了冷卻之后的蒸氣可經(jīng)由返回管590返回。利用這種結(jié)構(gòu)也可以獲得同樣的效果。
在上述實(shí)施例中，說明了這樣類型的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，可以冷卻渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，但是，在某些類型的燃?xì)廨啓C(jī)中，也可以用中間級(jí)別的壓縮空氣來冷卻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子。在這種情況下，為了防止空氣混入蒸氣，在定距件內(nèi)設(shè)置一隔板。此外，也可以封住第一級(jí)轉(zhuǎn)盤的中心部分以便在連接部分內(nèi)形成一供給開孔并經(jīng)由該供給開孔提供用于第一級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣。總之，能夠獲得冷卻渦輪葉輪的基本上相同的效果。
此外，以所有構(gòu)成渦輪葉輪的輪盤上均穿鉆有中心開孔的方式進(jìn)行了上述說明，但是，即使是在第一級(jí)輪盤不帶有這種中心開孔的情況下，也可以利用位于第一級(jí)輪盤與第二級(jí)輪盤之間用作第一級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的供給通道的凹腔來形成具有蒸氣返回功能的蒸氣返回系統(tǒng)。
如上所述，在所說的燃?xì)廨啓C(jī)中，通過解決了高溫蒸氣返回時(shí)所產(chǎn)生的各種問題，可以使對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片進(jìn)行了冷卻之后的蒸氣返回，此外，還可以冷卻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，從而，工作溫度能進(jìn)一步上升至一定的高溫。所以，可以獲得能提高效率的蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)。而且，通過將葉輪的溫度限制于一定的低溫，可以確保該葉輪有作為高速旋轉(zhuǎn)體的可靠性，可以減少渦輪從啟動(dòng)到額定操作的時(shí)間，并且，還可以減小除額定操作時(shí)間以外的時(shí)間內(nèi)的熱應(yīng)力。此外，通過使用通常的葉輪材料還能降低成本。
權(quán)利要求
1.一種帶有冷卻系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)，所說的冷卻系統(tǒng)可用蒸氣來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，其特征在于，上述冷卻系統(tǒng)包括一供給系統(tǒng)，它用于將蒸氣提供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片；一返回系統(tǒng)，它用于使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回；返回系統(tǒng)的返回通道形成在比供給系統(tǒng)的供給通道更靠近內(nèi)側(cè)的位置處。
2.一種帶有冷卻系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)，所說的冷卻系統(tǒng)可用蒸氣來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，其特征在于，上述冷卻系統(tǒng)包括一供給口，它形成在燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪軸向端上以便提供蒸氣；以及，一返回口，它形成在燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪軸向端上以便使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回，上述返回口位于比供給口更靠近葉輪軸線的位置處。
3.一種帶有冷卻系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)，所說的冷卻系統(tǒng)可用蒸氣來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，其特征在于，一蒸氣供給通道設(shè)置在一凹腔及一連接部分內(nèi)，所說的凹腔形成在燃?xì)廨啓C(jī)葉輪的最后一級(jí)輪盤與一短軸之間，而所說的連接部分則將一輪盤與相鄰的輪盤連接在一起。
4.一種帶有冷卻系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)，所說的冷卻系統(tǒng)可用蒸氣來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，其特征在于，上述冷卻系統(tǒng)包括一供給通路，它形成在一連接部分內(nèi)，該連接部分將燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪的一個(gè)輪盤與相鄰的輪盤連接起來；以及，一凹腔，它形成在第一與第二級(jí)輪盤之間以便使供給第一級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片與第二級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣返回。
5.一種燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于，可用蒸氣來冷卻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子。
6.如權(quán)利要求5所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于，將蒸氣經(jīng)由形成在一定距件內(nèi)的蒸氣通道提供給前述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子，而所說的定距件則將一渦輪的葉輪與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子連接起來，并且使蒸氣經(jīng)由形成在比上述定距件更靠近軸線位置處的蒸氣通道返回。
7.一種用蒸氣來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于，一凹腔的內(nèi)側(cè)形成有一蒸氣通道，該通道用于使已對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片進(jìn)行了冷卻的蒸氣返回，所說的蒸氣通道貫穿一分隔件部分，該分隔件部分位于燃?xì)廨啓C(jī)葉輪的輪盤之間。
8.如權(quán)利要求7所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于，所說的分隔件部分帶有一突出部分以便將要返回的蒸氣引導(dǎo)進(jìn)前述蒸氣通道。
9.如權(quán)利要求8所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于，它還包括一供給通道，該供給通道形成在輪盤連接部分內(nèi)以便將蒸氣提供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，并且，可以用上述供給通道內(nèi)的一部蒸氣來冷卻輪盤的側(cè)表面。
10.一種用蒸氣來冷卻三級(jí)或四級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的燃?xì)廨啓C(jī)，燃?xì)獾臏囟葹?400℃或者更高并且輸出功率為400MW或更大，其特征在于，供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的蒸氣溫度為250℃或更低，并且，要從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回的蒸氣為450℃或更低。
11.一種能用蒸氣來冷卻設(shè)置在葉輪外緣部分上的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于，所述葉輪的內(nèi)部設(shè)置有一用于將蒸氣提供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的供給通道以及一用于使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回的返回通道，所說的供給通道由設(shè)置在葉輪軸線處的開孔以及位于兩部件之間的凹腔部分構(gòu)成，并且，所說的返回道由一軸向形成在一凹腔內(nèi)的開孔構(gòu)成，而所說的凹腔部分則位于構(gòu)成了前述葉輪的兩個(gè)部件之間。
12.一種能用蒸氣來冷卻設(shè)置在葉輪外緣部分上的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于，所述葉輪的內(nèi)部設(shè)置有一用于將蒸氣提供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的供給通道以及一用于使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回的返回通道，所說的供給通道由設(shè)置在輪盤內(nèi)的開孔以及位于兩部件之間的凹腔部分構(gòu)成，并且，所說的返回通道由一返回開孔構(gòu)成，上述返回開孔則形成在一轉(zhuǎn)盤連接部分內(nèi)或者形成在該轉(zhuǎn)盤連接部分及一短軸內(nèi)。
13.如權(quán)利要求11所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于，所述返回通道的壁面上設(shè)置有一阻熱件。
14.一種直接與壓縮機(jī)相連且能用蒸氣來冷卻渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于上述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的內(nèi)部形成有一冷卻通道；一用于將蒸氣提供給渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的供給道由設(shè)置在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子軸線處的開孔、一形成在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部的冷卻通道以及一形成在定距件內(nèi)的孔腔部分構(gòu)成，所說的定距件則將前述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與一渦輪葉輪連接起來；以及一返回通道由設(shè)置在一轉(zhuǎn)盤連接部分或該轉(zhuǎn)盤連接部分及一短軸內(nèi)的返回開孔構(gòu)成。
15.一種直接與壓縮機(jī)相連且能用蒸氣來冷卻渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于上述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的內(nèi)部形成有一冷卻通道，該通道包括一徑向向外的循環(huán)流動(dòng)通道；前述冷卻通道的入口和出口均通向一定距件內(nèi)的孔腔，所說的定距件則將壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與一渦輪葉輪連接起來，蒸氣可經(jīng)由上述孔腔提供給上述位于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)的冷卻通道并從該冷卻通道中返回。
16.一種燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的冷卻裝置，它能用蒸氣來冷卻設(shè)置在葉輪外緣部分上的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，其特征在于，所述葉輪的內(nèi)部設(shè)置有一用于將蒸氣提供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的供給通道以及一用于使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回的返回通道，所說的供給通道由設(shè)置在葉輪軸線處的開孔以及位于兩部件之間的凹腔部分構(gòu)成，并且，所說的返回通道由一軸向形成在一凹腔部分內(nèi)的開孔構(gòu)成，而所說的凹腔部分則位于構(gòu)成了前述葉輪的兩個(gè)部件之間。
17.一種燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的冷卻裝置，它能用蒸氣來冷卻設(shè)置在葉輪外緣部分上的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，其特征在于，所述葉輪的內(nèi)部設(shè)置有一用于將蒸氣提供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的供給通道以及一用于使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回的返回通道，所說的供給通道由設(shè)置在輪盤內(nèi)的中心開孔以及位于兩部件之間的凹腔部分構(gòu)成，并且，所說的返回通道由一返回開孔構(gòu)成，上述返回開孔則形成在一轉(zhuǎn)盤連接部分內(nèi)或者形成在該轉(zhuǎn)盤連接部分及一短軸內(nèi)。
18.一種燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的冷卻方法，這種方法可用蒸氣來冷卻設(shè)置在葉輪外緣部分上的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，其特征在于，經(jīng)由一流動(dòng)通道將蒸氣供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片或者使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回，從一葉輪的軸線一側(cè)開始供給蒸氣，并且，在比供給蒸氣的位置更靠近外側(cè)的位置使蒸氣返回。
19.一種帶有冷卻系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)，所說的冷卻系統(tǒng)可用蒸氣來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，其特征在于，上述冷卻系統(tǒng)包括一供給系統(tǒng)，它用于將蒸氣提供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片；以及，一返回系統(tǒng)，它用于使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回；返回系統(tǒng)的返回通道形成在比供給系統(tǒng)的供給通道更靠近內(nèi)側(cè)或外側(cè)的位置處。
20.一種帶有冷卻系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)，所說的冷卻系統(tǒng)可用蒸氣來冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，其特征在于，上述冷卻系統(tǒng)包括一供給口，它形成在燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪軸向端上以便提供蒸氣；以及，一返回口，它形成在燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪軸向端上以便使蒸氣從轉(zhuǎn)動(dòng)葉片返回，上述返回口位于比供給口更靠近葉輪軸線的位置處，或者，上述供給口形成在比返回口更靠近燃?xì)廨啓C(jī)葉輪軸線中心側(cè)的位置處。
全文摘要
一種蒸氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)，它帶有一冷卻系統(tǒng)，此冷卻系統(tǒng)包括一蒸氣供給口和一蒸氣返回口，按這樣的方式形成上述冷卻系統(tǒng)即經(jīng)由葉輪內(nèi)的通道將蒸氣從供給口提供給轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，并且，使已對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片進(jìn)行了冷卻的蒸氣經(jīng)由形成在葉輪中心部分內(nèi)的返回通道從上述返回口返回。
文檔編號(hào)F01D5/08GK1133936SQ9610456
公開日1996年10月23日 申請(qǐng)日期1996年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月6日
發(fā)明者松本學(xué), 川池和彥, 池口隆, 安齊俊一, 野田雅美, 木冢宣明, 桶口真一, 圓島信也, 關(guān)原杰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所