專利名稱：汽輪機機殼系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開大體上涉及軸流式汽輪機機殼，并且更具體地說，涉及形成汽輪機(或稱 蒸汽渦輪機)外殼的部分的溫度彈性支撐區(qū)(temperature resilient support region)。
背景技術(shù)：
典型的高溫汽輪機包括外殼和內(nèi)殼。外殼通常由具有相對低的熱強度(hot strength)的容易鑄造的材料制成，而內(nèi)殼通常由具有更高的熱強度的材料制成，使得其能 承受更高的溫度。外殼的其中一個作用是通過配置的支撐區(qū)，用來提供內(nèi)殼的軸向、周向和 /或徑向支撐。由于已知的內(nèi)殼設(shè)計具有寬的范圍，支撐區(qū)的構(gòu)造也具有寬的范圍，每一個 都適合用于特定的內(nèi)殼構(gòu)造。但是，在所有情形下，至少一些支撐區(qū)提供軸向和/或周向的 支撐。在特別靠近汽輪機的入口區(qū)處，內(nèi)殼的支撐接觸點可達到優(yōu)選地用于鑄造外殼的 低熱強度材料的安全工作極限之上的溫度。而已知的是，通過鑲嵌件(inserts)來提供局 部熱保護，例如在EP 1586394A1中所述，這樣的鑲嵌件具有許多的缺點。例如，當承受通常 施加到支撐區(qū)上的負載時，鑲嵌件具有增加的和鑄件分離的傾向。因此，鑲嵌件通常不適合 用作支撐區(qū)。用來克服外殼的支撐區(qū)處的局部受熱的問題的典型解決辦法是，用具有更高的熱 強度的材料鑄造整個外殼。這通常會導致具有更高的廢品率的更復雜的鑄造，因此通常增 加制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種汽輪機機殼系統(tǒng)，其克服了內(nèi)殼支撐區(qū)的局部受熱的問題和/或致使 鑲嵌件不適合用作熱的內(nèi)殼支撐區(qū)的鑲嵌件設(shè)計的問題。本公開試圖通過獨立權(quán)利要求的主題來處理此問題。有利的實施例在從屬權(quán)利要 求中給出。一方面提供了包括外殼的汽輪機機殼系統(tǒng)，該外殼包封(encloses)內(nèi)殼，內(nèi)殼本 身還包封轉(zhuǎn)子。外殼具有由第一材料制成的鑄件，其包括支撐區(qū)，而內(nèi)殼具有與支撐區(qū)處于 接觸的接觸面。接觸區(qū)包括由比第一材料具有更高的熱強度的第二材料制成的金屬鑲嵌 件，使得其可比鑄件承受更高的溫度。金屬鑲嵌件包括被容納在鑄件中的容納面(encased surface)。這個容納面包括，相對于徑向向外方向，軸向和/或周向地擴張的部分(flaring portion)，該擴張部分將金屬鑲嵌件固定在鑄件中，并防止金屬鑲嵌件的“松開”，從而使其 承受所施加的包括橫向負載的負載。金屬鑲嵌件還包括與接觸面接觸的支撐面，該支撐面 連同接觸面一起設(shè)置成保持內(nèi)殼和鑄件之間的分隔。這種分隔提供了防止鑄件過熱的方 法。金屬鑲嵌件還包括引導機構(gòu)，其適于在支撐面上引導接觸面，同時允許內(nèi)殼和外殼的相 對運動。這樣的相對運動會在機殼的熱膨脹或收縮期間發(fā)生。金屬鑲嵌件的形狀確保由它所支撐的內(nèi)殼施加在它上面的作用力不導致金屬鑲嵌件和外殼分離。這樣，提供了具有更高熱強度的金屬鑲嵌件，其解決了局部受熱的問題及 基體材料與鑲嵌件之間的結(jié)合強度的問題，而不需要用具有更高熱強度的更貴材料來鑄造 外殼。從下面結(jié)合附圖的描述，其中通過圖示和示例的方式公開了本發(fā)明的實施例，本 發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將變得顯而易見。


通過示例的方式，在下文中參考附圖而更完全地描述了本公開的實施例，其中圖1是汽輪機的截面圖，顯示了包括示例性支撐系統(tǒng)的外殼和內(nèi)殼，圖Ia和圖Ib 是圖1的部分的展開圖；圖2是圖1的支撐區(qū)的展開圖，顯示了示例性金屬鑲嵌件；圖3是圖1的支撐區(qū)的展開圖，顯示了另一個示例性金屬鑲嵌件；圖4是圖1的支撐區(qū)的展開圖，顯示了還有另一個示例性金屬鑲嵌件。零部件清單
權(quán)利要求
1.一種汽輪機機殼系統(tǒng)，包括外殼(30)，所述外殼(30)具有由第一材料制成的鑄件(35)，和支撐區(qū)(5)；和被所述外殼包封的內(nèi)殼(20)，所述內(nèi)殼(20)用于包封轉(zhuǎn)子(10)，所述內(nèi)殼(20)包括 與所述接觸區(qū)(5)接觸的接觸面(24)，所述系統(tǒng)其特征在于，所述支撐區(qū)(5)包括金屬鑲嵌件(40)，其由比所述第一材料具有更高熱強度的第二材料制成，所述金屬鑲 嵌件(40)具有容納在所述鑄件(35)中的容納面(41)，其中，所述容納面(41)包括，相對于 徑向向外的方向(ROD)而言，軸向和/或周向地擴張的部分(42)與所述接觸面(24)接觸的支撐面(44)，所述支撐面(44)連同所述接觸面(24) —起設(shè) 置成保持所述內(nèi)殼(20)與所述鑄件(35)之間的分隔；和適于在所述支撐面(44)上引導所述接觸面(24)的引導機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機殼系統(tǒng)，其特征在于，所述接觸面(24)包括凸部(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機殼系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬鑲嵌件(40)包括適于接收 所述接觸面凸部(25)的槽(46)，所述槽(46)具有設(shè)置成為所述支撐面(44)的底部(47) 以及設(shè)置成為所述引導機構(gòu)的兩個側(cè)壁(48)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機殼系統(tǒng)，其特征在于，所述槽(46)沿所述軸向方向而延伸， 使得當所述接觸面凸部(25)容納在所述槽(46)中時，允許所述接觸面凸部(25)的軸向運 動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的機殼系統(tǒng)，其特征在于，所述接觸面凸部(25)的徑向長 度，相對于所述槽(46)的徑向深度而言，提供了保持所述內(nèi)殼(20)與所述鑄件(35)之間 的所述分隔的手段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機殼系統(tǒng)，其特征在于，所述引導機構(gòu)是徑向地向內(nèi)延伸的 凸部(45)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6的其中任何一項所述的機殼系統(tǒng)，其特征在于，所述第一材料是球墨鑄鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7的其中任何一項所述的機殼系統(tǒng)，其特征在于，所述第二材料選 自St460TS和Stl2T中的一項。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽輪機機殼系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明提供了一種汽輪機外殼(30)，該汽輪機外殼(30)至少部分地由第一材料鑄造而成，并具有適于支撐內(nèi)殼(30)的多個支撐區(qū)(5)。該外殼(30)具有至少一個由第二材料制成的金屬鑲嵌件(40)的支撐區(qū)(5)，該支撐區(qū)(5)具有用來將該金屬鑲嵌件(40)保持在外殼(30)的鑄件(35)中的擴張部分(42)。第二材料比第一材料具有更高的熱強度。支撐區(qū)(5)還包括用于限制外殼(30)中的內(nèi)殼(20)的運動的引導機構(gòu)。
文檔編號F01D25/28GK102052107SQ20101053926
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者L·博克斯海默, S·加夫納 申請人:阿爾斯托姆科技有限公司