BR112019026024B1 - Turbina a vapor e método de operação da mesma - Google Patents

Abstract

Uma turbina a vapor (1a; 1b), tendo uma carcaça externa de turbina a vapor (20), uma carcaça interna de alta pressão (30) tendo uma primeira seção de entrada de vapor de processo (31) e uma primeira seção de saída de vapor de processo (32) para conduzir o vapor de processo via a carcaça interna de alta pressão da primeira seção de entrada de vapor de processo para a primeira seção de saída de vapor de processo em uma primeira direção de expansão de vapor de processo (33), uma carcaça interna de baixa pressão (40) tendo uma segunda seção de entrada de vapor de processo (41) e uma segunda seção de saída de vapor de processo (42) para a condução do vapor de processo via a carcaça interna de baixa pressão da segunda seção de entrada de vapor de processo para a segunda seção de saída de vapor de processo em uma segunda direção de expansão de vapor de processo (43), e um superaquecedor intermediário (50), que é disposto a jusante da carcaça interna de alta pressão e a montante da carcaça interna de baixa pressão, em que a carcaça interna de alta pressão e a carcaça interna de baixa pressão são dispostas dentro da carcaça externa de turbina a vapor,(...).

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma turbina a vapor e a um método de operação da turbina a vapor.

[002] Nas usinas termelétricas, o vapor é usado como o meio de trabalho para o funcionamento das turbinas a vapor. O vapor de água é aquecido em uma caldeira a vapor e flui como vapor de processo através de gasodutos para dentro da turbina a vapor. Dentro da turbina a vapor, a energia previamente absorvida do meio de trabalho é convertida em energia cinética. Por meio da energia cinética, um gerador é operado, o qual converte a energia mecânica gerada em energia elétrica. O vapor de processo, expandido e resfriado, em seguida, flui para um condensador, onde o mesmo se condensa como resultado da transferência de calor em trocador de calor, e é alimentado como água líquida de volta para a caldeira a vapor a fim de ser aquecido.

[003] As turbinas a vapor convencionais têm pelo menos uma seção de alta pressão e pelo menos uma seção de baixa pressão. Na seção de baixa pressão, a temperatura do vapor de processo cai de maneira significativa, o que poderá resultar em uma condensação parcial do vapor de processo. Nesse caso, a seção de baixa pressão se torna altamente sensível com relação a um teor de umidade do vapor de processo. Quando o vapor de processo chega a um teor de umidade de aproximadamente 8 a 10 por cento na seção de baixa pressão da turbina a vapor, providências deverão ser implementadas, providências essas que reduzirão o teor de umidade do vapor de processo a um nível admissível antes de o mesmo entrar na seção de baixa pressão.

[004] A fim de aumentar a eficiência de uma turbina a vapor, o vapor de processo é, para esse fim, alimentado para um processo de superaquecimento intermediário antes de entrar na seção de baixa pressão. No processo de superaquecimento intermediário, o vapor de processo é aquecido de tal modo que o teor de umidade diminua. No caso desse processo de superaquecimento intermediário, todo o fluxo em massa de vapor é extraído da turbina a vapor a jusante da seção de alta pressão, alimentado para o processo de superaquecimento intermediário, e aquecido aproximadamente à temperatura de um vapor fresco. O vapor de processo é, em seguida, alimentado para a seção de baixa pressão. Sem a realização de tal processo de superaquecimento intermediário, seria necessário que a turbina a vapor fosse paralisada, uma vez que gotas de água condensadas poderiam chegar às pás de turbina rotativas e, deste modo, causar danos à turbina.

[005] No caso das turbinas a vapor de múltiplos estágios, tal superaquecimento intermediário do vapor de processo é realizado entre os estágios de turbina individuais. Isso resultará em uma operação de maior eficiência, uma vez que uma energia mecânica poderá ser gerada nos estágios de turbina de uma forma mais eficiente em função do vapor de água superaquecido.

[006] No caso da implementação de sistemas de superaquecimento intermediário no interior das turbinas a vapor, o material da parede externa será submetido a uma alta carga, em particular entre os estágios de turbina individuais. Um vapor de água relativamente frio é extraído no primeiro estágio de turbina e é alimentado para o superaquecedor intermediário, e o vapor de processo aquecido é alimentado para o segundo estágio de turbina. Nesse caso, grandes diferenças de temperatura surgirão sobre a parede externa no período de transição entre o primeiro estágio de turbina e o segundo estágio de turbina. Uma vez que o término do primeiro estágio de turbina, a partir do qual o vapor de processo relativamente frio é extraído, e o início do segundo estágio de turbina, no qual o vapor de processo quente que vem do superaquecedor intermediário é alimentado, se situam próximos entre si, serão observadas altas tensões térmicas sobre a parede externa. Isso poderá resultar em vazamentos ou rachaduras na parede externa. Haverá também o risco de que parâmetros de vapor úmido prevaleçam durante a extração do vapor de processo frio a partir do primeiro estágio de turbina, e um condensado, assim, se formará sobre a parede interna da carcaça externa. Esse condensado também irá resfriar o lado interno da parede externa. A tensão térmica sobre a parede externa será, por conseguinte, aumentada. Para que o vapor de processo superaquecido não cause nenhum dano em função das tensões térmicas, o vapor de processo superaquecido será resfriado a fim de reduzir essas tensões térmicas. Isso é normalmente feito nas carcaças de influxo a montante. Essas carcaças de influxo adicionais poderão, no entanto, resultar em perdas de energia.

[007] No caso de uma turbina a vapor de único invólucro ou única carcaça com superaquecimento intermediário, o vapor de processo superaquecido em demasia é conduzido para o interior da turbina em dois locais. Nesse caso, a carcaça externa de turbina a vapor em particular é altamente carregada em termos térmicos pelas temperaturas e pressões prevalecentes.

[008] As turbinas a vapor com superaquecimento intermediário têm sido até agora designadas como carcaças de turbina de dois invólucros, ou parâmetros mais baixos de vapor são usados, de tal modo que uma carcaça externa de turbina a vapor de único invólucro não fique sobrecarregada.

[009] Os parâmetros requeridos que, no entanto, surgem normalmente ficam acima dos possíveis parâmetros das carcaças de turbina de único invólucro. A Patente Europeia EP 2 997 236 B1 apresenta uma turbina a vapor que pelo menos parcialmente trata do problema acima.

[0010] A presente invenção se baseia no objeto de prover uma turbina a vapor compacta, confiável e eficaz, além de um método para a correspondente operação da turbina a vapor.

[0011] O objeto acima é obtido por meio das reivindicações de patente. Em particular, o objeto acima é obtido por meio da turbina a vapor de acordo com a reivindicação 1 e do método de acordo com a reivindicação 10. Outras vantagens da presente invenção são apresentadas por meio das reivindicações dependentes, da descrição e dos desenhos. Nesse sentido, os aspectos e detalhes que são descritos com relação a uma turbina a vapor também se aplicam de uma maneira evidente por si só com relação ao método de acordo com a presente invenção ou vice-versa conforme o caso, de tal modo que uma referência recíproca seja sempre ou possa ser sempre feita com respeito à descrição com referência aos aspectos individuais da presente invenção.

[0012] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provida uma turbina a vapor. A turbina a vapor é dotada de uma carcaça externa de turbina a vapor. Além disso, a turbina a vapor é dotada de uma carcaça interna de alta pressão com uma primeira porção de entrada de vapor de processo e uma primeira porção de saída de vapor de processo para a condução do vapor de processo através da carcaça interna de alta pressão a partir da primeira porção de entrada de vapor de processo para a primeira porção de saída de vapor de processo em uma primeira direção de expansão de vapor de processo. Além disso, a turbina a vapor é dotada de uma carcaça interna de baixa pressão com uma segunda porção de entrada de vapor de processo e uma segunda porção de saída de vapor de processo para a condução do vapor de processo através da carcaça interna de baixa pressão a partir da segunda porção de entrada de vapor de processo para a segunda porção de saída de vapor de processo em uma segunda direção de expansão de vapor de processo. Além disso, a turbina a vapor é dotada de um superaquecedor intermediário que é disposto a jusante da carcaça interna de alta pressão e a montante da carcaça interna de baixa pressão, sendo que a carcaça interna de alta pressão e a carcaça interna de baixa pressão são dispostas dentro da carcaça externa de turbina a vapor. A carcaça interna de alta pressão e a carcaça interna de baixa pressão são dispostas de tal modo que a primeira porção de entrada de vapor da carcaça interna de alta pressão fique de frente para a segunda porção de entrada de vapor da carcaça interna de baixa pressão.

[0013] A informação de que a primeira porção de entrada de vapor da carcaça interna de alta pressão fica de frente para a segunda porção de entrada de vapor da carcaça interna de baixa pressão pode ser entendida no sentido de que a primeira porção de entrada de vapor da carcaça interna de alta pressão aponta para ou é orientada na direção contrária, ou substancialmente na direção contrária, com relação à segunda porção de entrada de vapor da carcaça interna de baixa pressão. A primeira direção de expansão de vapor de processo de maneira correspondente corre no sentido contrário ou substancialmente contrário à segunda direção de expansão de vapor de processo.

[0014] Isso significa que a carcaça interna de alta pressão e a carcaça interna de baixa pressão são dispostas de tal modo que uma direção de fluxo de vapor de processo através da carcaça interna de alta pressão corra em sentidos opostos, em particular opostos em 180°, a uma direção de fluxo de vapor de processo através da carcaça interna de baixa pressão.

[0015] A disposição de acordo com a presente invenção da carcaça interna de alta pressão e da carcaça interna de baixa pressão constitui um aspecto diferente do desenho convencional conhecido. Nos testes que foram realizados no contexto da presente invenção, foi observado que, por meio da disposição de acordo com a presente invenção, não apenas o espaçamento entre mancais será encurtado, porém a turbina a vapor poderá também ser operada de uma maneira particularmente confiável. Devido ao menor espaçamento entre mancais, a turbina a vapor poderá ser de uma construção correspondentemente compacta. Isso resultará, por sua vez, em um desenho particularmente expediente no que diz respeito à dinâmica do rotor da turbina a vapor.

[0016] Com o uso da turbina a vapor de acordo com a presente invenção, um vapor de processo superaquecido na forma de um vapor fresco poderá ser alimentado para dentro da carcaça interna de alta pressão, a qual é girada contra a direção do vapor, e o vapor é expandido ao nível de sua pressão e de sua temperatura em um processo a frio de superaquecimento intermediário, conforme conhecido. Depois de o vapor de processo emergir a partir da carcaça interna de alta pressão, esse vapor de processo poderá ser conduzido para o superaquecedor intermediário. O vapor de processo de superaquecedor intermediário que vem do superaquecedor intermediário poderá, em seguida, ser conduzido para o interior da carcaça interna de baixa pressão que fica de frente para uma direção de fluxo principal, e ali poderá se expandir para dentro da turbina a vapor até o ponto de condensação.

[0017] A carcaça interna de baixa pressão deve ser entendida, no presente caso, como significando uma carcaça interna na qual, pelo menos em média, uma pressão mais baixa prevalece ou é gerada, ao invés de uma carcaça interna de alta pressão. Isso quer dizer que a carcaça interna de baixa pressão poderá também ser entendida em particular como significando uma carcaça interna de média pressão. Em uma variante preferida de desenho, a carcaça interna de baixa pressão deve, portanto, ser entendida como uma carcaça interna de média pressão.

[0018] O vapor de processo deve ser entendido no sentido de um vapor, em particular, um vapor de água, que flui através dos componentes da turbina a vapor durante o funcionamento da turbina a vapor.

[0019] Por meio da disposição, de acordo com a presente invenção, da carcaça interna de alta pressão e da carcaça interna de baixa pressão, forças de excitação dentro da carcaça interna de baixa pressão poderão ser minimizadas, uma vez que apenas uma pressão diferencial com relação ao processo de superaquecimento intermediário poderá atuar. O vapor de processo pode, para uma maior expansão, ser conduzido diretamente para o componente seguinte, por exemplo, para uma carcaça interna de pressão ainda mais baixa, e não precisa ser necessariamente desviado. No caso da disposição proposta, um invólucro de vedação poderá, em adição, ser omitido. Em termos específicos, em uma segunda porção de saída de vapor de processo, o vapor de processo pode ser conduzido a partir da carcaça interna de baixa pressão ou de uma carcaça interna de média pressão diretamente para dentro de uma carcaça interna de baixa pressão ou para uma carcaça interna de pressão ainda mais baixa, uma vez que a direção de expansão de vapor de processo da carcaça interna de baixa pressão ou de média pressão tem a mesma direção da direção de expansão de vapor de processo da carcaça interna de pressão ainda mais baixa.

[0020] Uma direção de expansão deve ser entendida, no presente caso, como significando uma direção na qual o vapor de processo substancialmente se movimenta ou é conduzido. Isso quer dizer que, quando o vapor de processo dentro da porção de turbina a vapor se movimenta, por exemplo, da esquerda para a direita, de uma maneira espiral ou helicoidal, isso deverá ser entendido, considerado de uma maneira mais simples, como uma direção de expansão linear para a direita. Além disso, no presente caso, uma direção de expansão deve ser entendida como uma direção de pressão a partir de uma região de alta pressão para uma região de baixa pressão ou para uma região de pressão com uma pressão mais baixa ao invés de para a região de alta pressão. De maneira correspondente, uma porção de turbina a vapor a montante deve ser entendida como uma porção que é disposta contra a direção de expansão.

[0021] De acordo com um refinamento da presente invenção, é possível que, em uma turbina a vapor, a jusante da carcaça interna de alta pressão, seja formada uma porção de desvio de vapor de processo de modo a desviar o vapor de processo a partir da primeira porção de saída de vapor em um sentido contrário à primeira direção de expansão de vapor para uma linha de refrigeração da turbina a vapor, sendo que a linha de refrigeração é formada em uma região adjacente à carcaça interna de alta pressão. Desta maneira, um vapor de processo a frio pode ser usado de uma maneira simples e com economia de espaço para o resfriamento da carcaça externa de turbina a vapor e, por conseguinte, para o resfriamento da turbina a vapor. Isso tem o resultado, por sua vez, de a turbina a vapor ficar protegida contra um superaquecimento e poderá, portanto, ser operada de uma maneira particularmente confiável. Para esse fim, o vapor de processo a partir da carcaça interna de alta pressão pode ser desviado para uma direção de fluxo principal e conduzido em torno do lado externo da carcaça interna de alta pressão. Para um desejado efeito de resfriamento, a linha de refrigeração é disposta ou formada ao longo de uma parede interna da carcaça externa de turbina a vapor e/ou ao longo de uma parede externa da carcaça interna de alta pressão.

[0022] Além disso, é possível que, no caso de uma turbina a vapor de acordo com a presente invenção, a linha de refrigeração fique disposta pelo menos em certas porções entre, em particular diretamente entre, uma parede interna da carcaça externa de turbina a vapor e uma parede externa da carcaça interna de alta pressão. Isso significa que o vapor de processo pode ser conduzido pelo menos em certas porções ao redor da carcaça interna de alta pressão ou ao longo da carcaça interna de alta pressão e poderá, em seguida, ser descarregado direta ou indiretamente através da carcaça externa de turbina a vapor para o superaquecedor intermediário. Um efeito de resfriamento vantajoso para a carcaça externa de turbina a vapor poderá ser obtido desta maneira.

[0023] Além disso, é também possível que, no caso de uma turbina a vapor de acordo com a presente invenção, a linha de refrigeração fique, em adição ou em alternativa, disposta pelo menos em certas porções entre, em particular diretamente entre, uma parede interna da carcaça externa de turbina a vapor e uma parede externa da carcaça interna de baixa pressão. Isso significa que o vapor de processo poderá, além disso, ser conduzido pelo menos em certas porções em volta da carcaça interna de baixa pressão ou ao longo da carcaça interna de baixa pressão e poderá, em seguida, ser descarregado através da carcaça externa de turbina a vapor para o superaquecedor intermediário. Desta maneira, o efeito de resfriamento para a carcaça externa de turbina a vapor poderá ser ainda mais intensificado. Considerado como um todo, um sistema de refrigeração que funciona de maneira particularmente compacta, eficaz e confiável para a turbina a vapor é, assim, criado.

[0024] Além disso, no caso de uma turbina a vapor de acordo com a presente invenção, é, além disso, possível que, em uma porção de extremidade a montante da carcaça interna de alta pressão, na qual a primeira porção de entrada de vapor de processo é formada, seja disposto um invólucro de vedação de alta pressão de modo a vedar a porção de extremidade a montante da carcaça interna de alta pressão e, em uma porção de extremidade a montante da carcaça interna de baixa pressão, na qual a segunda porção de entrada de vapor de processo é formada, seja disposto um invólucro de vedação de baixa pressão de modo a vedar a porção de extremidade a montante da carcaça interna de baixa pressão, sendo que o invólucro de vedação de alta pressão e o invólucro de vedação de baixa pressão são dispostos adjacentes um com relação ao outro. Nos testes que foram realizados no contexto da presente invenção, foi observado que uma turbina a vapor com dois invólucros de vedação nessa região é fácil de montar, desmontar, manter e reparar. Um desenho relativamente compacto poderá, mesmo assim, ser obtido. Uma disposição adjacente deve ser entendida, no presente caso, como significando uma disposição próxima uma com relação à outra, ou seja, não imperativamente seguida diretamente uma com relação à outra. Isso quer dizer que, ainda outros componentes poderão ser dispostos entre os invólucros de vedação, ou os dois invólucros de vedação poderão, de preferência, ser dispostos próximos um com relação ao outro com um pequeno espaçamento, mas não diretamente um contra o outro.

[0025] De maneira alternativa, é possível que, no caso de uma turbina a vapor de acordo com a presente invenção, em uma porção de extremidade a montante da carcaça interna de alta pressão, na qual a primeira porção de entrada de vapor de processo é formada, e em uma porção de extremidade a montante da carcaça interna de baixa pressão, na qual a segunda porção de entrada de vapor de processo é formada, seja disposto um invólucro de vedação comum de modo a vedar as duas porções de extremidade. Por meio desse desenho ou providência, uma turbina a vapor poderá ser provida de uma forma particularmente compacta. Além disso, o uso de um outro invólucro de vedação poderá ser omitido. Isso resultará em uma economia de peso no caso da turbina a vapor como também em uma redução de esforço logístico na produção da turbina a vapor.

[0026] Além disso, no caso de uma turbina a vapor de acordo com a presente invenção, em uma porção de extremidade a jusante da carcaça interna de baixa pressão, pode ser formada uma rede de vedação de modo a vedar uma região de turbina a vapor entre a porção de extremidade a jusante da carcaça interna de baixa pressão e a carcaça externa de turbina a vapor. No caso da turbina a vapor de acordo com a presente invenção, o vapor de processo flui ao redor da carcaça interna de baixa pressão durante o seu funcionamento, e, ao mesmo tempo, a carcaça interna de alta pressão é separada da carcaça interna de baixa pressão pela rede de vedação, cuja carcaça é de preferência formada como uma rede de vedação integrada sobre a porção de extremidade a jusante da carcaça interna de baixa pressão. Em função do uso da rede de vedação, um invólucro de vedação interno na porção de extremidade a jusante da carcaça interna de baixa pressão poderá ser omitido. A rede de vedação apresenta uma construção muito menos complexa que a construção de um invólucro de vedação. Deve- se destacar que, nesse contexto, no presente caso, um invólucro de vedação deve ser entendido como um invólucro de vedação, invólucro esse muito comum na técnica anterior e o qual não será, portanto, descrito em detalhe no presente documento.

[0027] Além disso, pode ser vantajoso que o superaquecedor intermediário seja disposto do lado de fora da carcaça externa de turbina a vapor. Isso será particularmente vantajoso com relação às operações de montagem, desmontagem, manutenção e conserto da turbina a vapor.

[0028] No caso de uma turbina a vapor de acordo com a presente invenção, será ainda possível que a carcaça interna de alta pressão e que a carcaça interna de baixa pressão sejam providas como componentes separados. Isso terá a vantagem de que a turbina a vapor poderá ser construída de maneira fácil e econômica de acordo com um princípio modular. A presente invenção se refere, nesse contexto, à expansão do vapor de processo em uma única carcaça externa de turbina a vapor de uma alta pressão para uma pressão abaixo de uma pressão de superaquecimento intermediário. Uma expansão à baixa pressão poderá ser feita em uma porção separada da mesma turbina a vapor ou em uma turbina a vapor de baixa pressão separada.

[0029] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é provido um método de operação de uma turbina a vapor tal como apresentado acima em detalhe. Um método de acordo com a presente invenção, deste modo, produz as mesmas vantagens como as que foram descritas em detalhe com referência à turbina a vapor de acordo com a presente invenção. O método tem as seguintes etapas: - a condução de um vapor de processo vindo de uma fonte de vapor de processo através da primeira porção de entrada de vapor de processo para dentro da carcaça interna de alta pressão, - a condução do vapor de processo a partir da primeira porção de entrada de vapor de processo para a primeira porção de saída de vapor de processo, e - a condução do vapor de processo através da primeira porção de saída de vapor de processo a partir da carcaça interna de alta pressão através da porção de desvio de vapor de processo e da linha de refrigeração para o superaquecedor intermediário.

[0030] Por meio do método acima apresentado, a turbina a vapor poderá ser resfriada de uma maneira simples e compacta. Por meio de uma refrigeração confiável da turbina a vapor, a mesma poderá também ser operada de uma maneira confiável. De um modo tradicional, é provido um método para a refrigeração confiável de uma turbina a vapor.

[0031] Outras providências que aperfeiçoam a presente invenção poderão emergir a partir da descrição de diversas modalidades exemplares da presente invenção a seguir, cujas modalidades se encontram esquematicamente ilustradas nos desenhos. Todas as características e/ou vantagens que emergem a partir das reivindicações, do presente relatório descritivo ou dos desenhos, incluindo detalhes de projeto e disposições espaciais, podem ser essenciais à presente invenção tanto por si próprios como de acordo com suas várias combinações.

[0032] Nos desenhos, em cada caso, esquematicamente:

[0033] A Figura 1 mostra um diagrama em blocos de modo a ilustrar uma turbina a vapor de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção, e

[0034] A Figura 2 mostra um diagrama em blocos de modo a ilustrar uma turbina a vapor de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.

[0035] Os elementos com uma função ou com um modo de ação idênticos são indicados, em cada caso, pelos mesmos numerais de referência em ambas as Figuras 1 e 2.

[0036] A Figura 1 ilustra uma turbina a vapor 1a de acordo com uma primeira modalidade. A turbina a vapor 1a é dotada de uma carcaça externa de turbina a vapor 20, na qual são situadas uma carcaça interna de alta pressão 30, uma carcaça interna de baixa pressão 40 sob a forma de uma carcaça interna de média pressão, e uma carcaça interna de pressão ainda mais baixa 90. É disposto a montante da carcaça interna de alta pressão 30 um vapor fresco ou uma fonte de vapor de processo 10 para o suprimento do vapor de processo para a carcaça interna de alta pressão 30. A carcaça interna de alta pressão 30 é dotada de uma primeira porção de entrada de vapor de processo 31 e uma primeira porção de saída de vapor de processo 32 para a condução do vapor de processo através da carcaça interna de alta pressão 30 a partir da primeira porção de entrada de vapor de processo 31 para a primeira porção de saída de vapor de processo 32 em uma primeira direção de expansão de vapor de processo 33. A carcaça interna de baixa pressão 40 é dotada de uma segunda porção de entrada de vapor de processo 41 e uma segunda porção de saída de vapor de processo 42 para a condução do vapor de processo através da carcaça interna de baixa pressão 40 a partir da segunda porção de entrada de vapor de processo 41 para a segunda porção de saída de vapor de processo 42 em uma segunda direção de expansão de vapor de processo 43. A turbina a vapor 1a, além disso, é dotada de um superaquecedor intermediário 50, que é disposto a jusante da carcaça interna de alta pressão 30 e a montante da carcaça interna de baixa pressão 40.

[0037] Tal como ilustrado na Figura 1, a carcaça interna de alta pressão 30 e a carcaça interna de baixa pressão 40 são dispostas de tal modo que a primeira porção de entrada de vapor 31 da carcaça interna de alta pressão 30 fique de frente para a segunda porção de entrada de vapor 41 da carcaça interna de baixa pressão 40.

[0038] A jusante da carcaça interna de alta pressão 30, a turbina a vapor 1a é dotada de uma porção de desvio de vapor de processo 60 de modo a desviar o vapor de processo a partir da primeira porção de saída de vapor 32 em um sentido contrário à primeira direção de expansão de vapor 33 para uma linha de refrigeração 70 da turbina a vapor 1a. A linha de refrigeração 70 é formada dentro da carcaça externa de turbina a vapor 20 em uma região adjacente à carcaça interna de alta pressão 30. A linha de refrigeração 70 é ainda disposta em certas porções entre uma parede interna da carcaça externa de turbina a vapor 20 e uma parede externa da carcaça interna de alta pressão 30. Além disso, a linha de refrigeração 70 é disposta em certas porções entre uma parede interna da carcaça externa de turbina a vapor 20 e uma parede externa da carcaça interna de baixa pressão 40.

[0039] De acordo com a primeira modalidade, em uma porção de extremidade a montante da carcaça interna de alta pressão 30, na qual a primeira porção de entrada de vapor de processo 31 é formada, é disposto um invólucro de vedação de alta pressão 34 de modo a pelo menos parcialmente vedar a porção de extremidade a montante da carcaça interna de alta pressão 30. Além disso, em uma porção de extremidade a montante da carcaça interna de baixa pressão 40, na qual a segunda porção de entrada de vapor de processo 41 é formada, é disposto um invólucro de vedação de baixa pressão 44 de modo a pelo menos parcialmente vedar a porção de extremidade a montante da carcaça interna de baixa pressão 40. O invólucro de vedação de alta pressão 34 e o invólucro de vedação de baixa pressão 44 são dispostos adjacentes um com relação ao outro. Em uma porção de extremidade a jusante da carcaça interna de alta pressão 30, na qual a primeira porção de saída de vapor de processo 32 é formada, é disposto um outro invólucro de vedação de alta pressão 35 de modo a pelo menos parcialmente vedar a porção de extremidade a jusante da carcaça interna de alta pressão 30.

[0040] Em uma porção de extremidade a jusante da carcaça interna de baixa pressão 40, é formada uma rede de vedação 80 de modo a vedar uma região de turbina a vapor entre a porção de extremidade a jusante da carcaça interna de baixa pressão 40 e a carcaça externa de turbina a vapor 20. O superaquecedor intermediário é disposto do lado de fora da carcaça externa de turbina a vapor 20. A carcaça interna de alta pressão 30 e a carcaça interna de baixa pressão 40 são providas como componentes separados de uma carcaça externa de turbina a vapor comum 20.

[0041] Uma turbina a vapor 1b de acordo com uma segunda modalidade será descrita com referência à Figura 2. A turbina a vapor 1b de acordo com a segunda modalidade corresponde substancialmente à turbina a vapor 1a de acordo com a primeira modalidade. Ao invés dos dois invólucros de vedação separados ou do invólucro de vedação de alta pressão 34 e do invólucro de vedação de baixa pressão 44, apenas um único invólucro de vedação 100 é disposto entre a carcaça interna de alta pressão 30 e a carcaça interna de baixa pressão 40.

[0042] Um método de acordo com uma modalidade será descrit a seguir com referência à Figura 1. No contexto do método, primeiramente observa-se um caso no qual o vapor de processo vindo da fonte de vapor de processo 10 é conduzido através da primeira porção de entrada de vapor de processo 31 para dentro da carcaça interna de alta pressão 30. Em seguida, o vapor de processo é conduzido a partir da primeira porção de entrada de vapor de processo 31 para a primeira porção de saída de vapor de processo 32 e, em seguida, através da primeira porção de saída de vapor de processo 32 a partir da carcaça interna de alta pressão 30 através da porção de desvio de vapor de processo 60 e da linha de refrigeração 70 para o superaquecedor intermediário 50. Nesse caso, o vapor de processo é conduzido através da linha de refrigeração 70, com a finalidade de resfriar a carcaça externa de turbina a vapor 20 ou a turbina a vapor 1a ao longo da carcaça interna de alta pressão 30 e ao longo da carcaça interna de baixa pressão 40. Depois de o vapor de processo ser aquecido a uma temperatura predefinida e a uma pressão constante dentro do superaquecedor intermediário 50, o vapor de processo aquecido ou superaquecido é conduzido a partir do superaquecedor intermediário 50 através da segunda porção de entrada de vapor de processo 41 para dentro da carcaça interna de baixa pressão ou de média pressão. A partir desse ponto, o vapor de processo é conduzido, mantendo a mesma direção de expansão, ainda mais para dentro da carcaça interna de baixa pressão. Com relação a esse aspecto, o vapor de processo poderá se expandir ainda mais e condensar. Lista dos Numerais de Referência: 1 - Turbina a vapor 10 - Fonte de vapor de processo 20 - Carcaça externa de turbina 30 - Carcaça interna de alta pressão 31 - Primeira porção de entrada de vapor de processo 32 - Primeira porção de saída de vapor de processo 33 - Primeira direção de expansão de vapor de processo 34 - Invólucro de vedação de alta pressão 35 - Invólucro de vedação de alta pressão 40 - Carcaça interna de baixa pressão 41 - Segunda porção de entrada de vapor de processo 42 - Segunda porção de saída de vapor de processo 43 - Segunda direção de expansão de vapor de processo 44 - Invólucro de vedação de baixa pressão 50 - Superaquecedor intermediário 60 - Porção de desvio de vapor de processo 70 - Linha de refrigeração 80 - -Rede de vedação 90 - Carcaça interna de baixa pressão 100 - Invólucro de vedação

Claims (9)

1. Turbina a vapor (1a; 1b), tendo uma carcaça externa de turbina a vapor (20), uma carcaça interna de alta pressão (30) com uma primeira porção de entrada de vapor de processo (31) e uma primeira porção de saída de vapor de processo (32) para condução do vapor de processo através da carcaça interna de alta pressão (30) a partir da primeira porção de entrada de vapor de processo (31) para a primeira porção de saída de vapor de processo (32) em uma primeira direção de expansão de vapor de processo (33), uma carcaça interna de baixa pressão (40) com uma segunda porção de entrada de vapor de processo (41) e uma segunda porção de saída de vapor de processo (42) para condução do vapor de processo através da carcaça interna de baixa pressão (40) a partir da segunda porção de entrada de vapor de processo (41) para a segunda porção de saída de vapor de processo (42) em uma segunda direção de expansão de vapor de processo (43), e um superaquecedor intermediário (50) que é disposto a jusante da carcaça interna de alta pressão (30) e a montante da carcaça interna de baixa pressão (40), sendo que a carcaça interna de alta pressão (30) e a carcaça interna de baixa pressão (40) são dispostas dentro da carcaça externa de turbina a vapor (20), e em que, a carcaça interna de alta pressão (30) e a carcaça interna de baixa pressão (40) são dispostas de tal modo que a primeira porção de entrada de vapor (31) da carcaça interna de alta pressão (30) fique de frente para a segunda porção de entrada de vapor (41) da carcaça interna de baixa pressão (40), caracterizada pelo fato de que, a jusante da carcaça interna de alta pressão (30), é formada uma porção de desvio de vapor de processo (60) de modo a desviar o vapor de processo a partir da primeira porção de saída de vapor (32) em um sentido contrário à primeira direção de expansão de vapor (33) para uma linha de refrigeração (70) da turbina a vapor (1a; 1b), de modo que o vapor de processo possa ser conduzido ao redor da parte externa da carcaça interna de alta pressão, e sendo que a linha de refrigeração (70) é formada em uma região adjacente à carcaça interna de alta pressão (30).

2. Turbina a vapor (1a; 1b), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a linha de refrigeração (70) é disposta pelo menos em certas porções entre, em particular diretamente entre, uma parede interna da carcaça externa de turbina a vapor (20) e uma parede externa da carcaça interna de alta pressão (30).

3. Turbina a vapor (1a; 1b), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a linha de refrigeração (70) é disposta pelo menos em certas porções entre, em particular diretamente entre, uma parede interna da carcaça externa de turbina a vapor (20) e uma parede externa da carcaça interna de baixa pressão (40).

4. Turbina a vapor (1a), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que em uma porção de extremidade a montante da carcaça interna de alta pressão (30), na qual a primeira porção de entrada de vapor de processo (31) é formada, é disposto um invólucro de vedação de alta pressão (34) de modo a pelo menos parcialmente vedar a porção de extremidade a montante da carcaça interna de alta pressão (30) e, em uma porção de extremidade a montante da carcaça interna de baixa pressão (40), na qual a segunda porção de entrada de vapor de processo (41) é formada, é disposto um invólucro de vedação de baixa pressão (44) de modo a pelo menos parcialmente vedar a porção de extremidade a montante da carcaça interna de baixa pressão (40), sendo que o invólucro de vedação de alta pressão (34) e o invólucro de vedação de baixa pressão (44) são dispostos adjacentes um com relação ao outro.

5. Turbina a vapor (1b), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que em uma porção de extremidade a montante da carcaça interna de alta pressão (30), na qual a primeira porção de entrada de vapor de processo (31) é formada, e em uma porção de extremidade a montante da carcaça interna de baixa pressão (40), na qual a segunda porção de entrada de vapor de processo (41) é formada, é disposto um invólucro de vedação comum (100) de modo a pelo menos parcialmente vedar as duas porções de extremidade.

6. Turbina a vapor (1a; 1b), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que em uma porção de extremidade a jusante da carcaça interna de baixa pressão (40), é formada uma rede de vedação (80) de modo a vedar uma região de turbina a vapor entre a porção de extremidade a jusante da carcaça interna de baixa pressão (40) e a carcaça externa de turbina a vapor (20).

7. Turbina a vapor (1a; 1b), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o superaquecedor intermediário é disposto do lado de fora da carcaça externa de turbina a vapor (20).

8. Turbina a vapor (1a; 1b), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a carcaça interna de alta pressão (30) e a carcaça interna de baixa pressão (40) são providas como componentes separados em uma única carcaça externa de turbina a vapor (20).

9. Método de operação de uma turbina a vapor (1a; 1b), como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - conduzir o vapor de processo vindo de uma fonte de vapor de processo (10) através da primeira porção de entrada de vapor de processo (31) para dentro da carcaça interna de alta pressão (30), - conduzir o vapor de processo a partir da primeira porção de entrada de vapor de processo (31) para a primeira porção de saída de vapor de processo (32), e - conduzir o vapor de processo através da primeira porção de saída de vapor de processo (32) a partir da carcaça interna de alta pressão (30) através da porção de desvio de vapor de processo e da linha de refrigeração (70) para o superaquecedor intermediário (50)