[實(shí)用新型]新型適用于汽輪機(jī)變工況運(yùn)行的高壓級(jí)隔板靜葉柵

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820233398.3
• 申請(qǐng)日: 2008-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201330620Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張忠海;屠姍;周奇;徐大偉;高權(quán);林坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東齊魯電機(jī)制造有限公司
• 主分類號(hào): F01D9/02
• 分類號(hào): F01D9/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張 勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種沖動(dòng)式汽輪機(jī)隔板靜葉柵，尤其涉及一種適用于汽輪機(jī)變工況運(yùn)行的高壓級(jí)隔板靜葉柵。

背景技術(shù)

承擔(dān)熱能與電能兩種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)的熱力發(fā)電廠的汽輪機(jī)組稱為熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī)。汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)條件下的運(yùn)行工況稱為設(shè)計(jì)工況。熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，易受外界對(duì)熱電負(fù)荷要求的變化、蒸汽參數(shù)波動(dòng)等因素影響，從而引起汽輪機(jī)組內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)以及零部件受力情況的變化，這種偏離設(shè)計(jì)工況的運(yùn)行工況稱為汽輪機(jī)的變工況。為了提高熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī)在變工況下運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性，就要求在汽輪機(jī)通流設(shè)計(jì)過(guò)程中選用適應(yīng)變工況運(yùn)行的損失小、強(qiáng)度高的葉型。

汽輪機(jī)葉型按照工作原理可分為沖動(dòng)式葉型和反動(dòng)式葉型。在沖動(dòng)式葉型構(gòu)成的級(jí)中汽流的膨脹加速主要在靜葉柵中進(jìn)行，動(dòng)葉柵的作用是把蒸汽動(dòng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。在汽輪機(jī)中用相同葉型、相同安裝角按等距離排列形成的葉列稱為葉柵；在葉柵中兩相鄰葉型間形成的通道稱為葉柵流道；蒸汽在葉柵流道中完成從熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的整個(gè)過(guò)程，所以葉型是汽輪機(jī)通流部分效率的主要決定因素。葉型損失是指汽流繞葉柵流動(dòng)時(shí)的能量損失，它包括葉型表面上附面層中的摩擦損失以及葉片出汽邊的尾跡損失。

葉型內(nèi)弧面兩點(diǎn)公用切線與葉輪周線的交角稱為葉型安裝角。進(jìn)汽角是指汽流進(jìn)入葉柵流道時(shí)的方向與葉型額線之間所形成的夾角。進(jìn)汽角與葉柵幾何進(jìn)口角的夾角稱為沖角，其是汽輪機(jī)變工況運(yùn)行時(shí)對(duì)葉柵損失有較大影響的因素之一。

在高溫高壓汽輪機(jī)通流部分設(shè)計(jì)方案中，由于高壓部分通流面積小，葉片高度短，且沖動(dòng)式汽輪機(jī)靜葉前后壓差大，隔板軸向?qū)挾容^大。早期設(shè)計(jì)采用窄葉片外加加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，如圖3所示。由于加強(qiáng)筋的型線與葉型不匹配，且加強(qiáng)筋與窄葉片不能實(shí)現(xiàn)完全對(duì)齊，所以造成高壓隔板靜葉柵蒸汽流動(dòng)損失大。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有汽輪機(jī)高壓級(jí)組隔板靜葉柵設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，提供了一種高效率、高強(qiáng)度，完全適應(yīng)熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī)變工況運(yùn)行的新型適用于汽輪機(jī)變工況運(yùn)行的高壓級(jí)隔板靜葉柵。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種新型適用于汽輪機(jī)變工況運(yùn)行的高壓級(jí)隔板靜葉柵，它包括隔板外環(huán)，在隔板外環(huán)內(nèi)側(cè)設(shè)有隔板外圍帶，與隔板外圍帶對(duì)應(yīng)的是隔板內(nèi)圍帶，隔板內(nèi)圍帶安裝在隔板體上，所述隔板外圍與隔板內(nèi)圍帶間設(shè)有多個(gè)主流葉柵和多個(gè)進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵，主流葉柵和進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵沿隔板體圓周方向在水平中分面處為間隔布置方式，即兩相鄰進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵間設(shè)有至少一個(gè)主流葉柵；同時(shí)，在隔板體圓周的其余各處則均勻的安裝主流葉柵；各主流葉柵和各進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵采用相同的內(nèi)背弧出汽側(cè)型線，相鄰兩進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵間構(gòu)成導(dǎo)流流道，主流葉柵間及主流葉柵與進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵間構(gòu)成主流流道。

所述主流葉柵葉片數(shù)n與進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵葉片數(shù)N的關(guān)系為：2(N-6)≤n≤2N。

所述主流葉柵型線采用小進(jìn)汽側(cè)內(nèi)背弧過(guò)渡圓結(jié)構(gòu)；同時(shí)進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵型線也采用小進(jìn)汽側(cè)內(nèi)背弧過(guò)渡圓結(jié)構(gòu)。

所述進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵安裝角βs1＝68°～76°；主流葉柵安裝角βs2＝36°～44°

所述主流葉柵間以及進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵和主流葉柵間的節(jié)距相同。

所述進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵與主流葉柵的出汽邊厚度一致，同時(shí)兩類葉柵型線具有相同的最大厚度。

本實(shí)用新型的新型隔板靜葉柵由主流葉柵和進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵組成，二者采用相同的內(nèi)背弧出汽側(cè)型線，蒸汽進(jìn)入隔板的通流區(qū)域首先經(jīng)過(guò)進(jìn)汽邊加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵構(gòu)成的導(dǎo)流流道對(duì)汽流進(jìn)行導(dǎo)流，然后再進(jìn)入主流葉柵間及主流葉柵與加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵間的主流流道完成膨脹加速。除在隔板水平中分面處采用主流葉柵與加長(zhǎng)導(dǎo)流葉柵間隔布置外，在隔板圓周方向上其余各處均采用多主流葉柵布置方式。

主流葉柵采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)控制葉片內(nèi)背弧型線使汽流膨脹加速區(qū)往葉型出汽邊后移，葉型表面大部分區(qū)域的附面層處于層流態(tài)，減少葉型摩擦損失，使背弧面出汽側(cè)的邊界層不易產(chǎn)生脫流，從而減少葉型尾跡區(qū)；葉柵通道前段內(nèi)背弧面的壓差較小，橫向壓力梯度也較小，從而推遲了根部端壁二次流的生成和發(fā)展，葉柵流道后半段因汽流膨脹加速，主流區(qū)的速度較高，減小了葉柵根部和頂部附面層汽流的堆積，使二次流損失降低。二種先進(jìn)的葉型設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，有效地減少了葉型損失。