[發(fā)明專利]軸流汽輪機(jī)用非對稱隔板靜葉柵和噴嘴組內(nèi)非對稱葉片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010227259.1
• 申請日: 2010-07-07
• 公開（公告）號: CN102052095A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐星仲;徐克鵬;陳青;李寶清;王勝利;史延馥;陳春峰;張建英
• 申請（專利權(quán)）人: 北京全四維動力科技有限公司
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軸流汽輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，是一種軸流汽輪機(jī)用非對稱隔板靜葉柵和噴嘴組內(nèi)非對稱葉片，應(yīng)用于存在嚴(yán)重非均勻來流的軸流汽輪機(jī)隔板靜葉柵和噴嘴組。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的軸流式汽輪機(jī)的隔板靜葉柵和噴嘴組設(shè)計均采用軸向?qū)ΨQ、周向均勻的葉片布置方式。而實際汽輪機(jī)中存在大量非對稱非均勻蒸汽來流，在這種情況下采用軸向?qū)ΨQ、周向均勻的葉片布置方式，將導(dǎo)致葉片存在很大且變化不一的攻角，由此導(dǎo)致葉片通道內(nèi)出現(xiàn)程度不一的汽流分離，一方面增加了當(dāng)?shù)氐牧鲃訐p失，另一方面導(dǎo)致了相應(yīng)葉片通道內(nèi)汽流分布的不均勻性。葉片通道內(nèi)汽流分布的不均勻一方面增加了葉片通道內(nèi)的流動損失，另一方面導(dǎo)致了相應(yīng)葉片通道內(nèi)汽流分布的不均勻性。葉片通道內(nèi)汽流分布的不均勻一方面增加了葉片通道內(nèi)的流動損失，另一方面增加了葉片通道出口的汽流激振力的頻率和幅值的變化范圍，對相鄰的動葉產(chǎn)生復(fù)雜的蒸汽激振，影響汽輪機(jī)的安全運行。

見圖1，為一個常規(guī)隔板靜葉柵上半沿節(jié)圓位置的展開圖及非均勻來流情況下流場示意圖。一般情況下汽輪機(jī)內(nèi)存在嚴(yán)重蒸汽來流不均勻的部位有以下幾類：

1.采用噴嘴配汽的調(diào)節(jié)級噴嘴組：

大量汽輪機(jī)采用噴嘴配汽方式，一般情況下蒸汽室內(nèi)的汽流存在嚴(yán)重的不均勻性，調(diào)節(jié)級的焓降在汽輪機(jī)高壓缸中占了較大比重，其效率的提高對于整個汽輪機(jī)影響較大，此外調(diào)節(jié)級動葉片處于復(fù)雜的運行環(huán)境下，在汽輪機(jī)故障中占較大比重，減少汽流的不均勻性，降低由此引發(fā)的汽流激振力的幅值和頻率變化范圍對汽輪機(jī)的安全運行非常重要。

2.前一級部分進(jìn)汽度較小的壓力級：

小型汽輪機(jī)的高壓前幾級通常會采用部分進(jìn)汽，而且有時候部分進(jìn)汽度會很小，在這種情況下，該級出口的蒸汽會很不均勻，也就是后一級蒸汽來流非常不均勻。若采用傳統(tǒng)的均勻布置的靜葉柵結(jié)構(gòu)，勢必會造成較大的流動損失，同時由于葉片通道中汽流分布的不均勻性導(dǎo)致的汽流激振力的幅值和頻率變化范圍也會很大，對相鄰動葉片葉片的安全運行很不利。

3.存在非均勻進(jìn)汽的再熱第一級、存在大量非調(diào)整抽汽的抽汽口后級、存在大量非對稱補(bǔ)汽的級。

很多汽輪機(jī)的再熱進(jìn)汽進(jìn)汽室設(shè)計不好，由此導(dǎo)致再熱第一級蒸汽來流嚴(yán)重不均勻；大量汽輪機(jī)中存在著非調(diào)整抽汽，一般的回?zé)岢槠麑Σ痪鶆蛐缘挠绊戄^小，而某些汽輪機(jī)的非調(diào)整抽汽量很大，由此導(dǎo)致了其級后蒸汽的不均勻性加大；對于余熱利用型和聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)，經(jīng)常存在著大量的補(bǔ)充蒸汽，大量補(bǔ)充蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)也導(dǎo)致了蒸汽流動的不均勻性。同樣，上述情況下流動的不均勻性一方面導(dǎo)致效率降低，另一方面對相鄰動葉片造成較大幅度和頻率變化范圍的激振力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是公開一種軸流汽輪機(jī)用非對稱隔板靜葉柵和噴嘴組內(nèi)非對稱葉片，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，降低流動損失，減少激振力的幅值和頻率變化范圍，提高相鄰動葉片的安全性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種軸流汽輪機(jī)用非對稱隔板靜葉柵和噴嘴組內(nèi)非對稱葉片，其隔板靜葉柵和噴嘴組內(nèi)的葉片為軸向非對稱、周向非均勻設(shè)計。

所述的軸流汽輪機(jī)用非對稱隔板靜葉柵和噴嘴組內(nèi)非對稱葉片，其所述軸向非對稱、周向非均勻設(shè)計，是隔板靜葉柵，采用大、小葉片分流葉柵結(jié)構(gòu)，小葉片為一種型線，大葉片進(jìn)汽段各不相同，各葉片出汽邊節(jié)距、出汽角相同。

所述的軸流汽輪機(jī)用非對稱靜葉柵和噴嘴組內(nèi)非對稱葉片，其所述軸向非對稱、周向非均勻設(shè)計，是在噴嘴配汽的調(diào)節(jié)級噴嘴組內(nèi)的葉片，其進(jìn)汽段各不相同，各葉片出汽邊節(jié)距相同、出汽角相同。

所述的軸流汽輪機(jī)用非對稱靜葉柵和噴嘴組內(nèi)非對稱葉片，其所述軸向非對稱、周向非均勻設(shè)計，是隔板靜葉柵不采用大小葉片分流葉柵結(jié)構(gòu)，對應(yīng)于不均勻的蒸汽來流設(shè)計不同的葉片進(jìn)汽段；設(shè)計時，按照當(dāng)?shù)貋砹鞯姆较颍{(diào)整葉片的進(jìn)汽段，使得當(dāng)?shù)厝~片攻角不超過±10°，并保持進(jìn)汽段與葉身的光滑連接，使相鄰葉片形成收斂通道，各葉片的出汽邊節(jié)距和出汽角度相同。

所述的軸流汽輪機(jī)用非對稱靜葉柵和噴嘴組內(nèi)非對稱葉片，其所述采用大、小葉片分流葉柵結(jié)構(gòu)，為軸流式汽輪機(jī)隔板靜葉柵時，其葉片的分布為：在靠近中分面的位置，葉片的分布為1個大葉片+1個小葉片，其余位置為1個大葉片+2或3個小葉片。

所述的軸流汽輪機(jī)用非對稱靜葉柵和噴嘴組內(nèi)非對稱葉片，其所述軸流式汽輪機(jī)隔板靜葉柵，其大葉片的進(jìn)汽段各不相同，依據(jù)不均勻的蒸汽來流設(shè)計；設(shè)計時，按照當(dāng)?shù)貋砹鞯姆较颍{(diào)整大葉片的進(jìn)汽段，使得當(dāng)?shù)厝~片攻角不超過±10°，并保持進(jìn)汽段與葉身的光滑連接，使相鄰葉片形成收斂通道，大小葉片的出汽邊節(jié)距、出口角度相同。