[實用新型]一種轉轂式結構的沖動式汽輪機

有效

• 申請號: 201220171439.7
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN202645639U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 任江濤;紀凱;唐囡;付學偉;靖維勛;馬子陽;苗亮亮;劉偉陽
• 申請（專利權）人: 西安陜鼓汽輪機有限公司
• 主分類號: F01D1/32
• 分類號: F01D1/32;F01D25/16;F01D9/02;F01D5/30;F01D5/14
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本實用新型涉及一種汽輪機，特別是一種轉轂式結構的沖動式汽輪機。?

背景技術

汽輪機是利用高溫、高壓蒸汽的內能經過渦輪膨脹做功來驅動發電機或泵、風機、壓縮機等的動力設備，在電廠、鋼鐵、石化等領域應用十分廣泛。汽輪機按工作原理可分為沖動式汽輪機和反動式汽輪機。沖動式汽輪機中蒸汽在每級中的焓降僅產生在隔板的噴嘴組中，動葉柵的前后由于沒有焓降故而壓力相等，常做成盤式結構，稱為輪盤。輪盤上開有平衡孔，保證輪盤兩側無軸向推力。輪盤套裝在主軸上，或者和主軸一起加工而成。?

汽輪機除了用在發電領域，還被大量使用在拖動機組中，用以驅動泵、風機、壓縮機等，圖1為傳統的沖動式汽輪機剖面圖，整個汽輪機的通流部分由汽缸C與大氣隔開，形成封閉的汽室。新蒸汽進入汽室后通過調節汽閥A控制進汽量，然后進入噴嘴組E中膨脹，將蒸汽的熱能轉換為動能，而后高速蒸汽流經動葉柵做功，蒸汽的動能轉換為透平旋轉的機械能輸出到被驅動機。這種機組的隔板D是由隔板體和噴嘴E焊接構成的，隔板D安裝在汽缸C上；轉子由主軸H和裝在主軸上的動葉片F組成，動葉F安裝在主軸上的輪盤G輪緣的槽子內。一組噴嘴和一列動葉組成汽輪機的級，每級隔板中的噴嘴組和裝在輪盤上的動葉柵形成汽流的通道，將蒸汽的內能轉化為轉子旋轉的機械能輸出到被驅動機。?

隨著被驅動機組要求的轉速越來越高，沖動式汽輪機的輪盤式結構在空間布置及葉輪強度方面已不能滿足要求。特別在額定轉速超過12000r/min，工作轉速逼近或進入轉子的臨界區，使機組振動大，壽命嚴重縮短，甚至機組不能正常開啟；且由于葉片的離心拉應力和轉速的平方成正比，在如此高的轉速下，如果采用常規葉輪、葉根結構，葉輪強度和動葉強度都無法滿足安全要求，會由于動葉離心力太大而導致葉輪、葉片斷裂，給整個汽輪驅動機組帶來毀滅性災害。因此，研究一種軸向距離短，轉子各部分強度、剛性好的沖動式汽輪機是十分有必要的。?

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在于，提供一種轉轂式結構的沖動式汽輪機，該汽輪機的轉子具有很好的強度和剛度，完全能夠保證機組在12000r/min的轉速以上安全運行。?

為了達到上述目的，提高旋轉部件的強度、縮短軸向尺寸是問題的關鍵，本實用新型采取如下的技術解決方案：?

一種轉轂式結構的沖動式汽輪機，其特征在于，包括調節汽閥、噴嘴組、調節級動葉片、汽缸、噴嘴持環、噴嘴葉柵、動葉、主軸、后軸承、葉輪、前軸承、止推軸承和前軸承座，其中，調節汽閥安裝在通往汽缸的流道上，前軸承座和后軸承座位于汽缸的前、后兩端；前軸承座和后軸承座分別通過前軸承和后軸承支撐主軸；

汽輪機的調節級上的多個噴嘴焊接組成噴嘴組，調節級對應的主軸外圓周上設置葉輪，且葉輪與主軸為一體，噴嘴組安裝在汽缸上；調節級動葉片安裝在葉輪外圓；

壓力級對應的主軸是呈輪轂型的轉子體主軸，動葉的葉根安裝在轉子體上的轉轂T形葉根槽內；汽缸內壁上固定有環狀的噴嘴持環，壓力級的所有噴嘴均勻安裝在噴嘴持環的內圓周上，形成噴嘴葉柵。

本實用新型還包括如下其他技術特征：?

所述調節級動葉片的葉根為叉型葉根。壓力級動葉的葉根為T形葉根。所述壓力級的噴嘴的葉根采用T形葉根。所述動葉的葉片為沖動式葉片。

相比于傳統的輪盤式汽輪機，本實用新型的優點如下：?

1、壓力級沒有輪盤，節圓直徑減小，使得動葉片的離心拉應力減小，提高了動葉強度，也提高了汽輪機轉速變工況的范圍；同時，由于壓力級沒有輪盤，減小了轉子的附加質量，還使得主軸直徑相應增大，提高了轉子的剛度，提高轉子的臨界轉速。

2、轉轂結構的壓力級采用全周進汽，從而減小部分進汽損失；由于各壓力級軸向間隙小，所以各級余速都能被下級利用，減小了余速損失；采用轉轂結構避免了傳統輪盤式壓力級強度設計難題，降低了加工制造成本，也使切削加工量減少。?

3、總體結構緊湊，有利于高轉速安全運行。?

附圖說明

圖1為傳統沖動式汽輪機的結構示意圖。圖中各標號表示含義如下：A—調節汽閥，B—調節級，C—?汽缸，D—隔板，E—噴嘴，F—動葉，G—輪盤，H—主軸，I—止推軸承，J—前軸承，K—后軸承，L—前軸承座，M—后軸承座?。?