[發(fā)明專(zhuān)利]帶有蛇形通道的汽輪機(jī)靜葉及汽輪機(jī)靜葉加熱除濕裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310380482.3
• 申請(qǐng)日: 2013-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103437831A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋亞軍;黃葆華;劉雙白;司派友;郝向中;孫燕平;崔彥亭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01D9/02
• 分類(lèi)號(hào): F01D9/02
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 董惠石

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種除濕裝置，特別是涉及一種尤其適用于末級(jí)靜葉的帶有蛇形通道的汽輪機(jī)靜葉及汽輪機(jī)靜葉加熱除濕裝置。

背景技術(shù)

隨著核電汽輪機(jī)和艦船汽輪機(jī)的大力發(fā)展，低壓缸末級(jí)的濕蒸汽現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。如果不做處理，濕蒸汽所形成的一次水滴和二次水滴就會(huì)沖擊末級(jí)動(dòng)葉，造成末級(jí)動(dòng)葉的水蝕。研究表明，二次水滴造成的危害要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一次水滴。汽輪機(jī)葉片如果長(zhǎng)期遭受水滴的高速?zèng)_擊，葉身部分將會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p壞，甚至?xí)l(fā)生斷裂。這對(duì)汽輪機(jī)的安全可靠運(yùn)行十分不利。現(xiàn)在工程上存在各種除濕方法，其中涉及到靜葉的除濕方法主要有空心靜葉抽吸、吹掃、純加熱除濕三種方法。從理論上講，這三種方法都是旨在減少二次水滴的形成。

在抽吸與吹掃除濕方法中，靜葉上的縫隙會(huì)對(duì)葉柵通道內(nèi)原設(shè)計(jì)好的流動(dòng)產(chǎn)生影響。此外，在吹掃方法中，噴出的高溫蒸汽進(jìn)入凝汽器會(huì)影響汽輪機(jī)的背壓，降低汽輪機(jī)效率。所以，本文提出的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，主要基于空心靜葉的純加熱除濕思想。前蘇聯(lián)著名學(xué)者И.И.К_{ириллов}曾經(jīng)做過(guò)試驗(yàn)，結(jié)果表明：被加熱的高溫物體表面，具有非浸潤(rùn)表面特性，使得水滴不能長(zhǎng)時(shí)間駐留，那么，在靜葉表面就不會(huì)形成水膜，這會(huì)大大減少二次水滴的形成，從而減輕水蝕。然而，現(xiàn)有的純加熱方法由于需要引入的熱量太大，所以并沒(méi)有得到大范圍推廣。本文提出一種增強(qiáng)內(nèi)部換熱的思想，設(shè)計(jì)帶有粗糙肋的蛇形通道，用少量高溫氣體即可達(dá)到一定的除濕效果。

在利用純加熱除濕方法時(shí)，必須考慮空心靜葉內(nèi)部引進(jìn)熱量的多少。引進(jìn)熱量不足，會(huì)導(dǎo)致葉片表面氣膜不能充分蒸發(fā)。

現(xiàn)有技術(shù)中，例如英國(guó)AEI公司500MW機(jī)組末級(jí)靜葉采用了內(nèi)部加熱與吹掃相結(jié)合的方法。如下圖1至3（空腔靜葉9帶有吹掃的三種結(jié)構(gòu)的示意圖）所示，莫斯科動(dòng)力學(xué)院的試驗(yàn)資料表明，加熱與吹掃相結(jié)合的方法使得靜葉后的水滴尺寸明顯減小，達(dá)到了一定的防水蝕作用。這種方法的主要結(jié)構(gòu)為：將靜葉制造成空心，并且在葉片壓力面和吸力面表面或者尾緣處設(shè)計(jì)縫隙。內(nèi)部高溫氣體加熱完葉片以后，通過(guò)縫隙噴出。一方面增加葉片表面溫度，防止水膜在表面形成；另一方面，通過(guò)吹掃的方法，減少二次水滴的數(shù)目和直徑。

但是由圖1至3可以看出，空心靜葉內(nèi)部引入高溫氣體，對(duì)靜葉加熱以后由葉片表面噴出。由于結(jié)構(gòu)中采用了縫隙噴射，所以：

第一，這種方法會(huì)使得吹掃氣體與主流蒸汽相摻混，會(huì)對(duì)原設(shè)計(jì)好的流動(dòng)產(chǎn)生直接影響；并且高溫氣體與末級(jí)低溫蒸汽混合后，如果用于末級(jí)，將會(huì)直接影響凝汽器背壓，這樣一來(lái)，就會(huì)降低汽輪機(jī)的整體效率；

第二，靜葉內(nèi)只有一個(gè)空腔，這種方法使得引入的高溫氣體在腔內(nèi)流動(dòng)并不劇烈，換熱效果有限。因此，葉片內(nèi)部通入高溫氣體量會(huì)很大，從而浪費(fèi)了一部分高溫蒸汽。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種帶有蛇形通道的汽輪機(jī)靜葉及汽輪機(jī)靜葉加熱除濕裝置，減輕靜葉的水蝕情況，提高汽輪機(jī)運(yùn)行安全可靠性。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

本發(fā)明的一種帶有蛇形通道的汽輪機(jī)靜葉，其中，包括空心靜葉，該空心靜葉內(nèi)設(shè)有至少三個(gè)分隔墻，所述分隔墻于所述空心靜葉內(nèi)沿葉頂至葉根的正向和反向兩個(gè)方向間隔設(shè)置，且各所述分隔墻末端與葉根或葉頂?shù)膬?nèi)壁之間間隔設(shè)置而留有通氣口，所述空心靜葉內(nèi)形成用于導(dǎo)通氣流的蛇形通道；而所述空心靜葉設(shè)有進(jìn)氣口及排氣口，所述進(jìn)氣口導(dǎo)入高溫蒸汽，高溫蒸汽依次經(jīng)過(guò)所述蛇形通道的各個(gè)行程從所述排氣口導(dǎo)出。

上述的帶有蛇形通道的汽輪機(jī)靜葉，其中，所述進(jìn)氣口及所述排氣口開(kāi)設(shè)于所述空心靜葉的葉頂?shù)膬啥耍宜隹招撵o葉內(nèi)設(shè)有奇數(shù)個(gè)分隔墻，所述進(jìn)氣口連通所述蛇形通道的起始端，所述排氣口連通所述蛇形通道的末端。

上述的帶有蛇形通道的汽輪機(jī)靜葉，其中，所述空心靜葉內(nèi)設(shè)有三個(gè)分隔墻，在所述空心靜葉內(nèi)形成四個(gè)行程。

上述的帶有蛇形通道的汽輪機(jī)靜葉，其中，所述空心靜葉內(nèi)至少有兩個(gè)靠近中間分隔板的所述行程設(shè)有間隔設(shè)置的多個(gè)肋片，所述肋片固定于所述行程中所述空心靜葉的至少一側(cè)的內(nèi)壁上，所述肋片的高度小于二分之一的所述行程的高度，且所述肋片與所述分隔墻之間形成有一固定角度。

上述的帶有蛇形通道的汽輪機(jī)靜葉，其中，位于所述行程中的所述空心靜葉的兩內(nèi)壁上均固定有所述肋片，且兩內(nèi)壁上的所述肋片數(shù)目相等，尺寸參數(shù)相同，相互平行設(shè)置，且同一行程內(nèi)的所述肋片等距離間隔設(shè)置，且所述肋片與所述分隔墻之間形成45°夾角。