[發明專利]一種適應大變工況范圍的柔性靜葉裝置

有效

• 申請號: 201610369234.2
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN106050318B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 謝永慧;高科科;張荻
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 閔岳峰

技術領域：

本發明涉及透平機械葉片，具體涉及一種適應大變工況范圍的柔性靜葉裝置。

背景技術：

透平機組在實際運行當中，需要根據外界負荷需求而調整輸出功率，其傳統的調節方式有節流配氣、噴嘴配氣、滑壓配氣。節流配氣調節靈活，氣流相對穩定，但是調節閥產生節流壓損，同時葉柵通道葉片短小，導致二次流損失較大，嚴重降低透平級效率；噴嘴配氣同樣可以靈活調節，并且葉片較高，能有效降低二次流損失，不存在節流損失，因此效率較高，但是噴嘴配氣只允許透平級部分區域進氣，由此產生弧段損失及鼓風損失，且部分進氣機組承受的不平衡扭矩及氣流激振力較大，機組振動明顯，不利于機組的減振降噪；滑壓配氣能夠保證氣流穩定，但是負荷調整需要通過鍋爐調整，反應遲緩，且效率不高。傳統配氣方式存在很強的局限性。

傳統的靜葉型線均為整段結構，通過可調靜葉控制流量時，流量較小會導致靜葉轉角過大，加劇了流動分離現象，并且對不同來流角度很難適應，變工況下的靜葉通道流動狀態較差。

發明內容：

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出了一種適應大變工況范圍的柔性靜葉裝置，能夠避免傳統調節結構的弊端，拓寬目前可調靜葉應用范圍，改善透平變工況性能。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案來實現：

一種適應大變工況范圍的柔性靜葉裝置，柔性靜葉裝置由多段靜葉型線段組成，相鄰兩段靜葉型線段之間通過面接觸活動連接。

本發明進一步的改進在于，相鄰兩段靜葉型線段之間的配合面為過渡圓弧面，過渡圓弧面的一端為凹面，另一端為凸面，過渡圓弧面同心且半徑相同。

本發明進一步的改進在于，相鄰兩段靜葉型線段之間的配合方式為緊密配合。

本發明進一步的改進在于，每段靜葉型線段均存在一個旋轉軸，該靜葉型線段能夠繞旋轉軸轉動。

本發明進一步的改進在于，柔性靜葉裝置由三段靜葉型線段組成，分別為依次設置的頭段、中段和尾段，頭段與中段之間的配合面以及中段與尾段之間的配合面均為過渡圓弧面，其中，中段的兩端均為凸面，與中段圓弧面過渡的頭段和尾段均為凹面。

本發明進一步的改進在于，頭段的端面上設置有頭段固定軸，中段的一端設置有貫穿兩端面的中段旋轉軸，另一端設置有尾段旋轉軸，尾段的端面上設置有尾段固定軸，其中，中段旋轉軸的中心開設有通孔，與頭段固定軸平行設置的頭段旋轉軸一端設置在中段旋轉軸中心處的通孔內，頭段旋轉軸另一端與頭段固定軸固定相連，且中段旋轉軸與頭段旋轉軸能夠相對轉動，與尾段固定軸平行設置的尾段旋轉軸一端固定在中段上，尾段旋轉軸的另一端與尾段固定軸活動相連。

本發明進一步的改進在于，尾段旋轉軸上還設置有鎖緊螺母。

相對于現有技術，本發明提出的一種適應大變工況范圍的柔性靜葉裝置，其通過改變靜葉型線控制靜葉通流面積，同時能夠根據不同負荷要求有效調整透平機械通流流量。多段靜葉型線，具有明顯優勢，頭段位置調整可以適應多進氣角度，保證進氣攻角較小；每段靜葉型線通過圓弧段配合，圓弧段同心，方便旋轉調整角度；中段及尾段調整，可以在變工況下，降低斜切部分擴壓段，調整出口角，改善變工況流動狀態。

附圖說明：

圖1為柔性靜葉裝置三維示意圖。

圖2為柔性靜葉裝置俯視圖。

圖3為柔性靜葉裝置仰視圖。

圖4為柔性靜葉裝置微調節原理示意圖。

圖5為柔性靜葉裝置提高通流能力示意圖。

圖6為柔性靜葉裝置降低通流能力示意圖。

圖中：1-頭段，2-中段，3-尾段，4-尾段固定軸，5-鎖緊螺母，6-尾段旋轉軸，7-中段旋轉軸，8-頭段旋轉軸，9-頭段固定軸。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明作進一步說明。