[發(fā)明專利]一種汽輪機低壓進(jìn)汽方式及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611195729.4
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106593546A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟璇;孫奇;張曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣集團(tuán)東方汽輪機有限公司
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04;F01D25/24
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所(普通合伙)51106
• 代理人: 劉克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大功率汽輪機低壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，具體是一種大功率汽輪機低壓進(jìn)汽方式及裝置。

背景技術(shù)

汽輪機是一種將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機械能的旋轉(zhuǎn)類動力機械，是熱電廠的重要動力設(shè)備之一。提高汽輪機效率是有效提高電廠整體效率，降低煤耗，節(jié)能減排的重要手段之一。而對于汽輪機來說，低壓缸效率相對較低，對整個機組經(jīng)濟(jì)性影響也較大，通過提高低壓缸效率，可有效提高汽輪機效率，降低汽機熱耗。

對于低壓缸來說，不僅排汽部分損失較大，低壓進(jìn)汽的溫度、壓力損失也較大，傳統(tǒng)的低壓進(jìn)汽結(jié)構(gòu)如圖1所示，由于進(jìn)汽流道型線是簡單的環(huán)形結(jié)構(gòu)，汽流沿轉(zhuǎn)子中心軸向進(jìn)汽，向兩側(cè)分流后，沿進(jìn)汽流道環(huán)繞的同時進(jìn)入第一級做功，分流時因流道突然擴容，汽體體積驟然膨脹，溫度、壓力急劇下降；且由于進(jìn)汽裝置采用焊接件焊接而成，流道內(nèi)出現(xiàn)尖角區(qū)域，流道不光滑，容易形成漩渦，進(jìn)一步增加進(jìn)汽損失，隨著汽缸尺寸的增加，焊接件結(jié)構(gòu)焊接量極大，費工費時。同時，進(jìn)汽汽流在環(huán)形流道各截面的流速分布不均勻，導(dǎo)致低壓第一級級效率也隨之下降，低壓缸整體效率下降，汽輪機熱耗上升，經(jīng)濟(jì)性下降。

針對以上問題，有人發(fā)明了螺旋進(jìn)汽結(jié)構(gòu)，如圖2所示，該結(jié)構(gòu)采用整體鑄造式內(nèi)缸，進(jìn)汽流道型線是一條阿基米德旋線，且流道截面積沿進(jìn)汽方向單調(diào)減小，使得主流在進(jìn)入腔室后，旋轉(zhuǎn)流動的同時不斷有流體從主流中分離后進(jìn)入流道中。這種結(jié)構(gòu)流道光滑，不會形成漩渦，極大地減小了進(jìn)汽損失，提高了低壓缸的效率。

但是，該結(jié)構(gòu)仍還有一個缺陷，即進(jìn)汽在流動過程中，不斷有流體分離出主流，汽流在流道各截面的流速分布不均勻，盡管采用流道截面積沿進(jìn)汽方向單調(diào)減小的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以改善流速分布不均勻的狀況，但因汽道需環(huán)繞一周，仍不足以使進(jìn)汽的流速分布均勻，仍有進(jìn)汽損失；進(jìn)汽量在低壓第一級周向分布不均勻，對低壓第一級級效率帶來不利影響，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明提供一種汽輪機低壓進(jìn)汽方式及裝置，可使進(jìn)汽汽流在流道各截面的流速分布均勻，進(jìn)一步減小低壓進(jìn)汽的溫度、壓力損失，提高低壓第一級的效率。其技術(shù)解決方案是：

一種汽輪機低壓進(jìn)汽方式，所述汽輪機的低壓進(jìn)汽流道型線是阿基米德螺線，進(jìn)汽流道截面積沿進(jìn)汽方向單調(diào)減小，蒸汽沿該阿基米德螺線進(jìn)汽流道由外向內(nèi)流動，從汽輪機轉(zhuǎn)子的切向進(jìn)入低壓缸，所述阿基米德螺線進(jìn)汽流道是雙螺旋結(jié)構(gòu)，具有內(nèi)側(cè)流道和外側(cè)流道，所述內(nèi)側(cè)流道和外側(cè)流道的進(jìn)汽角度相差π弧度，一部分蒸汽在內(nèi)側(cè)流道形成繞流的同時流向低壓通流級內(nèi)，另一部分蒸汽在外側(cè)流道形成環(huán)繞流半周后，形成繞流的同時流向低壓通流級內(nèi)；使得蒸汽在流道各截面的流速分布均勻，從而減小進(jìn)汽的溫度、壓力損失，進(jìn)汽量在低壓第一級周向分布趨于均勻，提高低壓第一級的效率。

所述阿基米德螺線流道型線滿足關(guān)系式：

r=A*t（1）

Theta=α+t*360*R（2）

式中：

r—螺線特定截面的半徑，mm；

A—螺線的起始半徑，mm，[0，3000]；

t—參數(shù)；

theta—螺線特定截面的角度；

α—起始角度，[-360°，360°]；

a—螺線的起始角度，[-2π，2π]；

R—螺線的圈數(shù)，[-2，2]。

一種汽輪機低壓進(jìn)汽裝置，該裝置是蝸殼結(jié)構(gòu)，其進(jìn)汽流道型線是阿基米德螺線，所述阿基米德螺線流道型線滿足關(guān)系式：

r=A*t（1）

Theta=α+t*360*R（2）

式中：

r—螺線特定截面的半徑，mm；

A—螺線的起始半徑，mm，[0，3000]；

t—參數(shù)；

theta—螺線特定截面的角度；

α—起始角度，[-360°，360°]；

a—螺線的起始角度，[-2π，2π]；

R—螺線的圈數(shù)，[-2，2]；

所述阿基米德螺線流道型線是雙螺線結(jié)構(gòu)，在流道中設(shè)有若干分隔板，沿汽流方向分布，所述分隔板自身型線及其連線也是一條阿基米德螺線，將進(jìn)汽裝置的流道劃分為內(nèi)側(cè)流道和外側(cè)流道，所述內(nèi)側(cè)流道和外側(cè)流道的進(jìn)汽角度相差π弧度。

該低壓進(jìn)汽裝置具有水平中分面，將裝置分為上、下兩半，上、下兩半通過連接件結(jié)合為整體。

該低壓進(jìn)汽裝置采用鑄鋼材料，用精密鑄造工藝成型。

本發(fā)明的有益效果：