[發明專利]多級螺旋結構的轉子、汽輪機和汽輪機設備

在審

• 申請號: 201710452712.0
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107420132A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 翁志遠
• 申請（專利權）人: 翁志遠
• 主分類號: F01D5/06
• 分類號: F01D5/06;F01D5/14
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 劉鋒

技術領域

本發明涉及汽輪機技術領域，尤其是涉及一種多級螺旋結構的轉子、汽輪機和汽輪機設備。

背景技術

汽輪機主要用作發電用的原動機，也可直接驅動各種泵、風機、壓縮機和船舶螺旋槳等，其工作原理是將蒸汽的能量轉換成機械功的旋轉式動力，通過傳動連接的發電機進行發電。

發電廠使用的傳統汽輪機，包括轉動部分和靜止部分兩大部分。靜止部分由進氣部分、氣缸、隔板和靜葉柵、氣封及軸承等機構組成，靜止部分中的汽缸是汽輪機的外殼，它將汽輪機的通流部分與大氣隔開，形成汽輪機內部封閉的氣室，保證蒸汽在輪機內部完成能量轉換過程；轉動部分又稱轉子，轉子由主軸、葉輪、動葉片和聯軸器等結構組成。汽輪機工作的時候，入口的高壓蒸汽與汽輪機每一級葉片都是垂直接觸，尤其是末級葉片，葉片外徑的線速度非常高。如果蒸汽中有水滴成分，水滴垂直撞擊汽輪機末級葉片，巨大的線速度和垂直撞擊，很有可能造成汽輪機末級葉片疲勞甚至損壞。蒸汽的垂直速度攜帶者鐵銹、鐵砂和水垢等物質，進入到汽輪機內、并垂直撞擊葉片，將導致葉片的損壞，尤其是高速旋轉的末級葉片。如果斷掉的葉片在汽輪機缸體內來回高速撞擊，很有可能造成汽輪機整機報廢，甚至出現更為嚴重的事故。

目前相關技術中有一種新式汽輪機，其葉片呈螺旋狀固接在旋轉軸上成為螺旋轉子，再通過底板和轉子保護層形成包裹與螺旋轉子外側的套筒，螺旋轉子與套筒配合形成螺旋結構，蒸汽從螺旋結構的入口進入，逐級泄壓，并推動螺旋轉子轉動，螺旋轉子轉動的同時帶動與其固接的旋轉軸轉動，旋轉軸的輸出端輸出動能。

新式汽輪機相比傳統汽輪機具有結構簡單、體積小末級葉片不易損壞的優點，但也存在一定問題。從轉子入口進入螺旋結構的蒸汽氣壓非常大，若要充分利用蒸汽的壓力，則螺旋轉子的長度相對較長，旋轉軸的剛度較低；若要考慮旋轉軸的結構剛度，則必然需要放棄高壓蒸汽的利用率。

基于此，本發明提供了一種多級螺旋結構的轉子、汽輪機和汽輪機設備以解決上述的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多級螺旋結構的轉子，以解決現有技術中存在螺旋轉子的長度相對較長和扭矩不足的技術問題。

本發明的目的還在于提供一種汽輪機,所述汽輪機包括所述的多級螺旋結構的轉子，用于解決上述技術問題。

基于上述目的，本發明提供了一種多級螺旋結構的轉子，包括旋轉軸和多級螺旋結構；

每級所述螺旋結構均包括底板、螺旋葉片和包裹在所述螺旋葉片外沿的轉子保護層，所述底板與所述轉子保護層配合形成一端開口的套筒，所述套筒與所述螺旋葉片固接配合形成螺旋通道；每級所述螺旋結構靠近所述底板的一端均為封閉端，遠離所述底板的一端均為開口端，各級所述封閉端均設有蒸汽通道；

第一級所述螺旋結構套設在所述旋轉軸上，且第一級所述螺旋葉片的內沿與所述旋轉軸固接；其余各級所述螺旋結構依次套設在上一級所述螺旋結構上，且各級所述螺旋葉片的內沿均與上一級所述螺旋結構的所述轉子保護層固接；

所述旋轉軸包括輸入端和輸出端；奇數級所述螺旋結構的封閉端均設置在靠近所述輸入端的位置，偶數級所述螺旋結構的封閉端均設置在遠離所述輸入端的位置，以使第一級所述螺旋結構的蒸汽通道與最后一級所述螺旋結構的開口端連通。

可選的，上述多級螺旋結構的轉子，每級所述螺旋結構的匝道沿所述封閉端到所述開口端方向的尺寸逐漸增大。

可選的，上述多級螺旋結構的轉子，所述螺旋通道呈規則的圓筒狀或不規則的通道形狀。

本發明提供了一種汽輪機,所述汽輪機包括缸體、兩個承重軸承，以及上述多級螺旋結構的轉子；

所述旋轉軸貫穿所述缸體，兩個所述承重軸承分別設置在所述旋轉軸與所述缸體連接的位置。

可選的，上述汽輪機，還包括兩個止推軸承；

兩個所述止推軸承分別設置在所述旋轉軸與所述缸體連接的位置。

可選的，上述汽輪機，還包括用于向所述螺旋結構通氣的進汽管道，所述進汽管道與所述蒸汽通道連通。

可選的，上述汽輪機，第一級所述螺旋結構的蒸汽通道設置在所述輸入端，所述蒸汽通道的一端開口在所述輸入端的端面上，另一端開口與第一級所述螺旋通道連通；

可選的，上述汽輪機，所述進汽管道與所述輸入端連接的位置設有用于防止連接處漏氣的第一氣封；遠離所述輸出端的位置設有用于防止汽體從所述承重軸承與所述旋轉軸排出的第二氣封。

可選的，上述汽輪機，所述缸體的外表面設有保溫層。

本發明提供了一種汽輪機設備，包括權上述的多級螺旋通道的轉子；