[發明專利]一種汽輪機均勻進汽/補汽裝置

有效

• 申請號: 201711192812.0
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107965354B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 袁奇;潘陽;黃超
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04
• 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

本發明公開了一種汽輪機均勻進汽/補汽裝置，包括呈圓環狀的進汽流道殼體以及與該進汽流道殼體相連通的進汽管道殼體；其中，該汽流道殼體的進汽流道軸對稱設置，且進汽流道的截面積沿進汽流動方向單調減小，進汽管道殼體連通在進汽流道的截面積最大處，且該汽流道殼體的進汽流道內壁上軸對稱設置有若干汽流導葉。本發明從減小進汽損失及減小汽流對轉子造成的沖擊兩個角度出發，通過采用變截面腔室設計，以適應蒸汽在流動過程中的流量變化，使蒸汽在進汽流道各截面的流速分布趨于均勻，減小進汽的壓力、溫度損失，提高汽輪機效率；通過合理布置汽流導葉，使進汽量在周向分布趨于均勻，減小進汽對轉子產生的汽流力，提高機組運行的安全性和穩定性。

技術領域

本發明屬于中低壓汽輪機進汽/補汽腔室設計技術領域，具體涉及一種汽輪機均勻進汽/補汽裝置。

背景技術

汽輪機是一種以蒸汽為介質的渦輪機，主要用途是將蒸汽所攜帶的熱能轉化為內部旋轉部件的機械能。大功率汽輪機是現代大型電站建設中的關鍵動力設備之一，提高汽輪機效率能顯著提高電廠的運行效率，降低損耗。在汽輪機總損耗中，進汽/補汽損失所占比重較大，不可忽略。所以，如果能減小進汽損失，那么就可以有效提高汽輪機效率，使電廠能更高效的運行。

傳統的進汽裝置如圖1所示，其流道型線只是簡單的圓環形，通流截面積沿周向沒有變化，蒸汽沿正對轉子方向從進汽口進入后向兩側分流，在流道內繞流的同時被高速運行的轉子帶向通流級做功，蒸汽在環形流道內繞流時，容易相互產生擾動，加劇旋渦的產生；等截面積的環形流道設計，使得從腔室進入通流級的汽流流量沿周向分布不均，導致傳統進汽裝置的進汽損失相對較大，降低了汽輪機效率。

針對以上問題，出現了單螺旋進汽結構和雙螺旋進汽結構的腔室設計方法，雙螺旋進汽結構相當于兩個單螺旋進汽結構上下拼合而成，分別如圖2、圖3所示，該類結構流道型線是阿基米德螺旋線，進汽流道截面積沿進汽方向不斷減小，蒸汽在流道內繞流的同時被高速運行的轉子帶向通流級做功，這種結構流道光滑，不易形成漩渦，減小了進汽損失。

但是，此類螺旋結構仍然存在缺陷，一方面，蒸汽在流動過程中，由于缺乏汽流導葉的分隔和引導，從主流分離出的流體流量不可控，導致進汽沿周向分布不均勻，造成損失；另一方面，由于分離出的流體流量不可控，使得沿進汽方向單調減小的流道截面積無法準確適應蒸汽量的變化，導致蒸汽在流道各截面上的流速分布不均勻，存在進汽損失。盡管雙螺旋進汽結構對單螺旋進汽結構做出了改進，但本質上并未解決進汽周向分布不均的問題，有待進一步優化。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種汽輪機均勻進汽/補汽裝置，可以有效改善蒸汽流速在進汽流道截面上分布不均勻的現象，減小進汽損失，提高通流效率。同時保證進汽量在周向分布趨于均勻，減小因進汽對轉子產生的汽流力，提高機組運行的安全性和穩定性。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種汽輪機均勻進汽/補汽裝置，包括呈圓環狀的進汽流道殼體以及與該進汽流道殼體相連通的進汽管道殼體；其中，

該汽流道殼體的進汽流道軸對稱設置，且進汽流道的截面積沿進汽流動方向單調減小，進汽管道殼體連通在進汽流道的截面積最大處，且該汽流道殼體的進汽流道內壁上軸對稱設置有若干汽流導葉。

本發明進一步的改進在于，進汽流道殼體包括可拆卸連接的進汽流道殼體上半部分和進汽流道殼體下半部分。