[發明專利]一種汽輪機的靜葉復合除濕結構

有效

• 申請號: 201910562380.0
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110318820B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 張荻;朱發揮;謝永慧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02;F01D25/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發明公開了一種汽輪機的靜葉復合除濕結構，包括汽輪機靜葉抽吸除濕、靜葉空腔加熱和吹掃除濕結構，以及開設在靜葉表面的抽吸縫和吹掃縫；其中，汽輪機的靜葉內具有兩個獨立的腔室，分別為位于靜葉前緣的抽吸腔室，內部填充有多孔金屬，用于實現汽輪機的靜葉表面水膜的抽吸除濕，以及位于靜葉后緣的加熱和吹掃腔室，為空心腔室，用于同時實現汽輪機的靜葉表面水膜的加熱蒸發和尾緣表面水膜的吹掃撕裂，抽吸縫開設在靜葉前緣的吸力面和壓力面上，吹掃縫開設在靜葉尾緣。本發明整體設計簡單合理，能適應汽輪機變工況運行的要求，能夠極大的提高汽輪機的除濕效率，保證汽輪機運行的安全性和經濟性。

技術領域

本發明屬于汽輪機技術領域，特別涉及一種汽輪機的靜葉復合除濕結構。

背景技術

汽輪機是將蒸汽熱能轉化為機械能的主要動力設備，廣泛應用于電力、化工、核電等工業領域。廣泛存在的問題是，蒸汽在汽輪機中膨脹到一定程度就會自發凝結成核，形成小水滴，所以大功率汽輪機的末幾級和絕大多數核電汽輪機都是在濕蒸汽狀態下運行的。而汽輪機的葉片在長期的水滴高速沖擊下，會發生嚴重的侵蝕甚至斷裂，造成汽輪機的破壞。同時，蒸汽的濕度增加會使汽輪機級的效率降低，造成巨大的經濟損失。

為了減少汽輪機中的蒸汽濕度，一般在汽輪機級內采用靜葉除濕、動葉除濕以及隔板設置分離裝置等方法。汽輪機的靜葉內除濕方法按工作方式的不同可分為：靜葉抽吸除濕、靜葉空腔加熱和吹掃除濕。抽吸除濕通常在靜葉前緣附近的壓力面或吸力面上開設1至2條吸濕縫，最優的設計方案要保證壓力面和吸力面的除濕縫處壓力相等，但是受葉片型線結構的限制以及變工況運行的影響，壓力面和吸力面的除濕縫處總是存在一定的壓差，導致水分從一條縫隙中吸入后直接從另一條縫隙中噴出，即水膜串流，從而極大的降低了除濕效率。靜葉空腔加熱是通過向靜葉空腔內引入高溫高壓蒸汽來加熱內壁面，使靜葉外表面的水膜蒸發，減少二次水滴的形成；同時可以在靜葉的內弧或背弧甚至尾緣等位置開設吹掃縫隙，透過縫隙將靜葉表面流動的水膜吹離撕裂，合理的吹掃縫隙結構和壓力梯度可以有效的去除靜葉表面的流動水膜。

在現有技術中，不同的除濕方法各有優劣，但由于除濕結構的設計比較復雜，在特定的設計條件下，通常只采用單一的除濕方法，這就導致汽輪機的除濕效率比較低，尤其是在變工況運行的條件下，實際的汽輪機除濕結構運行偏離設計工況，更加難以達到最優的除濕效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種汽輪機的靜葉復合除濕結構，將靜葉抽吸除濕、靜葉空腔加熱和吹掃除濕三種方法相結合，整體結構設計簡單合理，能適應汽輪機變工況運行的要求，能夠極大的提高汽輪機的除濕效率，保證汽輪機運行的安全性和經濟性。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種汽輪機的靜葉復合除濕結構，包括汽輪機靜葉抽吸除濕結構、靜葉空腔加熱結構和吹掃除濕結構，靜葉設計，以及設置在靜葉表面的抽吸縫和吹掃縫。其特征在于，所述汽輪機靜葉內有兩個獨立的腔室，抽吸腔室位于靜葉前緣，內部填充有多孔金屬，用于實現汽輪機的靜葉表面水膜的抽吸除濕，加熱和吹掃腔室位于靜葉后緣，為空心腔室，用于同時實現汽輪機的靜葉表面水膜的加熱蒸發和尾緣表面水膜的吹掃撕裂，所述抽吸縫開設在靜葉前緣的吸力面和壓力面上，所述吹掃縫開設在靜葉尾緣。

本發明進一步的改進在于，靜葉抽吸腔室位于靜葉前緣，內部填充有多孔金屬，蒸汽或水可以在多孔金屬的孔隙中自由流動。抽吸腔室的頂部依次通過抽吸腔室進汽孔、隔板內腔、壓力閥與汽輪機的末級排氣腔室相連，抽吸腔室的底部依次通過抽吸腔室排水口、葉根的內部流道、壓力閥與汽輪機的內排水腔室相連。汽輪機靜葉的葉根通過汽封與汽輪機轉子相連。

本發明進一步的改進在于，靜葉抽吸縫開設在靜葉前緣的吸力面和壓力面上，位于靜葉2/3葉高處延伸至頂部，抽吸縫由第一吸濕槽、第二吸濕槽及第三吸濕槽和均布且配合使用的第一吸濕孔、第二吸濕孔及第三吸濕孔構成。