[發(fā)明專利]一種推力平衡結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110259277.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN113047911B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪劍;侯明軍;孫奇;張曉丹;范立華;錢勇;田瑞青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): F01D5/02
• 分類號(hào): F01D5/02;F01D5/14;F01D5/16;F01D25/00;F01D25/16
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 李緒亮;古波

本發(fā)明公開了一種推力平衡結(jié)構(gòu)，包括氣缸，氣缸內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上依次設(shè)置向心葉輪和多組動(dòng)葉柵；氣管包括連接氣管、進(jìn)氣管、葉輪氣管和多個(gè)葉柵氣管，進(jìn)氣管、葉輪氣管和多個(gè)葉柵氣管通過連接氣管連通；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥分別設(shè)置于進(jìn)氣管及葉柵氣管上；環(huán)腔包括具有環(huán)狀腔道的葉輪環(huán)腔和多個(gè)葉柵環(huán)腔，設(shè)置于氣缸上，分別與葉輪氣管和多個(gè)葉柵氣管連通；多孔通道，包括葉輪通道和多個(gè)葉柵通道，多孔通道包括周向上設(shè)置的多個(gè)通孔；葉輪通道的一端通過環(huán)腔與葉輪氣管連通，另一端連通向心葉輪的背部腔室；葉柵通道的一端分別通過環(huán)腔與葉柵氣管連通，另一端分別連通動(dòng)葉柵的后腔室。采用本發(fā)明的一種推力平衡結(jié)構(gòu)，可實(shí)時(shí)控制機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件的推力值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種推力平衡結(jié)構(gòu)，屬于能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

透平機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部件在進(jìn)排氣壓差作用下總會(huì)產(chǎn)生一定的軸向推力，為了平衡這一部分推力，往往需要配置推力軸承，推力值越大，推力軸承設(shè)計(jì)選型越大，產(chǎn)生的功耗也越大。在高速旋轉(zhuǎn)透平領(lǐng)域，越來越多的設(shè)備開始運(yùn)用噪音小、損耗低的電磁軸承、氣浮軸承等作為機(jī)組的推力軸承，但是電磁軸承、氣浮軸承面臨的共同問題就是其軸向推力承載能力較差，即使采用目前普遍使用的轉(zhuǎn)子平衡盤結(jié)構(gòu)也只能從一定程度上降低機(jī)組額定工況時(shí)的推力值，無法將機(jī)組在變工況或全工況下的推力值控制在較低的范圍內(nèi)，這極大的限制了電磁軸承、氣浮軸承在高壓力、高轉(zhuǎn)速、大功率機(jī)組中的運(yùn)用，同時(shí)如果采用油軸承又會(huì)增大機(jī)組的損耗。因此需要設(shè)計(jì)一種推力平衡結(jié)構(gòu)，用于減小機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件的推力值，使得其能滿足透平機(jī)組全工況范圍內(nèi)電磁軸承、氣浮軸承安全穩(wěn)定運(yùn)行以及油軸承第損耗的使用要求。

透平機(jī)組啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)動(dòng)部件內(nèi)開始有帶壓力工質(zhì)流過，工質(zhì)分別經(jīng)過向心葉輪、動(dòng)葉柵等后推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后的轉(zhuǎn)子在軸向產(chǎn)生一定的推力，隨著進(jìn)氣工質(zhì)壓力不同、機(jī)組轉(zhuǎn)速不同、機(jī)組功率不同，產(chǎn)生的軸向推力值大小及方向也不同。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問題，提供一種推力平衡結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可實(shí)時(shí)控制機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件的推力值。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種推力平衡結(jié)構(gòu)，包括氣缸，所述氣缸內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子上依次設(shè)置向心葉輪和多組動(dòng)葉柵；

氣管，包括連接氣管、進(jìn)氣管、葉輪氣管和多個(gè)葉柵氣管，所述進(jìn)氣管、葉輪氣管和多個(gè)葉柵氣管通過連接氣管連通；

多個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，分別設(shè)置于進(jìn)氣管及葉柵氣管上；

環(huán)腔，所述環(huán)腔包括具有環(huán)狀腔道的葉輪環(huán)腔和多個(gè)葉柵環(huán)腔，設(shè)置于氣缸上，分別與葉輪氣管和多個(gè)葉柵氣管連通；

多孔通道，包括葉輪通道和多個(gè)葉柵通道，所述多孔通道包括周向上設(shè)置的多個(gè)通孔；葉輪通道的一端通過環(huán)腔與葉輪氣管連通，另一端連通向心葉輪的背部腔室；葉柵通道的一端分別通過環(huán)腔與葉柵氣管連通，另一端分別連通動(dòng)葉柵的后腔室。

在本發(fā)明中，進(jìn)氣管與主蒸氣管道連通，通過控制不同電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開啟關(guān)閉，使向心葉輪的背部腔室分別與多個(gè)葉柵氣管的后腔室或主蒸汽管道連通調(diào)節(jié)向心葉輪背部的壓力；通過開啟電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的順序及調(diào)節(jié)開度調(diào)整向心葉輪背部的壓力分布，從而控制轉(zhuǎn)子上的推力值。

作為優(yōu)選，所述葉柵氣管、葉柵環(huán)腔、葉柵通道的數(shù)量為三個(gè)；所述葉柵氣管包括第一葉柵氣管、第二葉柵氣管和第三葉柵氣管；葉柵通道包括對(duì)應(yīng)的第一葉柵通道、第二葉柵通道和第三葉柵通道；葉柵環(huán)腔包括第一葉柵環(huán)腔、第二葉柵環(huán)腔、第三葉柵環(huán)腔；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥包括對(duì)應(yīng)的第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第三電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，及設(shè)置于進(jìn)氣管的主電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；動(dòng)葉柵包括第一動(dòng)葉柵、第二動(dòng)葉柵和第三動(dòng)葉柵。

作為優(yōu)選，所述葉柵氣管和葉柵通道的直徑沿工質(zhì)排出方向依次增大。

作為優(yōu)選，所述環(huán)腔通過焊接固定在氣缸的外圓面上。

在上述方案中，環(huán)腔單獨(dú)設(shè)置使得制造方便，并通過焊接與氣缸固定。