CN102052095B - 轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片 - Google Patents
轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102052095B CN102052095B CN2010102272591A CN201010227259A CN102052095B CN 102052095 B CN102052095 B CN 102052095B CN 2010102272591 A CN2010102272591 A CN 2010102272591A CN 201010227259 A CN201010227259 A CN 201010227259A CN 102052095 B CN102052095 B CN 102052095B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- asymmetric
- steam
- flow
- nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，涉及轴流汽轮机技术，该隔板静叶栅和喷嘴组中的叶片为轴向非对称、周向非均匀设计，通过调整进汽段的角度来适应非均匀的蒸汽来流方向，可以顺利引导非均匀的气流进入叶栅通道，有效降低因非均匀来流导致的静叶进口攻角损失，并改善叶栅中及叶栅出口气流分布的均匀性，提高通流效率；同时可减少由气流非均匀性导致的非定常激振力，提高汽轮机叶片运行的安全可靠性。本发明的结构适用于轴流汽轮机中各种存在严重非均匀蒸汽来流的级，如喷嘴配汽的调节级、部分进汽度较小的压力级、存在较大量非调整抽汽的抽汽口后级、非对称进汽的再热第一级、存在大量补汽的压力级。
Description
技术领域
本发明涉及轴流汽轮机技术领域，是一种轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，应用于存在严重非均匀来流的轴流汽轮机隔板静叶栅和喷嘴组。
背景技术
传统的轴流式汽轮机的隔板静叶栅和喷嘴组设计均采用轴向对称、周向均匀的叶片布置方式。而实际汽轮机中存在大量非对称非均匀蒸汽来流，在这种情况下采用轴向对称、周向均匀的叶片布置方式，将导致叶片存在很大且变化不一的攻角，由此导致叶片通道内出现程度不一的汽流分离，一方面增加了当地的流动损失，另一方面导致了相应叶片通道内汽流分布的不均匀性。叶片通道内汽流分布的不均匀一方面增加了叶片通道内的流动损失，另一方面导致了相应叶片通道内汽流分布的不均匀性。叶片通道内汽流分布的不均匀一方面增加了叶片通道内的流动损失，另一方面增加了叶片通道出口的汽流激振力的频率和幅值的变化范围，对相邻的动叶产生复杂的蒸汽激振，影响汽轮机的安全运行。
见图1，为一个常规隔板静叶栅上半沿节圆位置的展开图及非均匀来流情况下流场示意图。一般情况下汽轮机内存在严重蒸汽来流不均匀的部位有以下几类：
1.采用喷嘴配汽的调节级喷嘴组：
大量汽轮机采用喷嘴配汽方式，一般情况下蒸汽室内的汽流存在严重的不均匀性，调节级的焓降在汽轮机高压缸中占了较大比重，其效率的提高对于整个汽轮机影响较大，此外调节级动叶片处于复杂的运行环境下，在汽轮机故障中占较大比重，减少汽流的不均匀性，降低由此引发的汽流激振力的幅值和频率变化范围对汽轮机的安全运行非常重要。
2.前一级部分进汽度较小的压力级：
小型汽轮机的高压前几级通常会采用部分进汽，而且有时候部分进汽度会很小，在这种情况下，该级出口的蒸汽会很不均匀，也就是后一级蒸汽来流非常不均匀。若采用传统的均匀布置的静叶栅结构，势必会造成较大的流动损失，同时由于叶片通道中汽流分布的不均匀性导致的汽流激振力的幅值和频率变化范围也会很大，对相邻动叶片叶片的安全运行很不利。
3.存在非均匀进汽的再热第一级、存在大量非调整抽汽的抽汽口后级、存在大量非对称补汽的级。
很多汽轮机的再热进汽进汽室设计不好，由此导致再热第一级蒸汽来流严重不均匀；大量汽轮机中存在着非调整抽汽，一般的回热抽汽对不均匀性的影响较小，而某些汽轮机的非调整抽汽量很大，由此导致了其级后蒸汽的不均匀性加大；对于余热利用型和联合循环汽轮机，经常存在着大量的补充蒸汽，大量补充蒸汽进入汽轮机也导致了蒸汽流动的不均匀性。同样，上述情况下流动的不均匀性一方面导致效率降低，另一方面对相邻动叶片造成较大幅度和频率变化范围的激振力。
发明内容
本发明的目的是公开一种轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，以解决现有技术中的问题，降低流动损失，减少激振力的幅值和频率变化范围，提高相邻动叶片的安全性。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，其隔板静叶栅和喷嘴组内的叶片为轴向非对称、周向非均匀设计。
所述的轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，其所述轴向非对称、周向非均匀设计，是隔板静叶栅，采用大、小叶片分流叶栅结构，小叶片为一种型线，大叶片进汽段各不相同，各叶片出汽边节距、出汽角相同。
所述的轴流汽轮机用非对称静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，其所述轴向非对称、周向非均匀设计，是在喷嘴配汽的调节级喷嘴组内的叶片，其进汽段各不相同，各叶片出汽边节距相同、出汽角相同。
所述的轴流汽轮机用非对称静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，其所述轴向非对称、周向非均匀设计，是隔板静叶栅不采用大小叶片分流叶栅结构，对应于不均匀的蒸汽来流设计不同的叶片进汽段；设计时，按照当地来流的方向，调整叶片的进汽段，使得当地叶片攻角不超过±10°，并保持进汽段与叶身的光滑连接，使相邻叶片形成收敛通道，各叶片的出汽边节距和出汽角度相同。
所述的轴流汽轮机用非对称静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，其所述采用大、小叶片分流叶栅结构，为轴流式汽轮机隔板静叶栅时，其叶片的分布为：在靠近中分面的位置，叶片的分布为1个大叶片+1个小叶片，其余位置为1个大叶片+2或3个小叶片。
所述的轴流汽轮机用非对称静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，其所述轴流式汽轮机隔板静叶栅，其大叶片的进汽段各不相同，依据不均匀的蒸汽来流设计；设计时，按照当地来流的方向，调整大叶片的进汽段，使得当地叶片攻角不超过±10°，并保持进汽段与叶身的光滑连接，使相邻叶片形成收敛通道，大小叶片的出汽边节距、出口角度相同。
所述的轴流汽轮机用非对称静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，其所述调节级喷嘴组，根据蒸汽室内蒸汽来流的方向，且考虑蒸汽室隔筋的影响，分别设计喷嘴组内叶片进汽段，设计时，按照当地来流的方向，调整叶片的进汽段，使得当地叶片攻角不超过±10°，并保持进汽段与叶身的光滑连接，使相邻叶片形成收敛通道，各叶片出汽边节距、出汽角相同。
本发明的轴流汽轮机用非对称静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，针对蒸汽来流不均匀性设计的非对称隔板静叶栅则可以改善汽流不均匀性，能够很好地降低因非均匀来流导致的攻角损失、改善叶片通道内汽流分布的均匀性、降低叶片通道损失、降低由于非均匀性引发的汽流激振力的幅值和频率变化范围，从而为汽轮机运行的经济性和安全性提供强有利的技术保障。
附图说明
图1为一个常规隔板静叶栅上半沿节圆位置的展开图及非均匀来流情况下流场示意图；
图2为本发明的实施例1：隔板静叶栅(分流叶栅结构)上半沿节圆位置的展开图及非均匀来流情况下流场示意图；
图3为本发明的实施例2：喷嘴组上半沿节圆位置的展开图及非均匀来流情况下流场示意图；
图4为本发明的实施例3：隔板静叶栅(非分流叶栅结构)上半沿节圆位置的展开图及非均匀来流情况下流场示意图。
具体实施方式
本发明的一种轴流汽轮机用非对称静叶栅或喷嘴组内非对称叶片，对现有技术存在的问题，依序解决如下：
1.采用喷嘴配汽的调节级喷嘴组：
根据蒸汽来流方向且考虑蒸汽室隔筋的影响，将喷嘴组内的叶片进汽段设计为适应来流方向，而出汽边节距和出汽角保持一致，由此可以大大降低流动损失，并降低由来流不均匀引发的汽流激振力，提高汽轮机的效率和安全可靠性。
2.前一级部分进汽度较小的压力级：
采用本发明的非对称静叶叶栅结构。静叶叶栅中各个叶片的进气角度按照来流的不均匀性设计，可以有效引导汽流进入叶片通道，降低静叶进口的攻角损失和通道内流动损失，提高汽流分布的均匀性，由此可大幅度降低由汽流不均匀性导致的汽流激振力的幅值和频率变化范围，可有效提高叶片运行的安全性。
3.存在非均匀进汽的再热第一级、存在大量非调整抽汽的抽汽口后级、存在大量非对称补汽的级。
采用本发明的用于存在严重非对称非均匀蒸汽来流的汽轮机隔板静叶栅或喷嘴组的设计方法，能够很好地降低因非均匀来流导致的攻角损失、改善叶片通道内汽流分布的均匀性、降低叶片通道损失、降低由于非均匀性引发的汽流激振力的幅值和频率变化范围，从而为汽轮机运行的经济性和安全性提供强有利的技术保障。
图2为本发明的实施例1，本实施例用于某25MW汽轮机某一压力级，该压力级前一级为部分进汽，且部分进汽度很低。其隔板静叶栅，若采用大小叶片分流叶栅结构，如图2所示，其叶片的分布为：在靠近中分面的位置叶片的分布为1个大叶片+1个小叶片，其余位置为1个大叶片+2个或+3个小叶片。小叶片为同一种型线，大叶片进汽段各不相同，依据不均匀的蒸汽来流设计。设计时，按照当地来流的方向，调整大叶片的进汽段，使得当地叶片攻角不超过±10°，并保持进汽段与叶身的光滑连接，使相邻叶片形成收敛通道，大小叶片的出汽边节距、出口角度相同。
大叶片共10种型线，在靠近中分面(件42、43)处各有5个不同的大叶片，左侧为件2、件3、件4、件5、件6，右侧分别为件7、件8、件9、件10、件11。中间段的大叶片型线保持一致，均为件6。各叶片出汽边节距、出汽角相同，仅进汽侧进汽角度不同。各大叶片的安装角分布见表1，安装角在42.53°～80.08°之间。
图3为本发明的实施例2，本实施例用于某300MW汽轮机喷嘴配汽的调节级喷嘴组。喷嘴组内的叶片，如图3所示，根据蒸汽室内蒸汽来流的方向，且考虑蒸汽室隔筋的影响，分别设计喷嘴组内叶片进汽段，设计时，按照当地来流的方向，调整叶片的进汽段，使得当地叶片攻角不超过±10°，并保持进汽段与叶身的光滑连接，使相邻叶片形成收敛通道，各叶片出汽边节距、出汽角相同。
叶片共12种型线，在靠近调节级首块(件12)处有3种型线，分别为件13、14、15；在靠近调节级中块(件19)处有5种型线，左侧有2种，分别为件17、18，右侧有3种，分别为件20、21、22；在靠近调节级末块(件26)处有3种型线，分别为件23、24、25.其余叶片为相同型线，均为件16。各叶片出汽边节距、出汽角相同，仅进汽侧进汽角度不同。
图4为本发明的实施例3，本实施例用于某汽轮机某一压力级，该压力级前一级为非调整抽汽，且抽汽量很大。其隔板静叶栅，若不采用大小叶片分流叶栅结构，如图4所示，叶片进汽段设计依据不均匀的蒸汽来流进行设计。设计时，按照当地来流的方向，调整叶片的进汽段，使得当地叶片攻角不超过±10°，并保持进汽段与叶身的光滑连接，使相邻叶片形成收敛通道，各叶片的出汽边节距和出汽角度相同。
叶片共11种型线，在靠近中分面(件40、41)处各有5个不同的叶片，左侧为件29、件30、件31、件32、件33，右侧分别为件35、件36、件37、件38、件39。中间段的叶片型线保持一致，均为件34。各叶片出汽边节距、出汽角相同，仅进汽侧进汽角度不同。
本发明可用于轴流汽轮机中喷嘴配汽的调节级喷嘴、上一级部分进汽度压力级、存在大量非调整抽汽的抽汽口后级、非对称进汽的再热第一级以及存在大量非对称补汽的级。
表1
| 图上序号 | 叶片安装角 |
| 1 | 42.53° |
| 2 | 80.08° |
| 3 | 76.50° |
| 4 | 71.95° |
| 5 | 68.36° |
| 6 | 64.67° |
| 7 | 61.58° |
| 8 | 58.61° |
| 9 | 55.80° |
| 10 | 53.28° |
| 11 | 50.47° |
Claims (3)
1.一种轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，其特征在于，该隔板静叶栅和喷嘴组内的叶片为轴向非对称、周向非均匀设计；
其中，所述轴向非对称、周向非均匀设计，是隔板静叶栅，采用大、小叶片分流叶栅结构，小叶片为一种型线，大叶片进汽段各不相同，各叶片出汽边节距、出汽角相同；或
所述轴向非对称、周向非均匀设计，是在喷嘴配汽的调节级喷嘴组内的叶片，其进汽段各不相同，各叶片出汽边节距相同、出汽角相同；或
所述轴向非对称、周向非均匀设计，是隔板静叶栅不采用大小叶片分流叶栅结构，对应于不均匀的蒸汽来流设计不同的叶片进汽段；设计时，按照当地来流的方向，调整叶片的进汽段，使得当地叶片攻角不超过±10°，并保持进汽段与叶身的光滑连接，使相邻叶片形成收敛通道，各叶片的出汽边节距和出汽角度相同。
2.根据权利要求1所述的轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，其特征在于，所述采用大、小叶片分流叶栅结构，为轴流式汽轮机隔板静叶栅时，其叶片的分布为：在靠近中分面的位置，叶片的分布为1个大叶片+1个小叶片，其余位置为1个大叶片+2或3个小叶片。
3.根据权利要求1所述的轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片，其特征在于，所述调节级喷嘴组，根据蒸汽室内蒸汽来流的方向，且考虑蒸汽室隔筋的影响，分别设计喷嘴组内叶片进汽段，设计时，按照当地来流的方向，调整叶片的进汽段，使得当地叶片攻角不超过±10°，并保持进汽段与叶身的光滑连接，使相邻叶片形成收敛通道。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102272591A CN102052095B (zh) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | 轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102272591A CN102052095B (zh) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | 轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102052095A CN102052095A (zh) | 2011-05-11 |
| CN102052095B true CN102052095B (zh) | 2013-12-04 |
Family
ID=43956848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102272591A Active CN102052095B (zh) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | 轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102052095B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2799721B8 (fr) * | 2013-05-03 | 2016-12-07 | Safran Aero Booster S.A. | Redresseur de turbomachine axiale avec aubes auxiliaires en pieds d'aubes |
| EP3372785A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-12 | General Electric Company | Turbine airfoil arrangement incorporating splitters |
| CN110953022B (zh) * | 2019-11-25 | 2022-05-10 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种汽轮机喷嘴组及六弧段全周进汽式喷嘴结构 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2046849A (en) * | 1979-04-17 | 1980-11-19 | Rolls Royse Ltd | Turbomachine strut |
| CN2828323Y (zh) * | 2005-08-24 | 2006-10-18 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机大焓降反动式静叶片 |
| CN201330620Y (zh) * | 2008-12-31 | 2009-10-21 | 山东齐鲁电机制造有限公司 | 新型适用于汽轮机变工况运行的高压级隔板静叶栅 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5848703A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-22 | Hitachi Ltd | タ−ビン静止翼列 |
| JPH04287802A (ja) * | 1991-03-19 | 1992-10-13 | Hitachi Ltd | 蒸気タービンノズル |
| JPH0849501A (ja) * | 1994-08-10 | 1996-02-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タービン |
-
2010
- 2010-07-07 CN CN2010102272591A patent/CN102052095B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2046849A (en) * | 1979-04-17 | 1980-11-19 | Rolls Royse Ltd | Turbomachine strut |
| CN2828323Y (zh) * | 2005-08-24 | 2006-10-18 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机大焓降反动式静叶片 |
| CN201330620Y (zh) * | 2008-12-31 | 2009-10-21 | 山东齐鲁电机制造有限公司 | 新型适用于汽轮机变工况运行的高压级隔板静叶栅 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102052095A (zh) | 2011-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103089318B (zh) | 涡轮机的涡轮 | |
| CN203374329U (zh) | 一种低压通流结构 | |
| US8992172B2 (en) | Turbo engine | |
| US10047620B2 (en) | Circumferentially varying axial compressor endwall treatment for controlling leakage flow therein | |
| CN101769203B (zh) | 与用于涡轮发动机的导流器有关的方法、系统和/或装置 | |
| CN106460677A (zh) | 用于燃气涡轮发动机的基于喷射器的外部排出系统 | |
| EP2893156B1 (en) | Combustor shell air recirculation system in a gas turbine engine | |
| EP2775097A2 (en) | Stator vane row | |
| JP2016109124A (ja) | 漏洩流を制御するための軸流圧縮機端壁処理部 | |
| JP2012154332A (ja) | 軸流タービン | |
| US9903382B2 (en) | Axial compressor for fluid-flow machines | |
| US20180066662A1 (en) | Gas Turbine Manufacturing Method | |
| CN102052095B (zh) | 轴流汽轮机用非对称隔板静叶栅和喷嘴组内非对称叶片 | |
| MX2019000433A (es) | Metodo para mejorar el rendimiento del compresor de turbina. | |
| US9534536B2 (en) | Turbine flow modulation for part load performance | |
| JP2013139781A (ja) | 部分負荷で作動するタービン | |
| CN108868889A (zh) | 汽轮机及发电装置 | |
| US8821107B2 (en) | Method of modifying a steam turbine | |
| US10053997B2 (en) | Gas turbine engine | |
| US20160326888A1 (en) | Blade | |
| JP5738227B2 (ja) | 蒸気タービン設備 | |
| JP2011058498A (ja) | 軸流タービン及び軸流タービンから流れを排出するための方法 | |
| CN103422913A (zh) | 一种带有蜂窝状内壁机匣的涡轮 | |
| JP2013072418A (ja) | 圧縮機 | |
| CN105443443A (zh) | 一种涡轮增压器压气机扩稳结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |