CN1025573C - 新型混流式饱和蒸汽汽轮机 - Google Patents

Abstract

一种混流式饱和蒸汽汽轮机，具有主轴、装于主轴上的叶轮、进汽道，在叶轮的端面一侧安装有径流动叶片，并对应设置径流喷嘴，在叶轮的圆周面上安设有轴流动叶片，并对应设置轴流喷嘴，径流汽道和轴流汽道相连通，并在转换处设有疏水装置，多级径流动叶片与一级轴流动叶片安装在同一叶轮上。本发明其结构简单、紧凑、制造成本较低、效率高、使用寿命长，特别适用于饱和蒸汽工业锅炉上的余热发电和实现热电联供。

Description

本发明涉及一种热能动力装置，具体地说是一种新型饱和蒸汽混流式汽轮机。

国内外现有的饱和蒸汽汽轮机，其通流部分都工作在湿蒸汽区，湿蒸汽对它的动叶片冲击腐蚀非常严重，因此大大降低了机组的可靠性和使用寿命，又因凝结出来的水珠，其速度比主汽流速度慢，水珠冲击到动叶的背部而作负功，使汽轮机的效率降低。现有的解决办法是，增加汽轮机动叶片的抗腐蚀性，例如在动叶片的进汽边作表面硬化处理，或者焊上一层硬质合金，但这些解决办法是被动的，而且增加了制造成本。专利SU929876公开了一种混流式汽轮机，它有一个混流式的叶轮，轴向汽流在叶轮中转为径向，利用离心力去湿，因采用两边进汽，其进汽道布置比较困难，叶轮为整体结构，汽缸上的疏水系统比较复杂，该汽轮机整体结构复杂，制造成本高。

本发明的目的是提供一种能分离清除蒸汽膨胀过程中产生的水珠，减少湿汽损失，减少对动叶片的腐蚀，增加汽轮机的可靠性和寿命，而且结构简单、制造成本较低的新型混流式饱和蒸汽汽轮机。

实现本发明目的方案为：具有主轴16，装于主轴上的叶轮14和进汽道2，其不同之处在于在叶轮14的端面一侧装有径流动叶片4，并对应设置径流喷嘴3，在叶轮14的圆周面上安设有轴流动叶片12，并对应设置轴流喷嘴9，径流汽道和轴流汽道相连通，并在其转换处设有疏水装置10。

按上述基本方案，本发明的进汽道2设置于叶轮14一侧的中部，其入口处设有导流锥1，并与径流汽道连通，径流汽道径向喷嘴3和轴流汽道与轴向喷嘴9相连通。

本发明有一个或多个径流级，为提高汽轮机功率，增加一个轴流级，其轴流喷嘴焊接在最后一个径流动叶片之外的轴流隔板上，一级或多级径流动叶片和一级轴流动叶片都安装在同一叶轮上。

本发明的优点是：结构简单，制造成本低，效率高，机组的可靠性和使用寿命都大大提高了，蒸汽膨胀中凝结的水分可以及时地分离出去，湿蒸汽损失减少，其轴向尺寸较短，结构紧凑，特别适用于饱和蒸汽工业锅炉上的余热发电，实现热电联供。

以下结合附图进一步详细说明本发明的一种实施例。

图1.二级径流加一级轴流式汽轮机结构示意图;

图2.图1的A-A剖视图;

图3.整圈围带与径流动叶片连接示意图。

如图1所示，1.导流锥，2.进汽道，3.第一级径流喷嘴，4.第一级径流动叶片，5.第一级径流动叶片围带，6.第二级径流喷嘴，7.第二级径流动叶片，8.第二级径流动叶片围带，9.轴流喷嘴，10.疏水孔，11.集水槽，12.轴流动叶片，13.隔板汽封，14.叶轮，15.螺母，16.主轴，17.径流隔板，18.轴流隔板。

导流锥1在进汽道2的中心，为钝头圆锥体形状，它与第一级径流隔板17内环焊接在一起，径 流喷嘴3和6分别焊接在径流隔板17上，其高度方向平行于主轴16，径流动叶片4和7的叶高方向也平行于主轴16，而且它的顶部有围带5和8，围带为整圈结构，以便与叶轮14共同固定径流动叶片，整圈围带沿轴向套接到径流动叶栅上，并且销钉连接。径流动叶片4和7与轴流动叶片12同装在叶轮14上，这样可大大地缩短轴向尺寸，使整体结构紧凑。叶轮14红套在悬臂式的主轴16上，用螺母15固定。轴流隔板18位于最后一个径流动叶片7之外偏后的位置上，轴流喷嘴9焊接在轴流隔板18上，疏水孔10开在汽缸的下部。

图2是两级径流级的叶栅示意图。径流喷嘴3和6的叶栅分别位于径流动叶片4和7的叶栅内侧，两级径流喷嘴的安装角，即径流喷嘴的弦线与叶栅内圆的半径在进汽边的夹角α＝75°～85°，其中80°为佳，两级径流动叶片的安装角，即径流动叶片的弦线与叶栅外圆的半径在出汽边的夹角β＝25°～35°，其中30°为佳。当α＜75°或者α＞85°时，不利于蒸汽的顺利膨胀，影响作功能力，当β＜25°或者β＞35°时，径流动叶片处于较大的负攻角或过大的正攻角，工作效率很快下降。

整圈围带与径流动叶片用销钉连接（如图3所示）。

饱和蒸汽从进汽道2沿轴向进入，经导流锥1折转90°，沿径向流动，蒸汽经过第一级径流喷嘴3的膨胀，冲动第一级径流动叶片4，然后，依次经过第二级径流喷嘴6和第二级径流动叶片7，再折转90°变为轴向流动，经由轴流喷嘴9和轴流动叶片12至排汽缸。蒸汽膨胀中产生的水珠比蒸汽密度大得多，由于径流动叶片4和7带动水珠离心力的作用，使水珠偏离蒸汽在汽道中的主流方向，于疏水孔10中被排出。

实施例2：

本发明在前一种实施例的基础上，可以是一个径流级和一个轴流级结构，即只有第一级径流动叶片4、第一级径流动叶片整体围带5和第一级径流喷嘴3，没有第二级径流喷嘴6、第二级径流动叶片7和第二级径流动叶片围带8。其中径流动叶片4与轴流动叶片7同装在叶轮14上。

实施例3：

本发明也可以是三个径流级加1个轴流级结构，即在第一种实施例的基础上，增加第三级径流喷嘴，第三级径流动叶片整体围带和第三级径流动叶片，其中三级径流动叶片与轴流动叶片同装在一个叶轮上。

如同前述三种实施例，本发明还可以是多个径流级加一个轴流级结构，其中，多个径流级动叶片与轴流级动叶片同装在一个叶轮上。

Claims (6)

1、一种新型混流式饱和蒸汽汽轮机，具有主轴(16)，装于主轴上的叶轮(14)和进汽道(2)，其特征在于在叶轮(14)的端面一侧装有径流动叶片(4)，并对应设置径流喷嘴(3)，在叶轮(14)的圆周面上安设有轴流动叶片(12)，并对应设置轴流动喷嘴(9)，径流汽道和轴流汽道相连通，并在其转换处设有疏水装置(10)。

2、根据权利要求1所述的新型混流式饱和蒸汽汽轮机，其特征在于进汽道（2）设置于叶轮（14）一侧的中部，其入口处设有导流锥（1），并与径流汽道连通。

3、根据权利要求1或2所述的新型混流式饱和蒸汽汽轮机，其特征在于具有一级或多级径流动叶片和一级轴流动叶片都安装在同一叶轮（14）上。

4、根据权利要求1所述的新型混流式饱和蒸汽汽轮机，其特征在于径流喷嘴的安装角α＝75°-85°。

5、根据权利要求1所述的新型混流式饱和蒸汽汽轮机，其特征在于径流动叶片的安装角β＝25°-35°。

6、根据权利要求1或5所述的新型混流式饱和蒸汽汽轮机，其特征在于径流动叶片顶部的围带都是整圈结构。

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