CN103016079A - 小功率汽轮机排汽缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小功率汽轮机排汽缸，包括下汽缸、上汽缸和扩压器，下汽缸和上汽缸内安装有转子，所述上汽缸上设有排汽通道，排汽通道设在上汽缸的侧壁上，排汽通道向上弯曲延伸，呈“抽水马桶”状；扩压器布置在上汽缸内，扩压器的导流板与上汽缸上排汽通道的壁体为一体结构；下汽缸和上汽缸分别沿着叶轮及叶轮上动叶片的延伸方向截面呈“U”形状结构。本发明的轴向尺寸小，结构紧凑，适合在对空间尺寸要求小的汽轮机（例如船舰汽轮机）上安装使用；能够承受较大的外部管道力和力矩，并能承受较大的冲击加速度，稳定可靠、使用寿命长；对有用功的损失小，利于提高汽轮机组的热效率，实用性强。

Description

小功率汽轮机排汽缸

技术领域

本发明涉及汽轮机，具体是一种小功率汽轮机排汽缸。

背景技术

汽轮机排汽缸是连接汽轮机末级动叶片和凝汽器的重要部件，其主要作用是将汽轮机低压缸末级动叶片的排汽引导到凝汽器，同时对汽流扩压，将末级排汽的余速动能转化为压力能。参见图1和图2：现有汽轮机排汽缸主要由下汽缸01、上汽缸02、扩压器04、轴承箱及加强筋柱等构成。其中，下汽缸01和上汽缸02内安装有转子03，下汽缸01和上汽缸02分别为蜗壳结构；在下汽缸01上设有排汽通道06，下汽缸01上的排汽通道06向下延伸。扩压器04包括内导流板05和外导流板，下汽缸01和上汽缸02沿排汽缸的轴向长度应当大于扩压器04的长度，扩压器04的外导流板分别与下汽缸01和上汽缸02的缸壁为一体，扩压器04的内导流板05设在下汽缸01和上汽缸02的内部。

上述排汽缸在凝汽器真空度给定的条件下，能够有效降低汽轮机低压缸末级动叶片的出口静压，增加汽轮机组的可用焓降，提高汽轮机组的热效率。但是，若上汽缸02为未进汽的非工作弧段，采用蜗壳结构势必增长排汽缸的轴向尺寸，轴向尺寸较大的排汽缸若布置在对空间尺寸要求不严的汽轮机上是完全可以适用的，若布置在对空间尺寸要求小的汽轮机（例如船舰汽轮机）上时，难度非常大，难以布置，在这种情况下，排汽缸的轴向尺寸越紧凑越适用，而上述排汽缸的结构则恰恰不够紧凑。

此外，小功率汽轮机排汽缸通常是采用部分进汽的，并且排汽缸内部的级数（由静叶片和动叶片组成）较少，到了排汽时仍为部分汽道有汽，在转子03带动动叶片旋转时，非工作弧段后的动叶片08中将产生鼓风作用，此时需要将非工作弧段的汽体从转子一侧鼓到另一侧，这势必会消耗一部分有用功；为了减少因鼓风而对有用功的损失，通常在非工作弧段的动叶片08出汽侧设置防鼓风罩07，将动叶片08的原鼓风区域分隔成两部分，一部分是动叶片08的转动经过区域，另一部分是动叶片后的区域，通过防鼓风罩07将动叶片08的鼓风区域限制在动叶片08的转动经过区域内，从而减小动叶片08的鼓风区域，使鼓风对有用功的损失尽量减小，但安装防鼓风罩07势必需要一定的空间，这在一定程度上又进一步增加了排汽缸的轴向尺寸，不利于排汽缸的结构紧凑设计。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，在能够有效提高汽轮机组热效率的前提下，提供一种轴向尺寸小、结构紧凑、承受力矩大、对有用功损失小的小功率汽轮机排汽缸。

本发明的上述技术目的通过下述技术方案实现：一种小功率汽轮机排汽缸，包括下汽缸、上汽缸和扩压器，所述下汽缸和上汽缸内安装有转子，所述上汽缸上设有排汽通道；所述扩压器布置在上汽缸内，扩压器的导流板与上汽缸上排汽通道的壁体为一体结构。

所述下汽缸沿着叶轮及叶轮上动叶片的延伸方向截面呈“U”形状结构。

所述上汽缸沿着叶轮及叶轮上动叶片的延伸方向截面呈“U”形状结构。

所述排汽通道设在上汽缸的侧壁上，排汽通道向上弯曲延伸，呈“抽水马桶”状。

本发明具有以下主要优点：

1. 排汽通道设置在上汽缸上，且扩压器的导流板与排汽通道的壁体为一体结构，有效缩短了排汽缸的轴向尺寸，使排汽缸的结构紧凑，进而适合在对空间尺寸要求小的汽轮机（例如船舰汽轮机）上安装使用；

2. 下汽缸以截面呈“U”形状的结构代替了传统蜗壳结构，下汽缸的缸壁在作为壳体的同时兼顾防鼓风罩，不仅减少因鼓风而对有用功的损失，利于提高汽轮机组的热效率，而且下汽缸的轴向尺寸短，使排汽缸的结构进一步紧凑；

3. 上汽缸以截面呈“U”形状的结构代替了传统蜗壳结构，上汽缸的轴向尺寸短，使排汽缸的结构更加紧凑；

4. 上汽缸上的排汽通道以“抽水马桶”状设计，可以提高排汽通道的受力能力，进而能承受较大的外部管道力和力矩，并能承受较大的冲击加速度，使排汽缸稳定、可靠，延长排汽缸的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是现有汽轮机排汽缸的结构示意图。

图2是现有汽轮机排汽缸上的防鼓风结构示意图。

图3是本发明的一种结构示意图。

图4是本发明下汽缸的一种结构示意图。

图中代号含义：01、1—下汽缸；02、5—上汽缸；03、4—转子；04—扩压器；05—内导流板；06、6—排汽通道；07—防鼓风罩；08、2—动叶片；3—叶轮。

具体实施方式

参见图3和图4：一种小功率汽轮机排汽缸，主要由下汽缸1、上汽缸5、扩压器、轴承箱、加强筋及加强柱等部件构成，本发明仅对前述的下汽缸1、上汽缸5和扩压器作出改进，其他部件（包括轴承箱、加强筋、加强柱等）与传统结构一致，未作改进，故其他部件未在图中绘出。

上述下汽缸1和上汽缸5内安装有转子4，将转子4上装配的叶轮3及叶轮3上的动叶片2罩住。下汽缸1沿着叶轮3及叶轮3上动叶片2的延伸方向截面呈“U”形状结构，即下汽缸1罩住叶轮3及动叶片2的壳体截面呈“U”形槽状结构，下汽缸1的宽度应当略大于叶轮3及动叶片2的宽度，确保叶轮3及动叶片2能够在下汽缸1内自由旋转，这样的话，下汽缸1在缩短轴向尺寸的同时，下汽缸1的缸壁完全可以代替防鼓风罩，减小鼓风产生区域，鼓风区域即为动叶片2的转动经过区域，可以有效减小因将非工作弧段的汽体从下汽缸1鼓到上汽缸5而对有用功的损失，提高汽轮机组的热效率。上汽缸5沿着叶轮3及叶轮3上动叶片2的延伸方向截面亦呈“U”形状结构，上汽缸5的轴向长度与下汽缸1的轴向长度一致，上汽缸5亦要确保叶轮3及动叶片2能够在它的内部自由旋转；在上汽缸5的侧壁上设有排汽通道6，排汽通道6向上弯曲延伸，弯曲轨迹类似于“抽水马桶”的排污通道，即排汽通道6呈“抽水马桶”状，这种弯曲轨迹可以承受较大的外部管道力和力矩，并能承受较大的冲击加速度，能够使排汽缸更加稳定、可靠，进而延长排汽缸的使用寿命；在排汽通道6的顶端设有连接法兰面，用作与凝汽器连接。扩压器布置在上汽缸5内，扩压器的导流板（即内导流板和外导流板）与上汽缸5上排汽通道6的壁体为一体结构，这样可以更好的有利于蒸汽流动，避免蒸汽发生流动分离及流动漩涡的形成，减小排汽缸流道内的总压损失，增加汽轮机组的可用焓降，进一步提高汽轮机组的热效率。

Claims (4)

1.一种小功率汽轮机排汽缸，包括下汽缸（1）、上汽缸（5）和扩压器，所述下汽缸（1）和上汽缸（5）内安装有转子（4），其特征在于：所述上汽缸（5）上设有排汽通道（6）；所述扩压器布置在上汽缸（5）内，扩压器的导流板与上汽缸（5）上排汽通道（6）的壁体为一体结构。

2.根据权利要求1所述小功率汽轮机排汽缸，其特征在于：所述下汽缸（1）沿着叶轮（3）及叶轮（3）上动叶片（2）的延伸方向截面呈“U”形状结构。

3.根据权利要求1所述小功率汽轮机排汽缸，其特征在于：所述上汽缸（5）沿着叶轮（3）及叶轮（3）上动叶片（2）的延伸方向截面呈“U”形状结构。

4.根据权利要求1或3所述小功率汽轮机排汽缸，其特征在于：所述排汽通道（6）设在上汽缸（5）的侧壁上，排汽通道（6）向上弯曲延伸，呈“抽水马桶”状。

Images