CN103806955A - 一种汽轮机的通流结构 - Google Patents

Abstract

一种汽轮机的通流结构，包括气缸和转子，所述气缸设有静叶栅，所述转子设有动叶栅，所述转子包括主轴，所述主轴设有前轴封，所述通流结构设有通流间隙，其中：所述静叶栅为弯曲流道，所述动叶栅为曲面流道，在所述通流间隙的原有基础上缩小通流间隙。本发明与现有技术相比的有益效果是：通过减小通流间隙、采用合理的叶栅通道以及合理的叶形叶片，最大限度地提高汽轮机的通流效率。

Description

一种汽轮机的通流结构

技术领域

本发明涉及通流结构，尤其涉及一种汽轮机的通流结构。

背景技术

能源是国民经济的基础，节约能源是我国的一项基本国策。我国是一个能源生产大国，也是一个能源消耗大国，我国的人均能源拥有量较低。因此，节能降耗对我国国民经济至关重要。作为我国能源支柱产业的电力行业进行能源有效利用，提高能源利用率，对于节约能源，改善环境，增加电力供应具有很大的意义。汽轮机是电厂三大件之一，它是一种以蒸汽为工质，并将蒸汽的热能转换为机械能的旋转机械。汽轮机的转动部件与静止部件之间必须保持一定的间隙，以防止相互摩擦发生事故。由于间隙的存在，使一小部分蒸汽从间隙流过而不做功，降低了汽轮机效率。在汽轮机的级中，约有1/3的损失来自于漏气损失。漏气损失与机组通流部分间隙有很大关系，一些机组各级总漏气损失可能达到机组总损失的20%-30%，所占比重较大，因此需要对影响汽轮机通流效率的通流部分即通流间隙、叶栅通道和叶形叶片进行有针对性的改进，从而最大限度地提高汽轮机的通流效率。

专利号为ZL201320355675.9的中国实用新型专利公开了一种低压通流结构，其包括转子和至少一个压力级，其中，转子包括转子轴和设置在转子轴表面的至少一个叶轮，每个压力级包括静叶栅，一个隔板以及一个动叶片，每个动叶片通过与相应的叶轮连接而固定在转子轴上，从而能够与转子轴共同旋转，在转子轴的上方设有低压缸，每个隔板均为环状，每个隔板的外环固定在低压缸的外表面上，每个压力级中的静叶栅设置在隔板的内环面和外环面之间并与相同压力级中的动叶片相对。通过采用上述通流结构，能将冷源损失和二次损失降至很低，节能效果显著。但该实用新型并未对通流间隙和叶栅通道进行有效改进，使汽轮机的通流效率不能得到最大限度的提高。

专利号为ZL201320355675.9的中国实用新型专利公开了一种低压流通组件，其包括前轴封，该前轴封套装在低压转子外侧，该低压转子包括至少一个隔板，该隔板包括静叶片、动叶片、静叶栅和叶顶，所述转子的另一端还套装后轴封，所述转子通过联轴器与发电机轴连接。该实用新型的低压流通组件可有效减轻末级动叶的水蚀现象，避免空气漏入，提高能量传递效率，在工程实际使用中具有降低能量损耗，提高供热效率的积极效果。但该实用新型也未对通流间隙和叶栅通道进行有效改进，因而汽轮机的通流效率同样不能得到最大限度的提高。

发明内容

本发明即针对上述缺陷加以改进，提供一种汽轮机的通流结构，包括气缸和转子，所述气缸设有静叶栅，所述转子设有动叶栅，所述转子包括主轴，所述主轴设有前轴封，所述通流结构设有通流间隙，其中：所述静叶栅为弯曲流道，所述动叶栅为曲面流道，在所述通流间隙的原有基础上缩小所述通流间隙。

优选的是，所述气缸包括气缸A。

在上述任一方案中优选的是，所述气缸还包括气缸B。

在上述任一方案中优选的是，所述气缸前端设有蒸汽室。

在上述任一方案中优选的是，所述蒸汽室上设有喷嘴持环。

在上述任一方案中优选的是，所述喷嘴持环上装有喷嘴。

在上述任一方案中优选的是，所述气缸上装有导叶环。

在上述任一方案中优选的是，所述导叶环上装有静叶。

在上述任一方案中优选的是，所述转子上装有动叶环。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶环上装有动叶。

在上述任一方案中优选的是，所述气缸上装有低压导叶环。

在上述任一方案中优选的是，所述低压导叶环上装有低压静叶。

在上述任一方案中优选的是，所述转子上还装有低压动叶环。

在上述任一方案中优选的是，所述低压动叶环上装有低压动叶。

在上述任一方案中优选的是，所述通流间隙包括所述动叶顶部与气缸之间的间隙。

在上述任一方案中优选的是，所述通流间隙包括所述静叶与主轴之间的间隙。

在上述任一方案中优选的是，所述通流间隙包括所述主轴与气缸之间的间隙。

在上述任一方案中优选的是，所述通流间隙上加装有气封。

在上述任一方案中优选的是，所述静叶顶部设有围带。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶顶部设有围带。

在上述任一方案中优选的是，所述围带上加装有气封。

在上述任一方案中优选的是，所述静叶采用阻尼型叶片。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用阻尼型叶片。

在上述任一方案中优选的是，所述静叶的末级叶片采用马刀型静叶。

在上述任一方案中优选的是，所述静叶的次末级叶片采用蜂窝式气封。

在上述任一方案中优选的是，所述低压静叶采用内外环焊接静叶。

在上述任一方案中优选的是，所述气封采用迷宫式气封。

在上述任一方案中优选的是，所述迷宫式气封采用梳齿型气封。

在上述任一方案中优选的是，所述梳齿型气封采用镶嵌J型气封。

在上述任一方案中优选的是，所述梳齿型气封采用钢制整体气封。

在上述任一方案中优选的是，所述钢制整体气封采用高低齿气封。

在上述任一方案中优选的是，所述钢制整体气封采用平齿气封。

在上述任一方案中优选的是，所述钢制整体气封采用斜平齿气封。

在上述任一方案中优选的是，所述迷宫式气封采用枞树型气封。

在上述任一方案中优选的是，所述气封采用蜂窝式气封。

在上述任一方案中优选的是，所述气封采用径向可调式气封。

在上述任一方案中优选的是，所述气封采用铁素体高压气封。

在上述任一方案中优选的是，所述气封采用碳精环式气封。

在上述任一方案中优选的是，所述气封采用水封式气封。

在上述任一方案中优选的是，所述静叶栅至少设有一列。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶栅至少设有一列。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶的末级上设有拉筋。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用等截面直叶片。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用变截面直叶片。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用扭叶片。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用三维扭叶片。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用弯扭叶片。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用T形叶根。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用外包倒T形叶根。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用双倒T形叶根。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用菌形叶根。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用叉形叶根。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶采用枞树型叶根。

在上述任一方案中优选的是，所述蒸汽室内壁上设有汽封槽。

在上述任一方案中优选的是，所述导叶环上设有静叶槽。

在上述任一方案中优选的是，所述导叶环上设有汽封槽。

在上述任一方案中优选的是，所述转子设有叶轮。

在上述任一方案中优选的是，所述动叶叶根安装在叶轮上。

在上述任一方案中优选的是，所述叶轮设有动叶槽。

在上述任一方案中优选的是，所述叶轮设有汽封槽。

本发明与现有技术相比的有益效果是：通过减小通流间隙、采用合理的叶栅通道以及合理的叶形叶片，最大限度地提高汽轮机的通流效率。

附图说明

图1为按照本发明汽轮机的通流结构的一优选实施例的结构示意图。

图2为图1所示实施例中的蒸汽室内壁结构示意图。

图3为图1所示实施例中的A5导叶环局部结构示意图。

图4为图1所示实施例中的B5导叶环总成局部结构示意图。

图5为图1所示实施例中的G5转子局部结构示意图。

图6为图1所示实施例中的H5转子总成局部结构示意图。

图7为图1所示实施例中的L5动叶环总成局部结构示意图。

图8为图1所示实施例中的 T5-T5截面结构示意图。

图9为图1所示实施例中的P5-P5截面结构示意图。

图10为图9所示实施例中的P5-P5截面结构示意图中的Q5-Q5截面结构示意图。

图11为图1所示实施例中的T7-T7截面结构示意图。

图12为图1所示实施例中的V5局部结构示意图。

图13为图1所示实施例中的V6局部结构示意图。

图14为图1所示实施例中的转子装叶槽位置结构示意图。

图15为图14所示实施例中的转子装叶槽位置结构示意图的J5-J5截面结构示意图。

图16为图14所示实施例中的转子装叶槽位置结构示意图的J8局部结构示意图。

图17为图14所示实施例中的转子装叶槽位置结构示意图的锁紧螺杆截面M5-M5结构示意图。

图18为图17所示实施例中的锁紧螺杆截面M5-M5中的M8-M8截面结构示意图。

图19为图18所示实施例中的锁紧螺杆截面M8-M8中的M6-M6截面结构示意图。

图20为图1所示实施例中的导叶中分面固定面的结构示意图。

图21为图20所示实施例中的导叶环上半部分E5-E5截面结构示意图。

图22为图20所示实施例中的导叶环下半部分E5-E5截面结构示意图。

图23为图1所示实施例中的Y1局部结构示意图。

图24为图1所示实施例中的Y2局部结构示意图。

附图标记说明：

1气流方向；2喷嘴持环；3第一级静叶；4第二级静叶；5第三级静叶；6第四级静叶；7第五级静叶；8第六级静叶；9第七级静叶；10第八级静叶；11第九级静叶；12第十级静叶；92低压第一级静叶；93低压第二级静叶；102喷嘴动叶；103第一级动叶；104第二级动叶；105第三级动叶；106第四级动叶；107第五级动叶；108第六级动叶；109第七级动叶；110第八级动叶；111第九级动叶；112第十级动叶；192低压第一级动叶；193低压第二级动叶；201标准片；203首静叶；204末静叶；205静叶根；206水平中分面；300蒸汽室；403动叶汽封片；421蒸汽室汽封片；451前轴封汽封片；452静叶汽封片；460转子；500气缸B；525气缸A。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作详细说明。

实施例1：

如图1-24所示，一种汽轮机的通流结构，包括气缸和转子，所述气缸设有静叶栅，所述转子设有动叶栅，所述转子包括主轴，所述主轴设有前轴封，所述通流结构设有通流间隙，其中：所述静叶栅为弯曲流道，所述动叶栅为曲面流道，在所述通流间隙的原有基础上缩小所述通流间隙，所述气缸包括气缸A525和气缸B500，所述气缸前端设有蒸汽室300，蒸汽室300上设有喷嘴持环2，喷嘴持环2上装有喷嘴，所述气缸上装有导叶环，所述导叶环上装有静叶，所述转子上装有动叶环，所述动叶环上装有动叶，所述气缸上装有低压导叶环，所述低压导叶环上装有低压静叶，所述转子上装有低压动叶环，所述低压动叶环上装有低压动叶，所述通流间隙包括所述动叶顶部与气缸之间的间隙、所述静叶与主轴之间的间隙、所述主轴与气缸之间的间隙，所述通流间隙上加装有气封，所述静叶顶部和动叶顶部设有围带，所述围带上加装有气封，所述静叶和动叶采用阻尼型叶片，所述静叶的末级叶片采用马刀型静叶，所述静叶的次末级叶片采用蜂窝式气封，所述低压静叶采用内外环焊接静叶，所述气封采用迷宫式气封，所述迷宫式气封采用梳齿型气封，所述梳齿型气封采用镶嵌J型气封，所述静叶栅和动叶栅至少设有一列，所述动叶的末级上设有拉筋，所述动叶采用弯扭叶片，所述动叶采用T形叶根，蒸汽室内壁上设有汽封槽，所述导叶环上设有静叶槽和汽封槽，所述转子设有叶轮，所述动叶叶根安装在叶轮上，所述叶轮设有动叶槽和汽封槽；蒸汽室300内壁与所述主轴前轴封之间为间隙配合，该处设有33道汽封槽，所述主轴前轴封与蒸汽室300内壁的间隙配合处设有32道汽封槽，该两处汽封槽交错布置；蒸汽室300内壁与喷嘴动叶102之间为间隙配合，该处设有6道汽封槽，喷嘴动叶102与蒸汽室300内壁的间隙配合处设有5道汽封槽，该两处汽封槽交错布置；叶型设计采用三元流设计技术以减少叶型损失；叶片顶部采用多重汽封齿减少漏气，调节级增加了径向汽封以减少漏气；阻尼型叶片减少漏气损失；末级叶片采用马刀型静叶，提高根部的反动度，次末级叶片采用蜂窝汽封，加强去湿效果，减少对叶片的水蚀；所述梳齿型气封采用镶嵌J型气封，这种汽封封阻效果好，制造成本低；在所述喷嘴和动叶根部都设置轴向汽封，减少漏气进入动叶通道；在所述叶轮上开平衡孔，并在动叶根部采取适当的反动度，使静叶漏气全部通过平衡孔流到级后，避免漏气进入动叶，干扰主流。

汽轮机通流部分的工作原理是：汽轮机静叶片相当于喷口，动叶片把气流能量转换为机械能驱动转子，汽机转子带动发电机转子或其他机器转动。气流从进汽管道进入，通过阀门进入汽轮机，然后通过静叶片转换方向，即气流从径向运动变为轴向运动，然后依次通过一个个压力级，每个压力级包含一个静叶级和动叶级，最后气流的温度和压力都已经下降到一个值，通过排汽缸进入冷凝器变为水后再次参与循环。

本实施例中，气流依次通过：所述喷嘴和喷嘴动叶102→第一级静叶3和第一级动叶103→第二级静叶4和第二级动叶104→第三级静叶5和第三级动叶105→第四级静叶6和第四级动叶106→第五级静叶7和第五级动叶107→第六级静叶8和第六级动叶108→第七级静叶9和第七级动叶109→第八级静叶10和第八级动叶110→第九级静叶11和第九级动叶111→第十级静叶12和第十级动叶112→低压第一级静叶92和低压第一级动叶192→低压第二级静叶93和低压第二级动叶193。

实施例2：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述梳齿型气封采用钢制整体气封中的高低齿气封。

实施例3：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述梳齿型气封采用钢制整体气封中的平齿气封。

实施例4：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述梳齿型气封采用钢制整体气封中的斜平齿气封。

实施例5：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述迷宫式气封采用枞树型气封。

实施例6：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述气封采用蜂窝式气封。

实施例7：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述气封采用径向可调式气封。

实施例8：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述气封采用铁素体高压气封。

实施例9：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述气封采用碳精环式气封。

实施例10：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述气封采用水封式气封。

实施例11：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述动叶采用等截面直叶片。

实施例12：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述动叶采用变截面直叶片。

实施例13：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述动叶采用扭叶片。

实施例14：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述动叶采用三维扭叶片。

实施例15：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述动叶采用外包倒T形叶根。

实施例16：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述动叶采用双倒T形叶根。

实施例17：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述动叶采用菌形叶根。

实施例18：

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述动叶采用叉形叶根。

实施例19

一种汽轮机的通流结构，与实施例1相似，所不同的是，所述动叶采用枞树型叶根。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

与任何发明相同，本发明的基础是已经公知的现有技术，其各个组成部分也来自于现有技术，例如等截面直叶片、变截面直叶片、扭叶片、弯扭叶片。为了使本说明书简明，对这些组成部分并没有事无巨细地一一详细描述，本领域技术人员在阅读了本说明书后自然知其所云。在阅读了本说明书后，本领域技术人员会相信，由这些现有技术的结合构成的本发明是凝结了发明人大量创造性劳动的结果。

本领域技术人员同样不难看出，本发明是对现有技术的改进，是为解决现有技术中存在的技术问题而将这些现有技术中的要素进行的结合，这种结合凝结了大量的创造性劳动，是发明人大量理论研究和科学实验的结晶。在没有阅读本发明之前，本领域技术人员显然是不容易想到本发明的各个方案的，而在阅读了本说明书后，本领域技术人员不必再付出创造性劳动即可实现本发明的基本技术方案。

Claims (10)

1.一种汽轮机的通流结构，包括气缸和转子，所述气缸设有静叶栅，所述转子设有动叶栅，所述转子包括主轴，所述主轴设有前轴封，所述通流结构设有通流间隙，其特征在于：所述静叶栅为弯曲流道，所述动叶栅为曲面流道，在所述通流间隙的原有基础上缩小通流间隙。

2.如权利要求1所述的汽轮机的通流结构，其特征在于：所述气缸包括气缸A（525）。

3.如权利要求2所述的汽轮机的通流结构，其特征在于：所述气缸还包括气缸B（500）。

4.如权利要求3所述的汽轮机的通流结构，其特征在于：所述气缸前端设有蒸汽室（300）。

5.如权利要求4所述的汽轮机的通流结构，其特征在于：蒸汽室（300）上设有喷嘴持环（2）。

6.如权利要求5所述的汽轮机的通流结构，其特征在于：喷嘴持环（2）上装有喷嘴。

7.如权利要求6所述的汽轮机的通流结构，其特征在于：所述气缸上装有导叶环。

8.如权利要求7所述的汽轮机的通流结构，其特征在于：所述导叶环上装有静叶。

9.如权利要求8所述的汽轮机的通流结构，其特征在于：所述转子上装有动叶环。

10.如权利要求9所述的汽轮机的通流结构，其特征在于：所述动叶环上装有动叶。

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