CN108005737B - 带螺旋叶片装置的喷汽转轮导轴 - Google Patents

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Abstract

带螺旋叶片装置的喷汽转轮导轴，包括蒸汽导轴、第一喷汽转轮、第二喷汽转轮、密封端盖及传动键，第一喷汽转轮及第二喷汽转轮分别焊接在蒸汽导轴上，第一喷汽转轮上的三个蒸汽出口分别与蒸汽导轴上的三个第一蒸汽出口相通，第二喷汽转轮上的三个蒸汽出口分别与蒸汽导轴上的三个第二蒸汽出口相通，密封端盖焊接在蒸汽导轴顶端，传动键焊接在密封端盖上。在蒸汽导轴内设有一个螺旋叶片装置。螺旋叶片装置由轴杆、锥形螺旋叶片及支撑杆组成，锥形螺旋叶片焊接在轴杆上，三根支撑杆均匀分布焊接在锥形螺旋叶片小端的轴杆上。螺旋叶片装置的轴杆顶端与蒸汽导轴顶端的密封端盖通过焊接固为一体，轴杆上的三根支撑杆与蒸汽导轴的内壁通过焊接固为一体。

Description

带螺旋叶片装置的喷汽转轮导轴
技术领域
本发明涉及太阳能光热发电技术领域，特别是一种带螺旋叶片装置的喷汽转轮导轴。
背景技术
随着社会对清洁环保能源的需求和利用的扩大以及聚光光热发电系统设计的不断提高，聚光光热发电系统在太阳能发电领域将越来越重要。但在聚光光热发电系统的设计中能否充分利用热能提高热能的转换效率是聚光光热发电系统设计中面对的一个重要的实际问题。
现有的太阳能光热发电系统如附图1所示，它包括热能储存与转换、热能转换与发电、传热工作物质（水）的冷凝与循环三大部份。
热能转换与发电部份包括蒸汽导管、喷汽转轮导轴及第一动密封。
水的冷凝与循环部份包括冷凝室、第二动密封、水箱、常开电磁阀、常断电磁阀、均压管及逆止阀。
热能储存与转换部份包括聚光装置、带受热面板的融盐储热室、蒸汽产生室、带传热筋板的加热面板及聚光装置。蒸汽产生室固定安装在融盐储热室上，带传热筋板的加热面板固定安装在融盐储热室与蒸汽产生室的结合部位。聚光装置聚焦照射到融盐储热室的受热面板上，利用融盐可大量储热的特性以热能形式储存聚光所得的太阳能，通过融盐储热室储存释放热能的调节，保持加热的均衡性和持久性，消除太阳能的间歇性和非稳定性影响，延长发电时间。融盐储热室大小根据储热容量需要确定。融盐储热室直接连接蒸汽产生室并通过直接安装的加热面板把蒸汽产生室的传热工作物质（水）加热成高温高压饱和蒸汽，完成热能储存与转换。
现有的热能转换与发电部份的喷汽转轮导轴如附图2及附图3所示，包括蒸汽导轴1、第一喷汽转轮2、第二喷汽转轮3、密封端盖4及传动键5，第一喷汽转轮2及第二喷汽转轮3分别焊接在蒸汽导轴1上，第一喷汽转轮2上的三个蒸汽出口2-1分别与蒸汽导轴1上的三个第一蒸汽出口1-1相通，第二喷汽转轮3上的三个蒸汽出口3-1分别与蒸汽导轴1上的三个第二蒸汽出口1-2相通，密封端盖4焊接在蒸汽导轴1的顶端，传动键5焊接在密封端盖4上。
蒸汽导轴1上的传动键5通过太阳能光热发电系统中的第二动密封与发电机连接，蒸汽导轴1上的蒸汽进汽端通过第一动密封与蒸汽导管连接。蒸汽从蒸汽导管进入蒸汽导轴1，然后从第一喷汽转轮2上的三个蒸汽出口2-1及第二喷汽转轮3上的三个蒸汽出口3-1喷出产生转动转矩，驱动喷汽转轮导轴转动带动发电机转子旋转发电。
现有的热能转换为机械能的方式是依靠喷汽转轮喷出蒸汽产生转动转矩带动喷汽转轮导轴转动，这仅仅只利用了蒸汽的分子内能转换为机械能，而对蒸汽的冲击动能没有充分利用，转换效率不高。如何进一步提高热能的转换效率是本发明要解决的一个实际问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种带螺旋叶片装置的喷汽转轮导轴，通过安装在喷汽转轮导轴内的螺旋叶片装置来提高热能的转换效率。
本发明的技术方案是：带螺旋叶片装置的喷汽转轮导轴，包括蒸汽导轴、第一喷汽转轮、第二喷汽转轮、密封端盖及传动键，第一喷汽转轮及第二喷汽转轮分别焊接在蒸汽导轴上，第一喷汽转轮上的三个蒸汽出口分别与蒸汽导轴上的三个第一蒸汽出口相通，第二喷汽转轮上的三个蒸汽出口分别与蒸汽导轴上的三个第二蒸汽出口相通，密封端盖焊接在蒸汽导轴的顶端，传动键焊接在密封端盖上。
在蒸汽导轴内设有一个螺旋叶片装置。
所述的螺旋叶片装置由轴杆、锥形螺旋叶片及支撑杆组成，锥形螺旋叶片焊接在轴杆上，三根支撑杆均匀分布焊接在锥形螺旋叶片小端的轴杆上。
锥形螺旋叶片的大端直径D2小于蒸汽导轴的内孔直径D1，D1与D2的比例为1: 0.7～0.9，锥形螺旋叶片的锥角a1为4度～6度，锥形螺旋叶片的螺旋角a2为15度～20度。
螺旋叶片装置的轴杆顶端与蒸汽导轴顶端的密封端盖通过焊接固为一体，轴杆上的三根支撑杆与蒸汽导轴的内壁通过焊接固为一体。
当蒸汽从蒸汽导管进入蒸汽导轴后，一方面，蒸汽直接从第一喷汽转轮上的三个蒸汽出口及第二喷汽转轮上的三个蒸汽出口喷出产生转动转矩，驱动喷汽转轮导轴转动带动发电机转子旋转发电。另一方面，蒸汽冲击螺旋叶片装置的锥形螺旋叶片，一是对螺旋叶片进行冲击产生转动转矩，二是通过螺旋叶片将蒸汽导向水平方向从第一喷汽转轮上的三个蒸汽出口及第二喷汽转轮上的三个蒸汽出口喷出产生转动转矩。通过增加的这两个转动转矩来提高热能的转换效率。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
本发明提供的喷汽转轮导轴通过螺旋叶片增加了两个转动转矩，通过这两个转动转矩进一步带动喷汽转轮导轴转动，提高热能的转换效率。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
附图1为现有的太阳能光热发电系统结构示意图；
附图2为现有的喷汽转轮导轴结构示意图；
附图3为附图2的A-A剖视图；
附图4为本发明提供的带螺旋叶片装置的喷汽转轮导轴结构示意图；
附图5为附图4的B-B剖视图；
附图6为螺旋叶片装置的结构示意图；
附图7为附图6的俯视图。
具体实施方式
实施例一、带螺旋叶片装置的喷汽转轮导轴，包括蒸汽导轴1、第一喷汽转轮2、第二喷汽转轮3、密封端盖4及传动键5，第一喷汽转轮2及第二喷汽转轮3分别焊接在蒸汽导轴1上，第一喷汽转轮2上的三个蒸汽出口2-1分别与蒸汽导轴1上的三个第一蒸汽出口1-1相通，第二喷汽转轮3上的三个蒸汽出口3-1分别与蒸汽导轴1上的三个第二蒸汽出口1-2相通，密封端盖4焊接在蒸汽导轴1的顶端，传动键5焊接在密封端盖4上。
在蒸汽导轴1内设有一个螺旋叶片装置6。
所述的螺旋叶片装置6由轴杆6-1、锥形螺旋叶片6-2及支撑杆6-3组成，锥形螺旋叶片6-2焊接在轴杆6-1上，三根支撑杆6-3均匀分布焊接在锥形螺旋叶片6-2小端的轴杆6-1上。
锥形螺旋叶片6-2的大端直径D2小于蒸汽导轴1的内孔直径D1，D1与D2的比例为1:0.7，锥形螺旋叶片6-2的锥角a1为4度，锥形螺旋叶片6-2的螺旋角a2为15度。
螺旋叶片装置6的轴杆6-1顶端与蒸汽导轴1顶端的密封端盖4通过焊接固为一体，轴杆6-1上的三根支撑杆6-3与蒸汽导轴1的内壁通过焊接固为一体。
当蒸汽从蒸汽导管进入蒸汽导轴1后，一方面，蒸汽直接从第一喷汽转轮2上的三个蒸汽出口2-1及第二喷汽转轮3上的三个蒸汽出口3-1喷出产生转动转矩，驱动喷汽转轮导轴转动带动发电机转子旋转发电。另一方面，
蒸汽冲击螺旋叶片装置6的锥形螺旋叶片6-2，一是对螺旋叶片6-2进行冲击产生转动转矩，二是通过螺旋叶片6-2将蒸汽导向水平方向从第一喷汽转轮2上的三个蒸汽出口2-1及第二喷汽转轮3上的三个蒸汽出口3-1喷出产生转动转矩。通过增加的这两个转动转矩来提高热能的转换效率。
实施例二、与实施例一相比，本实施例中D1与D2的比例为1:0.8，锥形螺旋叶片6-2的锥角a1为5度，锥形螺旋叶片6-2的螺旋角a2为18度。
实施例三、与实施例一相比，本实施例中D1与D2的比例为1:0.9，锥形螺旋叶片6-2的锥角a1为6度，锥形螺旋叶片6-2的螺旋角a2为20度。

Claims (3)

1.带螺旋叶片装置的喷汽转轮导轴，包括蒸汽导轴、第一喷汽转轮、第二喷汽转轮、密封端盖及传动键，第一喷汽转轮及第二喷汽转轮分别焊接在蒸汽导轴上，第一喷汽转轮上的三个蒸汽出口分别与蒸汽导轴上的三个第一蒸汽出口相通，第二喷汽转轮上的三个蒸汽出口分别与蒸汽导轴上的三个第二蒸汽出口相通，密封端盖焊接在蒸汽导轴的顶端，传动键焊接在密封端盖上；其特征是：
在蒸汽导轴内设有一个螺旋叶片装置；
所述的螺旋叶片装置由轴杆、锥形螺旋叶片及支撑杆组成，锥形螺旋叶片焊接在轴杆上，三根支撑杆均匀分布焊接在锥形螺旋叶片小端的轴杆上，锥形螺旋叶片的大端直径D2小于蒸汽导轴( 1) 的内孔直径D1；
螺旋叶片装置的轴杆顶端与蒸汽导轴顶端的密封端盖通过焊接固为一体，轴杆上的三根支撑杆与蒸汽导轴的内壁通过焊接固为一体。
2.如权利要求1所述的带螺旋叶片装置的喷汽转轮导轴，其特征是： D1与D2的比例为1: 0.7～0.9。
3.如权利要求1或2所述的带螺旋叶片装置的喷汽转轮导轴，其特征是：锥形螺旋叶片的锥角a1为4度～6度，锥形螺旋叶片的螺旋角a2为15度～20度。
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