CN112145243B - 船用汽轮机集成式减压结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种船用汽轮机集成式减压装置，减压装置集成至汽轮机缸体的外缸内侧，使汽轮机外缸内侧形成一条汽流旁排路径，汽流旁排路径的入口管内设置减压的孔板一，汽轮机缸体上旁排进口位置设置减压的孔板二，汽轮机缸体的外缸前段倾斜设置减压的孔板三，汽轮机缸体的外缸内沿流道最下侧设置减压的孔板四，汽轮机缸体的外缸内侧分别设有减压的两块孔板五，汽轮机缸体的外缸与内缸的中间位置设有冷凝器。该结构将旁排系统减压装置集成至汽轮机外缸上，使得汽轮机旁排汽流通过设置在外缸内壁上的旁排装置实现旁排汽流的减压。这种结构能够省去独立的旁路排放部套，大幅度提高设备的集成性、降低机组的总体尺寸、充分利用汽轮机的内部空间。

Description

船用汽轮机集成式减压结构
技术领域
本发明涉及一种船舶发电用汽轮机的旁路排放减压装置，尤其是一种集成 式减压结构。
背景技术
汽轮机需要具备负载突卸的能力。在负载突卸的时候，大部分蒸汽不再进 入汽轮机内部，而是通过旁路排放装置减压后排放进入冷凝器中。旁路排放装 置的减压能力能够使蒸汽在经过旁路排放装置后压力有较大的下降。冷凝器内 部能够维持一定的真空度。
随着船舶汽轮发电机组功率的增加，汽轮机耗汽量也随之上升。汽轮机耗 汽量的上升使得突卸状态下通过旁排装置的蒸汽量随之上升，旁排装置尺寸也 随之上升。
现有技术中常常将旁排装置作为一个独立部套放置于机组外侧，通过机组 外侧的层层旁排装置减压后将蒸汽排入冷凝器中。独立的旁排系统部套及其与 汽轮机之间的连接管路将会占用较大的舱室空间，且需要为其维修留下一定的 空间。随着船舶的发展，对于船舶设备小型化与集成化的要求较高。
为了在有限的仓容中实现旁路排放系统的减压能力，使机组具有突卸能力， 需要一种船用汽轮机集成式减压结构。而目前国内外无“船用汽轮机集成式减 压结构”。
发明内容
本发明所要解决的问题是提出一种船用汽轮机集成式减压结构，该结构将 旁排系统减压装置集成至汽轮机外缸上，使得汽轮机旁排汽流通过设置在外缸 内壁上的旁排装置实现旁排汽流的减压。这种结构能够省去独立的旁路排放部 套，大幅度提高设备的集成性、降低机组的总体尺寸、充分利用汽轮机的内部 空间。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种船用汽轮机集成式减压装置， 包括减压装置、汽轮机缸体，所述减压装置集成至汽轮机缸体的外缸内侧，使 汽轮机外缸内侧形成一条汽流旁排路径，所述汽流旁排路径的入口管内设置减 压的孔板一，所述汽轮机缸体上旁排进口位置设置减压的孔板二，所述汽轮机 缸体的外缸前段倾斜设置减压的孔板三，所述汽轮机缸体的外缸内沿流道最下 侧设置减压的孔板四，所述汽轮机缸体的外缸内侧分别设有减压的两块孔板五，所述汽轮机缸体的外缸与内缸的中间位置设有冷凝器。
进一步，所述孔板一与孔板二为圆形孔板，所述孔板三为矩形孔板，所述 孔板四为扇环形孔板，所述孔板五为空间曲面形状的孔板。
进一步，所述孔板一、二、三、四、五上分布有减压孔。
进一步，所述汽轮机缸体的内壁上分别焊接孔板三，孔板四，孔板五以及 隔板与肋板。
进一步，所述汽轮机缸体旁排缸体入口位置焊接孔板二。
进一步，所述孔板一安装进入汽轮机旁排入口管内侧后，所述入口管与汽 轮机缸体入口法兰相互连接。
本发明的有益效果是：
本发明采用船用汽轮机集成式减压结构代替独立旁路排放减压装置具有以 下优点：
1、充分利用机组上半外汽缸的圆形尺寸空间和外缸的内部空间，通过采用 左右双侧各分流一半的创新设计，规避了传统的外置式减温减压装置需要占用 更多空间的弊端，合理利用了内外缸之间的通流通道，在十分有限的空间内解 决了旁排蒸汽流量较大的问题，避免了外汽缸异形设计难题，大幅减小了总体尺寸重量；
2、采用双侧分流、终端直接向排汽口喷射的方式，极大地提高了汽流在前 /后、左/右各方向上的均匀性，使得旁排蒸汽的消能和射流过程完全避开汽轮 机的主流通道，消能后直接进入凝汽器冷凝，完全避免了旁排蒸汽对汽轮机主 流和排汽的干扰，即使在机组运行过程中也可以进行大流量旁排。
3、汽轮机主蒸汽与旁排蒸汽进口全部布置在机组前端的宽度中心处，朝向 一致，位置相近，对于优化舱室布置、节约舱室空间和管道长度、减轻管路尺 寸重量、提升机组和管路维修性提供了很大的便利。
4、旁路蒸汽排放是一大噪声源，本机组采用的旁排方案对于减振降噪具有 很大意义，通过充分利用机组上半外汽缸的椭圆形空间形成光滑汽流通道，摒 弃了传统减温减压装置多次折流造成的汽流激振，通过采用曲线通道，有效增 加了汽流消能长度，并且使得通流面积十分适合汽流逐级减压膨胀带来的比容变化，可大幅抑制噪声。同时本方案中多级多孔板全部集中在外汽缸内部，使 得外汽缸能够抑制振动传递，同时通过外缸壁面有效切断汽流噪声向外传播的 途径。
5、旁排系统的存在使得外缸前侧及两侧的结构强度得到了明显的增强。配 合外缸外侧的筋板使得外缸上侧及前后侧的强度得到显著的提高。
附图说明
图1是本发明的集成式减压装置中间位置的剖面图之一；
图2是本发明的集成式减压装置的缸体前侧的剖面图；
图3是本发明的集成式减压装置中间位置的剖面图之二。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，一种船用汽轮机集成式减压装置，将减压装置集成至 汽轮机外缸内侧，在汽轮机外缸内侧产生出一条汽流旁排路径。图中采用空心 箭头标注旁排汽流的流动方向。该装置包括前后肋板1、孔板二2、孔板一3、 入口管4、缸体肋板5、缸体6、孔板三7、孔板四8、孔板五9。
孔板一3与孔板二2为传统的圆形孔板，孔板三7为矩形孔板，孔板四8 为扇环形孔板，孔板五9为空间曲面形状的孔板。孔板上分布有减压孔。
孔板一3设置在入口管4内，孔板二2设置在汽轮机缸体上旁排进口位置， 汽轮机外缸前段倾斜设置孔板三7，汽轮机外缸内沿流道最下侧设置孔板四8， 汽轮机外缸内侧分别设有两块孔板五9。汽轮机外缸与内缸的中间位置设有冷凝 器。
蒸汽通过入口管进入汽轮机旁排结构，首先通过设置在入口管内的孔板一 进行第一次减压。随后沿轴向流动与设置在汽轮机缸体上旁排进口位置的孔板 二进行第二次减压。随后汽流90°转弯，向两侧流动，通过倾斜设置在汽轮机 外缸前段的孔板三，进行第三次减压。汽流沿流道流至最下侧后将遇到孔板四，进行第四次减压。经过减压经过孔板四后，汽流将沿径向流动，在外缸内侧分 别具有两块孔板，即孔板五。通过孔板后汽流将射入汽轮机外缸与内缸的中间 位置随后进入冷凝器。
该集成式减压结构的基本构思是在主汽门内侧通过焊接的方法创造出旁通 汽流通过的区域。其可行的具体实施方案如下所示：
首先完成汽轮缸体的铸造加工，在汽轮机缸体内壁上分别焊接孔板三，孔 板四，孔板五以及相关的隔板与肋板。
在汽轮机缸体旁排缸体入口位置焊接孔板二。将孔板一安装进入汽轮机旁 排入口管内侧，随后将入口管与缸体入口法兰相互连接。

Claims (4)

1.一种船用汽轮机集成式减压结构，包括减压装置、汽轮机缸体，其特征在于：所述减压装置集成至汽轮机缸体的外缸内侧，使汽轮机外缸内侧形成一条汽流旁排路径，所述汽流旁排路径的入口管内设置减压的孔板一，所述汽轮机缸体上旁排进口位置设置减压的孔板二，所述汽轮机缸体的外缸前段倾斜设置减压的孔板三，所述汽轮机缸体的外缸内沿流道最下侧设置减压的孔板四，所述汽轮机缸体的外缸内侧分别设有减压的两块孔板五，所述汽轮机缸体的外缸与内缸的中间位置设有冷凝器；所述汽轮机缸体旁排缸体入口位置焊接孔板二；所述孔板一安装进入汽轮机旁排入口管内侧后，所述入口管与汽轮机缸体入口法兰相互连接；蒸汽通过入口管进入汽轮机旁排结构，首先通过设置在入口管内的孔板一进行第一次减压，随后沿轴向流动与设置在汽轮机缸体上旁排进口位置的孔板二进行第二次减压，随后汽流90°转弯，向两侧流动，通过倾斜设置在汽轮机外缸前段的孔板三进行第三次减压，汽流沿流道流至最下侧后将遇到孔板四，进行第四次减压，经过孔板四减压后，汽流将沿径向流动，在外缸内侧分别具有两块孔板五，通过孔板五后汽流将射入汽轮机外缸与内缸的中间位置随后进入冷凝器。
2.根据权利要求1所述的船用汽轮机集成式减压结构，其特征在于：所述孔板一与孔板二为圆形孔板，所述孔板三为矩形孔板，所述孔板四为扇环形孔板，所述孔板五为空间曲面形状的孔板。
3.根据权利要求1所述的船用汽轮机集成式减压结构，其特征在于：所述孔板一、孔板二、孔板三、孔板四、孔板五上分布有减压孔。
4.根据权利要求1所述的船用汽轮机集成式减压结构，其特征在于：所述汽轮机缸体的内壁上分别焊接孔板三，孔板四，孔板五以及隔板与肋板。
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