CN112922678B - 一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室 - Google Patents

一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，属于汽轮机技术领域。本发明的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，由所述进汽室的内壁面所形成的汽流通道包括进流通道、膨胀导流通道、以及可轴向出汽的出流通道；所述出流通道呈圆环状，在其进口端的外周方向上，所述出流通道的进口端与多条所述膨胀导流通道的出口端相连通；每条所述膨胀导流通道沿所述出流通道的外周分布、并呈扩散性蜗壳状，且其截面积从其进口端至其出口端逐渐平滑增加；每条所述膨胀导流通道的进口端分别与一条所述进流通道的出口端相连通；在多条所述膨胀导流通道与所述出流通道的连通处，相邻的所述膨胀导流通道的出口端之间被设置于所述进汽室内的防扰流隔板所隔断。本发明能够降低进汽室内的汽流压损，提高进汽室轴向出汽的流场均匀性。

Description

一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室
技术领域
本发明涉及一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，属于汽轮机技术领域。
背景技术
汽轮机是火电、核电必不可少的动力装置，而进汽室在决定汽轮机组经济性、可靠性的组件中具有特殊的地位。已有研究表明，进汽室压损每增加1％，高压缸效率约下降约0.4％，并且在某些工况下，进汽室不仅有较大的能量损失，而且可能引起流场紊乱，导致类似转子振动大、机组停机等事故。
随着工作介质参数的不断提高，进汽室对机组经济安全运行越来越重要，因此各大汽轮机制造企业均在进汽室设计的改进方面下了很大功夫。针对进汽室来说，进汽室的出口即通流级的入口，进入进汽室的汽流通过在进汽室流道内的导流及膨胀作用，压力及速度场进行重新分配后，通过进汽室的出口流入通流级的入口，汽流在进汽室内的流场特性将对通流级产生较大影响，甚至影响整个机组性能。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，本发明能够降低进汽室内的汽流压损，提高进汽室轴向出汽的流场均匀性。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，
由所述进汽室的内壁面所形成的汽流通道包括进流通道、膨胀导流通道、以及可轴向出汽的出流通道；
所述出流通道呈圆环状，在其进口端的外周方向上，所述出流通道的进口端与多条所述膨胀导流通道的出口端相连通；每条所述膨胀导流通道沿所述出流通道的外周分布、并呈扩散性蜗壳状，且其截面积从其进口端至其出口端逐渐平滑增加；每条所述膨胀导流通道的进口端分别与一条所述进流通道的出口端相连通；
在多条所述膨胀导流通道与所述出流通道的连通处，相邻的所述膨胀导流通道的出口端之间被设置于所述进汽室内的防扰流隔板所隔断。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，结构简单，容易实施，有利于推广应用；当多道汽流从对应的进流通道的进口端进入后，每道汽流将从进流通道的出口端进入对应膨胀导流通道的进口端；此时，由于膨胀导流通道呈扩散性蜗壳状，并且膨胀导流通道的截面积从其进口端至其出口端逐渐平滑增加，汽流在流经膨胀导流通道的过程中，将逐渐平滑的膨胀扩散，能够有效的缓解汽流流动方向上在沿膨胀导流通道周向扩散的突变程度，从而有效的避免额外掺混损失；每道汽流从膨胀导流通道的出口端汇入出流通道的进口端时，得益于防扰流隔板的设计，能够降低相邻的各道汽流之间的相互干扰，并且因汽流在膨胀导流通道所产生的周向扩散速度也将被防扰流隔板所承受，使得从各条膨胀导流通道汇流至出流通道的汽流能够较均匀流畅的从出流通道的出口端流出；可以看出，采用本发明时，能够控制进汽室内的汽流通道的压力及速度场分布，降低进汽室的汽流通道的压损，提高进汽室出口流场的均匀性，降低对通流级流场的影响，从而进一步提高机组效率。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的进汽室的结构示意图；
图2是本发明的进汽室的内壁面的俯视图；
图3是本发明的进汽室的内壁面的局部俯视图；
图4是本发明的进汽室的内壁面的局部侧视图；
图5是本发明的汽流通道的俯视图；
图6是本发明的汽流通道的立体线条图；
图7是本发明的汽流通道的立体灰度图。
图中标记：11-进流通道，12-膨胀导流通道，13-出流通道，21-进流内壁面，211-进流圆形面，22-膨胀导流内壁面，221-导流弧形面一，222-导流弧形面二，223-导流平面一，224-导流平面二，225-导流内环面，226-导流外环面， 23-出流内壁面，231-出流圆形面一，232-出流圆形面二，3-防扰流隔板。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1至图7所示，本实施例的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，
由所述进汽室的内壁面所形成的汽流通道包括进流通道11、膨胀导流通道 12、以及可轴向出汽的出流通道13；
所述出流通道13呈圆环状，在其进口端的外周方向上，所述出流通道13 的进口端与多条所述膨胀导流通道12的出口端相连通；每条所述膨胀导流通道12沿所述出流通道13的外周分布、并呈扩散性蜗壳状，且其截面积从其进口端至其出口端逐渐平滑增加；每条所述膨胀导流通道12的进口端分别与一条所述进流通道11的出口端相连通；
在多条所述膨胀导流通道12与所述出流通道13的连通处，相邻的所述膨胀导流通道12的出口端之间被设置于所述进汽室内的防扰流隔板3所隔断。
采用本发明时，当多道汽流从对应的进流通道11的进口端进入后，每道汽流将从进流通道11的出口端进入对应膨胀导流通道12的进口端；此时，由于膨胀导流通道12呈扩散性蜗壳状，并且膨胀导流通道12的截面积从其进口端至其出口端逐渐平滑增加，汽流在流经膨胀导流通道12的过程中，将逐渐平滑的膨胀扩散，能够有效的缓解汽流流动方向上在沿膨胀导流通道12周向的突变程度，从而有效的避免额外掺混损失；每道汽流从膨胀导流通道12的出口端汇入出流通道13的进口端后，得益于防扰流隔板3的设计，能够降低相邻的各道汽流之间的相互干扰，并且因汽流在膨胀导流通道12所产生的周向扩散速度也将被防扰流隔板3所承受，使得从各条膨胀导流通道12汇流至出流通道13的汽流能够较均匀流畅的从出流通道13的出口端流出。如图5、图6所示，明显的，防扰流隔板3的数量与膨胀导流通道12的数量相同。进流通道11的数量与膨胀导流通道12的数量相同，且呈一一对应关系。具体的，出流通道13的气流方向为轴向出汽，进流通道11、膨胀导流通道12的气流方向大致与出流通道13的气流方向相垂直。
可供选择的，所述防扰流隔板3延伸至所述出流通道13的入口端内。各个防扰流隔板3将出流通道13的入口端均分开。
优选的，所述防扰流隔板3所述出流通道13的汽流方向平行。使得从膨胀导流通道12流入出流通道13的汽流能够可靠的沿出流通道13的流向流动。
可供选择的，所述防扰流隔板3可拆卸的装配于所述进汽室内。
可供选择的，如图1、图2、图5至图7所示，所述膨胀导流通道12有4 条，呈两两对称关系。此时，防扰流隔板3有4个，进流通道11有4条。
可供选择的，如图2所示，所述进流通道11由所述进汽室内的进流内壁面21所形成，所述膨胀导流通道12由所述进汽室内的膨胀导流内壁面22所形成，所述出流通道13由所述进汽室内的出流内壁面23所形成。进流内壁面 21、膨胀导流内壁面22、出流内壁面23依次相连接形成进汽室的内壁面。
进一步的，如图3、图4所示，所述进流内壁面21为半径为R0的进流圆形面211；
所述膨胀导流内壁面22由4个导流面组成，其包括相正对的半径为R1的导流弧形面一221、半径为R2的导流弧形面二222，且R1＞R2，以及相正对的导流平面一223、导流平面二224；
所述出流内壁面23包括半径为R3的出流圆形面一231，半径为R4的出流圆形面二232，且R3＞R4，所述出流圆形面二232位于所述出流圆形面一231 内，且两者同轴心。
进一步的，如图4所示，所述导流平面一223、导流平面二224)背向所述出流通道13倾斜。
进一步的，如图4所示，所述导流平面一223的倾角为α，所述导流平面二224的倾角为β，且α＜β。
进一步的，如图4所示，在所述膨胀导流通道12与所述出流通道13的连通处，所述导流平面一223通过倒圆为R5的导流内环面225与所述出流圆形面一231相连接，所述导流平面二224通过倒圆为R6的导流外环面226与所述出流圆形面二232相连接，且R5＜R6。能够使得汽流从膨胀导流通道12的出口端圆滑的汇入出流通道13的进口端。
进一步的，如图4所示，所述防扰流隔板3设置于所述导流内环面225与所述导流外环面226之间。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，其特征在于：
由所述进汽室的内壁面所形成的汽流通道包括进流通道（11）、膨胀导流通道（12）、以及可轴向出汽的出流通道（13）；
所述出流通道（13）呈圆环状，在其进口端的外周方向上，所述出流通道（13）的进口端与多条所述膨胀导流通道（12）的出口端相连通；每条所述膨胀导流通道（12）沿所述出流通道（13）的外周分布、并呈扩散性蜗壳状，且其截面积从其进口端至其出口端逐渐平滑增加；每条所述膨胀导流通道（12）的进口端分别与一条所述进流通道（11）的出口端相连通；使膨胀导流通道的截面积从其进口端至其出口端逐渐平滑增加，汽流在流经膨胀导流通道的过程中，将逐渐平滑的膨胀扩散；
在多条所述膨胀导流通道（12）与所述出流通道（13）的连通处，相邻的所述膨胀导流通道（12）的出口端之间被设置于所述进汽室内的防扰流隔板（3）所隔断。
2.如权利要求1所述的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，其特征在于：所述防扰流隔板（3）延伸至所述出流通道（13）的入口端内。
3.如权利要求1所述的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，其特征在于：所述防扰流隔板（3）与所述出流通道（13）的汽流方向平行。
4.如权利要求1所述的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，其特征在于：所述膨胀导流通道（12）有4条，呈两两对称关系。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，其特征在于：所述进流通道（11）由所述进汽室内的进流内壁面（21）所形成，所述膨胀导流通道（12）由所述进汽室内的膨胀导流内壁面（22）所形成，所述出流通道（13）由所述进汽室内的出流内壁面（23）所形成。
6.如权利要求5所述的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，其特征在于：所述进流内壁面（21）为半径为R0的进流圆形面（211）；
所述膨胀导流内壁面（22）由4个导流面组成，其包括相正对的半径为R1的导流弧形面一（221）、半径为R2的导流弧形面二（222），且R1＞R2，以及相正对的导流平面一（223）、导流平面二（224）；
所述出流内壁面（23）包括半径为R3的出流圆形面一（231），半径为R4的出流圆形面二（232），且R3＞R4，所述出流圆形面二（232）位于所述出流圆形面一（231）内，且两者同轴心。
7.如权利要求6所述的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，其特征在于：所述导流平面一（223）、导流平面二（224）背向所述出流通道（13）倾斜。
8.如权利要求7所述的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，其特征在于：所述导流平面一（223）的倾角为α，所述导流平面二（224）的倾角为β，且α＜β。
9.如权利要求6-8任一项所述的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，其特征在于：在所述膨胀导流通道（12）与所述出流通道（13）的连通处，所述导流平面一（223）通过倒圆为R5的导流内环面（225）与所述出流圆形面一（231）相连接，所述导流平面二（224）通过倒圆为R6的导流外环面（226）与所述出流圆形面二（232）相连接，且R5＜R6。
10.如权利要求9所述的一种用于汽轮机的轴向出汽的进汽室，其特征在于：所述防扰流隔板（3）设置于所述导流内环面（225）与所述导流外环面（226）之间。
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