CN113006887A - 一种汽轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽轮机，包括机架和设在机架上的汽缸和发电机，所述汽缸包括相对设置的一级汽缸和二级汽缸，所述一级汽缸上设有一级汽缸蒸汽出口和用于与外部蒸汽管道相连的一级汽缸蒸汽进口，二级汽缸上设有二级汽缸蒸汽进口和二级汽缸蒸汽出口，一级汽缸蒸汽出口与二级汽缸蒸汽进口通过管道相连通，所述一级汽缸内设有一级汽缸叶轮，二级汽缸内设有二级汽缸叶轮，一级汽缸叶轮和二级汽缸叶轮通过主轴相连，所述发电机包括电机定子和电机转子，电机转子与主轴相连。其能达到较高的转速，提高发电效率；并且结构紧凑，占用空间小。

Description

一种汽轮机
技术领域
本发明涉及汽轮机技术领域，尤其是涉及一种径向汽轮机。
背景技术
企业中的蒸汽压力较大不能直接工业应用，通过汽轮机将蒸汽压力降低，并且对蒸汽能量回收发电。现有的汽轮机由于结构以及轴承限制转速最高只能达到10000rpm，发电效率低，并且结构复杂，占用空间大，不利于工厂布置和安装。
发明内容
针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种汽轮机，其能达到较高的转速，提高发电效率。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
该汽轮机，包括机架和设在机架上的汽缸和发电机，所述汽缸包括相对设置的一级汽缸和二级汽缸，所述一级汽缸上设有一级汽缸蒸汽出口和用于与外部蒸汽管道相连的一级汽缸蒸汽进口，二级汽缸上设有二级汽缸蒸汽进口和二级汽缸蒸汽出口，一级汽缸蒸汽出口与二级汽缸蒸汽进口通过管道相连通，所述一级汽缸内设有一级汽缸叶轮，二级汽缸内设有二级汽缸叶轮，一级汽缸叶轮和二级汽缸叶轮通过主轴相连，所述发电机包括电机定子和电机转子，电机转子与主轴相连。
优选的或进一步的：
所述发电机位于一级汽缸和二级汽缸之间。
所述一级汽缸上对应一级汽缸蒸汽进口连有控制进汽的汽门组件。
还包括设在机架上的轴承，所述主轴穿过轴承设置，轴承为气浮轴承。
所述电机转子的中心设有配合孔，主轴穿过配合孔相连。
所述一级汽缸和二级汽缸相对设置在发电机的两侧。
所述一级汽缸叶轮设在主轴的一端上，二级汽缸叶轮设在主轴的另一端上。
所述一级汽缸蒸汽进口设在一级汽缸的顶部，一级汽缸蒸汽出口设在一级汽缸的外端部，所述二级汽缸蒸汽进口设在二级汽缸的底部，二级汽缸蒸汽出口设在二级汽缸的外端部。
所述发电机的两侧均设有与主轴相对应的轴承，两侧轴承均为气浮轴承。
所述汽缸包括缸体和设在缸体内的中空的假端盖，缸体设在机架上，假端盖内端与缸体内壁之间设有用于向叶轮喷汽的喷嘴组件，假端盖的内端与叶轮相对设置，假端盖的外端与汽缸蒸汽出口相对设置。
所述气浮轴承包括轴承体和套设在轴承体上的衬背，轴承体的中心设有用于主轴穿过的轴承孔，所述衬背上设有用于进气的管接头，轴承体的外缘与衬背的内缘之间形成空腔，衬背中设有连通管接头和空腔的进气通道，轴承体中设有与空腔连通向轴承孔喷气的喷头。
所述电机转子的内缘与主轴相连，电机转子的外缘位于电机定子中。
所述机架包括相对独立的汽缸机架和发电机机架，所述汽缸设在汽缸机架上，发电机设在发电机机架上；或者，机架包括基架和汽缸支架以及发电机支架，汽缸通过汽缸支架设在基架上，发电机通过发电机支架设在基架上。
所述汽缸与汽缸机架之间设有用于降低热传递的阻热传递结构。
所述叶轮通过紧固件安装在主轴的端面上。
所述汽缸蒸汽出口与叶轮相对设置。
所述发电机一侧的气浮轴承为并排设置的止推气浮轴承和一侧径推气浮轴承，发电机另一侧的气浮轴承为另一侧径推气浮轴承。
所述止推气浮轴承和一侧径推气浮轴承均设在发电机和一级汽缸之间。
所述汽缸的缸体内侧设有用于主轴端部伸入的端口，端口处设有汽封。
所述喷嘴组件包括相对设置的两喷嘴盘，两喷嘴盘的内侧之间形成间隙，间隙内设有环形一周的导汽块，相邻导汽块之间形成用于喷汽的喷嘴。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
该汽轮机结构设计合理，采用径向两级汽缸相对布置，两汽缸内的叶轮对称布置，轴承采用气浮轴承，摩擦阻力小，稳定可靠，突破了传统汽轮机转速，最高可达60000rpm，发电效率高；并且结构紧凑，占用空间小。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明汽轮机结构示意图一。
图2为本发明汽轮机结构示意图二。
图3为本发明汽轮机结构示意图三。
图4为本发明汽轮机俯视示意图。
图5为沿图4中A-A剖视示意图。
图中：
1.机架、
2.一级汽缸、201.一级汽缸蒸汽进口、202.一级汽缸蒸汽出口、203.一级汽缸叶轮、204.一级汽缸假端盖、205.一级汽缸喷嘴、
3.二级汽缸、301.二级汽缸蒸汽出口、302.二级汽缸蒸汽进口、303.二级汽缸叶轮、304.二级汽缸假端盖、305.二级汽缸喷嘴、
4.发电机、401.电机转子、402.电机定子、
5.一侧轴承、501.径推气浮轴承、502.止推气浮轴承、6.连通管道、7.另一侧轴承、8.主轴、9.轴承座。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图5所示，该径向汽轮机，包括机架1和设在机架上的汽缸和发电机4；汽缸包括相对设置的一级汽缸2和二级汽缸3，一级汽缸上设有一级汽缸蒸汽出口202和用于与外部蒸汽管道相连的一级汽缸蒸汽进口201，二级汽缸上设有二级汽缸蒸汽进口302和二级汽缸蒸汽出口301，一级汽缸蒸汽出口与二级汽缸蒸汽进口通过管道相连通，一级汽缸内设有一级汽缸叶轮203，二级汽缸内设有二级汽缸叶轮303，一级汽缸叶轮和二级汽缸叶轮通过主轴8相连，发电机包括电机定子402和电机转子401，电机转子与主轴相连；机架上设有用于对主轴支撑轴承，轴承采用气浮轴承。
采用径向两级汽缸相对布置，两汽缸内的叶轮对称布置，轴承采用气浮轴承，摩擦阻力小，稳定可靠，突破了传统汽轮机转速，最高可达60000rpm，发电效率高；并且结构紧凑，占用空间小。
发电机4位于一级汽缸2和二级汽缸3之间，一级汽缸和二级汽缸之间通过连通管道6相连，可以大幅降低蒸汽压力，以及发电效率高；并且结构紧凑，占用空间小。
一级汽缸上对应一级汽缸蒸汽进口连有控制进汽的汽门组件，汽门组件包括控制流量的流量阀和控制开闭的开关阀，集成设置在汽缸上，结构紧凑。
一级汽缸和二级汽缸相对设置在发电机的两侧；电机转子的中心设有配合孔，主轴穿过配合孔相连；电机转子的内缘与主轴相连，电机转子的外缘位于电机定子中，结构紧凑；同步运行，稳定可靠。
一级汽缸叶轮203设在主轴的一端上，二级汽缸叶轮303设在主轴的另一端上，两个叶轮上的叶片均朝向汽缸的出汽口设置，两汽缸叶轮产生的轴向力可一定程度平衡，汽轮机运行稳定可靠。
发电机的两侧均设有与主轴相对应的轴承，两侧轴承均为气浮轴承，轴承设在轴承座9上。发电机一侧轴承5的气浮轴承为并排设置的止推气浮轴承502和一侧径推气浮轴承501，发电机另一侧轴承7的气浮轴承为另一侧径推气浮轴承；进一步的，止推气浮轴承和一侧径推气浮轴承均设在发电机和一级汽缸之间。
气浮轴承包括轴承体和套设在轴承体上的衬背，轴承体的中心设有用于主轴穿过的轴承孔，衬背上设有用于进气的管接头，轴承体的外缘与衬背的内缘之间形成空腔，衬背中设有连通管接头和空腔的进气通道，轴承体中设有与空腔连通向轴承孔喷气的喷头。
汽轮机工作时，轴承内形成一圈支撑气圈，主轴外缘与轴承内壁不接触，摩擦阻力小，大幅降低了磨损，并且转速可突破传统轴承限制，最高可达60000rpm，发电效率高。
一级汽缸蒸汽进口设在一级汽缸的顶部，一级汽缸蒸汽出口设在一级汽缸的外端部，二级汽缸蒸汽进口设在二级汽缸的底部，二级汽缸蒸汽出口设在二级汽缸的外端部，连通两汽缸的管道一部分位于机架中，结构紧凑。
机架包括相对独立的汽缸机架和发电机机架，汽缸设在汽缸机架上，发电机设在发电机机架上；或者，机架包括基架和汽缸支架以及发电机支架，汽缸通过汽缸支架设在基架上，发电机通过发电机支架设在基架上；由于汽缸的缸体温度较高，避免穿热对发电机影响。
汽缸与汽缸机架之间设有用于降低热传递的阻热传递结构；阻热传递结构可为隔热部件相连，或小接触面积相连；从而降低汽缸缸体热量传递至机架，避免机架热涨变形改变汽缸的位置，提高运行的稳定性。
汽缸包括缸体和设在缸体内的中空的假端盖，缸体设在机架上，假端盖内端与缸体内壁之间设有用于向叶轮喷汽的喷嘴组件，假端盖的内端与叶轮相对设置，假端盖的外端与汽缸蒸汽出口相对设置。
一级汽缸假端盖204位于一级汽缸内部靠里设置，一级汽缸喷嘴205靠一级汽缸假端盖内端外缘设置；二级汽缸假端盖304位于二级汽缸内部靠里设置，二级汽缸喷嘴305靠二级汽缸假端盖内端外缘设置；两汽缸内部结构对称设置，运行平稳可靠。
叶轮通过紧固件安装在主轴的端面上；汽缸蒸汽出口与叶轮相对设置。汽缸的缸体内侧设有用于主轴端部伸入的端口，端口处设有汽封。
喷嘴组件包括相对设置的两喷嘴盘，两喷嘴盘的内侧之间形成间隙，间隙内设有环形一周的导汽块，相邻导汽块之间形成用于喷汽的喷嘴；进一步的，导汽块为弧形导块，提高推动效率。
上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽轮机，包括机架和设在机架上的汽缸和发电机，其特征在于：所述汽缸包括相对设置的一级汽缸和二级汽缸，所述一级汽缸上设有一级汽缸蒸汽出口和用于与外部蒸汽管道相连的一级汽缸蒸汽进口，二级汽缸上设有二级汽缸蒸汽进口和二级汽缸蒸汽出口，一级汽缸蒸汽出口与二级汽缸蒸汽进口通过管道相连通，所述一级汽缸内设有一级汽缸叶轮，二级汽缸内设有二级汽缸叶轮，一级汽缸叶轮和二级汽缸叶轮通过主轴相连，所述发电机包括电机定子和电机转子，电机转子与主轴相连。
2.如权利要求1所述汽轮机，其特征在于：所述发电机位于一级汽缸和二级汽缸之间。
3.如权利要求1所述汽轮机，其特征在于：所述一级汽缸上对应一级汽缸蒸汽进口连有控制进汽的汽门组件。
4.如权利要求1所述汽轮机，其特征在于：还包括设在机架上的轴承，所述主轴穿过轴承设置，轴承为气浮轴承。
5.如权利要求1所述汽轮机，其特征在于：所述电机转子的中心设有配合孔，主轴穿过配合孔相连。
6.如权利要求2所述汽轮机，其特征在于：所述一级汽缸和二级汽缸相对设置在发电机的两侧。
7.如权利要求2所述汽轮机，其特征在于：所述一级汽缸叶轮设在主轴的一端上，二级汽缸叶轮设在主轴的另一端上。
8.如权利要求2所述汽轮机，其特征在于：所述一级汽缸蒸汽进口设在一级汽缸的顶部，一级汽缸蒸汽出口设在一级汽缸的外端部，所述二级汽缸蒸汽进口设在二级汽缸的底部，二级汽缸蒸汽出口设在二级汽缸的外端部。
9.如权利要求2所述汽轮机，其特征在于：所述发电机的两侧均设有与主轴相对应的轴承，两侧轴承均为气浮轴承。
10.如权利要求1或2所述汽轮机，其特征在于：所述汽缸包括缸体和设在缸体内的中空的假端盖，缸体设在机架上，假端盖内端与缸体内壁之间设有用于向叶轮喷汽的喷嘴组件，假端盖的内端与叶轮相对设置，假端盖的外端与汽缸蒸汽出口相对设置。
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