CN206129330U - 一种汽轮机静叶栅及采用其的汽轮机 - Google Patents

Abstract

一种汽轮机静叶栅及采用其的汽轮机，该汽轮机静叶栅包括环状设置的若干叶片，该静叶栅由二到四种不同型式的叶片组成，每种型式叶片由不同出汽角的叶型构成；作为优选，叶片分别占据四个弧段：第一弧段周向分布角度为87.4°；第二弧段周向分布角度为33.6°，第三弧段周向分布角度为33.6°，第四弧段周向分布角度为91°；弧段之间非连续分布。本实用新型能适应不同工况，满足工业汽轮机功率变化幅度大的要求；适用于群阀提板配汽、额定工况部分进汽度较小，最大负荷流量超过额定负荷30％以上的调节级。

Description

一种汽轮机静叶栅及采用其的汽轮机

技术领域

本实用新型涉及工业汽轮机领域，更具体地涉及一种汽轮机静叶栅及采用其的汽轮机，应用于冬季高背压供热且其它季节纯凝运行、蒸汽流量变化幅度极大且排汽压力变化幅度也很大的工业汽轮机中。

背景技术

传统的工业汽轮机进汽调节方式为群阀提板配汽，各阀所控制喷嘴组内的叶栅采用相同的叶片型线，流量随阀门开启近似呈线性增加。工业汽轮机在高背压供热与正常运行条件下，进口流量变化幅度极大。为保证高背压工况输出功率，在正常运行条件下存在很大的节流损失与部分进汽损失，性能下降很大，对动叶片也产生复杂的蒸汽激振，严重影响了工业汽轮机的安全运行。目前对于工业汽轮机喷嘴组的设计还是沿用传统的设计方法，并没有考虑高背压工况与常规工况流量相差较大的问题。在正常工况条件下，阀门开度较小，部分进汽度也较小，调节级焓降很大，这就使得调节级级效率下降。在高背压运行工况，进汽量增加50％以上，按传统方法设计调节级其效率变化幅度也很大，不能保证各工况下均有较高的效率；同时，调节级焓降的大幅度变化也导致动叶片所承受的蒸汽弯应力大幅度变化，影响动叶片的长时间安全运行。因此，喷嘴叶栅的设计直接关系到汽轮机运行的性能与稳定性，也是业界内各研究院所和科研单位当前亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种汽轮机静叶栅，以解决现有技术中无法兼顾高背压运行工况与正常运行工况条件下性能的问题。

为了实现上述目的，作为本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种汽轮机静叶栅，包括环状设置的若干叶片，其特征在于，所述静叶栅由二到四种不同型式的叶片组成，每种型式的叶片由不同出汽角的叶型构成。

作为优选，所述叶片分别占据四个弧段：第一弧段为喷嘴块I 1和中间块I 5、中间块II 6所组成的弧段，周向分布角度为87.4°；第二弧段为喷嘴块II 2、首块I 4和中间块I5所组成的弧段，周向分布角度为33.6°，第三弧段为喷嘴块II 2、中间块II 6和末块I 7所组成的弧段，周向分布角度为33.6°，第四弧段为喷嘴块III 3、首块II 8和末块II 9所组成的弧段，周向分布角度为91°；弧段之间非连续分布。

作为优选，所述第一弧段的出汽角度范围为10～11.5°，所述第二弧段的出汽角度范围为19.5～21°，所述第三弧段的出汽角度范围为19.5～21°，所述第四弧段的出汽角度范围为12.5～14°。

作为本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了一种汽轮机，采用如上所述的汽轮机静叶栅。

基于上述技术方案可知，本实用新型具有如下技术优点：(1)叶片自带围带结构，能够有效地减少径向漏汽，减少漏汽损失与掺混，提高机组效率；(2)叶片在不同工作条件下，将该叶片的安全性和高效性有机结合，保证该叶片具有优良的变工况特性，即机组在变工况下，亦能高效安全地运行；(3)成组特性好，不同出汽角喷嘴有效衔接；(4)采用了三种出汽角的叶片，不影响结构稳定性，从而保证了运行的安全性；叶栅内叶片具有三种型式，周向非均匀设计，能够适应不同工况，满足工业汽轮机功率变化幅度大的要求；在背压较低、流量较小工况下可减小进汽节流造成的压力损失、降低部分进汽损失；在背压较高、流量较大工况下可满足负荷要求，提高部分进汽度；在背压较高、负荷最大工况可满足负荷要求；(5)以先进的方法与技术手段设计型线，极大地提高了不同工况下的运行性能，也降低了节流损失与部分进汽损失，从而提高了级效率；(6)适用于群阀提板配汽、额定工况部分进汽度较小，最大负荷流量超过额定负荷30％以上的调节级。

附图说明

图1为本实用新型的汽轮机叶栅的整体结构示意图；

图2为图1所示汽轮机叶栅的喷嘴静叶片沿节径的展开图；

图3为本实用新型的喷嘴块的几何结构立体图；

图4为本实用新型的叶片的型线示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚地说明，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型公开了一种汽轮机叶栅，包括环状设置的若干叶片，其中，该静叶栅由二到四种不同型式的叶片组成，每种型式的叶片由不同出汽角的叶型构成。

作为优选，叶片均为等截面直叶片，沿叶片高度由根部至顶部截面积相同，相邻两截面之间没有扭转。

作为优选，叶片的根部、中部和顶部均为收缩型通道叶栅。

作为优选，叶片分别占据四个弧段：第一弧段为喷嘴块I和中间块I、中间块II所组成的弧段，周向分布角度为87.4°；第二弧段为喷嘴块II、首块I和中间块I所组成的弧段，周向分布角度为33.6°，第三弧段为喷嘴块II、中间块II和末块I所组成的弧段，第四弧段为喷嘴块III、首块II和末块II所组成的弧段；弧段之间非连续分布。

作为优选，四个弧段中，出汽角度的排名为：第一弧段＜第四弧段＜第二弧段≈第三弧段。

作为优选，第一弧段的出汽角度范围为10～11.5°，第二弧段的出汽角度范围为19.5～21°，第三弧段的出汽角度范围为19.5～21°，弧段的出汽角度范围为12.5～14°。

作为优选，叶片的节距相同。

作为优选，喷嘴叶栅中，进汽弧段与叶片光滑连接，同一弧段的相邻叶片间形成有收敛通道。

本实用新型还公开了一种汽轮机，采用如上所述的汽轮机静叶栅。

在一个优选实施例中，具有三种不同出汽角度叶型的叶片各截面具体参数见表1：

实施例1：

如图1所示，为本实用新型的汽轮机叶栅的整体结构示意图，图1中序号1为12只较小出汽角的喷嘴块I，序号2为较大出汽角的喷嘴块II，序号3为中等出汽角的喷嘴块III。

其中，喷嘴块I 1和中间块I 5、中间块II 6所组成的较小出汽角度弧段的周向分布角度为87.4°，喷嘴块II 2、首块I 4和中间块I 5所组成的较大出汽角度弧段的周向分布角度为33.6°，喷嘴块II 2、中间块II 6和末块I 7所组成的较大出汽角度弧段的周向分布角度为33.6°，喷嘴块III 3、首块II 8和末块II 9所组成的中等出汽角度弧段的周向分布角度为91°。弧段之间非连续分布。

图2为本实用新型的喷嘴静叶片的沿节径展开图，如图所示，各叶片的节距相同。

本实用新型的汽轮机叶栅，可以根据各工况不同的蒸汽量，且考虑蒸汽室隔筋的影响，分别设计喷嘴叶栅内的叶片。设计时，按流量不同，调整叶片出汽角，使得调节汽阀的节流压力损失最小，并保持进汽弧段与叶片的光滑连接，使得同一弧段的相邻叶片形成收敛通道。

如图4所示，为本实用新型的叶片的型线图。其中，L为弦长，A为安装角，B为轴向弦长。

参见图1-4，本实用新型的汽轮机叶栅为非轴对称喷嘴叶栅，由不同的喷嘴块组成。其中，喷嘴块I共12只，喷嘴块II共8只，喷嘴块III共9只。中间块I、中间块II、首块I、末块I、首块II和末块II各1只。图3为本实用新型的喷嘴块的几何结构示意图。如图所示，喷嘴块I，喷嘴块II和喷嘴块III的弦长、安装角不相同，外形相似。

喷嘴块形成收缩通道，在正常工况下能够保持较大的进汽度，减小节流损失与部分进汽损失；在高背压工况能够最大限度满足较大流量要求并保持较高的效率。

经过实际实验验证，传统喷嘴叶栅随流量增加效率升高，流量较小时性能较差；而本实用新型的喷嘴叶栅在不同工况下均具有较高的效率，特别是流量较小时也具有较高的效率。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽轮机静叶栅，包括环状设置的若干叶片，其特征在于，所述静叶栅由二到四种不同型式的叶片组成，每种型式的叶片由不同出汽角的叶型构成。

2.如权利要求1所述的汽轮机静叶栅，其特征在于，所述叶片均为等截面直叶片，沿叶片高度由根部至顶部截面积相同，相邻两截面之间没有扭转。

3.如权利要求1所述的汽轮机静叶栅，其特征在于，所述叶片的根部、中部和顶部均为收缩型通道叶栅。

4.如权利要求1所述的汽轮机静叶栅，其特征在于，所述叶片分别占据四个弧段：第一弧段为喷嘴块I(1)和中间块I(5)、中间块II(6)所组成的弧段，周向分布角度为87.4°；第二弧段为喷嘴块II(2)、首块I(4)和中间块I(5)所组成的弧段，周向分布角度为33.6°第三弧段为喷嘴块II(2)、中间块II(6)和末块I(7)所组成的弧段，周向分布角度为33.6°，第四弧段为喷嘴块III(3)、首块II(8)和末块II(9)所组成的弧段，周向分布角度为91°；弧段之间非连续分布。

5.如权利要求4所述的汽轮机静叶栅，其特征在于，所述四个弧段中，出汽角度的排名为：第一弧段＜第四弧段＜第二弧段≈第三弧段。

6.如权利要求5所述的汽轮机静叶栅，其特征在于，所述第一弧段的出汽角度范围为10～11.5°，所述第二弧段的出汽角度范围为19.5～21°，所述第三弧段的出汽角度范围为19.5～21°，所述第四弧段的出汽角度范围为12.5～14°。

7.如权利要求4所述的汽轮机静叶栅，其特征在于，所述叶片的节距相同。

8.根据权利要求4所述的汽轮机静叶栅，其特征在于，所述汽轮机静叶栅中，进汽弧段与叶片光滑连接，同一弧段的相邻叶片间通过喷嘴块形成有收敛通道。

9.一种汽轮机，采用如权利要求1至8任意一项所述的汽轮机静叶栅。