CN216691185U - 次末级空心除湿静叶片及汽轮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种次末级空心除湿静叶片及汽轮机，属于汽轮机技术领域，包括具有空心腔的叶片本体、隔板以及除湿密封板，隔板设置于所述空心腔内；除湿密封板密封于所述叶片本体的所述空心腔上；所述密封板上沿板面平行的方向设有互不连通的进汽通道和出汽通道。本实用新型提供的次末级空心除湿静叶片，采用具有进汽通道和出汽通道的除湿密封板，通过在进汽通道内通入蒸汽，并经在同一个板面上的出汽通道排出，构成循环的流动，通过通道内蒸汽的温度，保持缸体内的温度平衡，从而能够保持缸体内部湿汽的平衡，保证汽轮机的末级处于湿蒸汽区，避免水滴及二次水滴的存在对汽轮机叶片造成的水蚀破坏及冲击而破坏动叶片，降低叶片断裂产生安全事故的问题。

Description

次末级空心除湿静叶片及汽轮机

技术领域

本实用新型属于汽轮机技术领域，具体涉及一种次末级空心除湿静叶片及具有该种次末级空心除湿静叶片的汽轮机。

背景技术

凝汽式汽轮机低压缸末级和核电汽轮机全部级都处于湿蒸汽区，排汽湿度增加会导致较大的湿汽损失，此外凝结产生的二次水滴会对动叶进行冲击从而破坏叶片。世界各国都有因汽轮机叶片断裂产生的严重安全事故，湿蒸汽流动对汽轮机组运行的经济性和安全性有着重要影响。为了提高低压级效率和安全性，研究人员从流动工质改良、通流结构优化、空心静叶加热等方面提出了一些控制方法。

例如，有针对叶片进行防水蚀的工艺处理，但是其采用喷丸处理和超音速电弧喷涂等工艺不能对表面粗糙度进行控制可能会造成流动损失。也有对静叶片进行结构设计的，但是工艺比较复杂，其密封性不太好，同时可能受力不平衡，容易破坏叶片。此外还有采用抽取高压蒸汽进入空心叶片的，其叶片的强度可能不足。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种次末级空心除湿静叶片，设置空心叶片，采用具有进汽通道和出汽通道的除湿密封板，对空心叶片进行密封，能够避免汽缸内湿汽损失，保持缸体内部湿汽的平衡，旨在解决现有末级叶片工作安全性差的问题。

为实现上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供一种次末级空心除湿静叶片，包括：

叶片本体，具有空心腔；

隔板，设置于所述空心腔内；以及

除湿密封板，密封于所述叶片本体的所述空心腔上；所述密封板上沿板面平行的方向设有互不连通的进汽通道和出汽通道。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述空心腔设置在所述叶片本体的一端，且所述空心腔朝向汽轮机转子的底端封堵，所述空心腔的开口方向处于所述叶片本体背向汽轮机转子的顶端；所述隔板沿所述叶片本体的中心截面随形设置在所述空心腔内；所述空心腔的中心线所延伸的曲面与所述叶片本体的中心截面重叠。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述空心腔的内壁上沿所述叶片本体的宽度方向设有插接槽，所述隔板的一端滑设于所述插接槽内，所述隔板的另一端依靠空心腔的内壁夹持。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述插接槽沿垂直于所述叶片本体的中心截面所截的断面为三角形结构、T形结构或燕尾槽形结构，所述隔板的端部相应的设有适配所述插接槽的卡接头。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述三角形结构为等腰三角形。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述卡接头在所述叶片本体封堵的底端具有向外延伸的长度，所述叶片本体的底端设有适配所述卡接头的防脱槽。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述隔板的朝向所述除湿密封板的一端设有限位凹槽，所述限位凹槽沿所述隔板的中心线随形延伸，所述除湿密封板上设有适配所述限位凹槽的限位板。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述除湿密封板朝向所述空心腔的一侧还设有用于卡接在所述空心腔内壁的卡接板。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述除湿密封板覆盖所述叶片本体的顶端，且所述出汽通道正对所述叶片本体的所述空心腔部位，所述进汽通道正对所述叶片本体的实心部位。

本实用新型提供的次末级空心除湿静叶片，与现有技术相比，有益效果在于：设置空心叶片，采用具有进汽通道和出汽通道的除湿密封板，对空心叶片进行密封，通过在进汽通道内通入蒸汽，并经在同一个板面上的出汽通道排出，构成循环的流动，通过通道内蒸汽的温度，保持缸体内的温度平衡，从而能够保持缸体内部湿汽的平衡，保证汽轮机的末级处于湿蒸汽区，避免水滴及二次水滴的存在，对汽轮机叶片造成的水蚀破坏，也避免水滴滴落在动叶片上，对动叶片造成的冲击而破坏动叶片，从而能够提高汽轮机机组运行的经济性和安全性，降低叶片断裂产生安全事故的问题。

在空心叶片内设置隔板，可以为叶片提供支撑，提高其刚度，有效地解决了空心叶片刚度不足的问题。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种汽轮机，具有所述的次末级空心除湿静叶片。

本实用新型实施例提供的汽轮机，由于具有所述的次末级空心除湿静叶片。通过通入静叶片的蒸汽的热传导，保持缸体内的温度平衡，能够实现缸体内部湿汽平衡，保证缸体内湿汽饱和度，避免缸体内的湿汽损失，提高末级叶片的安全性及可靠性，实现汽轮机的安全可靠长时间的运行。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的次末级空心除湿静叶片的立体结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的次末级空心除湿静叶片的立体结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的次末级空心除湿静叶片的主视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的次末级空心除湿静叶片的分解结构示意图一；

图5为本实用新型实施例提供的次末级空心除湿静叶片的分解结构示意图二；

图6为本实用新型实施例提供的次末级空心除湿静叶片的去除除湿密封板的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的叶片本体的结构示意图一；

图8为本实用新型实施例提供的叶片本体的结构示意图二；

图9为本实用新型实施例提供的隔板的立体结构示意图一；

图10为本实用新型实施例提供的隔板的立体结构示意图二；

图11为本实用新型实施例提供的除湿密封板的立体结构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的除湿密封板的平面结构示意图；

附图标记说明：

1、叶片本体；11、空心腔；12、插接槽；2、除湿密封板；21、进汽通道；22、出汽通道；23、限位板；24、卡接板；3、隔板；31、卡接头；32、限位凹槽。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“底”、“顶”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请一并参阅图1至图12，现对本实用新型提供的次末级空心除湿静叶片进行说明。所述次末级空心除湿静叶片，包括叶片本体1，具有空心腔11；

隔板3，设置于所述空心腔11内；以及

除湿密封板2，密封于所述叶片本体1的所述空心腔11上；所述密封板上沿板面平行的方向设有互不连通的进汽通道21和出汽通道22。

空心静叶片是汽轮机静子部分的重要组件，其起到导流蒸汽的作用。

在凝汽式汽轮机低压缸末几级和核电汽轮机全部级都处于湿蒸汽区，因此存在较大的湿气损失，并且由于二次水滴的存在，会对汽轮机叶片造成水蚀破坏，严重威胁着汽轮机的安全，故而需要对蒸汽进行除湿。本实施例提供的次末级空心除湿静叶片，具有如下的效果：

(1)设置空心叶片，采用具有进汽通道21和出汽通道22的除湿密封板2，对空心叶片进行密封，通过在进汽通道21内通入蒸汽，并经在同一个板面上的出汽通道22排出，构成循环的流动，通过通道内蒸汽的温度，保持缸体内的温度平衡，从而能够保持缸体内部湿汽的平衡，保证汽轮机的末级处于湿蒸汽区，避免水滴及二次水滴的存在，对汽轮机叶片造成的水蚀破坏，也避免水滴滴落在动叶片上，对动叶片造成的冲击而破坏动叶片，从而能够提高汽轮机机组运行的经济性和安全性，降低叶片断裂产生安全事故的问题。

(2)设置空心叶片，在空心叶片内设置隔板3，可以为叶片提供支撑，提高其刚度，有效地解决了空心叶片刚度不足的问题。

饱和汽轮机末级叶片承担了汽轮机较高的出力，同时处于蒸汽湿度较大的工作环境，对汽轮机整机效率有很大影响。末级静叶片采用空心叶片，并密封板上设置出汽通道22和进汽通道21，能有效地除去蒸汽所含凝结水滴，减少凝结水滴对动叶的冲蚀，同时也能够提高蒸汽在末级的做功效率，是提高汽轮机稳定性与效率的有效方法之一。

作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，参见图1至图8所示，所述空心腔11设置在所述叶片本体1的一端，且所述空心腔11朝向汽轮机转子的底端封堵，所述空心腔11的开口方向处于所述叶片本体1背向汽轮机转子的顶端；所述隔板3沿所述叶片本体1的中心截面随形设置在所述空心腔11内；所述空心腔11的中心线所延伸的曲面与所述叶片本体1的中心截面重叠。在空心腔11的部位叶片本体1的壁厚均匀相等。

本实施例提供的叶片本体1，参见图4至图7所示，叶片本体1的后端50％为空心，前面部分采用实心，以此来增加叶片的刚度和强度；在实心部分的中线处，留出一个正三角形的空隙，也即本文所称的插接槽12，正三角形边长为6厘米长，且其中一个顶角在叶片的中线上，并沿着叶片的中线留出一个宽为2厘米的缝隙，从而形成一个箭头形状的空隙，以供隔板3的安装；插接槽12沿着叶片高度方向(底端与顶端之间为高度)，在叶片本体1实心部分底部，留出6厘米的厚度不穿透，也即叶片本体1底端的厚度对隔板3的一端起到限制的作用，隔板3可以从叶片本体1顶端沿插接槽12插入。

本实施例提供的叶片本体1底端封堵，参见图7及图8所示，也即设置不穿透叶片本体1的空心腔11，空心腔11只有一端开口，这样便于叶片本体1上的空心腔11的密封，也简化结构的设计。

为了便于描述，本实施例以叶片本体1朝向汽轮机转子的一端为底端，远离汽轮机转子的一端为顶端。

作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，参见图4至图7所示，空心腔11的内壁上沿所述叶片本体1的宽度方向设有插接槽12，所述隔板3的一端滑设于所述插接槽12内，所述隔板3的另一端依靠空心腔11的内壁夹持。

其中，隔板3的底端与叶片本体1的封堵端相抵，隔板3的顶端通过除湿密封板2实现限位。因此，隔板3通过叶片本体1空心腔11内的结构及除湿密封板2，即可实现位置的确定，组装方便。

如图4至图7所示，作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，所述空心腔11设置在所述叶片本体1的一端，且所述空心腔11朝向汽轮机转子的底端封堵，所述空心腔11的开口方向处于所述叶片本体1背向汽轮机转子的顶端；所述隔板3沿所述叶片本体1的中心截面随形设置在所述空心腔11内；所述空心腔11的中心线所延伸的曲面与所述叶片本体1的中心截面重叠；空心腔11的内壁上沿所述叶片本体1的宽度方向设有插接槽12，所述隔板3的一端滑设于所述插接槽12内，所述隔板3的另一端依靠空心腔11的内壁夹持。

作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，如图4至图10所示，所述插接槽12沿垂直于所述叶片本体1的中心截面所截的断面为三角形结构、T形结构或燕尾槽形结构，所述隔板3的端部相应的设有适配所述插接槽12的卡接头31。采用这些插接槽12的形状，以及相匹配的卡接头31，便于对隔板3的导向及定位。

作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，所述三角形结构为等腰三角形。特别地，采用等边三角形或箭头的形状。

作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，如图4至图10所示，所述插接槽12沿垂直于所述叶片本体1的中心截面所截的断面为三角形结构、T形结构或燕尾槽形结构，所述隔板3的端部相应的设有适配所述插接槽12的卡接头31；空心腔11的内壁上沿所述叶片本体1的宽度方向设有插接槽12，所述隔板3的一端滑设于所述插接槽12内，所述隔板3的另一端依靠空心腔11的内壁夹持。

如图9所示，作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，所述卡接头31在所述叶片本体1封堵的底端具有向外延伸的长度，所述叶片本体1的底端设有适配所述卡接头31的防脱槽。

如图4、图5及图10所示，作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，所述隔板3的朝向所述除湿密封板2的一端设有限位凹槽32，所述限位凹槽32沿所述隔板3的中心线随形延伸，所述除湿密封板2上设有适配所述限位凹槽32的限位板23。具体地，隔板3顶部沿着其中线有一条宽1厘米深度2厘米的限位凹槽32，以供密封环安装。

其中，除湿密封板2上的限位板23，可以是连续的，也可以是间断的，能够插入限位凹槽32，实现定位即可。

作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，如图4至图12所示，所述隔板3的朝向所述除湿密封板2的一端设有限位凹槽32，所述限位凹槽32沿所述隔板3的中心线随形延伸，所述除湿密封板2上设有适配所述限位凹槽32的限位板23；所述空心腔11的内壁上沿所述叶片本体1的宽度方向设有插接槽12，所述隔板3的一端滑设于所述插接槽12内，所述隔板3的另一端依靠空心腔11的内壁夹持。

如图4至图12所示，作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，所述除湿密封板2朝向所述空心腔11的一侧还设有用于卡接在所述空心腔11内壁的卡接板24；所述空心腔11的内壁上沿所述叶片本体1的宽度方向设有插接槽12，所述隔板3的一端滑设于所述插接槽12内，所述隔板3的另一端依靠空心腔11的内壁夹持；所述插接槽12沿垂直于所述叶片本体1的中心截面所截的断面为T形结构。

如图4至图12所示，作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，所述除湿密封板2覆盖所述叶片本体1的顶端，且所述出汽通道22正对所述叶片本体1的所述空心腔11部位，所述进汽通道21正对所述叶片本体1的实心部位；所述空心腔11的内壁上沿所述叶片本体1的宽度方向设有插接槽12，所述隔板3的一端滑设于所述插接槽12内，所述隔板3的另一端依靠空心腔11的内壁夹持；所述插接槽12沿垂直于所述叶片本体1的中心截面所截的断面为燕尾槽形结构，所述隔板3的端部相应的设有适配所述插接槽12的卡接头31。

如图4至图12所示，作为本实施例提供的次末级空心除湿静叶片的一种实施方式，所述隔板3的朝向所述除湿密封板2的一端设有限位凹槽32，所述限位凹槽32沿所述隔板3的中心线随形延伸，所述除湿密封板2上设有适配所述限位凹槽32的限位板23；所述除湿密封板2朝向所述空心腔11的一侧还设有用于卡接在所述空心腔11内壁的卡接板24；所述除湿密封板2覆盖所述叶片本体1的顶端，且所述出汽通道22正对所述叶片本体1的所述空心腔11部位，所述进汽通道21正对所述叶片本体1的实心部位。

说明的是，本文上述实施例提及的T形结构及燕尾槽形结构的插接槽12，没有给出附图。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种汽轮机，具有所述的次末级空心除湿静叶片。

其中，本实施例提供的次末级空心除湿静叶片安装后，位于顶端的除湿密封板沿汽轮机转子的周向延伸并首尾相接，构成一个封闭的密封圆环，同时，进汽通道首尾相接构成一个封闭的环形进汽通道，出汽通道首尾相接构成环形出汽通道，环形进汽通道和环形出汽通道并排设置在除湿密封板上，能在有限的空间里使得加热蒸汽量提高。也由此，单个的除湿密封板为弧形结构。

其中，在密封圆环上设有进气口和出气口，进气口与环形进汽通道连通，出气口与环形出汽通道；环形进汽通道与环形出汽通道之间设有环形的挡板。其中，环形出汽通道和环形出汽通道的断面均为矩形。

本实用新型实施例提供的汽轮机，由于具有所述的次末级空心除湿静叶片。通过通入静叶片的蒸汽的热传导，保持缸体内的温度平衡，能够实现缸体内部湿汽平衡，保证缸体内湿汽饱和度，避免缸体内的湿汽损失，提高末级叶片的安全性及可靠性，实现汽轮机的安全可靠长时间的运行。

本实施例提供的静叶片采用部分挖空，且挖空部分的中线添加隔板，即可以减轻叶栅的质量，同时又能保证其强度；隔板的存在同样可以让同一股蒸汽对叶片的吸力侧和压力侧进行加热，二次水滴在压力侧分布得比吸力侧多，因此可以用同一股蒸汽来实现对压力侧加热多于吸力侧。密封圆环采用进汽通道与出汽通道并列排布得方式，可以使环向面平整且蒸汽量能得到保证。以上的设计相比于常规的设计更加合理。

基于本实施例提供的次末级空心静叶片，对汽轮机的静叶片、动叶片等相关知识进行说明如下：

静叶片安装在隔板或汽缸上，动叶片安装在叶轮或转鼓上。静叶的主要作用是释放蒸汽的热能使其转变成动能来推动动叶使转子转动因而使汽轮机做功。动叶片在汽轮机工作过程中随着汽轮机转子一起转动，也称工作叶片，作用是把蒸汽的动能转变成机械能，使转子旋转。

静叶片和动叶片是汽轮机做功的最小单元。级内能量转换过程中，具有一定压力温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静叶片通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转换为高速气流的动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者即改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速气流的动能转变为旋转机械能。

其中，汽轮机中完成能量转换的基本单元是汽轮机的级，级由一列静叶和一列动叶串联组成。

汽轮机末级叶片指汽轮机内蒸汽过程的最后一级叶片，通常指汽机低压缸的最后一级叶片；次末级是汽轮机的倒数第二级。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种次末级空心除湿静叶片，其特征在于，包括：

叶片本体(1)，具有空心腔(11)；

隔板(3)，设置于所述空心腔(11)内；以及

除湿密封板(2)，密封于所述叶片本体(1)的所述空心腔(11)上；所述密封板上沿板面平行的方向设有互不连通的进汽通道(21)和出汽通道(22)。

2.如权利要求1所述的次末级空心除湿静叶片，其特征在于，所述空心腔(11)设置在所述叶片本体(1)的一端，且所述空心腔(11)朝向汽轮机转子的底端封堵，所述空心腔(11)的开口方向处于所述叶片本体(1)背向汽轮机转子的顶端；所述隔板(3)沿所述叶片本体(1)的中心截面随形设置在所述空心腔(11)内；所述空心腔(11)的中心线所延伸的曲面与所述叶片本体(1)的中心截面重叠。

3.如权利要求2所述的次末级空心除湿静叶片，其特征在于，所述空心腔(11)的内壁上沿所述叶片本体(1)的宽度方向设有插接槽(12)，所述隔板(3)的一端滑设于所述插接槽(12)内，所述隔板(3)的另一端依靠空心腔(11)的内壁夹持。

4.如权利要求3所述的次末级空心除湿静叶片，其特征在于，所述插接槽(12)沿垂直于所述叶片本体(1)的中心截面所截的断面为三角形结构、T形结构或燕尾槽形结构，所述隔板(3)的端部相应的设有适配所述插接槽(12)的卡接头(31)。

5.如权利要求4所述的次末级空心除湿静叶片，其特征在于，所述三角形结构为等腰三角形。

6.如权利要求4所述的次末级空心除湿静叶片，其特征在于，所述卡接头(31)在所述叶片本体(1)封堵的底端具有向外延伸的长度，所述叶片本体(1)的底端设有适配所述卡接头(31)的防脱槽。

7.如权利要求2所述的次末级空心除湿静叶片，其特征在于，所述隔板(3)的朝向所述除湿密封板(2)的一端设有限位凹槽(32)，所述限位凹槽(32)沿所述隔板(3)的中心线随形延伸，所述除湿密封板(2)上设有适配所述限位凹槽(32)的限位板(23)。

8.如权利要求7所述的次末级空心除湿静叶片，其特征在于，所述除湿密封板(2)朝向所述空心腔(11)的一侧还设有用于卡接在所述空心腔(11)内壁的卡接板(24)。

9.如权利要求2所述的次末级空心除湿静叶片，其特征在于，所述除湿密封板(2)覆盖所述叶片本体(1)的顶端，且所述出汽通道(22)正对所述叶片本体(1)的所述空心腔(11)部位，所述进汽通道(21)正对所述叶片本体(1)的实心部位。

10.一种汽轮机，其特征在于，具有如权利要求1-9任一项所述的次末级空心除湿静叶片。

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