CN86102240A

CN86102240A - 分流汽轮机

Info

Publication number: CN86102240A
Application number: CN 86102240
Authority: CN
Inventors: 李国清
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-04-05
Filing date: 1986-04-05
Publication date: 1987-10-28

Abstract

分流汽轮机是以蒸汽为工质的热能动力装置。其主要特征：1、叶片为立体三角形，余速叶片为弧形板条式。2、排汽导向叶片无焓降，余速叶片无反动度。3、喷嘴为缩放型，径向辐射。4、叶轮整体为中间叶轮大、两侧叶轮小的鼓形圆周体。

分流汽轮机的优点：1、经典型机组的理论数据计算，在同样蒸汽流量与焓降条件下，单机功率可比轴流汽轮机提高4倍以上。2、汽轮机无轴向推力。3、结构简单，制造时间与费用可大幅度下降。

Description

二、发明所属技术领域：热能动力装置

三、有参考作用的现有技术资料：

1、热力学 2、汽轮机原理结构 3、焓-熵图

四、发明的目的：提高汽轮机经济效益和安全运行水平

五、发明的内容：

1、技术背景：现在我国和世界各国的大型机组，几乎都采用传统的轴流汽轮机。虽然经过参数、负荷、热回收、叶型变化等等多次的技术改进，汽轮机的效率不能突破40%。据说，现在研究汽轮机叶片线型的技术人员有数万人，在绝大多数的技术人员中已经形成了，汽轮机效率不可能有较大提高的概念，而凝结器循环水带走的热量;成了汽轮机效率低的主要原因。

2、新观点的出现：

①凝结器功与过的评价

凝结器的主要作用是：冷却汽轮机末级排出的蒸汽，凝结成水。维持排汽口和凝结器内的高度真空。由于排汽口的高度真空，便参数为：P＝1kg/cm³t＝100℃的饱和蒸汽，可以成为具有焓降h＝100大卡的工质，便蒸汽做功时的焓降增加了将近1/3，这对汽轮机的功率、效率有其明显的效果。

汽轮机与凝结器之间是水蒸汽的排出与收容的关系，凝结器是处于被动的接受位置，汽轮机的排汽量就是凝结器的工作量，所以循环水带走热量的多少，决定于汽轮机排汽量的多少，确切地讲：因为汽轮机用汽量大。才造成循环水带走的热量多。

（2）汽轮机的能量损失：

现有技术资料中，所介绍的汽轮机损失为：

①喷咀损失 ②动叶损失 ③鼓风损失 ④漏汽损失 ⑤湿汽损失

本人认为：这几项还不是汽轮机的主要损失，汽轮机的主要损失为：

①汽轮机所有叶片的受力工况，都远离最佳速度比X＝0.5的要求

②汽轮机级数过多，造成能量使用的分散

（3）汽轮机效率低的根本原因

上述各项能量损失，是造成汽轮机效率低的直接原因，那么造成这些损失的根本原因，是轴流汽轮机的扩容方式所决定的机型所造成的，轴流汽轮机的喇叭型渐扩蒸汽通道，是汽轮机效率低的病根。

3.分流汽轮机的原理：

（1）分流的含义：分流有双重意义：其一为，蒸汽经喷咀射出撞击叶片后，进行左右侧分流排汽。其二为：按比例增加通汽管道的数量，达到各汽轮机叶轮进汽、排汽的比容变化要求。

（2）分流的目的：

采用分流扩容法，从根本上解决了轴流汽轮机的叶片增长的困难。以增加同级叶轮数量、叶片数量，代替叶片的增长，而达到蒸汽在较大焓降时的比容变化要求，这种分流方法，使叶片的园周直径，可以随蒸汽流速的变化，而变化，实现最佳速度比X＝0.5的条件。所以，分流的目的有两个：

①达到最佳速度比X＝0.5

②减少汽轮机级数，达到能量集中使用的目的。

4、分流汽轮机主要设备：

（1）转子：如说明书附图（1-1）所示：

①叶片

②余速叶片

③主叶片

④轮壳铁板

⑤余速叶轮

⑥汽轮机轴

（2）汽轮机缸体：如说明书附图（1-2）所示：

①集汽箱

②喷嘴

③缸外壳

④导向挡板

⑤排汽管

（3）喷嘴：缩胀式，径向幅射。如说明书附图（1-3）以示：

①喷嘴入口

②喷嘴喉部

③喷嘴出口

④导向隔板

（4）叶片：型式：立体三角形如图（1-4）

图中：（1）受力面

（2）侧面

（3）背面

（5）导向叶片与余速叶片：

导向叶片无焓降，余速叶片无反动度如图（1-5）

图中：（1）导向叶片

（2）余速叶片

（3）汽流

5.分流汽轮机级数：

分流汽轮机的级数不能太多，最多不能超过3级这样才能达到：集中使用能量的目的。

6.分流汽轮机做功过程：

集汽箱内的蒸汽经喷咀变成高速冲击汽流，在叶片上做功后分成两股排汽射向叶轮两侧，经导向叶片改变流动方向，冲击余速叶片做功，然后经排汽管导向下一级汽轮机或排入凝结器。

六、分流汽轮机与轴流汽轮机相比的优点

1.经典型机的理论数据计算，在同样蒸汽流量与焓降条件下单机功率可提高4倍以上。

2.汽轮机无轴向推力，安全系数比较大。

3.结构简单，尤其叶片形状简单容易制造，可使汽轮机制造费用和时间大幅度下降。

七、分流汽轮机的试制：

建议在利用地热发电的机组上进行试验，设计单级分流汽轮机这样费用小，同样能达到试验目的。

八、结束语：

汽轮机的发展史，以前是由单机发展到多级，使汽轮机功率由几千上升到几十万，现在要把二十几级的汽轮机缩少到3级以内，使功率、效率都要大幅度提高，这个过程是符合辨征法规律的，以蒸汽为工质的动力机要逐渐适应蒸汽特性的要求，而达到越来越理想的能量转换，分流汽轮机的产生，将会使我国电力生产面目一新。

Claims

1、分流汽轮机与传统的轴流汽轮机，同是以蒸汽为工质的热能动力装置。轴流汽轮机的扩容方式为，沿轴向逐级增加叶片的长度，形成渐扩的容积通道。分流汽轮机以分流的方式达到蒸汽扩容的条件，使汽轮机能够达到较理想的做功工况：(1)汽流与叶片速度比：X=0.5；(2)蒸汽热能集中使用。汽轮机能达到较高的热效率。

其主要特征为：

a.叶轮整体为中间叶轮直径大，两侧叶轮直径小的鼓型园周体。

b.喷咀为缩放型，在叶轮中间径向幅射。

c.主叶片为立体三角形，余速叶片为曲线板条式。

d.排汽导向叶片无焓降，余速叶片无反动度。