汽轮机低压排汽缸导流环结构制造技术

本发明专利技术公开了一种汽轮机低压排汽缸导流环结构，包括喇叭口状的导流环本体，所述导流环本体按做功时排汽所形成涡流的运动顺序，在周向上分为顶部弧段和底部弧段，所述导流环本体的顶部弧段的周向截面小于底部弧段的周向截面，所述导流环本体的周向为变截面结构。本发明专利技术确保导流环本体的底部弧段背面能够对运动下行的涡流实现良好、有序的有效控制，即顶部弧段根据顶部涡流结构的产生而设计、底部弧段根据运动下行的水平面处涡流结构而设计，以此提高低压排汽缸的主流扩压空间及整个低压排汽缸的扩压性能，有效、可靠地降低总压损失，可靠、经济、实用。

Steam turbine low pressure exhaust cylinder diversion ring structure

The invention discloses a steam turbine exhaust cylinder guide ring structure, a guide ring body comprises a horn shape, the guide ring body according to work when steam formed the order of motion of vortex in the circumferential direction, divided into the top and bottom of arc arc, arc top of the guide ring of the main body of the week to the bottom arc section is smaller than the circumferential section of the guide ring body circumferential variable cross-section structure. The clear and guide ring of the bottom of the main body of the arc back to the downward movement of the vortex to achieve effective control, good order, of which the top arc design, according to the top of the vortex structure generated at the bottom of the arc designed according to the motion down the level of the vortex structure, in order to improve the mainstream expanding low pressure exhaust hood pressure space and the low pressure exhaust hood diffuser performance, effectively reduce the total pressure loss, reliable, economical and practical.

【技术实现步骤摘要】
汽轮机低压排汽缸导流环结构
本专利技术涉及汽轮机低压缸，具体是汽轮机低压缸的组成部件，更为具体的说，是一种汽轮机低压排汽缸导流环结构。
技术介绍
汽轮机低压缸的排汽体积流量很大，这使得低压缸的尺寸亦很大，是汽轮机中最庞大的设备。由于流经低压缸内的蒸汽压力和温度都比较低，低压缸缸体的结构强度已不是低压缸成型的最主要技术问题，低压缸成型的最主要技术问题是，在确保其具有足够刚度的同时，需要低压缸内的排汽通道应具有合理、良好的流动特性，以减少排汽损失。基于此，低压缸的排汽采用径向扩压结构的排汽缸，以充分利用排汽余速的动能来减少排汽损失，而导流环则是排汽缸的重要组成部件之一。在低压排汽缸的内部流动中，导流环表面的脱流及涡流的相互作用是排汽缸内压力损失的主要原因。排汽缸的气动性能受到外缸尺寸、缸内部件几何形状及相对位置等多重因素的影响，其中导流环的成型轮廓型线便是一个重要的影响因素。由于导流环的成型轮廓型线与排汽缸内的其它结构共同组成了排汽的扩压通道，因而导流环的成型轮廓型线的设计水平，必然直接地影响着排汽缸的整体气动性能。现有应用于汽轮机低压排汽缸的导流环为喇叭口状的周向等截面结构，即其由同一结构的型线截面按设计的周向轨迹及顺序叠合而成。此结构导流环在应用于汽轮机低压排汽缸时，因其排汽端边缘的周向轮廓尺寸等齐、一致，使得翻转至导流环背面的主流汽体便在导流环排汽端背面边缘附近形成了涡流，导致涡流的运动轨迹比较靠近导流环排汽端背面的边缘处，容易使导流环的背面对涡流失去控制能力。具体参见图1所示，做功中的蒸汽顺着导流环本体1的正面型线排出至排汽端，从导流环本体1的排汽端顶部处翻转至背面，翻转过程中在导流环本体1的背面形成涡流4，该涡流4未能被可靠、有效的引导至导流环本体1的背面中部处，而是靠近导流环本体1的排汽端背面的边缘处顺着两侧向下运动下行；在下行过程中，随着导流环本体1的轮廓尺寸逐步变大，导流环本体1对处在排汽端背面边缘处的涡流4难以限制，在遇到包括水平中分面撑杆3在内的阻碍部件时，涡流4极易会从导流环本体1背面的限制中翻转出来，对外缸2的壁面附近的汽流产生挤压，进而形成较大的额外损失。由此可见，现有等截面结构的导流环在汽轮机低压排汽缸的应用中，其无法对翻转至背面的主流汽体形成可靠、有效的引导，使得产生于其背面涡流始终处在靠近端部边缘处运动下行，这也就会导致导流环对背面运动中的涡流容易失去控制能力，进而产生较大的额外总压损失。若能在导流环的排汽端周向上形成主流汽体的翻转引导结构，使翻转至导流环背面的主流汽体在导流环背面的中部处形成涡流，则能增强导流环对背面涡流的控制能力，有效、可靠地降低总压损失，保证主流扩压的空间、以提高整个排汽缸的扩压性能。然而，截止目前行业内还未见有此类研究成果公之于众；中国专利文献虽然披露了一项在导流环的排汽端边缘处开设缺口的技术，名称为“汽轮机排汽扩压导流结构及汽轮机”（公开号：CN104533548，公开日：2015年4月22日），但该技术所披露的导流环排汽端缺口结构仅为用于低压外缸上半的方便装卸，未考虑导流环轮廓型线的排汽气动性能，甚至是以牺牲部分排汽气动性能来实现低压外缸上半的方便装卸的，也就是说，该技术中的导流环排汽端的缺口无法用于主流汽体在翻转至导流环背面的有效、可靠引导。
技术实现思路
本专利技术的技术目的在于：针对上述汽轮机低压排汽缸的特殊性和现有导流环结构的不足，提供一种在服役时能够有效、可靠地降低总压损失的汽轮机低压排汽缸导流环结构。本专利技术实现其技术目的所采用的技术方案是：一种汽轮机低压排汽缸导流环结构，包括喇叭口状的导流环本体，所述导流环本体按做功时排汽所形成涡流的运动顺序，在周向上分为顶部弧段和底部弧段，所述导流环本体的顶部弧段的周向截面小于底部弧段的周向截面，所述导流环本体的周向为变截面结构。作为优选方案，所述导流环本体的顶部弧段周向截面轮廓型线成型规律相同于底部弧段周向截面轮廓型线成型规律，所述顶部弧段的周向截面轮廓型线向外的延伸长度小于底部弧段的周向截面轮廓型线向外的延伸长度。作为优选方案，所述导流环本体的顶部弧段和底部弧段之间还具有侧部弧段，所述侧部弧段的周向截面为变截面结构，所述侧部弧段的周向各截面由顶部弧段至底部弧段按导流环本体的周向顺序呈递增变化，所述侧部弧段的一端周向截面与顶部弧段的对应端部周向截面相重合、另一端周向截面与底部弧段的对应端部周向截面相重合。进一步的，所述侧部弧段的外缘按导流环本体的周向截面倾角规律变化顺序，在顶部弧段的外缘和底部弧段的外缘之间呈线性变化。或者，所述导流环本体的顶部弧段和底部弧段在导流环本体的周向上直接过渡，所述顶部弧段和底部弧段交界处的周向截面不重合，所述顶部弧段的外缘和底部弧段的外缘在导流环本体的周向截面倾角规律变化顺序上形成台阶差。作为优选方案，所述顶部弧段的圆心夹角为45°～120°。进一步的，所述顶部弧段的圆心夹角为90°～120°。作为优选方案，所述顶部弧段的周向截面为等截面结构。作为优选方案，所述底部弧段的周向截面为等截面结构。作为优选方案，所述汽轮机低压缸为向下排汽结构。本专利技术的有益技术效果是：1.本专利技术根据做功时主流汽体在导流环上的流动特性，在导流环本体的顶部弧段和底部弧段将周向截面进行差异化的成型，使顶部弧段周向截面小于底部弧段周向截面，从而使导流环本体排汽端在边缘处以变截面结构成型出能够有效、可靠引导主流汽体翻转的引导缺口，使流经引导缺口而翻转至导流环本体背面、且形成的涡流尽可能的靠内、较为远离排汽端边缘，确保导流环本体的底部弧段背面能够对运动下行的涡流实现良好、有序的有效控制，即顶部弧段根据顶部涡流结构的产生而设计、底部弧段根据运动下行的水平面处涡流结构而设计，以此提高低压排汽缸的主流扩压空间及整个低压排汽缸的扩压性能，有效、可靠地降低总压损失，可靠、经济、实用；2.本专利技术周向变截面的成型结构是在不改变导流环本体的周向截面轮廓型线成型规律的前提下，将顶部弧段向外的延伸长度控制减小，从而使底部弧段向外的延伸长度大于顶部弧段，也就是说，顶、底部弧段的周向截面的型线延伸规律基本是一致的，只是顶部弧段的向外延伸长度小于底部弧段而已，其既能减小设计、制造的技术难度，又能在服役时确保其气动性能，进一步增强了其可靠性、经济性、实用性；3.本专利技术在导流环本体的顶部弧段和底部弧段之间成型了周向截面有序渐变的侧部弧段，从而使顶部弧段和底部弧段之间形成良好的流线型渐变过渡，以此尽可能高的确保主流汽体翻转引导的稳定性和可靠性，避免顶部弧段和底部弧段之间的突变结构对翻转中的主流汽体流动特性的干扰、破坏，能够使翻转至导流环本体背面所产生的涡流更为有序、稳定，进而确保导流环本体的底部弧段背面能够对运动下行的涡流实现良好、有序的有效控制，更加有效的控制了低压排汽缸内流动的分布，进一步提高低压排汽缸的主流扩压空间及整个低压排汽缸的扩压性能，进一步有效、可靠地降低总压损失。附图说明图1为汽轮机低压缸用的现有等截面排汽导流环与其背面涡流的相互关系示意图。图2为本专利技术的一种结构示意图。图3为图1所示排汽导流环的特征角度示意图。图4为图2中A-A截面的正面轮廓型线示意图。图5为图2中B-B截面的正面轮廓型线示意图。图6为汽轮机低压缸用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽轮机低压排汽缸导流环结构，包括喇叭口状的导流环本体（1），其特征在于：所述导流环本体（1）按做功时排汽所形成涡流的运动顺序，在周向上分为顶部弧段（11）和底部弧段（13），所述导流环本体（2）的顶部弧段（11）的周向截面小于底部弧段（13）的周向截面，所述导流环本体（2）的周向为变截面结构。

【技术特征摘要】
1.一种汽轮机低压排汽缸导流环结构，包括喇叭口状的导流环本体（1），其特征在于：所述导流环本体（1）按做功时排汽所形成涡流的运动顺序，在周向上分为顶部弧段（11）和底部弧段（13），所述导流环本体（2）的顶部弧段（11）的周向截面小于底部弧段（13）的周向截面，所述导流环本体（2）的周向为变截面结构。2.根据权利要求1所述汽轮机低压排汽缸导流环结构，其特征在于：所述导流环本体（2）的顶部弧段（11）周向截面轮廓型线成型规律相同于底部弧段（13）周向截面轮廓型线成型规律，所述顶部弧段（11）的周向截面轮廓型线向外的延伸长度小于底部弧段（13）的周向截面轮廓型线向外的延伸长度。3.根据权利要求1或2所述汽轮机低压排汽缸导流环结构，其特征在于：所述导流环本体（2）的顶部弧段（11）和底部弧段（13）之间还具有侧部弧段（12），所述侧部弧段（12）的周向截面为变截面结构，所述侧部弧段（12）的周向各截面由顶部弧段（11）至底部弧段（13）按导流环本体（1）的周向顺序呈递增变化，所述侧部弧段（12）的一端周向截面与顶部弧段（11）的对应端部周向截面相重合、另一端周向截面与底部弧段（13）的对应端部周向截面相重合。4.根据权利要求3所述汽轮机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勐，陈阳，钟主海，平艳，王华强，尹明艳，邓国梁，钟刚云，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51