一种汽轮机低压进汽方式及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种汽轮机低压进汽方式，该汽轮机的低压进汽流道型线是双螺旋结构，具有内侧流道和外侧流道，内侧流道和外侧流道的进汽角度相差π弧度，一部分蒸汽在内侧流道形成绕流的同时流向低压通流级内，另一部分蒸汽在外侧流道形成环绕流半周后，形成绕流的同时流向低压通流级内；使得蒸汽在流道各截面的流速分布均匀，从而减小进汽的温度、压力损失，进汽量在低压第一级周向分布趋于均匀，提高低压第一级的效率。

Low pressure steam inlet mode and device for steam turbine

The invention discloses a steam turbine low pressure steam, the steam pressure flow path is a double helix, with medial and lateral flow channel, inlet angle and lateral flow inside the channel is pi radians, part of the steam flow around and flow to the low pressure flow path formed in the inner passage the other part of the steam flow in the formation around half of the week after the formation of lateral flow, flow around and flow to the low pressure flow path; the steam in each section of the flow velocity distribution, so as to reduce the loss of temperature and pressure of steam, steam inlet in the first week to low-voltage distribution uniform, improve the efficiency of the low pressure first class.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大功率汽轮机低压缸结构设计技术，具体是一种大功率汽轮机低压进汽方式及装置。
技术介绍
汽轮机是一种将蒸汽热能转化为机械能的旋转类动力机械，是热电厂的重要动力设备之一。提高汽轮机效率是有效提高电厂整体效率，降低煤耗，节能减排的重要手段之一。而对于汽轮机来说，低压缸效率相对较低，对整个机组经济性影响也较大，通过提高低压缸效率，可有效提高汽轮机效率，降低汽机热耗。对于低压缸来说，不仅排汽部分损失较大，低压进汽的温度、压力损失也较大，传统的低压进汽结构如图1所示，由于进汽流道型线是简单的环形结构，汽流沿转子中心轴向进汽，向两侧分流后，沿进汽流道环绕的同时进入第一级做功，分流时因流道突然扩容，汽体体积骤然膨胀，温度、压力急剧下降；且由于进汽装置采用焊接件焊接而成，流道内出现尖角区域，流道不光滑，容易形成漩涡，进一步增加进汽损失，随着汽缸尺寸的增加，焊接件结构焊接量极大，费工费时。同时，进汽汽流在环形流道各截面的流速分布不均匀，导致低压第一级级效率也随之下降，低压缸整体效率下降，汽轮机热耗上升，经济性下降。针对以上问题，有人专利技术了螺旋进汽结构，如图2所示，该结构采用整体铸造式内缸，进汽流道型线是一条阿基米德旋线，且流道截面积沿进汽方向单调减小，使得主流在进入腔室后，旋转流动的同时不断有流体从主流中分离后进入流道中。这种结构流道光滑，不会形成漩涡，极大地减小了进汽损失，提高了低压缸的效率。但是，该结构仍还有一个缺陷，即进汽在流动过程中，不断有流体分离出主流，汽流在流道各截面的流速分布不均匀，尽管采用流道截面积沿进汽方向单调减小的结构设计，可以改善流速分布不均匀的状况，但因汽道需环绕一周，仍不足以使进汽的流速分布均匀，仍有进汽损失；进汽量在低压第一级周向分布不均匀，对低压第一级级效率带来不利影响，有待进一步改进。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供一种汽轮机低压进汽方式及装置，可使进汽汽流在流道各截面的流速分布均匀，进一步减小低压进汽的温度、压力损失，提高低压第一级的效率。其技术解决方案是：一种汽轮机低压进汽方式，所述汽轮机的低压进汽流道型线是阿基米德螺线，进汽流道截面积沿进汽方向单调减小，蒸汽沿该阿基米德螺线进汽流道由外向内流动，从汽轮机转子的切向进入低压缸，所述阿基米德螺线进汽流道是双螺旋结构，具有内侧流道和外侧流道，所述内侧流道和外侧流道的进汽角度相差π弧度，一部分蒸汽在内侧流道形成绕流的同时流向低压通流级内，另一部分蒸汽在外侧流道形成环绕流半周后，形成绕流的同时流向低压通流级内；使得蒸汽在流道各截面的流速分布均匀，从而减小进汽的温度、压力损失，进汽量在低压第一级周向分布趋于均匀，提高低压第一级的效率。所述阿基米德螺线流道型线满足关系式：r=A*t（1）Theta=α+t*360*R（2）式中：r—螺线特定截面的半径，mm；A—螺线的起始半径，mm，[0，3000]；t—参数；theta—螺线特定截面的角度；α—起始角度，[-360°，360°]；a—螺线的起始角度，[-2π，2π]；R—螺线的圈数，[-2，2]。一种汽轮机低压进汽装置，该装置是蜗壳结构，其进汽流道型线是阿基米德螺线，所述阿基米德螺线流道型线满足关系式：r=A*t（1）Theta=α+t*360*R（2）式中：r—螺线特定截面的半径，mm；A—螺线的起始半径，mm，[0，3000]；t—参数；theta—螺线特定截面的角度；α—起始角度，[-360°，360°]；a—螺线的起始角度，[-2π，2π]；R—螺线的圈数，[-2，2]；所述阿基米德螺线流道型线是双螺线结构，在流道中设有若干分隔板，沿汽流方向分布，所述分隔板自身型线及其连线也是一条阿基米德螺线，将进汽装置的流道划分为内侧流道和外侧流道，所述内侧流道和外侧流道的进汽角度相差π弧度。该低压进汽装置具有水平中分面，将装置分为上、下两半，上、下两半通过连接件结合为整体。该低压进汽装置采用铸钢材料，用精密铸造工艺成型。本专利技术的有益效果：本方案汽流进入流道后为等流速设计，进汽流道截面积沿周向变化，随着流体逐渐进入低压第一级叶片中做功，整个流道内绕流流体逐渐减少，故流道截面积沿流体流动方向逐渐减小，在流体绕流一圈时，流体全部进入低压第一级叶片中。本方案通过双螺旋汽道结构，使绕流流体在流道各截面的流速相等，流动均匀，可有效降低流体的温压损失，同时提高进汽量在低压第一级周向分布均匀度，提高第一级级效率，从而提高低压缸的整体效率。本方案的进汽装置采用精密铸造工艺成型，进汽流道光滑、通顺，没有尖角死区，不会产生漩涡，可确保流体按设计方式流动。附图说明图1是传统的进汽方式示意图图2是单螺旋进汽方式示意图图3是本专利技术的进汽方式示意图图4是本专利技术的进汽汽道结构图图5是图3的纵向剖视图图6是本专利技术的进汽装置外形图图7是本专利技术的进汽装置下半结构图图8是本专利技术的进汽装置上半结构图。具体实施方式参见图3、图4、图5：本专利技术汽轮机的低压进汽流道型线是阿基米德螺线，蒸汽沿阿基米德螺线流道由外向内流动，从汽轮机转子的切向进入低压缸。本专利技术的特点是，所述阿基米德螺线进汽流道是双螺旋结构，具有内侧流道和外侧流道，内侧流道和外侧流道的进汽角度相差π弧度，一部分蒸汽在内侧流道形成绕流的同时流向低压通流级内，另一部分蒸汽在外侧流道形成环绕流半周后，形成绕流的同时流向低压通流级内；使得蒸汽在流道各截面的流速分布均匀，从而减小进汽的温度、压力损失，进汽量在低压第一级周向分布趋于均匀，提高低压第一级的效率。所述阿基米德螺线流道型线满足关系式：r=A*t（1）Theta=α+t*360*R（2）式中：r—螺线特定截面的半径，mm；A—螺线的起始半径，mm，[0，3000]；t—参数；theta—螺线特定截面的角度；α—起始角度，[-360°，360°]；a—螺线的起始角度，[-2π，2π]；R—螺线的圈数，[-2，2]。参见图4、图5：本方案中进汽管从转子一侧沿转子切向进汽，通过挡汽板4将进汽分为两部分，一部分在内侧腔室形成绕流的同时流向通流级内，另一部分环绕腔室半周后，形成绕流的同时流向通流级内。汽缸壁3的腔室型线1与挡汽板4的型线2均满足所述螺旋线公式，将此种沿两条螺旋线进汽的进汽方式称为双螺旋进汽结构。本方案汽流进入流道后是等流速设计，进汽流道截面积沿周向变化，随着流体逐渐进入低压第一级叶片中做功，整个流道内绕流流体逐渐减少，故流道截面积如图4所示沿A-B-C-D-E-F-G-H方向逐渐减小，在流体绕流一圈到达A截面时，流体全部进入低压第一级叶片中，此时与A截面重叠的截面最小，此最小截面的中心即为所述螺旋线的起始半径。本方案绕流流体在流道内流速相等，流动均匀，可有效降低腔室内的压力损失，同时提高第一级进汽的均匀度，有效提高第一级级效率，从而提高低压缸的整体效率。图6至图8为本双螺旋进汽装置结构简图。即：图6是本专利技术的进汽装置外形图；图7是本专利技术的进汽装置下半结构图；图8是本专利技术的进汽装置上半结构图。该低压进汽装置是一个蜗壳结构，具有水平中分面，将壳体分为上半1、下半2，两半通过连接件结合为整体。壳体内部空间是进汽流道，流道截面积沿进汽方向单调减小，流道中设有若干分隔板3，沿汽流方向分布，所述分隔板3自身型线及其连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽轮机低压进汽方式，所述汽轮机的低压进汽流道型线是阿基米德螺线，进汽流道截面积沿进汽方向单调减小，蒸汽沿该阿基米德螺线进汽流道由外向内流动，从汽轮机转子的切向进入低压缸，其特征在于，所述阿基米德螺线进汽流道是双螺旋结构，具有内侧流道和外侧流道，所述内侧流道和外侧流道的进汽角度相差π弧度，一部分蒸汽在内侧流道形成绕流的同时流向低压通流级内，另一部分蒸汽在外侧流道形成环绕流半周后，形成绕流的同时流向低压通流级内；使得蒸汽在流道各截面的流速分布均匀，从而减小进汽的温度、压力损失，进汽量在低压第一级周向分布趋于均匀，提高低压第一级的效率。

【技术特征摘要】
1.一种汽轮机低压进汽方式，所述汽轮机的低压进汽流道型线是阿基米德螺线，进汽流道截面积沿进汽方向单调减小，蒸汽沿该阿基米德螺线进汽流道由外向内流动，从汽轮机转子的切向进入低压缸，其特征在于，所述阿基米德螺线进汽流道是双螺旋结构，具有内侧流道和外侧流道，所述内侧流道和外侧流道的进汽角度相差π弧度，一部分蒸汽在内侧流道形成绕流的同时流向低压通流级内，另一部分蒸汽在外侧流道形成环绕流半周后，形成绕流的同时流向低压通流级内；使得蒸汽在流道各截面的流速分布均匀，从而减小进汽的温度、压力损失，进汽量在低压第一级周向分布趋于均匀，提高低压第一级的效率。2.如权利要求1所述的汽轮机低压进汽方式，其特征在于，所述阿基米德螺线流道型线满足关系式：r=A*t（1）Theta=α+t*360*R（2）式中：r—螺线特定截面的半径，mm；A—螺线的起始半径，mm，[0，3000]；t—参数；theta—螺线特定截面的角度；α—起始角度，[-360°，360°]；a—螺线的起始角度，[-2π，2π]；...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟璇，孙奇，张晓东，
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