用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构及单级烟气轮机制造技术

本发明专利技术公开了一种用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构及单级烟气轮机，属于石油化工装备技术领域。该轮盘冷却机构包括轮盘和密封构件，轮盘上设置有多个导流孔，每个导流孔贯穿轮盘的前侧和后侧，密封构件能够对轮盘与静叶组件之间的间隙进行环状密封，且密封构件围绕每个导流孔在轮盘前侧的开孔位置。本发明专利技术通过在轮盘与静叶组件之间设置密封构件，同时在轮盘上设置贯穿轮盘的前侧和后侧的多个导流孔，这样在通过冷却蒸汽对轮盘的中心位置冷却时，冷却蒸汽可以沿多个导流孔运移至轮盘的后侧，避免了冷却蒸汽运移至静叶组件与动叶片之间的空间，进而避免了冷却蒸汽对高温烟气的阻流、高温烟气的有效流通面积的减小。

Wheel cooling mechanism and single stage flue gas turbine for single stage flue gas turbine

【技术实现步骤摘要】
用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构及单级烟气轮机
本专利技术涉及石油化工装备
，特别涉及一种用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构及单级烟气轮机。
技术介绍
烟气轮机是炼油厂催化裂化装置的关键设备，主要用于对催化裂化装置烧焦时所产生的高温烟气中的热量进行回收，从而在降低能耗同时提高经济效益。其中，烟气轮机主要包括主轴、轮盘、动叶片、静叶组件和围带，高温烟气能够在静叶组件的作用下喷向动叶片以促使动叶片旋转，从而将高温烟气的热能转换为动叶片的机械能，之后动叶片带动轮盘和主轴同步旋转，以便于通过主轴带动负载设备转动，实现高温烟气中热量的回收。在进行热量回收的过程中，轮盘的中心位置会形成高温，从而形成一定的安全隐患，因此可以向轮盘上朝向静叶组件的一侧(轮盘的前侧)的中心位置喷射冷却蒸汽，从而实现对轮盘的冷却，提高烟气轮机运行的安全性。然而，设计人员发现，在对轮盘的中心位置进行冷却后，冷却蒸汽沿轮盘的径向向四周运移，且运移至静叶组件和动叶片之间的空间，一方面冷却蒸汽能够对高温烟气产生阻流，并在动叶片与轮盘连接处形成局部涡流，对动叶片的根部产生冲蚀；另一方面冷却蒸汽能够占据部分流通面积，从而减小高温烟气的有效流通面积，同时对高温烟气进行冷却，从而降低了热量的回收率；再一方面在冷却蒸汽的作用下能够促进包裹静叶组件和动叶片的围带的内壁发生结垢现象，从而降低烟气轮机运行的安全性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构及单级烟气轮机，可以解决动叶片根部发生冲蚀，高温烟气的能量回收率低的问题。所述技术方案如下：第一方面，本专利技术提供了一种用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构，包括轮盘，所述轮盘冷却机构还包括密封构件；所述轮盘上设置有多个导流孔，每个导流孔贯穿所述轮盘的前侧和后侧，所述密封构件能够对所述轮盘与静叶组件之间的间隙进行环状密封，且所述密封构件围绕每个导流孔在所述轮盘前侧的开孔位置。在一种可能的实现方式中，所述密封构件呈预设厚度的圆环状结构，所述密封构件的一端用于与所述静叶组件固定连接，所述密封构件的另一端的端面能够与所述轮盘的前侧端面蜂窝密封。可选地，所述轮盘冷却机构还包括轮盘辐板；所述轮盘辐板和所述密封构件均呈两端开孔的筒状结构，所述轮盘辐板的一端与所述轮盘的前侧固定连接，所述密封构件的一端用于与所述静叶组件固定连接，所述轮盘辐板的另一端能够与所述密封构件的另一端蜂窝密封。可选地，所述轮盘辐板的外壁能够与所述密封构件的内壁蜂窝密封，或者所述轮盘辐板的内壁能够与所述密封构件的外壁蜂窝密封。可选地，每个导流孔所在的直线与所述轮盘的中心线平行。可选地，每个导流孔所在的直线在沿所述轮盘前侧至所述轮盘后侧的方向上朝向所述轮盘的中心线。可选地，每个导流孔在所述轮盘前侧的开孔位置沿圆周方向均匀分布。可选地，每个导流孔位于所述轮盘前侧的开孔位置与所述轮盘的中心位置之间的距离为所述轮盘的直径的0.25倍。第二方面，本专利技术提供了一种单级烟气轮机，所述单级烟气轮机设置有如上述第一方面所述的轮盘冷却机构。本专利技术提供的技术方案的有益效果至少包括：本专利技术通过在轮盘与静叶组件之间设置密封构件，同时在轮盘上设置贯穿所述轮盘的前侧和后侧的多个导流孔，这样在通过冷却蒸汽对轮盘的中心位置冷却时，由于密封构件围绕每个导流孔在轮盘前侧的开孔位置，冷却蒸汽可以沿多个导流孔运移至轮盘的后侧，避免了冷却蒸汽运移至静叶组件与动叶片之间的空间，进而避免了冷却蒸汽对高温烟气的阻流、占据高温烟气的有效流通面积，以及因促进围带的内壁发生结垢现象而降低单级烟气轮机运行的安全性。另外，在冷却蒸汽沿轮盘的后侧运移至动叶片的后侧时，能够对动叶片后侧的烟气进行冷却，从而降低动叶片后侧的烟气压力，便于动叶片前侧的高温烟气对动叶片的推动，提高了高温烟气中能量的回收率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的设置有一种轮盘冷却机构的单级烟气轮机的剖面结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的设置有另一种轮盘冷却机构的单级烟气轮机的剖面结构示意图。附图标记：1：轮盘；11：导流孔；2：密封构件；3：静叶组件；4：轮盘辐板；5：动叶片。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。图1示例了本专利技术实施例的一种设置有轮盘冷却机构的单级烟气轮机的结构示意图。如附图1所示，单级烟气轮机还包括静叶组件3和动叶片5，轮盘冷却机构包括轮盘1和密封构件2，轮盘1上设置有多个导流孔11，每个导流孔11贯穿轮盘1的前侧和后侧，密封构件2能够对轮盘1与静叶组件3之间的间隙进行环状密封，且密封构件2围绕每个导流孔11在轮盘1前侧的开孔位置。本专利技术实施例中，通过在轮盘1与静叶组件3之间设置密封构件2，同时在轮盘1上设置贯穿所述轮盘1的前侧和后侧的多个导流孔11，这样在通过冷却蒸汽对轮盘1的中心位置冷却时，由于密封构件2围绕每个导流孔11在轮盘1前侧的开孔位置，冷却蒸汽可以沿多个导流孔11运移至轮盘1的后侧，避免了冷却蒸汽运移至静叶组件3与动叶片5之间的空间，进而避免了冷却蒸汽对高温烟气的阻流、占据高温烟气的有效流通面积，以及因促进围带的内壁发生结垢现象而降低单级烟气轮机运行的安全性。另外，在冷却蒸汽沿轮盘1的后侧运移至动叶片5的后侧时，能够对动叶片5后侧的烟气进行冷却，从而降低动叶片5后侧的烟气压力，便于动叶片5前侧的高温烟气对动叶片5的推动，提高了高温烟气中能量的回收率。其中，轮盘1可以包括轮缘、轮面和轮毂，轮缘用于与动叶片5固定连接，且密封构件2可以对轮缘与静叶组件3之间的间隙进行环状密封，当然，密封构件2也可以对轮面与静叶组件3之间的间隙进行环状密封。轮面用于将轮缘和轮毂固定连接为整体，多个导流孔11可以为设置在轮面上的通孔。轮毂用于与单级烟气轮机的主轴固定连接，轮毂与主轴之间可以通过止口定位且拉杆螺栓拉伸预紧的连接方式实现固定连接。密封构件2可以由密封件和蜂窝带构成，以便于能够在蜂窝带的作用下通过蜂窝密封的方式实现轮盘1与静叶组件3之间的环状密封。当然密封构件2也可以通过其他形式实现轮盘1与静叶组件3之间的环状密封，比如，密封构件2上用于密封的端面可以为梳齿状结构，以通过梳齿密封的方式实现轮盘1与静叶组件3之间的环状密封。其中，在轮盘1上设置导流孔11时，每个导流孔11在轮盘1前侧的开孔位置可以沿圆周方向均匀分布。当然，每个导流孔11在轮盘1前侧的开孔位置也可以沿螺旋状分布，本专利技术实施例对此不做限定。每个导流孔11位于轮盘1前侧的开孔位置与轮盘1的中心位置之间的距离可以为轮盘1的直径的0.25倍，以便于在设置多个导流孔11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构，包括轮盘(1)，其特征在于，所述轮盘冷却机构还包括密封构件(2)；/n所述轮盘(1)上设置有多个导流孔(11)，每个导流孔(11)贯穿所述轮盘(1)的前侧和后侧，所述密封构件(2)能够对所述轮盘(1)与静叶组件(3)之间的间隙进行环状密封，且所述密封构件(2)围绕每个导流孔(11)在所述轮盘(1)前侧的开孔位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构，包括轮盘(1)，其特征在于，所述轮盘冷却机构还包括密封构件(2)；
所述轮盘(1)上设置有多个导流孔(11)，每个导流孔(11)贯穿所述轮盘(1)的前侧和后侧，所述密封构件(2)能够对所述轮盘(1)与静叶组件(3)之间的间隙进行环状密封，且所述密封构件(2)围绕每个导流孔(11)在所述轮盘(1)前侧的开孔位置。


2.如权利要求1所述的轮盘冷却机构，其特征在于，所述密封构件(2)呈预设厚度的圆环状结构，所述密封构件(2)的一端用于与所述静叶组件(3)固定连接，所述密封构件(2)的另一端的端面能够与所述轮盘(1)的前侧端面蜂窝密封。


3.如权利要求1所述的轮盘冷却机构，其特征在于，所述轮盘冷却机构还包括轮盘辐板(4)；
所述轮盘辐板(4)和所述密封构件(2)均呈两端开孔的筒状结构，所述轮盘辐板(4)的一端与所述轮盘(1)的前侧固定连接，所述密封构件(2)的一端用于与所述静叶组件(3)固定连接，所述轮盘辐板(4)的另一端能够与所述密封构件(2)的另一端蜂窝密封。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张玉峰，任旭阳，张云杰，韦正宗，杨俊，金森乾，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团渤海石油装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11