專利名稱：汽輪機部分進汽裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于動カ機械技術領域，涉及ー種汽輪機部分進汽裝置。
背景技術：
汽輪機是ー種動カ機械裝置，是將水蒸汽的熱能轉化為機械功的裝置。按照水蒸汽的進ロ熱力學參數(如溫度、壓力)來分類，汽輪機可分為亞臨界汽輪機、超臨界汽輪機、超超臨界汽輪機。汽輪機在國民經濟中應用廣泛，但是在ー些エ業領域，如冶金、化工等過程中，經常會產生流量小、參數高的水蒸氣，受目前技術水平的限制，很難使用汽輪機利用這一部分水蒸汽的能量，原因如下在汽輪機中，一列靜葉片和一列動葉片組成ー級。由于材料強度、汽輪機熱效率等因素的限制，每ー級所能承受水蒸汽的熱焓值之差(在動力機械領域內簡稱為焓降)有一定限制，因此如果水蒸汽的參數較高，汽輪機通常采用多級結構。水蒸汽的參數越高，汽輪機越需要采用更多的級，結構越復雜，成本越高。對于水蒸汽流量較大的情況下，多級汽輪機雖然成本高，但其功率大，取得的收益也較大；對于水蒸汽流量較小的情況下，多級汽輪機成本高，功率小，取得的收益較小。因此目前在高參數小流量的情況下，很難使用汽輪機回收水蒸汽的能量。在每ー級汽輪機中，汽輪機葉片的高度主要根據水蒸汽的流量確定，當葉片的高度小于一定值時，葉片內的流動損失會増加，汽輪機的熱效率會大幅度降低。目前當水蒸汽進ロ的流量較小時，汽輪機通常在圓周方向上采用部分進汽以提高葉片高度，部分進汽也會帶來能量損失，同時導致結構復雜。常規的部分進汽結構雖然解決了小流量條件下汽輪機葉片高度的問題，但沒有解決汽輪機的單級焓降值限制問題。如果水蒸汽的流量較小、參數較高，那么汽輪機勢必采用多級部分進汽結構，導致結構復雜、成本増加、效率較低、收益較少。
發明內容
本發明提供了一種汽輪機部分進汽裝置，解決了在水蒸汽的流量小、參數高的情況下，由于汽輪機的效率低、結構復雜、制造成本高的問題。本發明采用的技術方案是一種汽輪機部分進汽裝置，包括噴嘴、轉子、葉片、回流器殼體、回流器葉片、回流器錐體。噴嘴為縮放形式的噴嘴，噴嘴的橫截面為圓弧形。轉子為整體式轉子，由單級葉輪和軸組成。葉片為完全對稱式葉片，型線在葉片的前后完全對稱，多個相同的葉片安裝在單級葉輪上，形成一列葉片。回流器葉片的表面型線由背弧型線和內弧型線組成。
回流器錐體由三部分組成，一部分為圓弧型線部分，一部分為與葉輪平行的直線部分，一部分為傾斜直線部分。回流器殼體、回流器葉片、回流器錐體組合后，回流器葉片的背弧型線部分與回流器殼體型線部分之間形成收縮形式的通道一；回流器葉片的內弧型線部分與回流器錐體的圓弧型線部分之間形成收縮形式的通道ニ ；回流器錐體的傾斜直線部分與回流器殼體的直線部分之間形成擴張形式的通道三。噴嘴安裝在汽輪機汽缸上；葉片安裝在轉子的單級葉輪上；回流器殼體、回流器葉片、回流器錐體安裝在汽輪機的汽缸上，共同組成氣流的回轉通道。小流量、高參數的水蒸汽在噴嘴I中膨脹加速，水蒸汽的熱能轉化為動能。高速的水蒸汽沖擊葉片，對葉片上有一個沖擊作用，由沖量定理知，產生ー個沖擊力，葉片帶動轉子旋轉做功。由于水蒸汽的參數較高，做功后的氣體中仍含有大量的熱能，水蒸汽在葉片流出后，在回流器殼體、回流器葉片、回流器錐體之間的通道內繼續膨脹加速，將剩余的熱能 轉化為動能，并改變流動方向。水蒸汽重新進入葉片的不同位置，由于葉片的型線是完全對稱的，水蒸汽繼續做功后流出。由于葉片3采用完全對稱式的，水蒸汽既能夠從葉片的前部進入做功，也能夠從葉片的后部進入做功。采用了回流器殼體4、回流器葉片5、回流器錐體6能夠改變水蒸汽流動的方向，單級葉輪所能承擔的焓降值増加。解決了汽輪機單級葉輪所能承受的焓降值限制問題，在水蒸汽的流量小、參數高的條件下，減少了汽輪機的級數，簡化了結構，降低了成本。本發明的有益效果是提高了汽輪機單級葉輪的焓降值，減少了汽輪機的結構，降低了成本，在小流量、高參數的水蒸汽利用領域填補了空白。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進ー步說明。圖I是汽輪機部分進汽裝置總體圖，圖中I為噴嘴，2為轉子，3為葉片，4為回流器殼體，5為回流器葉片，6為回流器錐體。圖2(a)為噴嘴外形圖，圖中箭頭為水蒸汽流動方向；圖2(13)為沿流動方向的噴嘴截面面積變化圖；圖2(c)為垂直于流動方向的噴嘴截面圖。圖3是轉子圖，圖中3-1為單級葉輪，3-2為軸。圖4(a)為葉片主視圖；圖4(b)為葉片俯視圖，葉片型線沿著圖中的虛線對稱；圖4(c)為一列葉片。圖5是回流器殼體圖，圖中5-1為直線部分，5-2為型線部分，5_3為頂部。圖6(a)為回流器葉片主視圖，圖6(b)為回流器葉片俯視圖，圖中6_1為內弧型線，6-2為背弧型線。圖7(a)為回流器錐體主視圖，圖7(b)為回流器錐體俯視圖，圖中7_1為直線部分，7-2為傾斜直線部分，7-3為型線部分。圖8是回流器殼體、回流器葉片、回流器錐體之間形成的通道一、通道ニ、通道三的示意圖，8-1為收縮形式的通道一，8-2為收縮形式的通道ニ，8-3為擴張形式的通道三。
具體實施例方式如圖所示，本發明的汽輪機部分進汽裝置由噴嘴I、轉子2、葉片3、回流器殼體4、回流器葉片5、回流器錐體6組成。各部件的安裝關系為噴嘴I安裝在汽輪機汽缸上，葉片3安裝在轉子的單級葉輪上，回流器殼體4、回流器葉片5、回流器錐體6共同組成氣流的回轉通道，安裝在汽輪機的汽缸上。在水蒸汽的流量小、參數高的情況下，水蒸氣的做功過程如下I)水蒸汽在噴嘴I中膨脹加速，水蒸汽的熱能轉化為動能；2)高速的水蒸汽沖擊葉片3，葉片3帶動轉子2旋轉做功；3)做功后的水蒸氣進入回流器殼體4、回流器葉片5、回流器錐體6之間組成的通 道內，在通道一、通道ニ、通道三內，將水蒸氣剩余的熱能轉化為動能，并改變流動方向；4)水蒸汽重新進入葉片3的不同位置，繼續做功后流出。在實際應用過程中，根據實際的水蒸氣的不同熱力學參數和流量，依照本發明中 水蒸氣的做功過程和汽輪機的基本原理，可以按照本發明的結構形式進行設計和制造。
權利要求
1.一種汽輪機部分進汽裝置，包括噴嘴(I)、轉子(2)、葉片(3)、回流器殼體(4)、回流器葉片(5)和回流器錐體(6);其特征在于噴嘴⑴安裝在汽輪機汽缸上，葉片(3)安裝在轉子⑵的單級葉輪上，回流器殼體(4)、回流器葉片(5)和回流器錐體(6)安裝在汽輪機的汽缸上；葉片(3)是完全對稱式葉片，型線在葉片的前后完全對稱，多個相同的葉片安裝在單級葉輪上，形成一列葉片；回流器錐體￠)由三部分組成一部分為圓弧型線部分，一部分為與葉輪平行的直線部分，一部分為傾斜直線部分；回流器葉片(5)的背弧型線部分與回流器殼體(4)的型線部分之間形成收縮形式的通道一，回流器葉片(5)的內弧型線部分與回流器錐體出)的圓弧型線部分之間形成收縮形式的通道二，回流器錐體出)的傾斜直線部分與回流器殼體(4)的直線部分之間形成擴張形式的通道三。
2.如權利要求I所述的汽輪機部分進汽裝置，其特征還在于噴嘴(I)為縮放形式的噴嘴，噴嘴的橫截面為圓弧形。
全文摘要
本發明屬于動力機械技術領域，涉及一種汽輪機部分進汽裝置。包括噴嘴、轉子、葉片、回流器殼體、回流器葉片、回流器錐體。噴嘴為縮放形式的噴嘴；轉子為整體式轉子，由單級葉輪和軸組成；葉片為完全對稱式葉片，型線在葉片的前后完全對稱，多個相同的葉片安裝在單級葉輪上，形成一列葉片。由于葉片是完全對稱式的，采用了回流器殼體、回流器葉片、回流器錐體改變了水蒸汽流動的方向，水蒸汽既能夠從葉片的前部進入做功，也能夠從葉片的后部進入做功。單級葉輪所能承擔的焓降值增加。解決了汽輪機單級葉輪所能承擔的焓降值限制問題，在水蒸汽的流量小、參數高的條件下，減少了汽輪機的級數，簡化了結構，降低了成本。
文檔編號F01D17/16GK102661178SQ20121011812
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者孫濤, 田夫, 袁國凱, 趙廣 申請人:大連理工大學