[发明专利]多级喷气涡轮机发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种可提高热量效率的使用多级轴流涡轮的喷气涡轮发电系统。

背景技术

通常，在热电厂或核电站中使用蒸汽机发电，必需增加蒸汽压力到至少30kg/cm²或至少100kg/cm²，以便使用涡轮的旋转力量来经济地发电。

但是，多数常规涡轮配置刀片型叶轮，所以涡轮会浪费过多的工作流体能量，因此降低了工作流体运用效率，由于很难将叶轮刀片的机械结构效率提高，也很难达到轮子平衡，因而增加了生产成本。此外，常规涡轮的叶轮刀片容易损坏，因此造成涡轮的频繁故障，导致维护和修理涡轮的费用增加，因而，在热发电系统中使用有刀片叶轮的常规涡轮不够理想。

常规的中等容量或小容量锅炉，典型地被使用在一般工厂中，制造的低压蒸汽不高过15kg/cm²，所以锅炉无法经济地使用昂贵的涡轮发电结构。此外，低压蒸汽的能量由常规中等或小容量锅炉提供，无法被利用作为动能，只有低压蒸汽热被运用，因此锅炉的能量运用效率低。

还有，在许多场合使用了一个有多级轴流涡轮的发电系统，包括为了利用由压力发生设备产生的工作流体，譬如由压缩机产生的被加压的空气，或由锅炉产生的被加压的蒸汽或由一个水力设备产生的被加压的油，作为运作的能量源；发电单元，包括一个多级轴流涡轮和发电器，被结合到压力产生设备。但是，这种发电系统存在缺陷，因为是单一发电单元被结合到压力发生设备，所以系统无法高效率地运用蒸汽压力的能量驱动涡轮，大量能量依然未被使用，因此，能量被浪费并且能量运用效率降低。所以，多级轴流涡轮的常规发电系统有结构限制，因此发电量非常低。

此外，在常规发电系统中使用的涡轮有一个叶轮结构，如图6、7所示，造成以下问题：

流体入口61多数依照说明通过每个圆盘轮子60的众多之一在偏锋形成，相对各个轮子60表面，有一个角度为45度的倾斜，有一个中心通过孔。如图7，并且工作流体入口61的入口表面出来，相对入口表面角度为90度。工作流体抛出入口的入口表面，散在每个方向上，因此，被引入流体入口61的一部分的流体被用作引起扭矩，同时残余的工作流体没有被使用便被驱散外面，因此增大了压力损失。

涡轮的常规叶轮被配置作为一个被碾压的单一体，圆盘轮子60多数被碾压和集成，如图6所显示。因而，即使在叶轮的一个无用的零件，叶轮的厚度必须是常数，这样叶轮极其重，因此，重的叶轮的圆盘轮子60导致扭矩损失。

叶轮作为一个被碾压的单一体，各个圆盘轮子的流体入口61的多数与其它圆盘轮子的流体入口一起形成单一通道。入口工作流体留在单一通道只停留一个短的时期，便从通道迅速被释放。因而，叶轮无法在多个阶段高效率地运用入口工作流体能量，而是仅仅在一个唯一阶段使用能量。换句话说，工作流体在有圆盘轮子的叶轮中无法产生渴望的更大的与叶轮的摩擦力，所以叶轮的能量运用效率被减少到了太低的程度。

此外，涡轮有一个叶轮装置处，作为一个预先设定的大小的联合单一体被配置。因而，虽然涡轮增量能由增加圆盘轮子60的一个渴望的数字到现有的叶轮来增加叶轮的厚度来容易地实现，但现有的叶轮装置必须被更换以新的更加厚实的叶轮能装箱。这要求制造为形成新叶轮装置的新结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多级喷气涡轮发电系统，它能驱动多数发电单元同时使用单一压力发生设备，如此神奇地增加发电总量，提高工作流体运用效率，高效率地增加涡轮容量，不需为增加旋转的扭矩而需要改变涡轮结构。

本发明的多级喷气涡轮发电系统，包括：至少一压力流体发生器，具有高压流体出口；第一多级轴流涡轮发电单元，具有压力流体入口与出口，压力流体入口连接到压力流体发生器的高压流体出口；第二多级轴流涡轮发电单元，具有压力流体入口与出口，压力流体入口连接到第一多级轴流涡轮发电单元的压力流体出口；该发电系统还包括：多数发电单元，依次系列连接到上一级多级轴流涡轮发电单元与下一级多级轴流涡轮发电单元，形成多级发电单元；所述的每一多级轴流涡轮发电单元包括多级轴流涡轮和发电器，发电器与轴流涡轮的叶轮轴连接。