[发明专利]叶顶汽封出口导流结构

说明书

本发明提供一种叶顶汽封出口导流结构，位于叶顶汽封出口腔室内，叶顶汽封出口腔室包括动叶、静叶、汽封持环和静叶持环，动叶的叶顶设有围带，汽封持环的内壁设有多个汽封齿，围带和汽封齿之间设有间距，静叶固定在静叶持环的内侧，静叶持环上面向汽封齿的轴侧面向外延伸形成凸起的导流部，导流部上设有导流面，导流面为曲面；沿气流流动方向，导流面与围带的间距逐渐变大。本发明通过设置导流部与动叶叶顶汽封结构相互配合，保持确定的位置关系，在动叶叶顶泄漏流出口处形成合理的腔室结构，对泄漏流进行引导，与下游静叶叶顶主流的交汇融合，从而减弱泄漏流对下游静叶叶顶流场的扰动，进而减少泄漏掺混损失，提高机组效益，带来经济收益。

技术领域

本发明涉及电站汽轮机或燃气轮机，特别是涉及一种叶顶汽封出口导流结构。

背景技术

泄漏损失问题的研究在科学和技术领域都有非常重要的意义，对火力发电的主要设备汽轮机和燃气轮机以及航空和航天发动机等透平机械的设计尤为重要。现代火力发电技术对动力装置越来越高的技术经济性要求推动了透平机械密封技术的不断发展，先进的转子和静子间的动密封技术可显著提高透平机械的工作效率和可靠性。汽轮机的漏汽损失占其效率损失的22％左右。动叶叶顶的泄漏流经过汽封齿以后，撞击在静叶持环上，被迫由轴向流动转变为径向流动，该部分径向气流与静叶流道的主流在静叶叶顶附近交汇掺混，引起静叶进口汽流角紊乱的同时，带来了很大的掺混损失。

汽轮机动叶为转动部件，随着汽轮机转子一起转动，在动叶叶顶围带和气缸之间必然的要存在间隙；由于动叶做功，叶片前后有压差的存在，所以间隙前后也有压差，于是上一级静叶出口的蒸汽在动叶叶顶附近分为两股流体，一股为主流流体流经动叶流道做功，另一部分流向动叶叶顶间隙且不做功。这部分不做功的流体也叫泄漏流，它带来的损失主要分为三部分，其一是流体不经过动叶带来的无功损失；其二是气流在动静间隙内的扰动损失，其三是泄漏流与下游主流交汇时的掺混损失。无功损失只与泄漏流体流量的大小有关系，为了减小无功损失，在叶顶的动静叶间隙内装有汽封结构，以此来减小泄漏量，通常当汽封结构确定以后，无功损失以及叶顶间隙内的扰动损失已经基本固定下来。合理的叶顶汽封出口腔室及导流段的设计可以减小泄漏流与下游的掺混损失，进一步减小泄漏损失。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种叶顶汽封出口导流结构，可以有效降低泄露流对下游静叶的流畅的扰动，从而提高机组效率。

为实现上述目的，本发明提供一种叶顶汽封出口导流结构，位于叶顶汽封出口腔室内，叶顶汽封出口腔室包括动叶、静叶、汽封持环和静叶持环，所述动叶的叶顶设有围带，所述汽封持环的内壁设有多个汽封齿，所述围带和所述汽封齿之间设有间距，所述静叶固定在所述静叶持环的内侧，所述静叶持环上面向汽封齿的轴侧面向外延伸形成凸起的导流部，所述 导流部上设有导流面，所述导流面为曲面；沿气流流动方向，所述导流面与所述围带的间距逐渐变大。

优选地，所述导流部面向汽封齿的末齿延伸后的端部形成外缘，所述外缘与所述末齿之间设有轴向间距L3，所述外缘与所述末齿齿顶之间设有径向间距L1，所述外缘与所述汽封持环之间设有径向间距L2。

优选地，所述外缘与所述末齿齿顶之间的径向间距L1≥0.5mm。

优选地，所述外缘与所述汽封持环之间的径向间距L2≥1.0mm。

优选地，所述外缘与所述末齿之间的轴向间距L3≥2mm。

优选地，所述导流面包括弧形相切的内弧面和外弧面。

优选地，所述动叶和静叶的间距为L，所述外弧面的半径为R1，且R1≥L/2；所述内弧面的半径为R2，且R2≥L/2。

优选地，所述导流面的截面为弯曲的多段线。