[发明专利]一种汽轮机均匀进汽/补汽装置

说明书

本发明公开了一种汽轮机均匀进汽/补汽装置，包括呈圆环状的进汽流道壳体以及与该进汽流道壳体相连通的进汽管道壳体；其中，该汽流道壳体的进汽流道轴对称设置，且进汽流道的截面积沿进汽流动方向单调减小，进汽管道壳体连通在进汽流道的截面积最大处，且该汽流道壳体的进汽流道内壁上轴对称设置有若干汽流导叶。本发明从减小进汽损失及减小汽流对转子造成的冲击两个角度出发，通过采用变截面腔室设计，以适应蒸汽在流动过程中的流量变化，使蒸汽在进汽流道各截面的流速分布趋于均匀，减小进汽的压力、温度损失，提高汽轮机效率；通过合理布置汽流导叶，使进汽量在周向分布趋于均匀，减小进汽对转子产生的汽流力，提高机组运行的安全性和稳定性。

技术领域

本发明属于中低压汽轮机进汽/补汽腔室设计技术领域，具体涉及一种汽轮机均匀进汽/补汽装置。

背景技术

汽轮机是一种以蒸汽为介质的涡轮机，主要用途是将蒸汽所携带的热能转化为内部旋转部件的机械能。大功率汽轮机是现代大型电站建设中的关键动力设备之一，提高汽轮机效率能显著提高电厂的运行效率，降低损耗。在汽轮机总损耗中，进汽/补汽损失所占比重较大，不可忽略。所以，如果能减小进汽损失，那么就可以有效提高汽轮机效率，使电厂能更高效的运行。

传统的进汽装置如图1所示，其流道型线只是简单的圆环形，通流截面积沿周向没有变化，蒸汽沿正对转子方向从进汽口进入后向两侧分流，在流道内绕流的同时被高速运行的转子带向通流级做功，蒸汽在环形流道内绕流时，容易相互产生扰动，加剧旋涡的产生；等截面积的环形流道设计，使得从腔室进入通流级的汽流流量沿周向分布不均，导致传统进汽装置的进汽损失相对较大，降低了汽轮机效率。

针对以上问题，出现了单螺旋进汽结构和双螺旋进汽结构的腔室设计方法，双螺旋进汽结构相当于两个单螺旋进汽结构上下拼合而成，分别如图2、图3所示，该类结构流道型线是阿基米德螺旋线，进汽流道截面积沿进汽方向不断减小，蒸汽在流道内绕流的同时被高速运行的转子带向通流级做功，这种结构流道光滑，不易形成漩涡，减小了进汽损失。

但是，此类螺旋结构仍然存在缺陷，一方面，蒸汽在流动过程中，由于缺乏汽流导叶的分隔和引导，从主流分离出的流体流量不可控，导致进汽沿周向分布不均匀，造成损失；另一方面，由于分离出的流体流量不可控，使得沿进汽方向单调减小的流道截面积无法准确适应蒸汽量的变化，导致蒸汽在流道各截面上的流速分布不均匀，存在进汽损失。尽管双螺旋进汽结构对单螺旋进汽结构做出了改进，但本质上并未解决进汽周向分布不均的问题，有待进一步优化。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种汽轮机均匀进汽/补汽装置，可以有效改善蒸汽流速在进汽流道截面上分布不均匀的现象，减小进汽损失，提高通流效率。同时保证进汽量在周向分布趋于均匀，减小因进汽对转子产生的汽流力，提高机组运行的安全性和稳定性。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种汽轮机均匀进汽/补汽装置，包括呈圆环状的进汽流道壳体以及与该进汽流道壳体相连通的进汽管道壳体；其中，

该汽流道壳体的进汽流道轴对称设置，且进汽流道的截面积沿进汽流动方向单调减小，进汽管道壳体连通在进汽流道的截面积最大处，且该汽流道壳体的进汽流道内壁上轴对称设置有若干汽流导叶。

本发明进一步的改进在于，进汽流道壳体包括可拆卸连接的进汽流道壳体上半部分和进汽流道壳体下半部分。