[发明专利]一种汽轮机转子散热系统

说明书

本发明公开了一种汽轮机转子散热系统，包括高压缸、中压缸和低压缸，第一隔板、第二隔板和第三隔板内分别设置有径向通道，且通道的里端与叶轮之间的缝隙贯通后分别与高压轴、中压轴和低压轴表面的轴向通道连通，高压轴、中压轴和低压轴对应于轴向通道一端的外围分别套接有第一聚气环、第二聚气环和第三聚气环，第一聚气环、第二聚气环和第三聚气环均为空腔结构，且空腔结构通过管路连通有惰性气体存储罐，惰性气体存储罐的输出端串接调温模块后通过管路分别与第一隔板、第二隔板和第三隔板径向通道的外端连通；惰性气体存储罐中的惰性气体经过调温模块形成冷源气体后进入循环冷却系统，对转动轴进行均匀、可控的冷却。

技术领域

本发明涉及汽轮机转子散热技术领域，具体为一种汽轮机转子散热系统。

背景技术

汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。在汽轮机本体中，转子是最为关键的构件之一。转子是汽轮机转动部分的总称，用于汇集各级动叶栅上所得到的机械能并传递给发电机转子，其主要有主轴、叶轮(或转毂)、动叶片及联轴器等组成。转子在工作时，承受着叶片、叶轮、主轴本身质量的离心力，温度分布不均匀引起的热应力和巨大的扭转力矩和轴系振动所产生的动应力，因此要求转子具备较高的强度、刚度和动、静平衡性能。由于转子的整体直径一般都较大，离心应力和热应力较大。在高温条件下，转子受离心力作用而产生的金属微观缺陷发展及脆变危险也增大。因此，为防止转子的温度过高、热应力过大，需要设置转子冷却装置，以达到减小转子的金属蠕变变形和降低启动工况下的热应力。

然而现有技术中采用的汽轮机转子冷却技术具有很多的缺陷，例如：

目前，普遍采用的汽轮机转子冷却方法是在高压转子(调节级区域)和中压转子进汽部分表面，采用温度较低的蒸汽进行冷却。高压转子的冷却蒸汽来源于第一级喷嘴后和调节级后的部分蒸汽，冷却过程为喷嘴后的部分蒸汽在压差作用下通过动静叶栅之间的间隙，经过喷嘴室内圈上的孔径降低喷嘴室内圈的温度，然后进入压力级，调节级后的部分蒸汽通过调节级叶轮上的斜孔并流过高温区转子表面，然后进入压力级；中压转子的冷却蒸汽来源为高压缸冷却汽和中压平衡活塞持环处漏汽的混合汽，冷却过程为冷却蒸汽通过中压平衡活塞持环与中压转子表面之间的间隙和叶片根部的槽沟流至中压第一级的喷嘴后和动叶栅后，从而实现对转子转动轴表面的冷却，但是其整体上冷却效果不仅受蒸汽速度、压力及温度影响，而且受转子自身转动的影响，冷却效果难以保证，且冷却蒸汽的流通通道不可控，难以充分、均匀地对转子表面进行冷却降温。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽轮机转子散热系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽轮机转子散热系统，包括高压缸、中压缸和低压缸，所述高压缸一侧依次连接有中压缸和低压缸，所述高压缸、中压缸和低压缸的内腔中心位置分别转动安装有高压轴、中压轴和低压轴，且高压缸、中压缸和高压缸的内壁相对于所述高压轴、中压轴、低压轴处分别固定连接有第一隔板、第二隔板和第三隔板，所述高压轴、中压轴和低压轴的外围分别套接有叶轮，且高压轴、中压轴和低压轴外围叶轮的外缘分别卡接有高压叶片、中压叶片和低压叶片，所述第一隔板、第二隔板和第三隔板分别与高压叶片、中压叶片和低压叶片间隔交替设置，所述第一隔板、第二隔板和第三隔板内分别设置有径向通道，且通道的里端与叶轮之间的缝隙贯通后分别与所述高压轴、中压轴和低压轴表面的轴向通道连通，所述高压轴、中压轴和低压轴对应于轴向通道一端的外围分别套接有第一聚气环、第二聚气环和第三聚气环，所述第一聚气环、第二聚气环和第三聚气环均为空腔结构，且空腔结构通过管路连通有惰性气体存储罐，所述惰性气体存储罐的输出端串接调温模块后通过管路分别与第一隔板、第二隔板和第三隔板径向通道的外端连通。