專利名稱：透平膨脹噴射汽輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火力，核能發(fā)電及把汽動力轉(zhuǎn)換機(jī)械旋轉(zhuǎn)功的機(jī)械上用的一種透平膨脹噴射汽輪機(jī)。
目前火力，核能發(fā)電用的汽輪機(jī)都是軸流式汽輪機(jī)，當(dāng)高壓高溫蒸汽體進(jìn)入軸流式汽輪機(jī)后沖擊垂直于旋轉(zhuǎn)軸上的各級動葉片產(chǎn)生園周力旋轉(zhuǎn)托動發(fā)電機(jī)的同時，在長方形多級動葉片上又產(chǎn)生多種無功分力損失，特別是軸向推力損失達(dá)幾十噸到百噸，其它分力損失也較大，軸流式汽輪機(jī)的功率美國1970年達(dá)到1500MW，1973年1300MW再往上提就很困難。
本發(fā)明的目的是利用本人已發(fā)明向心透平膨脹涂管器的原理提供一種透平膨脹噴射汽輪機(jī)來提高功率克服多種無功分力損失，特別是最大的軸向推力損失，來把汽動力，以最大的限度轉(zhuǎn)換為機(jī)械旋轉(zhuǎn)功，達(dá)到提高汽動力的發(fā)電效率，把汽動力資源轉(zhuǎn)換為更多的電量，降低煤耗比，軸流式汽輪機(jī)的功率已經(jīng)達(dá)到很高的的水平，再往上提高它的功率就很困難了，而所述汽輪機(jī)具有較大的功率特別是多組雙徑流串聯(lián)式透平膨脹噴射汽輪機(jī)能達(dá)數(shù)百萬千瓦的能力完全能滿足火力，核能發(fā)電大功率的需要。
本發(fā)明的任務(wù)是按如下方式完成的，它是有空心圓柱形膨脹噴射器的內(nèi)園柱面上有雙多個長方形斜切漸縮型膨脹噴嘴的出口，能同時噴射出多股長方形斜切高速汽體向雙面鼠籠式透平葉柵輪體外徑上的長方形動葉片沖擊產(chǎn)生園周力，汽體進(jìn)行膨脹經(jīng)長方形靜葉片整流方向又向下一級雙長方形動葉片沖擊產(chǎn)生園周力，高壓高溫蒸汽經(jīng)過多級動，靜葉片膨脹，整流，沖擊后變成無壓高溫汽體經(jīng)排汽管網(wǎng)進(jìn)入冷凝器，在多級多個長方形動葉片上產(chǎn)生的圓周力推動鼠籠式透平葉柵輪體旋轉(zhuǎn)托動雙臺發(fā)電機(jī)發(fā)電能充分發(fā)揮汽動力的發(fā)電效率，這是小型向心經(jīng)流式透平膨脹噴射汽輪機(jī)，它不能滿足較大的功率，要提高它的功率就要用雙徑流式透平膨脹噴射汽輪機(jī)，即高壓高溫蒸汽先是經(jīng)過向心徑流式透平膨脹噴射流動做功后的汽體在輪轂處各轉(zhuǎn)向180°進(jìn)入離心徑流式透平膨脹噴射流向鼠籠式透平葉柵輪體的外徑方向，經(jīng)過各級動靜葉片進(jìn)行膨脹，整流，沖擊使長方形動葉片上產(chǎn)生園周力推動鼠籠式透平葉柵輪體旋轉(zhuǎn)托動雙臺發(fā)電機(jī)發(fā)電，能使高壓高溫蒸汽充分轉(zhuǎn)換為機(jī)械旋轉(zhuǎn)功變成高溫?zé)o壓汽體進(jìn)入排汽管網(wǎng)流到冷凝器這是中型所述汽輪機(jī)的功率，需要大型汽輪機(jī)的功率就需要做成同軸多組雙徑流串聯(lián)式透平膨脹噴射汽輪機(jī)它的功率能達(dá)到數(shù)百萬千瓦完全能滿足火力，核能發(fā)電大功率的需要，由于所述汽輪機(jī)都是多級徑流式它們的長方形動靜葉片都平行于旋轉(zhuǎn)軸，高壓高溫蒸汽體在轉(zhuǎn)換為機(jī)械旋轉(zhuǎn)功的過程中不會產(chǎn)生軸向推力損失，能把軸流式汽輪機(jī)的幾十噸到百噸軸向推力損失轉(zhuǎn)換為機(jī)械旋轉(zhuǎn)功來提它的功率和效率，同時省去了推力軸承，高壓汽封等及其相應(yīng)的調(diào)控設(shè)備節(jié)約了設(shè)備投資，由于沒有軸向推力它的安全運行可靠性非常高，節(jié)約了人力和物力，還能用在把汽動力轉(zhuǎn)換為機(jī)械旋轉(zhuǎn)功的機(jī)械上如核動力航空母艦核動力潛水艇等上使用。


圖1是徑流式透平膨脹噴射汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)從剖面圖。
圖2是雙徑流式透平膨脹噴射汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)縱剖面圖。
圖3是雙徑流串聯(lián)式透平膨脹噴射汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)縱剖面圖。
圖4是徑流式透平膨脹噴射汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)橫剖面圖。
圖5是徑流式透平膨脹噴射汽輪機(jī)的供排汽管網(wǎng)圖。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述參照圖1、2、3、4、5所示它是具有良好機(jī)械強(qiáng)度耐高壓高溫合金鋼鑄造成的空心園柱形膨脹噴射器(4)它有外園柱壁板(3)多個進(jìn)汽管法蘭(1)及兩側(cè)面環(huán)形板(5)中間的環(huán)形隔板(6)雙多個長方形斜切漸縮型膨脹噴嘴(8)多個分區(qū)儲能室(7)多個橫隔板(2)兩側(cè)園周上多個聯(lián)接螺栓(9)鑄造成整體并進(jìn)行機(jī)加工，在空心園柱形膨脹噴射器(4)的兩個側(cè)面各有對稱的單面鼠籠式透平靜葉片柵體封頭蓋(19)它是有園環(huán)形封頭蓋板(18)軸承座、汽封座、支座(24)及地腳螺栓(25)的孔，無壓汽體流道(31)排汽管(32)法蘭(33)是有良好機(jī)械強(qiáng)度的耐高壓高溫合金鑄造成整體并進(jìn)行機(jī)加工，在它的外園周直徑上有多個聯(lián)接螺栓(9)的孔，在內(nèi)側(cè)園平面上鑲接良好機(jī)械強(qiáng)度耐高壓高溫合金鋼多級多個靜葉片(15)在多級多個靜葉片的端頭有環(huán)狀異型件(17)各級靜葉片的中間有多個加強(qiáng)環(huán)形板(16)在空心園柱形膨脹噴射器(4)的內(nèi)園柱空間有良好機(jī)械強(qiáng)度耐高壓高溫合金鋼雙面鼠籠式透平葉柵輪體(10)有旋轉(zhuǎn)輪(14)輪轂(28)雙園平面都鑲有多級多個長方形動葉片(11)在各級動葉片的端頭有環(huán)狀異型件(13)在各級長方形動葉片(11)中間有多道加強(qiáng)環(huán)形板(12)在輪轂(28)內(nèi)有良好機(jī)械強(qiáng)度耐高壓高溫合金鋼旋轉(zhuǎn)軸(21)由平鍵(27)螺母(29)定位螺絲(30)聯(lián)接在旋轉(zhuǎn)軸(21)上兩端對稱各有汽封裝置(23)軸承(22)聯(lián)軸器(20)并能自由轉(zhuǎn)動。圖2是在向心多級經(jīng)流式的兩側(cè)各有離心多級徑流式組成的雙徑流式透平膨脹噴射汽輪機(jī)，它的兩側(cè)有良好機(jī)械強(qiáng)度耐高壓高溫合金鋼的空心園柱形匯集器(40)的外園柱壁板(41)多個排汽管法蘭(44)內(nèi)園柱面集汽板(43)兩側(cè)環(huán)形板(45)、(39)和雙面鼠籠式靜葉片柵體隔板(34)鑄造成整體，它的雙園平面鑲接相同材料做成的多級多個長方形靜葉片(36)有加強(qiáng)環(huán)形板(37)端頭有環(huán)狀異型件(38)有良好機(jī)械強(qiáng)度耐高壓高溫合金鋼單面鼠籠式透平葉柵輪體(48)的旋轉(zhuǎn)輪(49)輪轂(50)鑄造成整體，在旋轉(zhuǎn)輪(49)的內(nèi)側(cè)園平面上鑲接有相同材料的多級多個動葉片(54)加強(qiáng)環(huán)形板(53)端頭環(huán)狀異型件(52)在輪轂(50)、(28)和旋轉(zhuǎn)軸(21)用平鍵(51)、(27)聯(lián)接，具有良好機(jī)械強(qiáng)度耐高壓高溫合金鋼兩側(cè)的封頭蓋(46)圓形封頭蓋板(47)軸承座(24)鑄造成整體，由螺栓(9)、(35)將空心園柱形膨脹噴射器(4)兩側(cè)的匯集器(40)兩頭的封頭蓋(46)聯(lián)接成整體，旋轉(zhuǎn)軸(21)兩頭各有聯(lián)軸器(20)其它同上所述并能自由轉(zhuǎn)動。圖3是雙徑流串聯(lián)式透平膨脹噴射汽輪機(jī)它是有兩組雙徑流式串聯(lián)一根旋轉(zhuǎn)軸(21)上組合成的同樣可做成多組雙徑流串聯(lián)式透平膨脹噴射汽輪機(jī)。由于旋轉(zhuǎn)軸(21)過長當(dāng)抗穹截面達(dá)不到要求時可在中間設(shè)1-2道軸承支座(69)軸承(70)來滿足上述需要，它是有良好機(jī)械強(qiáng)度耐高壓高溫合金鋼空心園柱形汽體匯集器(57)外園柱壁板(60)多個排汽管法蘭(59)兩側(cè)面有環(huán)形板(56)內(nèi)園柱面上的集汽板(58)汽體流道(61)鑄造成整體，在匯集器(57)空心園柱形膨脹噴射器(63)內(nèi)園柱空間有良好機(jī)械強(qiáng)度耐高壓高溫合金鋼鼠籠式透平葉柵輪體(55)的旋轉(zhuǎn)輪(62)輪轂(64)有平鍵(65)與旋轉(zhuǎn)軸(21)聯(lián)接，在旋轉(zhuǎn)輪(62)的雙園環(huán)形平面上各鑲接有相同材料做成的多級多個長方形動葉片(54)在空心園柱形匯集器(57)的兩個側(cè)面各有良好機(jī)械強(qiáng)度耐高壓高溫合金鋼空心園柱形膨脹噴射器(63)它是在空心園柱形膨脹噴射器(4)的一個側(cè)面環(huán)形板(5)與雙面鼠籠式透平靜葉片柵體隔板(66)內(nèi)園有多個連接件(68)軸承支座(69)在它們的中間有汽體流道(67)鑄造成整體，在它的雙園環(huán)形面上各鑲接有相同材料做成的多級多個長方形靜葉片(15)、(36)由空心園柱形匯集器(57)兩側(cè)的空心園柱形膨脹噴射器(63)空心園柱形匯集器(40)園形封頭蓋(46)用螺栓(9)、(35)聯(lián)接，在旋轉(zhuǎn)軸(21)上有平鍵(65)、(27)、(51)與輪轂(64)、(28)、(50)相聯(lián)接裝配在軸承(70)、(22)內(nèi)，兩頭各有聯(lián)軸器(20)其它同上所述并能自由轉(zhuǎn)動。它有供汽總管(74)支管(73)多個分支管(71)多個法蘭(72)與空心園柱形膨脹噴射器(4)、(63)上多個進(jìn)汽管法蘭(1)用螺栓聯(lián)接，還有排汽總管(78)支管(75)多個分支管(76)多個法蘭(77)與空心園柱形匯集器(57)、(40)上多個排汽管法蘭(44)、(59)、(32)用螺栓聯(lián)接。它所具有的優(yōu)點1、透平膨脹噴射汽輪機(jī)能做成向心徑流式透平膨脹噴射汽輪機(jī)，雙徑流式透平膨脹噴射汽輪機(jī)，多組雙徑流串聯(lián)式透平膨脹噴射汽輪機(jī)等系列產(chǎn)品，上所述汽輪機(jī)能一輪托動雙臺發(fā)電機(jī)的功能充分發(fā)揮所述汽輪機(jī)的機(jī)械性能，并把汽輪機(jī)的功率和效率提到一個新水平。它具有小、中、大所述汽輪機(jī)功率。
2、透平膨脹噴射汽輪機(jī)它的空心園柱形膨脹噴射器內(nèi)園柱面上有多個長方形斜切漸縮型膨脹噴嘴的出口，能同時噴射出多股長方斜切高速汽體，能以最大的噴射力沖擊雙面鼠籠式透平葉柵輪體直徑外園周上雙面多個長方形動葉片產(chǎn)生最大線荷載的園周力，它以半徑為力臂能獲得最大力矩的功率，特別是雙徑流式和多組雙徑流串聯(lián)式透平膨脹噴射汽輪機(jī)能達(dá)數(shù)百萬千瓦的大功率。
3、透平膨脹噴射汽輪機(jī)的空心園柱形膨脹噴射器內(nèi)園柱面上的多個雙長方形斜切漸縮型膨噴嘴的出口和多級多個所有的長方形動靜片都平行于旋轉(zhuǎn)軸，它所噴射出來的長方形高速斜切汽體沖擊鼠籠式透平葉柵輪體上的多級多個長方形動葉片產(chǎn)生線荷載的園周力旋轉(zhuǎn)，不會產(chǎn)生軸向推力損失其它分力損失也很小。能把軸流式汽輪機(jī)的軸向推力幾十噸到百噸的損失轉(zhuǎn)換為機(jī)械旋轉(zhuǎn)功，能較大的提高汽動力的發(fā)電效率，也省去了推力軸承、高壓汽封等裝置及其相應(yīng)的調(diào)控系統(tǒng)。
4、透平膨脹噴射汽輪機(jī)在運行中由于汽動力轉(zhuǎn)換為機(jī)械旋轉(zhuǎn)動的過程中不會產(chǎn)生軸向推力，其它分力也很小由此它的安全運行可靠性非常高不需要專人管理和監(jiān)控。
具體實施例方式雙徑流式透平膨脹噴射汽輪機(jī)是將加工好的鼠籠式透平葉柵輪體(10)的輪轂(28)由平鍵(27)與旋轉(zhuǎn)軸(21)聯(lián)接好后安裝在空心園柱形膨脹噴射器(4)內(nèi)園柱空間，先安裝它兩側(cè)的空心園柱形匯集器(40)及一體化的鼠籠式透平靜葉片柵體隔板(34)用多個螺栓(35)將它們聯(lián)接好，兩側(cè)的單面鼠籠式透平葉柵輪體(48)輪轂(50)平鍵(51)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(21)上和空心園柱形匯集器(40)內(nèi)，再安裝兩頭的園形封頭蓋(46)和旋轉(zhuǎn)軸(21)上的軸承(22)內(nèi)用多個螺栓(9)聯(lián)接整體，最后安裝旋轉(zhuǎn)軸(21)兩頭上的聯(lián)軸器(20)并能自由轉(zhuǎn)動，把整機(jī)安裝在基礎(chǔ)的地腳螺栓(25)上，聯(lián)軸器(20)分別與發(fā)電機(jī)聯(lián)接。接通供汽總管(74)支管(73)多個法蘭(78)與空心園柱形膨脹噴射器(4)的多個供汽管法蘭(1)及排汽總管(78)支管(75)多個分支管(76)多個法蘭(77)與空心園柱形匯集器(40)上的多個排汽管法蘭(44)聯(lián)接好。經(jīng)檢查無誤后打開供汽閘門少量進(jìn)行予熱多天，當(dāng)透平膨脹噴射汽輪機(jī)的溫度升高到要求數(shù)值時即可全部打開供汽閘門使高壓高溫蒸汽通過供汽管網(wǎng)進(jìn)入多個分區(qū)儲能室，各分區(qū)儲能室汽體壓力和總供汽管內(nèi)壓力保持一致，各分區(qū)儲能室的高壓高溫蒸汽進(jìn)入雙多個長方形斜切漸縮型膨脹噴嘴的進(jìn)口，在漸縮型膨脹噴嘴的作用下高壓高溫蒸汽的壓力逐漸下降速度逐漸增大，在空心園柱形膨脹噴射器的內(nèi)園柱面上的多個長方形噴嘴的出口，噴射出多股長方形斜切高速強(qiáng)大汽體，沖擊到鼠籠式透平葉柵輪體外徑上的多個長方形動葉片上產(chǎn)生線荷載的園周力旋轉(zhuǎn)能獲得以半徑為力臂的最大旋轉(zhuǎn)功的同時不會產(chǎn)生軸向推力能較大的提高效率和功率，高壓高溫蒸汽經(jīng)過膨脹進(jìn)入長方形靜葉片整流方向沖擊下一級動葉片產(chǎn)生園周力如此下去經(jīng)過多次膨脹、整流、沖擊使高壓、高溫蒸汽先向心后離心流動使全部蒸汽中的動力轉(zhuǎn)換為機(jī)械旋轉(zhuǎn)功變成無壓高溫汽體進(jìn)入排汽管網(wǎng)，受沖擊的雙面鼠籠式透平葉柵輪體(10)和單面鼠籠式透平葉柵輪體(48)上的多級多個動葉片產(chǎn)生園周力高速旋轉(zhuǎn)托動雙臺發(fā)電機(jī)發(fā)電。
權(quán)利要求
1.耐高壓高溫合金鋼的空心園柱形膨脹噴射器(4)(63)空心園柱形匯集器(40)(57)的內(nèi)園柱空間有雙面鼠籠式透平葉柵輪體(10)(55)單面鼠籠式透平葉柵輪體(48)的輪轂(28)(64)(51)由平鍵(27)(51)(65)聯(lián)接在旋轉(zhuǎn)軸(21)上及兩頭的園形封頭蓋(19)(46)由螺栓(9)(35)聯(lián)接，其特征是旋轉(zhuǎn)軸(21)兩頭各有聯(lián)軸器(20)與發(fā)電機(jī)聯(lián)接，空心園柱形膨脹噴射器(4)(63)上有多個供汽管法蘭(1)與多個分支管(71)上法蘭(72)由螺栓聯(lián)接并和支管(71)供汽總管(74)焊接成供汽管網(wǎng)，空心園柱形匯集器(40)(57)上有多個排汽管法蘭(44)(59)與多個分支管(76)上的法蘭(77)由螺栓聯(lián)接并與支管(77)排汽總管(78)焊接成排汽管網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)其特征是空心園柱形膨脹噴射器(4)上外園柱壁板(3)有多個供汽管法蘭(1)兩側(cè)面環(huán)形板(5)兩側(cè)園周上布滿多個螺栓(9)內(nèi)園柱面上有多個雙長方形斜切漸縮型膨脹噴嘴(8)的出口中間有環(huán)形隔板(6)多個橫隔板(2)組成的多個分區(qū)儲能室(7)，空心園柱形膨脹噴射器(63)是在空心園柱形膨脹噴射器(4)的一個側(cè)面環(huán)形板(5)雙面鼠籠式透平靜葉片柵體隔板(66)連接板(68)它們之間汽體流道(67)軸承座(69)為整體，在它兩側(cè)園形平面上鑲接有多級多個靜葉片(15)(36)加強(qiáng)環(huán)形板(16)(37)端頭上環(huán)狀異型件(17)(38)其它同上所述。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的汽輪機(jī)其特征是空心園柱形匯集器(40)上外園柱壁板(41)有多個排汽管法蘭(44)環(huán)形板(45)園周上多個螺栓(9)內(nèi)園柱面集汽板(43)環(huán)形板(39)和雙面鼠籠式透平靜葉柵體隔板(34)為整體中間有環(huán)形汽體流道(42)外園周上有多個螺栓(35)的孔兩側(cè)園平面上有多級多個長方形靜葉片(15)(36)加強(qiáng)環(huán)形板(16)(37)端頭環(huán)狀異型件(17)(38)空心園柱形匯集器(57)上外園柱壁板(60)有多個排汽管法蘭(59)兩側(cè)環(huán)形板(56)和外園周上多個螺栓(35)的孔及內(nèi)園柱面集汽板(58)環(huán)形汽體流道(61)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的汽輪機(jī)其特征是雙面鼠籠式透平葉柵輪體(10)有輪轂(28)旋轉(zhuǎn)輪(12)的兩側(cè)園平面上各鑲接多級多個長方形動葉片(11)加強(qiáng)環(huán)形板(12)端頭環(huán)狀異型件(13)，雙面鼠籠式透平葉柵輪體(55)有輪轂(64)旋轉(zhuǎn)輪(62)的兩側(cè)園平面上各鑲接多級多個長方形動葉片(54)加強(qiáng)環(huán)形板(53)端頭環(huán)狀異型件(52)單面鼠籠式透平葉柵輪體(48)輪轂(50)旋轉(zhuǎn)輪(49)的內(nèi)側(cè)園平面上鑲接多級多個長方形動葉片(54)加強(qiáng)環(huán)形板(53)端頭環(huán)狀異型件(52)由平鍵(27)(65)(51)將上述輪轂聯(lián)接在旋轉(zhuǎn)軸(21)上，軸的兩頭有汽封裝置(23)軸承(22)聯(lián)軸器(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的汽輪機(jī)其特征是兩頭的園形封頭蓋(19)上園形封頭蓋板(18)內(nèi)側(cè)園平面上鑲接多級多個長方形靜葉片(15)加強(qiáng)環(huán)形板(16)端頭環(huán)狀異型件(17)汽體流道(31)汽封及軸承支座(24)地腳螺栓(25)的孔、排汽管(32)法蘭(33)，園形封頭蓋(46)上園形封頭蓋板(47)外園周上有多個聯(lián)接螺栓(9)的孔，軸承支座(24)軸承(22)地腳螺栓(25)的孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種透平膨脹噴射汽輪機(jī)，有空心圓柱形膨脹噴射器、匯集器、鼠籠式透平葉柵輪體、封頭蓋、供排汽系統(tǒng)等組成，蒸汽在空心圓柱形膨脹噴射器內(nèi)圓柱面上能噴射出多股長方形斜切高速汽體沖擊鼠籠式透平葉柵輪體動葉片旋轉(zhuǎn)托動發(fā)電機(jī)，能把軸流式汽輪機(jī)軸向推力損失幾十噸到百噸轉(zhuǎn)換為機(jī)械旋轉(zhuǎn)功，安全運行可靠性高，效率高，功率能達(dá)數(shù)百萬千瓦，它有向心徑流式，雙徑流式，多組雙徑流串聯(lián)式所述汽輪機(jī)系列產(chǎn)品。
文檔編號F01D1/02GK1478992SQ0214175
公開日2004年3月3日 申請日期2002年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月26日
發(fā)明者張春智 申請人:張春智