專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)胃住⒎磩?dòng)式加沖動(dòng)式汽輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單缸汽輪機(jī)技術(shù)，尤其涉及一種單缸、反動(dòng)式加
沖動(dòng)式、100MW等級(jí)三壓再熱聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)是電站建設(shè)中的關(guān)鍵動(dòng)力設(shè)備之一，是把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械 能進(jìn)而轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。由鍋爐產(chǎn)生的高溫，高壓蒸汽， 經(jīng)過(guò)蒸汽透平，將熱能與壓力勢(shì)能轉(zhuǎn)換成汽輪機(jī)的機(jī)械能，帶動(dòng)汽輪 機(jī)轉(zhuǎn)子做功，該機(jī)械能通過(guò)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸傳遞給發(fā)電機(jī)，從而將機(jī)械能 轉(zhuǎn)換成電能。
聯(lián)合循環(huán)是指將燃?xì)廨啓C(jī)作為前置透平，由余熱鍋爐回收燃?xì)馔?平的排氣余熱，產(chǎn)生若干檔壓力蒸汽，將蒸汽引入汽輪機(jī)，燃?xì)馔钙?與蒸汽透平均輸出軸功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換出電能。用于上述聯(lián)合循環(huán) 中的汽輪機(jī)一般被稱(chēng)作聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)，當(dāng)前效率最高的聯(lián)合循環(huán)汽 輪機(jī)為三壓再熱聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)。該種聯(lián)合循環(huán)符合節(jié)能環(huán)保的要求， 具有很大的發(fā)展前景。
汽輪機(jī)根據(jù)其汽流在透平中的工作原理不同可分為沖動(dòng)式汽輪機(jī) 與反動(dòng)式汽輪機(jī)。對(duì)于沖動(dòng)式汽輪機(jī)，由若干個(gè)沖動(dòng)級(jí)構(gòu)成，每個(gè)沖 動(dòng)級(jí)包括一個(gè)靜葉和一個(gè)動(dòng)葉通道，蒸汽主要在靜葉通道中膨脹做功， 在動(dòng)葉通道中只改變氣流方向，沒(méi)有膨脹，透平級(jí)的反動(dòng)度較小。對(duì) 于反動(dòng)式汽輪機(jī)，由若干個(gè)反動(dòng)級(jí)構(gòu)成，每個(gè)反動(dòng)級(jí)包括一個(gè)靜葉和 一個(gè)動(dòng)葉通道，蒸汽在靜葉通道和動(dòng)葉通道中均膨脹做功，透平級(jí)的 反動(dòng)度較大。傳統(tǒng)的汽輪機(jī)設(shè)計(jì)要么采用沖動(dòng)式設(shè)計(jì)，要么采用反動(dòng) 式設(shè)計(jì)，其各有優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)并存于汽輪機(jī)的領(lǐng)域當(dāng)中。
對(duì)于需要獲得單缸100MW等級(jí)三壓再熱聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)，傳統(tǒng)的 沖動(dòng)設(shè)計(jì)存在轉(zhuǎn)子剛度不足問(wèn)題，傳統(tǒng)的反動(dòng)式設(shè)計(jì)存在轉(zhuǎn)子推力自平衡難的問(wèn)題。因此，目前在汽輪機(jī)領(lǐng)域中，尚無(wú)單缸100MW等級(jí)三 壓再熱聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)。
100MW等級(jí)汽輪機(jī)若設(shè)計(jì)成為多缸，多轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 尺寸大，用料多，制造成本高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種單缸、反動(dòng)式加沖動(dòng)式汽輪機(jī)，該汽 輪機(jī)克服了單缸100MW等級(jí)三壓再熱聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)的傳統(tǒng)的沖動(dòng) 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子剛度不足問(wèn)題與傳統(tǒng)的反動(dòng)式設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子推力自平衡難的問(wèn) 題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種單缸、反動(dòng)式加沖動(dòng)式汽輪機(jī)，包括 水平橫臥的汽缸和設(shè)置在汽缸內(nèi)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由前后端軸承支撐；所 述汽缸內(nèi)被分為兩個(gè)邏輯部分，即高壓部分和中低壓部分；高壓部分 內(nèi)設(shè)置若干個(gè)反動(dòng)級(jí)，每個(gè)反動(dòng)級(jí)包括一個(gè)靜葉和一個(gè)動(dòng)葉，反動(dòng)級(jí) 的靜葉設(shè)置在高壓內(nèi)缸上，動(dòng)葉設(shè)置在轉(zhuǎn)子上；中低壓部分內(nèi)設(shè)置若 干個(gè)沖動(dòng)級(jí)，每個(gè)沖動(dòng)級(jí)包括一個(gè)靜葉和一個(gè)動(dòng)葉，沖動(dòng)級(jí)的靜葉設(shè) 置在持環(huán)上，動(dòng)葉設(shè)置在轉(zhuǎn)子上。
所述高壓部分和中低壓部分為反流布置，即高壓蒸汽從高壓部 分垂直進(jìn)汽，在高壓部分由后向前流動(dòng)做功；再熱蒸汽從中低壓部分 的前部垂直進(jìn)汽，在中低壓部分由前向后流動(dòng)做功；二次補(bǔ)汽從中低 壓部分的中前部垂直進(jìn)汽，與再熱蒸汽匯流后由前向后流動(dòng)做功。
所述在高壓部分內(nèi)的前后兩端分別設(shè)置有第一平衡活塞汽封和第 二平衡活塞汽封。
所述在中低壓部分內(nèi)的前端設(shè)置有第三平衡活塞汽封。
本發(fā)明的汽輪機(jī)被設(shè)計(jì)成單缸單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部可分為高壓和 中低壓兩個(gè)邏輯部分；高壓部分采用反動(dòng)式設(shè)計(jì)，中低壓部分采用沖 動(dòng)式設(shè)計(jì)，且高壓部分與中低壓部分反流布置；轉(zhuǎn)子推力采用分段各 自平衡方式，即高壓進(jìn)汽部分和中壓進(jìn)汽部分各自設(shè)置自己的平衡活 塞汽封。
本發(fā)明的有益效果是高壓部分采用反動(dòng)式設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，其
4可以大大增加高壓部分的轉(zhuǎn)子軸徑，提高轉(zhuǎn)子的剛度；中低壓部分采 用沖動(dòng)式設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于利用沖動(dòng)式結(jié)構(gòu)軸向推力相對(duì)較小的特點(diǎn)， 降低平衡活塞汽封直徑，也減小中低壓部分轉(zhuǎn)子的軸徑，使其與高壓 部分轉(zhuǎn)子軸徑更為接近，減少了轉(zhuǎn)子軸徑的階躍，使得轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分 布更為均勻，從而使得轉(zhuǎn)子的軸系響應(yīng)更趨于理想。這樣，同時(shí)解決 了傳統(tǒng)的沖動(dòng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子剛度不足問(wèn)題與傳統(tǒng)的反動(dòng)式設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子推力自 平衡難的問(wèn)題。


圖l為本發(fā)明單缸、反動(dòng)式加沖動(dòng)式汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明高壓部分的反動(dòng)級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明中低壓部分的沖動(dòng)級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中100單缸汽輪機(jī)，101高壓蒸汽，102高壓蒸汽流向，103 再熱蒸汽，104再熱蒸汽流向，105二次補(bǔ)汽，106再熱蒸汽和二次補(bǔ) 汽流向，IIO轉(zhuǎn)子，120汽缸，131前端軸承，132后端軸承，133推力 軸承，140高壓內(nèi)缸，141持環(huán)，150第一平衡活塞汽封，151第二平 衡活塞汽封，153第三平衡活塞汽封，170反動(dòng)級(jí)，171反動(dòng)級(jí)靜葉， 172反動(dòng)級(jí)動(dòng)葉，180沖動(dòng)級(jí)，181沖動(dòng)級(jí)靜葉，182沖動(dòng)級(jí)動(dòng)葉，860 邏輯分界面，861高壓部分，862中低壓部分。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。 參見(jiàn)圖l、圖2、圖3， 一種單缸、反動(dòng)式加沖動(dòng)式、IOOMW等級(jí) 三壓再熱聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)100，包括一個(gè)汽缸120，汽缸120水平橫向 延伸；汽缸120內(nèi)部設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)子110，轉(zhuǎn)子110在汽缸120內(nèi)部橫向 延伸，轉(zhuǎn)子100由前后端軸承131和132支撐。所述汽缸120和轉(zhuǎn)子 110沿邏輯分界面860分為兩個(gè)邏輯部分，即高壓部分861和中低壓部 分862;且高壓部分861和中低壓部分862為反流布置，平衡部分汽流 推力。
所述高壓部分861內(nèi)設(shè)置若干個(gè)反動(dòng)級(jí)170，每個(gè)反動(dòng)級(jí)170包括一個(gè)靜葉171和一個(gè)動(dòng)葉172,反動(dòng)級(jí)的靜葉171設(shè)置在高壓內(nèi)缸140 上，動(dòng)葉172設(shè)置在轉(zhuǎn)子110上，參見(jiàn)圖2;在高壓部分861內(nèi)的前后 兩端分別設(shè)置有第一平衡活塞汽封150和第二平衡活塞汽封151，以平 衡高壓轉(zhuǎn)子110中汽流產(chǎn)生的部分推力。
所述中低壓部分862內(nèi)設(shè)置若干個(gè)沖動(dòng)級(jí)180,每個(gè)沖動(dòng)級(jí)180包 括一個(gè)靜葉181和一個(gè)動(dòng)葉182，沖動(dòng)級(jí)的靜葉181設(shè)置在持環(huán)141 或汽缸120上，持環(huán)141固定安裝在汽缸120上，動(dòng)葉182設(shè)置在轉(zhuǎn) 子110上，參見(jiàn)圖3;在中低壓部分862內(nèi)的前端設(shè)置有第三平衡活塞 汽封153，以平衡中低壓轉(zhuǎn)子UO產(chǎn)生的部分推力。
在轉(zhuǎn)子UO的前端軸承131前還設(shè)置有推力軸承133，以平衡剩余 推力，保證汽輪機(jī)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。
所述反流設(shè)置為高壓蒸汽101從高壓部分861垂直進(jìn)汽，在高壓 部分861由后向前流動(dòng)102做功；再熱蒸汽103從中低壓部分862的 前部垂直進(jìn)汽，在中低壓部分862由前向后流動(dòng)104做功；二次補(bǔ)汽 105從中低壓部分862的中前部垂直進(jìn)汽，與再熱蒸汽匯流后由前向后 流動(dòng)106做功，參見(jiàn)圖1。
所述邏輯分界面860位于第三平衡活塞汽封153前、第二平衡活塞 汽封152后。
本發(fā)明的單缸汽輪機(jī)的高壓部分采用反動(dòng)式結(jié)構(gòu)，大大增加了高 壓部分的轉(zhuǎn)子軸徑，提高轉(zhuǎn)子的剛度；中低壓部分采用沖動(dòng)式結(jié)構(gòu)， 降低了平衡活塞汽封直徑，也減小中低壓部分轉(zhuǎn)子的軸徑，使中低壓 部分轉(zhuǎn)子軸徑與高壓部分轉(zhuǎn)子軸徑更為接近，減少了轉(zhuǎn)子軸徑的階躍， 從而使得轉(zhuǎn)子的軸系響應(yīng)更趨于理想。同時(shí)也解決了傳統(tǒng)的沖動(dòng)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)子剛度不足問(wèn)題與傳統(tǒng)的反動(dòng)式設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子推力自平衡難的問(wèn)題。
權(quán)利要求
1、一種單缸、反動(dòng)式加沖動(dòng)式汽輪機(jī)，包括水平橫臥的汽缸和設(shè)置在汽缸內(nèi)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由前后端軸承支撐；其特征是所述汽缸內(nèi)被分為兩個(gè)邏輯部分，即高壓部分和中低壓部分；高壓部分內(nèi)設(shè)置若干個(gè)反動(dòng)級(jí)，每個(gè)反動(dòng)級(jí)包括一個(gè)靜葉和一個(gè)動(dòng)葉，反動(dòng)級(jí)的靜葉設(shè)置在高壓內(nèi)缸上，動(dòng)葉設(shè)置在轉(zhuǎn)子上；中低壓部分內(nèi)設(shè)置若干個(gè)沖動(dòng)級(jí)，每個(gè)沖動(dòng)級(jí)包括一個(gè)靜葉和一個(gè)動(dòng)葉，沖動(dòng)級(jí)的靜葉設(shè)置在持環(huán)上，動(dòng)葉設(shè)置在轉(zhuǎn)子上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸、反動(dòng)式加沖動(dòng)式汽輪機(jī)，其特征 是所述高壓部分和中低壓部分為反流布置，即高壓蒸汽從高壓部 分垂直進(jìn)汽，在高壓部分由后向前流動(dòng)做功；再熱蒸汽從中低壓部分 的前部垂直進(jìn)汽，在中低壓部分由前向后流動(dòng)做功；二次補(bǔ)汽從中低 壓部分的中前部垂直進(jìn)汽，與再熱蒸汽匯流后由前向后流動(dòng)做功。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單缸、反動(dòng)式加沖動(dòng)式汽輪機(jī)，其 特征是在高壓部分內(nèi)的前后兩端分別設(shè)置有第一平衡活塞汽封和第 二平衡活塞汽封。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單缸、反動(dòng)式加沖動(dòng)式汽輪機(jī)，其 特征是在中低壓部分內(nèi)的前端設(shè)置有第三平衡活塞汽封。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單缸汽輪機(jī)技術(shù)。一種單缸、反動(dòng)式加沖動(dòng)式汽輪機(jī)，包括水平橫臥的汽缸和設(shè)置在汽缸內(nèi)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由前后端軸承支撐；所述汽缸內(nèi)被分為兩個(gè)邏輯部分，即高壓部分和中低壓部分；高壓部分內(nèi)設(shè)置若干個(gè)反動(dòng)級(jí)，每個(gè)反動(dòng)級(jí)包括一個(gè)靜葉和一個(gè)動(dòng)葉，反動(dòng)級(jí)的靜葉設(shè)置在高壓內(nèi)缸上，動(dòng)葉設(shè)置在轉(zhuǎn)子上；中低壓部分內(nèi)設(shè)置若干個(gè)沖動(dòng)級(jí)，每個(gè)沖動(dòng)級(jí)包括一個(gè)靜葉和一個(gè)動(dòng)葉，沖動(dòng)級(jí)的靜葉設(shè)置在持環(huán)上，動(dòng)葉設(shè)置在轉(zhuǎn)子上。所述高壓部分和中低壓部分為反流布置。本發(fā)明的汽輪機(jī)克服了單缸100MW等級(jí)三壓再熱聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)的傳統(tǒng)的沖動(dòng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子剛度不足問(wèn)題與傳統(tǒng)的反動(dòng)式設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子推力自平衡難的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F01D3/00GK101493016SQ200810204269
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者張立建, 倪 陳 申請(qǐng)人:上海電氣電站設(shè)備有限公司