一种降低长叶片鼓风温度的汽轮机联通孔隔板结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种降低长叶片鼓风温度的汽轮机联通孔隔板结构，本实用新型专利技术通过在最末级静叶隔板的外环凸肩端面上开设有若干连通孔，使末级静叶前端腔室与末级动静叶叶顶空腔连通，工作时能够引入通流区上游高压蒸汽进入下游腔室，提升了末级动静叶顶区域间的压力，形成了末级动叶叶顶的正压梯度区，当级前压力高于级后压力时，流动恢复顺流方式，该区域的回流耗散涡将被破碎拉伸，降低了涡系动能耗散，从而降低长叶片的鼓风高温区温度。从而达到保障汽轮机调峰工况低压通流区小容积流量运行时，长叶片安全稳定性的目的，对保证汽轮机调峰工况低压通流区小容积流量安全运行具有重要的工程应用价值。具有重要的工程应用价值。具有重要的工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种降低长叶片鼓风温度的汽轮机联通孔隔板结构


[0001]本技术属于汽轮机发电领域，具体涉及一种降低长叶片鼓风温度的汽轮机联通孔隔板结构。

技术介绍

[0002]当前，由于我国能源需求的增长和环境问题的凸现，可再生能源在我国能源结构中所占比例急剧提高。受电网新能源消纳吸收因素的影响，火电汽轮机组常处于调峰运行工况。随着机组负荷率降低，汽轮机低压缸进汽参数随之降低，容积流量大大减少。研究表明，机组在小容积流量条件下运行，原气动设计流场将被破坏,末级动静叶沿叶高的热力参数将重新分布，并在通流区形成大尺度回流涡。同时气流通过次末级、末级长叶片区域时不再推动叶片做功，将在叶片旋转扇动作用下通过叶栅通道，这便是鼓风流动现象。长叶片的鼓风将使得能量转换为热能，具体表现为气流温度升高，严重时导致气缸升温变形，使机组转静中心线偏离，引发动静碰磨，从而造成振动隐患。
[0003]面对调峰工况下长叶片的鼓风温升问题，目前工程应用中主要通过开启后缸喷水系统来解决。但考虑到喷水系统存在水滴扩散区域范围较小、雾化程度较弱等的技术缺陷，使得长叶片鼓风区的降温幅度非常有限。若大幅增加所投用的减温水除盐水量，也将进一步加剧长叶片水蚀风险。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服上述不足，提供一种降低长叶片鼓风温度的汽轮机联通孔隔板结构，能够保障汽轮机调峰工况低压通流区小容积流量运行时，长叶片安全稳定，保障机组安全可靠性。
[0005]为了达到上述目的，本技术最末级静叶隔板的外环凸肩端面上开设有若干连通孔，连通孔用于连通末级静叶前端腔室与末级动静叶叶顶空腔。
[0006]连通孔为圆形孔、椭圆形孔、正方形孔、长方形孔或六角孔。
[0007]所有连通孔等角度均布在最末级静叶隔板的外环凸肩端面上。
[0008]连通孔的旋转周期角度为2
‑
60
°
。
[0009]连通孔的孔径为1
‑
20mm。
[0010]连通孔距最末级静叶隔板的外环凸肩外缘的距离为2
‑
10mm。
[0011]连通孔的轴线能够与最末级静叶隔板的轴线平行呈直孔，或连通孔的轴线与最末级静叶隔板的轴线相交锐角呈斜孔。
[0012]与现有技术相比，本技术通过在最末级静叶隔板的外环凸肩端面上开设有若干连通孔，使末级静叶前端腔室与末级动静叶叶顶空腔连通，工作时能够引入通流区上游高压蒸汽进入下游腔室，提升了末级动静叶顶区域间的压力，形成了末级动叶叶顶的正压梯度区，当级前压力高于级后压力时，流动恢复顺流方式，该区域的回流耗散涡将被破碎拉伸，降低了涡系动能耗散，从而降低长叶片的鼓风高温区温度。从而达到保障汽轮机调峰工
况低压通流区小容积流量运行时，长叶片安全稳定性的目的，对保证汽轮机调峰工况低压通流区小容积流量安全运行具有重要的工程应用价值。
附图说明
[0013]图1为本技术的结构示意图；
[0014]图2为本技术的安装示意图；
[0015]其中，1、最末级静叶隔板，2、外环凸肩，3、连通孔，4、末级静叶前端腔室，5、末级动静叶叶顶空腔。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本技术做进一步说明。
[0017]参见图1和图2，本技术是在最末级静叶隔板1的外环凸肩2端面上开设有若干连通孔3，所有连通孔3等角度均布在最末级静叶隔板1的外环凸肩2端面上，连通孔3用于连通末级静叶前端腔室4与末级动静叶叶顶空腔5。连通孔3的轴线能够与最末级静叶隔板1的轴线平行呈直孔，或连通孔3的轴线与最末级静叶隔板1的轴线相交锐角呈斜孔。连通孔3为圆形孔、椭圆形孔、正方形孔、长方形孔或六角孔。
[0018]优选的，连通孔3的旋转周期角度为2
‑
60
°
。
[0019]优选的，连通孔3的孔径为1
‑
20mm。
[0020]优选的，连通孔3距最末级静叶隔板1的外环凸肩2外缘的距离为2
‑
10mm。
[0021]参见图2，工作时，汽轮机低压通流区小容积流量运行，从低压进汽侧开始沿轴向压力分布将总体呈现出阶梯状分布，但在末级长叶片区域处将出现级前压力低于级后压力的现象，这将形成流动阻滞区，同时在流动负攻角的作用下靠近叶顶动静部件之间区域产生了明显回流涡，动静叶间由于漩涡能量停滞耗散形成局部高温区。气流流经末级静叶前时，部分气流可通过所设计的连通孔，从末级静叶前端腔室流入末级动静叶叶顶的空腔区域。上游通流区高压蒸汽被引入下游腔室，提升了末级动静叶顶区域间的压力，形成了末级动叶叶顶的正压梯度区。当级前压力高于级后压力时，流动恢复顺流方式，该区域的回流耗散涡将被破碎拉伸，降低了涡系动能耗散，从而降低长叶片的鼓风高温区温度。数值模拟结果已初步证明了本技术所设计的持环连通孔结构能够有效地降低长叶片叶顶鼓风高温区的温度，能够显著地提升机组深调工况下的安全性。
[0022]数值仿真的计算结果表明，本技术结构实施后在相同低压缸进汽工况下可将长叶片动静叶顶间隙处鼓风区最高温度降低为原来的60％左右。采用本技术后，满足相同长叶片鼓风区最高温度边界时，后缸减温水除盐水量使用量可降低70％，也避免了长叶片水蚀风险。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低长叶片鼓风温度的汽轮机联通孔隔板结构，其特征在于，最末级静叶隔板(1)的外环凸肩(2)端面上开设有若干连通孔(3)，连通孔(3)用于连通末级静叶前端腔室(4)与末级动静叶叶顶空腔(5)。2.根据权利要求1所述的一种降低长叶片鼓风温度的汽轮机联通孔隔板结构，其特征在于，连通孔(3)为圆形孔、椭圆形孔、正方形孔、长方形孔或六角孔。3.根据权利要求1所述的一种降低长叶片鼓风温度的汽轮机联通孔隔板结构，其特征在于，所有连通孔(3)等角度均布在最末级静叶隔板(1)的外环凸肩(2)端面上。4.根据权利要求3所述的一种降低长叶片鼓风温度的汽轮机联通孔隔板结构，其特征在于，连通孔(3)的旋转周期角度为2

【专利技术属性】
技术研发人员：高庆，屈杰，居文平，王妍，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：