一种用于汽轮机的整体通流系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于汽轮机的整体通流系统，涉及汽轮机领域，包括获取汽轮机各段热力参数，获取通流效率最佳的级数、叶高、通流面积参数，对通流部分进行优化设计，对叶片型线进行优化，生成叶片的三维实体、二维图纸和生产路线表信息；本发明专利技术通过热力参数、叶片性能参数的计算以及对通流部分优化，获得最高效的通流方案，在设计完成之后能够快速生成叶片的三作实体、二维图纸和生产路线表信息，并自动形成CAM数据，及后续加工装配所需要的一系列管理文档，从而显著缩短设计周期；并通过选用相同或相似的叶型反动式汽轮机的静、动叶片，使得蒸汽在汽轮机的静叶栅和动叶栅中都有膨胀，从而能够提高汽轮机的流动效率与冲动级。从而能够提高汽轮机的流动效率与冲动级。从而能够提高汽轮机的流动效率与冲动级。

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽轮机的整体通流系统


[0001]本专利技术涉及汽轮机
，尤其涉及一种用于汽轮机的整体通流系统。

技术介绍

[0002]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，而汽轮机的通流部分则是指做功汽流的通道，主要由进汽机构、各级通流部分叶栅及排汽缸三大部分组成。
[0003]在传统的汽轮机整体通流设计中，难以难以准确的对热力参数、叶片性能参数进行计算，导致所得参数无法支撑通流部分达到最优效率，导致资源的浪费，而且传统汽轮机的通流部分采用冲动式叶片，由于冲动式叶片动静叶型线不同，导致冲动式动叶栅的气流弯折角较大，使得叶栅的流动效率与冲动级降低，从而导致通流效率降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在难以准确的对热力参数、叶片性能参数进行计算，以及对通流部分优化的缺点，而提出的一种用于汽轮机的整体通流系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种用于汽轮机的整体通流系统，包括整体通流平台设计方法，所述整体通流平台设计方法，步骤如下：
[0007]获取汽轮机各段热力参数；
[0008]获取通流效率最佳的级数、叶高、通流面积参数；
[0009]对通流部分进行优化设计；
[0010]对叶片型线进行优化；
[0011]生成叶片的三维实体、二维图纸和生产路线表信息。/>[0012]优选地，所述获取汽轮机各段热力参数，具体包括：
[0013]首先利用传感器测量出调节汽室参数和排汽压力,随即利用弗留格尔公式直接计算出此处的相对蒸汽流量，然后再根据排汽压力和相对蒸汽流量,利用弗留格尔公式逐级计算出各级的级前压力，以此获取汽轮机各段热力参数；
[0014]其中，留格尔公式如下：
[0015][0016]式中：表示变工况下相对于设计工况下的蒸汽相对流量值，p
10
、p1分别表示设计工况和变工况下级前或级后的压力，T
10
、T1分别表示设计工况和变工况下级前或级后的温度。
[0017]优选地，所述获取通流效率最佳的级数、叶高、通流面积参数，具体包括：
[0018]利用通流面积计算公式，获取最佳的通流面积参数，并确定在通流面积最佳时叶片的级数和叶高；
[0019]所述通流面积计算方式如下：
[0020][0021]利用理想气体状态方程进行代换后得到用比容v表示的特征通流面积表达式:
[0022][0023]式中：G为通过级数的数量，p0为级组前的压力，T0为级组前的温度，v0是级组前蒸汽比容，π为级组前的压力与级组后的压力比。
[0024]优选地，所述对通流部分进行优化设计，具体包括：
[0025]选用相同或相似的叶型反动式汽轮机的静、动叶片，使得蒸汽在汽轮机的静叶栅和动叶栅中都有膨胀，从而能够提高汽轮机的流动效率与冲动级，以此完成对通流部分进行优化设计。
[0026]优选地，所述对叶片型线进行优化，具体包括：
[0027]设计各级叶片的叶型截面,并沿叶高万向进行优化，使之与汽动参数精确匹配，提高通流效率，并采用全三维弯扭马刀型动、静叶的方式将叶身部分进行全三维弯扭成型，有效降低二次流损失，提高效率，待叶片整体成型后，确定叶根、围带、汽封的详细参数，并进行强度校核；
[0028]并将此时的通流效率和强度进行匹配，差胀安全性和通流效率进行匹配，模块跨距与级份进行匹配；并完成静应力考核、动强度考核、轮缘及叶根应力校核，以此保证机组的安全可靠性。
[0029]优选地，所述生成叶片的三维实体、二维图纸和生产路线表信息，具体包括：
[0030]将上述所得叶片多种参数导入CAD系统，以此快速生成叶片的三作实体、二维图纸和生产路线表信息，并自动形成CAM数据，及后续加工装配所需要的一系列管理文档，从而显著缩短设计周期。
[0031]一种用于汽轮机的整体通流系统，包括：
[0032]热力参数模块：用于获取汽轮机各段热力参数；
[0033]最佳参数模块：用于获取通流效率最佳的级数、叶高、通流面积参数；
[0034]优化设计模块：用于对通流部分进行优化设计；
[0035]型线优化模块：用于对叶片型线进行优化；
[0036]信息导出模块：用于生成叶片的三维实体、二维图纸和生产路线表信息。
[0037]优选地，所述型线优化模块还包括：
[0038]叶型设计子模块：用于设计各级叶片的叶型截面，并沿叶高万向进行优化；
[0039]弯扭成型子模块：用于用全三维弯扭马刀型动、静叶的方式将叶身部分进行全三维弯扭成型；
[0040]安全评价子模块：用于将通流效率和强度进行匹配，差胀安全性和通流效率进行匹配，模块跨距与级份进行匹配；并完成静应力考核、动强度考核、轮缘及叶根应力校核。
[0041]一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现汽轮机的整体通流方法的步骤。
[0042]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现汽轮机的整体通流方法的步骤。
[0043]相比现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0044]1、本专利技术通过热力参数、叶片性能参数的计算以及对通流部分优化，获得最高效的通流方案，在设计完成之后能够快速生成叶片的三作实体、二维图纸和生产路线表信息，并自动形成CAM数据，及后续加工装配所需要的一系列管理文档，从而显著缩短设计周期，以满足客户的使用需求。
[0045]2、本专利技术通过选用相同或相似的叶型反动式汽轮机的静、动叶片，使得蒸汽在汽轮机的静叶栅和动叶栅中都有膨胀，从而能够提高汽轮机的流动效率与冲动级，适应范围广，在部分负荷仍有较高的效率，反动式静叶厚度小，可以布置较多级数，提高通流效率，而且反动式叶片加工制造装配相对简单，提高安装效率；并通过采用全三维弯扭马刀型动、静叶，有效降低二次流损失，提高效率。
附图说明
[0046]图1为本专利技术提出的一种用于汽轮机的整体通流设计方法的步骤流程图；
[0047]图2为本专利技术提出的一种用于汽轮机的整体通流设计方法的流程示意图；
[0048]图3为本专利技术提出的一种用于汽轮机的整体通流系统的框架结构示意图；
[0049]图4为本专利技术提出的一种用于汽轮机的整体通流系统的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
[0050]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0051]参照图1
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4，一种用于汽轮机的整体通流系统，包括整体通流平台设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于汽轮机的整体通流系统，包括整体通流设计方法，其特征在于，所述整体通流平台设计方法，步骤如下：获取汽轮机各段热力参数；获取通流效率最佳的级数、叶高、通流面积参数；对通流部分进行优化设计；对叶片型线进行优化；生成叶片的三维实体、二维图纸和生产路线表信息。2.根据权利要求1所述的一种用于汽轮机的整体通流设计方法，其特征在于，所述获取汽轮机各段热力参数，具体包括：首先利用传感器测量出调节汽室参数和排汽压力,随即利用弗留格尔公式直接计算出此处的相对蒸汽流量，然后再根据排汽压力和相对蒸汽流量,利用弗留格尔公式逐级计算出各级的级前压力，以此获取汽轮机各段热力参数；其中，留格尔公式如下：式中：表示变工况下相对于设计工况下的蒸汽相对流量值，p
10
、p1分别表示设计工况和变工况下级前或级后的压力，T
10
、T1分别表示设计工况和变工况下级前或级后的温度。3.根据权利要求1所述的一种用于汽轮机的整体通流设计方法，其特征在于，所述获取通流效率最佳的级数、叶高、通流面积参数，具体包括：利用通流面积计算公式，获取最佳的通流面积参数，并确定在通流面积最佳时叶片的级数和叶高；所述通流面积计算方式如下：利用理想气体状态方程进行代换后得到用比容v表示的特征通流面积表达式:式中：G为通过级数的数量，p0为级组前的压力，T0为级组前的温度，v0是级组前蒸汽比容，π为级组前的压力与级组后的压力比。4.根据权利要求1所述的一种用于汽轮机的整体通流设计方法，其特征在于，所述对通流部分进行优化设计，具体包括：选用相同或相似的叶型反动式汽轮机的静、动叶片，使得蒸汽在汽轮机的静叶栅和动叶栅中都有膨胀，从而能够提高汽轮机的流动效率与冲动级，以此完成对通流部分进行优化设计。5.根据权利要求1所述的一种用于汽轮机的整体通流设计方法，其特征在于，所述对叶
片型线进行优化，具体包括：设计各级叶片的叶型截面,并沿叶高万向进行优化，使之...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷鹏，李来春，李晓燕，常毅君，慈学敏，段周朝，李嘉钦，熊伟，刘博阳，牛永哲，张守文，白培强，赵明，张剑飞，沈小飞，路群山，
申请(专利权)人：华能浙江能源开发有限公司玉环分公司，
类型：发明
国别省市：