[发明专利]径向双流式汽轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽轮机，尤其是能有抵消产生的轴向力并利用汽流的热能焓降做功的径向双流式汽轮机。

背景技术

目前，现已被广泛应用于工业驱动的传统汽轮机，都是叶片与叶轮装配式汽轮机，包括凝汽式、抽汽凝汽式、背压式、抽汽背压式等结构，其结构原理均属轴流式，转子可按要求分为单级和多级结构，依靠工质的膨胀做功，包括进汽室、喷嘴组、叶片、叶轮、主轴、定子、排汽室等。热效率低，能耗高，结构复杂，叶片加工要求高、难度大，加工周期长，成本高，而且操作与维护极其严格，由于叶轮与叶片为机械连接，存在着结构不紧凑、强度低、刚性差，抗超速、抗振动能力低，安全可靠性差等问题，因此在实际使用中容易发生譬如振动或超速引起的叶片断裂、主轴断裂等机毁事故，造成用户的直接和间接经济损失。

现有的径流式汽轮机的工质只在向心流道中膨胀产生高速汽流冲动转子旋转做功，如专利号为：200510100131.8，名称为：一种径流式汽轮机，包括汽缸、定子和转子，定子和转子设在汽缸内，汽缸内设有由汽缸、定子和转子形成的使蒸汽定向流动的完整的蒸汽流道，依次包括进汽管、进汽室、多个向心能量转换流道组、至少一个汽流换向流道组和排汽室，其中向心能量转换流道组的数量为至少两个，汽流换向流道组的数量比向心能量转换流道组少一个，且所有向心能量转换流道组和汽流换向流道组沿转子的轴向相互交错排列，进汽室出口和各汽流换向流道组末端均设有多个渐缩式喷嘴。径流式汽轮机虽然具有效率高、能耗低等优点，但即存着前汽封随进汽参数升高而延长引起轴向尺寸加长，转子强度和刚度下降，机组外型增大，单向推力随进汽压力升高而增大，通流部结构件多而且复杂，设计、加工与总装配要求高、难度大，无变工况措施等问题。

发明内容

本发明解决了现有技术中汽轮机在做功时产生轴向力，容易降低功效的缺点，提供一种能显著减轻轴向力，有效利用能量做功的径向双流式汽轮机。

本发明还解决了现有技术中汽流在叶轮上流动只能在一个方向上做功的缺点，提供一种能有效利用向心和离心的两次做功，提高汽轮机的效果的径向双流式汽轮机。

本发明还解决了现有技术中前汽封随进汽参数升高而延长引起轴向尺寸加长，转子强度和刚度下降，机组外型增大的缺点，提供一种进汽参数升高，轴向尺寸不用增加、转子强度和刚度不会显著下降、机组外型不会显著增大的径向双流式汽轮机。

本发明还解决了现有技术中随进汽压力升高，通流部结构复杂，设计、加工和装配要求提高的缺点，提供一种结构更简单紧凑可以满足多种压力值的径向双流式汽轮机。

本发明还解决了现有技术中无法针对工况要求进行进汽量精确调节的缺点，提供一种能随着工况的变化可以相应调节进汽流量的径向双流式汽轮机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种径向双流式汽轮机，包括底座，设于底座上的前轴承箱和后轴承箱及调节执行机构，前轴承箱和后轴承箱之间设有汽轮机本体，汽轮机本体内设有主轴，其中，所述的主轴上设有一个双列向心整体叶轮和至少2个及以上的布置在双列向心整体叶轮两侧的离向心整体叶轮；所述的双列向心整体叶轮上设有与之成一体的双列向心转轴流弯扭曲叶片，离向心整体叶轮设有与之成一体的轴流转离心弯扭曲叶片和向心转轴流弯扭曲叶片；向心转轴流弯扭曲叶片出口与轴流转离心弯扭曲叶片的进口之间设有轴向汽流换向流道，轴流转离心弯扭曲叶片的出口与向心转轴流弯扭曲叶片的进口之间设有径向汽流换向流道。双列向心整体叶轮的两侧可以设置多个离向心整体叶轮，这些叶轮都是按照双列向心整体叶轮的中间对称，所以可以抵消两侧产生的轴向力，减轻汽轮机中轴承压比来提高轴承的耐用性和可靠性；汽流从双列向心整体叶轮上的双列向心转轴流弯扭曲叶片组成的流道的进口进入，沿着流道向心冲动转子做功，汽流通过轴向汽流换向流道转换了汽流的角度进入到轴流转离心弯扭曲叶片组成的流道，使汽流在离心流道中也能冲动转子做功，提高汽流的利用率，提高汽轮机的效率；径向汽流换向流道前端为径向导叶，汽流通过径向导叶改变了汽流角，经过径向汽流换向流道进入离向心整体叶轮的向心转轴流弯扭曲叶片组成的流道向心做功；汽轮机主轴上的叶轮正中间为双列向心整体叶轮，根据需要可以在两侧成对增加离向心整体叶轮，以满足输出的需要；在不断的焓降过程中，流道的容积不断增大，做功阶段的流道从进口到出口，流道容积从小到大。

前、后轴承箱为装配式结构，前轴承箱其特征是所述的从内到外依次是油封、径向滑动轴承、超速保护装置、离合器、减速器、行程开关、伞形齿轮箱、电机、前轴承箱体、顶盖、手孔盖等构成，前、后轴承箱上下壳体中设有进出水口与冷却水腔。