[发明专利]涡轮机效率均衡器系统

说明书

技术领域

本发明大体涉及涡轮机。更具体而言，本发明涉及涡轮机效率均衡器系统。

背景技术

涡轮机中的流径效率是多个损耗参数-包括与空气动力学和流体流损耗相关联的参数-及其相互作用的结果。目前，已经通过改进叶片轮廓、降低壁损耗、间隙损耗和最小化径向与周向效率变化来努力理解和降低那些损耗。但是，这些提出的改进不能充分地改进蒸汽路径效率。

上述固有的流径损耗在涡轮机级的根部和末端处最高，因为工作流体倾向于通过这些区域泄漏。因此，级的中间存在最高的效率，而级的根部和末端附近存在最低的效率。

发明内容

提供了一种用于涡轮机的系统，包括一个或多个通道，该通道使通过涡轮的级的根部区和/或末端区泄漏的蒸汽变向，以在涡轮的倾斜(pitch)区处与高效率的主蒸汽流混合，在该倾斜区处，效率是最高的。蒸汽的这种变向会引起重大的性能改进，该性能改进会拉平效率轮廓，从而产生更高的平均效率。

本发明的第一方面提供了一种用于涡轮机的系统，该系统包括：旋转导叶和静态导叶，旋转导叶和静态导叶定位在外壳和内壳之间，旋转导叶和静态导叶各自具有根部区、末端区，以及在末端区和根部区之间的倾斜区；第一通道，其具有邻近静态导叶的末端区的、定位成以便捕捉来自旋转导叶的涡轮机的工作流体的末端泄漏的第一端，以及邻近静态导叶的倾斜区的、用以使末端泄漏从末端区附近沿径向向内变向到倾斜区的第二端；以及第二通道，其具有邻近静态导叶的根部区的、定位成以便捕捉来自旋转导叶的涡轮机的工作流体的根部泄漏的第一端，以及邻近静态导叶的倾斜区的、用以使根部泄漏从根部区附近沿径向向外变向到倾斜区的第二端。

本发明的第二方面提供了涡轮机中的静态导叶和导叶支承件，静态导叶具有根部区、末端区，以及在末端区和根部区之间的倾斜区，且导叶支承件具有末端支承区和根部支承区，并且沿轴向方向支承静态导叶，静态导叶和导叶支承件包括：第一通道，其具有邻近末端区的、定位成以便捕捉来自旋转导叶的涡轮机的工作流体的末端泄漏的第一端，以及邻近倾斜区的、用以使末端泄漏从末端区附近沿径向向内变向到倾斜区的第二端；以及第二通道，其具有邻近根部区的、定位成以便捕捉来自旋转导叶的涡轮机的工作流体的根部泄漏第一端，以及邻近倾斜区的、用以使根部泄漏从根部区附近沿径向向外变向到倾斜区的第二端。

本发明的第三方面提供了一种用于涡轮机的系统，该系统包括：旋转导叶和静态导叶，定位在外壳和内壳之间的旋转导叶和静态导叶，旋转导叶和静态导叶各自具有根部区、末端区，以及在末端区和根部区之间的倾斜区；以及以下中的至少一个：(a)第一通道，其具有邻近静态导叶的末端区的、定位成以便捕捉来自旋转导叶的涡轮机的工作流体的末端泄漏的第一端，以及邻近静态导叶的倾斜区的、用以使末端泄漏从末端区附近沿径向向内变向到倾斜区的第二端；以及(b)第二通道，其具有邻近静态导叶的根部区的、定位成以便捕捉来自旋转导叶的涡轮机的工作流体的根部泄漏的第一端，以及邻近静态导叶的倾斜区的、用以使根部泄漏从根部区附近沿径向向外变向到倾斜区的第二端。

附图说明

图1显示了蒸汽涡轮的局部剖面透视图。

图2显示了根据本发明的一个实施例的说明性蒸汽涡轮级的截面图。

图3显示了根据本发明的另一个实施例的说明性蒸汽涡轮级的截面图。

图4显示了根据本发明的实施例的蒸汽涡轮的三维局部剖面图。

部件列表

蒸汽涡轮10

转子12

旋转轴14

转子叶轮18

叶片20

固定导叶22

工作流体24

入口26

旋转导叶102

静态导叶104

外壳106

内壳108

第一通道110

第一通道的第一端112，112a，112b 112c

第二通道的第一端118，118a，118b，118c

第一通道的中部113，113a，113b，113c

第二通道的中部119，119a，119b，119c

第一通道的第二端113，113a，113b，113c

第二通道的第二端120，120a，120b，120c

末端支承件122

根部支承件124

五个级L0，L1，L2，L3，L4

第一级L4

最后一级L0

第二级L3

第三级L2

第四级L1

根部区R

末端区T