[发明专利]一种适应大变工况范围的柔性静叶装置

说明书

技术领域：

本发明涉及透平机械叶片，具体涉及一种适应大变工况范围的柔性静叶装置。

背景技术：

透平机组在实际运行当中，需要根据外界负荷需求而调整输出功率，其传统的调节方式有节流配气、喷嘴配气、滑压配气。节流配气调节灵活，气流相对稳定，但是调节阀产生节流压损，同时叶栅通道叶片短小，导致二次流损失较大，严重降低透平级效率；喷嘴配气同样可以灵活调节，并且叶片较高，能有效降低二次流损失，不存在节流损失，因此效率较高，但是喷嘴配气只允许透平级部分区域进气，由此产生弧段损失及鼓风损失，且部分进气机组承受的不平衡扭矩及气流激振力较大，机组振动明显，不利于机组的减振降噪；滑压配气能够保证气流稳定，但是负荷调整需要通过锅炉调整，反应迟缓，且效率不高。传统配气方式存在很强的局限性。

传统的静叶型线均为整段结构，通过可调静叶控制流量时，流量较小会导致静叶转角过大，加剧了流动分离现象，并且对不同来流角度很难适应，变工况下的静叶通道流动状态较差。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出了一种适应大变工况范围的柔性静叶装置，能够避免传统调节结构的弊端，拓宽目前可调静叶应用范围，改善透平变工况性能。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：

一种适应大变工况范围的柔性静叶装置，柔性静叶装置由多段静叶型线段组成，相邻两段静叶型线段之间通过面接触活动连接。

本发明进一步的改进在于，相邻两段静叶型线段之间的配合面为过渡圆弧面，过渡圆弧面的一端为凹面，另一端为凸面，过渡圆弧面同心且半径相同。

本发明进一步的改进在于，相邻两段静叶型线段之间的配合方式为紧密配合。

本发明进一步的改进在于，每段静叶型线段均存在一个旋转轴，该静叶型线段能够绕旋转轴转动。

本发明进一步的改进在于，柔性静叶装置由三段静叶型线段组成，分别为依次设置的头段、中段和尾段，头段与中段之间的配合面以及中段与尾段之间的配合面均为过渡圆弧面，其中，中段的两端均为凸面，与中段圆弧面过渡的头段和尾段均为凹面。

本发明进一步的改进在于，头段的端面上设置有头段固定轴，中段的一端设置有贯穿两端面的中段旋转轴，另一端设置有尾段旋转轴，尾段的端面上设置有尾段固定轴，其中，中段旋转轴的中心开设有通孔，与头段固定轴平行设置的头段旋转轴一端设置在中段旋转轴中心处的通孔内，头段旋转轴另一端与头段固定轴固定相连，且中段旋转轴与头段旋转轴能够相对转动，与尾段固定轴平行设置的尾段旋转轴一端固定在中段上，尾段旋转轴的另一端与尾段固定轴活动相连。

本发明进一步的改进在于，尾段旋转轴上还设置有锁紧螺母。

相对于现有技术，本发明提出的一种适应大变工况范围的柔性静叶装置，其通过改变静叶型线控制静叶通流面积，同时能够根据不同负荷要求有效调整透平机械通流流量。多段静叶型线，具有明显优势，头段位置调整可以适应多进气角度，保证进气攻角较小；每段静叶型线通过圆弧段配合，圆弧段同心，方便旋转调整角度；中段及尾段调整，可以在变工况下，降低斜切部分扩压段，调整出口角，改善变工况流动状态。

附图说明：

图1为柔性静叶装置三维示意图。

图2为柔性静叶装置俯视图。

图3为柔性静叶装置仰视图。

图4为柔性静叶装置微调节原理示意图。

图5为柔性静叶装置提高通流能力示意图。

图6为柔性静叶装置降低通流能力示意图。

图中：1-头段，2-中段，3-尾段，4-尾段固定轴，5-锁紧螺母，6-尾段旋转轴，7-中段旋转轴，8-头段旋转轴，9-头段固定轴。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明。