[实用新型]螺旋通道式汽轮机及汽轮机设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽轮机技术领域，尤其是涉及一种螺旋通道式汽轮机及汽轮机设备。

背景技术

汽轮机不仅可作为发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可用于低沸点工质汽轮机系统。在产生电能的过程中，汽轮机将锅炉传递来的蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力，通过传动连接的发电机进行发电。

但是发电厂使用的传统汽轮机，体积笨重，结构复杂，造价昂贵。例如，发电厂使用的传统汽轮机，包括转动部分和静止部分两个部分。静止部分又称静子，静子由进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等结构组成。静止部分中的汽缸是汽轮机的外壳，它将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成汽轮机内部封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程。汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件；汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。转动部分又称转子，转子由主轴、叶轮、动叶片和联轴器等结构组成。从中可以看出传统汽轮机的结构复杂。

此外，汽缸的高、中压段一般采用非常厚的合金钢或碳钢铸造而成，工艺复杂成本高，存在受热不均会导致缸体容易变形等等弊端；转子一般采用合金钢锻件整体加工而成，加工后的转子需要被进一步的精加工，而且必须在装配上所有的叶片，进行全速转动试验和精确动平衡之后才能安装在汽轮机上；套装转子、叶轮、轴封套、联轴节等部件都是分别加工后，热套在阶梯型主轴上的，且各部件与主轴之间采用过盈配合，以防止叶轮等因离心力及温差作用引起松动，并用键传递力矩；锻件大，加工工艺要求高，加工周期长，而且大锻件质量难以保证。从中可以看出传统汽轮机的制造工艺及装配工艺复杂、装配精度要求高。

另外，汽轮机工作的时候，入口的高压蒸汽与汽轮机每一级叶片，都是垂直接触，尤其是汽轮机末级叶片，叶片外径的线速度非常高。如果蒸汽中有水滴成分，水滴垂直撞击汽轮机末级叶片，巨大的线速度和垂直撞击，很有可能造成汽轮机末级叶片疲劳甚至损坏。如果蒸汽的垂直速度携带着铁锈、铁砂和水垢等物质，进入到汽轮机内、并垂直撞击叶片，将导致叶片的损坏，尤其是高速旋转的末级叶片。如果断掉的叶片在汽轮机缸体内来回高速撞击，这很有可能造成汽轮机整机报废，甚至出现更为严重的事故。从中可以看出，传统汽轮机在使用中的维护和维修工序较为复杂、成本较高且末级叶片易损坏。

传统的汽轮机由于对汽体流通通道的要求，造成整体结构复杂、装配精度要求高、在使用中的维护和维修工序较为复杂、制造成本高的问题。因此需要提供一种气道更为简单、结构更为简化、性能更为持久的汽轮机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种螺旋通道式汽轮机及汽轮机设备，以解决现有汽轮机结构复杂、制造工艺复杂、装配工艺要求高、维修工序复杂以及汽轮机末级叶片容易损坏的技术问题。该螺旋道式汽轮机主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可用于低沸点工质汽轮机系统。

第一方面，本实用新型提供一种螺旋通道式汽轮机，包括：汽轮机壳体、旋转轴、螺旋转子、底板、螺旋转子封口和转子保护层和排汽管道，其中：

所述汽轮机壳体内部形成一个腔体；所述旋转轴枢装于所述汽轮机壳体内、且所述旋转轴贯穿所述汽轮机壳体；所述螺旋转子位于所述腔体内、且与所述旋转轴固接；所述底板与所述螺旋转子封口和转子保护层配合形成一端开口、且包裹于所述螺旋转子外侧的套筒，所述螺旋转子与所述套筒配合形成螺旋通道，且沿所述旋转轴的轴心线，所述螺旋通道包括第一端和第二端，沿所述旋转轴的轴心线方向所述第一端靠近所述底板，所述第二端远离所述底板，且沿所述第一端到所述第二端方向，所述螺旋通道单位长度的容积逐渐增大；所述旋转轴上设有蒸汽通道，所述蒸汽通道一端开口在所述旋转轴的端面上，另一端开口在所述第一端的起始位置；

所述排汽管道设置于所述汽轮机壳体上，位于所述第二端的出口位置，用于将所述螺旋通道排出的汽体排出。

进一步地，所述螺旋通道的匝道沿所述第一端到所述第二端方向的尺寸逐渐增大。

进一步地，所述螺旋转子为多级，从所述底板开始沿所述旋转轴的长度方向，后一级的所述螺旋转子的叶片半径大于前一级所述螺旋转子的叶片。

进一步地，还包括用于向所述螺旋通道供汽的进汽管道，所述进汽管道与所述旋转轴的端面开口处形成对接。

进一步地，所述汽轮机壳体包括底座和上盖，所述底座与所述上盖具有一体式结构；或者，

所述底座与所述上盖可拆卸连接。