[发明专利]多级螺旋结构的转子、汽轮机和汽轮机设备

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机技术领域，尤其是涉及一种多级螺旋结构的转子、汽轮机和汽轮机设备。

背景技术

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，其工作原理是将蒸汽的能量转换成机械功的旋转式动力，通过传动连接的发电机进行发电。

发电厂使用的传统汽轮机，包括转动部分和静止部分两大部分。静止部分由进气部分、气缸、隔板和静叶栅、气封及轴承等机构组成，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气室，保证蒸汽在轮机内部完成能量转换过程；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。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。蒸汽的垂直速度携带者铁锈、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，很有可能造成汽轮机整机报废，甚至出现更为严重的事故。

目前相关技术中有一种新式汽轮机，其叶片呈螺旋状固接在旋转轴上成为螺旋转子，再通过底板和转子保护层形成包裹与螺旋转子外侧的套筒，螺旋转子与套筒配合形成螺旋结构，蒸汽从螺旋结构的入口进入，逐级泄压，并推动螺旋转子转动，螺旋转子转动的同时带动与其固接的旋转轴转动，旋转轴的输出端输出动能。

新式汽轮机相比传统汽轮机具有结构简单、体积小末级叶片不易损坏的优点，但也存在一定问题。从转子入口进入螺旋结构的蒸汽气压非常大，若要充分利用蒸汽的压力，则螺旋转子的长度相对较长，旋转轴的刚度较低；若要考虑旋转轴的结构刚度，则必然需要放弃高压蒸汽的利用率。

基于此，本发明提供了一种多级螺旋结构的转子、汽轮机和汽轮机设备以解决上述的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多级螺旋结构的转子，以解决现有技术中存在螺旋转子的长度相对较长和扭矩不足的技术问题。

本发明的目的还在于提供一种汽轮机,所述汽轮机包括所述的多级螺旋结构的转子，用于解决上述技术问题。

基于上述目的，本发明提供了一种多级螺旋结构的转子，包括旋转轴和多级螺旋结构；

每级所述螺旋结构均包括底板、螺旋叶片和包裹在所述螺旋叶片外沿的转子保护层，所述底板与所述转子保护层配合形成一端开口的套筒，所述套筒与所述螺旋叶片固接配合形成螺旋通道；每级所述螺旋结构靠近所述底板的一端均为封闭端，远离所述底板的一端均为开口端，各级所述封闭端均设有蒸汽通道；

第一级所述螺旋结构套设在所述旋转轴上，且第一级所述螺旋叶片的内沿与所述旋转轴固接；其余各级所述螺旋结构依次套设在上一级所述螺旋结构上，且各级所述螺旋叶片的内沿均与上一级所述螺旋结构的所述转子保护层固接；

所述旋转轴包括输入端和输出端；奇数级所述螺旋结构的封闭端均设置在靠近所述输入端的位置，偶数级所述螺旋结构的封闭端均设置在远离所述输入端的位置，以使第一级所述螺旋结构的蒸汽通道与最后一级所述螺旋结构的开口端连通。

可选的，上述多级螺旋结构的转子，每级所述螺旋结构的匝道沿所述封闭端到所述开口端方向的尺寸逐渐增大。

可选的，上述多级螺旋结构的转子，所述螺旋通道呈规则的圆筒状或不规则的通道形状。

本发明提供了一种汽轮机,所述汽轮机包括缸体、两个承重轴承，以及上述多级螺旋结构的转子；

所述旋转轴贯穿所述缸体，两个所述承重轴承分别设置在所述旋转轴与所述缸体连接的位置。

可选的，上述汽轮机，还包括两个止推轴承；

两个所述止推轴承分别设置在所述旋转轴与所述缸体连接的位置。

可选的，上述汽轮机，还包括用于向所述螺旋结构通气的进汽管道，所述进汽管道与所述蒸汽通道连通。

可选的，上述汽轮机，第一级所述螺旋结构的蒸汽通道设置在所述输入端，所述蒸汽通道的一端开口在所述输入端的端面上，另一端开口与第一级所述螺旋通道连通；

可选的，上述汽轮机，所述进汽管道与所述输入端连接的位置设有用于防止连接处漏气的第一气封；远离所述输出端的位置设有用于防止汽体从所述承重轴承与所述旋转轴排出的第二气封。

可选的，上述汽轮机，所述缸体的外表面设有保温层。

本发明提供了一种汽轮机设备，包括权上述的多级螺旋通道的转子；