[发明专利]一种连续可调部分进汽装置

说明书

本发明公开了一种连续可调部分进汽装置，包括进汽管道壳体、进汽腔室壳体、两个部分进汽口、挡板和驱动装置；其中，进汽管道壳体与进汽腔室壳体相连通，所述进汽腔室壳体包括固定进汽腔室壳体与可调进汽腔室壳体；固定进汽腔室壳体与固定部分进汽口采用焊接方式连接，构成固定汽流通道；可调进汽腔室壳体与挡板采用榫卯结构连接，挡板上开孔并与可调部分进汽口采用焊接方式连接，构成可调汽流通道。本发明从实现透平效率与转子汽流力最佳平衡出发，设计驱动设备通过齿轮调节可调部分进汽口位置，实现多种进汽方式，在不同工况下，满足转子稳定安全前提下保证透平效率最大化。

技术领域

本发明属于小流量透平部分进汽装置设计技术领域，具体涉及一种连续可调部分进汽装置。

背景技术

透平是一种动力机械装置，是将流体介质中蕴有的能量转换成机械功的装置。透平在国民经济中应用广泛，在某些工业领域需要用到小流量透平装置。对于小流量透平设备，如果采用全周进汽的方式，即整圈静叶全部进汽，则会导致相应的动静叶片高度也会过小。由于叶栅流道上下两个端面附近存在着较大的二次流损失，当叶片高度过小时，二次流产生的损失将会严重影响透平效率。因此，为了提高透平效率，需要采用部分进汽的方式来提高叶片的高度从而减小这种二次流损失。

目前采用部分进汽的设备中，汽轮机多采用四阀控制进汽设计，通过控制不同阀门的开闭，可以实现单弧段进汽方式(即相邻弧段进汽方式)或者对角弧段进汽方式；小流量透平采用单弧段或者其它形式的弧段进汽方式，但是在设计之初，部分进汽位置已经固定。

研究表明，在相同的部分进汽度情况下，采用单弧段进汽流动效率较高，但是由于进汽周向不均匀，汽流对转子产生的合力不为零，汽流力较大，造成转子的不稳定，严重时会造成设备故障甚至损坏。相应的，如果采用对角弧段进汽，部分进汽力相互抵消，汽流力较小，但是由于引入了额外的弧端损失使得进汽流动效率较低，从而降低了透平效率。

因此，目前的固定部分进汽位置进汽结构中，必须在透平效率高但转子受到汽流力大以及转子受到的汽流力小但透平效率低之间抉择。即使能够根据要求工况的参数设计出最优进汽形式，但是也会随着负荷的改变，无法调整至最优的进汽方式。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种连续可调部分进汽装置，可以通过连续调节改变进汽方式，在不同情况下，实现进汽效率和转子受到汽流力之间最优平衡。在保证转子稳定，透平安全运行的前提下，尽可能提高透平效率。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种连续可调部分进汽装置，包括进汽管道壳体、进汽腔室壳体、固定部分进汽口、挡板和可调部分进汽口；其中，

进汽管道壳体与进汽腔室壳体相连通，进汽腔室壳体包括固定进汽腔室壳体与可调进汽腔室壳体，且固定进汽腔室壳体与固定部分进汽口连接；挡板与可调部分进汽口的端面连接，可调进汽腔室壳体紧邻挡板。

本发明进一步的改进在于，可调进汽腔室壳体包括通过螺栓连接的可调进汽腔室壳体上半部分和可调进汽腔室壳体下半部分。

本发明进一步的改进在于，固定进汽腔室壳体与固定部分进汽口采用焊接方式连接，组成固定汽流通道；挡板与可调部分进汽口采用焊接方式连接，并与可调进汽腔室壳体组成可调汽流通道。

本发明进一步的改进在于，挡板上开有孔，在开孔处与可调部分进汽口采用焊接方式连接；挡板周向上开有若干卯眼，榫钉通过螺栓固定在卯眼中，挡板通过榫钉实现与可调进汽腔室壳体之间的轴向定位。

本发明进一步的改进在于，该装置与透平配合使用，静叶及其隔板安装在汽缸上，动叶安装在转子上；工作时，蒸汽沿正对转子轴线方向通过进汽管道壳体进入该部分进汽装置，一部分蒸汽经由从固定汽流通道由固定部分进汽口流出，依次进入相应位置静叶和动叶中，余下的蒸汽经由可调汽流通道的可调部分进汽口流出依次进入相应位置静叶和动叶中。