[发明专利]用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构及单级烟气轮机

说明书

本发明公开了一种用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构及单级烟气轮机，属于石油化工装备技术领域。该轮盘冷却机构包括轮盘和密封构件，轮盘上设置有多个导流孔，每个导流孔贯穿轮盘的前侧和后侧，密封构件能够对轮盘与静叶组件之间的间隙进行环状密封，且密封构件围绕每个导流孔在轮盘前侧的开孔位置。本发明通过在轮盘与静叶组件之间设置密封构件，同时在轮盘上设置贯穿轮盘的前侧和后侧的多个导流孔，这样在通过冷却蒸汽对轮盘的中心位置冷却时，冷却蒸汽可以沿多个导流孔运移至轮盘的后侧，避免了冷却蒸汽运移至静叶组件与动叶片之间的空间，进而避免了冷却蒸汽对高温烟气的阻流、高温烟气的有效流通面积的减小。

技术领域

本发明涉及石油化工装备技术领域，特别涉及一种用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构及单级烟气轮机。

背景技术

烟气轮机是炼油厂催化裂化装置的关键设备，主要用于对催化裂化装置烧焦时所产生的高温烟气中的热量进行回收，从而在降低能耗同时提高经济效益。其中，烟气轮机主要包括主轴、轮盘、动叶片、静叶组件和围带，高温烟气能够在静叶组件的作用下喷向动叶片以促使动叶片旋转，从而将高温烟气的热能转换为动叶片的机械能，之后动叶片带动轮盘和主轴同步旋转，以便于通过主轴带动负载设备转动，实现高温烟气中热量的回收。

在进行热量回收的过程中，轮盘的中心位置会形成高温，从而形成一定的安全隐患，因此可以向轮盘上朝向静叶组件的一侧(轮盘的前侧)的中心位置喷射冷却蒸汽，从而实现对轮盘的冷却，提高烟气轮机运行的安全性。

然而，设计人员发现，在对轮盘的中心位置进行冷却后，冷却蒸汽沿轮盘的径向向四周运移，且运移至静叶组件和动叶片之间的空间，一方面冷却蒸汽能够对高温烟气产生阻流，并在动叶片与轮盘连接处形成局部涡流，对动叶片的根部产生冲蚀；另一方面冷却蒸汽能够占据部分流通面积，从而减小高温烟气的有效流通面积，同时对高温烟气进行冷却，从而降低了热量的回收率；再一方面在冷却蒸汽的作用下能够促进包裹静叶组件和动叶片的围带的内壁发生结垢现象，从而降低烟气轮机运行的安全性。

发明内容

本发明提供了一种用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构及单级烟气轮机，可以解决动叶片根部发生冲蚀，高温烟气的能量回收率低的问题。所述技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种用于单级烟气轮机的轮盘冷却机构，包括轮盘，所述轮盘冷却机构还包括密封构件；

所述轮盘上设置有多个导流孔，每个导流孔贯穿所述轮盘的前侧和后侧，所述密封构件能够对所述轮盘与静叶组件之间的间隙进行环状密封，且所述密封构件围绕每个导流孔在所述轮盘前侧的开孔位置。

在一种可能的实现方式中，所述密封构件呈预设厚度的圆环状结构，所述密封构件的一端用于与所述静叶组件固定连接，所述密封构件的另一端的端面能够与所述轮盘的前侧端面蜂窝密封。

可选地，所述轮盘冷却机构还包括轮盘辐板；

所述轮盘辐板和所述密封构件均呈两端开孔的筒状结构，所述轮盘辐板的一端与所述轮盘的前侧固定连接，所述密封构件的一端用于与所述静叶组件固定连接，所述轮盘辐板的另一端能够与所述密封构件的另一端蜂窝密封。

可选地，所述轮盘辐板的外壁能够与所述密封构件的内壁蜂窝密封，或者所述轮盘辐板的内壁能够与所述密封构件的外壁蜂窝密封。

可选地，每个导流孔所在的直线与所述轮盘的中心线平行。

可选地，每个导流孔所在的直线在沿所述轮盘前侧至所述轮盘后侧的方向上朝向所述轮盘的中心线。

可选地，每个导流孔在所述轮盘前侧的开孔位置沿圆周方向均匀分布。

可选地，每个导流孔位于所述轮盘前侧的开孔位置与所述轮盘的中心位置之间的距离为所述轮盘的直径的0.25倍。