[实用新型]一种汽轮机空心静叶压力面吹扫除水结构

说明书

本实用新型公开了一种汽轮机空心静叶压力面吹扫除水结构，包括稳压室、拉法尔喷管和整流叶栅；稳压室的进气口用于引入汽缸提供的高压蒸汽，其出气口与拉法尔喷管的进气口连通，拉法尔喷管的出气口与整流叶栅的进气口连通，整流叶栅的出气口与高压蒸汽进气管道的进气口连通，高压蒸汽进气管道的出气口引入具有静叶空心引汽通道的空心静叶内，且该空心静叶的压力面上开设有若干与静叶空心引汽通道相连通的截面渐缩的吹扫孔。本实用新型利用汽流的吹扫作用抑制压力面水膜的生成，从而大大减少静叶压力面由于撕裂等原因形成的二次水滴的直径与数目。本实用新型结构简单，能够有效的减缓、消除二次水滴对动叶表面水蚀，有利于汽轮机组安全、经济运行。

技术领域

本实用新型属于工业设备技术领域，具体涉及一种汽轮机空心静叶压力面吹扫除水结构。

背景技术

汽轮机是将蒸汽的热能转化为机械能的旋转动力机械，是现代火力发电厂的主要设备，也被用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。近年来，电站汽轮机朝着大容量、高参数等方向发展，核电、地热能等清洁能源不断地被开发利用，这对汽轮机的性能提出了更高的要求。但是大功率电站汽轮机末几级，核电汽轮机、核动力舰用汽轮机等的大部分级都工作在湿蒸汽环境下，级效率降低、叶片水蚀严重，汽轮机经济性与安全性降低。按照西屋公司的资料，该公司生产的393台汽轮机发生过叶片水蚀断裂事故；根据德国的统计，在35起低压缸叶片损伤事故中有13起是叶片水蚀造成的；在我国，大型汽轮机的末级叶片(包括次末级)都工作在湿蒸汽环境中，水蚀问题越来越严重。这吸引了许多国内外研究人员开展对机组除湿技术的研究。

汽轮机在运行时，蒸汽在汽轮机级通道中膨胀，当膨胀到过饱状态极限位置Wilson点时，蒸汽自发凝结产生粒径为0.01～1.0μm的一次水滴，并逐渐生长。一次水滴中大部分直径较小的水滴可以很好的跟随主流向叶栅下游运动，而小部分直径较大的水滴终沉积在静叶表面形成水膜，在高速气流剪切力的作用下向静叶出汽边运动。当水膜发展到一定厚度时，被高速流动的蒸汽撕裂成为尺寸较大的二次水滴(半径范围为20～200μm)。虽然二次水滴的绝对速度远比主流蒸汽的绝对速度低，但是由于二次水滴的惯性的大，动叶片旋转速度高，水滴撞击动叶片的相对速度很大，汽轮机运行一段时间后，动叶片会出现水蚀损坏。

从水蚀的机理来看，二次水滴是造成叶片水蚀的主要原因，而二次水滴又是由静叶压力面的水膜被高速流动的蒸汽撕裂形成。因此，抑制静叶压力面水膜的生成能够减弱二次水滴对动叶表面的水蚀作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种汽轮机空心静叶压力面吹扫除水结构，结合燃气轮机叶片气膜冷却结构，针对汽轮机静叶设计空心引汽通道，在静叶压力面开设顺排或叉排布置的截面渐缩的吹扫孔，在汽轮机运行时，利用高压汽流的吹扫作用抑制压力面水膜的生成，从而减弱二次水滴对动叶表面的水蚀作用。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种汽轮机空心静叶压力面吹扫除水结构，包括稳压室、拉法尔喷管和整流叶栅；其中，稳压室的进气口用于引入汽缸提供的高压蒸汽，其出气口与拉法尔喷管的进气口连通，拉法尔喷管的出气口与整流叶栅的进气口连通，整流叶栅的出气口与高压蒸汽进气管道的进气口连通，高压蒸汽进气管道的出气口引入具有静叶空心引汽通道的空心静叶内，且该空心静叶的压力面上开设有若干与静叶空心引汽通道相连通的截面渐缩的吹扫孔。

本实用新型进一步的改进在于，汽轮机静叶设计空心引汽通道，叶片吸力面和压力面两侧壁面厚度相等。

本实用新型进一步的改进在于，若干吹扫孔开设在空心静叶的压力面侧，并呈顺排或叉排布置。

本实用新型进一步的改进在于，吹扫孔形式为截面渐缩的圆形吹扫孔或截面渐缩的劈缝吹扫孔。

本实用新型进一步的改进在于，吹扫孔顺着气流方向开设。

本实用新型进一步的改进在于，吹扫孔的中心线与空心静叶表面的夹角为30～45°。