专利名称：双道活动叶轮超临界汽轮机的制作方法
技术领域：
本实用新型为以蒸汽作工质的动力机。
以蒸汽作工质的动力机，现已有的为往复式蒸汽机和多级冲动式蒸汽轮机，前者由于热效率低已很少使用，后者虽效率略高，但造价昂贵，叶片不能耐受过大的压力，排出的废汽很多而带走的热也多，需要庞大的冷凝装置，其热效率一般在30％以下。
要想使热机效率提高，公认的方法是使发热器与冷凝器两端的绝对温差增大，一直是把发热器的蒸汽温度提高到水的临界温度以上作为首要任务，而超临界蒸汽的高温高压对冲动式蒸汽轮机的叶片是一个巨大的考验，并且废工质带出的热量仍很大，要使冷凝器的温度降低到一定标准，就必须使用庞大的冷凝装置。
本实用新型的目的是要提供一种双道活动叶轮超临界蒸汽轮机，它能轻易地克服上述的不足之处，首先是它的热效率极高，具有消耗蒸汽量少，充分利用蒸汽的绝热膨胀，不需要冷却装置，显得非常实用而经济，它能对当前的能源紧张产生积极效果。
上述的目的是这样实现的由两件分别有两个轮叶、一个中心薄轮及中心轴同心套装形成的活动叶轮，两中心薄轮重合成为中心密封轮，轮叶的受力面为矩形和半园形组成，在轮叶的运行园迹为内壁的机壳的相对对应的园边上开有两个连接排汽管的缺口，缺口处各装有止逆转顶子，能使叶轮顺转通过，逆转阻挡，邻两排汽管相对应处有两个喷咀和提前闭汽装置，这样，由两喷咀至两排汽管各有一长通道和一短通道，当其一对轮叶阻挡了短通道，则另一对轮叶必须在长通道受汽流的冲击、膨胀力使之旋转，旋转力由中心轴经单向传动器传给总轴，膨胀终了时靠惯力将阻挡短通道的那对轮叶推入长通道并打开汽阀，而自己被冲回由止逆转顶子阻挡在短通道，长通道内的作功的一对轮叶到适当位置触动提前闭汽阀进行绝热膨胀，如此交替运行。
由于该机的轮叶为正面受力，不存在力的分解，并且密闭，充分利用蒸汽的内能，靠轮叶的巨大惯力，可使膨胀终了时的蒸汽压强略低于大气压强，使排出废汽的内能已利用贻尽，成为废雾汽接入冷凝水中反复使用。该机叶轮的转速只及总轴的1／2，使用的是滚动轴承，可使转速相当高，由于短通道阻隔叶及中心密封轮处的精密度高不致漏汽，其他地方即或漏汽但方向与运转方向一致，虽压力差高但转速也很高而并无漏汽现象，换热损失亦微乎其微。由于它的构件粗大坚固，易耐受超临界蒸汽的高温高压及高速，且材料要求和工艺要求较低从而造价低廉，而且体积小、重量轻、使用寿命长，可广泛用于热电站及机车、船舶作动力机，特别对核热转换动能尤为适宜。
该机的具体结构如下叶轮由两件组成(如
图1)，分别有中心轴①中心薄轮②和两个轮叶③，轮叶的受力面由矩形和半园形组成，外缘与机壳内壁吻合、密闭，两中心轴同心套装后，两中心薄轮即重合共组成中心密封轮，四个轮叶可依次在同一园迹运动，两同心套轴的引出端分别装有同外径轮④，轮上分别埋装两个止逆转顶子⑤，顶子轴上有弹簧，配合总轴端的单向齿内齿轮⑥共组成单向传动器⑦，能分别把旋转力单向传给总轴，反向则滑脱，如自行车飞轮；机壳由两块组成(如图2)，内壁与叶轮运动园迹相吻合，在园形机壳的对应边上开有两个排汽管缺口，缺口由异形管包围引出成为排汽管⑧，两缺口上分别装有止逆转顶子⑨，顶子轴上有弹簧，弹起时顶子所承受的力不作用于顶子轴上以增加承受力，邻两排汽管分别有进汽蒸汽管⑩与调速和停机开机用的球阀(11)及机壳上的扁形喷咀(12)，和进汽管中用于开、闭汽的顶阀(13)，及由轮叶控制的开汽阀(14)和闭汽阀(15)，为了提高效率，使每次作功绝热膨胀前的蒸汽压力达到应有高度，同时也使开、闭汽装置能协调配合，在闭汽阀杆上连接往复式高压水泵(16)，用以向锅炉补充每次作功消耗蒸汽的水，从而使锅炉水泵不再另耗动能，实际上要达到以上效果，须在闭汽阀的行程位置和各止逆转顶子的运行园迹的交点上都用同样方法装上高压水泵，各止逆转顶子和开、闭汽阀也都有机构控制，使之启闭不摩擦轮叶密封面以防漏汽，由于在超临界时蒸汽的膨胀倍数很大，作功行程几乎全是蒸汽膨胀作功，每次作功需要的高压蒸汽量很少，所以，开、闭汽阀距离很近。
运转时，A对轮叶堵在邻近的两排汽管与喷咀之间，起阻隔作用，B对轮叶处于它的运转前方并压入了开汽阀(14)，顶起顶阀(13)，打开球阀(11)通入高压蒸汽后A对轮叶由止逆转顶子顶住而静止，B对轮叶在高压蒸汽的巨大推力下作功旋转(如图3、图4)，转到闭汽阀时被高压水泵的阻力阻挡，待作功蒸汽压力达到应有高度，便压入闭汽阀(15)和水泵传动及闭汽机构向前旋转(如图5)，并以很大的轮叶动量和蒸汽内能开始绝热膨胀，旋转至堵住两排汽管口，压入止逆转顶子，再转至A对轮叶处，此时因容量不能再增加蒸汽膨胀已达终点，而靠B轮叶的惯性推动A轮叶继续旋转(如图6)，再转至A轮叶堵住喷咀后B轮叶方露出排汽管口而排汽，再转至B轮叶通过止逆转顶子，A轮叶便露出喷咀压入开汽阀(14)同时打开止逆转顶子，此时高压蒸汽又喷入BA叶间，B轮叶被冲回由止逆转顶子顶住而静止，A轮叶开始下次作功(复如图3图4)，如此逐叶循环旋转。
停机时只将调速球阀关完，四轮叶转至闭汽阀高压水泵处无力冲开而停止，四轮叶自然处于开机时要求的位置，开机时只需打开调速球阀便运转，调速时随高压蒸汽进入量不同而由连通机构增减高压水泵工作数量，以求随负荷平稳运行。
本机可随使用需要制造时移动闭汽阀的行程位置，也就是改变蒸汽能膨胀的倍数，以适用于临界温度以下的蒸汽作工质。
权利要求1.这种双道活动叶轮超临界蒸汽轮机，由两件分别有两个轮叶③、一个中心薄轮②及中心轴①同心套装形成的活动叶轮，两中心薄轮重合，两同心套轴的引出端分别装有同外径轮④，轮上分别埋装有止逆转顶子⑤，外套总轴端的单向齿内齿轮⑥，轮叶的受力面为矩形和半园形组成，在轮叶运行园迹为内壁的机壳的相对应的园边上开有两个连接排汽管的缺口，缺口处装有止逆转顶子⑨，邻两排汽管相对应处有两个进汽管⑩及喷咀(12)，提前闭汽顶阀(13)及连接的往复式高压锅炉水泵(16)和调速球阀(11)，从上述结构，其特征在于由两喷咀至两排汽管绕轴形成双流道，活动叶轮在其中交替阻隔和旋转作功，轮叶呈正面受力，并能使蒸汽的压力达到应有高度才充分地进行绝热膨胀作功。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征是作工工质可以是临界温度以下的蒸汽。
专利摘要本实用新型以提高效率充分利用能源为目的，改现有冲动式蒸汽轮机随流得力为密闭一次充分膨胀量力取力，能很大程度地利用蒸汽的绝热膨胀，使两端的温差大增，可以去掉庞大的冷却装置。本机构件粗大、坚固简单，为一新型的双流道活动叶轮变容式蒸汽轮机，热效率极高，可以用于各种压力的蒸汽，对超临界蒸汽的高温高压及高速尤为适宜，且体积小，重量轻造价低，能广泛用于热电站及机车船舶作动力机，尤适于核热转换动能。
文档编号F01D1/00GK2056700SQ8821889
公开日1990年5月2日 申请日期1988年9月12日 优先权日1988年9月12日
发明者刘诤 申请人:刘诤