汽轮机及其销钉组合转子的制作方法_2

文档序号:10348479阅读:来源:国知局
r>[0029] 图8示出了图4中沿E-E线截取的剖视图;
[0030] 图9示出了销钉的示意图;
[0031] 图10示出了径向定位件的剖视图;
[0032] 图11示出了径向定位件的俯视图;W及
[0033] 图12示出了锁定件的示意图。
【具体实施方式】
[0034] 现参考附图,详细说明本实用新型所公开的汽轮机及其销钉组合转子的示意性方 案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式,但附图不必按具体实施方案的 尺寸绘制,并且某些特征可被放大、移除或局剖W更好地示出和解释本实用新型的公开内 容。在说明书中出现的短语"在附图中"或类似用语不必参考所有附图或示例。
[0035] 在下文中被用于描述附图的某些方向性术语,例如"内"、"外左"、"右"、"向 上"、"向下"和其它方向性术语,将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所设及的 那些方向。除另有指明,本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规 方向。
[0036] 在本实用新型中的术语"约"或"大致"将会被本领域普通技术人员理解且将根据 用到该术语的上下文在一定范围内变化。
[0037] 本实用新型中所使用的术语"第一"、"第二"及其类似术语,在本实用新型中并不 表示任何顺序、数量或重要性,而是用于将一个部件与其它部件进行区分。
[0038] 本实用新型中所使用的术语"侧面'是指环绕销钉组合转子中屯、线的圆柱面,"端 面"是指沿销钉组合转子径向的平面。
[0039] 如图1至图12所示,根据本实用新型的一个实施例,设及一种单轴单缸单排汽超高 压中间再热双抽汽冲动凝汽式汽轮机1〇〇( W下简称汽轮机100)。参见图1,汽轮机100包括 呈回转圆筒体状W整体形式构造的汽缸,即单个汽缸1、设置在该单个汽缸1中可W绕中屯、 线21转动的销钉组合转子2W及沿中屯、线21方向布置在销钉组合转子2外周上的多个叶片 级3。其中每一个叶片级3包括多个静叶片30和多个动叶片32。静叶片30设置在汽缸1的内壁 上,动叶片32设置在例如与销钉组合转子2-体形成的叶轮24上。在汽缸1与销钉组合转子2 的间隙处设置有多处轴封装置。
[0040] 如图1所示,WIOCMW至200MW输出功率等级的超高压冲动式汽轮机为例,符合进汽 参数的高溫高压蒸汽进入汽轮机100后,在各个叶片级3之间流过,逐级膨胀作功W带动汽 轮机100的销钉组合转子2高速旋转。随着蒸汽在汽轮机100内作功,沿着蒸汽在汽轮机100 内的行进路径,蒸汽的压力也在逐渐减小。因此,在本实用新型实施例中,根据蒸汽在汽轮 机100内压力的大小,W分界线4为界,大致将汽轮机100分为左右布置的高压段40和中低压 段42。
[0041] 继续参见图1,单个汽缸1沿水平方向横向延伸,并出于容易说明的目的也W所述 分界线4为界大致分为左右布置的高压缸体10和中低压缸体11。高压缸体10和中低压缸体 11例如通过设置有多个内置螺栓17的垂直法兰连接而形成一个整体。应当注意,高压缸体 10和中低压缸体11整体上构成一个汽缸,即所述的单个汽缸1,而区别于现有技术中的多个 汽缸。销钉组合转子2延伸经过高压缸体10和中低压缸体11。
[0042] 在高压缸体10上设置有高压缸进汽口 107和与该高压缸进汽口 107相间隔布置在 其下游的高压缸排汽口 103。在高压缸排汽口 103的下游被构造成分流=通结构。分流=通 结构的一个出口是再热管口 118,另一个出口是高排中压抽汽口 119。高排中压抽汽口 119向 下游的工业用汽用户系统供汽。在运里,"高排中压"意指膨胀作功后从高压缸体10的排出 侦U、即出口排出的中压蒸汽,此时虽然该蒸汽来自于高压缸体10,但其压力因为已推动高压 缸体10内的多个叶片级3作功而降至中压,如下文进一步说明。"高压缸进汽口"意指连接至 高压缸体10的流入侧的蒸汽入口,运些蒸汽将用于推动高压缸体10内的多个叶片级3作功。 在所示的实施例中,高压缸进汽口 107邻近分界线4设置。
[0043] 在中低压缸体11上设置有中低压缸进汽口 111和低压抽汽口 114。低压抽汽口 114 位于中低压缸进汽口 111的下游侧,用于抽取蒸汽提供给下游工业用汽用户系统。
[0044] 参见图1和图2,从锅炉(图中未示出)流出的高溫高压(例如530°C至560°C、 12.7MPa至13.7MPa)蒸汽沿箭头a方向从高压缸进汽口 107流入高压缸体10后,在高压段40 膨胀作功带动销钉组合转子2转动。如前所述地,蒸汽在高压段40作功后,其压力通常降至 中溫中压(例如300°C至330°C、2.2M化至3.2MPa)。降至中溫中压的蒸汽沿箭头b经高压缸排 汽口 103流出,其中一部分蒸汽沿箭头f经连接在高排中压抽汽口 119与下游工业用汽用户 系统之间的连管装置输送给下游工业用汽用户系统,另一部分蒸汽由再热管口 11的往箭头C 流出,经锅炉(图中未示出)和中间再热装置6进行中间再热升溫后,成为高溫中压(例如530 °0至560°0、2.01化至3.01口3)蒸汽,通过管路(图中未示出)沿箭头(1方向经中低压缸进汽口 111进入中低压缸体11,在中低压段42继续膨胀作功带动销钉组合转子2转动。中低压缸体 11内的一部分蒸汽经低压抽汽口 114沿箭头g方向抽出,供下游工业用汽用户系统使用,另 一部分蒸汽最后流至单个低压缸排汽口 113沿箭头e方向排出(此时的蒸汽溫度已降低为40 °0至60°0,压力已低于大气压力),进入下方的巨大冷凝器(图中未示出)。冷凝后的凝结水 通过凝结水累和高压给水累回到锅炉重新加热,完成水蒸汽的热、功传递循环。
[0045] 很明显,由低压抽汽口 114抽取的低压蒸汽由于经历了中间再热升溫环节,其溫度 要高于由高排中压抽汽口 119抽取的中压蒸汽的溫度,不同参数的蒸汽可适应不同的用户 需求。
[0046] 本实用新型实施例中的销钉组合转子2W及各个叶片级3的设置在图2中可W看得 更清楚。如图2所示,本实用新型的销钉组合转子2为利用多个销钉连接结构8将两段锻件牢 固组合在一起所形成的一体化的整体转子。该销钉组合转子2设置在汽缸1内并横向延伸。 根据图1中对汽轮机100的高压段40和中低压段42的划分,分界线4也相应地将销钉组合转 子2划分为左右布置的转子高压段26和转子中低压段28。
[0047] 应当理解,运里按照分界线4进行分段仅是依照蒸汽的工作压力进行分段并且使 得下文的描述更好理解,而销钉组合转子2仍是一个整体转子。
[0048] 销钉组合转子2的前轴端20和后轴端22分别可转动地设置在位于单个汽缸1两端 的前轴承15和后轴承16上。在实际应用时,销钉组合转子2的前轴端20和后轴端22之间的跨 距例如在6000mm至7000mm之间选取,在一个具体实施例中的跨距为5950mm。销钉组合转子2 的后轴端22通过联轴器与发电机相连接(图中未示出)。
[0049] 参见图2,销钉组合转子2的高压段26上的动叶片32W反蒸汽流向的方式布置,W 平衡销钉组合转子2所受到的轴向推力。图2中虚线所示箭头方向a至e为蒸汽在汽轮机100 内部的流动方向。
[0050] 为了使超高压冲动式汽轮机100例如达到IOOMW至200MW的输出功率,汽轮机100的 高压段40具有8至11个叶片级3,为高压叶片级,而中低压段42具有9至15个叶片级3,为中低 压叶片级。在图1所示的实施例中,汽轮机100的高压段40具有9个高压叶片级,分别用一至 九表示,而中低压段42具有12个中低压叶片级,分别用九至二十一表示。
[0051] 由于本实用新型实施例提供的汽轮机100优选应用于超高压的进汽参数,超高压 蒸汽通过多个叶片级3后降溫、降压、膨胀作功,其容积流量急剧增大,运就要求汽轮机100 的末级出口具有足够大的通流面积。如图1和图2所示,在销钉组合转子2上,中低压叶片级 的动叶片32的高度逐渐增加,在末级出口处的动叶片32高度达到最大。通常,末级出口动叶 片32的设计高度在800mm至1000 mm之间选取。在一个优选实施例中为900mm。
[0052] 再次参见图1和图2,本实用新型的销钉组合转子2从前轴端20至后轴端22历经溫 度和压力的剧烈变化,工作溫度依次为中溫中压、高溫高压、高溫中压、低溫低压,高低溫差 达500°C左右。由此可见,销钉组合转子2的工作环境十分恶劣。因此优选地,本实用新型的 销钉组合转子2采用两种不同材质的优质转子钢锻造毛巧分别作为高溫段36和低溫段38通 过销钉连接结构8机械刚性联接组合而成。
[0053] 优质转子钢通常按其最适合的工作溫度分类。适合于在高溫环境下长期安全工作 的转子钢在较低溫度环境下表现不一定好,甚至会出现质量问题和安全隐患。例如,常用的 优质高溫转子钢30CrlMolV在高溫环境下性能优良质量稳定,而在较低溫度环境下却容易 出现脆硬倾向(即裂纹倾向),钢的塑初性不佳。运一特性主要体现在该钢种的一项重要的 机械性能指标即脆性转变溫度过高,一般为FATT含116°C。脆性转变溫度过高的后果是在
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