汽輪機低壓內(nèi)缸蒸汽內(nèi)流隔熱結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種汽輪機低壓內(nèi)缸蒸汽內(nèi)流隔熱結構，所述低壓內(nèi)缸的進汽室頂部設置有低壓進汽口，所述進汽室的兩端面板與低壓內(nèi)缸為一整體，進汽室內(nèi)裝焊有1個條形弧板，該條形弧板垂直于低壓內(nèi)缸徑向設置，條形弧板的兩頭裝焊在低壓內(nèi)缸內(nèi)壁上與低壓進汽口底部的連接處、兩側裝焊在進汽室的兩端面板上，條形弧板與低壓內(nèi)缸內(nèi)壁之間構成隔熱夾層；所述隔熱夾層內(nèi)、進汽室的兩端面板上開有若干個與低壓2級后抽汽腔室相通的通流孔。本發(fā)明的結構簡單，設計先進、新穎；解決了裝配式進汽室凸肩蒸汽泄漏隱患和整體式低壓進汽室汽缸變形大的問題；通過新增的隔熱夾層，使得進汽室和內(nèi)缸筒體分別只承受一部分溫差，熱應力和熱變形因溫差減小而減小。
【專利說明】汽輪機低壓內(nèi)缸蒸汽內(nèi)流隔熱結構

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽輪機設計領域，具體是一種超超臨界汽輪機低壓內(nèi)缸的蒸汽內(nèi)流隔熱結構。

【背景技術】
[0002]超超臨界汽輪機低壓內(nèi)缸進汽溫度在393°C左右，排汽溫度為33°C左右，進汽區(qū)域內(nèi)外壁溫差360°C左右，為控制低壓內(nèi)缸變形，現(xiàn)有的低壓內(nèi)缸進汽區(qū)域設計為裝配式結構，如圖1?3所示。如此設計，低壓蒸汽由低壓進汽口 I進入進汽室6，進汽室6兩端由進汽室端面板4與低壓內(nèi)缸3在徑向配合連接、構成圓環(huán)柱形的進汽室6。需要注意的是:低壓內(nèi)缸3筒體內(nèi)壁上、與進汽室端面板4連接處設計為凹槽，對應的進汽室端面板4頂部設計為與之配合的凸肩狀，該凸肩4-1在凹槽內(nèi)具有一定的徑向滑動的自由度。如此，使得進汽室6能自由膨脹，對汽缸不產(chǎn)生熱脹力，低壓內(nèi)缸3筒體外壁加裝有隔熱板，以減少內(nèi)外壁溫差。
[0003]由于現(xiàn)有的裝配式結構的進汽室端面板4前后存在壓差，而凸肩4-1的厚度較薄，剛性較差；由于前后壓差產(chǎn)生的力作用在進汽室端面板4上、容易導致進汽室端面板4頂端的凸肩4-1變形，從而引起進汽室端面板4與低壓內(nèi)缸3之間的配合間隙增加，使得蒸汽從圖2所示的泄漏點P泄露出去，影響機組效率。
[0004]但是，如果取消裝配式結構、將該部分設計為整體式汽缸，則進汽室6與低壓內(nèi)缸3之間沒有膨脹間隙；在機組運行情況下，在高溫環(huán)境中進汽室6產(chǎn)生的熱脹力將直接作用在低壓內(nèi)缸3上，導致低壓內(nèi)缸3變形大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:提供一種汽輪機低壓內(nèi)缸蒸汽內(nèi)流隔熱結構，解決了裝配式進汽室凸肩蒸汽泄漏隱患和整體式低壓進汽室汽缸變形大的問題。
[0006]本發(fā)明所采用的技術方案是:
一種汽輪機低壓內(nèi)缸蒸汽內(nèi)流隔熱結構，所述低壓內(nèi)缸的進汽室頂部設置有低壓進汽口，所述進汽室的兩端面板與低壓內(nèi)缸為一整體，進汽室內(nèi)裝焊有I個條形弧板，該條形弧板垂直于低壓內(nèi)缸徑向設置，條形弧板的兩頭裝焊在低壓內(nèi)缸內(nèi)壁上與低壓進汽口底部的連接處、兩側裝焊在進汽室的兩端面板上，條形弧板與低壓內(nèi)缸內(nèi)壁之間構成隔熱夾層；所述隔熱夾層內(nèi)、進汽室的兩端面板上開有若干個與低壓2級后抽汽腔室相通的通流孔。
[0007]所述條形弧板具有兩頭圓滑過渡段和中間弧面段，且中間弧面段的型線是以低壓內(nèi)缸的徑向截面中心為圓心的U形弧，該U形弧的直徑小于低壓內(nèi)缸的通徑、大于兩端面板的內(nèi)徑。
[0008]所述條形弧板與低壓內(nèi)缸內(nèi)壁之間設置有若干根支撐筋板。
[0009]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明的結構簡單，設計先進、新穎。針對裝配式進汽室凸肩漏汽問題，本發(fā)明取消了裝配式進汽室，改進為整體式進汽室，消除了裝配式進汽室凸肩漏汽問題，提高了機組效率；對于整體式低壓內(nèi)缸變形問題，通過新增設置的蒸汽內(nèi)流隔熱夾層來解決，具體是在低壓內(nèi)缸進汽區(qū)域上設置隔熱夾層，引低壓2級后250°C左右抽汽流入隔熱夾層表面，使進汽區(qū)域內(nèi)外壁溫差由360°C減少為217°C左右，軸向溫度梯度由143°C趨于一致；由于夾層隔熱作用，進汽室和內(nèi)缸筒體分別只承受一部分溫差，熱應力和熱變形因溫差減小而減小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是原汽輪機低壓內(nèi)缸進汽室的結構示意圖；
圖2是圖1的A局部放大圖；
圖3是原汽輪機低壓內(nèi)缸的全剖結構示意圖；
圖4是本發(fā)明汽輪機低壓內(nèi)缸蒸汽內(nèi)流隔熱結構的結構示意圖；
圖5是本發(fā)明汽輪機低壓內(nèi)缸的全剖結構示意圖；
圖6是本發(fā)明汽輪機低壓內(nèi)缸的外形結構示意圖
圖中標號表示:1-低壓進汽口、2-低壓2級后腔室、3-低壓內(nèi)缸、4-進汽室端面板、4-1-凸肩、5-2級后抽汽口、6_進汽室、7-條形弧板、7-1-條形弧板上半左、7_2_條形弧板下半、7-3-條形弧板上半右、8-隔熱夾層、8-1-隔熱夾層上半左、8-2-隔熱夾層下半、8-3-隔熱夾層上半右、9-支撐筋板、10-通流孔、11-水平中分面筋板、12-疏水孔、Vz-低壓蒸汽汽流方向、Vc-進入夾層的2級后抽汽汽流方向、P-泄露點。

【具體實施方式】
[0011]如圖4?6所示，本發(fā)明是一種汽輪機低壓內(nèi)缸蒸汽內(nèi)流隔熱結構，所述低壓內(nèi)缸3的進汽室6頂部設置有低壓進汽口 1，進汽室6兩端的低壓2級后腔室2底部設置有2級后抽汽口 5。
[0012]本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于:取消了現(xiàn)有技術中裝配式的進汽室6，改為整體式的低壓內(nèi)缸3結構，即將進汽室6兩端的進汽室端面板4與低壓內(nèi)缸3設計為一整體結構，解決了進汽室端面板4凸肩4-1處蒸汽泄漏的問題。然后，在進汽室6內(nèi)、靠近低壓內(nèi)缸3筒體內(nèi)壁位置設計一圈隔熱夾層8，從汽缸內(nèi)引低壓2級后250°C左右抽汽進入隔熱夾層8內(nèi)，經(jīng)低壓2級后抽汽口 5流出，由于隔熱夾層8的隔熱作用，進汽室6和低壓內(nèi)缸3筒體分別只承受一部分溫差，減少熱應力和熱變形。具體的:
在進汽室6內(nèi)裝焊有I個條形弧板7，該條形弧板7垂直于低壓內(nèi)缸3徑向設置，條形弧板7的兩頭裝焊在低壓內(nèi)缸3內(nèi)壁上與低壓進汽口 I底部的連接處、兩側分別裝焊在進汽室6兩端的2塊進汽室端面板4上。條形弧板7與低壓內(nèi)缸3筒體內(nèi)壁之間構成隔熱夾層8，隔熱夾層8與進汽室6隔離、不流通。該隔熱夾層8內(nèi)、進汽室端面板4上開有若干個與低壓2級后抽汽腔室2相通的通流孔10，通流孔10使得隔熱夾層8與低壓2級后抽汽腔室2相通。
[0013]如此設計，高達393°C的高溫氣體沿低壓蒸汽汽流方向Vz、從貫通式的低壓進汽口 I進入進汽室6的環(huán)形腔室后、流入低壓通流；而隔熱夾層8內(nèi)引入250°C左右的低壓2級后抽汽沿進入夾層的2級后抽汽汽流方向Vc、在條形弧板7內(nèi)表面流動，使進汽室6區(qū)域內(nèi)條形弧板7兩側的溫差由360°C減小為217°C左右，軸向溫度梯度由143°C趨于一致。最后，利用低壓2級后腔室2底部的2級后抽汽口 5將隔熱夾層8內(nèi)換熱后的汽體抽出。
[0014]條形弧板7具有兩頭圓滑過渡段和中間弧面段，且中間弧面段的型線是以低壓內(nèi)缸3的徑向截面中心為圓心的U形弧，該U形弧的直徑小于低壓內(nèi)缸3筒體的通徑、大于兩進汽室端面板4的內(nèi)徑。條形弧板7與低壓內(nèi)缸3筒體內(nèi)壁之間設置有若干根支撐筋板9，對隔熱夾層8起支撐和定形的作用。
[0015]隔熱夾層8內(nèi)底部低點處設置的通流孔兼有疏水作用、與低壓2級后抽汽腔室2連通，將其定義為疏水孔12。
[0016]本【具體實施方式】中，條形弧板7構成的U形隔熱夾層8，條形弧板7由低壓內(nèi)缸3的水平中分面分為依次連接的三段，包括:條形弧板上半左7-1、條形弧板下半7-2和條形弧板上半右7-3。水平中分面上、條形弧板7與低壓內(nèi)缸3筒體內(nèi)壁之間設置有兩根水平中分面筋板11，將隔熱夾層8分為三個獨立腔室:隔熱夾層上半左8-1、隔熱夾層下半8-2和隔熱夾層上半右8-3。低壓進汽口 I直接穿過隔熱夾層上半左8-1和隔熱夾層上半右8-3之間，不與隔熱夾層8相通，低壓進汽通過低壓進汽口 I流入到進汽室6環(huán)形腔室后進入低壓通流。
[0017]隔熱夾層上半左8-1、隔熱夾層上半右8-3和隔熱夾層下半8-2處兩端的進汽室端面板4處設置有若干個通流孔10，將隔熱夾層8與低壓2級后腔室2聯(lián)通。疏水孔12設置在隔熱夾層下半8-2兩端的進汽室端面板4處，將隔熱夾層下半8-2和低壓2級后腔室2相連，以便疏水暢通。本【具體實施方式】中，沿高度方向向下，通流孔10的布置從密到疏；即隔熱夾層上半左8-1和隔熱夾層上半右8-3內(nèi)設置的通流孔10較為密集，且從上至下、通流孔10之間的距離逐漸增大；隔熱夾層下半8-2內(nèi)設置的通流孔10較為疏散，且從上至下、通流孔10之間的距離逐漸增大。且通流孔10在低壓內(nèi)缸3的徑向截面方向上左右對稱。設置在隔熱夾層下半8-2內(nèi)底部最低點處設置的通流孔因為其兼有疏水作用，是將隔熱夾層下半8-2與低壓2級后抽汽腔室2連通的疏水孔12。
【權利要求】
1.一種汽輪機低壓內(nèi)缸蒸汽內(nèi)流隔熱結構，所述低壓內(nèi)缸的進汽室頂部設置有低壓進汽口，其特征在于:所述進汽室的兩端面板與低壓內(nèi)缸為一整體，進汽室內(nèi)裝焊有I個條形弧板，該條形弧板垂直于低壓內(nèi)缸徑向設置，條形弧板的兩頭裝焊在低壓內(nèi)缸內(nèi)壁上與低壓進汽口底部的連接處、兩側裝焊在進汽室的兩端面板上，條形弧板與低壓內(nèi)缸內(nèi)壁之間構成隔熱夾層；所述隔熱夾層內(nèi)、進汽室的兩端面板上開有若干個與低壓2級后抽汽腔室相通的通流孔。
2.根據(jù)權利要求1所述汽輪機低壓內(nèi)缸蒸汽內(nèi)流隔熱結構，其特征在于:所述條形弧板具有兩頭圓滑過渡段和中間弧面段，且中間弧面段的型線是以低壓內(nèi)缸的徑向截面中心為圓心的U形弧，該U形弧的直徑小于低壓內(nèi)缸的通徑、大于兩端面板的內(nèi)徑。
3.根據(jù)權利要求1所述汽輪機低壓內(nèi)缸蒸汽內(nèi)流隔熱結構，其特征在于:所述條形弧板與低壓內(nèi)缸內(nèi)壁之間設置有若干根支撐筋板。
【文檔編號】F01D25/08GK104481603SQ201410671492
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權日:2014年11月21日
【發(fā)明者】方宇, 王建偉, 張曉東, 莫一波, 侯明軍 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司