理论教育 静叶和动叶组合的级别优化工艺流程

静叶和动叶组合的级别优化工艺流程

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了做功的连续性和增加进汽量,往往将更多的喷嘴和动叶组合在一起,这就形成了常见的静叶栅和动叶栅,一列静叶栅和动叶栅构成一级。蒸汽在流经动叶栅后,其速度方向和速度大小都改变,最终将自身动能转移至转子体,推动转子旋转。因此,工质的温度和压力逐级降低,每一级喷嘴和动叶内工质的速度都可处在最佳范围内。常见的是一列喷嘴、两列动叶栅和一列导叶栅的速度级,也称柯蒂斯级或复速级,如图1-4所示。

静叶和动叶组合的级别优化工艺流程

一个静叶或者喷嘴及其后的动叶构成了汽轮机的一个基本做功单元。为了做功的连续性和增加进汽量,往往将更多的喷嘴和动叶组合在一起,这就形成了常见的静叶栅和动叶栅,一列静叶栅和动叶栅构成一级。如图1-1所示,动叶片沿半径方向连接在叶轮盘上,喷嘴喷出的蒸汽进入相邻动叶片所形成的流道内,折转一定角度后流出。蒸汽在流经动叶栅后,其速度方向和速度大小都改变,最终将自身动能转移至转子体,推动转子旋转。

图1-1 轴流涡轮机示意图

1—轴;2—叶轮;3—动叶;4—喷嘴

图1-2 多级轴流涡轮机

为了同时提高功率效率,应让工质在做功前后具有较大的能量差,亦即较大的焓降。这样的焓降往往需要多次分段利用才可降低损失,提高效率,这就出现了多级的需求。可将图1-1中所示结构通过简单串联的方式变成多级涡轮机,多级涡轮机可以设计得更加紧凑,如图1-2所示。对于多级涡轮机,这些级中的气体能量按顺序进行转换和利用,每一级只利用一部分。因此,工质的温度和压力逐级降低,每一级喷嘴和动叶内工质的速度都可处在最佳范围内。从结构来看,就是一列喷嘴和一列动叶片,其后又是一列喷嘴和一列动叶片,这样逐次排列下去。第一列喷嘴进口处的蒸汽压力最高,以后逐级降低,这样的级称为压力级,如图1-3所示。多级涡轮机具有效率高、能够使用高参数工质、结构较复杂的特点。

工质通过喷嘴一次性膨胀加速,速度逐步在多个动叶中做功被利用,这样的级称为速度级。这种级可承担较大的焓降,具有较大的功率,但气动损失明显。常见的是一列喷嘴、两列动叶栅和一列导叶栅的速度级,也称柯蒂斯级或复速级,如图1-4所示。显然,速度级比压力级的结构要复杂一点。由于速度级焓降大,同时往往处于第一级,因此对强度的要求比一般压力级的要高。(www.daowen.com)

图1-3 三个压力级的冲动式汽轮机的剖面简图

1—环形蒸汽室;2—第一级喷嘴;3—第一级动叶;4—第二级喷嘴;5—第二级动叶;6—出汽口;7—隔板

图1-4 复速级汽轮机剖面简图

1—轴;2—叶轮;3—第一列动叶;4—喷嘴;5—机壳;6—第二列动叶;7—导叶

速度级也可以和压力级结合起来使用,以减少级数,简化整体结构。

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