本實(shí)用新型涉及工業(yè)汽輪機(jī)領(lǐng)域，更具體地涉及一種汽輪機(jī)靜葉柵及采用其的汽輪機(jī)，應(yīng)用于冬季高背壓供熱且其它季節(jié)純凝運(yùn)行、蒸汽流量變化幅度極大且排汽壓力變化幅度也很大的工業(yè)汽輪機(jī)中。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的工業(yè)汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)方式為群閥提板配汽，各閥所控制噴嘴組內(nèi)的葉柵采用相同的葉片型線，流量隨閥門(mén)開(kāi)啟近似呈線性增加。工業(yè)汽輪機(jī)在高背壓供熱與正常運(yùn)行條件下，進(jìn)口流量變化幅度極大。為保證高背壓工況輸出功率，在正常運(yùn)行條件下存在很大的節(jié)流損失與部分進(jìn)汽損失，性能下降很大，對(duì)動(dòng)葉片也產(chǎn)生復(fù)雜的蒸汽激振，嚴(yán)重影響了工業(yè)汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。目前對(duì)于工業(yè)汽輪機(jī)噴嘴組的設(shè)計(jì)還是沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并沒(méi)有考慮高背壓工況與常規(guī)工況流量相差較大的問(wèn)題。在正常工況條件下，閥門(mén)開(kāi)度較小，部分進(jìn)汽度也較小，調(diào)節(jié)級(jí)焓降很大，這就使得調(diào)節(jié)級(jí)級(jí)效率下降。在高背壓運(yùn)行工況，進(jìn)汽量增加50％以上，按傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)級(jí)其效率變化幅度也很大，不能保證各工況下均有較高的效率；同時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)焓降的大幅度變化也導(dǎo)致動(dòng)葉片所承受的蒸汽彎應(yīng)力大幅度變化，影響動(dòng)葉片的長(zhǎng)時(shí)間安全運(yùn)行。因此，噴嘴葉柵的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到汽輪機(jī)運(yùn)行的性能與穩(wěn)定性，也是業(yè)界內(nèi)各研究院所和科研單位當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種汽輪機(jī)靜葉柵，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法兼顧高背壓運(yùn)行工況與正常運(yùn)行工況條件下性能的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種汽輪機(jī)靜葉柵，包括環(huán)狀設(shè)置的若干葉片，其特征在于，所述靜葉柵由二到四種不同型式的葉片組成，每種型式的葉片由不同出汽角的葉型構(gòu)成。

作為優(yōu)選，所述葉片分別占據(jù)四個(gè)弧段：第一弧段為噴嘴塊I 1和中間塊I 5、中間塊II 6所組成的弧段，周向分布角度為87.4°；第二弧段為噴嘴塊II 2、首塊I 4和中間塊I 5所組成的弧段，周向分布角度為33.6°，第三弧段為噴嘴塊II 2、中間塊II 6和末塊I 7所組成的弧段，周向分布角度為33.6°，第四弧段為噴嘴塊III 3、首塊II 8和末塊II 9所組成的弧段，周向分布角度為91°；弧段之間非連續(xù)分布。

作為優(yōu)選，所述第一弧段的出汽角度范圍為10～11.5°，所述第二弧段的出汽角度范圍為19.5～21°，所述第三弧段的出汽角度范圍為19.5～21°，所述第四弧段的出汽角度范圍為12.5～14°。

作為本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種汽輪機(jī)，采用如上所述的汽輪機(jī)靜葉柵。

基于上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：(1)葉片自帶圍帶結(jié)構(gòu)，能夠有效地減少?gòu)较蚵┢?，減少漏汽損失與摻混，提高機(jī)組效率；(2)葉片在不同工作條件下，將該葉片的安全性和高效性有機(jī)結(jié)合，保證該葉片具有優(yōu)良的變工況特性，即機(jī)組在變工況下，亦能高效安全地運(yùn)行；(3)成組特性好，不同出汽角噴嘴有效銜接；(4)采用了三種出汽角的葉片，不影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而保證了運(yùn)行的安全性；葉柵內(nèi)葉片具有三種型式，周向非均勻設(shè)計(jì)，能夠適應(yīng)不同工況，滿足工業(yè)汽輪機(jī)功率變化幅度大的要求；在背壓較低、流量較小工況下可減小進(jìn)汽節(jié)流造成的壓力損失、降低部分進(jìn)汽損失；在背壓較高、流量較大工況下可滿足負(fù)荷要求，提高部分進(jìn)汽度；在背壓較高、負(fù)荷最大工況可滿足負(fù)荷要求；(5)以先進(jìn)的方法與技術(shù)手段設(shè)計(jì)型線，極大地提高了不同工況下的運(yùn)行性能，也降低了節(jié)流損失與部分進(jìn)汽損失，從而提高了級(jí)效率；(6)適用于群閥提板配汽、額定工況部分進(jìn)汽度較小，最大負(fù)荷流量超過(guò)額定負(fù)荷30％以上的調(diào)節(jié)級(jí)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的汽輪機(jī)葉柵的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示汽輪機(jī)葉柵的噴嘴靜葉片沿節(jié)徑的展開(kāi)圖；

圖3為本實(shí)用新型的噴嘴塊的幾何結(jié)構(gòu)立體圖；

圖4為本實(shí)用新型的葉片的型線示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚地說(shuō)明，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種汽輪機(jī)葉柵，包括環(huán)狀設(shè)置的若干葉片，其中，該靜葉柵由二到四種不同型式的葉片組成，每種型式的葉片由不同出汽角的葉型構(gòu)成。

作為優(yōu)選，葉片均為等截面直葉片，沿葉片高度由根部至頂部截面積相同，相鄰兩截面之間沒(méi)有扭轉(zhuǎn)。

作為優(yōu)選，葉片的根部、中部和頂部均為收縮型通道葉柵。

作為優(yōu)選，葉片分別占據(jù)四個(gè)弧段：第一弧段為噴嘴塊I和中間塊I、中間塊II所組成的弧段，周向分布角度為87.4°；第二弧段為噴嘴塊II、首塊I和中間塊I所組成的弧段，周向分布角度為33.6°，第三弧段為噴嘴塊II、中間塊II和末塊I所組成的弧段，第四弧段為噴嘴塊III、首塊II和末塊II所組成的弧段；弧段之間非連續(xù)分布。

作為優(yōu)選，四個(gè)弧段中，出汽角度的排名為：第一弧段＜第四弧段＜第二弧段≈第三弧段。

作為優(yōu)選，第一弧段的出汽角度范圍為10～11.5°，第二弧段的出汽角度范圍為19.5～21°，第三弧段的出汽角度范圍為19.5～21°，弧段的出汽角度范圍為12.5～14°。

作為優(yōu)選，葉片的節(jié)距相同。

作為優(yōu)選，噴嘴葉柵中，進(jìn)汽弧段與葉片光滑連接，同一弧段的相鄰葉片間形成有收斂通道。

本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種汽輪機(jī)，采用如上所述的汽輪機(jī)靜葉柵。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，具有三種不同出汽角度葉型的葉片各截面具體參數(shù)見(jiàn)表1：

實(shí)施例1：

如圖1所示，為本實(shí)用新型的汽輪機(jī)葉柵的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1中序號(hào)1為12只較小出汽角的噴嘴塊I，序號(hào)2為較大出汽角的噴嘴塊II，序號(hào)3為中等出汽角的噴嘴塊III。

其中，噴嘴塊I 1和中間塊I 5、中間塊II 6所組成的較小出汽角度弧段的周向分布角度為87.4°，噴嘴塊II 2、首塊I 4和中間塊I 5所組成的較大出汽角度弧段的周向分布角度為33.6°，噴嘴塊II 2、中間塊II 6和末塊I 7所組成的較大出汽角度弧段的周向分布角度為33.6°，噴嘴塊III 3、首塊II 8和末塊II 9所組成的中等出汽角度弧段的周向分布角度為91°。弧段之間非連續(xù)分布。

圖2為本實(shí)用新型的噴嘴靜葉片的沿節(jié)徑展開(kāi)圖，如圖所示，各葉片的節(jié)距相同。

本實(shí)用新型的汽輪機(jī)葉柵，可以根據(jù)各工況不同的蒸汽量，且考慮蒸汽室隔筋的影響，分別設(shè)計(jì)噴嘴葉柵內(nèi)的葉片。設(shè)計(jì)時(shí)，按流量不同，調(diào)整葉片出汽角，使得調(diào)節(jié)汽閥的節(jié)流壓力損失最小，并保持進(jìn)汽弧段與葉片的光滑連接，使得同一弧段的相鄰葉片形成收斂通道。

如圖4所示，為本實(shí)用新型的葉片的型線圖。其中，L為弦長(zhǎng)，A為安裝角，B為軸向弦長(zhǎng)。

參見(jiàn)圖1-4，本實(shí)用新型的汽輪機(jī)葉柵為非軸對(duì)稱噴嘴葉柵，由不同的噴嘴塊組成。其中，噴嘴塊I共12只，噴嘴塊II共8只，噴嘴塊III共9只。中間塊I、中間塊II、首塊I、末塊I、首塊II和末塊II各1只。圖3為本實(shí)用新型的噴嘴塊的幾何結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，噴嘴塊I，噴嘴塊II和噴嘴塊III的弦長(zhǎng)、安裝角不相同，外形相似。

噴嘴塊形成收縮通道，在正常工況下能夠保持較大的進(jìn)汽度，減小節(jié)流損失與部分進(jìn)汽損失；在高背壓工況能夠最大限度滿足較大流量要求并保持較高的效率。

經(jīng)過(guò)實(shí)際實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，傳統(tǒng)噴嘴葉柵隨流量增加效率升高，流量較小時(shí)性能較差；而本實(shí)用新型的噴嘴葉柵在不同工況下均具有較高的效率，特別是流量較小時(shí)也具有較高的效率。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。