專利名稱：一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種火力發電設備，具體涉及一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置。
背景技術：
汽輪機包括外殼以及位于外殼內部且被蒸汽推動的轉子，其外殼通常米用內外缸結構，既節省材料，還能確保其強度。轉子上的多級動葉片與安裝于內缸上的多級靜葉片組成了蒸汽作功通道；蒸汽經鍋爐加熱后被導入汽輪機并分流為大小兩個股，大股蒸汽通過蒸汽作功通道，將其熱能轉換成機械能，用于推動轉子轉動，小股蒸汽通過內缸與轉子間的軸封進入汽缸的夾層中，外缸通過與蒸汽接觸有效減小其與內缸間的溫差，從而減小兩者間的膨脹差，減小形變對轉子與外殼間匹配動作的影響；之后，兩股蒸汽匯合并通過排氣管重新進入鍋爐，再循環使用。在實際工作中，除了設備檢修和備用之外，汽輪機的工作過程分為兩種狀態發電運行狀態和啟動及停止狀態。汽輪機上小股蒸汽的流量通過一個設于內外缸夾層中的擋汽環控制，在實際操作中，當汽輪機處于啟動階段時，需要通過夾層的蒸汽量大些，使得溫度較低的外缸迅速升溫，減小內外缸間的膨脹差，當汽輪機處于正常運行階段，需要通過夾層的蒸汽量小些，既能維持外缸溫度，還提高蒸汽通過轉子的流量，確保工作效率，而汽輪機處于正常運行階段是長期的占總工作時間的95%以上(檢修和備用時間除外)，需要維持外缸溫度的夾層蒸汽量極小，在現有技術中，擋汽環中的間隙一般預設20毫米，使得小股蒸汽的流量在任何時候都處于同一水平，在汽輪機正常運行過程中，造成蒸汽極大浪費，還降低了蒸汽的利用效率。

實用新型內容為了解決現有技術的不足，本實用新型提供一種可以根據汽輪機不同工作狀態而調節夾層內蒸汽流量的控制裝置，本實用新型的進一步目的是提供一種提高汽輪機工作狀態時蒸汽利用率的汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置。本實用新型通過以下方式實現一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置，包括外殼和內置在外殼中轉動的轉子，外殼和轉子的端部間設有噴嘴室，所述外殼包括外缸以及插置在外缸中的內缸，并在兩者間形成夾層，所述內缸與轉子間留有蒸汽作功通道，其特征在于所述內缸與轉子的連接處設有一軸封，所述內缸和外缸的端部間分別設有匹配的擋汽環和汽封，并在擋汽環和汽封間形成一蒸汽流道，所述擋汽環靠近夾層一側的外缸側壁上設有導流管，所述導流管上設有一電動閥門。在原有擋汽環出汽的基礎上增設了一條被電動閥門控制的導流管出汽路徑，蒸汽的出汽路徑由一條變成了兩條，根據汽輪機不同工作狀態對應的外缸溫度來開關電動閥門，進而控制夾層中的蒸汽流量，實現對外缸溫度的控制，既滿足汽輪機長期工作狀態時降低夾層蒸汽流量提高蒸汽利用率，提高了蒸汽的利用效率，減少浪費，又能夠在短暫的啟停機過程中增加夾層蒸汽流量，確保外缸溫度與內缸溫度相匹配，縮小內外缸膨脹差，滿足汽輪機快速啟停機的要求，進而有效防止轉子因內外缸變形而轉動受限，確保汽輪機正常運轉；所述內缸端部設有突出的擋汽環，所述外缸端部設有與所述擋氣環匹配的汽封，并在擋氣環和汽封間形成一個環狀的蒸汽流道。作為優選，所述蒸汽流道的間隙小于3毫米。蒸汽流道的間隙由原先的20毫米減小到不大于3毫米，極大減小了蒸汽的流量，當汽輪機正常運轉后，操作者只需關閉電動閥門，利用流過蒸汽流道的少量蒸汽來維持外缸的溫度，并確保內外缸間的膨脹差在一定允許范圍內，保證汽輪機安全運行。作為優選，所述外缸的前端穿置有一進汽管，所述進汽管的一端穿過內缸并與所述噴嘴室連通。被鍋爐加熱好的蒸汽通過進汽管進入噴嘴室，其中大股蒸汽通過內缸與轉子間的設有葉輪的蒸汽通道，用于推動轉子轉動，另一小股蒸汽通過軸封進入氣缸夾層，用于加熱外缸，有效減小內外缸間的溫度差。作為優選，所述擋汽環背向噴嘴室一側的外缸側壁上設有一排氣管，所述排氣管分別與夾層、蒸汽作功通道相互連通。當汽輪處于正常工作狀態時，電子閥門關閉，夾層中的蒸汽只能從擋汽環中通過，并與通過蒸汽通道的大股蒸汽匯合，一起通過排氣管排出氣缸。作為優選，所述導流管一端設有2個分支，且分支端分別與所述外缸的上下壁面連接，另一端匯合后與所述電動閥門連接。夾層的空間將整個內缸包裹，分支的導流管分別與夾層空間的兩側連通，更利于將蒸汽排出夾層，增加蒸汽流通量，提高外缸的升溫速度，且分支的導流管匯合后受同一電動閥門控制，既簡化結構，還提高設備利用效率。作為優選，所述軸封一端與夾層連通，另一端與噴嘴室連通，并靠近所述噴嘴室。噴嘴室與軸封位置較近，有利于加熱外缸的小股蒸汽通過軸封從噴嘴室流入夾層，并沿著夾層流動并經過擋汽環和導流管流出，使得夾層間不斷有溫度較高的蒸汽流過，確保內外缸的溫度差在較小范圍內。作為優選，所述電動閥門為全開全關式閥門，且受汽輪機的控制器控制。全開全關式的電動閥門成本較低，且維護簡單，有效降低成本；電動閥門的開關受汽輪機控制器的控制，操作者通過設置電動閥門的開關條件實現電動開關在合適的時機開關，并以此控制夾層中蒸汽流量，進一步的提高蒸汽利用效率。本實用新型的有益效果在汽輪機內外缸間夾層的原有結構基礎上增設一帶電動閥門的導流管，使得蒸汽流出路徑有原先的一條增加為兩條，并通過控制電控閥門的開關來控制導流管的通閉，實現夾層中蒸汽流量根據內外缸溫差來調節，既能確保內外缸的溫差保持在較小范圍內，使得汽輪機外殼不會因內外缸溫差而產生形變，延長汽輪機的使用壽命，還有效提高蒸汽的利用效率，使盡可能多的蒸汽被輸送至內缸并推動轉子轉動，有效提高汽輪機的工作效率；通過控制指令實現電動閥門的開啟和關閉，能夠同時滿足汽輪機兩種狀態對夾層蒸汽流量的不同要求，在保證機組安全性與可靠性的前提下提高汽輪機組運行的經濟性。

圖1本實用新型結構示意圖；圖中1、轉子，2、噴嘴室，3、外缸，4、內缸，5、夾層，6、軸封，7、擋汽環，8、導流管，9、電動閥門，10、進汽管，11、汽封，12、排氣管，13、蒸汽流道，14、蒸汽作功通道。
具體實施方式
下面結合說明書附圖和具體實施方式
對本實用新型的實質性特點作進一步的說明。如圖1所示的一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置，包括外殼和內置在外殼中轉動的轉子1，外殼和轉子I的端部間設有噴嘴室2，所述外殼包括外缸3以及插置在外缸3中的內缸4，并在兩者間形成夾層5，所述內缸4與轉子I間留有蒸汽作功通道14，所述內缸4與轉子I的連接處設有一軸封6，所述內缸4和外缸3的端部間分別設有匹配的擋汽環7和汽封11，并在擋汽環7和汽封11間形成一蒸汽流道13，所述擋汽環7靠近夾層5 —側的外缸3側壁上設有導流管8，所述導流管8上設有一電動閥門9，由進汽管10導入的高壓蒸汽會從軸封6中泄漏處一部分進入夾層5，通過控制電動閥門9的開閉狀態來調節夾層5中的蒸汽流量，進而控制外缸3的溫度；所述蒸汽流道13的間隙小于3毫米；所述外缸3的前端穿置有一進汽管10，所述進汽管10的一端穿過內缸4并與所述噴嘴室2連通；所述擋汽環7背向噴嘴室2 —側的外缸3側壁上設有一排氣管12，所述排氣管12分別與夾層5、蒸汽作功通道14相互連通；所述導流管8 一端設有2個分支，且分支端分別與所述外缸3的上下壁面連接，另一端匯合后與所述電動閥門9連接；所述軸封6 —端與夾層5連通，另一端與噴嘴室2連通，并靠近所述噴嘴室2 ;所述電動閥門9為全開全關式閥門，且受汽輪機的控制器控制。在具體操作中，汽輪機在不同工作狀態階段所對應的蒸汽流量控制裝置狀態1、當汽輪機處于剛啟動階段時，由于轉子I和內缸4與進汽管10中蒸汽直接接觸，溫度迅速上升，而夾層5中的蒸汽流量不足，外缸3溫度提升較為緩慢。此時，通過控制系統將電動閥門9開啟，使得夾層5中的蒸汽可以通過導流管8和蒸汽流道13同時排汽，有效增加夾層5中的蒸汽流量，外缸3不斷與溫度較高的蒸汽接觸，使得外缸3溫度迅速上升，有效減小內缸4和外缸3間的溫度差，并減小內缸4和外缸3因膨脹差而形變，但此過程中，由于夾層5中蒸汽流量增加，會減少內缸4和轉子I間的蒸汽流量，從而降低汽輪機的生產效率；2、當汽輪機處于正常工作狀態時，外缸3具有一定的溫度，且與內缸4間的溫差較小，在此過程中，至需在夾層5中流通少量蒸汽以補充外缸3因與外界空氣接觸而會損耗的熱量，此時，通過控制系統關閉電動閥門9，使得少量蒸汽只能通過蒸汽流道13 —條途徑流出，有效限制了夾層5中蒸汽的流通量，并確保絕大多數的蒸汽被輸送至噴嘴室2并推動轉子I轉動，既確保有足夠蒸汽維持外缸3溫度，還能有效提高蒸汽利用率，提高汽輪機的工作效率，有效避免蒸汽浪費。在具體操作中，通常根據汽輪機的工作負荷來區分不同的工作狀態，優選的分界負荷為20%-30%，當汽輪機的負荷小于20%時，電動閥門9開啟，確保夾層5中有較大的蒸汽流量，當汽輪機的負荷大于30%時，電動閥門9關閉，確保夾層5中有較小的蒸汽流量以維持外缸3溫度。分解負荷可以根據汽輪機的實際情況而定，并以此取得較高的工作效率，且盡可能地減小內缸和外缸3間的膨脹差，均應視為本實用新型的具體實施例。在具體操作中，所述蒸汽流道13的間隙小于3毫米，優選方案為1. 5毫米，此時，99%以上的蒸汽進入汽內缸4與轉子I間的間隙，并推動轉子I轉動，既能配合開啟的電動閥門9 一起平排出大量蒸汽，也可以在電動閥門9關閉時確保足夠的蒸汽流通，并以此確保外缸3溫度維持在一定水平，減小內缸4和外缸3間的膨脹差。在實際操作中，可以根據實際情況調整擋汽環7間隙的大小，并配合電動閥門9滿足外缸3溫度對蒸汽流量的需求， 均應視為本實用新型的具體實施例。
權利要求1.一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置，包括外殼和內置在外殼中轉動的轉子(1)，外殼和轉子(I)的端部間設有噴嘴室(2)，所述外殼包括外缸(3)以及插置在外缸(3) 中的內缸(4)，并在兩者間形成夾層(5)，所述內缸(4)與轉子(I)間留有蒸汽作功通道 (14)，其特征在于所述內缸(4)與轉子(I)的連接處設有一軸封(6)，所述內缸(4)和外缸 (3 )的端部間分別設有匹配的擋汽環(7 )和汽封(11)，并在擋汽環(7 )和汽封(11)間形成一蒸汽流道(13)，所述擋汽環(7)靠近夾層(5)—側的外缸(3)側壁上設有導流管(8)，所述導流管(8)上設有一電動閥門(9)。
2.根據權利要求1所述的一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置，其特征在于所述蒸汽流道(13)的間隙小于3毫米。
3.根據權利要求1所述的一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置，其特征在于所述外缸(3)的前端穿置有一進汽管(10)，所述進汽管(10)的一端穿過內缸(4)并與所述噴嘴室(2)連通。
4.根據權利要求1所述的一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置，其特征在于所述擋汽環(7)背向噴嘴室(2) —側的外缸(3)側壁上設有一排氣管(12)，所述排氣管(12)分別與夾層(5)、蒸汽作功通道(14)相互連通。
5.根據權利要求1所述的一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置，其特征在于所述導流管(8) —端設有2個分支，且分支端分別與所述外缸(3)的上下壁面連接，另一端匯合后與所述電動閥門(9)連接。
6.根據權利要求1所述的一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置，其特征在于所述軸封(6)—端與夾層(5)連通，另一端與噴嘴室(2)連通，并靠近所述噴嘴室(2)。
7.根據權利要求6所述的一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置，其特征在于所述電動閥門(9)為全開全關式閥門，且受汽輪機的控制器控制。
專利摘要本實用新型涉及一種汽輪機高壓缸夾層蒸汽流量控制裝置。現有汽輪機夾層的蒸汽流量不可調節，造成蒸汽浪費。本實用新型包括外殼和轉子，外殼和轉子間設有噴嘴室，外殼包括外缸和內缸，兩者間有夾層，所述內缸與轉子間留有蒸汽作功通道，內缸與轉子的連接處設有一軸封，內缸和外缸的端部間設有帶擋汽環的汽封，擋汽環靠近噴嘴室一側的外缸側壁上設有導流管，導流管上設有一電動閥門，在原有擋汽環出汽的基礎上增設了一條導流管出汽路徑，實現對外缸溫度的控制，既提高了蒸汽的利用效率，減少浪費，還確保外缸溫度與內缸溫度相匹配，進而有效防止轉子因內外缸變形而轉動受限，確保汽輪機正常運轉。
文檔編號F01D25/26GK202832677SQ201220372220
公開日2013年3月27日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者倪定 申請人:浙江浙能能源技術有限公司