专利名称：一种小型组合式汽轮机及多台同轴组合式汽轮机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及离心-向心式结构的单轴小型汽轮机，尤其是用于进口小流量、高压力的小型组合式汽轮机。
背景技术：
目前，在小型汽轮机的进口处，进口的压力通常很高，而质量流量和体积流量都很小。这就使得在采用常规轴流汽轮机时，进口处的叶片高度都非常低，有时候全周进气都无法实现，只能采用部分进气的方式，这就使得效率会大大降低。如中国实用新型专利《径向双流式汽轮机》(申请号:200710069323.6 )。
发明内容针对背景技术的不足，本实用新型提供一种新型结构方式的汽轮机，采用离心加向心式的叶片组合排布，子午流道的布局合理的根据气体膨胀做功的原理设计，结构紧凑，所以它适用于小型汽轮机发电领域。本实用新型的技术方案是:一种用于进口小流量、高压力的小型组合式汽轮机，包括由进口法兰和蒸汽进口组成的进气流道，由出口蜗壳、出口法兰和蒸汽出口组成的排气口，其特征在于:它还包括高压涡轮、低压涡轮、主轴和止推轴承，高压涡轮和低压涡轮通过机械结构固定为一体，由同一根主轴串成一个轴系输出机械功，形成转子，转子通过止推轴承平衡轴向力，所述高压涡轮的进口为流道截面积最小的部分。其有益效果是:由于高压进气的流量截面积最小，避免了选择部分进气的方式，使汽轮机的效率得以提高。如上所述的小型组合式汽轮机，其特征在于:汽轮机进口为沿轴向的管道，高压涡轮采用多级离心的形式，低压涡轮采用单级向心的形式；高压涡轮沿涡轮径向方向分布有多排涡轮叶片，离心静叶分布在机匣上为静止部件；低压涡轮为单级的向心的形式，可以承担较大的落压比；第一级静叶的最小半径处所形成的圆柱面为涡轮的进口面积。其有益效果是:可根据进口蒸汽的体积流量来选择合理的半径大小，可以根据落压比的设计需要合理安排叶片的排数及每排的落压比。如上所述的小型组合式汽轮机，其特征在于:所述的低压涡轮为单级向心涡轮。其有益效果是:结构简单，单级落压比大。如上所述的小型组合式汽轮机，其特征在于:所述主轴、高压涡轮和低压涡轮通过机械结构连成一体。其有益效果是:保证其工作在同一个转速，并保证其在工作转速下的安全要求，保证结构简单紧凑。如上所述的小型组合式汽轮机，其特征在于:所述止推轴承的润滑油由油封封闭。其有益效果是:避免润滑油沿主轴泄露至其他结构造成安全的隐患。一种组合式汽轮机，其特征在于:至少包括两台汽轮机串联在同一根主轴上，其中至少包括一台如上所述的小型组合式汽轮机。其有益效果是:将多台同样结构的汽轮机串联在同一根主轴上获得更大的落压比的汽轮机，或是在其后串联传统结构的轴流式汽轮机，实现模块化设计，也可以获得更高的落压比。
图1是本实用新型小型组合式汽轮机主视图；图2是本实用新型小型组合式汽轮机左视图；图3是本实用新型汽轮机的多级串联结构图；图4是本实用新型汽轮机与传统轴流汽轮机串联结构图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。图1中:进口法兰1、蒸汽进口 2、离心静叶3、离心动叶4、向心静叶5、向心涡轮6、出口蜗壳7、出口法兰8、蒸汽出口 9、主轴10、止推轴承11、油封12、高压段的离心-向心汽轮机13、低压段的离心向心汽轮机14、离心-向心汽轮机15、传统的多级轴流汽轮机16。本实用新型的结构是离心动叶4所在的高压涡轮与向心涡轮6的低压涡轮通过类似端面齿结构的方式固定在一起，通过主轴10形成一个转子，将旋转机械功输出。转子通过止推轴承11平衡轴向力。如图1所示，工质由进口法兰I，进入蒸汽进口 2，流经离心静叶3后将工质的压力转化为速度，从而冲击离心动叶4带动整个转子旋转，然后继续流经向心静叶5，继续讲工质的压力转化为速度，再流过向心涡轮6，继续将工质的速度转化为转子的旋转的机械能，最后由出口蜗壳7收为一股蒸汽，该蒸汽由出口法兰8所形成的蒸汽出口 9流出，此过程中产生的旋转机械功通过主轴10输出。同时在运转过程中由于工质在流道不同的位置压力不同，因此会在轴向方向与径向方向上产生轴向载荷与径向载荷，两种载荷由止推轴承11承受，而供给止推轴承11的润滑油由油封12密封，避免其沿主轴泄露至其他结构造成安全的隐患。在实施例图2中:展示了汽轮机的侧面状态及部分结构的剖视图，高压涡轮沿涡轮径向方向分布有多排涡轮叶片，离心静叶3分布在高压涡轮对应的机匣上为静止部件，离心动叶4分布在高压涡轮的轮盘上，为旋转部件；高压涡轮的进口为所在半径最小处，该半径为离心静叶3所包围成的内圆；可以根据落压比的设计需要合理安排叶片的排数及每排的落压比，可以根据进口流量设计进口内圆的大小避免进口产生部分进气。本实用新型附图为基本的单级设计图例，在实施图例3中，描述了一种可以采用同一根主轴上串联多级离心-向心的结构方式，其中方框13为高压段的离心-向心汽轮机，方框14为低压段的离心向心汽轮机，同理可以串联3级或更多级结构的汽轮机达到更大的落压比。在实施图例4中，描述了一种可以在同一根主轴上串联不同结构汽轮机的结构示意图，其中方框15结构为本专利描述的离心-向心汽轮机，方框16结构为传统的多级轴流汽轮机。以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围。包括将本结构汽轮机串联在其他结构的汽轮机的前端或者后端，不仅限于本专利描述的串联多级轴流汽轮机。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。
权利要求1.一种小型组合式汽轮机，包括由进口法兰和蒸汽进口组成的进气流道，由出口蜗壳、出口法兰和蒸汽出口组成的排气口，其特征在于:它还包括高压涡轮、低压涡轮、主轴和止推轴承，高压涡轮和低压涡轮通过机械结构固定为一体，由同一根主轴串成一个轴系输出机械功，形成转子，转子通过止推轴承平衡轴向力，所述高压涡轮的进口为流道截面积最小的部分。
2.如权利要求1所述的小型组合式汽轮机，其特征在于:汽轮机进口为沿轴向的管道，高压涡轮采用多级离心的形式；高压涡轮沿涡轮径向方向分布有多排涡轮叶片，离心静叶分布在机匣上为静止部件；第一级静叶的最小半径处所形成的圆柱面为涡轮的进口面积。
3.如权利要求1或2所述的小型组合式汽轮机，其特征在于:所述的低压涡轮为单级向心涡轮。
4.如权利要求1或2所述的小型组合式汽轮机，其特征在于:所述主轴、高压涡轮和低压涡轮通过机械结构连成一体。
5.如权利要求1或2所述的小型组合式汽轮机，其特征在于:所述止推轴承的润滑油由油封封闭。
6.多台同轴组合式汽轮机，其特征在于:至少包括两台汽轮机串联在同一根主轴上，其中至少包括一台如权利要求1至5所述的任一种的小型组合式汽轮机。
专利摘要本实用新型涉及一种小型组合式汽轮机及多台同轴组合式汽轮机，包括由进口法兰和蒸汽进口组成的进气流道，由出口蜗壳、出口法兰和蒸汽出口组成的排气口，其特征在于它还包括高压涡轮、低压涡轮、主轴和止推轴承，高压涡轮和低压涡轮通过机械结构固定为一体，由同一根主轴串成一个轴系输出机械功，形成转子，转子通过止推轴承平衡轴向力，所述高压涡轮的进口为流道截面积最小的部分。所以它适用于小型汽轮机发电领域；同时由于高压进气的流量截面积最小，避免了选择部分进气的方式，使汽轮机的效率得以提高。
文档编号F01D1/18GK202970801SQ20122056223
公开日2013年6月5日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者王开, 林峰 申请人:怡能绿色(北京)动力科技有限公司