[发明专利]利用蒸汽余速动能提高效率的蒸汽轮机

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种能够提高效率的蒸汽轮机，尤其是通过多级风力机回收利用汽缸出口蒸汽余速动能提高效率的蒸汽轮机。

背景技术

目前，公知的蒸汽轮机由汽缸、转子、定叶片、动叶片等组成，蒸汽在汽缸内定、动叶片中膨胀推动转子旋转对外做功。转子越往后直径越大，当蒸汽流出最末级动叶片时已不能再靠自身膨胀对动叶片做功，此时蒸汽流的流动速度为200m/s左右，这部分蒸汽流动能约占蒸汽轮机输出能量的2％以上，它们还必需在冷凝器中被冷却，又增加了冷缺水耗量。

发明内容

为了克服现有蒸汽轮机末端的蒸汽流动能未被利用的不足，本发明提出一种可以利用流出末端动叶轮的蒸汽流所具有动能的蒸汽轮机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：将现有蒸汽轮机尾部和冷凝器之间断开，并将冷凝器平移、下沉，在蒸汽轮机尾部和冷凝器之间接入一段管道；在管道内安装多级风力机叶轮，使流出蒸汽轮机尾部的蒸汽流继续冲击管道内的风力机叶轮；将管道内多级风力机叶轮轴的一端从管道拐弯处伸出，用轴带动另一台小型发电机。若新制造冷凝器，也可将冷凝器制造得便于在内部安装多级风力机叶轮，将多级风力机叶轮轴的一端从冷凝器内伸出，用轴带动另一台小型发电机。推动轴流风力机叶轮所需要的气流速度一般为几m~几十m/s，按现有理论公式和实验数据，一级轴流风力机叶轮对风能的利用系数为0.46~0.47，流出第一级风力叶轮的蒸汽流仍有约147m/s速度，所以还可在第一级风力叶轮后加装第二级轴流风力叶轮；从第二级风力叶轮出来的蒸汽流速度约为108m/s，还可在第二级风力叶轮后加装第三级轴流风力叶轮；依此类推，还可加装多级风力叶轮。因与风力叶片碰撞，蒸汽从风力叶轮流出后产生与风力叶轮旋转方向相反的环流分速度，这个分速度对下一级风力叶轮作功不利，可在两级风力叶轮之间的流道内壁上加装固定导向叶片，将从前一级风力叶轮流出的蒸汽的与风力叶轮旋转方向相反的环流分进入蒸汽轮机尾部蒸汽流的动能，提高输出功率的蒸汽轮机速度校正为合适的角度。

本发明的有益效果是，可较充分利用从汽缸尾部流出蒸汽流的流动能，提高蒸汽轮机效率，减少冷却水耗量。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的第1个实施例原理图；

图2是本发明的第2个实施例原理图；

图3是本发明的第3个实施例原理图；

在图1~3中，1.汽轮机汽缸，2.膨胀做功动叶片，3.膨胀做功定叶片，4.转子轴，5.轴流式风力定叶片，6.轴流式风力动叶片，7.冷凝器，8.主发电机，9.附加的风力机轴，10.附加的风力发电机，11.沿长的管道，12.附加风力机轴固定支架.

具体实施方式：

在图1中，将蒸汽轮机汽缸(1)排汽口与冷凝器(7)联接的喉部断开；将冷凝器(7)平移几米并下沉，使喉部出口和冷凝器入口之间能够容下一根水平管道(11)；在喉部出口下接一段水平管道(11)，水平管道(11)的另一端接冷凝器(7)的入口；在水平管道内安装多级轴流式风力机定叶轮(5)和动叶轮(6)，风力机转子轴(9)的一端用水平管道内的支架(12)支撑，另一端从水平管道的拐弯处穿出；在转子轴(9)穿出水平管道的一端接附加的发电机(10)。

在图2中，冷凝器(7)的进汽口为水平方向，在喉部出口下接一段水平管道(11)，水平管道(11)的主体和另一端都进入冷凝器(7)；在水平管道内安装多级轴流式风力机定叶轮(5)和动叶轮(6)，风力机转子轴(9)的一端用水平管道内的支架(12)支撑，另一端从水平管道的拐弯处穿出；在转子轴(9)穿出水平管道的一端接附加的发电机(10)。

在图3中，将蒸汽轮机汽缸(1)的排汽口与冷凝器(7)联接的喉部管道延长，将冷凝器(7)原地下沉，在延长的喉部管道(11)内安装多级轴流式风力机定叶轮(5)和动叶轮(6)，风力机转子轴(9)的一端用沿长喉部管道内的支架(12)支撑，另一端从冷凝器(7)底下穿出；在转子轴(9)穿出冷凝器的一端接附加的发电机(10)。