CN100343490C - 承载件水平接合面处的涡轮机喷嘴保持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷嘴保持装置,其中,用于涡轮机的喷嘴(12)具有鸠尾榫形的基部(20),用于容纳在涡轮机的承载件半部中具有相应鸠尾榫形状的凹槽(27)中。在各承载件半部的各水平接合面处的喷嘴具有沿着其基部形成的缺口(34),其中所述基部包括有邻接面。键槽(38)形成在水平接合面上,并且接纳抵靠邻接面的键(40)。所述键在水平接合面处被锤击敛紧或者螺纹连接在承载件半部中。径向加载销(32)与端部喷嘴接合以径向向内偏压端部喷嘴,同时不与将喷嘴保持在凹槽中的键发生干涉。
Description
技术领域
本发明涉及一种在涡轮机承载件的凹槽中保持相互叠置的喷嘴的装置,尤其涉及一种涡轮机喷嘴保持装置,用于将喷嘴保持在位于上、下承载件半部之间的水平接合面处的承载件凹槽中,并且所述保持装置不干涉喷嘴的径向加载。
背景技术
在涡轮机中,例如蒸汽轮机中,为轴向间隔开的喷嘴圆周阵列设置有承载件。承载件通常包括承载件半部,所述承载件半部弓形延伸180°,并且在水平接合面处相互固定以在各轴向级位置处形成360°的喷嘴阵列。虽然已应用各种技术来将喷嘴保持在承载件的凹槽中,但通常喷嘴包括翼片,该翼片具有径向的外部鸠尾榫形基部,该基部用于接纳在承载件内的大体对应的鸠尾榫形凹槽中。通常,喷嘴每个基部的相对侧面相对于涡轮机的轴线成角度,使基部能够适应翼片的斜度。当喷嘴被安装在每个承载件半部凹槽中时,喷嘴基部相互叠置在凹槽中以形成喷嘴的半圆形阵列。在将承载件半部相互固定之前,在每个水平接合面处的端部喷嘴从接合面向外突出。各喷嘴还设置有径向加载销。每个销位于喷嘴的基部与凹槽的基部之间,径向向内偏压喷嘴。当承载件半部相互固定时,横过上、下承载件半部的水平接合部的相邻端部喷嘴之间的间隙是必要的。相应的,需要在水平接合面处需要设置保持装置,用于将喷嘴保持在承载件半部凹槽中,并且该保持装置不干涉喷嘴的径向加载。
发明内容
根据本发明的优选实施例,提供了一种涡轮机喷嘴保持装置,用于将喷嘴保持在每个承载件半部的接合面处,该保持装置不与径向加载装置,例如径向加载销发生干涉,而是与之协调工作。例如,每个承载件半部具有多个轴向间隔开的凹槽,该凹槽围绕所述承载件半部为半圆环结构。各凹槽具有鸠尾榫形结构。具有相应的鸠尾榫形径向外基部的喷嘴插入到承载件凹槽中,并相互叠置以形成喷嘴的弧形阵列。在上、下承载件半部的相邻喷嘴之间需要有间隙的接合面处,每个端部喷嘴突出到其相关的接合面之外。
为了在水平接合面中保持端部喷嘴,同时容纳径向加载销,每个端部喷嘴的喷嘴基部包括沿着其径向向外的表面形成的缺口,并且该缺口包括在轴向上延伸的邻接面。在每个接合面处、各承载件半部中形成键槽,并且所述键槽与缺口及邻接面对准。细长的键设置于缺口中,与喷嘴基部的邻接面接合。径向加载销设置于承载凹槽的最外侧壁的凹部中,与喷嘴基部中未形成缺口的部分接合,从而对该端部喷嘴提供径向向内偏压。所述键例如通过接合面与键之间的敛紧部(peening)而固定到承载件半部以及在接合面处的键槽中。可选地,键可利用一个或多个头部陷在接合面以下的螺钉保持在键槽中。所述键由此防止喷嘴从承载凹槽沿圆周方向移动,同时径向加载销径向向内偏压喷嘴。可取地,在两个水平接合面中的至少一个接合面处为每个承载件半部的每个凹槽设置本发明的端部喷嘴和保持键。优选地,为形成承载件的每个环形凹槽的两个承载件半部的四个水平接合面都设置喷嘴保持装置。
在根据本发明的一个优选实施例中,提供了一种用于涡轮机的喷嘴保持装置,包括:大体为半圆筒形的喷嘴承载件半部,其围绕涡轮机的轴线延伸并且具有一个弓形的、径向向内开口的成形凹槽,该凹槽相对端部处终止于相应的接合面;多个用于涡轮机的喷嘴,每个喷嘴包括翼片及外基部,所述外基部的形状大体对应于所述凹槽的形状,并且容纳在所述凹槽中;在所述凹槽的一个端部处的一个水平接合面中的键槽;在所述一个水平接合面处承载件半部的所述凹槽中的喷嘴中的一个,该喷嘴沿圆周延伸到接合面之外,并具有形成在其基部中的缺口,所述缺口向所述一个接合面的内侧延伸;以及在所述键槽中固定到承载件半部上的键,所述键接合在所述一个喷嘴的缺口中以将喷嘴保持在承载件半部凹槽中。
在根据本发明的另一优选实施例中,提供了一种用于涡轮机的喷嘴保持装置,包括:大体为半圆筒形的喷嘴承载件半部,其围绕涡轮机的轴线延伸并且具有一个弓形的、径向向内开口的鸠尾榫形凹槽,该凹槽在相对端部处终止于相应的接合面;多个用于涡轮机的喷嘴,各喷嘴包括翼片及外基部,所述外基部为鸠尾榫形形状,大体对应于所述凹槽的鸠尾榫形形状,并且容纳在所述鸠尾榫形凹槽中;在所述凹槽的一个端部处的一个水平接合面中的键槽;在所述一个水平接合面处承载件半部的所述凹槽中的喷嘴中的一个,该喷嘴在所述一个接合面的内侧具有形成在其基部中的缺口;在所述键槽中固定到承载件半部上的键,所述键接合在所述一个喷嘴的缺口中以将喷嘴保持在承载件半部凹槽中;以及与所述一个喷嘴接合的销,用于沿径向向内方向偏压所述一个喷嘴,并在键和沿着所述凹槽基部的径向向内面向的表面之间延伸。
附图说明
图1是承载件的局部透视图,示出了用于涡轮机的轴向间隔开的承载件凹槽,以及叠置在凹槽中的喷嘴;
图2是代表性喷嘴的透视图,该喷嘴设置于接合面处的端部喷嘴之间的承载件凹槽中;
图3是端部喷嘴和用于将该喷嘴保持在承载接合面处的键的透视图;
图4是类似于图3的视图,示出了径向加载销插入其中的水平接合面处的喷嘴;
图5是在接合面处的放大局部视图,示出了锤打(peen)到承载件壳体的键槽中的键;以及
图6是类似于图5的视图,示出了由螺钉将键保持在键槽中。
具体实施方式
现在参照附图,尤其是图1,其中示出了用于涡轮机,例如蒸汽轮机的喷嘴12的一承载件,该承载件大体以附图标记10指代。承载件10包括上承载件半部14和下承载件半部15,它们分别沿着水平接合面16相互接合。如图所示,喷嘴12沿着承载件10以环形阵列排布在轴向间隔开的位置处。每个喷嘴12的阵列包括多个相互叠置的分立的喷嘴12。当未示出的转子设置在下承载件半部中,并且承载件半部14和15在接合面16处相互固定时,喷嘴12与转子上的翼片或者叶片一起形成涡轮机的多级。
如图2所示,每个喷嘴包括翼片17,该翼片17包括内边18和具有鸠尾榫结构的基部20。每个基部20具有相互平行的相对侧,当位于承载凹槽中时,所述相对侧相对于涡轮机的旋转轴线成一定角度。在示出的各喷嘴的鸠尾榫形基部形式中,设置有一对沿着轴向上游及下游方向突出的凸缘22和24,在其间限定出凹部26。上承载件半部14和下承载件半部15分别设置有形状与喷嘴12的基部大体对应的凹槽27。每个凹槽的径向向外的基部还具有径向向外的环形凹部30(见图4)。
典型地,喷嘴12分别在上承载件半部14和下承载件半部15中相互叠置在所述凹槽中。通过在一个水平接合面处设置第一或端部喷嘴,可通过将后续喷嘴的鸠尾榫形基部20置于凹槽27的相对端部中,并且将喷嘴滑动成一个接一个地毗邻直到凹槽27被整个填满为止,来插入所述承载件部分的剩余喷嘴。随着插入喷嘴,将径向偏压销32从凹槽27的相对端部插入到该承载凹槽中。销32接合在凹槽27的径向外基部与喷嘴12中基部20的径向外表面之间,以径向向内偏压喷嘴12。销32在其一侧具有平的表面,用于接合喷嘴基部20,并且销32从承载凹槽27的所述相对端部插入,喷嘴也从该相对端部插入到该凹槽中。一旦喷嘴叠置在所述凹槽中,在水平接合面16处用于每个承载件部分的最终或者端部喷嘴13(图3)具体构件以固定在水平接合处,同时避免妨碍并有利于端部喷嘴13在径向向内方向的径向加载。
优选地,如在此所述,端部喷嘴13设置在承载件半部的每个凹槽27的相对端部处。但应该明白,这样的端部喷嘴13和下述的保持装置可只设置在每个承载件半部的每个凹槽的一个端部处,而相对的端部是固定的。为了实现前述特征,参照图3,用于每个承载件半部14和15的端部喷嘴13沿着喷嘴12的基部的径向外表面设置有缺口34。所述缺口34包括邻接面36,该邻接面大体平行于涡轮机的旋转轴线形成。由此,缺口34基本上为图示的楔形。当端部喷嘴13设置于接合面处的凹槽27中时,邻接面36位于水平接合面16之下,并且每个喷嘴基部20的一部分突出到相应的水平接合面16之上。在每个承载凹槽27的相对端部处的端部喷嘴13优选地具有类似的结构,但缺口和邻接面形成在端部喷嘴的相对侧。即,左侧端部喷嘴13和右侧端部喷嘴13设置有形成在它们基部的各自相对侧的缺口34和连接面36。
在将喷嘴12和13组装到承载件壳体凹槽27中之前,在水平接合面16中形成有键槽38,优选地在每个凹槽的端部形成。键槽38沿轴向以喷嘴基部20的延伸范围前后延伸。键槽38距离水平接合面16的深度至少等于当端部喷嘴13位于水平接合面16处时邻接面36距离该接合面的深度。如图4所示,键40设置在键槽38中。键40包括细长的直线形锁定元件,该锁定元件安置在键槽38中,并靠在端部喷嘴基部20的邻接面36上。
如图5所示,键40例如通过邻近键40的相对端的敛紧部(peening)41固定在键槽38中。即,键40的金属和相邻的接合面16部分变形而相互干涉,从而将键固定在键槽中,同时键与接合面36抵靠,保持承载件半部中的叠置的喷嘴12和13不从凹槽位移。键40也可利用敛紧部之外的部件固定在键槽38中而固定在承载件半部上。例如如图6所示,键40可具有用于接纳螺钉44的钻孔,所述螺钉44被螺纹容纳在键槽38的基部中以及承载件半部中。
为了径向加载各端部喷嘴13,与在承载凹槽中其它叠置的喷嘴类似,将最终径向加载销32安装在凹槽的基部之间,并且压靠端部喷嘴13的基部,以径向向内偏压该端部喷嘴。由此,在端部接合面处的径向加载销32不会与将喷嘴固定在承载凹槽中的键40和键槽38的结构发生干涉。
应该明白,键40和径向加载销32以及用于将键固定在键槽中并防止喷嘴从凹槽沿圆周方向位移的装置都与接合面16齐平,或者稍微凹陷到接合面16之下。这点是很重要的,以便将上、下承载件半部的接合面以适当的密封(未示出)相互固定,并且在各接合面处的相邻端部喷嘴之间保持合适的间隙。
尽管结合现今被认为是最实用的优选实施例对本发明加以描述,但应该明白,本发明不局限于所公开的实施例,相反,本发明旨在覆盖所附权利要求的精髓和保护范围中所包括的各种变形和等同装置。
Claims (17)
1、一种用于涡轮机的喷嘴保持装置,包括:
大体为半圆筒形的喷嘴承载件半部(15),其围绕涡轮机的轴线延伸并且具有一个弓形的、径向向内开口的成形的凹槽(27),该凹槽在相对端部处终止于相应的接合面;
多个用于涡轮机的喷嘴(12),每个喷嘴包括翼片(17)及外基部(20),所述外基部的形状大体对应于所述凹槽的形状,并且容纳在所述凹槽中;
在所述凹槽的一个端部处的一个所述水平接合面中的键槽(38);
在所述一个水平接合面处所述承载件半部的所述凹槽中的一个所述喷嘴,该喷嘴沿圆周延伸到所述接合面之外,并具有形成在其基部中的缺口(34),所述缺口延伸到所述一个接合面的内侧;以及
在所述键槽中固定到所述承载件半部上的键(40),所述键接合在所述一个喷嘴的所述缺口中,以将喷嘴保持在承载件半部凹槽中。
2、如权利要求1所述的装置,包括与所述一个喷嘴接合的部件(32),用于在径向向内的方向上偏压所述一个喷嘴。
3、如权利要求2所述的装置,其中,所述径向偏压部件包括销(32),而所述承载件半部凹槽包括沿着所述承载件半部凹槽的外表面、在圆周方向延伸的凹部(30),用于接纳所述销并径向向内偏压所述一个喷嘴。
4、如权利要求1所述的装置,包括与所述一个喷嘴接合的部件(32),用于在径向向内的方向上偏压所述一个喷嘴,所述部件在所述键(40)与沿着所述凹槽的基部的径向向内面向的表面之间延伸。
5、如权利要求4所述的装置,其中,所述部件包括销(32),并且所述承载件半部凹槽包括沿着所述凹槽的所述向内面向的表面、在圆周方向延伸的凹部(30)。
6、如权利要求1所述的装置,包括部件(41),用于将所述键固定到所述承载件半部上。
7、如权利要求6所述的装置,其中,所述键(40)和所述承载件半部(15)在接合面处被相互敛紧(peen)。
8、如权利要求6所述的装置,其中,所述键和所述承载件半部利用螺钉(44)相互固定,所述螺钉延伸穿过所述键,并到达所述承载件半部中。
9、如权利要求1所述的装置,其中,所述承载件半部的所述凹槽具有鸠尾榫形状,并且喷嘴的基部(20)具有大体互补的鸠尾榫形状。
10、如权利要求1所述的装置,包括:在所述凹槽的相对端处、另一所述水平接合面中的第二键槽(38);在所述凹槽的所述相对端部处、所述承载件半部中的多个喷嘴中的第二喷嘴,该第二喷嘴沿圆周方向延伸通过所述另一接合面,并具有形成在其基部中的缺口(34),所述缺口延伸到所述相对接合面的内侧;以及在所述第二键槽中固定到所述承载件半部上的第二键(40),所述键接合在所述第二喷嘴的所述缺口中以将喷嘴保持在承载件凹槽中。
11、如权利要求10所述的装置,包括与所述第二喷嘴接合的第二部件(32),用于在径向向内方向上偏压所述第二喷嘴。
12、如权利要求11所述的装置,其中,所述第二径向偏压部件包括第二销(32),而所述承载件半部凹槽包括沿着所述承载件半部凹槽的外表面、在圆周方向延伸的凹部,用于接纳所述第二销并径向向内偏压所述第二喷嘴。
13、一种用于涡轮机的喷嘴保持装置,包括:
大体为半圆筒形的喷嘴承载件半部(15),其围绕涡轮机的轴线延伸并且具有一个弓形的径向向内开口的鸠尾榫形凹槽(27),该凹槽在相对端部处终止于接合面上;
多个用于涡轮机的喷嘴(12),每个喷嘴包括翼片(17)及外基部(20),所述外基部(20)为鸠尾榫形状,大体对应于所述凹槽的鸠尾榫形,并且容纳在所述鸠尾榫形凹槽中;
在所述凹槽的一个端部处的一个所述水平接合面中的键槽(38);
在所述一个水平接合面处所述承载件半部的所述凹槽中的一个所述喷嘴,该喷嘴在所述一个接合面的内侧具有形成在所述基部中的缺口;
在所述键槽中固定到所述承载件半部上的键(40),所述键接合在所述一个喷嘴的所述缺口中以将喷嘴保持在承载件半部凹槽中;以及
与所述一个喷嘴接合的销(32),用于沿径向向内方向偏压所述一个喷嘴,并在所述键和沿着所述凹槽基部的径向向内面向的表面之间延伸。
14、如权利要求13所述的装置,包括部件(41),用于将所述键固定到所述承载件半部上。
15、如权利要求14所述的装置,其中,所述键和所述承载件半部在接合面处被相互敛紧。
16、如权利要求14所述的装置,其中,所述键和所述承载件半部利用螺钉(44)相互固定,所述螺钉延伸穿过所述键,并到达所述承载件半部中。
17、如权利要求13所述的装置,包括在所述凹槽的相对端处、另一所述水平接合面中的第二键槽(38);在所述凹槽的所述相对端部处、所述承载件半部中的多个喷嘴中的第二喷嘴,该第二喷嘴沿圆周延伸通过所述另一接合面,并具有形成在其基部中的缺口(34),所述缺口延伸到所述相对接合面的内侧;在所述第二键槽中固定到所述承载件半部上的第二键(40),所述键接合在所述第二喷嘴的所述缺口中以将喷嘴保持在承载凹槽中;以及销(32),销(32)与所述第二喷嘴接合,以在径向向内方向上偏压所述第二喷嘴,并在所述第二键和所述凹槽的所述径向向内延伸表面之间延伸。
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