CN103009002B - 汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺，该汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺设置了一钻模工装，在钻模工装的两侧分别设置同心的圆形凸台和圆形凹孔，以圆形凸台和圆形凹孔作为定位基准分别对汽轮机蒸汽室和喷嘴组的装配孔进行加工，可实现汽轮机蒸汽室和喷嘴组在上下向和水平方向的精确定位，这样可使汽轮机蒸汽室和喷嘴组的装配孔的位置保持一致，从而保证该类汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配的质量及加工精度。该工艺方法可以非常方便、非常精确的实现汽轮机蒸汽室与喷嘴组上装配孔的加工，使其满足汽轮机蒸气室与喷嘴组的装配要求。

Description

汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺

技术领域

本发明涉及汽轮机生产领域，特别涉及一种用于对汽轮机蒸汽室和喷嘴组进行装配和加工的工艺。

背景技术

汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。由转动部分和静止部分两个方面组成。转子包括主轴、叶轮、动叶和联轴器等，静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等部件。

汽轮机蒸汽室与喷嘴组是汽轮机通流面积可靠保证的最为重要的二个零件，是保证机组经济性及安全性的关键部件，其装配及加工的好坏将最直接地决定了汽轮机通流部分效率的高底，对整个汽轮机机组的出力起着非常关键作用。汽轮机蒸汽室与喷嘴组进行装配时，首先将四只单独的蒸汽室与汽缸组合装配焊接在一起，然后再将喷嘴组与蒸汽室连接。蒸汽室1的连接面上设有数组均匀分布的通孔12和盲孔11(如图1所示)，喷嘴组2的连接面上设有数组均匀分布的通孔21和盲孔22(如图2所示)，在进行连接时，蒸汽室1上的通孔12通过螺栓3与喷嘴组2上的盲孔22一一对应连接，喷嘴组2上的通孔21通过螺栓4与蒸汽室1上的盲孔11一一对应连接(如图3所示)，上述通孔12、21和盲孔11、22为连接蒸汽室与喷嘴组的装配孔。

汽轮机蒸汽室和喷嘴组往往都是单独进行加工的，即蒸汽室、喷嘴组上的通孔、盲孔都是单独进行加工的，两者之间没有统一的定位基准，蒸汽室和喷嘴组上装配孔个数较多而节圆尺寸有时不统一，这样在蒸汽室与喷嘴组进行装配的过程中，经常会出现螺纹孔位置不对应，形成蒸汽室和喷嘴组不能装配安装的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可提高装配精度的汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺。

本发明提供了一种汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺，其特征在于，其包括如下步骤：

1)设置一钻模工装，所述钻模工装的一侧表面设有一向外凸起的圆形凸台，所述钻模工装的另一侧表面设有一向内凹陷的圆形凹孔，所述圆形凸台与所述圆形凹孔为同心圆，以所述同心圆圆心为基准，所述钻模工装上设有与所述蒸汽室或喷嘴组上装配孔位置相对应的钻模通孔；

2)加工汽轮机蒸汽室，在汽轮机蒸汽室汽道端面处加工与钻模工装圆形凹孔内圆相匹配的定位工艺基准，将四个汽轮机蒸汽室与汽缸组合装配焊接，四个汽轮机蒸汽室汽道端面的定位工艺基准形成定位基准圆；

3)加工汽轮机喷嘴组，在汽轮机喷嘴组汽道端面处加工与钻模工装圆形凸台外圆相匹配的定位工艺基准形成定位基准圆；

4)将汽轮机蒸汽室形成的工艺基准圆装入钻模工装的圆形凹孔内进行固定，然后通过各个钻模通孔在汽轮机蒸汽室上加工蒸汽室装配孔，将钻模工装的圆形凸台装入汽轮机喷嘴组的圆形工艺基准圆进行固定，然后通过各个钻模通孔在汽轮机喷嘴组上加工喷嘴组装配孔；

5)通过螺栓一一连接汽轮机蒸汽室与喷嘴组相对应的装配孔，使汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配为一整体。

优选地，所述钻模工装上设有水平定向基准和垂直定向基准，在汽轮机蒸汽室形成的工艺基准圆装入钻模工装一侧的圆形凹孔内或钻模工装另一侧的圆形凸台装入加工汽轮机喷嘴组的工艺基准圆时，钻模工装上的水平定向基准和垂直定向基准应与汽轮机蒸汽室或喷嘴组的水平定向基准和垂直定向基准重合。

优选地，所述蒸汽室装配孔有通孔和盲孔两种，所述蒸汽室装配孔中的盲孔采用平底钻攻进行加工。

优选地，所述喷嘴组装配孔有通孔和盲孔两种，所述喷嘴组装配孔中的盲孔采用平底钻攻进行加工。

优选地，所述钻模通孔内设有钻套。

如上所述，本发明的汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺具有以下有益效果：该装配及加工工艺设置了一钻模工装，在钻模工装的两侧分别设置同心的圆形凸台和圆形凹孔，以圆形凸台和圆形凹孔作为定位基准分别对汽轮机蒸汽室和喷嘴组的装配孔进行加工，这样可使汽轮机蒸汽室和喷嘴组的装配孔的位置保持一致，从而保证该类汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配的质量及加工精度。该工艺方法可以非常方便、非常精确的实现汽轮机蒸汽室与喷嘴组上装配孔的加工，使其满足汽轮机蒸汽室与喷嘴组的装配要求。

附图说明

图1为汽轮机蒸汽室结构示意图。

图2为汽轮机喷嘴组结构示意图。

图3为汽轮机蒸汽室与喷嘴组连接结构示意图。

图4为本发明实施例钻模工装主视图。

图5为本发明实施例钻模工装俯视图。

图6为本发明实施例汽轮机蒸汽室定位基准位置示意图。

图7为本发明实施例汽轮机喷嘴组定位基准位置示意图。

元件标号说明

1    蒸汽室

11   盲孔

12   通孔

2    喷嘴组

21   通孔

22   盲孔

3    螺栓

4    螺栓

5    钻模工装

51   圆形凹孔

52   圆形凸台

53   钻模通孔

54   垂直定向基准

55   水平定向基准

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，所以图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供了一种汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺，其包括如下步骤：

如图4、5所示，首先设置一圆环形的钻模工装5，钻模工装5的一侧表面设有一向外凸起的圆形凸台52，其另一侧表面设有一向内凹陷的圆形凹孔51，圆形凸台52与圆形凹孔51为同心圆。该钻模工装定位尺寸必须满足垂直度形位公差要求，圆形凸台52与圆形凹孔51的同心度应满足形位公差要求。以该同心圆的圆心为基准，该钻模工装5上设有内外两圈钻模通孔53，钻模通孔53的分布位置关系应与蒸汽室1或喷嘴组2上装配孔的位置关系相对应。为了方便定位，钻模工装5上还设有水平定向基准55和垂直定向基准54。水平定向基准55为设置在钻模工装5横向两端的三角形开口，两个三角形开口的连线即为水平方向基准；垂直定向基准54为设置在钻模工装5垂直方向两端的三角形开口，两个三角形开口的连线即为垂直方向基准。

采用车削方式加工蒸汽室1，并在蒸汽室汽道端面处工艺性要求加工与钻模工装圆形凹孔内圆相匹配的定位工艺基准(如图6所示)，然后将四个汽轮机蒸汽室与汽缸组合装配焊接，使四个汽轮机蒸汽室汽道端面的定位工艺基准形成定位基准圆。再采用车削方式加工喷嘴组2，并在在喷嘴组汽道端面处加工与钻模工装圆形凸台外圆相匹配的定位工艺基准形成定位基准圆(如图7所示)。

对喷嘴组上的装配孔进行加工时，首先将喷嘴组零件的水平定向基准、垂直定向基准分别与钻模工装的水平定向基准、垂直定向基准重合，使喷嘴组在水平方向定位，然后将钻模工装5的圆形凸台52装入喷嘴组的圆形工艺基准圆压紧固定，接着通过钻模工装5上各个钻模通孔53在喷嘴组上加工喷嘴组装配孔，钻模通孔53内设置有钻套，钻套作为钻孔时引导，同时钻套硬度高可以多次应用。采用这种方式可确保喷嘴组上钻孔的垂直度及起始孔位置准确性，确保装配孔节圆的准确性，确保喷嘴组装配孔与蒸汽室装配孔位置的一致性。喷嘴组内外两圈装配孔中的内圈装配孔为盲孔，外圈为通孔，盲孔一般设置为螺纹孔。由于盲孔孔深的限制，必须采用平底钻攻，防止底部钻穿，出现漏汽现象。

对蒸汽室上的装配孔进行加工时，首先将蒸汽室的水平定向基准、垂直定向基准分别与钻模工装的水平定向基准、垂直定向基准重合，使蒸汽室在水平方向定位，然后将蒸汽室的工艺基准圆装入钻模工装5的圆形凹孔51内压紧固定，接着通过钻模工装5上各个钻模通孔53在蒸汽室上加工蒸汽室装配孔，钻模通孔53内设置有钻套。采用这种方式可确保蒸气室上钻孔的垂直度及起始孔位置准确性，确保装配孔节圆的准确性，确保喷嘴组装配孔与蒸汽室装配孔位置的一致性。蒸汽室内外两圈装配孔中的外圈装配孔为盲孔，内圈装配孔为通孔，盲孔一般设置为螺纹孔。由于盲孔孔深的限制，必须采用平底钻攻，防止底部钻穿，出现漏汽现象。

喷嘴组和蒸汽室上的装配孔均加工完成后，将喷嘴组和蒸汽室连接起来装配为一整体，在进行装配时，先从一侧面用螺栓窜过蒸汽室内圈一组装配孔，撬紧喷嘴组内圈一组螺纹孔。然后再从另一侧面用螺栓窜过喷嘴组外圈一组通孔，撬紧蒸汽室外圈一组螺纹孔，这样就可将喷嘴组和蒸汽室紧紧地连接起来。

该装配及加工工艺设置了一钻模工装，在钻模工装的两侧分别设置同心的圆形凸台和圆形凹孔，以圆形凸台和圆形凹孔作为定位基准分别对汽轮机蒸汽室和喷嘴组的装配孔进行加工，可实现汽轮机蒸汽室和喷嘴组在上下方向和水平方向的精确定位，这样就可使汽轮机蒸汽室和喷嘴组的装配孔的位置保持一致，从而保证该类汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配的质量及加工精度。该工艺方法可以非常方便、非常精确的实现汽轮机蒸汽室与喷嘴组上装配孔的加工，使其满足汽轮机蒸汽室与喷嘴组的装配要求。

本汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺完全适用于蒸汽室和喷嘴组的高装配要求，可以非常方便、非常精确地实现用于汽轮机蒸汽室与喷嘴组两个零件二组通孔及螺纹孔分别加工，实现汽轮机蒸汽室与喷嘴组的组合加工装配。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺，其特征在于，其包括如下步骤：

1)设置一钻模工装，所述钻模工装的一侧表面设有一向外凸起的圆形凸台，所述钻模工装的另一侧表面设有一向内凹陷的圆形凹孔，所述圆形凸台与所述圆形凹孔为同心圆，以所述同心圆圆心为基准，所述钻模工装上设有与所述蒸汽室或喷嘴组上装配孔位置相对应的钻模通孔，所述钻模工装上设有水平定向基准和垂直定向基准；

2)加工汽轮机蒸汽室，在汽轮机蒸汽室汽道端面处加工与钻模工装圆形凹孔内圆相匹配的定位工艺基准，将四个汽轮机蒸汽室与汽缸组合装配焊接，四个汽轮机蒸汽室汽道端面的定位工艺基准形成定位基准圆；

3)加工汽轮机喷嘴组，在汽轮机喷嘴组汽道端面处加工与钻模工装圆形凸台外圆相匹配的定位工艺基准形成定位基准圆；

4)将汽轮机蒸汽室形成的工艺基准圆装入钻模工装的圆形凹孔内进行固定，钻模工装上的水平定向基准和垂直定向基准应与汽轮机蒸汽室的水平定向基准和垂直定向基准重合，然后通过各个钻模通孔在汽轮机蒸汽室上加工蒸汽室装配孔，将钻模工装的圆形凸台装入汽轮机喷嘴组的圆形工艺基准圆进行固定，钻模工装上的水平定向基准和垂直定向基准应与汽轮机喷嘴组的水平定向基准和垂直定向基准重合，然后通过各个钻模通孔在汽轮机喷嘴组上加工喷嘴组装配孔；

5)通过螺栓一一连接汽轮机蒸汽室与喷嘴组相对应的装配孔，使汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配为一整体。

2.根据权利要求1所述的汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺，其特征在于：所述蒸汽室装配孔有通孔和盲孔两种，所述蒸汽室装配孔中的盲孔采用平底钻攻进行加工。

3.根据权利要求1所述的汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺，其特征在于：所述喷嘴组装配孔有通孔和盲孔两种，所述喷嘴组装配孔中的盲孔采用平底钻攻进行加工。

4.根据权利要求1所述的汽轮机蒸汽室与喷嘴组装配及加工工艺，其特征在于：所述钻模通孔内设有钻套。