CN104373156A - 一种透平机械的静叶组件以及透平机械 - Google Patents

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CN104373156A CN201410528613.2A CN201410528613A CN104373156A CN 104373156 A CN104373156 A CN 104373156A CN 201410528613 A CN201410528613 A CN 201410528613A CN 104373156 A CN104373156 A CN 104373156A
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张玉峰
卢纲
任旭阳
张云杰
杨俊�
金森乾
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Abstract

本发明实施例公开了一种透平机械的静叶组件以及透平机械，所述静叶组件包括：静叶外环，所述静叶外环具有M个外环定位孔，其中，M为大于等于2的整数；静叶内环，所述静叶内环具有M个内环定位孔，所述M个外环定位孔与所述M个内环定位孔一一对应；M个静叶片，设置在所述静叶外环和所述静叶内环之间，其中，所述M个静叶片中每个静叶片的第一端设置在所述外环定位孔中，与所述第一端相对的第二端设置所述内环定位孔中。

Description

一种透平机械的静叶组件以及透平机械
技术领域
本发明涉及机械领域，尤其涉及一种透平机械的静叶组件以及透平机械。
背景技术
烟气轮机是炼油厂催化裂化装置的关键设备，用于回收高温烟气中的能量。静叶组件是烟气轮机中的关键部件，介质气流通过它进行加速，并获得合理的冲角，其结构的合理性将直接影响烟机的回收效率及运行的安全性和可靠性。
YL型烟气轮机静叶组件的传统设计结构为悬臂结构见图1，静叶片镶嵌在静叶环外圆周的凹槽内，静叶片封缘板和静叶环两侧面之间采用焊接连接，各静叶片为相互独立的悬臂结构。通过多年来的应用实践发现，烟机投入装置运行一段时间后，在烟气介质的轴向推力及高温作用下，悬臂结构的静叶组件会发生变形(变形量达3～5mm)，造成了气动流场的改变，不仅降低了烟气轮机的效率，而且由于静叶片变形后减小了动、静叶片间距，影响了设备安全运行的可靠性。
因此，现有技术中存在因静叶组件容易在烟气的作用下变形导致烟气轮机的效率降低，同时影响设备安全运行的可靠性的技术问题。
发明内容
本发明实施例通过提供一种透平机械的静叶组件以及透平机械，用以解决现有技术中存在的因静叶组件容易在烟气的作用下变形导致烟气轮机的效率降低，同时影响设备安全运行的可靠性的技术问题。
本发明实施例第一方面提供了一种透平机械的静叶组件，包括：
静叶外环，所述静叶外环具有M个外环定位孔，其中，M为大于等于2的整数；
静叶内环，所述静叶内环具有M个内环定位孔，所述M个外环定位孔与所述M个内环定位孔一一对应；
M个静叶片，设置在所述静叶外环和所述静叶内环之间，其中，所述M个静叶片中每个静叶片的第一端设置在所述外环定位孔中，与所述第一端相对的第二端设置所述内环定位孔中。
可选地，所述第一端的宽度大于所述静叶片的最大宽度的3/5；和/或所述第二端的宽度大于所述静叶片的最大宽度的3/5。
可选地，所述外环定位孔具体为与所述静叶片的第一端对应的型线定位孔；和/或所述内环定位孔具体为与所述静叶片的所述第二端对应的型线定位孔。
本发明实施例第二方面提供一种透平机械，包括如第一方面所述的静叶组件。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了将静叶片的第一端设置在外环定位孔中，第二端设置在内环定位孔中的技术方案，将静叶组件的支撑方式由现有技术中中的悬臂支撑调整为两端支撑，使得静叶片的受力由现有技术中的一端受力变为两端受力，改变了静叶片的受力分布情况，使得静叶片的叶身受力更加均匀，避免了在烟气轮机在运行过程中静叶片因烟气接着的轴向推力及高温的作用而发生变形，所以解决了现有技术中存在的因静叶组件容易在烟气的作用下变形导致烟气轮机的效率降低，同时影响设备安全运行的可靠性的技术问题，实现了提高静叶组件的稳定性，保证烟气轮机长期安全运行以及烟气轮机的能量回收效率的技术效果。
附图说明
图1为现有技术烟气轮机的静叶组件的悬臂结构示意图；
图2为本发明实施例提供的透平机械的静叶组件的示意图；
图3为本发明实施例提供的透平机械的静叶组件的型线数据图；
图4为本发明实施例提供的透平机械的静叶组件的装配示意图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种透平机械的静叶组件以及透平机械，用以解决现有技术中存在的因静叶组件容易在烟气的作用下变形导致烟气轮机的效率降低，同时影响设备安全运行的可靠性的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
请参考图2，图2是本发明实施例提供的透平机械的静叶组件的示意图，如图2所示，该透平机械的静叶组件包括：
静叶外环201，所述静叶外环201具有M个外环定位孔，其中，M为大于等于2的整数；
静叶内环202，所述静叶内环202具有M个内环定位孔，所述M个外环定位孔与所述M个内环定位孔一一对应；
M个静叶片203，设置在所述静叶外环和所述静叶内环之间，其中，所述M个静叶片中每个静叶片的第一端设置在所述外环定位孔中，与所述第一端相对的第二端设置所述内环定位孔中。
可以看出，由于采用了将静叶片203的第一端设置在外环定位孔中，第二端设置在内环定位孔中的技术方案，将静叶组件的支撑方式由现有技术中中的悬臂支撑调整为两端支撑，使得静叶片的受力由现有技术中的一端受力变为两端受力，改变了静叶片的受力分布情况，使得静叶片的叶身受力更加均匀，避免了在烟气轮机在运行过程中静叶片因烟气接着的轴向推力及高温的作用而发生变形，所以解决了现有技术中存在的因静叶组件容易在烟气的作用下变形导致烟气轮机的效率降低，同时影响设备安全运行的可靠性的技术问题，实现了提高静叶组件的稳定性，保证烟气轮机长期安全运行以及烟气轮机的能量回收效率的技术效果。
在具体实施过程中，M个静叶片203的第一端的宽度大于所述静叶片的最大宽度的3/5；和/或M个静叶片203的第二端的宽度大于所述静叶片的最大宽度的3/5。
如图2所示，在本实施例中，静叶片203的第一端的宽度和第二端的宽度均大于静叶片的最大宽度的3/5，能够进一步保证静叶片的第一端和/或第二端的承力能力，避免静叶片因烟气接着的轴向推力及高温的作用而发生变形。
在具体实施过程中，所述外环定位孔具体为与所述静叶片的第一端对应的型线定位孔；和/或所述内环定位孔具体为与所述静叶片的所述第二端对应的型线定位孔。
如图2所示，在本实施例中，静叶外环201的外环定位孔为与静叶片203的第一端对应的型线定位孔，静叶内环202的内环定位孔为与静叶片203的第二端对应的型线定位孔，提高了静叶片的叶身定位的准高清晰，保证了静叶片的安装角度，消除了静叶片间隙造成的流量损失，提高了能量回收效率。
在具体实施过程中，由于静叶片型线图提供的截面数据是以封缘板为参考面，在不同截面高度上提供各自的型线数据，请参考图3，图3是本发明实施例提供的静叶组件的型线数据图，通过公式计算或三维软件模拟计算即可获得理论型线孔数据K底、K顶。根据理论型线孔数据K底、K顶而加工出来的型线孔并不能实现静叶片与静叶环的理想装配。通过三维软件分别对静叶片、静叶外环、静叶内环实体建模，并利用K底、K顶型线数据分别在静叶内、外环上切割型线孔，然后进行模拟装配，请参考图4，图4是本发明实施例提供的插片式静叶组件的装配示意图。在模拟装配过程中需尝试不同的静叶插入角度及空间位置进行模拟装配，从而减少静叶叶身与静叶环的干涉。对于出现装配干涉的的型线孔局部进行数据修订，从而得出修订后的型线孔数据K底(修)、K顶(修)。修订后的的型线孔是在理论型线孔的基础上进行的局部、少量修订，完全能够保证叶身与型线孔之间的准确定位及静叶片安装角的准确性。为了保证静叶片安装角的准确性及提高装配操作的可行性，内、外型线孔需在内、外静叶环相对位置固定的情况下通过线切割同时加工。在设计上，我们采用静叶内、外环为同一锻件，一体加工解决这一问题。利用K底(修)型线数据作为工件参考平面的轨迹描述，利用K顶(修)型线数据作为工件第二平面的轨迹描述，输入两截面高度值H，就完成了线切割上、下型线孔的工件描述。通过线切割机床的自动编程，即可实现静叶内、外环型线孔的加工。
本实施例提供的静叶组件采用的是两端支撑，静叶外环与叶身顶部进行焊接连接。在高温烟气作用下，静叶叶身能够沿型线孔向静叶内环方向膨胀。由于不同型线的静叶顶截面与底截面之间存在不同程度的母线斜度，这就要求装配时叶身严格按照设计尺寸安装到位。在焊接时需首先将叶身顶截面与静叶外环点焊固定，焊接顺序需沿径向对称焊接，以减小静叶环的应力变形。
基于同一发明构思，本发明实施例另一方面还提供一种透平机械，包括如前述部分中所介绍的静叶组件，由于在前已经详细介绍了静叶组件的具体结构以及运行过程，在此为了说明书的简洁，就不再赘述了。
上述本发明实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
由于采用了将静叶片的第一端设置在外环定位孔中，第二端设置在内环定位孔中的技术方案，将静叶组件的支撑方式由现有技术中中的悬臂支撑调整为两端支撑，使得静叶片的受力由现有技术中的一端受力变为两端受力，改变了静叶片的受力分布情况，使得静叶片的叶身受力更加均匀，避免了在烟气轮机在运行过程中静叶片因烟气接着的轴向推力及高温的作用而发生变形，所以解决了现有技术中存在的因静叶组件容易在烟气的作用下变形导致烟气轮机的效率降低，同时影响设备安全运行的可靠性的技术问题，实现了提高静叶组件的稳定性，保证烟气轮机长期安全运行以及烟气轮机的能量回收效率的技术效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种透平机械的静叶组件，其特征在于，包括：
静叶外环，所述静叶外环具有M个外环定位孔，其中，M为大于等于2的整数；
静叶内环，所述静叶内环具有M个内环定位孔，所述M个外环定位孔与所述M个内环定位孔一一对应；
M个静叶片，设置在所述静叶外环和所述静叶内环之间，其中，所述M个静叶片中每个静叶片的第一端设置在所述外环定位孔中，与所述第一端相对的第二端设置所述内环定位孔中。
2.如权利要求1所述的静叶组件，其特征在于，所述第一端的宽度大于所述静叶片的最大宽度的3/5；和/或所述第二端的宽度大于所述静叶片的最大宽度的3/5。
3.如权利要求1或2所述的静叶组件，其特征在于，所述外环定位孔具体为与所述静叶片的第一端对应的型线定位孔；和/或所述内环定位孔具体为与所述静叶片的所述第二端对应的型线定位孔。
4.一种透平机械，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一权项所述的静叶组件。
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