CN108204248A - 汽轮机三胞胎调节级动叶片及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽轮机三胞胎调节级动叶片，包括依次相连的三叉叶根、中间体、三胞胎叶片和自带围带，自带围带上沿周向的第一接触面的端部设有第一安装槽，第二接触面的端部设有第二安装槽，第一安装槽和第二安装槽内均设有阻尼块；三胞胎调节级动叶片设有多个，沿周向均匀布置形成环状结构，本发明还提供一种汽轮机三胞胎调节级动叶片的安装方法。通过在自带围带中开设安装槽并装配阻尼块，在阻尼块旋转离心力的作用下，实现三胞胎调节级动叶片的成圈。采用该结构形式的汽轮机三胞胎调节级整圈动叶片可改善调节级叶片的成圈性，增加成圈刚度和阻尼，提高调节级叶片的抗振动能力从而保证机组的安全运行。

Description

汽轮机三胞胎调节级动叶片及安装方法

技术领域

本发明涉及一种汽轮机叶片，特别是涉及一种汽轮机三胞胎调节级动叶片及安装方法。

背景技术

汽轮机是一种以蒸汽为动力，并将蒸汽的热能转化为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。电网的负荷是不断变化的，为了满足电网负荷变化的需求，需要对网内各汽轮机的功率随时加以调节，使之与外界负荷相适应。喷嘴配汽调节级具有大焓降和低反动度的设计特点而应用于大功率冲动式汽轮机高压缸中，机组的变工况运行主要通过依次开启或关闭调节阀从而改变通流面积来控制进入汽轮机的流量，达到调节的目的。

采用喷嘴配汽后的第一级动叶片称为调节级叶片。调节级叶片的工作状态一般为高温高压，而且无论在设计工况还是在非设计工况下都存在部分进汽，调节级动叶将受到更为复杂的激振力的作用，从而引起较大的振动应力，因此调节级动叶的强度设计条件相对一般压力级叶片来说更加恶劣，设计要求更高。

为了保证调节级动叶有足够的强度裕度，要求调节级叶片要具有大刚度、高阻尼的结构特点，因此调节级动叶一般都比较短，而且具有比较复杂的阻尼结构。叶片在工作状态下，会产生各种振型的振动，这就需要叶片具有很强的抗振动能力。

申请号201120123971.7的中国实用新型专利公开了一种汽轮机整体三胞胎调节动叶片，其叶根为三叉式叶根，叶根上设有等截面汽道，等截面汽道上设有组合式围带，组合式围带由围带本体与围带堵块焊接而成。该调节动叶片通过将围带本体和围带堵块单独加工再焊接成组合式围带，可以解决汽道、中间体和围带转接的无法加工到位问题，然而并没有改善叶片的抗振强度。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种汽轮机三胞胎调节级动叶片，提高现有调节级叶片的抗振强度。

为实现上述目的，本发明提供一种汽轮机三胞胎调节级动叶片，包括依次相连的三叉叶根、中间体、三胞胎叶片和自带围带，所述自带围带上沿周向的第一接触面的端部设有第一安装槽，第二接触面的端部设有第二安装槽，所述第一安装槽和第二安装槽内均设有阻尼块；三胞胎调节级动叶片设有多个，沿周向均匀布置形成环状结构，每个自带围带的第一安装槽与相邻自带围带的第二安装槽连通。

优选地，所述阻尼块包括位于自带围带的第一安装槽内的第一阻尼分部、以及位于相邻自带围带的第二安装槽的第二阻尼分部。

优选地，所述第一阻尼分部和所述第二阻尼分部焊接形成阻尼块。

优选地，所述第一安装槽和所述第二安装槽为楔形槽，所述阻尼块为相应的楔形块。

优选地，所述第一安装槽设有至少一个，所述第二安装槽设有至少一个。

优选地，所述自带围带的第一接触面和第二接触面均呈台阶状，多个自带围带拼接成环状结构。

本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种上述三胞胎调节级动叶片的安装方法，包括如下步骤：

S1、研磨阻尼块，确保阻尼块的两端能分别装入自带围带上的第一安装槽和第二安装槽内；

S2、将第一个三胞胎调节级动叶片装入叶轮或转子中，将阻尼块的第一阻尼分部装入自带围带的第一安装槽内；

S3、将第二个三胞胎调节级动叶片装入相邻的位置，使步骤S2中阻尼块的第二阻尼分部位于第二个三胞胎调节级动叶片的第二安装槽内；

S4、依次将三胞胎调节级动叶片装入叶轮或转子中，直至安装最后一个三胞胎调节级动叶片时，将阻尼块分割成第一阻尼分部和第二阻尼分部，将第一阻尼分部装入相应的第一安装槽内，第二阻尼分部装入相应的第二安装槽内。

优选地，完成步骤S4后，将分割后的所述第一阻尼分部和所述第二阻尼分部焊接成一体。

如上所述，本发明涉及的汽轮机三胞胎调节级动叶片及安装方法，具有以下有益效果：通过在自带围带中开设安装槽并装配阻尼块，在阻尼块旋转离心力的作用下，实现三胞胎调节级动叶片的成圈。本发明中涉及的三胞胎成圈叶片形式结构上并不复杂，装配上易于实现，且不影响叶片的通流效率，因此该结构叶片具有实际的可行性。采用该结构形式的汽轮机三胞胎调节级整圈动叶片可改善调节级叶片的成圈性，增加成圈刚度和阻尼，提高调节级叶片的抗振动能力从而保证机组的安全运行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为图2中安装了阻尼块后的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为两个动叶片拼接后局部结构的俯视图。

元件标号说明

1 三叉叶根

2 中间体

3 三胞胎叶片

4 自带围带

41 第一接触面

411 第一安装槽

42 第二接触面

421 第二安装槽

5 阻尼块

51 第一阻尼分部

52 第二阻尼分部

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士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及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图5所示，本发明提供一种汽轮机三胞胎调节级动叶片，包括依次相连的三叉叶根1、中间体2、三胞胎叶片3和自带围带4，三叉叶根1可通过销钉固定在叶轮轮槽内，三胞胎调节级动叶片设有多个，沿周向均匀布置，相邻的三胞胎调节级动叶片相互拼接最终整体形成环状结构。所述自带围带4呈弧形，每个三胞胎调节级动叶片的自带围带4与相邻三胞胎调节级动叶片自带围带4接触的两个端面分别为第一接触面41和第二接触面42，所述第一接触面41的端部设有第一安装槽411，第二接触面42的端部设有第二安装槽421，所述第一安装槽411和第二安装槽421内均设有阻尼块5；安装完毕后，每个三胞胎调节级动叶片自带围带4的第一安装槽411与相邻三胞胎调节级动叶片自带围带4的第二安装槽421连通，第二安装槽421与相邻三胞胎调节级动叶片自带围带4的第一安装槽411连通。叶片旋转时，在阻尼块5离心力的作用下实现相邻叶片的自带围带部分区域连接，从而实现全周三胞胎调节级动叶片行成整圈，从而提高抗振强度，改善其变工况安全性，保证汽轮机组安全、高效的运行。

如图5所示，优选地，所述阻尼块5一般为整体结构，包括安装在自带围带4的第一安装槽411内的第一阻尼分部51、以及安装在相邻自带围带4的第二安装槽421的第二阻尼分部52，安装时，可将整体阻尼块5的两端分别装入对应的安装槽内，也可先将阻尼块5分割成第一阻尼分部51和第二阻尼分部52，然后再焊接形成阻尼块5。

如图1至图5所示，优选地，所述第一安装槽411和所述第二安装槽421为楔形槽，所述阻尼块5的形状也设置为相应的楔形。旋转时阻尼块5在离心力的作用下和楔形槽产生接触，阻尼块的接触面和楔形槽的接触面紧贴在一起，在接触面上产生法向的正压力和切向的摩擦力使相邻三胞胎叶片形成整圈，增强了叶片的动强度和刚度，并提供一定的阻尼减振作用，有利于减小叶片的动应力。

如图1至图5所示，阻尼块5离心力的大小与楔形块的体积、质量成正比，为了保证阻尼块有足够的离心力可以将相邻三胞胎叶片连接成圈，在不影响围带自身强度的前提下，自带围带上楔形槽的尺寸应尽量开大，或者可采用开多个楔形槽的形式增加围带楔形阻尼块的数量，使其旋转时产生的离心力满足设计要求，即所述第一安装槽411设有一个、两个或多个，与其连通的第二安装槽421也应设置相同数量。

优选地，所述自带围带4的第一接触面41和第二接触面42均呈台阶状，便于相邻自带围带4的拼接，多个自带围带4沿周向拼接成环状结构。

本发明还提供一种上述三胞胎调节级动叶片的安装方法，包括如下步骤：

S1、研磨阻尼块5，确保阻尼块5的两端能分别装入自带围带4上的第一安装槽411和第二安装槽421内；

S2、将第一个三胞胎调节级动叶片装入叶轮或转子中，将阻尼块5的第一阻尼分部51装入自带围带4的第一安装槽411内；

S3、将第二个三胞胎调节级动叶片装入在第一个三胞胎调节级动叶片相邻的位置，使步骤S2中阻尼块5的第二阻尼分部52装入第二个三胞胎调节级动叶片的第二安装槽421内；

S4、依次将三胞胎调节级动叶片装入叶轮或转子中，直至安装最后一个三胞胎调节级动叶片时，将阻尼块5分割成第一阻尼分部51和第二阻尼分部52，将第一阻尼分部51装入相应的第一安装槽411内，第二阻尼分部52装入相应的第二安装槽421内。

优选地，完成步骤S4后，将分割后的所述第一阻尼分部51和所述第二阻尼分部52焊接成一体。

在汽轮机叶片的设计中，提高叶片的强度和刚度以及在增加叶片结构中的阻尼都是有效的提高叶片动强度的手段，除此之外，还需考虑叶片结构的复杂程度和安装难易。综合来看，本发明中采用阻尼块来连接相邻三胞胎调节级动叶片实现成圈的设计手段，同时满足了调节级动叶片对于强度和阻尼的要求，并且结构简单，加工方便，易于安装。

综上所述，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 (8)

1.一种汽轮机三胞胎调节级动叶片，其特征在于，包括依次相连的三叉叶根(1)、中间体(2)、三胞胎叶片(3)和自带围带(4)，所述自带围带(4)上沿周向的第一接触面(41)的端部设有第一安装槽(411)，第二接触面(42)的端部设有第二安装槽(421)，所述第一安装槽(411)和第二安装槽(421)内均设有阻尼块(5)；三胞胎调节级动叶片设有多个，沿周向均匀布置形成环状结构，每个自带围带(4)的第一安装槽(411)与相邻自带围带(4)的第二安装槽(421)连通。

2.根据权利要求1所述的汽轮机三胞胎调节级动叶片，其特征在于：所述阻尼块(5)包括位于自带围带(4)的第一安装槽(411)内的第一阻尼分部(51)、以及位于相邻自带围带(4)的第二安装槽(421)的第二阻尼分部(52)。

3.根据权利要求2所述的汽轮机三胞胎调节级动叶片，其特征在于：所述第一阻尼分部(51)和所述第二阻尼分部(52)焊接形成阻尼块(5)。

4.根据权利要求1所述的汽轮机三胞胎调节级动叶片，其特征在于：所述第一安装槽(411)和所述第二安装槽(421)为楔形槽，所述阻尼块(5)为相应的楔形块。

5.根据权利要求1所述的汽轮机三胞胎调节级动叶片，其特征在于：所述第一安装槽(411)设有至少一个，所述第二安装槽(421)设有至少一个。

6.根据权利要求1所述的汽轮机三胞胎调节级动叶片，其特征在于：所述自带围带(4)的第一接触面(41)和第二接触面(42)均呈台阶状，多个自带围带(4)拼接成环状结构。

7.一种权利要求1-5项中任一项所述的汽轮机三胞胎调节级动叶片的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、研磨阻尼块(5)，确保阻尼块(5)的两端能分别装入自带围带(4)上的第一安装槽(411)和第二安装槽(421)内；

S2、将第一个三胞胎调节级动叶片装入叶轮或转子中，将阻尼块(5)的第一阻尼分部(51)装入自带围带(4)的第一安装槽(411)内；

S3、将第二个三胞胎调节级动叶片装入相邻的位置，使步骤S2中阻尼块(5)的第二阻尼分部(52)位于第二个三胞胎调节级动叶片的第二安装槽(421)内；

S4、依次将三胞胎调节级动叶片装入叶轮或转子中，直至安装最后一个三胞胎调节级动叶片时，将阻尼块(5)分割成第一阻尼分部(51)和第二阻尼分部(52)，将第一阻尼分部(51)装入相应的第一安装槽(411)内，第二阻尼分部(52)装入相应的第二安装槽(421)内。

8.根据权利要求7所述的汽轮机三胞胎调节级动叶片，其特征在于：完成步骤S4后，将分割后的所述第一阻尼分部(51)和所述第二阻尼分部(52)焊接成一体。