CN111594276A - 一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带及其加工、装配方法 - Google Patents

一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带及其加工、装配方法 Download PDF

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王广成
胡宝成
苏志成
张仁军
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Abstract

一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带及其加工、装配方法，它涉及机械加工技术领域。本发明为解决原有汽轮机喷嘴组隔叶件与喷嘴组导叶片之间焊接质量难以控制，喷嘴组外圆侧汽道不圆滑，且影响喷嘴组做功效率的问题。外围带包括围带，围带上沿圆周方向设有多个导叶片型孔，每个导叶片型孔分别套装在相应位置的喷嘴组导叶片外圆上。加工装配方法包括：下料；粗加工；精加工；加工导叶片型孔；围带线切割分离；围带与喷嘴组导叶片装配；焊接固定；安装喷嘴组外环。本发明用于汽轮机整体铣制的喷嘴组加工、制造。

Description

一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带及其加工、装配方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带及其加工、装配方法。
背景技术
国内汽轮机制造商普遍采用技术最成熟、最可靠的200MW及以下汽轮机喷嘴组制造方案，即内环与喷嘴组导叶片为一体结构的整体式喷嘴组，该喷嘴组采用铣削方式加工喷嘴组上所有汽道，然后在两相邻导叶片之间的汽道部位装焊上隔叶件，最后在隔叶件外圆上再焊接喷嘴组外环。虽然原隔叶件结构喷嘴组技术成熟但也存在如下问题：
1、由于喷嘴组每两个导叶片之间的外侧汽道部位空间需先装配上单个隔叶件，再通过焊接方式将隔叶件与喷嘴组导叶之间进行焊接连接。但由于蒸汽参数较高的300MW、600MW汽轮机喷嘴组汽道数量多，导致相邻两导叶片之间节距较小，受喷嘴组整体尺寸所限，导致两导叶片之间的隔叶件出汽侧部位尺寸较小，焊接质量控制难度加大，且喷嘴组精加工后出汽侧端面上的隔叶件间的焊缝消缺工作量加大。
2、喷嘴组采用隔叶件结构要求隔叶件与喷嘴组之间的装配精度高，节距小的隔叶件装配时难度更大，隔叶件结构焊后更容易导致喷嘴组外圆侧汽道不圆滑，最终影响喷嘴组做功效率。
发明内容
本发明为了解决原有汽轮机喷嘴组隔叶件与喷嘴组导叶片之间焊接质量难以控制，喷嘴组外圆侧汽道不圆滑，且影响喷嘴组做功效率的问题，进而提出一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带及其加工、装配方法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带包括围带，围带上沿圆周方向设有多个导叶片型孔，每个导叶片型孔分别套装在相应位置的喷嘴组导叶片外圆上。
一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带的加工装配方法包括如下步骤：
步骤一：下料：围带锻件为整圈来料；
步骤二：粗加工：参照围带图纸尺寸对其轮廓进行粗车加工，在图纸尺寸基础上单边留3mm加工余量，然后进行去应力热处理；
步骤三：精加工：按照围带图纸尺寸对其轮廓进行精车加工，且围带的内圆尺寸比喷嘴组导叶片的外圆尺寸小2mm～5mm；
步骤四：加工导叶片型孔：首先利用数控镗床钻出围带与喷嘴组导叶片配合部位的导叶片型孔线切割定位用穿丝孔，然后利用线切割加工出多个导叶片型孔；
步骤五：围带线切割分离：将围带线切割分离成多段圆弧段，由此完成围带的加工；
步骤六：围带与喷嘴组导叶片装配：将围带的各段圆弧段上的导叶片型孔与喷嘴组导叶片之间一一对应，然后将各段圆弧段套装在喷嘴组导叶片上；
步骤七：焊接固定：采用焊接的方式将导叶片型孔与喷嘴组导叶片之间进行连接，将围带与喷嘴组导叶片之间焊接成一体；
步骤八：安装喷嘴组外环：将外环焊接到围带的外侧，由此完成围带的装配，完成整个喷嘴组的装焊工作。
本发明与现有技术相比包含的有益效果是：
本发明提出一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带及其加工、装配方法，将原来的喷嘴+隔叶件+外环结构采用喷嘴+围带+外环来替代，保证汽道圆滑程度，降低隔叶件结构的装配、焊接难度，保证了焊接质量，将原来彼此分离的隔叶件不再分离而在制造过程中直接连接成一体形成围带结构，从而也增加了零件刚性，且降低了焊缝长度，大大提高了喷嘴组外圆侧汽道部位的圆滑程度，提高了喷嘴组的汽道部位尺寸精度，进而提高了汽轮机喷嘴组做功效率。
在新制的喷嘴组上采用围带结构代替原隔叶件结构，顺利完成了哈汽公司七台河电厂首台G66.096Z喷嘴组的装配、焊接工作，且该喷嘴组已在电厂安全运行多年。
采用围带结构喷嘴组方案代替原隔叶件喷嘴组方案每台可节约制造成本约17.5万元。
附图说明
图1是本发明装配在喷嘴组中整体结构的截面示意图；
图2是本发明中围带1的截面示意图；
图3是本发明中围带1外圆展开图的俯视图；
图4是本发明中围带1内圆展开图的俯视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带包括围带1，围带1上沿圆周方向设有多个导叶片型孔1-1，每个导叶片型孔1-1分别套装在相应位置的喷嘴组导叶片2外圆上。
喷嘴组导叶片2与内环设计成一体结构，由锻件整体铣制而成，原有喷嘴组上的每两个喷嘴组导叶片2之间的外侧汽道空间装焊单个隔叶件，为了降低隔叶件与喷嘴组之间的装配难度，同时大幅度减少焊缝长度，提高喷嘴组外圆侧汽道圆滑程度，将原来彼此分离的单个隔叶件加工成一体结构形成围带1，用来代替多个隔叶件，喷嘴组围带1与喷嘴组导叶片2之间装配后，再通过焊接方式将围带1与喷嘴组导叶片2之间焊接成一体，最后再将外环3焊接到围带1上从而形成整个喷嘴组。
具体实施方式二：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述导叶片型孔1-1的截面型线形状与喷嘴组导叶片2的截面型线形状相同。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述围带1内圆侧汽道型线与喷嘴组导叶片2外圆侧汽道型线相同。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述围带1包括多段圆弧段，多段圆弧段首尾顺次连接成一个圆弧状。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述圆弧段的弧段圆弧圆心角为60°-90°。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带的加工装配方法包括如下步骤：
步骤一：下料：围带锻件为整圈来料；
步骤二：粗加工：参照围带1图纸尺寸对其轮廓进行粗车加工，在图纸尺寸基础上单边留3mm加工余量，然后进行去应力热处理；
步骤三：精加工：按照围带1图纸尺寸对其轮廓进行精车加工，且围带1的内圆尺寸比喷嘴组导叶片2的外圆尺寸小2mm～5mm；
步骤四：加工导叶片型孔1-1：首先利用数控镗床钻出围带1与喷嘴组导叶片2配合部位的导叶片型孔1-1线切割定位用穿丝孔，然后利用线切割加工出多个导叶片型孔1-1；
步骤五：围带线切割分离：将围带1线切割分离成多段圆弧段，由此完成围带1的加工；
步骤六：围带1与喷嘴组导叶片2装配：将围带1的各段圆弧段上的导叶片型孔1-1与喷嘴组导叶片2之间一一对应，然后将各段圆弧段套装在喷嘴组导叶片2上；
步骤七：焊接固定：采用焊接的方式将导叶片型孔1-1与喷嘴组导叶片2之间进行连接，将围带1与喷嘴组导叶片2之间焊接成一体；
步骤八：安装喷嘴组外环：将外环3焊接到围带1的外侧，由此完成围带1的装配，完成整个喷嘴组的装焊工作。
具体实施方式七：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述步骤四中，线切割导叶片型孔1-1时，导叶片型孔1-1的尺寸在喷嘴组导叶片2型线尺寸的基础上扩大0.2mm～0.3mm。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述步骤六中，套装时采用热套的方式，首先将围带1加热后，再将各段圆弧段从喷嘴组外圆侧朝内整体套装在喷嘴组导叶片2上。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式六相同。
具体实施方式九：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述围带1的热套温度为150℃～200℃。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式八相同。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (9)

1.一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带，其特征在于：所述它包括围带(1)，围带(1)上沿圆周方向设有多个导叶片型孔(1-1)，每个导叶片型孔(1-1)分别套装在相应位置的喷嘴组导叶片(2)外圆上。
2.根据权利要求1所述一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带，其特征在于：所述导叶片型孔(1-1)的截面型线形状与喷嘴组导叶片(2)的截面型线形状相同。
3.根据权利要求1或2所述一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带，其特征在于：所述围带(1)内圆侧汽道型线与喷嘴组导叶片(2)外圆侧汽道型线相同。
4.根据权利要求3所述一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带，其特征在于：所述围带(1)包括多段圆弧段，多段圆弧段首尾顺次连接成一个圆弧状。
5.根据权利要求4所述一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带，其特征在于：所述圆弧段的弧段圆弧圆心角为60°-90°。
6.如权利要求1-5中任一项所述一种汽轮机整体式喷嘴组用外围带的加工、装配方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤一：下料：围带锻件为整圈来料；
步骤二：粗加工：参照围带(1)图纸尺寸对其轮廓进行粗车加工，在图纸尺寸基础上单边留3mm加工余量，然后进行去应力热处理；
步骤三：精加工：按照围带(1)图纸尺寸对其轮廓进行精车加工，且围带(1)的内圆尺寸比喷嘴组导叶片(2)的外圆尺寸小2mm～5mm；
步骤四：加工导叶片型孔(1-1)：首先利用数控镗床钻出围带(1)与喷嘴组导叶片(2)配合部位的导叶片型孔(1-1)线切割定位用穿丝孔，然后利用线切割加工出多个导叶片型孔(1-1)；
步骤五：围带线切割分离：将围带(1)线切割分离成多段圆弧段，由此完成围带(1)的加工；
步骤六：围带(1)与喷嘴组导叶片(2)装配：将围带(1)的各段圆弧段上的导叶片型孔(1-1)与喷嘴组导叶片(2)之间一一对应，然后将各段圆弧段套装在喷嘴组导叶片(2)上；
步骤七：焊接固定：采用焊接的方式将导叶片型孔(1-1)与喷嘴组导叶片(2)之间进行连接，将围带(1)与喷嘴组导叶片(2)之间焊接成一体；
步骤八：安装喷嘴组外环：将外环(3)焊接到围带(1)的外侧，由此完成围带(1)的装配，完成整个喷嘴组的装焊工作。
7.根据权利要求6所述外围带的加工、装配方法，其特征在于：所述步骤四中，线切割导叶片型孔(1-1)时，导叶片型孔(1-1)的尺寸在喷嘴组导叶片(2)型线尺寸的基础上扩大0.2mm～0.3mm。
8.根据权利要求6所述外围带的加工、装配方法，其特征在于：所述步骤六中，套装时采用热套的方式，首先将围带(1)加热后，再将各段圆弧段从喷嘴组外圆侧朝内整体套装在喷嘴组导叶片(2)上。
9.根据权利要求8所述外围带的加工、装配方法，其特征在于：所述围带(1)的热套温度为150℃～200℃。
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