CN111927581B - 一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸 - Google Patents

一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸,包括排汽缸上部和排汽缸下部。扩压内导流环上固设有杆支撑组件,杆支撑组件包括套杆、第一横杆、第二横杆和抵接板,套杆的一端与扩压内导流环的圆弧侧面固定连接,套杆的另一端与第一横杆的一端连接,第一横杆不与套杆连接的一端与排汽缸下部内侧壁固定连接,第二横杆的一端与套杆的圆弧侧面固定连接,第二横杆的另一端与排汽缸下部的内前壁固定连接。排汽缸下部的外后壁和两个外侧壁上均设有水平支撑板,排汽缸下部的外前壁、外后壁和两个外侧壁上设有水平加强板,下翻边与水平支撑板之间设有多块第一垂直加强板,水平支撑板与水平加强板之间设有多块第二垂直加强板。

Description

一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸
技术领域
本发明涉及汽轮机排汽缸技术领域,尤其是涉及一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸。
背景技术
常规冷凝式汽轮机组都单独设置有一个排汽缸。排汽缸包括排汽缸上部和排汽缸下部,排汽缸上部上设有上翻边,排汽缸下部设有下翻边。汽缸下部前壁上设有下入汽口,所述排汽缸下部的底壁开口设置形成排汽口,所述排汽缸下部内后壁上设有扩压内导流环,所述扩压内导流环为半圆台形,扩压内导流环上设有下叶片转轴连接部,所述扩压内导流环的下底面与所述排汽缸下部内后壁固定连接。所述扩压内导流环位于所述下入汽口与所述排汽口之间,扩压内导流环内设有下外导流环。所述排汽缸上部包括上部前壁、上部圆弧顶和上部框体,上部前壁、上部圆弧顶和上部框体围合焊接,上部前壁上设有上入汽口,上部框体上设有上部汽封档,上部汽封档为半圆台形,上部汽封档上设有上叶片转轴连接部,上部圆弧顶内壁上固设有上外导流环。排汽缸上部和排汽缸下部通过上翻边和下翻边拼接固定形成排汽缸,上入汽口和下入汽口拼接固定形成入汽口;上部汽封档和扩压内导流环拼接固定形成汽封档,下叶片转轴连接部和上叶片转轴连接部拼接固定形成叶片转轴连接部。叶片转轴连接部上可拆卸连接转轴,转轴上设有动叶片,下外导流环和上外导流环拼接固定形成外导流环。当排汽从入汽口进入排汽缸后,排汽向下流动,排汽推动动叶片进行转动,然后从排汽口流出。
当排汽容积流量较大时,考虑到制造成本及成型率一般会采用焊接型式,而常规的焊接排汽缸都是横向左右两侧水平支撑。
现有的焊接排汽缸有自带叶片转轴连接部的焊接排汽缸和不带叶片转轴连接部的焊接排汽缸。相比于独立于排汽缸的叶片转轴连接部布置,自带叶片转轴连接部的焊接排汽缸不仅可以更好地节省机组布置空间,而且可以布置足够的排汽空间来更好地降低排汽损失保证排汽效率。现有的自带叶片转轴连接部的焊接排汽缸也是普遍采用横向左右两侧支撑,然而在机组实际运行过程中叶片转轴连接部会有明显的变形,导致转轴振动增加,汽轮机安全性及稳定性降低,在大型及超大型排汽缸上表现更为明显。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种可对将排汽缸内受到的气流冲击力分散至排汽缸各部,整体稳定性好的多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸,包括排汽缸上部和排汽缸下部。扩压内导流环上固设有杆支撑组件,杆支撑组件包括套杆、第一横杆、第二横杆和抵接板,套杆的一端与扩压内导流环的圆弧侧面固定连接,套杆的另一端与第一横杆的一端连接,第一横杆不与套杆连接的一端与排汽缸下部内侧壁固定连接,第二横杆的一端与套杆的圆弧侧面固定连接,第二横杆的另一端与排汽缸下部的内前壁固定连接,抵接板固设于扩压内导流环的圆弧侧面与套杆的圆弧侧面之间,且抵接板与第二横杆分别位于套杆的两侧,杆支撑组件设有两组,且两组杆支撑组件以扩压内导流环的中心轴线为对称轴对称分布。当高压排汽从入汽口进入排汽缸,排汽推动动叶片转动,叶片转轴连接部受到较大反作用力。此时第一横杆通过套杆对扩压内导流环提供斜向上的第一支撑力,第二横杆通过套杆对扩压内导流环提供斜向上的第二支撑力,第一支撑力和第二支撑力垂直设置。同时抵接板为套杆提供与第二支撑力方向相反的第三支撑力,防止第二横杆作用于套杆的反作用力过大,造成套杆的变形甚至断裂。
排汽缸下部的外后壁和两个外侧壁上均设有水平支撑板,排汽缸下部的外前壁、外后壁和两个外侧壁上设有水平加强板,下翻边与水平支撑板之间设有多块第一垂直加强板,水平支撑板与水平加强板之间设有多块第二垂直加强板,第一垂直加强板与第二垂直加强板交错设置,第一垂直加强板均设有连接斜面,多个连接斜面上固设有连接板,连接板下设有水平加强撑管,水平加强撑管穿过多个第一垂直加强板。套杆、第一横杆和第二横杆将叶片转轴连接部受到的反作用力部分传递给排汽缸下部的前壁和两侧壁。下翻边、水平加强板和水平支撑板给予排汽缸下部的后壁和两侧壁水平保持力,下翻边与水平加强板将单壁受到的水平作用力向其他壁传递,实现力的均匀分布。与下翻边、水平加强板和水平支撑板垂直固定设置的第一垂直加强板和第二垂直加强板为给予排汽缸下部的后壁和两侧壁垂直保持力,同时为下翻边、水平加强板和水平支撑板提供垂直支撑力,水平加强撑管的设置可提高第一垂直加强板与下翻边和水平支撑板之间力的传递。下翻边、水平加强板、水平支撑板、水平加强撑管和第一垂直加强板、第二垂直加强板垂直设置为排汽缸下部的后壁和两侧壁同时提供水平保持力和垂直保持力,并将排汽缸下部的后壁和两侧壁受到的作用力进行分散和均匀,在大幅降低叶片转轴连接部的形变量的同时增加排汽缸整体的稳固性,转轴的振动大幅降低,汽轮机的安全性和稳定性提高。
作为优选,将扩压内导流环的下底面的圆心设为原点,将扩压内导流环的下底面与水平线平行的直径所在的射线设为x轴,将扩压内导流环的下底面与x轴垂直的直径所在的射线设为y轴,将扩压内导流环的中心轴线所在的射线设为z轴,第一横杆分别与x轴、y轴和z轴形成的锐角角度为20°~30°、70°~80°和65°~75°;第二横杆分别与x轴、y轴和z轴形成的锐角角度为85°~90°、0°~5°和85°~90°。套杆与扩压内导流环连接处受到来自叶片转轴连接部的作用力的方向为于连接处的切线方向,经多次试验得知,上述角度设置的第一横杆为扩压内导流环提供的水平支撑力和垂直支撑力可最大程度抵消叶片转轴连接部受到的扭转力,减小叶片转轴连接部的形变量。第一横杆在为扩压内导流环提供的水平支撑力和垂直支撑力时,容易产生弯折,第二横杆为第一横杆提供保持力以防止其弯折,同时抵接板为套杆提供与第二横杆相反方向的保持力,进一步减小第一横杆的形变量。
作为优选,套杆内设有第一容质腔,第一容质腔内填充有液体,第一横杆一端设于第一容质腔内且与第一容质腔过盈配合,排汽缸下部前壁内设有第二容质腔,第二横杆一端设于第二容质腔内且与第二容质腔过盈配合。当排汽排量大时,排汽缸的温度升高,第一容质腔内的液体均膨胀,第一横杆不再是只能被动提供支撑力,还能为下部排汽缸主动提供的推动力,进一步减小叶片转轴连接部的形变量。同理第二容质腔内的液体也进行膨胀,第二横杆同时为第一横杆提供支撑力和推动力。
作为优选,下外导流环固设于两根第二横杆之间。第二横杆不仅为第一横杆提供支撑力还能为下外导流环提供支撑力。
作为优选,扩压内导流环下设有多块支撑板,支撑板分别与排汽缸下部的内前壁和内后壁固定连接,相邻支撑板平行设置,支撑板朝向扩压内导流环的侧面与扩压内导流环的圆弧侧面固定连接,扩压内导流环下方设有多根横向加强撑管,横向加强撑管穿过支撑板分别与排汽缸下部的内前壁和内后壁固定连接,横向加强撑管与支撑板垂直设置。支撑板为排汽缸的两侧壁和扩压内导流环提供支撑力,横向加强撑管为多块支撑板同时提供保持力并分担一部分来自扩压内导流环的作用力。
作为优选,上入汽口的边缘固设有上部半环,上部前壁的外壁上固设有与上部半环同心的加强弧条,加强弧条与上部半环之间连接有径向加强条。
上部圆弧顶的外侧焊接固定有多个上部吊耳,多个上部吊耳以扩压内导流环的中心轴线为对称轴对称分布在上部圆弧顶上。
作为优选,上部圆弧顶与上翻边连接处设有垂直加强板。
作为优选,上部汽封档上设有加固槽,加固槽内设有多个三角固定板,三角固定板的两边分别与加固槽的侧壁和底壁固定连接,相邻三角固定板之间设有径向加强板,径向加强板与三角固定板垂直连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:当高压排汽从入汽口进入排汽缸,排汽推动动叶片转动,叶片转轴连接部受到较大反作用力。此时第一横杆通过套杆对扩压内导流环提供斜向上的第一支撑力,第二横杆通过套杆对扩压内导流环提供斜向上的第二支撑力,第一支撑力和第二支撑力垂直设置。同时抵接板为套杆提供与第二支撑力方向相反的第三支撑力,防止第二横杆作用于套杆的反作用力过大,造成套杆的变形甚至断裂。下翻边、水平加强板、水平支撑板、水平加强撑管和第一垂直加强板、第二垂直加强板垂直设置为排汽缸下部的后壁和两侧壁同时提供水平保持力和垂直保持力,并将排汽缸下部的后壁和两侧壁受到的作用力进行分散和均匀,在大幅降低叶片转轴连接部的形变量的同时增加排汽缸整体的稳固性,转轴的振动大幅降低,汽轮机的安全性和稳定性提高。
附图说明
图1为本发明装置立体结构示意图;
图2为本发明装置另一立体结构示意图;
图3为本发明排汽缸下部立体结构示意图;
图4为本发明排汽缸下部另一立体结构示意图。
附图标记说明如下:1、杆支撑组件;11、套杆;12、抵接板;13、第二横杆;14、第一横杆;21、扩压内导流环;31、下叶片转轴连接部;41、下外导流环;51、下翻边;52、上翻边;61、支撑板;62、横向加强撑管;71、第一垂直加强板;72、水平支撑板;73、第二垂直加强板;74、水平加强板;81、上部圆弧顶;82、上部吊耳;83、垂直加强板;84、加固槽;85、三角固定板;86、径向加强板;91、入汽口;92、排汽口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“底部”和“顶部”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例1:
如图1、3所示,一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸,包括排汽缸上部和排汽缸下部。扩压内导流环21上固设有杆支撑组件1,杆支撑组件1包括套杆11、第一横杆14、第二横杆13和抵接板12,套杆11的一端与扩压内导流环21的圆弧侧面固定连接,套杆11的另一端与第一横杆14的一端连接,第一横杆14不与套杆11连接的一端与排汽缸下部内侧壁固定连接,第二横杆13的一端与套杆11的圆弧侧面固定连接,第二横杆13的另一端与排汽缸下部的内前壁固定连接,抵接板12固设于扩压内导流环21的圆弧侧面与套杆11的圆弧侧面之间,且抵接板12与第二横杆13分别位于套杆11的两侧,杆支撑组件1设有两组,且两组杆支撑组件1以扩压内导流环21的中心轴线为对称轴对称分布。下外导流环41固设于两根第二横杆13之间。第二横杆13不仅为第一横杆14提供支撑力还能为下外导流环41提供支撑力。
如图1、2所示,排汽缸下部的外后壁和两个外侧壁上均设有水平支撑板72,排汽缸下部的外前壁、外后壁和两个外侧壁上设有水平加强板74,下翻边51与水平支撑板72之间设有多块第一垂直加强板71,水平支撑板72与水平加强板74之间设有多块第二垂直加强板73,第一垂直加强板71与第二垂直加强板73交错设置,第一垂直加强板71均设有连接斜面,多个连接斜面上固设有连接板,连接板下设有水平加强撑管,水平加强撑管穿过多个第一垂直加强板71。
如图4所示,扩压内导流环21下设有多块支撑板61,支撑板61分别与排汽缸下部的内前壁和内后壁固定连接,相邻支撑板61平行设置,支撑板61朝向扩压内导流环21的侧面与扩压内导流环21的圆弧侧面固定连接,扩压内导流环21下方设有多根横向加强撑管62,横向加强撑管62穿过支撑板61分别与排汽缸下部的内前壁和内后壁固定连接,横向加强撑管62与支撑板61垂直设置。支撑板61为排汽缸的两侧壁和扩压内导流环21提供支撑力,横向加强撑管62为多块支撑板61同时提供保持力并分担一部分来自扩压内导流环21的作用力。
如图1所示,上入汽口91的边缘固设有上部半环,上部前壁的外壁上固设有与上部半环同心的加强弧条,加强弧条与上部半环之间连接有径向加强条。上部圆弧顶81的外侧焊接固定有多个上部吊耳82,多个上部吊耳82以扩压内导流环21的中心轴线为对称轴对称分布在上部圆弧顶81上。上部圆弧顶81与上翻边52连接处设有垂直加强板83。
如图2所示,上部汽封档上设有加固槽84,加固槽84内设有多个三角固定板85,三角固定板85的两边分别与加固槽84的侧壁和底壁固定连接,相邻三角固定板85之间设有径向加强板86,径向加强板86与三角固定板85垂直连接。
实施例2:
将扩压内导流环21的下底面的圆心设为原点,将扩压内导流环21的下底面与水平线平行的直径所在的射线设为x轴,将扩压内导流环21的下底面与x轴垂直的直径所在的射线设为y轴,将扩压内导流环21的中心轴线所在的射线设为z轴,第一横杆14分别与x轴、y轴和z轴形成的锐角角度为20°~30°、70°~80°和65°~75°;第二横杆13分别与x轴、y轴和z轴形成的锐角角度为85°~90°、0°~5°和85°~90°。套杆11与扩压内导流环21连接处受到来自叶片转轴连接部的作用力的方向为于连接处的切线方向,经多次试验得知,上述角度设置的第一横杆14为扩压内导流环21提供的水平支撑力和垂直支撑力可最大程度抵消叶片转轴连接部受到的扭转力,减小叶片转轴连接部的形变量。第一横杆14在为扩压内导流环21提供的水平支撑力和垂直支撑力时,容易产生弯折,第二横杆13为第一横杆14提供保持力以防止其弯折,同时抵接板12为套杆11提供与第二横杆13相反方向的保持力,进一步减小第一横杆14的形变量。
实施例3:
套杆11内设有第一容质腔,第一容质腔内填充有液体,第一横杆14一端设于第一容质腔内且与第一容质腔过盈配合,排汽缸下部前壁内设有第二容质腔,第二横杆13一端设于第二容质腔内且与第二容质腔过盈配合。当排汽排量大时,排汽缸的温度升高,第一容质腔内的液体均膨胀,第一横杆14不再是只能被动提供支撑力,还能为下部排汽缸主动提供的推动力,进一步减小叶片转轴连接部的形变量。同理第二容质腔内的液体也进行膨胀,第二横杆13同时为第一横杆14提供支撑力和推动力。
工作原理:当高压排汽从入汽口91进入排汽缸,排汽推动动叶片转动,叶片转轴连接部受到较大反作用力。此时第一横杆14通过套杆11对扩压内导流环21提供斜向上的第一支撑力,第二横杆13通过套杆11对扩压内导流环21提供斜向上的第二支撑力,第一支撑力和第二支撑力垂直设置。同时抵接板12为套杆11提供与第二支撑力方向相反的第三支撑力,防止第二横杆13作用于套杆11的反作用力过大,造成套杆11的变形甚至断裂。
套杆11、第一横杆14和第二横杆13将叶片转轴连接部受到的反作用力部分传递给排汽缸下部的前壁和两侧壁。下翻边51、水平加强板74和水平支撑板72给予排汽缸下部的后壁和两侧壁水平保持力,下翻边51与水平加强板74将单壁受到的水平作用力向其他壁传递,实现力的均匀分布。与下翻边51、水平加强板74和水平支撑板72垂直固定设置的第一垂直加强板71和第二垂直加强板73为给予排汽缸下部的后壁和两侧壁垂直保持力,同时为下翻边51、水平加强板74和水平支撑板72提供垂直支撑力,水平加强撑管的设置可提高第一垂直加强板71与下翻边51和水平支撑板72之间力的传递。下翻边51、水平加强板74、水平支撑板72、水平加强撑管和第一垂直加强板71、第二垂直加强板73垂直设置为排汽缸下部的后壁和两侧壁同时提供水平保持力和垂直保持力,并将排汽缸下部的后壁和两侧壁受到的作用力进行分散和均匀,在大幅降低叶片转轴连接部的形变量的同时增加排汽缸整体的稳固性,转轴的振动大幅降低,汽轮机的安全性和稳定性提高。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸,包括排汽缸上部和排汽缸下部,其特征在于,扩压内导流环(21)上固设有杆支撑组件(1),所述杆支撑组件(1)包括套杆(11)、第一横杆(14)、第二横杆(13)和抵接板(12),所述套杆(11)的一端与扩压内导流环(21)的圆弧侧面固定连接,所述套杆(11)的另一端与所述第一横杆(14)的一端连接,所述第一横杆(14)不与所述套杆(11)连接的一端与所述排汽缸下部内侧壁固定连接,所述第二横杆(13)的一端与所述套杆(11)的圆弧侧面固定连接,所述第二横杆(13)的另一端与所述排汽缸下部的内前壁固定连接,所述抵接板(12)固设于所述扩压内导流环(21)的圆弧侧面与所述套杆(11)的圆弧侧面之间,且所述抵接板(12)与所述第二横杆(13)分别位于所述套杆(11)的两侧,所述杆支撑组件(1)设有两组,且两组所述杆支撑组件(1)以所述扩压内导流环(21)的中心轴线为对称轴对称分布;
所述排汽缸下部的外后壁和两个外侧壁上均设有水平支撑板(72),所述排汽缸下部的外前壁、外后壁和两个外侧壁上设有水平加强板(74),下翻边(51)与所述水平支撑板(72)之间设有多块第一垂直加强板(71),所述水平支撑板(72)与所述水平加强板(74)之间设有多块第二垂直加强板(73),所述第一垂直加强板(71)与所述第二垂直加强板(73)交错设置,所述第一垂直加强板(71)均设有连接斜面,多个所述连接斜面上固设有连接板,所述连接板下设有水平加强撑管,所述水平加强撑管穿过多个所述第一垂直加强板(71);
将所述扩压内导流环(21)的下底面的圆心设为原点,将所述扩压内导流环(21)的下底面与水平线平行的直径所在的射线设为x轴,将所述扩压内导流环(21)的下底面与x轴垂直的直径所在的射线设为y轴,将所述扩压内导流环(21)的中心轴线所在的射线设为z轴,所述第一横杆(14)分别与x轴、y轴和z轴形成的锐角角度为20°~30°、70°~80°和65°~75°;所述第二横杆(13)分别与x轴、y轴和z轴形成的锐角角度为85°~90°、0°~5°和85°~90°;
所述套杆(11)内设有第一容质腔,所述第一容质腔内填充有液体,所述第一横杆(14)一端设于所述第一容质腔内且与所述第一容质腔过盈配合,所述排汽缸下部前壁内设有第二容质腔,所述第二横杆(13)一端设于所述第二容质腔内且与所述第二容质腔过盈配合。
2.根据权利要求1所述的一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸,其特征在于,下外导流环(41)固设于两根所述第二横杆(13)之间。
3.根据权利要求1所述的一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸,其特征在于,所述扩压内导流环(21)下设有多块支撑板(61),所述支撑板(61)分别与所述排汽缸下部的内前壁和内后壁固定连接,相邻所述支撑板(61)平行设置,所述支撑板(61)朝向所述扩压内导流环(21)的侧面与所述扩压内导流环(21)的圆弧侧面固定连接,所述扩压内导流环(21)下方设有多根横向加强撑管(62),所述横向加强撑管(62)穿过所述支撑板(61)分别与所述排汽缸下部的内前壁和内后壁固定连接,所述横向加强撑管(62)与所述支撑板(61)垂直设置。
4.根据权利要求1所述的一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸,其特征在于,上入汽口(91)的边缘固设有上部半环,上部前壁的外壁上固设有与所述上部半环同心的加强弧条,所述加强弧条与上部半环之间连接有径向加强条。
5.根据权利要求1所述的一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸,其特征在于,上部圆弧顶(81)的外侧焊接固定有多个上部吊耳(82),多个上部吊耳(82)以所述扩压内导流环(21)的中心轴线为对称轴对称分布在所述上部圆弧顶(81)上。
6.根据权利要求1所述的一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸,其特征在于,上部圆弧顶(81)与上翻边(52)连接处设有垂直加强板(83)。
7.根据权利要求1所述的一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸,其特征在于,上部汽封档上设有加固槽(84),所述加固槽(84)内设有多个三角固定板(85),所述三角固定板(85)的两边分别与所述加固槽(84)的侧壁和底壁固定连接,相邻所述三角固定板(85)之间设有径向加强板(86),所述径向加强板(86)与所述三角固定板(85)垂直连接。
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