CN113294214A - 一种装备有拼装隔板的冲动式汽轮机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装备有拼装隔板的冲动式汽轮机，包括缸体和隔板，所述隔板包括若干喷嘴体，喷嘴体的侧面设置有沿轴向贯穿的凹槽，相邻两个喷嘴体之间的凹槽形成喷嘴，所述缸体的内表面设置有限位槽，所述喷嘴体上设置有与限位键，所述限位键嵌入限位槽内，若干喷嘴体沿圆周依次紧压固定在缸体上，本发明采用多块喷嘴体依次装配到缸体上而直接形成隔板，无需后续的焊接过程，消除焊接对隔板加工精度的影响。

Description

一种装备有拼装隔板的冲动式汽轮机

技术领域

本发明专利属于冲动式汽轮机设备，更具体地说，它涉及一种装备有拼装隔板的冲动式汽轮机。

背景技术

汽轮机的隔板是汽轮机本体的重要部件，它和相邻的转子动叶珊构成了汽轮机的一个级，级是汽轮机做功的基本单元。当高压蒸汽流经隔板上的静叶栅(喷嘴)时，就会推动转子上的动叶栅绕轴线转动，从而将蒸汽的势能转化为转子的机械能。

传统的冲动式汽轮机隔板通常为上、下对称的两部分，分别固定在上、下缸体上。它由隔板体、静叶栅(喷嘴)和隔板外缘等部件组成，主要起到固定静叶栅和阻止级与级之间蒸汽泄漏的作用。因此，隔板的加工精度就直接关系到了静叶栅的通流平顺性和级间密封效果，进而对汽轮机的内效率产生重要影响。

比较常见的隔板加工工艺是：1、分别加工好隔板体、静叶栅和隔板外缘的毛坯；2、将上述三个部件焊接成一体；3、热处理以便消除焊接内应力；4、隔板精加工，满足装配的形状和尺寸要求。尽管传统工艺在焊接后进行了热处理，但是在焊接过程中造成的叶片变形，很难通过热处理得以恢复。并且，由于叶片结构复杂也不能通过精加工来重新矫形。这样势必造成此缺陷会永远存在下去。除此以外，热处理也不能保证消除全部的焊接内应力，残余应力仍有可能在汽轮机工作一段时间后被释放出来。由于应力释放的方向存在不确定性，其后果可能是隔板与转子之间的密封间隙变大，造成级间漏气增多；或是密封间隙变得更小，使得隔板和转子上的迷宫密封环发生摩擦，成为安全隐患。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用多块喷嘴体依次装配到缸体上而直接形成隔板，无需后续的焊接过程，消除焊接对隔板加工精度的影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种装备有拼装隔板的冲动式汽轮机，包括缸体和隔板，所述隔板包括若干喷嘴体，喷嘴体的侧面设置有沿轴向贯穿的凹槽，相邻两个喷嘴体之间的凹槽形成喷嘴，所述缸体的内表面设置有限位槽，所述喷嘴体上设置有与限位键，所述限位键嵌入限位槽内，若干喷嘴体沿圆周依次紧压固定在缸体上。

进一步的所述喷嘴体包括内隔板和外隔板，凹槽位于内隔板和外隔板之间，内隔板的径向长度小于隔板径向长度的一半，凹槽的径向长度大于隔板径向长度的一半，限位键与外隔板一侧连接。

进一步的相邻两个所述的喷嘴体接触面沿轴向方向均为倾斜面。

进一步的所述限位槽为梯形槽，所述限位键为梯形键。

进一步的所述喷嘴体与限位键一体成型

进一步的还包括如下装备方法，

S1：根据喷嘴数量和隔板的内外半径差，加工出与隔板喷嘴数量相同的独立喷嘴体，在喷嘴体根部预留梯形键；

S2：在缸体的内侧安装隔板的位置，沿圆周加工一条梯形槽，其尺寸与喷嘴体上的梯形键相配；

S3：将所有的喷嘴体的梯形键依次嵌入缸体的梯形槽内，锁定缸体首末位置的喷嘴体，使相邻两个喷嘴体紧压在一起；

S4：修整喷嘴体的内径表面，使其满足迷宫密封的尺寸和表面粗糙度要求，完成装配。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在隔板的加工过程及装配过程中全部采用了冷加工的方式，完全杜绝了焊接造成的静格栅(喷嘴)变形，使得装配后的喷嘴线型与设计要求高度一致，减少了高压蒸汽在喷嘴内流动时的摩擦损失，喷出气流的方向也更加精确，做功能力更好；

2、由于拼装的隔板不再存有残余应力，隔板密封的间隙就可以尽量缩小，减少了级间漏气损失，提高了汽轮机的内效率；

3、喷嘴体的加工是一次到位的，与传统的焊接隔板相比较，减少了隔板体和隔板外缘的毛坯加工、焊接、热处理等工序，大幅降低了制造周期和加工成本。

附图说明

图1为本发明中喷嘴体的结构示意图；

图2为本发明隔板拼装后的侧视图；

图3为本发明隔板拼装后的剖视图。

附图标记：1、喷嘴体；11、外隔板；12、内隔板；13、凹槽；14、梯形键；15、喷嘴；2、缸体。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

一种装备有拼装隔板的冲动式汽轮机，包括缸体2和隔板，所述隔板包括若干喷嘴体1，喷嘴体1的侧面设置有沿轴向贯穿的凹槽13，相邻两个喷嘴体1之间的凹槽13形成喷嘴15，所述缸体2的内表面设置有限位槽，所述喷嘴体1上设置有与限位键，所述限位键嵌入限位槽内，若干喷嘴体1沿圆周依次紧压固定在缸体2上。

在本实施例中所指的轴向均是缸体2的轴向方向，径向指的是缸体2的径向方向。

其中凹槽13的侧面形状根据喷嘴15线性的设计要求而定，所有的喷嘴体1结构相同。

在本实施例中喷嘴体1与限位键一体成型，即二者为同一块坯料加工而成，无需额外的拼接。

本实施例优选的所述喷嘴体1包括内隔板12和外隔板11，凹槽13位于内隔板12和外隔板11之间，内隔板12的径向长度小于隔板径向长度的一半，凹槽13的径向长度大于隔板径向长度的一半，限位键与外隔板11一侧连接。

本发明可以将汽轮机转子的直径大幅缩小，使得隔板的受压面(即外隔板11的表面)减少到原来的1/4，而又可以保证不降低汽轮机的额定功率，同时冲动式汽轮机的原有优势(结构相对简单，可靠耐用，制造成本低等)也可以得以保留。

本实施例优选的相邻两个所述的喷嘴体1接触面沿轴向方向均为倾斜面。

本实施例优选的所述限位槽为梯形槽，所述限位键为梯形键14。

当然限位槽和限位键也可以为其他形状结构，只要使得限位键能够在限位槽内保持稳定，不会发生任意方向的移动均可。

还包括如下装备方法，

S1：根据喷嘴15数量和隔板的内外半径差，加工出与隔板喷嘴15数量相同的独立喷嘴体1，在喷嘴体1根部预留梯形键14；

S2：在缸体2的内侧安装隔板的位置，沿圆周加工一条梯形槽，其尺寸与喷嘴体1上的梯形键14相配；

S3：将所有的喷嘴体1的梯形键14依次嵌入缸体2的梯形槽内，锁定缸体2首末位置的喷嘴体1，使相邻两个喷嘴体1紧压在一起；

在实际中，缸体2沿轴截面分为两部分，分别将所有的喷嘴体1装入两部分缸体2内并锁定首末位置的喷嘴体1，然后再将两部分缸体2结合固定在一起，这样两部分缸体2的首末位置的喷嘴体1也将互相结合固定。

S4：修整喷嘴体1的内径表面，使其满足迷宫密封的尺寸和表面粗糙度要求，完成装配。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种装备有拼装隔板的冲动式汽轮机，包括缸体和隔板，其特征在于：所述隔板包括若干喷嘴体，喷嘴体的侧面设置有沿轴向贯穿的凹槽，相邻两个喷嘴体之间的凹槽形成喷嘴，所述缸体的内表面设置有限位槽，所述喷嘴体上设置有与限位键，所述限位键嵌入限位槽内，若干喷嘴体沿圆周依次紧压固定在缸体上。

2.根据权利要求1所述的装备有拼装隔板的冲动式汽轮机，其特征在于：所述喷嘴体包括内隔板和外隔板，凹槽位于内隔板和外隔板之间，内隔板的径向长度小于隔板径向长度的一半，凹槽的径向长度大于隔板径向长度的一半，限位键与外隔板一侧连接。

3.根据权利要求2所述的装备有拼装隔板的冲动式汽轮机，其特征在于：相邻两个所述的喷嘴体接触面沿轴向方向均为倾斜面。

4.根据权利要求3所述的装备有拼装隔板的冲动式汽轮机，其特征在于：所述限位槽为梯形槽，所述限位键为梯形键。

5.根据权利要求4所述的装备有拼装隔板的冲动式汽轮机，其特征在于：所述喷嘴体与限位键一体成型。

6.根据权利要求5所述的装备有拼装隔板的冲动式汽轮机，其特征在于：还包括如下装备方法，

S1：根据喷嘴数量和隔板的内外半径差，加工出与隔板喷嘴数量相同的独立喷嘴体，在喷嘴体根部预留梯形键；

S2：在缸体的内侧安装隔板的位置，沿圆周加工一条梯形槽，其尺寸与喷嘴体上的梯形键相配；

S3：将所有的喷嘴体的梯形键依次嵌入缸体的梯形槽内，锁定缸体首末位置的喷嘴体，使相邻两个喷嘴体紧压在一起；

S4：修整喷嘴体的内径表面，使其满足迷宫密封的尺寸和表面粗糙度要求，完成装配。

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