CN114542213B - 一种船用汽轮机隔板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种船用汽轮机隔板结构，包括隔板体、隔板外环、静叶片、外围带、内围带，静叶片的顶部与外围带固定在一起，静叶片的底部与内围带固定在一起，隔板外环与外围带固定在一起，隔板体与内围带固定在一起。本发明与现有船用汽轮机隔板结构相比，该隔板结构能够使用宽度较小的隔板体、组合式焊接方式保证了足够的焊接强度，样件焊接强度试验表明电子束焊强度达到700MPa以上、沿型线方向切割的中分面处叶片保证足够的强度。本发明有效解决了决传统船用汽轮机隔板厚度过大、焊接质量低、中分面叶片容易损坏等问题。

Description

一种船用汽轮机隔板结构
技术领域
本发明涉及的是一种汽轮机，具体地说是汽轮机的隔板。
背景技术
作为主要的船用动力之一的船用汽轮机占有极其重要的地位，隔板是船用汽轮机的重要组成部件之一，隔板固定在内汽缸上，主要用来将汽轮机各级进行分隔，蒸汽通过隔板后汽流发生偏转同时压力温度降低将蒸汽的内能转化为动能，用于隔板后面动叶推动转子将动能转化为机械能做功。隔板主要由隔板外环、外围带、静叶片、内围带和隔板体组成，通过装配将隔板外环、围带、叶片和隔板体组合整体。
船用汽轮机隔板一般为焊接结构，首先将内外围带和静叶片转配后采用焊接方式和隔板外环及隔板体联接成整体，这种结构得到了广泛的应用，然而在应用过程中仍然存在一些问题：焊接部位的焊接强度薄弱，焊接过程中容易产生应力集中和焊接变形，为保证足够的强度会导致隔板体厚度增加，造成通流尺寸重量的增加；此外焊接隔板结构为上下半结构，在中分面处分成两半，导致中分面位置处叶片需要切割成两部分，通过上下半的装配形成整体，导致叶片出汽边强度降低，容易在高速气流的作用下损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供焊接质量高、焊接变形小，中分面处叶片强度高，具有良好强度性能的一种船用汽轮机隔板结构。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种船用汽轮机隔板结构，其特征是：包括隔板体、隔板外环、静叶片、外围带、内围带，静叶片的顶部与外围带固定在一起，静叶片的底部与内围带固定在一起，隔板外环与外围带固定在一起，隔板体与内围带固定在一起。
本发明还可以包括：
1、所述外围带与静叶片和隔板外环均为焊接，外围带采用整圈结构，在周向180°处对应位置的叶片进汽侧和背弧出汽侧预加工出预分离缝，背弧侧的预分离缝避开叶片喉部位置。
2、所述内围带与静叶片和隔板体均为焊接，内围带采用整圈结构，在周向180°处对应位置的叶片进汽侧和背弧出汽侧预加工出预分离缝，背弧侧的预分离缝避开叶片喉部位置。
3、静叶片、外围带、内围带组成静叶栅组，静叶栅组中包括两只沿周向180°对称分布的叶片，两个叶片的内弧侧加工6.4mm深的焊缝坡口。
4、隔板外环与外围带采用电子束焊和气体保护焊的组合焊接方式连接。
本发明的优势在于：本发明与现有船用汽轮机隔板结构相比，该隔板结构能够使用宽度较小的隔板体、组合式焊接方式保证了足够的焊接强度，样件焊接强度试验表明电子束焊强度达到700MPa以上、沿型线方向切割的中分面处叶片保证足够的强度。本发明有效解决了决传统船用汽轮机隔板厚度过大、焊接质量低、中分面叶片容易损坏等问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为外围带示意图；
图3为内围带示意图；
图4a为静叶栅组件示意图，图4b为图4a的B向示意图，图4c为图4a的C向示意图；
图5a为隔板体示意图。图5b为图5a的A-A视图；
图6为焊接坡口示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-6，具体实施方式一：本实施方式的一种船用汽轮机隔板结构由隔板外环1、外围带2、静叶片3、内围带4和隔板体5等组成。静叶片3和内围带4通过焊接方式组织在一起，进而将静叶片3的顶部和外围带2通过焊接方式组织在一起，从而形成静叶栅组件(见图4a-图4b)。隔板外环1和隔板体5采用整圈加工，在隔板外环1和静叶栅组件的外围带2对应位置处预留焊接坡口，在隔板体5和静叶栅组件的内围带4对应位置处预留焊接坡口，采用气体保护焊和电子束焊结合的方式将隔板外环1、静叶栅组件、隔板体5焊接组成整体。
具体实施方式二：本实施方式的外围带采用整圈结构，在周向180°处对应位置的叶片进汽侧和背弧出汽侧预加工出预分离缝，其中背弧侧的预分离缝应当避开叶片喉部位置，以保证通流面积，在叶片前缘截面做相切的水刀切口。根据外围带预分离缝尺寸结合内外围带实际安装位置关系，照配外围带分离缝的位置尺寸，保证内外围带预分离缝在同一径向面。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式的内围带采用整圈结构，在周向180°处对应位置的叶片进汽侧和背弧出汽侧预加工出预分离缝，其中背弧侧的预分离缝应当避开叶片喉部位置，以保证通流面积，在叶片前缘截面做相切的水刀切口。根据内围带预分离缝尺寸结合内外围带实际安装位置关系，照配内围带分离缝的位置尺寸，保证内外围带预分离缝在同一径向面。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二相同。
具体实施方式四：本实施方式的静叶栅组件由外围带2、静叶片3和内围带4焊接组成，特别地，选取两只沿周向180°对称分布的特殊叶片，特殊叶片在与围带焊接前钳工修磨好，在特殊叶片的内弧侧加工出6.4mm深的焊缝坡口。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三相同。
具体实施方式五：本实施方式的隔板体5毛坯采用整圈结构，为便于后续组件的焊接及精加工预留有适宜的加工余量，类似地隔板外环1同样采用整圈结构。选择整圈结构原因是为了和整圈结构的静叶栅组件整体焊接。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四相同。
具体实施方式六：本实施方式的隔板外环1和静叶栅的外围带2对应加工出焊接坡口进行电子束焊和气体保护焊的组合焊接方式，本实施方式的好处是有效解决了电子束焊焊缝深的小和气体保护焊焊接强度低的问题，有效的提高了隔板外环合外围带的焊接强度。在内围带4和隔板体5的对应加工出焊接坡口，由于隔板体宽度较窄可以直接使用电子束焊方式进行焊接。在隔板外环1和静叶栅、隔板体焊接完成后进行精加工，精加工完成后沿着特殊叶片对应处的预分离缝将隔板切割分为上下两半分别装配。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五相同。
本发明的一种船用汽轮机隔板结构的结构原理如下(参见图1～图6)：将静叶片3整圈焊接在内围带4和外围带2上，形成静叶栅组件，沿着周向180°对称位置选取特殊叶片，并在特殊叶片的进汽侧前缘和背弧出汽侧加工预分离缝，按照隔板装焊图在隔板外环1、外围带2、内围带4和隔板体5对应位置处加工焊接坡口，采用电子束焊和气体保护焊组合方式焊接成隔板组件，后进行隔板精加工，精加工完成后沿着特殊叶片对应处的预分离缝将隔板切割分为上下两半分别装配。

Claims (4)

1.一种船用汽轮机隔板结构，其特征是：包括隔板体、隔板外环、静叶片、外围带、内围带，静叶片的顶部与外围带固定在一起，静叶片的底部与内围带固定在一起，隔板外环与外围带固定在一起，隔板体与内围带固定在一起;
所述外围带与静叶片和隔板外环均为焊接，外围带采用整圈结构，在周向180°处对应位置的叶片进汽侧和背弧出汽侧预加工出预分离缝，背弧侧的预分离缝避开叶片喉部位置。
2.根据权利要求1所述的一种船用汽轮机隔板结构，其特征是：所述内围带与静叶片和隔板体均为焊接，内围带采用整圈结构，在周向180°处对应位置的叶片进汽侧和背弧出汽侧预加工出预分离缝，背弧侧的预分离缝避开叶片喉部位置。
3.根据权利要求1所述的一种船用汽轮机隔板结构，其特征是：静叶片、外围带、内围带组成静叶栅组，静叶栅组中包括两只沿周向180°对称分布的叶片，两个叶片的内弧侧加工6.4mm深的焊缝坡口。
4.根据权利要求1所述的一种船用汽轮机隔板结构，其特征是：隔板外环与外围带采用电子束焊和气体保护焊的组合焊接方式连接。
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