CN1920256A - 蒸汽涡轮叠置的蒸汽通路和制有槽的杓轮 - Google Patents

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R·W·科尔尊
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Abstract

蒸汽涡轮的蒸汽通路，包括每个安装向内引导的喷嘴14的叠置的定子环12和每个安装装有叶身部的向外引导的叶片60的叠置的根部轮16。通过使定子环和转子轮交替地叠置，能使各级的喷嘴和叶片互相交叉而形成一蒸汽通路。每个叶片包括一个叶身部和一个根部61，该根部61装入一轮上的一个大体上形状互补的槽中。

Description

蒸汽涡轮叠置的蒸汽通路和制有槽的杓轮
发明领域
本发明涉及一种具有分别由围绕一共用轴线的一些轮和环构成的转动部件和固定部件两者的叠置的蒸汽通路。本发明也涉及一种用于该叠置的蒸汽涡轮的燕属杓轮。
背景技术
目前的整体盖反作用叶片是由装配在一机械转子锻件上的大量单个叶片构成的。同样，目前的喷嘴级是由装配在一定子壳体上的大量喷嘴构成的。与转子锻件和定子壳体、转子和定子机加工、叶片和喷嘴原材料、叶片和喷嘴机加工以及转子和定子装配有关的时间和费用大大地增加了蒸汽通路的费用。因此，需要减少蒸汽通路硬件的制造和装配的时间和费用而不影响整个蒸汽涡轮设计的整体性。
发明概述
在本发明的一个优选的实施例中，提供一种蒸汽涡轮的蒸汽通路，包括：多个叠置的轮，它们有围绕一共用轴线而从这些轮向外伸出的多个叶片；多个叠置的环，它们有围绕该共用轴线而从这些环向内伸出的多个喷嘴；这些轮和环沿所述轴线交替设置而形成蒸汽涡轮的相应的级，并限定该蒸汽通路。
在本发明的另一优选实施例中，提供一种用于蒸汽涡轮的蒸汽通路，包括：多个围绕一共用轴线叠置的轮和多个叶片，每个轮有一沿周边的槽，每个叶片有一叶身部和一根部，所述根部和所述槽的形状做成能将每个叶片的根部保持在该槽中，以及多个安装喷嘴的环，这些环与叠置的轮围绕该共用的轴线而交替设置，与所述叶片一起限定该蒸汽通路。
附图简述
图1是按照本发明的一个优选方面而形成一条蒸汽通路的示意图；
图2是表示一种用于在转子中形成叠置的轮和叶片的过程的示意图；
图3是一种用于安装多个叶片的转子的轮的透视图；
图4是例示定子的形成的局部透视图；
图5是整体的喷嘴环或轮的透视图；
图6是一种例示围绕其周边的燕尾的单个转子轮的侧视立面图；以及
图7～9例示将闭合叶片固定在转子轮上的各种形式。
优选实施例说明
现在参照附图，特别是图1，图中例示由定子环或轮支承的喷嘴或转子轮支承的叶片的交替垂直叠置形成的蒸汽通路10。可以理解，蒸汽通路部件的叠置不需要沿蒸汽通路的垂直取向完成，而可以沿水平取向或其它取向完成。特别是，该蒸汽涡轮定子是由一系列叠合的定子环或轮12形成的。每个定子环或轮12在沿蒸汽通路10的轴向间隔的位置处支承多个沿圆周向内伸出的喷嘴14。例如，第一级定子环12(1)支承第一级喷嘴14(1)，第二级定子环12(2)支承第二级喷嘴14(2)，第三级定子环12(3)支承第三级喷嘴14(3)，第四级定子环12(4)支承第四级喷嘴14(4)，而第五级定子环12(5)支承第五级喷嘴14(5)。其余定子级用虚线12(n)提供。
与定子环12交替地安装在转子叶片上的是转子轮16。例如，参照图1，第一级转子轮16(1)安装第一级叶片18(1)，第二级转子轮16(2)安装第二级叶片18(2)，第三级转子轮16(3)安装第三级叶片18(3)，第四级转子轮16(4)安装第四级叶片18(4)，而第五级转子轮16(5)安装第五级叶片18(5)。也提供其余的转子轮和叶片来对应于任何其它级。可以理解，向内引出的喷嘴14和向外引出的叶片18互相交叉而形成各种蒸汽通路级。如图1中所示，在固定于起始的转子轮16(1)上的蒸汽通路入口的附近，有一个入口间隔轮20。此外，在相邻的转子环12之间以及在相邻的转子轮16之间设有轴向表面压紧密封件。
如图所示，通过将定子环12和转子轮16交替地安置在一根共用轴线周围而将该蒸汽通路建立到多级。该蒸汽通路的静止部件和转动部件的各种环和轮设有硬件，使得这些环和/或轮不能被装配在错误的位置或方向中或在预定顺序之外。例如，定子环12可以有在相邻的轴向表面上的轴向凸出部和凹部，它们必须互相对准，以保证相邻的环对应于蒸汽通路的接连的级。同样，轮16可以有凸出部和凹部，以保证它们精确地对准在各个级的预定顺序中。
参照图5，每个定子环12可以由一个完全的圆环形成。喷嘴也即叶片21可以通过与其内盖或隔板22一起机加工而整体地形成于该轮上。或者是，定子环12的内周边也可以通过与其盖一起的机加工而成槽来装入在其叠置的周边阵列中的一个或多个喷嘴。作为进一步的替代，该定子环可以形成一对180度的区段并一个对另一个地固定在一条中线上，例如通过互相用螺栓固定靠近该中线的法兰的办法来固定。如图所示，通过定子环形成多个沿周边间隔的孔26来装入止动的硬件，可以将定子环沿轴向互相固定。例如，该止动硬件可以包括轴向螺栓、螺柱、螺杆或其后集体地称为螺柱的类似装置。螺柱28穿过各个定子环的对准的孔26并具有外加螺母27的螺纹端部。
同样，参照图3，每个转子轮16最好包括一个有槽的外周边30(图5)，用以如下所述地装入单个的叶片。这些叶片最好围绕轮的周边一个对着另一个地叠置，而每个叶片有一叶片盖32。每个轮16包括多个用于装入螺柱的沿周边间隔的孔34，与相对于定子环的孔相似。螺柱通过对准的孔34而装入，以便沿轴向彼此相邻地其间带有压紧的密封(未示出)地装入螺柱而固定转子环。
使定子环12和转子轮16相互连接的螺柱不一定必然延伸蒸汽通路的整个长度。各个级可以包括子组件，每个子组件可以含有预定数目的级。例如，可以提供一种三十级的蒸汽通路，其中有六个子组件，每个子组件有五级。这些螺柱可以只穿过每组的级，或者可以终止于一个相邻的组的起始的定子环或轮中，以便互相固定各级的子组件。单个地装配定子环和转子轮的一个特定的优点是有利于各级的工作寿命和修理。而且，在每个级的位置上提供一个单独的定子环或转子轮的能力能够从一个位置到另一位置即从一个级到另一个级使用不同的材料。这样，某些级可以使用花费较少的材料而不损害蒸汽通路的总体完整性。例如，该蒸汽通路的入口级可以用必须能经受在蒸汽入口处蒸汽的高温高压的材料来制成，而这种材料可能很贵。暴露于较低温度和压力的后继的各级可以用较不贵的材料制成。
参照图2，图中也例示一种具有端部铸件42和中间叠置的转子轮组件44的成套的转子40(为清楚起见已省去了多个轮)。这些端部铸件可以包括一个端盘46，其上可以用螺柱48固定装配的转子轮。因此，用一个有一中间系列的安装了轮16的叶片的转子来代替了一个否则会是整体的长形铸件的中间部分，这些叶片沿轴向彼此固定而形成该蒸汽通路。
参照图4，第一级定子环12(1)位于一外壳50中，在这种情况下是涡轮入口的一部分，通过该入口提供蒸汽，以便通过起始的第一级和其后的各级。
参照图6～9，每个转子轮16可以形成一个周边槽30，用于与每个叶片60相互配合而将叶片保持在槽中。例如，槽30可以有一燕尾形构型62，用于装入一个在每个叶片的根部上形成的大体上互补的燕尾形构型64。槽30还包括一个圆周形的进入和闭合的细槽，使每个叶片能沿大体上径向插入，以便使根部61与槽30对准，并使叶片60能够围绕槽的周边移入一个对着附近的叶片叠置的最终位置中。当所有叶片已插入槽30中时，一个最后的闭合叶片装入该细槽中。该闭合叶片的截面构型可以与该槽30相同或不同。为了使该闭合叶片保持在轮上，一个沿轴向伸出的剪切销66可以通过该轮和槽30的边缘68并通过一个沿轴向通过叶片60的根部61形成的孔。或者是，如图8中所示，剪切销66可以相对于轮的轴线是倾斜的。在图9中，通过限定槽30的轮16的边缘68外加埋头螺钉70并使螺钉70通过叶片60的根部61的边缘，由此将该闭合叶片固定在该槽中的最终位置内。
虽然已联系当前认为是最实用和优选的实施例而描述了本发明，但可以理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明预期包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效内容。
部件清单
12 环
14 喷嘴
16 叠置的轮
18 叶身部
26 环
28 螺柱
30 槽
34 开孔
48 螺柱
60 叶片
61 根部

Claims (10)

1.一种蒸汽涡轮的蒸汽通路，包括：
有多个叶片18的多个叠置的轮16，叶片18围绕一根共用的轴线从该轮向外伸出；
有多个喷嘴14的多个叠置的环12，喷嘴14围绕该共用的轴线从这些环向内伸出；
这些轮和环沿所述轴线交替地设置，形成该蒸汽涡轮的相应的级，并限定该蒸汽通路。
2.一种按照权利要求1的蒸汽通路，其特征在于，包括多个在这些轮周围间隔位置处贯穿这些轮的对准的孔34和多个穿过这些孔以将这些轮互相固定的螺柱48。
3.一种按照权利要求1的蒸汽通路，其特征在于，包括多个在这些环周围间隔的位置处贯穿这些环26的对准的孔和多个穿过这些孔以将这些环互相固定的螺柱28。
4.一种按照权利要求1的蒸汽通路，其特征在于，叶片18和喷嘴14互相交叉。
5.一种按照权利要求1的蒸汽通路，其特征在于，这些叶片18是与每个轮16整体形成的。
6.一种按照权利要求1的蒸汽通路，其特征在于，这些轮有一周边槽30，多个叶片60各安装一叶身部和一根部61，所述槽的形状做成能将每个叶片的根部保持在该槽中。
7.一种按照权利要求1的蒸汽通路，其特征在于，该蒸汽通路包括一个蒸汽入口端部和一个蒸汽出口端部，在该入口和出口端部处形成各级轮的材料是彼此不同的。
8.一种按照权利要求1的蒸汽通路，其特征在于，包括一个蒸汽入口端部和一个蒸汽出口端部，在该入口和出口端部处形成各级环的材料是彼此不同的。
9.一种按照权利要求1的蒸汽通路，其特征在于，所述环在组装中形成该蒸汽涡轮的一个定子。
10.一种按照权利要求1的蒸汽通路，其特征在于，所述环12互相焊接而形成该蒸汽涡轮的一个定子。
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