CZ20003463A3 - Sestava statorových lopatek turbíny a způsoby jejího vytvoření - Google Patents

Sestava statorových lopatek turbíny a způsoby jejího vytvoření Download PDF

Info

Publication number
CZ20003463A3
CZ20003463A3 CZ20003463A CZ20003463A CZ20003463A3 CZ 20003463 A3 CZ20003463 A3 CZ 20003463A3 CZ 20003463 A CZ20003463 A CZ 20003463A CZ 20003463 A CZ20003463 A CZ 20003463A CZ 20003463 A3 CZ20003463 A3 CZ 20003463A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
welding
flanges
faces
segment
filler
Prior art date
Application number
CZ20003463A
Other languages
English (en)
Inventor
George G. Gunn
John Robert Fulton
Francis Lawrence Kirkpatrick
Raymond Joseph Jones
Original Assignee
General Electric Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Company filed Critical General Electric Company
Publication of CZ20003463A3 publication Critical patent/CZ20003463A3/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3061—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers by welding, brazing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0046—Welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/0026—Arc welding or cutting specially adapted for particular articles or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/167—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a non-consumable electrode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001—Turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/4932—Turbomachine making
    • Y10T29/49321—Assembling individual fluid flow interacting members, e.g., blades, vanes, buckets, on rotary support member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)

Description

(57)Anotace:
Segmenty (10, 12) turbínových lopatek, mající vnější pás (14) a vnitřní pás (16), mezi nimiž lopatka (18) leží, jsou vzájemně k sobě svařeny prostřednictvím svarů (70, 72) podél jejich přilehlých lemů (30, 32), a to z vnější strany pásů (14,16). Přilehlé lemy (30, 32) jsou na stranách dráhy horkých plynů vnějšího pásu (14) a vnitřního pásu (16) opatřeny zkosenými hranami (38, 40), jsou svařeny wolframem v inertním plynu a jsou strojně obrobeny pro dosažení hladké průběžné povrchové plochy dráhy plynu. Zadní hák (28) každého segmentu (10, 12) je přiříznut pro vytvoření ustupujících čel (47, 48, 50, 52) v radiálně vyčnívající obrubě (44) a v obrubě (46), osově vycházející z radiálně vyčnívající obruby (44). Výplňkový kus (56), jehož těleso je tvarováno tak, aby odpovídalo tvaru prostoru mezi ustupujícími čely (47, 48) radiálně vyčnívající obruby (44), je přivařen k radiálně vyčnívající obrubě (44). Mezery mezi jazykem (60) na výplňkovém kusu a ustupujícími čely (50, 52) osově probíhající obruby (46) jsou vyplněny svařovacím výplňovým materiálem a svařeny wolframem v inertním plynu.
‘ I 01-2630-00-Če ·· ·· • · · « Ί · · · d- · · · · • · · • · · · · · • * · · · · • · · · · '· • · · · · · • · · · · · · · • · · · . · • · · · · · • · • · • · • ·
Sestava statorových vytvoření lopatek turbíny a způsoby jej ího
Oblast techniky
Vynález se týká turbín, například plynových turbín,
přičemž se zejména týká zařízení pro vzájemné svařování
segmentů lopatek turbíny pro vytváření prstencovité soustavy těchto segmentů tvořící stupeň turbíny, a dále se týká příslušných způsobů svařování.
Dosavadní stav techniky
U konstrukcí turbín, a zejména pak plynových turbín, bývá uspořádána prstencovitá soustava turbínových segmentů pro vytvoření stupně turbíny. Stupeň turbíny obecně obsahuje vnější a vnitřní prstencovité pásy, vzdálené radiálně vzájemně od sebe, přičemž mezi vnějším pásem a vnitřním pásem leží větší počet lopatek v obvodově vzájemně vzdálených polohách.
Zde je nutno zdůraznit, že vnější pás, vnitřní pás a lopatky vymezují dráhu pro pracovní tekutinu, proudící turbínou, tj. dráhu horkých plynů v případě plynové turbíny. U modernějších konstrukcí současných plynových turbín je dráha horkých plynů chlazena parou, proudící podél stěn vnějšího pásu a vnitřního pásu a rovněž lopatkami.
&· • * · · ·
Z různých důvodů, zahrnujících složitost chlazení parní turbíny parou, jsou tryskové stupně tvořeny samostatnými oddělenými segmenty nebo jednotkami. Každá jednotka nebo segment lopatky pak v důsledku tvaru profilu lopatky obsahuje přední, obecně osově probíhající vnější a vnitřní pásové části, a zadní vnější a vnitřní pásové části, které probíhají jak osově, tak i obvodově, to znamená, že jsou skloněny , v zadním směru vůči ose rotoru a vůči předním částem segmentu.
Uvedené jednotky jsou s výhodou vzájemně k sobě přivaleny podél přilehlých lemů vnějšího pásu a vnitřního pásu. Avšak materiály, vytvářející vnější a vnitřní pás, jsou z konstrukčního hlediska nezbytně určeny pro vysokou pevnost a odolnost vůči vysokým teplotám v dráze horkých plynů. Vnitřní pás a vnější pás proto není možno vzájemně k sobě snadno svařit, a to v důsledku jejích chemického složení, úpravy a uspořádání.
Přestože jsou známy způsoby svařování wolframem v inertním plynu (TIG), jsou tyto způsoby charakterizovány nestejnoměrným tepelným vstupem ke svaru, v důsledku čehož dochaTiUt^vyraTžhým ^krducěním a deformacím k sobě přivalených součástí. Výplňový materiál musí rovněž z hlediska svých charakteristik souhlasit s materiálem vnějšího pásu a vnitřního pásu.
Proto tedy vzniká potřeba vyvinout sestavu statorové lopatky turbíny a způsob jejího sestavení a vytvoření tak, aby byly odstraněny nebo alespoň minimalizovány veškeré deformace při svařování, a aby bylo dosaženo vysoce pevného spoje.
9
Podstata vynálezu
V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu jsou přilehlé lemy vnějšího pásu a vnitřního pásu přiléhajících segmentů statorové lopatky opatřeny obecně radiálně ven a dovnitř směřujícími obrubami. Podél jejich přilehlých okrajů na straně dráhy horkých plynů jsou rovněž vytvořeny zkosené hrany. Využitím svařování s pomocí paprsků E je materiál lemů, tj. obrub, vzájemně k sobě přitaven s použitím vlastního materiálu a bez přídavných vysokých tepelných vstupních charakteristik jiných způsobů svařování, jako je například svařování wolframem v inertním plynu. Výsledný svar nevykazuje výrazné deformace nebo zkroucení a má výrazně méně nedostatků, než svary při svařování wolframem v inertním plynu.
Přestože svařování s pomocí paprsků E není nejefektivnějším typem svařování z hlediska nákladů, neboť musí být například prováděno ve vakuu, má však výhody z hlediska výrazného odstranění nebo snížení deformací nebo zkroucení, a to v důsledku jeho sníženého tepelného příkonu. Vzájemným přitavenim lemů vnějšího pásu a vnitřního pásu k sobě prostřednictvím svařování pomocí paprsků E, kdy jsou paprsky E zaměřeny z vnější strany vnějšího pásu a vnitřního pásu, je nutno zdůraznit, že vlastní materiál může rozstřikovat svařovací materiál na stranu dráhy plynu a vytvářet tak nepravidelnou povrchovou plochu.
V důsledku toho jsou vytvářeny zkosené hrany na lemech vnějšího pásu a vnitřního pásu podél jejich stran dráhy horkých plynů tak, že po následném přivaření vnějšího lemu a vnitřního lemu k sobě s využitím svařování pomocí paprsků E jsou vnitřní zkosené hrany svařeny wolframem v inertním plynu. Svařovací materiál, přidaný k lícujícím zkoseným hranám, a vysoký tepelný příkon v porovnání se svařováním s pomocí paprsků E, nebude mít vliv na spoj, protože svařovací oblast je výrazně menší, než při svařování celých lemů vzájemně k sobě.
Svařovací materiál, nanesený podél povrchových ploch zkosených hran vnějšího pásu a vnitřního pásu při svařování wolframem v inertním plynu, může být strojně obroben tak, aby bylo dosaženo hladké průběžné povrchové plochy dráhy plynů podél strany dráhy horkých plynů vnějšího pásu a vnitřního pásu.
Na zadním konci vnějšího pásu každého segmentu je uspořádán zadní hák pro připevnění tryskového stupně k pevněmů plášti turbíny. Tento zadní hák Obsahuje radiálně ven směřujíc obrubu a obrubu, která vyčnívá v zadním směru z radiální obruby. Tyto obruby mění tloušťku materiálu, tvořícího lemy vnějšího pásu u zadního háku. Svařování s pomocí paprsků E vyžaduje konstantní energetický příkon, přičemž svařovaný materiál musí mít konstantní geometrii v průřezu pro dosažení stejnoměrného svaru.
Zadní hák mění geometrii, a proto zadní háky přilehlých segmentů nejsou vhodné pro svařování s využitím pouze paprsků E. Za účelem vyrovnání změn tloušťky materiálu a za účelem vytvoření vysoce pevného svaru bez deformací nebo zkroucení jsou přilehlé konce zadního háku ve styku segmentu lopatky přiříznuty za účelem vytvoření skloněných čel, ustupuj ících ·· ·· » % φ <
» · · « » · · ’ » · · <
• * · · vzdálených obvodově vzájemně od sebe v obvodovém směru od okraje segmentu.
Výplňkový kuse je uspořádán pro umístění do štěrbiny takto vytvořené mezi ustupujícími čely částí zadního háku segmentů lopatky. Tento výplňkový kus má jazyk se sníženou tloušťkou, vyčnívající ve stejném skloněném směru, jako zadní vyčnívající obruba, segmentech zadního ustupujícími čely
Výřez nebo štěrbina v přilehlých háku vykazuje větší prostor mezi zadní vyčnívajíc obruby, než mezi ustupujícími čely radiální vyčnívající obruby. Proto jazyk se sníženou tloušťkou výplňkového usu vytváří mezery mezi ním a ustupujícími čely zadních vyčnívajících obrub přilehlých segmentů.
Těleso výplňkového kusu je s výhodou přivaleno —prostřednictvím svařování s pomocí paprsků E k čelům radiálně •—vyčníváj ící obruby, přičemž je přivaleno s pomocí svařování wolframem v inertním plynu k čelům zadní vyčnívající obruby. Svařovací materiál je proto přiváděn do mezer mezi jazykem a ustupujícími čely zadní vyčnívající obruby. Využíváním těchto svařovacích technik v různých místech přilehlých segmentů - j s o u- j e d n o t i l v é- s egmenty-- lopatky v z á j emně k sobě př ip o j e ny bez podstatného zkroucení nebo deformací.
V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu byl vyvinut způsob vzájemného svařování prvního segmentu a druhého segmentu statorové lopatky, přičemž každý segment obsahuje vnější pás, vnitřní pás a lopatku, ležící mezi těmito pásy, a přičemž tento způsob obsahuje následující kroky:
• · · přilehlých lemů vnějších pásů a druhého segmentu z vnější strany použití svařovacího výplňového ·· • · ·· • · · · · • · · · · • · ··· · · • · · »
vzá j emné svařování nitřních pásů prvního uvedených pásů bez materiálu, a vzájemné svařování uvedených přilehlých vnitřní povrchové plochy uvedených pásů svařovacího výplňového materiálu.
lemů podél s použitím
V souladu s dalším výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu byl vyvinut způsob vzájemného svařování prvního segmentu a druhého segmentu statorové lopatky, přičemž každý segment obsahuje vnější pás, vnitřní pás a lopatku, ležící mezi těmito pásy, a přičemž tento způsob obsahuje následující kroky:
vzájemné svařováni přilehlých lemů vnějších pásůa vnitřníchpásů prvního a druhého segmentu, vytvoření otvoru podél zadních háků uvedených vnějších pásů, vymezujícího protilehlá ustupující čela, • vložení výpiňkového kusu do uvedeného otvoru ve vzdálenosti od uvedených ustupujících čel, a přivaření uvedeného výpiňkového kusu k uvedeným zadním hákům.
V souladu s ještě dalším výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu byla vyvinuta sestava statorové lopatky pro turbínu, která obsahuje:
• · ··· · · první segment a druhý segment statorové lopatky, přičemž každý obsahuje vnější pás, vnitřní pás a lopatku, ležící mezi uvedeným vnějším pásem a uvedeným vnitřním pásem, vnější pás a vnitřní pás uvedeného prvního segmentu jsou opatřeny příslušnými prvními lemy, přivařenými příslušně ke druhým lemům vnějšího a vnitřního pásu uvedeného druhého segmentu, přičemž jsou první a druhý segment vzájemně k sobě připevněny pro vymezení průtokové dráhy mezi přilehlými lopatkami a uvedenými vnitřními a vnějšími pásy uvedených segmentů, každý z uvedených segmentů má zadní hák podél zadního okraje uvedeného vnějšího pásu, a má obecně radiálně probíhající obrubu a zadní vyčnívající obrubu,
-uvedené obruby uvedených zadních háků ustupuj í od příslušných prvních a druhých lemů uvedených segmentů a vytvářejí ustupující čela, vymezující otvor mezi uvedenými obrubami, výplňkový kus v uvedeném otvoru vymezuje mezery na jeho opačných stranách s uvedenými ustupujícími čely uvedených zadních vyčnívajících obrub, a svařovací materiál v uvedených mezerách vzájemně připevňuje uvedený výplňkový kus a uvedené zadní vyčnívající obruby k sobě.
• · ·» ·· ·· * · · · • · · · · · ♦ • ··· · · ♦· · • · · · · · • · · · ·· *·
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:
obr. 1 znázorňuje radiální vnitřní půdorysný pohled na části vnějšího pásu dvojice vzájemně svařených jednotek v souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu;
obr. 2 znázorňuje pohled v osovém řezu na sestavu lopatek podle obr. 1;
obr. 3 znázorňuje částečný obvodový pohlod v řwi, zobrazující vnější pás a lopat ku.. jednoho, ze segmentů;. ,_________________ obr. 4 znázorňuje zvětšený částečný pohled, zobrazující zadní hák vnějšího pásu;
obr. 5 znázorňuje zvětšený axonometrický pohled na
svařovací výplňkový kus r
obr. výplňkový 6 znázorňuje kus; půdorysný pohled \ τ radiálním směru na
obr. 7 znázorňuj e obdobný pohled, jako na obr. 1,
zobrazující vzájemně přiléhající segmenty lopatky spolu s výplňkovým kusem, vloženým mezi ně před svařováním wolframem v inertním plynu;, a • · • · • ·
obr. 5 znázorňuje obdobný pohled, jako na obr. 7, zobrazující svařování wolframem v inertním plynu výplňkového kusu na zadním háku před jeho strojním obráběním.
Příklady provedení vynálezu
Na vyobrazeních výkresů, zejména na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 2 je znázorněna dvojice segmentů 10 a 12 statorových lopatek, vytvářejících část prstencovité soustavy segmentů statorových lopatek, tvořící tryskový stupeň turbíny, například plynové turbíny.
Každý segment 10 a 12 statorové lopatky obsahuje vnější pás 14, vnitřní pás 16 a lopatku 18, vzájemně spojující vnější pás 14 a vnitřní pás 16. Každý z uvedených pásů 14 a 16 obsahuje přední díl 20, rozprostírající se v osovém směru, a zadní díl 22, skloněný šikmo pod určitým úhlem vůči směru osy.
Zde je nutno zdůraznit, že lopatka 18, ležící mezi vnějším pásem 14 a vnitřním pásem 16, je rovněž opatřena rozšířením 24 lopatky, vyčnívajícím radiálně směrem ven od vnějšího pásu 14. Toto rozšíření 24 lopatky usnadňuje konstrukční opěru segmentů ze strany pevné části pláště turbíny (na vyobrazeních neznázorněno), a rovněž usnadňuje chlazení vnějšího pásu 14, vnitřního pásu 16 a lopatek 18, avšak ani jeden z těchto znaků není předmětem tohoto vynálezu. Rozšíření 24 lopatky opisuje do značné míry průřez lopatky, což vyžaduje aby zadní díly 22 segmentů 10 a 12 byly skloněné.
β_ ·· ·* *· ·* ·· .··. , · ···· »♦·· • jí ........ · Λ · · · » · ·♦· * · ·· · ♦·· ·· · ··· * ·»«« ·· ·· «· »· ··
Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 3, tak přední díl 20 vnějšího pásu 14 každého segmentu lopatky obsahuje přední hák 26, zatímco zadní díl 22 vnějšího pásu 14 obsahuje zadní hák 28. Přední hák 26 a zadní hák 28 upevňují segmenty lopatek a stupeň, tvořený těmito segmenty, k pevnému plášti turbíny (na vyobrazeních neznázorněno).
Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 2, je vnější pás 14 opatřen lemem 30 mající radiálně směrem ven směřující obrubu 34, zatímco vnitřní pás 16 je opatřen lemem 32, majícím radiálně směrem dovnitř směřující obrubu 36. Lemy 30 a 32 jsou opatřeny zkosenými hranami 38 a 40 podél vnitřních stran vnějšího pásu 14 a vnitřního pásu 16, to, znamená podél té strany pásů, kde probíhá dráha plynu.
Jak je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 1, obr. 3 a obr. 4, tak zadní hák 28 každého segmentu 10 až T2 lopatky bbšáhújě obecně radiálně ven vyčnívající obrubu 4 4 a osově probíhající obrubu 46 na vzdáleném konci radiální obruby 44. Každý segment 10 a 12 je opatřen vykrojením podél přiléhajících zadních háků 28, přičemž zadní háky 28 příslušných segmentů jsou od sebe vzájemně obvodově vzdáleny.
Konkrétněji řečeno je obruba 44 přeříznuta zpět od účelem vytvoření vsazeného Přiléhající segment 12 má Ustupující čela 47 a 48 přiléhajících vnějších pásů 14 vzhůru směřující radiální lemu 30 vnějšího 'pásu 14 za nebo ustupujícího čela 47. podobné ustupující čelo 48. vytvářejí sedlo 49 podél v oblasti radiální obruby 44.
Osově probíhající obruba 4 6 segmentu přiříznuté čelo 50, zatímco osová obruba 46 má rovněž segmentu 12 má • · ♦ · * • · • c • 4 »··· .4 4 • · 4 * • 4 4 4 • · 444 • « *
4· 4Í • 4 *· * 4 4 4
». 4 4 · *4 4 4 · ·· ·
4«. ·4 obdobně přiřížnuté čelo 52. Vsazená nebo ustupující čela 50 a 52 jsou rozmístěna v obvodovém směru vzájemně od sebe o vzdálenost větší, než je vzájemná vzdálenost mezi vsazenými nebo ustupujícími čely 47 a 48.
Na vyobrazeních podle obr. 5 a podle obr. 6 je znázorněn výplňkový kus 56, který má hlavní těleso 58 a jazyk 60. Toto hlavní těleso 58 je uloženo v sedle 49, vytvořeném lemy vnějších stěn a vymezeném ustupujícími čely 47 a 48 v těsném tolerančním lícování, umožňující přivaření hlavního tělesa 58 s pomocí paprsků E ke vzhůru směřujícím obrubám 44 přiléhajících segmentů.
To znamená, že boční čela hlavního tělesa 58 výplňkového kusu 56 jsou přivařena s pomocí paprsků E k vsazeným čelům 47 a 48 radiálních obrub 44 přiléhajících segmentů.
Jak j ě znázorněno na vyobrazení podle obr. 7, tak boční čela jazyku 60 výplňkového kusu 56 vyčnívají rovnoběžně se vsazenými čely 50 a 52, v důsledku čehož vytvářejí mezery spolu s čel 50 a 52 osových obrub 46. Čela 50 a 52 svírají příslušné ostré a tupé úhly se vzdáleným koncem zadních obrub SěýmeuLů. ~ ~ ' '
Za účelem připevnění segmentů lopatek vzájemně k sobě jsou lemy vnitřního pásu 14 a vnějšího pásu 16 sousedních segmentů vzájemně k sobě přivařeny prostřednictvím svařování s pomocí paprsků E, což je schematicky označeno vztahovými značkami 70 a 72. Takže takovéto svařování s pomocí paprsků E, které nevyžaduje výplňový materiál, přitaví obruby 34 a 36 sousedních segmentů vzájemně k sobě s využitím vlastního materiálu těchto segmentů.
• · · · ·· · · ··
Obruby jsou tak vzájemně k sobě přitaveny podél předního dílu 20 a zadního dílu 22 sousedních vnějších pásů a podél obdobných dílů sousedních vnitřních pásů. Přiléhající zkosené hrany 38 a 40 jsou poté vzájemně svařeny prostřednictvím svařování wolframem v inertním plynu na stranách dráhy horkých plynů vnějšího pásu 14 a vnitřního pásu 16.
Znamená to tedy, že výplňový materiál je ukládán podél sousedních zkosených hran 38 a 40 jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 2. Svary jsou potom pochopitelně následně obrobeny za účelem dosažení hladké průběžné povrchové plochy podél vnějšího pásu 14 a vnitřního pásu 16 na straně dráhy horkých plynů.
Strany hlavního tělesa 58 výplňkového kusu 56 jsou obdobně přivařeny s pomocí paprsků E k čelům 47 a 48 vzhůru směřující obruby 44 . Avšak jazyk 60 výplňkového kusu 56 a vsazená čela 50 a 52 osově probíhající obruby 4 6 přiléhajících segmentů jsou vzájemně k sobě přivařeny prostřednictvím svařování wolframem v inertním plynu.
Takže jak je znázorněno na vyobrazeni podle obr. 8, je výplňový svařovací materiál 76 umístěn v mezerách mezi bočními čely jazyku 60 a vsazenými čely 50 a 52 zadních obrub 46. Výplňový svařovací materiál je pochopitelně následně strojně obroben za účelem vytvoření průběžných hladkých povrchových ploch.
Přestože byl předmět tohoto vynálezu popsán ve spojitosti s jeho příkladným provedením, které je v současné době považováno za nejpraktičtější a nejvýhodnější, je zcela · · · · 9 9 9 9 9 9 · • · · to ·· · · 9 9 t • to 999 · ··· 99 ·· to ··· ·· · · · to to ···· ·· ·· ·· ·· ·· pochopitelné, že se předmět tohoto vynálezu neomezuje pouze na shora popsané provedení, neboť je naopak určen k tomu, aby pokryl různé modifikace a ekvivalentní uspořádání, spadající do myšlenky a rozsahu následujících patentových nároků.

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY ♦··· ··
    1. Způsob vzájemného svařování prvního segmentu (10) a druhého segmentu (12) statorové lopatky, přičemž každý segment (10, 12) obsahuje vnější pás (14) , vnitřní pás (16) a lopatku (18), ležící mezi těmito pásy (14, 16) , v y z n ačující s e tím , že obsahuj e
    následující kroky:
    vzájemné svařování přilehlých lemů (30, 32) vnějších pásů (14) a vnitřních pásů (16) prvního a druhého segmentu (10, 12) z vnější strany uvedených pásů (14, 16) bez použití svařovacího výplňového materiálu, a vzájemné svařování uvedených přilehlých lemů (30, 32) podél vnitřní povrchové plochy uvedených pásů (14, 16) s použitím svařovacího výplňového materiálu.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje vytvoření otvoru podél zadních háků (28) uvedených vnějších pásů, vymezujícího protilehlá ustupující čela (47, 48, 50, 52), vložení výplňkového kusu (56) do uvedeného otvoru ve vzdálenosti od uvedených ustupujících čel a přivaření uvedeného výplňového kusu k uvedených zadním hákům s použitím svařovacího výplňového materiálu.
  3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje vzájemné svařování uvedených přilehlých lemů z vnější strany uvedených pásů prostřednictvím vzájemného přitavení pouze vlastního materiálu pásů k sobě, vytvoření zkosených hran (38, 40) • φ · · * · · · · · φ• φ · φ · φ φ · φφ · φ φ φ · φ * ΦΦΦ·· φ φ φ podél vnitřních povrchových ploch uvedeného vnějšího pásu a uvedeného vnitřního pásu, vymezujících uvedené lemy, a svaření přilehlých lemů svařováním wolframem v inertním plynu podél vnitřních povrchových ploch uvedeného pásu s použitím svařovacího výplňového zkosené hrany.
    materiálu, vyplňujícího uvedené
  4. 4. Způsob vyznačuj ící podle se tím, jsou provedeny na vnějších pásech, obrubami (44) nároku 1, že zadní háky (28) opatřených radiálními (46), vycházejícími obrubami z uvedených radiálních obrub (44), přičemž zahrnuje vytvoření otvoru podél uvedených přiléhajících zadních háků uvedených vnějších pásů, vymezujícího protilehlá ustupující čela (47, 48, 50, 52) podél uvedených radiálních obrub, vložení výplňkového kusu (56) do uvedeného otvoru, přivalení uvedeného—výplňkového-kusu-k ustupujícím čelům HT, 4ΈΤ osovými uvedených ‘ radiálních obrub prostřednictvím roztaveni vlastního materiálu uvedeného výplňkového kusu a uvedených obrub a bez použití výplňového materiálu, a přivaření uvedeného výplňkového kusu k ustupujícím čelům (50, 52) uvedených osových obrub s použitím svařovacího výplňového
  5. 5. Způsob vzájemného svařování prvního segmentu (10) a druhého segmentu (12) statorové lopatky, přičemž každý segment (10, 12) obsahuje vnější pás (14), vnitřní pás (16) a lopatku (18), ležící mezi těmito pásy (14, 16), vyznačující se tím, že obsahuje následující kroky:
    vzájemné svařování přilehlých lemů (30, 32) vnějších pásů (14) a vnitřních pásů (16) prvního a druhého segmentu (10, 12), vytvoření otvoru podél zadních háků (28) uvedených vnějších pásů, vymezujícího protilehlá ustupující čela (47, 48, 50, 52), vložení výplňkového kusu do uvedeného otvoru ve vzdálenosti od uvedených ustupujících čel, a přivaření uvedeného výplňkového kusu k uvedeným zadním hákům.
  6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že zahrnuje
    - -------~ -------- vzá j emné—svařování—uvedených přilehlých ~ lemů k sobě z vnější strany uvedených pásů prostřednictvím' vzájemného .přitavení pouze vlastního materiálu pásů, vytváření „zkosených hran (38, 40) podél vnitřních γί<·\ίζ ν'ι'-Έ ov_vo.by-\ 1 V~i - _i i TT/~> \ ττν» zí. -4 ší Λ
    ---nicjo J_no v í rx uluti ί α p el a uv vymezujících uvedené lemy, a svařování přilehlých lemů wolframem v inertním plynu podél vnitřních povrchových ploch uvedeného pásu s použitím svařovacího výplňového materiálu, vyplňujícího uvedené zkosené hrany.
  7. 7. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvedené zadní háky (28) obsahují radiální obruby (44) a osové obruby (46), vycházející z uvedených radiálních obrub, přičemž obsahuje krok vytvoření otvoru podél uvedených přilehlých zadních háků, obsahujících uvedené radiální a osové obruby pro vymezení protilehlých ustupujících čel (47, 48, 50, 52) podél uvedených radiálních a osových obrub, vložení výplňkového kusu (56) do uvedeného otvoru, přivaření uvedeného výplňkového kusu k ustupujícím čelům uvedených radiálních obrub prostřednictvím roztavení vlastního materiálu uvedeného výplňkového kusu a uvedených obrub a bez použití výplňového materiálu, a přivaření uvedeného výplňkového kusu k ustupujícím čelům uvedených osových obrub s použitím svařovacího výplňového materiálu.
  8. 8. Sestava statorové lopatky pro turbínu, vyznačující se tím, že obsahuje:
    první segment (10) a druhý segment (12) statorové lopatky,—přičemž každý—obsahuje vnější pás (14) , vnitřní pás (16) a lopatku' (18), ležící mezi 'uvedeným vnějším pásem (14) a uvedeným vnitřním pásem (16), vnější pás (14) a vnitřní pás (16) uvedeného prvního segmentu (10) jsou opatřeny příslušnými prvními lemy (30, přivalenými ísIlíSiíc ke druhým lemům vnějšího 3 vnitřního pásu uvedeného druhého segmentu (12), přičemž jsou první a druhý segment vzájemně k sobě připevněny pro vymezení průtokové dráhy mezi přilehlými lopatkami a uvedenými vnitřními a vnějšími pásy uvedených segmentů, každý z uvedených segmentů má zadní hák (28) podél zadního okraje uvedeného vnějšího pásu, a má obecně radiálně probíhající obrubu a zadní vyčnívající obrubu (46), • · to · to toto to * toto to tototo totototo · toto to • to tototo to tototo toto toto to uvedené obruby uvedených zadních háků ustupují od příslušných prvních a druhých lemů uvedených segmentů a vytvářejí ustupující čela (47, 48, 50, 52), vymezující otvor mezi uvedenými obrubami, výplňkový kus (56) v uvedeném otvoru vymezuje mezery na jeho opačných stranách s uvedenými ustupujícími čely uvedených zadních vyčnívajících obrub, a svařovací materiál v uvedených mezerách vzájemně připevňuje uvedený výplňkový kus a uvedené zadní vyčnívající obruby k sobě.
  9. 9. Sestava podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedené mezery jsou vyplněny výplňovým svařovacím materiálem.
  10. 10. Sestava podle '' nároku 8, vyznačující se tím, že uvedená ustupující čela, vymezující uvedené mezery, svírají příslušné ostré a tupé úhly se vzdáleným okrajem uvedené zadní obruby.
  11. 11. Sestava - - pudle 1nároku 8, vyznačující se tím, že lícující povrchové plochy mezi uvedeným výplňkovým kusem a uvedenými ustupujícími čely (47, 48) uvedených radiálních obrub jsou k sobě vzájemně svařeny bez použití svařovacího výplňového materiálu.
  12. 12. Sestava podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedené lícující povrchové plochy mezi uvedeným výplňkovým kusem a uvedenými ustupujícími čely (47, 48) uvedených radiálních obrub jsou k sobě vzájemně přitaveny pouze vlastním materiálem výplňkového kusu a uvedených vnějších pásů.
CZ20003463A 2000-03-08 2000-09-20 Sestava statorových lopatek turbíny a způsoby jejího vytvoření CZ20003463A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/520,459 US6553665B2 (en) 2000-03-08 2000-03-08 Stator vane assembly for a turbine and method for forming the assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20003463A3 true CZ20003463A3 (cs) 2001-10-17

Family

ID=24072677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20003463A CZ20003463A3 (cs) 2000-03-08 2000-09-20 Sestava statorových lopatek turbíny a způsoby jejího vytvoření

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6553665B2 (cs)
EP (1) EP1132166B1 (cs)
JP (1) JP4503164B2 (cs)
KR (1) KR100628590B1 (cs)
AT (1) ATE287309T1 (cs)
CZ (1) CZ20003463A3 (cs)
DE (1) DE60017544T2 (cs)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7086829B2 (en) * 2004-02-03 2006-08-08 General Electric Company Film cooling for the trailing edge of a steam cooled nozzle
US20050172485A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-11 Ramsay Mussen Method of repair for cast article
CN1296172C (zh) * 2004-05-19 2007-01-24 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 汽轮机隔板电子束焊接方法
US7334306B2 (en) 2004-06-02 2008-02-26 General Electric Company Methods and apparatus for fabricating a turbine nozzle assembly
US7259583B2 (en) * 2004-07-23 2007-08-21 General Electric Company Methods and apparatus for testing power generators
US8220150B2 (en) * 2007-05-22 2012-07-17 United Technologies Corporation Split vane cluster repair method
US8056219B2 (en) * 2007-06-12 2011-11-15 Panduit Corp. One port plug unlocking tool
US7798773B2 (en) * 2007-08-06 2010-09-21 United Technologies Corporation Airfoil replacement repair
US20090274562A1 (en) * 2008-05-02 2009-11-05 United Technologies Corporation Coated turbine-stage nozzle segments
US20100132377A1 (en) * 2008-11-28 2010-06-03 Pratt & Whitney Canada Corp. Fabricated itd-strut and vane ring for gas turbine engine
US20110200430A1 (en) * 2010-02-16 2011-08-18 General Electric Company Steam turbine nozzle segment having arcuate interface
US8776533B2 (en) * 2010-03-08 2014-07-15 United Technologies Corporation Strain tolerant bound structure for a gas turbine engine
CN102319951B (zh) * 2011-08-30 2013-07-17 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 汽轮机大厚度隔板电子束焊接方法
CN102416525B (zh) * 2011-10-17 2013-06-19 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种变截面结构燃汽轮机机匣的电子束焊接方法
US8967974B2 (en) 2012-01-03 2015-03-03 General Electric Company Composite airfoil assembly
US9650905B2 (en) 2012-08-28 2017-05-16 United Technologies Corporation Singlet vane cluster assembly
US9631517B2 (en) 2012-12-29 2017-04-25 United Technologies Corporation Multi-piece fairing for monolithic turbine exhaust case
WO2014133804A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 United Technologies Corporation Split airfoil cluster and method therefor
US9506362B2 (en) 2013-11-20 2016-11-29 General Electric Company Steam turbine nozzle segment having transitional interface, and nozzle assembly and steam turbine including such nozzle segment
CN104162759B (zh) * 2014-08-18 2015-12-09 中航湖南通用航空发动机有限公司 一种机匣的焊接方法及其夹具
CN105149763B (zh) * 2015-10-19 2017-04-12 东方电气集团东方汽轮机有限公司 汽轮机隔板高压电子束焊接方法
CN105666010A (zh) * 2016-04-06 2016-06-15 中国南方航空工业(集团)有限公司 用于航空发动机喷射油道堵盖焊接的焊接夹具
US10837316B2 (en) * 2017-08-25 2020-11-17 DOOSAN Heavy Industries Construction Co., LTD High thermal response exhaust diffuser strut collar
CN109848593B (zh) * 2019-03-19 2021-02-12 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种消除汽轮机低压空心隔板外环中分面收口变形的方法
US11512596B2 (en) 2021-03-25 2022-11-29 Raytheon Technologies Corporation Vane arc segment with flange having step

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2242308A (en) * 1939-03-23 1941-05-20 Westinghouse Electric & Mfg Co Shroud fastening for turbine blades
NL64042C (cs) * 1944-02-25
GB938189A (en) * 1960-10-29 1963-10-02 Ruston & Hornsby Ltd Improvements in the construction of turbine and compressor blade elements
US3617685A (en) * 1970-08-19 1971-11-02 Chromalloy American Corp Method of producing crack-free electron beam welds of jet engine components
US3751182A (en) * 1971-08-20 1973-08-07 Westinghouse Electric Corp Guide vanes for supersonic turbine blades
US3932056A (en) * 1973-09-27 1976-01-13 Barry Wright Corporation Vane damping
US4026659A (en) * 1975-10-16 1977-05-31 Avco Corporation Cooled composite vanes for turbine nozzles
US4177011A (en) * 1976-04-21 1979-12-04 General Electric Company Bar for sealing the gap between adjacent shroud plates in liquid-cooled gas turbine
US4176433A (en) * 1978-06-29 1979-12-04 United Technologies Corporation Method of remanufacturing turbine vane clusters for gas turbine engines
US4305697A (en) * 1980-03-19 1981-12-15 General Electric Company Method and replacement member for repairing a gas turbine engine vane assembly
FR2535795B1 (fr) * 1982-11-08 1987-04-10 Snecma Dispositif de suspension d'aubes statoriques de compresseur axial pour le controle actif des jeux entre rotor et stator
CH667611A5 (de) * 1985-02-28 1988-10-31 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zum herstellen eines regelrades fuer den hochdruckrotor einer dampfturbine.
FR2612249B1 (fr) * 1987-03-12 1992-02-07 Alsthom Aubage mobile pour turbines a vapeur
US5022818A (en) * 1989-02-21 1991-06-11 Westinghouse Electric Corp. Compressor diaphragm assembly
US5197856A (en) * 1991-06-24 1993-03-30 General Electric Company Compressor stator
US5269057A (en) * 1991-12-24 1993-12-14 Freedom Forge Corporation Method of making replacement airfoil components
DE9207017U1 (de) 1992-05-23 1992-09-03 ABB Patent GmbH, 6800 Mannheim Laufrad einer Turbine
GB2271524B (en) * 1992-10-16 1994-11-09 Rolls Royce Plc Bladed disc assembly by hip diffusion bonding
DE4239710A1 (de) 1992-11-26 1994-06-01 Abb Patent Gmbh Läufer einer Turbine
JP3218800B2 (ja) * 1993-05-31 2001-10-15 石川島播磨重工業株式会社 タービン静翼の組み付け方法
US5636439A (en) * 1995-05-22 1997-06-10 General Electric Co. Methods for coating and securing multi-vane nozzle segments
JPH09168273A (ja) 1995-12-14 1997-06-24 Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai 超電導回転電機の輻射シールドの製造方法
JPH1047008A (ja) * 1996-07-31 1998-02-17 Toshiba Corp ガスタービン用の静翼およびその製造方法
JP2955252B2 (ja) * 1997-06-26 1999-10-04 三菱重工業株式会社 ガスタービン動翼チップシュラウド
EP1097779B1 (en) * 1999-11-03 2005-10-05 ALSTOM Technology Ltd Method for coating and welding stator of a gas turbine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001263002A (ja) 2001-09-26
JP4503164B2 (ja) 2010-07-14
EP1132166B1 (en) 2005-01-19
ATE287309T1 (de) 2005-02-15
KR100628590B1 (ko) 2006-09-26
US6553665B2 (en) 2003-04-29
DE60017544T2 (de) 2005-12-29
DE60017544D1 (de) 2005-02-24
KR20010088295A (ko) 2001-09-26
US20020028139A1 (en) 2002-03-07
EP1132166A1 (en) 2001-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20003463A3 (cs) Sestava statorových lopatek turbíny a způsoby jejího vytvoření
US8740557B2 (en) Fabricated static vane ring
US7427187B2 (en) Welded nozzle assembly for a steam turbine and methods of assembly
RU2465467C2 (ru) Узел сопла для турбины
JP4513000B2 (ja) ガスタービンエンジンを組立てるための方法及び装置
US8469661B2 (en) Fabricated gas turbine vane ring
US7520055B2 (en) Method for manufacturing a stator or rotor component
JP2007263115A (ja) 羽根板と冷却用ライナとから構成されるアセンブリ、このアセンブリを含むターボ機械用ノズル案内羽根アセンブリ、ターボ機械、ならびにこのアセンブリの組み立ておよび補修方法
CZ20003920A3 (cs) Způsob připevňování vloľky v dutině lopatky k segmentu trysky plynové turbíny
JP5557433B2 (ja) 蒸気タービン用の溶接ノズルアセンブリ及びそれに関連する組立固定具
US20020159889A1 (en) Turbine blade having a cooled tip shroud
JP2006144784A (ja) 修理されたタービンエンジン静翼アセンブリの製造方法および修理されたアセンブリ
JP2006520874A (ja) 静翼構成要素の製造方法
JP5964032B2 (ja) 蒸気タービン用の自己整列フロースプリッター
CN106103901A (zh) 转子叶片或导叶组件
EP0744529B1 (en) Methods for coating and securing multi-vane nozzle segments
US5807074A (en) Turbine nozzle diaphragm joint
JP2004028094A (ja) タービンバケットのカバー及びその組立て方法
US6773229B1 (en) Turbine nozzle having angel wing seal lands and associated welding method
US6422810B1 (en) Exit chimney joint and method of forming the joint for closed circuit steam cooled gas turbine nozzles
US20090313825A1 (en) Gas turbine engine exhaust component and manufacturing method of same
JPS5857276B2 (ja) 異種金属の電子ビ−ム溶接方法
EP0949404A1 (en) Segmented cascade made from individual vanes which are bolted together
US20050071999A1 (en) Method of producing a turbine rotor having a control wheel