RU2574106C2 - Fixed nozzle blade of steam turbine and membrane of steam turbine - Google Patents
Fixed nozzle blade of steam turbine and membrane of steam turbine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574106C2 RU2574106C2 RU2011105278/06A RU2011105278A RU2574106C2 RU 2574106 C2 RU2574106 C2 RU 2574106C2 RU 2011105278/06 A RU2011105278/06 A RU 2011105278/06A RU 2011105278 A RU2011105278 A RU 2011105278A RU 2574106 C2 RU2574106 C2 RU 2574106C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- side wall
- blades
- steam turbine
- arcuate
- concave surface
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title abstract 5
- 230000000295 complement Effects 0.000 claims description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 15
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 11
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 5
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Данное изобретение относится к сопловому узлу паровой турбины или диафрагме. Более конкретно данное изобретение относится к сопловому узлу паровой турбины, содержащему множество сопловых элементов, имеющих дугообразную или «конусообразную» (например, вогнутую или выпуклую) контактные поверхности.This invention relates to a nozzle assembly of a steam turbine or diaphragm. More specifically, this invention relates to a nozzle assembly of a steam turbine comprising a plurality of nozzle elements having arched or "conical" (eg, concave or convex) contact surfaces.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
Паровые турбины содержат неподвижные сопловые элементы (или элементы с «аэродинамическим профилем»), которые направляют поток рабочей текучей среды на турбинные лопатки, присоединенные к вращающемуся ротору. В патентном документе GB 918692 описан сопловой элемент, имеющий аэродинамическую часть, которая соединяет отходящие от ее концов и выполненные с ней за одно целое верхнюю и нижнюю стенки. Стенки проходят от аэродинамической части в противоположных направлениях, так что лопатка имеет Z-образную форму. Полный узел сопловых элементов обычно называется диафрагмой паровой турбины. Один способ создания конструкции диафрагмы заключается в приваривании (или как вариант пайке) множества отдельных аэродинамических частей со встроенными боковыми стенками («неподвижных сопловых лопаток» или «одиночных элементов») к внутреннему и наружному кольцам. Каждый из этих одиночных элементов имеет контактные поверхности, к которым приваривают или припаивают смежные одиночные элементы (во внутреннем и наружном кольце). Эти контактные поверхности имеют переднюю осевую кромку (или кромку на «стороне нагнетания»), расположенную параллельно оси паровой турбины, и заднюю изогнутую кромку (или кромку на «стороне всасывания»). Наряду с тем, что современная конструкция такого одиночного элемента, содержащая изогнутые контактные поверхности, обеспечивает плотную посадку отдельных элементов друг с другом, тем не менее, изогнутые контактные поверхности делают практически невозможным демонтаж и ремонт отдельных элементов. Так, например, в патентном документе US 4025229 описана диафрагма паровой турбины, содержащая наружное кольцо, внутреннее кольцо и кольцеобразную конструкцию из неподвижных сопловых элементов (лопаток), расположенную между внутренним и наружным кольцами диафрагмы. Лопатки прикреплены к кольцам с помощью сварных швов, которые являются постоянными и не могут быть удалены без повреждения лопаток и/или колец и без нарушения целостности конструкции.Steam turbines contain fixed nozzle elements (or elements with an "aerodynamic profile") that direct the flow of working fluid to turbine blades attached to a rotating rotor. In patent document GB 918692 a nozzle element is described having an aerodynamic part which connects the upper and lower walls extending from it and made with it in one piece. The walls extend from the aerodynamic section in opposite directions, so that the blade has a Z-shape. A complete nozzle assembly is commonly referred to as the diaphragm of a steam turbine. One way to create a diaphragm design is to weld (or alternatively solder) a plurality of individual aerodynamic parts with integrated side walls (“fixed nozzle vanes” or “single elements”) to the inner and outer rings. Each of these single elements has contact surfaces to which adjacent single elements are welded or soldered (in the inner and outer ring). These contact surfaces have a front axial edge (or an edge on the “discharge side”) parallel to the axis of the steam turbine and a rear curved edge (or an edge on the “suction side”). Along with the fact that the modern design of such a single element, containing curved contact surfaces, provides a snug fit of the individual elements with each other, however, curved contact surfaces make it almost impossible to dismantle and repair the individual elements. So, for example, in the patent document US 4025229 described the diaphragm of a steam turbine containing an outer ring, an inner ring and an annular structure of fixed nozzle elements (blades) located between the inner and outer rings of the diaphragm. The blades are attached to the rings with welds, which are permanent and cannot be removed without damaging the blades and / or rings and without violating the integrity of the structure.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Предлагаются сопловые элементы турбины с конусообразными контактными поверхностями. В одном варианте данного изобретения неподвижная сопловая лопатка паровой турбины содержит аэродинамическую часть, внутреннюю боковую стенку, выполненную за одно целое с первой стороной аэродинамической части, наружную боковую стенку, выполненную за одно целое со второй стороной аэродинамической части, причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная, имеет сторону нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, и сторону всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью, проходящей ,по существу, по всей длине боковой стенки.Turbine nozzle elements with tapered contact surfaces are offered. In one embodiment of the present invention, the stationary nozzle blade of a steam turbine comprises an aerodynamic part, an inner side wall made integrally with the first side of the aerodynamic part, an outer side wall made integrally with the second side of the aerodynamic part, each side wall, inner and outer has a discharge side with an arcuate concave surface extending essentially along the entire length of the side wall, and a suction side with an arcuate convex surface, flowing essentially along the entire length of the side wall.
Первый аспект данного изобретения предлагает неподвижную сопловую лопатку паровой турбины, содержащую аэродинамическую часть, внутреннюю боковую стенку, выполненную за одно целое с первой стороной аэродинамической части, и наружную боковую стенку, выполненную за одно целое со второй стороной аэродинамической части, причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная, имеет сторону нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, и сторону всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки. При этом дугообразная вогнутая поверхность внутренней боковой стенки и дугообразная вогнутая поверхность наружной боковой стенки дополняют соответственно дугообразную выпуклую поверхность внутренней боковой стенки и дугообразную выпуклую поверхность наружной боковой стенки. Это способствует более простому извлечению лопатки в осевом направлении без повреждения соседних лопаток и без нарушения целостности конструкции, в которой они установлены.A first aspect of the present invention provides a fixed nozzle blade of a steam turbine comprising an aerodynamic part, an inner side wall integrally formed with the first side of the aerodynamic part, and an outer side wall integrally formed with the second side of the aerodynamic part, each side wall inner and outer, has a discharge side with an arcuate concave surface extending essentially along the entire length of the side wall, and a suction side with an arcuate convex over a path extending essentially along the entire length of the side wall. In this case, the arcuate concave surface of the inner side wall and the arcuate concave surface of the outer side wall complement respectively the arcuate convex surface of the inner side wall and the arcuate convex surface of the outer side wall. This contributes to a simpler extraction of the blades in the axial direction without damaging adjacent blades and without violating the integrity of the structure in which they are installed.
Второй аспект данного изобретения предлагает диафрагму паровой турбины, содержащую наружное кольцо, внутреннее кольцо и кольцеобразную конструкцию из неподвижных сопловых лопаток, расположенную между внутренним и наружным кольцами диафрагмы, причем каждая из указанных лопаток содержит аэродинамическую часть, внутреннюю боковую стенку, выполненную за одно целое с первой стороной аэродинамической части, и наружную боковую стенку, выполненную за одно целое со второй стороной аэродинамической части, причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная, имеет сторону нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, и сторону всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, при этом по меньшей мере одна из указанных лопаток прикреплена с возможностью демонтажа к второй из указанных лопаток.The second aspect of the present invention provides a steam turbine diaphragm comprising an outer ring, an inner ring and an annular structure of fixed nozzle vanes located between the inner and outer rings of the diaphragm, each of these vanes comprising an aerodynamic part, an inner side wall integrally formed with the first side of the aerodynamic part, and the outer side wall made in one piece with the second side of the aerodynamic part, each side wall inside external and external, has a discharge side with an arcuate concave surface extending substantially along the entire length of the side wall, and a suction side with an arcuate convex surface extending substantially along the entire length of the side wall, wherein at least one of said the blades are removably attached to the second of these blades.
Третий аспект данного изобретения предлагает диафрагму паровой турбины, содержащую наружное кольцо, внутреннее кольцо и кольцеобразную конструкцию из неподвижных сопловых лопаток, расположенную между внутренним и наружным кольцами диафрагмы, причем каждая из указанных лопаток содержит аэродинамическую часть, внутреннюю боковую стенку, выполненную за одно целое с первой стороной аэродинамической части, и наружную боковую стенку, выполненную за одно целое со второй стороной аэродинамической части, причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная, имеет сторону нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, и сторону всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью, проходящей, по существу, по всей длине боковой стенки, при этом по меньшей мере одна из указанных лопаток прикреплена с возможностью демонтажа к второй из указанных лопаток в осевом направлении, и множество сварных соединений, которые выполнены с возможностью разъединения и каждое из которых, по существу, прикрепляет с возможностью отсоединения одну из указанных лопаток к наружному или внутреннему кольцу диафрагмы.A third aspect of the invention provides a steam turbine diaphragm comprising an outer ring, an inner ring and an annular structure of fixed nozzle vanes located between the inner and outer rings of the diaphragm, each of these vanes comprising an aerodynamic part, an inner side wall integrally formed with the first side of the aerodynamic part, and the outer side wall made in one piece with the second side of the aerodynamic part, each side wall inside external and external, has a discharge side with an arcuate concave surface extending substantially along the entire length of the side wall, and a suction side with an arcuate convex surface extending substantially along the entire length of the side wall, wherein at least one of said the blades are attached with the possibility of dismantling to the second of these blades in the axial direction, and many welded joints that are made with the possibility of separation and each of which, essentially, is attached with the possibility of disconnecting one Well, from the indicated blades to the outer or inner ring of the diaphragm.
Прикрепление лопатки с возможностью демонтажа ко второй, соседней лопатке (например, путем удерживания ее с помощью трения или удаляемых сварных соединений) и к кольцам диафрагмы (с помощью удаляемых сварных соединений, например прихваточных швов) повышает надежность фиксации лопатки в конструкции с одновременным упрощением ее извлечения без повреждения лопаток и/или колец диафрагмы и без нарушения целостности конструкции.The attachment of the blade with the possibility of dismantling to the second, adjacent blade (for example, by holding it with friction or removable welded joints) and to the diaphragm rings (with the help of removable welded joints, such as tack welds) increases the reliability of fixing the blade in the structure while simplifying its removal without damaging the blades and / or diaphragm rings and without violating the integrity of the structure.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Эти и другие свойства данного изобретения будут более понятны из последующего подробного описания его различных аспектов в сочетании с сопроводительными чертежами, которые изображают различные варианты выполнения данного изобретения и на которых:These and other features of the present invention will be more apparent from the following detailed description of its various aspects in combination with the accompanying drawings, which depict various embodiments of the present invention and in which:
фиг.1 показывает вид сверху соплового узла паровой турбины;figure 1 shows a top view of the nozzle assembly of a steam turbine;
фиг.2 показывает вид в аксонометрии соплового узла паровой турбины; figure 2 shows a perspective view of a nozzle assembly of a steam turbine;
фиг.3 показывает частичный вид в аксонометрии диафрагмы паровой турбины;figure 3 shows a partial perspective view of the diaphragm of a steam turbine;
фиг.4 показывает вид в аксонометрии неподвижной сопловой лопатки паровой турбины в соответствии с вариантом выполнения;4 shows a perspective view of a fixed nozzle blade of a steam turbine in accordance with an embodiment;
фиг.5 и 6 показывают виды в аксонометрии множества неподвижных сопловых лопаток паровой турбины в соответствии с вариантами выполнения;5 and 6 show perspective views of a plurality of stationary nozzle blades of a steam turbine in accordance with embodiments;
фиг.7 показывает частичный вид в аксонометрии диафрагмы паровой турбины в соответствии с вариантом выполнения.7 shows a partial perspective view of the diaphragm of a steam turbine in accordance with an embodiment.
Отметим, что чертежи данного изобретения выполнены не в масштабе. Данные чертежи предназначены для изображения только типичных аспектов данного изобретения и поэтому не должны рассматриваться как ограничивающие объем правовой охраны данного изобретения. На данных чертежах одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы.Note that the drawings of the present invention are not to scale. These drawings are intended to depict only typical aspects of the present invention and therefore should not be construed as limiting the scope of legal protection of this invention. In these drawings, the same reference numbers indicate the same elements.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Как указано выше, аспекты данного изобретения предлагают элемент сопла паровой турбины с конусообразной контактной поверхностью. Более конкретно аспекты данного изобретения предлагают сопловой узел паровой турбины, содержащий множество сопловых элементов с дугообразными или «конусообразными» (например, вогнутыми или выпуклыми) контактными поверхностями. Указанные дугообразные контактные поверхности могут позволить извлечь и/или отремонтировать отдельные сопловые элементы при поддержании, по существу, целостности конструкции соплового узла.As indicated above, aspects of the present invention provide a nozzle element of a steam turbine with a tapered contact surface. More specifically, aspects of the present invention provide a nozzle assembly for a steam turbine comprising a plurality of nozzle elements with arched or "conical" (eg, concave or convex) contact surfaces. Said arched contact surfaces may allow individual nozzle elements to be removed and / or repaired while maintaining substantially the integrity of the nozzle assembly structure.
Обратимся к чертежам, где на фиг.1 и 2 показан сопловой узел 100 для паровой турбины (не показана). Фиг.1 показывает вид сверху узла 100, тогда как фиг.2 показывает схематически узел 100 в аксонометрии. Узел 100 содержит неподвижную сопловую лопатку 10, имеющую по меньшей мере одну аэродинамическую часть 12, содержащую внутреннюю боковую стенку 14 и наружную боковую стенку 16. Узел 100 дополнительно содержит внутреннее кольцо 18 и наружное кольцо 20. Под формулировкой «внутреннее» и «наружное» в данном документе понимается радиальное положение относительно ротора (не показан), к которому посредством внутреннего кольца 18 прикреплен внутренний конец аэродинамической части 12. Внутреннее кольцо 18 и внутренняя боковая стенка 14 (и аналогично наружное кольцо 20 и наружная стенка боковая 16) соединены вместе у контактной поверхности 80, под которой в данном документе понимается вся площадь, на которой кольца и боковая стенка прилегают и соединяются друг с другом. Внутреннее кольцо 18 и внутренняя боковая стенка 14 (и аналогично наружное кольцо 20 и наружная боковая стенка 16) соединены вместе сваркой (или в альтернативном варианте пайкой) в нескольких точках контактной поверхности 80 (фиг.1). Следует понимать, что как изложено в данном документе, вместо сварки может быть выполнена пайка. В данной области техники известно, что для соединения металлов может использоваться сварка и пайка. Также известно, что сварка может выполняться сплавлением металлов, обычно с добавлением наполнителя. В отличие от сварки пайка обычно не включает плавление соединяемых основных металлов и, как правило, выполняется при более низкой температуре. Несмотря на то, что металлические соединения рассматриваются в данном документе как «сварные соединения», следует понимать, что эти металлические соединения как вариант могут рассматриваться как «паяные соединения».Turning to the drawings, where FIGS. 1 and 2 show a
На фиг.1 множественные зоны сварки контактной поверхности 80 как на входной (передней) стороне аэродинамической части 12, так и на выходной (задней) стороне аэродинамической части, которые сварены вместе, показаны, в целом, как сварные соединения 90 на фиг.1 и 2. Каждая контактная поверхность 80 между кольцами 18, 20 и боковыми стенками 14, 16 может содержать механический радиальный упор 19, который поддерживает аэродинамическую часть 12 в надлежащем радиальном положении во время сварки и предотвращает усадочную деформацию сварного шва. Каждая контактная поверхность 80 может дополнительно содержать механический осевой упор 17, который поддерживает аэродинамическую часть 12 в надлежащем осевом положении и регулирует продольную глубину сварного шва. Указанные механические упоры 17, 19 имеют соединение, состоящее из ряда охватываемых ступенчатых выступов, взаимодействующих с соответствующими охватывающими ступенчатыми выступами дополняющей детали, как будет изложено более подробно в дальнейшем.In Fig. 1, multiple welding zones of the
На фиг.3 показанный на фиг.2 узел 100 дополнительно содержит множество неподвижных сопловых лопаток 10, расположенных на участке диафрагмы (вся диафрагма не показана для ясности изображения). Как показано на чертеже, боковые стенки 14, 16 лопаток 10 могут иметь расположенные под углом контактные поверхности 34 (например, «резко изогнутую» контактную поверхность, содержащую две поверхности, расположенные под тупыми углами). Указанные расположенные под углом поверхности 34 позволяют расположить множество неподвижных сопловых лопаток, по существу, заподлицо друг с другом в узле 100. Как показано на чертеже, лопатки 10 удерживаются между внутренней боковой стенкой 18 и наружной боковой стенкой 20 посредством множества сварных швов 90.In FIG. 3, the
На фиг.4 показана неподвижная сопловая лопатка 110 паровой турбины в соответствии с вариантом выполнения. Лопатка 110 может содержать аэродинамическую часть 112, внутреннюю боковую стенку 114 и наружную боковую стенку 116. Как показано на чертеже, внутренняя боковая стенка 114 может составлять единое целое с первой стороной аэродинамической части 112 (например, может быть выполнена посредством механической обработки из кованой заготовки или бруска, сваркой, литьем, пайкой и т.д.), а наружная боковая стенка 116 может составлять единое целое со второй стороной аэродинамической части 112 (например, может быть выполнена путем механической обработки из кованой заготовки или бруска, сваркой, литьем, пайкой и т.д.). Каждая боковая стенка 114 и 116, внутренняя и наружная, может иметь сторону 124 нагнетания и сторону 126 всасывания. Термины «сторона нагнетания» и «сторона всасывания» относятся соответственно к стороне нагнетания и стороне всасывания аэродинамической части 112. Как известно в данной области техники, сторона нагнетания аэродинамической части 112 представляет собой сторону высокого давления, предназначенную для направления потока рабочей текучей среды через лопатку 110. Как дополнительно известно в данной области техники, сторона всасывания аэродинамической части 112 представляет собой сторону низкого давления, расположенную, по существу, напротив стороны нагнетания. Каждая сторона 124 нагнетания может иметь дугообразную вогнутую поверхность 134, а каждая сторона 126 всасывания может иметь дугообразную выпуклую поверхность 136. В одном варианте выполнения вогнутая поверхность 134 может проходить , по существу, по всей длине L боковой стенки 114, 116 соответственно, и выпуклая поверхность 136 может проходить, по существу, по всей длине L боковой стенки 114, 116 соответственно. В одном варианте выполнения вогнутая поверхность 134 внутренней боковой стенки 114 имеет радиус дуги, по существу, равный радиусу дуги выпуклой поверхности 136 внутренней боковой стенки 114. Кроме того, в этом варианте выполнения вогнутая поверхность 134 наружной боковой стенки 116 и выпуклая поверхность 136 наружной боковой стенки 116 могут иметь, по существу, равный радиус дуги. Дополнительно в этом варианте выполнения вогнутые поверхности 134 внутренней боковой стенки 114 и наружной боковой стенки 116 соответственно могут иметь длину дуги, по существу, равную длине дуги вогнутых поверхностей 136 внутренней боковой стенки 114 и наружной боковой стенки 116 соответственно.4 shows a
В соответствии с фиг.4 в одном варианте выполнения вогнутая поверхность 134 внутренней боковой стенки 114 и вогнутая поверхность 134 наружной боковой стенки 116 дополняют соответственно выпуклую поверхность 136 внутренней боковой стенки 114 и выпуклую поверхность 136 наружной боковой стенки 116. То есть в устройстве, содержащем более одной неподвижной сопловой лопатки 110 паровой турбины (фиг.5 - 7), выпуклая поверхность 136 внутренней боковой стенки 114 первой лопатки 110 дополняет вогнутую поверхность 134 внутренней боковой стенки 114 второй аналогичной лопатки 110. Подобным образом выпуклая поверхность 136 наружной боковой стенки 116 первой лопатки 110 паровой турбины дополняет вогнутую поверхность 134 наружной боковой стенки 116 второй аналогичной лопатки 110 паровой турбины. Следует понимать, что используемый в данном документ термин «дополнять» (дополняет) обозначает взаимодействие поверхностей, при котором часть этих поверхностей может располагаться, по существу, заподлицо друг с другом. Например, в одном варианте выполнения поверхности на стороне нагнетания (вогнутые) и поверхности на стороне всасывания (выпуклые) могут быть расположены в диафрагме паровой турбины (фиг.7) так, что каждая из соответствующих (внутренней, наружной) вогнутых поверхностей первой лопатки 110, по существу, расположена на одном уровне с соответствующими (внутренними, наружными) выпуклыми поверхностями второй лопатки 110. Взаимосвязь между поверхностями на стороне нагнетания и поверхностями на стороне всасывания дополнительно рассмотрена со ссылкой на фиг.5 - 7.In accordance with FIG. 4, in one embodiment, the
На фиг.5 и 6 показана конструктивная конфигурация, содержащая множество, по существу, одинаковых неподвижных сопловых лопаток 110 паровой турбины. В этой конфигурации лопатки 110 могут быть расположены так, что их дополняющие поверхности (вогнутые поверхности 134 и выпуклые поверхности 136 соответственно), по существу, находятся заподлицо друг с другом. Такое решение может обеспечить, среди прочего, эффективную подачу пара на аэродинамические части 112 и механическую прочность. Фиг.6 показывает конфигурацию, содержащую лопатки 110 паровой турбины, показанные на фиг.5, вместе с дополнительными, , по существу, аналогичными лопатками, образующие часть диафрагмы паровой турбины (кольца диафрагмы не показаны). Как изложено со ссылкой на фиг.5 и более четко показано на фиг.6, часть диафрагмы паровой турбины может быть выполнена путем размещения взаимодополняющих конусообразных поверхностей лопаток 110 заподлицо друг с другом. Как будет изложено со ссылкой на фиг.7, в более полной диафрагме лопатки 110 могут быть прикреплены друг к другу в осевом направлении (обозначенном символом «А») с возможностью демонтажа. Указанное соединение с возможностью демонтажа позволит извлечь в осевом направлении одну или более лопаток 110 из данного узла без существенного нарушения целостности конструкции (например, сварных соединений 190) оставшейся части данного узла.Figures 5 and 6 show a structural configuration comprising a plurality of substantially identical fixed
На фиг.7 показана часть диафрагмы 200 паровой турбины в соответствии с вариантом выполнения. Часть диафрагмы 200 может содержать множество неподвижных сопловых лопаток 110 паровой турбины, расположенных, по существу, так, что дополняющие поверхности находятся заподлицо друг с другом, как изложено со ссылкой на фиг.5 - 6. Кроме того, часть диафрагмы 200 может содержать внутреннее кольцо 118 диафрагмы и наружное кольцо 120 диафрагмы, которые могут быть, по существу, аналогичными внутреннему и наружному кольцам (18 и 20), показанным и описанным со ссылкой на фиг.1 - 3. В завершенной диафрагме (не показана для ясности) лопатки 110 могут образовывать кольцеобразную конструкцию между внутренним кольцом 118 и наружным кольцом 120 диафрагмы. При такой компоновке лопатки 110 могут быть прикреплены друг к другу с возможностью демонтажа. Кроме того, лопатки 110 могут быть прикреплены по существу, с возможностью отсоединения по меньшей мере к одному из внутреннего кольца 118 и наружного кольца 120 диафрагмы с помощью удаляемых сварных соединений 190. То есть, если лопатка 110 не прикреплена по меньшей мере к одному кольцу, внутреннему 118 или наружному 120, то лопатка 110 может быть извлечена из диафрагмы 200 без разрушения сварных соединений 190 одной или более смежных лопаток 110.7 shows a portion of the
В узле 100, показанном на фиг.3, при полной сборке и сварке (или как вариант пайке) кольцеобразной конструкции лопаток 10 отдельные лопатки 10 не могут быть извлечены из узла 100 без удаления множества лопаток 10 (и их соответствующих сварных соединений 90 или паяных соединений). Это обусловлено тем, что расположенные под углом контактные поверхности 34 (фиг.3) лопаток 10 препятствуют перемещению смежных лопаток 10, даже при удалении сварного соединения 90. Более конкретно, как показано на фиг.3, расположенные под углом контактные поверхности 34 лопаток 10 препятствуют перемещению этих лопаток в осевом направлении (А). В противоположность этому лопатки 110 в варианте выполнения (например, показанном на фиг.7) прикреплены друг другу с возможностью демонтажа. То есть каждая лопатка 110, которая не прикреплена сваркой к одному кольцу, внутреннему 118 или наружному 120, может быть извлечена или вставлена между двумя закрепленными (например, сваркой) лопатками 110 в осевом направлении (А). Другими словами, в диафрагме 200 паровой турбины каждая лопатка 110 может быть прикреплена с возможностью демонтажа к смежной лопатке 110 в осевом направлении. Кроме того, в одном варианте выполнения каждая лопатка 110, по существу, прикреплена с возможностью извлечения по меньшей мере к одному кольцу, внутреннему 118 или наружному 120, посредством лишь множества удаляемых сварных соединений 190 (или как вариант паяных соединений).In the
Лопатка 110, имеющая конусообразные (вогнутую, выпуклую) контактные поверхности, как изложено в данном документе, может позволить извлекать отдельные лопатки 110 из узла (например, диафрагмы 200 паровой турбины) путем удаления (например, зачисткой, механической обработкой и/или нагревом) только тех сварных соединений 190 (или паяных соединений), которые связаны с конкретной извлекаемой лопаткой. Такое решение может обеспечить, среди прочего, более быстрый и более эффективный ремонт, замену и/или доработку отдельных лопаток 110.A
Терминология, используемая в данном документе, применяется только с целью описания конкретных вариантов выполнения и не предназначена для ограничения данного описания. Подразумевается, что используемые в данном документе формы единственного числа также охватывают и формы множественного числа, если в контексте с очевидностью не указано иное. Следует также понимать, что используемые в данном описании термины «содержит» и/или «содержащий» определяют наличие указанных свойств, целых чисел, этапов, операций, частей и/или элементов, но не исключают наличие или добавление одного или более других свойств, целых чисел, этапов, операций, частей, элементов и/или их сочетания.The terminology used in this document is used only to describe specific embodiments and is not intended to limit this description. It is understood that the singular forms used in this document also encompass the plural forms, unless the context clearly indicates otherwise. It should also be understood that the terms “contains” and / or “comprising” used in this description determine the presence of these properties, integers, steps, operations, parts and / or elements, but do not exclude the presence or addition of one or more other properties, whole numbers, steps, operations, parts, elements and / or combinations thereof.
В данном изложенном описании используются примеры, описывающие данное изобретение, содержащие предпочтительные варианты выполнения, а также обеспечивающие возможность любому специалисту в данной области техники осуществить на практике данное изобретение, включая создание и использование любых устройств или систем, а также реализацию любых соответствующих способов. Объем правовой охраны данного изобретения определен формулой изобретения, при этом он может включать другие примеры, которые очевидны специалистам в данной области техники. Подразумевается, что подобные другие примеры подпадают под объем правовой охраны данной формулы изобретения, если они содержат конструктивные элементы, которые не отличаются от элементов, описанных в формуле изобретения, или если они содержат равноценные конструктивные элементы с несущественными отличиями от элементов, описанных в формуле изобретения.In this description, examples are used that describe the invention, containing preferred embodiments, as well as enabling any person skilled in the art to practice the invention, including the creation and use of any devices or systems, as well as the implementation of any appropriate methods. The scope of legal protection of this invention is defined by the claims, while it may include other examples that are obvious to experts in this field of technology. It is understood that such other examples fall within the scope of legal protection of a given claims if they contain structural elements that do not differ from the elements described in the claims, or if they contain equivalent structural elements with insignificant differences from the elements described in the claims.
Перечень элементовList of elements
10 Неподвижная сопловая лопатка10 Fixed nozzle blade
12 Аэродинамическая часть12 Aerodynamic part
14 Внутренняя боковая стенка14 Inner side wall
16 Наружная боковая стенка16 Outer side wall
17 Механический осевой упор17 Mechanical axial emphasis
18 Внутреннее кольцо18 Inner ring
19 Механический радиальный упор19 Mechanical radial stop
20 Наружное кольцо20 outer ring
34 Расположенные под углом поверхности34 Angled
80 Контактная поверхность80 contact surface
90 Сварные соединения90 Welded joints
100 Сопловой узел100 Nozzle assembly
110 Неподвижная сопловая лопатка110 Fixed nozzle blade
112 Аэродинамическая часть112 Aerodynamic part
114 Внутренняя боковая стенка114 Inner side wall
116 Наружная боковая стенка116 Outer side wall
118 Внутреннее кольцо диафрагмы118 Inner aperture ring
120 Наружное кольцо диафрагмы120 Outer diaphragm ring
124 Сторона нагнетания124 discharge side
126 Сторона всасывания126 Suction side
134 Дугообразная вогнутая поверхность134 arcuate concave surface
136 Дугообразная выпуклая поверхность136 Arched convex surface
190 Удаляемые сварные соединения190 Removable welds
200 Диафрагма паровой турбины200 diaphragm steam turbine
L Длина боковой стенкиL Sidewall length
А Осевое направлениеA Axial direction
Claims (8)
аэродинамическую часть (112),
внутреннюю боковую стенку (114), которая выполнена за одно целое с первой стороной аэродинамической части (112), и
наружную боковую стенку (116), которая выполнена за одно целое со второй стороной аэродинамической части (112),
причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная, (114, 116) имеет сторону (124) нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью (134), проходящей, по существу, по всей длине (L) боковой стенки, и сторону (126) всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью (136), проходящей, по существу, по всей длине (L) боковой стенки,
при этом дугообразная вогнутая поверхность (134) внутренней боковой стенки (114) и дугообразная вогнутая поверхность (134) наружной боковой стенки (116) дополняют соответственно дугообразную выпуклую поверхность (136) внутренней боковой стенки (114) и дугообразную выпуклую поверхность (136) наружной боковой стенки (116).1. A fixed nozzle blade (110) of a steam turbine, comprising:
aerodynamic part (112),
the inner side wall (114), which is made in one piece with the first side of the aerodynamic part (112), and
the outer side wall (116), which is made in one piece with the second side of the aerodynamic part (112),
each side wall, internal and external, (114, 116) has a discharge side (124) with an arcuate concave surface (134) extending substantially along the entire length (L) of the side wall, and a suction side (126) with an arcuate a convex surface (136) extending substantially along the entire length (L) of the side wall,
wherein the arcuate concave surface (134) of the inner side wall (114) and the arcuate concave surface (134) of the outer side wall (116) complement respectively the arcuate convex surface (136) of the inner side wall (114) and the arcuate convex surface (136) of the outer side walls (116).
наружное кольцо (120),
внутреннее кольцо (118),
кольцеобразную конструкцию из неподвижных сопловых лопаток (110), расположенную между внутренним кольцом (118) диафрагмы и наружным кольцом (120) диафрагмы, причем каждая из указанных лопаток (110) содержит: аэродинамическую часть (112),
внутреннюю боковую стенку (114), выполненную за одно целое с первой стороной аэродинамической части (112), и
наружную боковую стенку (116), выполненную за одно целое со второй стороной аэродинамической части (112),
причем каждая боковая стенка, внутренняя и наружная (114, 116), имеет сторону (124) нагнетания с дугообразной вогнутой поверхностью (134), проходящей, по существу, по всей длине (L) боковой стенки, и сторону (126) всасывания с дугообразной выпуклой поверхностью (136), проходящей, по существу, по всей длине (L) боковой стенки,
причем по меньшей мере одна из указанных лопаток (110) прикреплена с возможностью демонтажа к второй из указанных лопаток (110) в осевом направлении (А), и
множество пар удаляемых соединений (190), каждое из которых, по существу, прикрепляет с возможностью извлечения одну из указанных лопаток (110) к одному кольцу диафрагмы - наружному (120) или внутреннему (118).6. The diaphragm (200) of a steam turbine, comprising:
outer ring (120),
inner ring (118),
an annular structure of fixed nozzle blades (110) located between the inner ring (118) of the diaphragm and the outer ring (120) of the diaphragm, each of these blades (110) containing: the aerodynamic part (112),
the inner side wall (114), made in one piece with the first side of the aerodynamic part (112), and
the outer side wall (116), made in one piece with the second side of the aerodynamic part (112),
wherein each side wall, inner and outer (114, 116), has a discharge side (124) with an arcuate concave surface (134) extending substantially along the entire length (L) of the side wall, and a suction side (126) with an arcuate a convex surface (136) extending substantially along the entire length (L) of the side wall,
moreover, at least one of these blades (110) is mounted with the possibility of dismantling to the second of these blades (110) in the axial direction (A), and
a plurality of pairs of removable compounds (190), each of which, with the possibility of extraction, attaches one of the said blades (110) to one ring of the diaphragm - external (120) or internal (118).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/706,198 | 2010-02-16 | ||
US12/706,198 US20110200430A1 (en) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | Steam turbine nozzle segment having arcuate interface |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011105278A RU2011105278A (en) | 2012-08-20 |
RU2574106C2 true RU2574106C2 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB918692A (en) * | 1958-07-11 | 1963-02-13 | Ass Elect Ind | Improvements relating to turbine nozzle blocks |
US4025229A (en) * | 1975-11-14 | 1977-05-24 | Turbodyne Corporation (Steam Turbine Div.) | Diaphragm with cast nozzle blocks and method of construction thereof |
US4639189A (en) * | 1984-02-27 | 1987-01-27 | Rockwell International Corporation | Hollow, thermally-conditioned, turbine stator nozzle |
US6592326B2 (en) * | 2000-10-16 | 2003-07-15 | Alstom (Switzerland) Ltd | Connecting stator elements |
RU2362019C2 (en) * | 2006-12-11 | 2009-07-20 | Иннокентий Михайлович Большанин | Turbine |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB918692A (en) * | 1958-07-11 | 1963-02-13 | Ass Elect Ind | Improvements relating to turbine nozzle blocks |
US4025229A (en) * | 1975-11-14 | 1977-05-24 | Turbodyne Corporation (Steam Turbine Div.) | Diaphragm with cast nozzle blocks and method of construction thereof |
US4639189A (en) * | 1984-02-27 | 1987-01-27 | Rockwell International Corporation | Hollow, thermally-conditioned, turbine stator nozzle |
US6592326B2 (en) * | 2000-10-16 | 2003-07-15 | Alstom (Switzerland) Ltd | Connecting stator elements |
RU2362019C2 (en) * | 2006-12-11 | 2009-07-20 | Иннокентий Михайлович Большанин | Turbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5926888B2 (en) | Steam turbine nozzle segment having an arcuate joint | |
CA2715596C (en) | Fabricated static vane ring | |
CN106609682B (en) | Turbine bucket and corresponding turbine | |
EP3184739B1 (en) | Multi-wall blade with cooling circuit | |
JP6824268B2 (en) | How to Make Welded Gas Turbine Fuel Nozzles and Gas Turbine Fuel Nozzles | |
US20170030209A1 (en) | Steam turbine nozzle segment having transitional interface, and nozzle assembly and steam turbine including such nozzle segment | |
CN109642464B (en) | Turbine arrangement with platform cooling device for the buckets of a turbine | |
JP2006170204A (en) | Turbine nozzle segment and its repair method | |
JP6924021B2 (en) | Platform core supply for multi-wall blades | |
EP2395246A1 (en) | Impeller, compressor, and impeller fabrication method | |
JP2007146847A (en) | Combustor dome repair method | |
EP2431569A2 (en) | Steam turbine | |
US8591180B2 (en) | Steam turbine nozzle assembly having flush apertures | |
JP5965622B2 (en) | Steam turbine singlet joint for margin stage nozzle with pinned or bolted inner ring | |
RU2574106C2 (en) | Fixed nozzle blade of steam turbine and membrane of steam turbine | |
KR101960199B1 (en) | Combustor cylinder, method for manufacturing combustor cylinder, and pressure container | |
EP2985426B1 (en) | Blade device for a turbine and corresponding manufacturing method | |
EP3112598B1 (en) | Steam turbine nozzle segment for partial arc application, related assembly and steam turbine | |
EP2728114A1 (en) | A platform cooling device for a blade of a turbomachine and a blade for a turbomachine | |
JP6854906B2 (en) | Guide blades for turbomachinery | |
EP3179045A1 (en) | Steam turbine nozzle segment with complete sidewall and integrated hook design | |
JP2017106448A (en) | Steam turbine rotor seal radial key member, related assembly and steam turbine | |
US9771831B2 (en) | Exhaust casing comprising a fluid discharge device and turbine engine | |
JP2009543968A (en) | Repair method for jet engine guide blade segment | |
JP6739933B2 (en) | Austenite segments and related assemblies for steam turbine nozzle assemblies |