[發明專利]汽輪機動葉片的圍帶結構及其加工工藝

有效

• 申請號: 200810044636.0
• 申請日: 2008-06-03
• 公開（公告）號: CN101285404A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 周振杰;吳其林;周顯丁;范小平;李伯武;曹守洪;趙萍;鐘鋼云;胡國光;李銀鳳;賀偉
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: F01D5/22
• 分類號: F01D5/22
• 代理公司: 德陽三星專利事務所
• 代理人: 劉克勤;段雪茵

技術領域

本發明涉及汽輪機動葉片，尤其涉及該動葉片的圍帶結構及其加工工藝。

技術背景

圍帶是汽輪機轉子的主重要部件之一，呈環狀，其內周面與動葉片的頂端連接，將所有動葉片包圍起來，圍帶與動葉片組合，形成汽道，每相鄰兩葉片之間的空間就是一條汽道。傳統的圍帶是一個獨立部件，裝配時，鉚/焊接在葉片的頂端，這種剛性連接方式，使得轉子的動應力大，安全性不高，且由于葉片不能扭曲，機組的汽動特性差。自帶冠動葉片問世后，圍帶不再是一個獨立部件，而是由所有葉片的葉冠組合構成，每只葉片的葉冠就是一段圍帶，相鄰葉片的葉冠相互接觸，所有葉片的葉冠組合成圈，構成整圈圍帶。這種分段裝配式圍帶，大幅度降低了轉子的動應力，且由于葉片能扭曲，機組的汽動特性明顯改善。但也帶來新的問題：由于葉冠的配合結構是按靜態設計的，在機組處于靜態時，圍帶的兩個軸向端面(即進汽側和出汽側端面)是齊平的，在機組運行時，葉片在離心力作用下發生扭曲，相鄰葉冠的軸向端面錯位，圍帶的兩個軸向端面都變成鋸齒狀，不再齊平，這些鋸齒相當于鼓風機的葉片，在轉子旋轉時，產生鼓風效應，消耗能量，并使汽道內的汽流紊亂，降低蒸汽作功的效率，還會增大機組運行時的噪音。隨著汽輪機向大型化發展，單機功率越來越大，轉子的直徑越來越大，葉片的長度不斷加長，其扭角越來越大，鋸齒的高度越來越高，上述不利效果更為顯著，成為研發大功率機組急待解決的問題。

發明內容

本發明的目的，是為解決上述問題，提供一種鼓風損失、噪音更小、蒸汽作功效率更高的汽輪機動葉片圍帶結構及其加工工藝。

實現上述目的技術方案如下：

一種汽輪機動葉片圍帶結構，若干具有葉冠的動葉片安裝在汽輪機轉子的葉輪上，呈輻射狀分布，相鄰動葉片的葉冠相互配合，組合成圈，構成圍帶；其特征在于：當汽輪機運轉，動葉片扭轉后，圍帶的兩個軸向端面是齊平的，當汽輪機處于靜態，動葉片未扭轉時，圍帶的兩個軸向端面呈鋸齒狀。

所述相鄰動葉片葉冠的配合面是臺階面。

上述汽輪機動葉片圍帶結構的加工工藝，包括步驟：

①.準備步驟，包括：

-在加工動葉片時，其葉冠的兩個軸向端面和頂面都預留加工余量；

-加工若干預扭工藝塊，該工藝塊具有整體結構的兩個塊狀部分，兩個塊狀部分平行錯位，錯位距離等于葉片扭轉后相鄰兩葉冠的錯位距離；

②.加工預扭工藝槽步驟

將所有葉片裝在葉輪上，在圍帶的外周面(即所有葉冠的頂面)上車削一條環形槽，該槽的寬度與預扭工藝塊的寬度相適配；

③.葉片預扭步驟

施外力將葉片扭轉，使其葉冠錯位，將預扭工藝塊裝入預扭工藝槽內；每相鄰兩葉片的葉冠配合部，裝入一只預扭工藝塊；

④.加工圍帶軸向端面步驟

車削圍帶的兩個軸向端面，即進汽側端面和出汽側端面，使其齊平；

⑤.預扭恢復步驟

拆下預扭工藝塊，葉片扭轉恢復，葉冠復位，圍帶的兩個軸向端面呈鋸齒狀；

⑥.加工圍帶外周面步驟

車削圍帶的外周面，使其成為圓柱面。

本發明的有益技術效果：

由于葉片的葉冠被預扭，當汽輪機處于靜態，動葉片未扭轉時，圍帶的兩個軸向端面呈鋸齒狀，當汽輪機運轉，動葉片扭轉后，圍帶的兩個軸向端面是齊平的，從而避免了鼓風損失及由此帶來的噪音，同時也改善了汽流的有序度，提高了蒸汽作功的效率。

附圖說明

圖1是本發明圍帶外周面工藝槽結構示意圖

圖2是圖1的A向視圖

圖3是工藝塊的結構圖

圖4是圖3的俯視圖

圖5是工藝塊裝入工藝槽后葉片預扭葉冠錯位狀態示意圖

圖6是葉片在預扭狀態下圍帶的兩個軸向端面被車削后的狀態示意圖

圖7是卸掉工藝塊后圍帶的靜態示意圖

圖8是汽輪機運轉時，圍帶的工作狀態示意圖

具體實施方式

參見圖1、圖2：葉冠1位于葉身2的頂部，在加工葉片時，葉冠1的進、出汽側端面和頂面都預留加工余量，然后將所有葉片裝進葉輪，使所有葉片的葉冠1組合成圈，構成圍帶，在圍帶的外周面(即葉冠的頂面)上車削一條環形工藝槽3，該槽的寬度為a、深度為b。

參見圖3、圖4：加工一批工藝塊4，該工藝塊4的幾何尺寸與工藝槽3相適配，工藝塊4具有整體結構的兩個塊狀部分，兩個塊狀部分平行錯位，錯位距離C等于葉片扭轉后相鄰兩葉冠的錯位距離。