[發明專利]具有徑向擋塊和窄槽的渦輪機單噴嘴組件

有效

• 申請號: 201010143907.5
• 申請日: 2010-03-10
• 公開（公告）號: CN101839498A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: S·S·伯吉克;A·P·格雷夫;L·B·斯皮格爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

相關申請的交叉引用

本專利申請涉及共同轉讓的與本申請同時提交的序列號為12/402081、標題為“TURBINE?SINGLET?NOZZLE?ASSEMBLY?WITHMECHANICAL?AND?WELD?FABRICATION”的美國專利申請。

技術領域

本發明一般地涉及渦輪機技術。更特別地，本發明涉及具有用于焊縫坡口加工(weld?preparation)的徑向擋塊和窄槽的渦輪機單噴嘴組件設計。

背景技術

渦輪機(包括燃氣或蒸汽渦輪機)包括噴嘴組件，該噴嘴組件將蒸汽或燃氣流引入聯接到旋轉軸上的轉動葉片，以使旋轉軸轉動。用于噴嘴組件的一種構造包括單設計，其在內側壁和外側壁之間包括葉片或翼型件，且側壁分別聯接到內環和外環上，并在側壁和環之間的界面處具有機械軸向擋塊。

制造這些單噴嘴組件的當前方法需要橫跨側壁和環的界面將噴嘴組件的不同部件焊接在一起。然而，某些焊接技術會引入大量的熱，以及大量的焊接填充材料，這會使被焊接的單噴嘴的部件變形。因此，典型地使用諸如淺電子束焊接、淺激光焊接的低熱焊接類型，而不優選諸如鎢極氣體保護電弧焊(GTAW)(也已知為鎢極惰性氣體(TIG)保護焊)和氣體保護金屬極電弧焊(GMAW)(也已知為金屬惰性氣體(MIG)保護焊)的高熱焊接類型，因為它們由于大量的焊接填充材料和/或高熱輸入而可使被焊接的部件變形。

發明內容

本發明的實施例包括用于渦輪機的噴嘴組件，該噴嘴組件包括翼型件、內側壁和外側壁以及內環和外環。內環和內側壁(以及類似地外環和外側壁)經由機械元件和焊接在界面處相互連接。相互連接部包括軸向和徑向的機械擋塊以允許精確組裝，從而確保部件在焊接期間正確的徑向和軸向位置，以使焊接收縮最小化并控制軸向焊縫長度。該構造還可在環和成角度地遠離界面的側壁之間的界面處包括一個或多個表面，以形成窄槽。該構造還可包括具有便于焊接的可消耗根部的環，并提供夾緊擋塊以進一步確保部件保持在正確位置。該構造進一步構造成使得焊縫根部上的應力集中處于大體垂直的方向上。

本公開的第一方面提供一種用于渦輪機的噴嘴組件，該噴嘴組件包括：具有外側壁的至少一個翼型件；在界面處機械地聯接到外側壁上的外環；在外側壁和外環的界面處的機械軸向擋塊，該機械軸向擋塊構造成將至少一個翼型件保持在正確的軸向位置上；以及外側壁和外環的界面處的機械徑向擋塊，該機械徑向擋塊構造成將至少一個翼型件保持在正確的徑向位置上，其中，(a)界面處的外環的一部分和(b)界面處的外側壁的一部分中的至少一個成角度地遠離界面，以在外環和外側壁之間形成窄槽。

本公開的第二方面提供一種用于渦輪機的噴嘴組件，該噴嘴組件包括：具有內側壁的至少一個翼型件；在界面處機械地聯接到內側壁上的內環；內側壁和內環的界面處的機械軸向擋塊，該機械軸向擋塊構造成將至少一個翼型件保持在正確的軸向位置上；以及內側壁和內環的界面處的機械徑向擋塊，該機械徑向擋塊構造成將至少一個翼型件保持在正確的徑向位置上，其中，(a)界面處的內環的一部分和(b)界面處的內側壁的一部分中的至少一個成角度地遠離界面，以在內環和內側壁之間形成窄槽。

附圖說明

圖1A示出了根據本發明實施例的用于渦輪機的噴嘴組件的示意圖；

圖1B示出了根據本發明實施例的用于渦輪機的噴嘴組件的三維示意圖；

圖2A-2C示出了根據本發明實施例的噴嘴組件的側壁和環之間的界面的分解橫斷面視圖；

圖3-4示出了根據本發明實施例的噴嘴組件的側壁和環之間的界面的分解橫斷面視圖。

部件列表