[發明專利]用于渦輪機的導流片以及制造方法

有效

• 申請號: 201210135920.5
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102767399A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: A·C·洛德;P·D·漢斯萊
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王瓊

技術領域

本發明涉及一種在軸流式渦輪機中使用類型的新的導流片以及組裝所述導流片的方法。本發明具體地但非僅僅關于汽輪機導流片。

背景技術

建造渦輪導流片的傳統方法是在內環和外環之間安裝翼面葉片環。每個葉片形成為葉片單元的一部分，葉片在葉片單元中在內平臺和外平臺之間延伸，所述葉片單元機加工為單個部件。每個平臺的形式是一段圓柱，因而當組裝所述葉片單元環時，所述內平臺組合以構成內圓柱，所述外平臺組合以構成外圓柱。所述外平臺被焊接到為所述導流片提供支撐和剛性的外環。

所述內平臺被焊接到內環，防止渦輪葉片軸向撓曲。在一些已知變型中，所述內環和外環分別沿著容納所述導流片的軸線且穿過葉片單元的平面分成兩個半圓形半環，從而所述整個導流片能夠被分隔成圍繞渦輪機的轉子的組件的兩個部分。當組裝所述導流片時，所述外環的兩個半環能夠用螺栓固定在一起。所述內環的兩個半環通常通過焊接到所述葉片單元來保持在合適的位置，所述葉片單元又被焊接到所述外環上。

已經公開的美國專利申請2008/0170939和已經公開的國際專利申請WO?2011/018413公開了一款緊湊型渦輪導流片，該渦輪導流片去掉內環，藉此節約生產部件以及將部件焊接到葉片單元的成本。內環平臺形成互鎖以使得由內環平臺產生的內圓柱用作內環目的。在組裝過程中，葉片單元受到預加壓力作用于其上的扭矩，促進導流片的剛度增加。

雖然根據‘939申請組裝導流片在內環上不需要焊接操作，但外環仍然焊接到外導流片環。導流片的焊接是復雜并且成本高的工藝方法，這需要額外的焊接后熱處理和最終機加工以校正扭曲。此外，只有少數工廠有資格制造這些導流片。機械組裝將因免除焊接加工而減少成本，另外將允許來自大范圍供應商的組件源。

這些問題，例如在已公開的美國專利申請2007/0292266中部分被解決。在公開的方法中，高熱輸入焊接由低熱輸入焊接或者淺焊接代替。并且，例如在美國專利7179052中描述了無焊接組裝導流片的提議。

考慮到現有技術狀況，可以看到便于組裝渦輪導流片并且盡可能避免焊接同時保持組裝的渦輪及其零件所要求的機械穩定性是工業的不斷需求。

發明內容

根據本發明的一個方面提供了一種渦輪導流片，所述渦輪導流片包括靜態葉片環，每個靜態葉片包括內平臺、翼面和外平臺，其中，所述外平臺具有設計成與外導流片環的部段上的邊緣構成干涉配合的邊緣，使得所述葉片被外導流片環和葉片的外平臺形成的環的相對軸向運動鎖定就位，并且其中，所述干涉配合足以在運行條件下維持所述導流片的整體性。也就是說，即使在運行條件下，所述邊緣之間的界面能夠保持基本上無焊接。

在本發明上述方面的第一實施例中，所述邊緣沿著界面線的至少一部分具有徑向錐形。

在本發明上述方面的第二實施例中，所述邊緣具有匹配臺階或法蘭部分。

在本發明上述方面的第三實施例中，所述邊緣沿著界面線的至少一部分和匹配臺階或法蘭部分具有徑向錐形。

在本發明上述方面的第四實施例中，至少一些葉片具有額外的機械固定元件以防止在徑向方向上的運動。這些元件能夠例如是螺栓或定位銷，當就位時它們穿過所述邊緣之間的界面線，并且優選通過在軸向方向上施加力而可釋放的。

本發明的這些和其他方面將從下面的詳細描述和列出的附圖變得明顯。

附圖說明

現在參照附圖描述本發明的示例性實施例，在附圖中：

圖1表示（已知的）汽輪機的示意截面圖，說明本發明要放置于其中的環境；

圖2顯示圖1的葉片單元或者翼面的細節；

圖3A-C顯示根據本發明的實例的葉片單元或者翼面的變型；

圖4說明使用銷提供對葉片單元運動的額外保護的本發明的變型；以及

圖5顯示根據本發明的實例組裝導流片的步驟。

具體實施方式

下面將首先參考如圖1所示的所謂的“緊湊型導流片”設計的描述進一步詳細地描述本發明的實例的方面和細節，其再現了共同擁有的已公開的美國專利申請No.2008/0170939的圖2的相關特征。圖1是軸流式渦輪機的局部徑向截面示意圖，顯示了位于汽輪機內移動葉片的連續環形行12,13之間的完全組裝的導流片。

每個所述移動葉片設置有位于在轉鼓18輪緣上機加工的相應槽16,17內的徑向內“T型榫頭”部分14,15。每個所述移動葉片還設置有外屏蔽19,20，所述外屏蔽用密封件23,24密封外接分段環21,22。