[發(fā)明專利]一種燃機(jī)透平靜葉插件安裝方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011318404.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN112318115B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇鵬飛;蔡國煌;趙世全;孔祥林;尹正發(fā);羅濤;盧航;周娜;李金鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): B23P21/00
• 分類號(hào): B23P21/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠

本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)空心葉片冷卻技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種燃機(jī)透平靜葉插件安裝方法，應(yīng)用于重型燃?xì)廨啓C(jī)空心葉片插件或航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)空心葉片插件的安裝，具體包括以下步驟:計(jì)算插件裝配間隙與冷卻氣體泄漏關(guān)系，獲得插件裝配間隙；所述插件裝配間隙為0?1.0mm；在靜葉內(nèi)腔中預(yù)留內(nèi)腔凹槽；插件矯形；修配打磨；裝配；完成裝配。本發(fā)明有效的將冷卻氣體的泄漏控制在合理范圍內(nèi)，提高葉片使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)空心葉片冷卻技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種燃機(jī)透平靜葉插件安裝方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

燃?xì)廨啓C(jī)在航空器推進(jìn)器、發(fā)電和工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和重型燃?xì)廨啓C(jī)都在向更高熱效率和更大功率的方向發(fā)展，透平燃?xì)膺M(jìn)口溫度越來越高，工況越來越惡劣，而材料的發(fā)展難以滿足現(xiàn)代先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展的需要，因此，對(duì)透平葉片實(shí)施有效冷卻是實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)高效運(yùn)行和進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。燃?xì)廨啓C(jī)葉片冷卻包括外部冷卻和內(nèi)部冷卻，其中內(nèi)部冷卻常采用射流沖擊冷卻和柱肋冷卻的方法。

在燃?xì)廨啓C(jī)葉片內(nèi)部冷卻結(jié)構(gòu)中，插件有著導(dǎo)流和形成內(nèi)部沖擊冷卻的重要作用，但高溫透平靜葉插件的安裝往往存在較大難度，而且插件底部與透平靜葉加工件內(nèi)部凹槽容易形成間隙，使進(jìn)入插件的冷卻氣體從間隙流出，造成冷卻氣體泄漏以致透平靜葉冷卻不足，形成超溫或局部超溫區(qū)域，影響燃機(jī)整體性能與運(yùn)行安全。相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，超過40％燃機(jī)失效和葉片冷卻相關(guān)，最普遍的失效模式是高溫氧化。燃機(jī)透平靜葉內(nèi)部冷卻性能與底部間隙密切相關(guān)，間隙過大容易引起超溫失效而導(dǎo)致靜葉高溫報(bào)廢，甚至造成嚴(yán)重安全事故。

對(duì)于靜葉冷卻來說，冷卻氣體通過插件上的沖擊孔射到葉片表面來冷卻葉片金屬，如果插件與葉片底部之間的裝配間隙過大，冷氣就會(huì)通過間隙進(jìn)入腔室，起不到冷卻的作用，從而造成冷氣泄漏，燃機(jī)冷卻流量增加，葉片溫度升高。燃機(jī)效率降低，葉片壽命降低，影響燃機(jī)安全運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種燃機(jī)透平靜葉插件安裝方法及應(yīng)用，有效的將冷卻氣體的泄漏控制在合理范圍內(nèi)，提高葉片使用壽命。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的解決方案是：

一種燃機(jī)透平靜葉插件安裝方法，具體包括以步驟:

計(jì)算插件裝配間隙與冷卻氣體泄漏關(guān)系，獲得插件裝配間隙；所述插件裝配間隙為0-1.0mm；

在靜葉內(nèi)腔中預(yù)留內(nèi)腔凹槽；

插件矯形；

修配打磨；

裝配；

完成裝配。

在一些可能的實(shí)施方式中，所述計(jì)算插件裝配間隙與冷卻氣體泄漏關(guān)系，獲得裝配間隙；具體是指：

計(jì)算插件裝配間隙與冷卻氣體泄漏關(guān)系；

通過三維CFD計(jì)算，獲得不同安裝間隙下靜葉片的冷氣泄漏量，根據(jù)不同葉片對(duì)冷氣泄露量的要求，找到對(duì)應(yīng)的裝配間隙；

在一些可能的實(shí)施方式中，所述插件矯形具體是指：對(duì)完工插件進(jìn)行矯形，所述插件外露部分長度控制在3-20mm。

在一些可能的實(shí)施方式中，所述修配打磨，具體是指：

對(duì)插件底部修配、對(duì)靜葉空腔入口部修磨。

在一些可能的實(shí)施方式中，所述裝配，具體是指：

將插件插入預(yù)留凹槽，進(jìn)行預(yù)裝配間隙檢測(cè)；

對(duì)靜葉內(nèi)腔進(jìn)行干涉部位打磨；

若裝配間隙不滿足要求，對(duì)插件底部進(jìn)行修磨，修磨長度≤1mm，修磨寬度為3-10mm；

若修磨不滿足要求，則更換插件進(jìn)行修配。