專利名稱：裝配型噴嘴隔板及噴嘴隔板的裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于蒸汽輪機(jī)的裝配型噴嘴隔板，以及一種裝配噴嘴隔板的方法。
背景技術(shù)：
一般常會(huì)用到所謂的軸流蒸汽渦輪，具有大功率并包括沿著蒸汽流方向布置的多級，每一級包括渦輪噴嘴(渦輪靜止(定子)葉片)和渦輪移動(dòng)或可動(dòng)(轉(zhuǎn)子)葉片的組合。
該軸流蒸汽渦輪粗略地分為反作用型和推動(dòng)型。
推動(dòng)型蒸汽渦輪利用每個(gè)渦輪噴嘴致使蒸汽熱能做更多的膨脹功，在膨脹功后使用每個(gè)渦輪移動(dòng)葉片將蒸汽轉(zhuǎn)化為偏轉(zhuǎn)流，并且引導(dǎo)所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)流到下一級。
在轉(zhuǎn)化蒸汽的大部分熱能為動(dòng)能的渦輪噴嘴內(nèi)，在渦輪噴嘴的蒸汽入口和蒸汽出口之間出現(xiàn)大的壓力差。為了對付該壓力差，因此渦輪噴嘴采用了如圖24所示的隔板結(jié)構(gòu)。
如圖24所示的渦輪噴嘴的隔板結(jié)構(gòu)組成如下。環(huán)體1在水平接頭表面2分成兩部分，以環(huán)柱布置的噴嘴葉片(噴嘴板)3的兩端被隔板外環(huán)4和隔板內(nèi)環(huán)5支撐，并且在朝向渦輪軸(未示出)的隔板內(nèi)環(huán)5的內(nèi)周提供有汽封安裝槽6。
而且，該渦輪噴嘴為所謂的焊接型渦輪噴嘴，其中當(dāng)噴嘴葉片3連接到隔板外環(huán)4和隔板內(nèi)環(huán)5時(shí)，噴嘴葉片3通過焊接部分8a和8b穿過磨損板7a和7b分別固定安裝在隔板外環(huán)4和隔板內(nèi)環(huán)5上，如圖25所示。
另一方面，如圖30所示的將蒸汽流在入口分成左側(cè)流和右側(cè)流的所謂的逆流(雙流)渦輪，當(dāng)?shù)谝环至鲊娮烊~片49和第二分流噴嘴葉片50的頂部側(cè)被第一分流隔板外環(huán)52和第二分流隔板外環(huán)53分別支撐時(shí)，第一和第二分流噴嘴葉片49和50通過焊接部分54a和54b固定連接在第一和第二分流隔板外環(huán)52和53上，并且第一和第二分流噴嘴葉片49和50的底部使用在第一和第二分流噴嘴葉片49和50之間共用的共用隔板內(nèi)環(huán)51通過焊接部分54c和54d分別固定。
如圖25所示的焊接型渦輪噴嘴已經(jīng)長時(shí)間應(yīng)用并且已經(jīng)給出實(shí)際效果。然而，由于國際競爭已經(jīng)日趨激烈，對于渦輪噴嘴市場需求更加嚴(yán)格地提高性能和降低成本。針對這種需求，一直認(rèn)為不重要的下述內(nèi)容構(gòu)成了要考慮或解決的重要內(nèi)容或問題。
(1)關(guān)于性能對于焊接型渦輪噴嘴，由于焊接變形而產(chǎn)生的制造差錯(cuò)所導(dǎo)致的性能變壞。
焊接變形的最嚴(yán)重效果為蒸汽路徑內(nèi)外直徑分別與設(shè)計(jì)直徑的偏差。例如如圖26所示，即使渦輪噴嘴設(shè)計(jì)為所謂的無重疊(階)狀態(tài)，其中葉片根部(葉片基部)10和葉片頂部(頂端部)11都線性制成，由于焊接變形作用，葉片根部10和葉片頂部11都相對于設(shè)計(jì)值實(shí)際上具有正(+)或負(fù)(-)重疊，它們分別的參考位置如圖27所示。
通過基于正或負(fù)重疊的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)了渦輪分級效率，發(fā)現(xiàn)如果正或負(fù)重疊較大，渦輪分級效率變壞更高。由于此原因，即使通過反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了減小焊接變形的方法，該方法天生地具有它的局限，長時(shí)間使用該渦輪噴嘴的結(jié)果是經(jīng)常會(huì)再次出現(xiàn)大的正或負(fù)重疊。
而且，已經(jīng)引入了所謂的補(bǔ)償設(shè)計(jì)概念，其中在假定出現(xiàn)負(fù)重疊進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，無尺寸重疊的設(shè)計(jì)位置設(shè)定在箭頭AR指示的正位置，以便在操作渦輪噴嘴的過程中試著保持渦輪分級效率處在最大值(Mmax)。然而，該方法也天生地具有它的局限。
(2)關(guān)于成本由于有許多焊接步驟，難于實(shí)現(xiàn)降低成本。
圖29以圓形圖的形式示出了一個(gè)焊接型渦輪噴嘴實(shí)例的制造成本組成比率。在圖29的實(shí)例中，焊接成本達(dá)到整個(gè)制造成本的約38％。因此，即使試圖有效降低材料成本和加工成本，對于成本降低也有一個(gè)限制。另外，由于難于100％實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化焊接，因此難于降低焊接成本自身。
本發(fā)明在這些環(huán)境條件下獲得。本發(fā)明的一個(gè)目的是改變從而簡化渦輪噴嘴結(jié)構(gòu)，并且提供能夠易于裝配而不用執(zhí)行焊接操作的裝配型噴嘴隔板以及裝配這種噴嘴隔板的方法。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明獲得上述目的的裝配型噴嘴隔板，包括隔板外環(huán)，具有朝向內(nèi)徑側(cè)開口并在隔板外環(huán)內(nèi)圓周方向上是連續(xù)的溝槽；隔板內(nèi)環(huán)，具有朝向外徑側(cè)開口并在隔板內(nèi)環(huán)外圓周方向上是連續(xù)的溝槽；以及噴嘴葉片，具有位于一端的用于隔板外環(huán)的插入部分并且具有位于另一端的用于隔板內(nèi)環(huán)的插入部分，其中朝向隔板外環(huán)內(nèi)徑側(cè)開口的所述溝槽和噴嘴葉片的所述隔板外環(huán)插入部分成形為僅僅在溝槽和隔板外環(huán)插入部分中每一個(gè)的圓周方向上相互裝入，并且朝向隔板內(nèi)環(huán)外徑側(cè)開口的所述溝槽和噴嘴葉片的所述隔板內(nèi)環(huán)插入部分成形為僅僅在溝槽和隔板內(nèi)環(huán)插入部分中每一個(gè)的圓周方向和徑向之一上相互裝入。
在本發(fā)明上述方面的優(yōu)選實(shí)施例中，朝向液體(蒸汽)流的隔板外環(huán)插入部分的上游側(cè)表面通過凸起彎曲部分和連著凸起彎曲部分的臺(tái)階塊部分相結(jié)合制成，并且凸起彎曲部分和臺(tái)階塊部分在圓周方向上延伸。
另外，隔板內(nèi)環(huán)插入部分可以具有在中間位置形成的凸柱狀件，并且該凸柱狀件可以在圓周方向延伸。
所述隔板外環(huán)具有在圓周方向上形成的帽狀槽，該帽狀槽在進(jìn)口處包括凸起的彎曲部分。
而且，所述隔板內(nèi)環(huán)可以具有在圓周方向形成的凹槽。
在隔板外環(huán)插入部分和隔板外環(huán)之間的安裝間隙設(shè)定在0.03到0.12毫米的范圍內(nèi)。
在隔板外環(huán)插入部分和隔板外環(huán)之間設(shè)定在0.03到0.12毫米范圍內(nèi)的安裝間隙是在位于隔板外環(huán)插入部分頭部側(cè)并平行于液體流的表面與隔板外環(huán)之間的間隙和位于隔板外環(huán)插入部分上游側(cè)表面且在徑向上的表面與隔板外環(huán)之間的間隙當(dāng)中的至少一個(gè)。
在隔板內(nèi)環(huán)插入部分和隔板內(nèi)環(huán)之間的安裝間隙設(shè)定在0.03到0.12毫米的范圍內(nèi)。
在隔板內(nèi)環(huán)插入部分和隔板內(nèi)環(huán)之間設(shè)定在0.03到0.12毫米范圍內(nèi)的安裝間隙是在徑向上在隔板內(nèi)環(huán)插入部分的柱狀件表面與隔板內(nèi)環(huán)之間的間隙。
而且，隔板外環(huán)插入部分可以通過在朝向液體流的上游側(cè)表面和沿著液體流的下游側(cè)表面上分別提供的凸起彎曲部分相結(jié)合制成，提供的臺(tái)階塊部分連著各個(gè)凸起彎曲部分，并且提供的凸起底座部分連著各個(gè)臺(tái)階塊部分。
所述隔板外環(huán)插入部分通過朝向徑向的柱狀件和連著柱狀件的所述凸起底座部分相結(jié)合而構(gòu)成。
其表面朝向液體流的隔板外環(huán)插入部分的上游側(cè)表面可以通過凸起的彎曲部分、連著該彎曲部分的臺(tái)階塊部分以及連著該塊部分的凸起底座部分相結(jié)合而形成，并且環(huán)部件連接在該塊部分上，并且在該隔板外環(huán)提供有固定裝置以便施加壓力到隔板外環(huán)插入部分。
朝向液體流的隔板外環(huán)插入部分的上游表面可以通過凸起的彎曲部分、連著該彎曲部分的臺(tái)階塊部分以及連著該塊部分的凸起底座部分相結(jié)合而形成，并且在隔板外環(huán)插入部分裝入隔板外環(huán)的安裝表面上提供有振動(dòng)阻止件。
該振動(dòng)阻止件提供有位于隔板外環(huán)插入部分頭部側(cè)并平行于液體流的表面與隔板外環(huán)之間的間隙和位于隔板外環(huán)插入部分上游側(cè)表面且在徑向上的表面與隔板外環(huán)之間的間隙當(dāng)中的至少一個(gè)。
可以在位于隔板外環(huán)插入部分頭部側(cè)的上游側(cè)表面的角部提供該振動(dòng)阻止件。
另外，每個(gè)都被隔板外環(huán)和隔板內(nèi)環(huán)支撐的多個(gè)噴嘴葉片可以沿著要分開的液體流在逆流位置布置，并且布置在逆流位置的多個(gè)噴嘴葉片可以被單個(gè)隔板內(nèi)環(huán)支撐。
另一方面，每個(gè)都被隔板外環(huán)和隔板內(nèi)環(huán)支撐的多個(gè)噴嘴葉片可以沿著要分開的液體流在逆流位置布置，并且布置在逆流位置的多個(gè)噴嘴葉片中每一個(gè)的隔板外環(huán)插入部分可以被單個(gè)隔板內(nèi)環(huán)支撐。
而且在本發(fā)明的另一方面中，上述目的也能夠通過提供下述的裝配型噴嘴隔板而獲得，該噴嘴隔板包括隔板外環(huán)，具有朝向內(nèi)徑側(cè)開口并在隔板外環(huán)內(nèi)圓周方向上是連續(xù)的溝槽；隔板內(nèi)環(huán)，具有朝向外徑側(cè)開口并在隔板內(nèi)環(huán)外圓周方向上是連續(xù)的溝槽；以及噴嘴葉片，具有位于一端的用于隔板外環(huán)的插入部分并且具有位于另一端的用于隔板內(nèi)環(huán)的插入部分，其中所述隔板內(nèi)環(huán)包括與噴嘴葉片整體形成的噴嘴葉片內(nèi)圓周側(cè)部件。
該隔板外環(huán)可以包括位于隔板外環(huán)插入部分裝入隔板外環(huán)的安裝表面上的振動(dòng)阻止件。
而且，上述目的也能夠通過提供下述的裝配型噴嘴隔板而獲得，該噴嘴隔板包括隔板外環(huán)，具有朝向內(nèi)徑側(cè)開口并在隔板外環(huán)內(nèi)圓周方向上是連續(xù)的溝槽；以及噴嘴葉片，具有位于一端的用于隔板外環(huán)的插入部分和位于另一端的隔板內(nèi)環(huán)，其中在該隔板內(nèi)環(huán)內(nèi)插入一塊板。
而且進(jìn)一方面，上述目的也能夠通過提供裝配噴嘴隔板的方法而獲得，該噴嘴隔板包括具有朝向內(nèi)徑側(cè)開口的溝槽并在隔板外環(huán)內(nèi)圓周方向上是連續(xù)的隔板外環(huán)、具有朝向外徑側(cè)開口的溝槽并在隔板內(nèi)環(huán)外圓周方向上是連續(xù)的隔板內(nèi)環(huán)、以及具有位于一端的用于隔板外環(huán)的插入部分和位于另一端的用于隔板內(nèi)環(huán)的插入部分的噴嘴葉片，該方法的特征在于包括如下步驟加工隔板外環(huán)以使其在水平接頭表面位置基本上以180度對半分成隔板外環(huán)上半部分和隔板外環(huán)下半部分，從而制成環(huán)體的隔板外環(huán)；加工隔板內(nèi)環(huán)以使其在水平接頭表面位置基本上以180度對半分成隔板內(nèi)環(huán)上半部分和隔板內(nèi)環(huán)下半部分，從而制成環(huán)體的隔板內(nèi)環(huán)；從隔板外環(huán)上半部分和隔板外環(huán)下半部分之一的水平接頭表面朝向隔板外環(huán)上半部分和隔板外環(huán)下半部分另一個(gè)的水平接頭表面安裝噴嘴葉片的所述隔板外環(huán)插入部分，以便在圓周方向順序地一一插入預(yù)定數(shù)量的噴嘴葉片；在所述一個(gè)半部分的水平接頭表面上和在所述另一個(gè)半部分的水平接頭表面上通過制動(dòng)件分別固定所述多個(gè)插入的噴嘴葉片；從內(nèi)環(huán)插入部分的內(nèi)徑方向?qū)⒏舭鍍?nèi)環(huán)上半部分和隔板內(nèi)環(huán)下半部分插入噴嘴葉片的內(nèi)環(huán)插入部分；在插入的隔板內(nèi)環(huán)上半部分的水平接頭表面上和在插入的隔板內(nèi)環(huán)下半部分的水平接頭表面上通過制動(dòng)件分別固定所述多個(gè)插入的噴嘴葉片；以及在各個(gè)水平接頭表面上將隔板內(nèi)環(huán)上半部分及與預(yù)定數(shù)量的噴嘴葉片結(jié)合的隔板外環(huán)上半部分固定到隔板內(nèi)環(huán)下半部分及與預(yù)定數(shù)量的噴嘴葉片結(jié)合的隔板外環(huán)下半部分。
在該噴嘴隔板裝配方法中，在隔板外環(huán)插入部分和隔板外環(huán)之間的安裝間隙設(shè)定在0.03到0.12毫米范圍內(nèi)。
另外，在隔板外環(huán)插入部分和隔板外環(huán)之間設(shè)定在0.03到0.12毫米范圍內(nèi)的安裝間隙是在位于隔板外環(huán)插入部分頭部側(cè)并平行于液體流的表面與隔板外環(huán)之間的間隙和位于隔板外環(huán)插入部分上游側(cè)表面且在徑向上的表面與隔板外環(huán)之間的間隙當(dāng)中的至少一個(gè)。
而且在隔板內(nèi)環(huán)插入部分和隔板內(nèi)環(huán)之間的安裝間隙設(shè)定在0.03到0.12毫米的范圍內(nèi)。
在隔板內(nèi)環(huán)插入部分和隔板內(nèi)環(huán)之間設(shè)定在0.03到0.12毫米范圍內(nèi)的安裝間隙存在于隔板內(nèi)環(huán)插入部分的柱狀件的徑向上。
根據(jù)本發(fā)明具有上述特征的裝配型噴嘴隔板能夠運(yùn)用了簡單的裝配結(jié)構(gòu)，其中在噴嘴葉片一端提供的隔板外環(huán)插入部分裝入隔板外環(huán)并且在噴嘴葉片另一端提供的隔板內(nèi)環(huán)插入部分裝入隔板內(nèi)環(huán)。因此根據(jù)本發(fā)明的裝配型噴嘴隔板用于例如蒸汽渦輪時(shí)，蒸汽路徑的路徑寬度能夠精確地保持在設(shè)計(jì)尺寸并且能夠操作該渦輪噴嘴具有更高的渦輪分級效率。
另外，根據(jù)本發(fā)明的噴嘴隔板裝配方法，噴嘴葉片能夠相對于隔板內(nèi)環(huán)和外環(huán)自由移動(dòng)。因此，即使在操作蒸汽渦輪的過程中噴嘴葉片發(fā)生例如裂縫這樣的損傷，僅僅更換發(fā)生損傷等的噴嘴葉片就足夠了。從而不同于傳統(tǒng)技術(shù)，不必更換整個(gè)隔板，因此能夠進(jìn)一步減少更換操作。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的截面圖。
圖2示出從圖1所示的隔板外環(huán)和隔板內(nèi)環(huán)中拔出的噴嘴葉片。
圖3是圖2所示的噴嘴葉片從噴嘴葉片前邊緣看的斜視透視圖。
圖4示出從圖1所示的噴嘴葉片中拔出的隔板外環(huán)。
圖5是沿著圖4中所示的V-V線的截面圖。
圖6示出從圖1所示的噴嘴葉片中拔出的隔板內(nèi)環(huán)。
圖7是沿著圖6中所示的VII-VII線的截面圖。
圖8是一個(gè)透視圖，示出了多個(gè)噴嘴葉片裝在一起的狀態(tài)。
圖9示出隔板外環(huán)和隔板內(nèi)環(huán)的水平接頭表面。
圖10示出隔板外環(huán)和隔板內(nèi)環(huán)的水平接頭表面的一個(gè)改進(jìn)實(shí)例。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的截面圖。
圖12示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的截面圖。
圖13示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的截面圖。
圖14示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的截面圖。
圖15示出根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的截面圖。
圖16示出根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的截面圖。
圖17示出根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的截面圖。
圖18示出根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的截面圖。
圖19示出根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的截面圖。
圖20示出根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的截面圖。
圖21是一個(gè)流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一到第二實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的裝配程序的步驟。
圖22是一個(gè)流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的裝配程序步驟。
圖23是一個(gè)流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第五到第七實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板的裝配程序步驟。
圖24是一個(gè)透視圖，示出了一個(gè)分成一半的傳統(tǒng)噴嘴隔板。
圖25示出了一個(gè)傳統(tǒng)的焊接型噴嘴隔板。
圖26是一個(gè)示意圖，用于說明蒸汽路徑的設(shè)計(jì)路徑寬度。
圖27是一個(gè)示意圖，用于說明蒸汽路徑的實(shí)際路徑寬度。
圖28是一個(gè)圖表，示出了由于蒸汽路徑寬度重疊波動(dòng)而產(chǎn)生的渦輪分級效率的波動(dòng)。
圖29是一個(gè)圓形圖，示出了傳統(tǒng)渦輪噴嘴生產(chǎn)成本的細(xì)節(jié)內(nèi)容。
圖30示出了傳統(tǒng)焊接型和逆流(雙流)型噴嘴隔板。
圖31是一個(gè)具有裝配型噴嘴隔板的軸流式渦輪的縱斷面簡圖。
具體實(shí)施例方式
下面將通過在圖上標(biāo)注的參考數(shù)字并參照附圖來描述本發(fā)明的裝配型噴嘴隔板及裝配方法的實(shí)施例。在各實(shí)施例中，裝配型噴嘴隔板應(yīng)用于蒸汽渦輪中。圖中的參考標(biāo)記ST代表蒸汽渦輪內(nèi)的蒸汽流。
圖31示出了具有裝配型噴嘴隔板的軸流式蒸汽渦輪100的多級。每個(gè)噴嘴葉片104連接到隔板外環(huán)102以及隔板內(nèi)環(huán)103上，從而形成噴嘴葉片流動(dòng)通道，其中隔板外環(huán)102連接到渦輪殼體101上。多個(gè)渦輪移動(dòng)(轉(zhuǎn)子)葉片106布置在該噴嘴葉片流動(dòng)路徑下游。該移動(dòng)葉片106在圓周方向上以預(yù)定間隔在轉(zhuǎn)子輪105外周上建造或裝配，并且阻止工作液體泄漏的蓋107連接在每個(gè)移動(dòng)葉片106的外周端。
在圖31中，液體也即蒸汽ST，從蒸汽渦輪右方(上游側(cè))到左方(下游側(cè))流動(dòng)。而且，應(yīng)當(dāng)指出在各個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的裝配型噴嘴隔板應(yīng)用到蒸汽渦輪上的時(shí)候，裝配型噴嘴隔板的組成元件在圖3 1所示位置提供，即使并沒有詳細(xì)說明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝配型噴嘴隔板的第一實(shí)施例的正視圖。
該實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板組成為兩端分別包括隔板外環(huán)插入部分12及隔板內(nèi)環(huán)插入部分13的噴嘴葉片(噴嘴板)14、與隔板外環(huán)插入部分12相適配并且支撐噴嘴葉片(噴嘴板)14頭部的隔板外環(huán)15、以及與隔板內(nèi)環(huán)插入部分13相適配并且支撐噴嘴葉片(噴嘴板)14底部的隔板內(nèi)環(huán)16。
如圖2和3所示，通過精密鑄造或者通過機(jī)床加工從噴嘴葉片元件上整體切削，而使隔板外環(huán)插入部分12與噴嘴葉片14形成在一起。在該裝配型噴嘴隔板安裝在蒸汽渦輪上的情況下，朝向蒸汽ST流的噴嘴外環(huán)插入部分12的上游側(cè)表面部分19整體上被制成凸起的。該上游側(cè)表面部分19制成為環(huán)塊體，其中該環(huán)塊體包括彎曲部分17和以臺(tái)階形式制成的塊部分18，并且該上游側(cè)表面部分19在圓周方向上(在相對蒸汽流垂直的平面上移動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)方向)延伸。
而且，類似于如圖2和3所示的隔板外環(huán)插入部分12，通過精密鑄造或者通過機(jī)床加工從噴嘴葉片元件上整體切削，隔板內(nèi)環(huán)插入部分13與噴嘴葉片14形成在一起。隔板內(nèi)環(huán)插入部分13在中間部分包括凸起的柱狀件20，并且該柱狀件20制成在圓周方向上延伸的環(huán)塊體。
如圖4所示，安裝隔板外環(huán)插入部分12的隔板外環(huán)15被制成環(huán)體，并且在水平接頭表面HJS1上對半分為外環(huán)上半部分21和外環(huán)下半部分22。分成兩半的隔板外環(huán)15包括在帽或帽形溝槽23入口處的凸起彎曲部分24，并且該彎曲部分24施加壓力到隔板外環(huán)插入部分12的臺(tái)階塊部分18上同時(shí)結(jié)合并支撐隔板外環(huán)插入部分12的彎曲部分17。
也即，提供了隔板外環(huán)15的帽形溝槽23和彎曲部分24使得僅僅在水平接頭表面HJS1上將噴嘴葉片14的隔板外環(huán)插入部分12安裝到并插入隔板外環(huán)15內(nèi)，而在其它區(qū)域噴嘴葉片14不能插入隔板外環(huán)15內(nèi)。
當(dāng)隔板外環(huán)插入部分12成功地在隔板外環(huán)15內(nèi)形成的帽形溝槽23內(nèi)安裝并且隔板外環(huán)插入部分12在隔板外環(huán)15整個(gè)圓周上布置時(shí)，隔板外環(huán)15的外環(huán)上半部分21和外環(huán)下半部分22隨后通過螺栓25a和25b固定，這一點(diǎn)如圖4所示。隔板外環(huán)15與殼體(未示出)結(jié)合并通過殼體支撐。
如圖6所示，安裝隔板內(nèi)環(huán)插入部分13的隔板內(nèi)環(huán)16被制成環(huán)體，并且在水平接頭表面HJS2上對半分為內(nèi)環(huán)上半部分26和內(nèi)環(huán)下半部分27，類似于隔板外環(huán)15。如圖7所示，分成兩半的隔板內(nèi)環(huán)16包括位于頭部側(cè)(外徑側(cè))的凹槽28以及位于底部側(cè)(內(nèi)徑側(cè))的汽封溝槽29。隔板內(nèi)環(huán)插入部分13安裝在位于頭部側(cè)的凹槽28內(nèi)，汽封30安裝在汽封溝槽29內(nèi)，并且內(nèi)環(huán)上半部分26和內(nèi)環(huán)下半部分27隨后通過鍵(未示出)連接在一起，這一點(diǎn)如圖6所示。
也即，裝配型噴嘴隔板具有的結(jié)構(gòu)為噴嘴葉片14的隔板內(nèi)環(huán)插入部分13通過簡單的凹槽28與簡單的凸起柱狀件20結(jié)合而安裝到隔板內(nèi)環(huán)16上。因此，沒有必要在圓周方向從水平接頭表面HJS2移動(dòng)隔板內(nèi)環(huán)16，從而成功地將噴嘴葉片14的隔板內(nèi)環(huán)插入部分13插入隔板內(nèi)環(huán)16，并且隔板內(nèi)環(huán)插入部分13從內(nèi)徑方向(圖7中從向下方向到向上方向)能夠簡單地被插入進(jìn)去。
另外，當(dāng)隔板外環(huán)插入部分12和隔板內(nèi)環(huán)插入部分13分別安裝進(jìn)入隔板外環(huán)15和隔板內(nèi)環(huán)16內(nèi)之后，制動(dòng)件31a和31b在水平接頭表面HJS1和HJS2上分別安裝在隔板外環(huán)15及隔板外環(huán)插入部分12上，同時(shí)也安裝在隔板內(nèi)環(huán)16及隔板內(nèi)環(huán)插入部分16上，如圖9所示，其中都分成兩半的隔板外環(huán)15與隔板內(nèi)環(huán)16的外環(huán)和內(nèi)環(huán)上半部分21和26以及外環(huán)和內(nèi)環(huán)下半部分22和27相互之間分別固定連接。隔板外環(huán)插入部分12到隔板外環(huán)15的固定以及隔板內(nèi)環(huán)插入部分13到隔板內(nèi)環(huán)16的固定可以例如分別使用緊固件32a和32b而完成，這一點(diǎn)如圖10所示。
在該實(shí)施例中，對于每個(gè)噴嘴葉片4進(jìn)行隔板外環(huán)插入部分12到隔板外環(huán)15的安裝以及隔板內(nèi)環(huán)插入部分13到隔板內(nèi)環(huán)16的安裝。然而，本發(fā)明并不限于該實(shí)施例。例如如圖8所示，可以提供噴嘴隔板塊體33，它與多個(gè)噴嘴葉片14例如三個(gè)噴嘴葉片一起彎曲并且使得噴嘴葉片14被隔板外環(huán)15和隔板內(nèi)環(huán)16支撐。
在隔板外環(huán)插入部分12安裝到隔板外環(huán)15的情況下，最大程度上優(yōu)選設(shè)定安裝到隔板外環(huán)15的隔板外環(huán)插入部分12的安裝尺寸處在一個(gè)范圍內(nèi)，其中在蒸汽ST流動(dòng)方向沿著隔板外環(huán)插入部分12的頭部側(cè)表面形成0.03到0.12毫米的間隔，并且在徑向側(cè)(正交于蒸汽ST流動(dòng)方向的一側(cè))在臺(tái)階塊部分18的表面形成0.03到0.12毫米的間隙，這一點(diǎn)如圖1所示。
另一方面，在隔板內(nèi)環(huán)插入部分13安裝到隔板內(nèi)環(huán)16的情況下，最大程度上優(yōu)選設(shè)定安裝到隔板內(nèi)環(huán)16的隔板內(nèi)環(huán)插入部分13的安裝尺寸處在一個(gè)范圍內(nèi)，其中在隔板內(nèi)環(huán)插入部分13的柱狀件20的徑向側(cè)(正交于蒸汽ST流動(dòng)方向的一側(cè))形成0.03到0.12毫米的間隔，這一點(diǎn)如圖1所示。
設(shè)定隔板外環(huán)插入部分12安裝到隔板外環(huán)15與隔板內(nèi)環(huán)插入部分13安裝到隔板內(nèi)環(huán)16的每個(gè)安裝尺寸處于0.03-0.12毫米范圍內(nèi)是基于這樣一個(gè)事實(shí)如果它們設(shè)定為0.03或者更小，隔板外環(huán)和內(nèi)環(huán)插入部分12和13不能與隔板外環(huán)和內(nèi)環(huán)15和16手工裝配，以及如果它們超過0.12毫米，在操作過程中會(huì)產(chǎn)生游隙并且該裝配型噴嘴隔板發(fā)生振動(dòng)。FEM(有限元方法)分析、實(shí)驗(yàn)測試或者類似方法也證實(shí)了這些安裝尺寸為最合適的尺寸。
從上述已經(jīng)明白，根據(jù)該實(shí)施例，在噴嘴葉片(噴嘴板)14一端設(shè)置有隔板外環(huán)插入部分12，其中在另一端設(shè)置有隔板內(nèi)環(huán)插入部分13，在隔板外環(huán)15設(shè)置有可安裝隔板外環(huán)插入部分12的溝槽23，以及在隔板內(nèi)環(huán)16設(shè)置有隔板內(nèi)環(huán)插入部分13進(jìn)行安裝的溝槽28，由此能夠提供簡單的裝配結(jié)構(gòu)，不再需要用來將隔板外環(huán)插入部分12和隔板內(nèi)環(huán)插入部分13焊接到各個(gè)溝槽23和28上的焊接操作。因此，在渦輪噴嘴裝配過程中，蒸汽路徑34能夠保持在設(shè)計(jì)尺寸并且該渦輪噴嘴能夠以不附加焊接成本在內(nèi)的低成本操作并具有改進(jìn)的渦輪分級效率。
根據(jù)本發(fā)明的噴嘴隔板裝配方法將在下面描述。
圖21是一個(gè)示意方塊圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的噴嘴隔板裝配方法的步驟。
當(dāng)噴嘴隔板完成時(shí)，作為環(huán)體的隔板外環(huán)15和隔板外環(huán)16獨(dú)立制造，在基本上180度的位置通過將隔板外環(huán)15分為兩半而獲得隔板外環(huán)上半部分21和隔板外環(huán)下半部分22，以及在基本上180度的位置通過將隔板內(nèi)環(huán)16分為兩半而獲得隔板內(nèi)環(huán)上半部分26和隔板內(nèi)環(huán)下半部分27。安裝噴嘴葉片14的溝槽在上半部分21和26及下半部分22和27上預(yù)先制成。也即，帽形溝槽23和彎曲部分24分別在隔板外環(huán)上半部分21和隔板外環(huán)下半部分22內(nèi)制成，反之在隔板內(nèi)環(huán)上半部分26和隔板內(nèi)環(huán)下半部分27上制成凹槽28。這些溝槽的形狀已預(yù)先設(shè)定，使得隔板外環(huán)插入部分12和噴嘴葉片14與各個(gè)溝槽可靠地結(jié)合。
接下來，噴嘴葉片14從水平接頭表面HSJ1一側(cè)順序地插入制好的帽狀溝槽23和彎曲部分24。被插入的噴嘴葉片14的數(shù)量首先基于該隔板的節(jié)距圓直徑(PCD)以及噴嘴葉片14之間的節(jié)距而確定。
在插入的噴嘴葉片14中，第一個(gè)和最后一個(gè)插入的噴嘴葉片14，也即面向隔板外環(huán)15的水平接頭表面HSJ1的兩個(gè)噴嘴葉片14相對于圓周方向固定，以便通過固定在隔板外環(huán)15上的制動(dòng)件31a使得噴嘴葉片14不會(huì)從外環(huán)溝槽脫落。因此分別通過將在噴嘴葉片14上提供的隔板外環(huán)插入部分12的彎曲部分17與隔板外環(huán)15的帽狀溝槽23相結(jié)合以及將在噴嘴葉片14上提供的隔板外環(huán)插入部分12的塊部分18與隔板外環(huán)15的彎曲部分24相結(jié)合，相對于蒸汽流方向與噴嘴葉片縱向固定插入的噴嘴葉片14。從而，并不特別需要使用機(jī)械裝置如螺栓、銷或如焊接來使噴嘴葉片14的隔板外環(huán)插入部分12分別安裝進(jìn)入各個(gè)隔板外環(huán)15內(nèi)的固定手段。另一方面在圓周方向上，通過位于水平接頭表面HSJ1上的制動(dòng)件31a提供了防止噴嘴葉片14從各個(gè)溝槽中脫落的唯一手段，并且通過在圓周方向上一一連接相鄰的葉片而將噴嘴葉片14固定在溝槽內(nèi)。實(shí)驗(yàn)和FEM分析證實(shí)了考慮到易于裝配、裝配后蒸氣產(chǎn)生的振動(dòng)等，噴嘴葉片14上的每個(gè)隔板外環(huán)插入部分12裝入隔板外環(huán)15內(nèi)的部分的間隙優(yōu)選在0.03至0.12毫米范圍內(nèi)。
下一步，從噴嘴葉片14的隔板內(nèi)環(huán)插入部分一側(cè)，將隔板內(nèi)環(huán)16與插入了每個(gè)噴嘴葉片14的隔板外環(huán)15安裝在一起。安裝部分具有簡單的形狀，其由隔板內(nèi)環(huán)16上的凹槽28和噴嘴葉片14的隔板內(nèi)環(huán)插入部分13上的凸起柱狀件20組成。由于上述原因，無需執(zhí)行從水平接頭表面HJS1將噴嘴葉片14順序插入隔板外環(huán)15的步驟，但足以從噴嘴葉片14的隔板內(nèi)環(huán)插入部分一側(cè)簡單地將隔板內(nèi)環(huán)16裝入隔板外環(huán)15。試驗(yàn)和FEM分析證實(shí)，考慮到容易裝配、裝配后蒸氣產(chǎn)生的振動(dòng)等，噴嘴葉片14上的隔板內(nèi)環(huán)插入部分13裝入每個(gè)隔板內(nèi)環(huán)16內(nèi)的部分的間隙優(yōu)選設(shè)定在0.03至0.12毫米范圍內(nèi)。
隨后，每個(gè)隔板內(nèi)環(huán)16通過制動(dòng)件31b被固定到噴嘴葉片14上，使得制動(dòng)件31b相對于圓周方向固定噴嘴葉片14，并且將噴嘴葉片14的隔板內(nèi)環(huán)插入部分13固定到隔板內(nèi)環(huán)16上，從而防止隔板內(nèi)環(huán)16脫落。
最后，隔板上半部分(或隔板下半部分)(其中隔板外環(huán)15、噴嘴葉片14和隔板內(nèi)環(huán)16制成整體)與類似制成的隔板下半部分(或隔板上半部分)在它們的水平接頭表面互相安裝在一起，并且隨后通過用螺栓將在隔板上半和下半部分之一的隔板外環(huán)15上提供的螺栓孔與在隔板上半和下半部分的另一個(gè)上提供的螺絲部分進(jìn)行螺絲結(jié)合而完成噴嘴隔板。
根據(jù)上述特征的裝配方法，由于噴嘴葉片14沒有固定在隔板內(nèi)環(huán)16和隔板外環(huán)15上，即使在操作過程中噴嘴葉片出現(xiàn)缺陷，可以更換僅僅出現(xiàn)缺陷的噴嘴葉片，而不用如傳統(tǒng)技術(shù)中那樣更換整個(gè)隔板。
而且，由于在噴嘴葉片14和隔板內(nèi)環(huán)16之間的安裝間隙以及在噴嘴葉片14和隔板外環(huán)15之間的間隙設(shè)定在0.03至0.12毫米范圍內(nèi)，噴嘴葉片插入操作不會(huì)出現(xiàn)問題并且即使在渦輪運(yùn)行過程中通過蒸汽產(chǎn)生了振動(dòng)，也能夠操作該噴嘴隔板而不會(huì)有振動(dòng)且不需有機(jī)械固定裝置。
圖11是一個(gè)正視截面圖，示出了本發(fā)明裝配型噴嘴隔板的第二實(shí)施例。在圖11中，對應(yīng)于第一實(shí)施例的組成元件添加了相同的參考數(shù)字。
在該第二實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板中，在隔板外環(huán)15內(nèi)形成T形溝槽35，并且裝入該溝槽35的隔板外環(huán)插入部分12提供有凸起的彎曲部分38a和38b，分別在朝向蒸汽ST流的上游側(cè)表面36和朝向蒸汽ST流的下游側(cè)37形成，臺(tái)階塊部分39a和39b連著各個(gè)彎曲部分，并且底座部分40連著各個(gè)塊部分。
下來而制成，這些連續(xù)的彎曲部分38a和38b、塊部分39a和39b以及底座部分40均與噴嘴葉片14形成在一起，并且制成在圓周方向上(在相對蒸汽流垂直的平面上移動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)方向)延伸。由于其它組成元件與第一實(shí)施例中的相同，此處省略了相關(guān)描述。
從上述已經(jīng)明白，根據(jù)該第二實(shí)施例，T形帽槽35在隔板外環(huán)15形成，隔板外環(huán)插入部分12的上游側(cè)表面36和下游側(cè)表面37也通過連續(xù)的彎曲部分38a和38b、塊部分39a和39b以及底座部分40分別形成，并且隔板外環(huán)插入部分12的彎曲部分38a和38b以及塊部分39a和39b裝入隔板外環(huán)15的溝槽35內(nèi)，從而提供了不需要焊接操作的簡單裝配結(jié)構(gòu)。因此，在裝配渦輪噴嘴的過程中，蒸汽路徑43能夠保持具有設(shè)計(jì)尺寸并且該渦輪噴嘴能夠以不附加焊接成本在內(nèi)的低成本操作并具有高度改進(jìn)的渦輪分級效率。
在該實(shí)施例中，在上游側(cè)表面36和下游側(cè)表面37分別形成有凸起的彎曲部分38a和38b、臺(tái)階塊部分39a和39b以及凸起的底座部分40的所謂I形隔板外環(huán)插入部分12裝入在隔板外環(huán)15形成的T形帽槽35內(nèi)。然而，本發(fā)明并不限于該實(shí)施例，例如如圖12所示(第三實(shí)施例)，通過柱狀件42形成的隔板外環(huán)插入部分12以及朝向徑向方向(正交于蒸汽ST流的方向)的凸起底座部分40可以在凹槽41內(nèi)形成，該凹槽41在隔板外環(huán)15內(nèi)形成并且朝向徑向方向。
而且，第二實(shí)施例中的噴嘴隔板裝配方法的裝配步驟基本上與第一實(shí)施例中的相同，因此在此將不再描述這些步驟。
圖13是一個(gè)正視截面圖，示出了本發(fā)明裝配型噴嘴隔板的第四實(shí)施例。在圖13中，對應(yīng)于第二實(shí)施例的相同組成元件通過相同的參考數(shù)字指示。
在該實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板中，在進(jìn)口側(cè)提供有凸起彎曲部分24的帽或帽狀槽35在隔板外環(huán)15內(nèi)形成。朝向蒸汽ST流的隔板外環(huán)插入部分13的上游側(cè)表面36也通過凸起的彎曲部分38a、臺(tái)階塊部分39a以及凸起的底座部分40相結(jié)合而形成，并且被分割的環(huán)部件44連接在塊部分39a上。在隔板外環(huán)15上也提供了螺栓45用來施加壓力到隔板外環(huán)插入部分12上，并且裝到溝槽35的隔板外環(huán)插入部分12m結(jié)合到隔板外環(huán)15的結(jié)合表面被密封。其它結(jié)構(gòu)基本上與第一實(shí)施例中的相同，此處省略了其中的細(xì)節(jié)。
而且，通過精密鑄造或者通過機(jī)床加工從噴嘴葉片元件上整體切削，連續(xù)的彎曲部分38a、塊部分39a以及底座部分40與噴嘴葉片14形成在一起。
從上述已經(jīng)明白，在該第四實(shí)施例中，當(dāng)隔板外環(huán)插入部分12被安裝且插入隔板外環(huán)15內(nèi)時(shí)，然后環(huán)部件44插入隔板外環(huán)插入部分12和隔板外環(huán)15之間，并且在隔板外環(huán)插入部分12和隔板外環(huán)15之間的結(jié)合表面46由于螺栓45與隔板外環(huán)15相結(jié)合的壓力而被密封。因此，能夠確確保阻止發(fā)生渦輪噴嘴的振動(dòng)并且因此渦輪噴嘴能夠平穩(wěn)運(yùn)行。
而且，在該實(shí)施例中，通過使用螺栓45的壓力，在隔板外環(huán)插入部分12和隔板外環(huán)15之間的結(jié)合表面46被密封。因此，不必提高或保持在隔板外環(huán)插入部分12和隔板外環(huán)15之間的安裝間隙精度，從而降低了生產(chǎn)成本。
將參照圖22的示意方框圖描述第四實(shí)施例的該噴嘴隔板的裝配步驟。該噴嘴隔板裝配方法與第一實(shí)施例不同在于當(dāng)噴嘴葉片插入隔板外環(huán)時(shí)，不僅僅噴嘴葉片而且振動(dòng)阻止件都能夠插入隔板外環(huán)，以及在于振動(dòng)阻止件通過在隔板外環(huán)的彎曲部分應(yīng)用的螺栓而被固定，從而來固定或緊固噴嘴葉片。而且除了上述步驟外的步驟基本上與圖21所示的第一實(shí)施例中的相同，此處將不再描述。
圖14是一個(gè)正視截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板。在圖14中，對應(yīng)于第二實(shí)施例的相同組成元件通過相同的參考數(shù)字指示。
根據(jù)第五實(shí)施例中的裝配型噴嘴隔板，設(shè)置有凸起彎曲部分的帽狀溝槽35在隔板外環(huán)15的入口側(cè)形成，裝入該溝槽35的隔板外環(huán)插入部分12的上游側(cè)表面36通過凸起的彎曲部分38a、臺(tái)階塊部分39a相結(jié)合制成，其中所述表面36朝向蒸汽ST流。
振動(dòng)阻止件47a設(shè)置在與隔板外環(huán)15相結(jié)合的結(jié)合面46a上，該結(jié)合面46a位于凸起彎曲部分38a的頭部側(cè)并平行于蒸汽ST流，振動(dòng)阻止件47b也設(shè)置在結(jié)合面46b上，該結(jié)合面46b位于隔板外環(huán)插入部分12的上游側(cè)表面的彎曲部分38a的徑向側(cè)。根據(jù)這樣的布置，該振動(dòng)阻止件47a阻止了隔板外環(huán)插入部分12在蒸汽ST流動(dòng)方向(蒸汽渦輪軸方向)上的振動(dòng)，并且另一方面，振動(dòng)阻止件47b阻止了隔板外環(huán)插入部分12在徑向(正交于蒸汽ST流的方向)上的振動(dòng)。
其它組成元件基本上與第一實(shí)施例中的相同，此處不再描述。
而且，連續(xù)的彎曲部分38a、塊部分39a以及底座部分40與噴嘴葉片14一起都通過精密鑄造或者通過機(jī)床加工從噴嘴葉片元件上整體切削下來而制成。
從上述已經(jīng)明白，根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)隔板外環(huán)插入部分12安裝且插入隔板外環(huán)15內(nèi)時(shí)，位于隔板外環(huán)插入部分12凸起彎曲部分38a的頭部側(cè)平行于蒸汽ST流并與隔板外環(huán)15相結(jié)合的結(jié)合面46a，以及位于彎曲部分38a的徑向側(cè)并與隔板外環(huán)15相結(jié)合的結(jié)合面46b分別設(shè)置有振動(dòng)阻止件47a和47b。因此，確保能夠阻止產(chǎn)生渦輪噴嘴的振動(dòng)并且渦輪噴嘴能夠平穩(wěn)運(yùn)行。
而且，在該實(shí)施例中如上所述，由于結(jié)合面46a和46b分別設(shè)置有振動(dòng)阻止件47a和47b，因此不必提高在隔板外環(huán)插入部分12和隔板外環(huán)15之間的安裝間隙精度，從而降低了生產(chǎn)成本。
而且，在該實(shí)施例中，在隔板外環(huán)插入部分12內(nèi)，位于凸起彎曲部分38a的頭部側(cè)平行于蒸汽ST流并與隔板外環(huán)15相結(jié)合的結(jié)合面46a，以及位于彎曲部分38a的徑向側(cè)并與隔板外環(huán)15相結(jié)合的結(jié)合面46b分別提供有振動(dòng)阻止件47a和47b。然而，本發(fā)明并不限于該實(shí)施例中的這種布置，并且如圖15所示，作為第六實(shí)施例，例如在隔板外環(huán)插入部分12內(nèi)，進(jìn)一步在位于凸起彎曲部分38a的頭部側(cè)的上游側(cè)表面36的角部(肩部)設(shè)置有振動(dòng)阻止件47c。特別地，在凸起彎曲部分38a的角部提供有振動(dòng)阻止件47c的情況下，能夠更有效地同時(shí)阻止在蒸汽ST流動(dòng)方向和正交于蒸汽ST流的方向上的隔板外環(huán)插入部分12的振動(dòng)。
圖16是一個(gè)正視截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板。在圖16中，與第一實(shí)施例相同的組成元件通過相同的參考數(shù)字指示。
在該實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板中，位于噴嘴葉片(噴嘴板)14一端的隔板外環(huán)插入部分12以及該隔板外環(huán)插入部分12裝入的隔板外環(huán)15，其組成基本上與圖14所示的第四實(shí)施例中的相同。噴嘴葉片內(nèi)圓周側(cè)部件48與噴嘴葉片14一起整體提供，并位于噴嘴葉片14的另一端。也即在該實(shí)施例中，噴嘴葉片內(nèi)圓周側(cè)部件48代替圖14所示的隔板外環(huán)插入部分13及隔板內(nèi)環(huán)并與噴嘴葉片14一起整體制成。該實(shí)施例對于在噴嘴葉片14和渦輪軸之間的距離(未示出)小的情況是有效的。
將通過圖23的示意方框圖描述第五到第七實(shí)施例的噴嘴隔板裝配方法的裝配步驟。該第五到第七實(shí)施例的噴嘴隔板裝配方法與第一實(shí)施例不同在于當(dāng)噴嘴葉片插入隔板外環(huán)時(shí)，不僅僅噴嘴葉片而且振動(dòng)阻止件都插入隔板外環(huán)。而且其它步驟基本上與圖21所示的第一實(shí)施例中的相同，此處將不再描述。
圖17是一個(gè)正視截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板。在圖17中，與第二實(shí)施例相同的組成元件通過相同的參考數(shù)字指示。
該實(shí)施例中的裝配型噴嘴隔板在將蒸汽流分成左側(cè)流和右側(cè)流的蒸汽渦輪中應(yīng)用，這種蒸汽渦輪為所謂的逆流(雙流)型。在用于蒸汽ST的第一和第二分流噴嘴葉片49和50的底部制成的第一和第二分流隔板內(nèi)環(huán)插入部分55和56分別提供有凸起的柱狀件57和58。該柱狀件57和58裝入共有的隔板內(nèi)環(huán)51內(nèi)，該隔板內(nèi)環(huán)51在第一和第二分流噴嘴葉片49和50之間共有。
裝入第一和第二分流噴嘴葉片49和50的第一和第二分流隔板外環(huán)插入部分55和56內(nèi)的第一和第二分流噴嘴外環(huán)52和53在結(jié)構(gòu)上與第一實(shí)施例的外環(huán)相同，此處不再描述。
從上面可以看到，根據(jù)該實(shí)施例，第一和第二分流噴嘴葉片49和50的第一和第二分流隔板內(nèi)環(huán)插入部分55和56裝入共有的隔板內(nèi)環(huán)51內(nèi)，該隔板內(nèi)環(huán)51在第一和第二分流噴嘴葉片49和50之間共有。因此能夠進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本和工人勞動(dòng)。當(dāng)該裝配型噴嘴隔板應(yīng)用到蒸汽渦輪時(shí)，能夠長時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，而不會(huì)產(chǎn)生例如傳統(tǒng)技術(shù)中焊接所致的任何變形問題。
在該第八實(shí)施例中，已經(jīng)描述了應(yīng)用裝配型噴嘴隔板到逆流型蒸汽渦輪的實(shí)例。然而，本發(fā)明并不限于該逆流型蒸汽渦輪，例如圖20所示，裝配型噴嘴隔板安裝結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到所謂的連成一體的渦輪級(tie-in turbine stages)，該連成一體的渦輪級構(gòu)造為使得通過焊接部分61a、61b、61c和61d固定有第一級噴嘴葉片59和第二級噴嘴葉片60的第一級隔板外環(huán)62通過螺栓66連接在第二級噴嘴隔板外環(huán)64上。
在該實(shí)施例中，所述裝配型噴嘴隔板可以僅僅用于第一級噴嘴隔板外環(huán)62和第二級噴嘴隔板外環(huán)64或者用于第一級噴嘴隔板內(nèi)環(huán)63和第二級噴嘴隔板外內(nèi)環(huán)65上部。
圖18是一個(gè)正視截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板。在圖18中，與第一實(shí)施例相同的組成元件通過相同的參考數(shù)字指示。
在該實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板中，多級隔板外環(huán)插入部分69，例如第一級噴嘴葉片59的第一級噴嘴隔板外環(huán)插入部分67和第二級噴嘴葉片60的第二級噴嘴隔板外環(huán)插入部分68，共同裝入多級隔板外環(huán)70。
而且，其它組成元件基本上與第一實(shí)施例中的相同，此處不再描述。
可以看到在該實(shí)施例中，多級隔板外環(huán)插入部分69，例如第一級噴嘴葉片59的第一級噴嘴隔板外環(huán)插入部分67和第二級噴嘴葉片60的第二級噴嘴隔板外環(huán)插入部分68，共同裝入多級隔板外環(huán)70。因此，當(dāng)執(zhí)行裝配操作時(shí)，能夠進(jìn)一步減少裝配步驟數(shù)量和工人勞動(dòng)。
圖19是一個(gè)正視截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板。在圖19中，與第一實(shí)施例相同的組成元件通過相同的參考數(shù)字指示。
在該實(shí)施例的裝配型噴嘴隔板中，例如固定類型的板71在圓周方向插入隔板內(nèi)環(huán)16內(nèi)。而且其它組成元件基本上與第一實(shí)施例中的相同，此處不再描述。
從上面可以看到，根據(jù)該實(shí)施例，裝配型噴嘴隔板的硬度能夠通過將固定板71插入隔板內(nèi)環(huán)16內(nèi)而得到加強(qiáng)。因此能夠有效地對付基于不期望的振動(dòng)而產(chǎn)生的裂縫等，上述振動(dòng)由于在蒸汽流間歇波動(dòng)或者壓力波動(dòng)而產(chǎn)生。該實(shí)施例對于隔板內(nèi)環(huán)具有低的硬度的情況將會(huì)特別有效。
工業(yè)應(yīng)用如前面所述，所述裝配型噴嘴隔板使用了簡單的裝配結(jié)構(gòu)，其中位于噴嘴葉片一端的隔板外環(huán)插入部分裝入隔板外環(huán)并且位于噴嘴葉片另一端的隔板內(nèi)環(huán)插入部分裝入隔板內(nèi)環(huán)。因此，在根據(jù)本發(fā)明的裝配型噴嘴隔板應(yīng)用到例如蒸汽渦輪的情況下，蒸汽路徑的寬度能夠保持精確的設(shè)計(jì)尺寸，并且能夠以很高的渦輪分級效率運(yùn)行渦輪噴嘴。
另外，根據(jù)本發(fā)明的噴嘴隔板裝配方法，噴嘴葉片能夠相對于隔板內(nèi)環(huán)和外環(huán)自由移動(dòng)。因此，即使在操作蒸汽渦輪的過程中噴嘴葉片發(fā)生例如裂縫這樣的損傷，僅僅更換發(fā)生損傷等的噴嘴葉片就足夠了，而且即使在這種情況下，不同于傳統(tǒng)技術(shù)，不必更換整個(gè)隔板，因此能夠進(jìn)一步減少更換操作。本發(fā)明從而適合于工業(yè)應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種裝配型噴嘴隔板，包括隔板外環(huán)，具有朝向內(nèi)徑側(cè)開口并在隔板外環(huán)內(nèi)圓周方向上是連續(xù)的溝槽；隔板內(nèi)環(huán)，具有朝向外徑側(cè)開口并在隔板內(nèi)環(huán)外圓周方向上是連續(xù)的溝槽；以及噴嘴葉片，具有位于一端的用于隔板外環(huán)的插入部分并且具有位于另一端的用于隔板內(nèi)環(huán)的插入部分，其特征在于，朝向隔板外環(huán)內(nèi)徑側(cè)開口的所述溝槽和噴嘴葉片的所述隔板外環(huán)插入部分成形為僅僅在溝槽和隔板外環(huán)插入部分中每一個(gè)的圓周方向上相互裝入，并且朝向隔板內(nèi)環(huán)外徑側(cè)開口的所述溝槽和噴嘴葉片的所述隔板內(nèi)環(huán)插入部分成形為僅僅在溝槽和隔板內(nèi)環(huán)插入部分中每一個(gè)的圓周方向和徑向之一上相互裝入。
2.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，朝向液體流的隔板外環(huán)插入部分的上游側(cè)表面通過凸起彎曲部分和連著凸起彎曲部分的臺(tái)階塊部分相結(jié)合制成，并且凸起彎曲部分和臺(tái)階塊部分在圓周方向上延伸。
3.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，隔板內(nèi)環(huán)插入部分具有在中間位置形成的凸柱狀件，并且該凸柱狀件在圓周方向延伸。
4.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，所述隔板外環(huán)具有在圓周方向上形成的帽狀槽，該帽狀槽在進(jìn)口處包括凸起的彎曲部分。
5.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，所述隔板內(nèi)環(huán)具有在圓周方向形成的凹槽。
6.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，在隔板外環(huán)插入部分和隔板外環(huán)之間的安裝間隙設(shè)定在0.03到0.12毫米的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，在隔板外環(huán)插入部分和隔板外環(huán)之間設(shè)定在0.03到0.12毫米范圍內(nèi)的安裝間隙是在位于隔板外環(huán)插入部分頭部側(cè)并平行于液體流的表面與隔板外環(huán)之間的間隙和位于隔板外環(huán)插入部分上游側(cè)表面且在徑向上的表面與隔板外環(huán)之間的間隙當(dāng)中的至少一個(gè)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，在隔板內(nèi)環(huán)插入部分和隔板內(nèi)環(huán)之間的安裝間隙設(shè)定在0.03到0.12毫米的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，在隔板內(nèi)環(huán)插入部分和隔板內(nèi)環(huán)之間設(shè)定在0.03到0.12毫米范圍內(nèi)的安裝間隙是在徑向上在隔板內(nèi)環(huán)插入部分的柱狀件表面與隔板內(nèi)環(huán)之間的間隙。
10.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，隔板外環(huán)插入部分通過在朝向液體流的上游側(cè)表面和沿著液體流的下游側(cè)表面上分別提供的凸起彎曲部分相結(jié)合制成，所提供的臺(tái)階塊部分連著各個(gè)凸起彎曲部分，并且所提供的凸起底座部分連著各個(gè)臺(tái)階塊部分。
11.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，所述隔板外環(huán)插入部分通過朝向徑向的柱狀件與連著柱狀件的凸起底座部分相結(jié)合而構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，朝向液體流的隔板外環(huán)插入部分的上游側(cè)表面通過凸起的彎曲部分、連著該彎曲部分的臺(tái)階塊部分、以及連著該塊部分的凸起底座部分相結(jié)合而形成，環(huán)部件連接在該塊部分上，并且在該隔板外環(huán)提供有固定裝置以便施加壓力到隔板外環(huán)插入部分。
13.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，朝向液體流的隔板外環(huán)插入部分的上游表面通過凸起的彎曲部分、連著該彎曲部分的臺(tái)階塊部分、以及連著該塊部分的凸起底座部分相結(jié)合而形成，并且在隔板外環(huán)插入部分裝入隔板外環(huán)的安裝表面上提供有振動(dòng)阻止件。
14.如權(quán)利要求13所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，所述振動(dòng)阻止件設(shè)置有在位于隔板外環(huán)插入部分頭部側(cè)并平行于液體流的表面與隔板外環(huán)之間的間隙和在隔板外環(huán)插入部分上游側(cè)表面且在徑向上的表面與隔板外環(huán)之間的間隙當(dāng)中的至少一個(gè)間隙處。
15.如權(quán)利要求13所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，在位于隔板外環(huán)插入部分頭部側(cè)的上游側(cè)表面的角部設(shè)置該振動(dòng)阻止件。
16.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，每個(gè)都被隔板外環(huán)和隔板內(nèi)環(huán)支撐的多個(gè)噴嘴葉片沿著要分開的液體流在逆流位置布置，并且布置在逆流位置的所述多個(gè)噴嘴葉片被單個(gè)隔板內(nèi)環(huán)支撐。
17.如權(quán)利要求1所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，每個(gè)都被隔板外環(huán)和隔板內(nèi)環(huán)支撐的多個(gè)噴嘴葉片沿著要分開的液體流在逆流位置布置，并且布置在逆流位置的所述多個(gè)噴嘴葉片中每一個(gè)的隔板外環(huán)插入部分被單個(gè)隔板外環(huán)支撐。
18.一種裝配型噴嘴隔板，包括隔板外環(huán)，具有朝向內(nèi)徑側(cè)開口并在隔板外環(huán)內(nèi)圓周方向上是連續(xù)的溝槽；隔板內(nèi)環(huán)，具有朝向外徑側(cè)開口并在隔板內(nèi)環(huán)外圓周方向上是連續(xù)的溝槽；以及噴嘴葉片，具有位于一端的用于隔板外環(huán)的插入部分以及位于另一端的用于隔板內(nèi)環(huán)的插入部分，其中，所述隔板內(nèi)環(huán)包括與噴嘴葉片整體形成的噴嘴葉片內(nèi)圓周側(cè)部件。
19.如權(quán)利要求18所述的裝配型噴嘴隔板，其特征在于，所述隔板外環(huán)包括位于隔板外環(huán)插入部分裝入隔板外環(huán)的安裝表面上的振動(dòng)阻止件。
20.一種裝配型噴嘴隔板包括隔板外環(huán)，具有朝向內(nèi)徑側(cè)開口并在隔板外環(huán)內(nèi)圓周方向上是連續(xù)的溝槽；以及噴嘴葉片，具有位于一端的用于隔板外環(huán)的插入部分和位于另一端的隔板內(nèi)環(huán)，其中，在該隔板內(nèi)環(huán)內(nèi)插入一塊板。
21.一種裝配噴嘴隔板的方法，該噴嘴隔板包括隔板外環(huán)，具有朝向內(nèi)徑側(cè)開口并在隔板外環(huán)內(nèi)圓周方向上是連續(xù)的溝槽；隔板內(nèi)環(huán)，具有朝向外徑側(cè)開口并在隔板內(nèi)環(huán)外圓周方向上是連續(xù)的溝槽；以及噴嘴葉片，具有位于一端的用于隔板外環(huán)的插入部分并且具有位于另一端的用于隔板內(nèi)環(huán)的插入部分，所述方法包括如下步驟加工隔板外環(huán)，使其在水平接頭表面位置基本上以180度對半分成隔板外環(huán)上半部分和隔板外環(huán)下半部分，從而制成環(huán)體的隔板外環(huán)；加工隔板內(nèi)環(huán)，使其在水平接頭表面位置基本上以180度對半分成隔板內(nèi)環(huán)上半部分和隔板內(nèi)環(huán)下半部分，從而制成環(huán)體的隔板內(nèi)環(huán)；從隔板外環(huán)上半部分和隔板外環(huán)下半部分之一的水平接頭表面朝向隔板外環(huán)上半部分和隔板外環(huán)下半部分另一個(gè)的水平接頭表面安裝噴嘴葉片的所述隔板外環(huán)插入部分，以便在圓周方向順序地一一插入預(yù)定數(shù)量的噴嘴葉片；在所述一個(gè)半部分的水平接頭表面上和在所述另一個(gè)半部分的水平接頭表面上通過制動(dòng)件分別固定所述多個(gè)插入的噴嘴葉片；從內(nèi)環(huán)插入部分的內(nèi)徑方向?qū)⒏舭鍍?nèi)環(huán)上半部分和隔板內(nèi)環(huán)下半部分插入噴嘴葉片的內(nèi)環(huán)插入部分；在插入的隔板內(nèi)環(huán)上半部分的水平接頭表面上和在插入的隔板內(nèi)環(huán)下半部分的水平接頭表面上通過制動(dòng)件分別固定所述多個(gè)插入的噴嘴葉片；以及在各個(gè)水平接頭表面上將隔板內(nèi)環(huán)上半部分及與預(yù)定數(shù)量的噴嘴葉片結(jié)合的隔板外環(huán)上半部分固定到隔板內(nèi)環(huán)下半部分及與預(yù)定數(shù)量的噴嘴葉片結(jié)合的隔板外環(huán)下半部分。
22.如權(quán)利要求21所述的噴嘴隔板的裝配方法，其特征在于，在隔板外環(huán)插入部分和隔板外環(huán)之間的安裝間隙設(shè)定在0.03到0.12毫米范圍內(nèi)。
23.如權(quán)利要求22所述的噴嘴隔板的裝配方法，其特征在于，在隔板外環(huán)插入部分和隔板外環(huán)之間設(shè)定在0.03到0.12毫米范圍內(nèi)的安裝間隙是在位于隔板外環(huán)插入部分頭部側(cè)并平行于液體流的表面與隔板外環(huán)之間的間隙和位于隔板外環(huán)插入部分上游側(cè)表面且在徑向上的表面與隔板外環(huán)之間的間隙當(dāng)中的至少一個(gè)。
24.如權(quán)利要求21所述的噴嘴隔板的裝配方法，其特征在于，在隔板內(nèi)環(huán)插入部分和隔板內(nèi)環(huán)之間的安裝間隙設(shè)定在0.03到0.12毫米的范圍內(nèi)。
25.如權(quán)利要求24所述的噴嘴隔板的裝配方法，其特征在于，在隔板內(nèi)環(huán)插入部分和隔板內(nèi)環(huán)之間設(shè)定在0.03到0.12毫米范圍內(nèi)的安裝間隙位于隔板內(nèi)環(huán)插入部分的柱狀件的徑向上。
全文摘要
裝配型噴嘴隔板，包括隔板外環(huán)(15)，具有朝向內(nèi)徑側(cè)開口的溝槽(23)并在隔板外環(huán)(15)的內(nèi)圓周方向上是連續(xù)的；隔板內(nèi)環(huán)(16)，具有朝向外徑側(cè)開口的溝槽(28)并在隔板內(nèi)環(huán)(16)外圓周方向上是連續(xù)的；以及噴嘴葉片(14)，具有位于一端的隔板外環(huán)插入部分(12)并且具有位于另一端的隔板內(nèi)環(huán)插入部分(13)，其中朝向隔板外環(huán)(15)的內(nèi)徑側(cè)開口的溝槽(23)以及噴嘴葉片(14)的隔板外環(huán)插入部分(12)成形為僅僅在溝槽(23)和隔板外環(huán)插入部分(12)中每一個(gè)的圓周方向上相互裝入，并且朝向隔板內(nèi)環(huán)(16)外徑側(cè)開口的所述溝槽(28)和噴嘴葉片(14)的所述隔板外環(huán)插入部分(13)成形為僅僅在溝槽(28)和隔板內(nèi)環(huán)插入部分(16)中每一個(gè)的圓周方向和徑向之一上相互裝入。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以提供所述裝配型噴嘴隔板和及其裝配方法，以便能夠改進(jìn)和簡化渦輪噴嘴的結(jié)構(gòu)，并且方便裝配工作且不用進(jìn)行焊接操作。
文檔編號(hào)F01D9/02GK1533466SQ02814568
公開日2004年9月29日 申請日期2002年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月19日
發(fā)明者佐佐木隆, 仲摩裕司, 司, 一, 今井健一 申請人:株式會(huì)社東芝