一種汽輪機用噴嘴的製作方法

2023-06-02 20:25:46 3

專利名稱：一種汽輪機用噴嘴的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於汽輪機領域的噴嘴。
背景技術：
噴嘴是汽輪機中的重要部件，蒸汽在噴嘴內膨脹，形成高速的蒸汽汽流，同時蒸汽的溫度在噴嘴內下降，因此噴嘴的作用是使蒸汽的熱能有效的轉換為動能，對調節級動葉片產生作用力，推動調節級動葉片帶動轉子轉動，從而使汽輪機對外做功。此外，噴嘴的其它作用包括對汽流進行導向，以及調節汽輪機的進汽度。如圖1所示噴嘴是汽輪機通流部分中承受最高溫度汽流的部件，目前汽輪機上的噴嘴，多採用整體電脈衝加工，然後再鋸開，分成若干噴嘴組弧段11，然後將噴嘴組弧段 11用螺釘固定於噴嘴室上。相鄰的噴嘴組弧段11之間，設置隔塊12。目前汽輪機上的噴嘴靜葉片都是與噴嘴的圓形斷面是平行的。如圖2所示，這樣的設計，噴嘴10進汽一端的蒸汽室必須有一段供汽流改變方向的第一過渡段14。這增加了通流的軸向長度，也造成了大量蒸汽能量的損失，另外在結構上傳統噴嘴10上的靜葉片和調節級動葉片的根徑遠遠大於其後壓力級葉片的根徑，因此要設計第二過渡段15，使蒸汽通過噴嘴和調節級的動葉片後， 由相對較高的調節級根徑過渡到相對較低的壓力級根徑，這樣的設計也增加了通流的軸向長度，也造成了大量蒸汽能量的損失。同時在汽輪機部分負荷運行時，閥門13部分開啟， 對該噴嘴後的調節級動葉片產生了附加的汽隙激振力，嚴重威脅了調節級的動葉片安全運行。

實用新型內容本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種汽輪機用噴嘴，其結構利於蒸汽在其蒸汽通道中降溫和膨脹，從而使汽輪機結構更加緊湊，並減少蒸汽在噴嘴內的能量損失。實現上述目的的一種技術方案是一種汽輪機用噴嘴，包括外環，內環和靜葉片，所述靜葉片在所述外環和內環之間的圓周內均勻排布；所述靜葉片與所述噴嘴的圓形斷面之間的夾角為10°到30°，即所述靜葉片的葉型中心線和所述噴嘴的圓形斷面之間的夾角為10°到30° ；所述外環、內環和相鄰兩片所述靜葉片之間形成的空間為所述噴嘴的蒸汽進汽通道。進一步的，所述噴嘴具有銑制加工成型的一體式的結構。進一步的，所述外環的外圓周上設置安裝槽。採用了本實用新型的汽輪機用噴嘴，取得的技術效果是通過改變所述噴嘴上靜葉片與所述噴嘴圓形斷面之間的夾角，較好地實現了蒸汽由切向進汽到沿壓力級軸向膨脹的過渡，減少蒸汽由切向直接轉折為軸向的能量損失，也使得汽輪機的結構更加緊湊。這也同時增加了靜葉片內環連接部和動葉片內緣之間的軸向距離，從而減小蒸汽中小顆粒的衝蝕能量。

圖1為現有技術汽輪機用噴嘴的主視圖；圖2為現有技術汽輪機用噴嘴的在汽輪機內缸中安裝示意圖。圖3為本實用新型的汽輪機用噴嘴的主視圖；圖4為本實用新型的汽輪機用噴嘴的左視圖；圖5為本實用新型的汽輪機用噴嘴的靜葉片示意圖；圖6為本實用新型的汽輪機用噴嘴的在汽輪機內缸中安裝示意圖。
具體實施方式
請參閱圖3至圖6，本實用新型的為了能更好地對本實用新型的技術方案進行理解，下面通過具體地實施例，並結合附圖進行詳細地說明請參閱圖3和圖4，本實用新型的一種汽輪機用噴嘴，包括外環1，內環2和靜葉片 3，所述靜葉片3在所述外環1和內環2之間的圓周內均勻排布；所述外環1、內環2和相鄰兩片所述靜葉片3之間形成的空間為所述噴嘴的蒸汽進汽通道。所述噴嘴的外環1、內環2和靜葉片3為一體式的結構；該結構是在環形毛坯鍛件上銑制加工製得的。安裝時，將整圈噴嘴分為上半段和下半段，分別整體嵌入汽輪機的內缸的上半缸和下半缸後，再進行軸向和周向的定位。本實用新型的汽輪機用噴嘴取消了現有技術中，噴嘴安裝時設置的隔塊，實現了全周進汽，其目的在於增強噴嘴的剛度，使噴嘴能夠承受低反動度和高焓降，以利於降低蒸汽在靜葉片3的出口處的溫度，從而保證調節級動葉片6和轉子的強度。此外，由於噴嘴實現了全周進汽，使噴嘴在部分負荷運行時，蒸汽汽流也不會對調節級動葉片6產生附加汽隙激振力，這也有助於保證調節級動葉片6的強度。為了便於對噴嘴進行軸向和周向的定位，所述外環1的外圈上設有六個安裝卡槽，這六個安裝卡槽，包括一個頂端安裝卡槽42，一個底端安裝卡槽41，以及四個沿噴嘴外環1的外圓周設置的中分面安裝卡槽對43。安裝時，所述噴嘴沿中分面切開，分為上半段和下半段，所述噴嘴的上半段包括兩個中分面安裝卡槽43和一個頂端安裝卡槽42，所述噴嘴的下半段包括兩個中分面安裝卡槽43和一個底端安裝卡槽41。這樣的設計有助於所述噴嘴在嵌入氣缸的上半缸和下半缸後，進行軸向和周向的定位。請參閱圖5和圖6，本實用新型的靜葉片3與所述噴嘴的圓形斷面之間的夾角為 10°到30°，即所述靜葉片3的葉型中心線31和所述噴嘴的圓形斷面之間呈角度α。該角度α的範圍為10°到30°。其中葉型中心線的定義是所述噴嘴上的任一靜葉片3由沿葉高方向的若干封閉的型線構成，這些型線中心的連線構成了該靜葉片3的葉型中心線 31。在所述噴嘴安裝到汽輪機內缸上時，內環2和靜葉片3的連接部與調節級動葉片6內緣的距離大於外環1和靜葉片3的連接部與調節級動葉片6外緣之間的距離。這樣設計的目的在於利用靜葉片3和所述噴嘴圓形斷面之間的夾角，使蒸汽的進汽方向發生改變。這樣就可以取消原汽輪機中進汽腔室5中的第一過渡段；另外一方面，噴嘴上的靜葉片3和調節級動葉片6可以採用與其後壓力級葉片一樣的根徑，而不降低蒸汽在噴嘴中的焓降，這樣就可以取消原汽輪機中噴嘴後的第二過渡段，從而減少了汽輪機的軸向長度，使汽輪機結構更加緊湊。再則，由於噴嘴蒸汽進汽通道具有過渡作用，較好地實現了從蒸汽由切向進汽到沿壓力級軸向膨脹的過渡，減少蒸汽由切向直接轉折為軸向的能量損失。此外，由於增加了靜葉片內環連接部和動葉片內緣之間的軸向距離，從而減小蒸汽中小顆粒的衝蝕能量。 本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而並非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書範圍內。
權利要求1.一種汽輪機用噴嘴，包括外環(1)，內環(2)和靜葉片(3)，所述靜葉片(3)在所述外環⑴和內環⑵之間的圓周內均勻排布；所述外環(1)、內環(2)和相鄰兩片所述靜葉片 (3)之間形成的空間為所述噴嘴的蒸汽進汽通道，其特徵在於所述靜葉片(3)與所述噴嘴的圓形斷面之間的夾角為10°到30°，即所述靜葉片(3) 的葉型中心線(31)和所述噴嘴的圓形斷面之間的夾角為10°到30°。
2.根據權利要求1所述的汽輪機用噴嘴，其特徵在於所述噴嘴具有銑制加工成型的一體式的結構。
3.根據權利要求1或2所述噴嘴，其特徵在於所述外環(1)的外圓周上設置安裝卡槽。
專利摘要本實用新型公開了一種用於汽輪機領域的噴嘴，包括外環、內環和靜葉片，所述靜葉片在所述外環和內環之間的圓周內均勻排布；所述靜葉片與所述噴嘴的圓形斷面之間的夾角為10°到30°；所述外環、內環和相鄰兩片所述靜葉片之間形成的空間為所述噴嘴的蒸汽進汽通道。本實用新型通過改變所述噴嘴上靜葉片與所述噴嘴圓形斷面之間的夾角，較好地實現了蒸汽由切向進汽到沿壓力級軸向膨脹的過渡，減少蒸汽由切向直接轉折為軸向的能量損失，也使得汽輪機的結構更加緊湊。這也同時增加了靜葉片內環連接部和動葉片內緣之間的軸向距離，從而減小蒸汽中小顆粒的衝蝕能量。
文檔編號F01D9/04GK202228133SQ20112034211
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月13日 優先權日2011年9月13日
發明者關啟輝, 周代偉, 張紅梅, 徐德強, 曾慶娟, 陸偉, 顧玫玫 申請人:上海電氣電站設備有限公司