用於反擊式蒸汽渦輪固定部件的集成噴嘴輪及相關方法

2023-09-12 04:00:20

專利名稱：用於反擊式蒸汽渦輪固定部件的集成噴嘴輪及相關方法
技術領域：
本發明大致涉及蒸汽渦輪結構，並且更具體涉及一種用於反擊式蒸汽渦輪的集成噴嘴輪結構。
背景技術：
現有整體蓋式反擊噴嘴臺由大量組裝到加工的定子鑄件或噴嘴載體內的獨立反擊噴嘴所組成。更具體地，獨立噴嘴裝載到燕尾槽內並使用獨立的徑向裝載銷緊固到載體內。各噴嘴端部加工有用以與渦輪轉子進行相互作用的特定端部封裝配置，以便減小沿熱氣路徑的洩漏。與定子鑄件製造、定子加工，噴嘴坯料材料、噴嘴加工以及定子組件相關聯的時間和成本嚴重增加了反擊蒸汽路徑的總成本。

發明內容
根據本發明的示範性實施例，在不影響反擊式蒸汽渦輪整體設計的完整性的情況下，簡化噴嘴製造/組裝工藝並減小反擊蒸汽路徑的總成本。
在示範性實施例中，將整行反擊噴嘴加工成一件360°的平坯料材料。應該理解，坯料材料可以是鍛造的、滾壓環或板狀坯料。360°的環放置到加工中心內，在加工中心內對ID、OD、入口混合、翼面、翼面半徑、蓋板封裝配置、夾持零件以及標準噴嘴零件的平衡進行加工。而後，可以或不必將集成噴嘴輪分成兩個或更多個準備進行最後的蒸汽路徑組裝工序的弓形片段。
還可以將相鄰定子表面結合到集成噴嘴輪內，該表面位於噴嘴翼面的前方和/或後方，並用於方便多個噴嘴輪以與轉子臺輪交替配置的方式軸向堆疊。
因而，一方面，本發明涉及一種用於渦輪定子部件的集成噴嘴輪，其包括由單件坯料材料形成的三百六十度的輪，該輪的徑向內部加工成包括多個噴嘴，各噴嘴分別具有翼面部分以及徑向內端部遮擋部分；輪的徑向外部加工成包括一個或多個組裝零件。
另一方面，本發明涉及一種用於渦輪定子部件的集成噴嘴輪，其包括由單件坯料材料形成的三百六十度輪，該輪的徑向內部加工成包括多個噴嘴，各噴嘴具有翼面部分以及徑向內端部遮擋部分；該輪的外部加工成包括一個或多個組裝零件；其中該外部形成有多個螺栓孔；其中螺栓孔繞該外部周向間隔；並且其中該輪分成兩個或更多個弓形片段。
又一方面，本發明涉及一種包括組裝在渦輪鑄件內的多個噴嘴輪的渦輪定子，噴嘴輪和渦輪鑄件分別分成上部件和下部件，各噴嘴輪包括由單件坯料材料形成的三百六十度輪，各噴嘴輪的徑向內部加工為包括多個噴嘴；該輪的徑向外部加工成包括一個或多個組裝零件。
再一方面，本發明涉及一種生產渦輪噴嘴輪的方法，其包括將平坯料材料形成為圓環；加工圓環的徑向內部以包括多個噴嘴，各噴嘴具有翼面部分，並且將圓環的徑向外部加工成包括組裝零件。
現在結合下面所標識的附圖對本發明進行詳細描述。


圖1是根據本發明的示範性實施例的集成噴嘴輪的透視圖；圖2是根據本發明的另一集成噴嘴輪的透視圖；圖3是組裝在下渦輪鑄造部件內的圖1的噴嘴輪的透視圖；以及圖4是與圖3類似但帶有位於上噴嘴輪片段上方的渦輪鑄造部件的透視圖。
具體實施例方式
首先參照圖1，顯示了集成噴嘴輪10，集成噴嘴輪10分成上和下180°片段或半部12、14。應該知道，在噴嘴輪片段環繞轉子的情況下，對輪進行分割有助於在上和下渦輪鑄造部件或部分內進行組裝。
在示範性實施例中，輪10由能夠鍛造的單件360°平坯料材料、滾壓環或板式坯料製成。其後，將圓環加工成包括在輪的徑向內部成周向陣列的多個翼面16。翼面16的徑向內端也加工成包括確定輪的ID的整體蓋式遮蓋封裝配置18。輪的剩餘部分，具體是徑向外部20，形成為包括組裝螺栓或連接杆孔22以及任何其他凸緣或槽口配置，以便於與類似的輪或與其間容納轉子轉臺的分離的間隔環周向堆疊。
圖2顯示了另一集成噴嘴輪24，其中輪的一側26加工成包括向集成噴嘴30的上遊軸向延伸的彎曲螺旋形入口28。同樣，在徑向外區域34內設有螺栓或連接杆孔32以便於軸向堆疊。
圖3顯示了位於下渦輪鑄造部件36內的圖的1噴嘴輪10，其具有經孔22延伸並由螺母40或類似部件緊固的多個連接杆或螺栓38，以便有助於多個噴嘴輪的軸向堆疊。
圖4顯示了圖3的配置，但是具有組裝在下鑄造部件32上方的上鑄造部件42。應該知道，應使用傳統的夾持/緊固件配置(未圖示)將上和下噴嘴輪片段12、14以及上和下鑄造部件36、42分別彼此緊固。在噴嘴輪片段的情況下，夾持/緊固零件應加工成與本申請所描述的發明一致的片段。
儘管已經結合目前認為最實際並優選的實施例對本發明進行了描述，但應該理解本發明不局限於所公開的實施例，而恰恰相反，傾向於覆蓋包括在所附權利要求的精神和範圍內的各種修改和等同配置。
權利要求
1.一種用於渦輪定子部件的集成噴嘴輪，包括由單件坯料材料形成的三百六十度輪，所述輪的徑向內部製造成包括多個噴嘴，各所述噴嘴具有翼面部分和徑向內端部遮擋部分；所述輪的徑向外部製造成包括一個或多個組裝零件。
2.根據權利要求1所述的集成噴嘴輪，其特徵在於所述組裝零件包括多個連接杆或螺栓孔。
3.根據權利要求2所述的集成噴嘴輪，其特徵在於所述連接杆或螺栓孔繞所述徑向外部周向間隔。
4.根據權利要求1所述的集成噴嘴輪，其特徵在於所述輪分成兩個或更多個弓形片段。
5.根據權利要求1所述的集成噴嘴輪，其特徵在於所述坯料材料包括鍛造的坯料。
6.根據權利要求1所述的集成噴嘴輪，其特徵在於所述坯料材料包括滾壓環狀坯料。
7.根據權利要求1所述的集成噴嘴輪，其特徵在於所述坯料材料包括基本平的板狀坯料。
8.一種渦輪定子部件的集成噴嘴輪，包括由單件坯料材料形成的三百六十度輪，所述輪徑向的內部加工成包括多個噴嘴，各所述噴嘴具有翼面部分和徑向內端部遮擋部分；所述輪的外部加工成包括繞所述外部周向間隔的多個連接杆或螺栓孔；並且其中所述輪分成一對180°的弓形片段。
9.一種生產渦輪噴嘴輪的方法，包括將坯料材料形成為圓環；將所述圓環的徑向內部加工成包括多個噴嘴，各所述噴嘴具有翼面部分，並且將所述圓環的徑向外部加工成包括組裝零件。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於所述組裝零件包括多個周向間隔的連接杆或螺栓孔。
11.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於包括在所述噴嘴/翼面部分的徑向內端部上加工遮擋蓋。
全文摘要
一種渦輪定子部件的集成噴嘴輪，其包括由單件坯料材料加工成的三百六十度輪，該輪的徑向內部加工成包括多個噴嘴，各噴嘴具有翼面部分和徑向內端部遮擋部分；該輪的徑向外部加工成包括一個或多個組裝零件。
文檔編號F01D9/02GK1928326SQ20061015180
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月7日 優先權日2005年9月7日
發明者J·T·墨菲, S·斯萬, R·J·布拉肯, J·R·辛金斯, C·加茲洛, D·O·費茨, M·W·科瓦爾茨克 申請人:通用電氣公司