專利名稱：汽輪機(jī)動葉片圍帶結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪機(jī)動葉片，尤其是它的圍帶結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)電用汽輪機(jī)的技術(shù)開發(fā)是以增大單機(jī)容量和提高機(jī)組的蒸汽壓力、熱效率及可靠性為目標(biāo)進(jìn)行的。單機(jī)容量的增加及蒸汽壓力的提高勢必會大大增加各級葉片的負(fù)荷及壓力，例如，一臺600MW汽輪機(jī)高中壓葉片級的負(fù)荷是300MW汽輪機(jī)的2.5倍，承受的壓力約1.5倍，葉片承受的激振力及工作狀態(tài)承受的彎應(yīng)力顯著增大，這就帶來安全性問題，為解決此技術(shù)問題，大型汽輪機(jī)的動葉片設(shè)計有圍帶，圍帶的結(jié)構(gòu)以整體圍帶結(jié)構(gòu)形式居多，以增強(qiáng)葉片的結(jié)構(gòu)剛性，提高機(jī)組的安全性及經(jīng)濟(jì)性。現(xiàn)有的整體圍帶結(jié)構(gòu)參見圖1、圖2，由于機(jī)組運行時，葉片將發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，故整體圍帶被設(shè)計成預(yù)扭式，即相鄰葉片的圍帶配合A、B面設(shè)計一定的預(yù)扭量D，該結(jié)構(gòu)存在如下兩個缺陷1.大型汽輪機(jī)高負(fù)荷動葉片的扭轉(zhuǎn)恢復(fù)X角是較小的，通常在10′到1°之間，預(yù)扭量D(葉片扭轉(zhuǎn)恢復(fù)X角最大處的尺寸)僅有0.4--0.8mm，因此，葉片的加工、裝配難度非常大，很難達(dá)到設(shè)計要求的精度，這就導(dǎo)致預(yù)扭量D與葉片的實際扭轉(zhuǎn)量不一致，即存在過渡預(yù)扭或預(yù)扭不到位的情況，相鄰葉片的圍帶徑向配合面吻合不好，葉片的結(jié)構(gòu)剛性和安全性不能保證。2.葉片裝配時葉根要轉(zhuǎn)動，為了防止葉片的葉根轉(zhuǎn)動，必須在葉根設(shè)置固定面(不同的葉根結(jié)構(gòu)有不同的固定面)，使得葉根的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且該固定面的加工精度要求高(一般為0.01--0.025mm)，但實際加工很難保證，固定面配合不好，給葉根造成較大的殘余應(yīng)力，從而影響葉片的安全性。
另外，隨著蒸汽壓力的提高，動靜間隙間的漏汽損失顯著增大，降低機(jī)組的效率和經(jīng)濟(jì)性。參見圖3，為減少漏汽損失，現(xiàn)有圍帶的頂部被設(shè)計成高低臺階結(jié)構(gòu)，高差一般為3.8mm，相應(yīng)地，與圍帶配合的靜子上的汽封齒也被設(shè)計為高低齒，使得漏汽通道曲折，增大對漏汽汽流的阻力，在一定程度上減少了漏汽量，盡管如此，漏汽仍然較大，該汽封結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新的動葉片圍帶結(jié)構(gòu)，有效地克服了現(xiàn)有圍帶的上述缺陷。其技術(shù)解決方案是一種汽輪機(jī)動葉片圍帶結(jié)構(gòu)，整級動葉片裝配于轉(zhuǎn)子的輪槽上，它們的圍帶周向配合，構(gòu)成整圈結(jié)構(gòu)，相鄰圍帶徑向面留有裝配間隙，其特征在于在圍帶的徑向配合面上設(shè)有一截面是“V”形的軸向槽，槽內(nèi)裝有適配的阻尼器。
當(dāng)汽輪機(jī)運轉(zhuǎn)時，一方面，葉片發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，另一方面，阻尼器的離心力使其發(fā)生由內(nèi)向外的徑向位移，阻尼器與相鄰葉片的圍帶徑向面接觸，對相鄰兩葉片產(chǎn)生機(jī)械阻尼，在機(jī)組的運行時相鄰葉片的圍帶徑向面始終與阻尼器保持面接觸關(guān)系，具有良好的阻尼特性，從而有效地保證了葉片的結(jié)構(gòu)剛性，大大減少了葉片的動應(yīng)力。同時也可降低葉片的加工、裝配難度，即使裝配間隙未達(dá)到設(shè)計要求的精度，也不會影響相鄰葉片的圍帶徑向面始終與阻尼器保持面接觸關(guān)系，獲得較好的阻尼特性及葉片結(jié)構(gòu)剛性。另外，在葉根處也不需設(shè)置固定面，使葉根的結(jié)構(gòu)簡化，降低了加工、裝配難度，同時避免了因固定面配合不好產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。
所述阻尼器的截面形狀是三角形，三角形的兩條邊與“V”形槽吻合，另一條邊與相鄰葉片的圍帶徑向面配合；所述阻尼器的截面形狀也可是梯形，梯形的下底位于轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑方向，上底位于轉(zhuǎn)子的外徑方向，梯形的下底和一條腰與“V”形槽吻合，另一條腰與相鄰葉片的圍帶徑向面配合。
所述阻尼器是分段結(jié)構(gòu)，各段并列布置在“V”形槽內(nèi)。
由于加工帶來的誤差，總是不能完全保證相鄰葉片的圍帶徑向面相互平行，因此沿軸向分布的間隙是不均勻的，基于以上原因，阻尼器設(shè)計為分段結(jié)構(gòu)，阻尼器與圍帶徑向面的接觸效果會更好，可進(jìn)一步改善阻尼特性。
所述圍帶的頂部是臺階結(jié)構(gòu)，臺階上設(shè)有蒸汽滯留凹槽。這樣，部分漏汽流在凹槽中形成旋渦，阻礙汽流的泄漏，減少漏汽損失。
所述蒸汽滯留凹槽有兩個，其中一個在臺階的頂面上，另一個在臺階的進(jìn)汽側(cè)面上。
所述臺階的的高度＞3.8mm，比現(xiàn)有的臺階高度更高，漏汽通道更曲折，對漏汽流的阻力更大，可進(jìn)一步減少漏汽損失。


圖1是現(xiàn)有汽輪機(jī)動葉片圍帶結(jié)構(gòu)示意2是圖1的Q向視3是現(xiàn)有汽輪機(jī)動葉片圍帶頂部封汽結(jié)構(gòu)示意4是本汽輪機(jī)動葉片圍帶結(jié)構(gòu)示意5是圖4的P向視6是圖5的G-G向視7是圖6中局部M的放大8是本汽輪機(jī)動葉片圍帶頂部封汽結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
參見圖4至圖7本汽輪機(jī)動葉片圍帶的顯著特點，是在圍帶的徑向配合面增設(shè)了阻尼器Z，在圍帶的徑向配合面上銑一截面形狀為“V”形的軸向槽，阻尼器Z位于槽內(nèi)，其形狀與槽相適配，其原理見圖7，當(dāng)機(jī)組運行時，一方面，葉片發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，另一方面，阻尼器Z在其離心力F的作用下，會沿S方向運動，當(dāng)位移至它的D面與相鄰葉片的E面接觸時，停止位移，產(chǎn)生阻尼，阻尼器Z的離心力F被分解為分力F1、F2，分別作用于相鄰兩葉片，從而增加葉片的結(jié)構(gòu)剛性，減小動應(yīng)力。該機(jī)械阻尼滿足下式F×f×cos(α)≈k×ε×p式中F-阻尼器Z的離心力； f-摩擦系數(shù)； α-夾角；k-比例因子； ε-激振因子；p-汽流作用力。
阻尼器Z最好采用分段結(jié)構(gòu)，這樣可使阻尼器Z與葉片的接觸面充分吻合，進(jìn)一步改善阻尼特性，通常，阻尼器Z分為兩段，即可獲得較好的阻尼特性。
參見圖8本汽輪機(jī)動葉片圍帶的另一特點，是對圍帶頂部的汽封結(jié)構(gòu)作了改進(jìn)，改進(jìn)措施有兩個；一是在圍帶頂部的臺階上增設(shè)汽流滯留凹槽W1、W2，其中凹槽W1布置在臺階的頂面上，凹槽W2布置在臺階的進(jìn)汽側(cè)面上，兩個凹槽在漏汽通道上串聯(lián)，形成兩級汽阻。其原理是，部分漏汽流在凹槽中形成旋渦，阻礙汽流的泄漏，減少漏汽損失。二是加大臺階的高度，大于3.8mm(現(xiàn)有臺階高度)，使漏汽通道更曲折，對漏汽流的阻力更大，可進(jìn)一步減少漏汽損失。當(dāng)然，汽封體上對應(yīng)臺階的汽封齒的高度也須相應(yīng)改變，使汽封齒與臺階頂面之間的間隙保持尺寸不變。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)動葉片圍帶結(jié)構(gòu)，整級動葉片裝配于轉(zhuǎn)子的輪槽上，它們的圍帶周向配合，構(gòu)成整圈結(jié)構(gòu)，相鄰圍帶徑向面留有裝配間隙，其特征在于在圍帶的徑向配合面上設(shè)有一截面是“V”形的軸向槽，槽內(nèi)裝有適配的阻尼器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)動葉片圍帶結(jié)構(gòu)，其特征在于所述阻尼器的截面形狀是三角形，三角形的兩條邊與“V”形的軸向槽吻合，另一條邊與相鄰圍帶的徑向面配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)動葉片圍帶結(jié)構(gòu)，其特征在于所述阻尼器的截面形狀是梯形，梯形的下底位于轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑方向，上底位于轉(zhuǎn)子的外徑方向，梯形的下底和一條腰與“V”形的軸向槽吻合，另一條腰與相鄰圍帶的徑向面配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的汽輪機(jī)動葉片圍帶結(jié)構(gòu)，其特征在于所述阻尼器是分段結(jié)構(gòu)，各段并列布置在“V”形軸向槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)動葉片圍帶結(jié)構(gòu)，其特征在于所述圍帶的頂部是臺階結(jié)構(gòu)，臺階上設(shè)有軸向布置的蒸汽滯留凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽輪機(jī)動葉片圍帶結(jié)構(gòu)，其特征在于所述蒸汽滯留凹槽有兩個，其中一個在臺階的頂面上，另一個在臺階的進(jìn)汽側(cè)面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽輪機(jī)動葉片圍帶結(jié)構(gòu)，其特征在于所述臺階的高度＞3.8mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽輪機(jī)動葉片的圍帶結(jié)構(gòu)，整級動葉片裝配于轉(zhuǎn)子的輪槽上，它們的圍帶周向配合，構(gòu)成整圈結(jié)構(gòu)，相鄰圍帶徑向面留有裝配間隙，特點是在圍帶的徑向配合面上設(shè)有一截面是“V”形的軸向槽，槽內(nèi)裝有適配的阻尼器；在葉片高速旋轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)變形的過程中，相鄰葉片的圍帶徑向面始終與阻尼器保持面接觸關(guān)系，對相鄰兩葉片產(chǎn)生機(jī)械阻尼，從而有效地保證了葉片的結(jié)構(gòu)剛性，大大減少了葉片的動應(yīng)力，提高了機(jī)組的安全性。同時降低葉片的加工、裝配難度。圍帶的頂部是臺階結(jié)構(gòu)，臺階上設(shè)有軸向布置的蒸汽滯留凹槽，泄漏汽流在凹槽中形成旋渦，增大對泄漏汽流的阻力，減少漏汽損失。
文檔編號F01D5/22GK1877083SQ20061002135
公開日2006年12月13日 申請日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月6日
發(fā)明者周振杰, 周顯丁, 吳其林, 范小平, 馮斌, 李伯武, 曹守洪, 李曦濱, 趙萍, 胡國光 申請人:東方汽輪機(jī)廠