制造蒸汽渦輪導(dǎo)流板的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制造蒸汽渦輪低壓或中壓模塊導(dǎo)流板(1)的方法，所述導(dǎo)流板(1)包括內(nèi)環(huán)(2)和外環(huán)(3)以及導(dǎo)葉(4)，所述方法包括將所述導(dǎo)葉(4)焊接于所述環(huán)(2,3)的步驟。根據(jù)本發(fā)明的方法的主要特征在于焊接步驟前面是自動地加工每個導(dǎo)葉(4)的端部(6,7)以產(chǎn)生圍繞所述端部(6,7)中的每一個的外周凹口(12)的步驟。
【專利說明】制造蒸汽渦輪導(dǎo)流板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的主題為一種制造蒸汽渦輪導(dǎo)流板的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸汽渦輪為意圖將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成機械能用于驅(qū)動交流發(fā)電機、泵或任何其它旋轉(zhuǎn)機械接收器的旋轉(zhuǎn)機器。在大多數(shù)情況下，渦輪包括高壓模塊、可能的中壓模塊，以及低壓模塊。由蒸汽發(fā)生器供應(yīng)的蒸汽供給至高壓模塊，并且接著供給至中壓模塊和低壓模塊。
[0003]中壓模塊和低壓模塊大體包括對稱的或非對稱的單流或雙流內(nèi)部本體，其包封裝備有移動葉片和支承固定導(dǎo)葉的轉(zhuǎn)子。固定導(dǎo)葉由懸置在所述內(nèi)部本體中并在轉(zhuǎn)子的移動級之間交錯的連續(xù)的導(dǎo)流板構(gòu)成，所述導(dǎo)流板適于沿朝向轉(zhuǎn)子的移動葉片的特定方向引導(dǎo)蒸汽流，從而使蒸汽加速。導(dǎo)流板典型地包括通過許多相同的導(dǎo)葉連接于每一個的內(nèi)環(huán)和外環(huán)。
[0004]在一些現(xiàn)有技術(shù)的制造方法中，導(dǎo)流板中的每一個手動地焊接于內(nèi)環(huán)和外環(huán)。為了在最好的狀態(tài)下執(zhí)行這些焊接，意圖焊接于導(dǎo)流板的內(nèi)環(huán)和外環(huán)的每個導(dǎo)葉的兩個端部由操作者倒角，以便產(chǎn)生意圖容納焊珠的填充空間?？深愃朴趪@導(dǎo)葉形成的外周凹槽的該空間由導(dǎo)葉和由對應(yīng)的環(huán)部分地界定，并且因此允許更大量的焊接材料的沉積，以便加強所述導(dǎo)葉與所述環(huán)之間的連接。
[0005]現(xiàn)在，直到現(xiàn)在，這些倒角通過操作者使用磨削工具手動地產(chǎn)生，所述倒角的質(zhì)量因此極大地取決于操作者，當時執(zhí)行該磨削的他們的技術(shù)水平以及他們的能力一樣重要。這導(dǎo)致了倒角的略微起伏的質(zhì)量，這可對由這種導(dǎo)葉產(chǎn)生的導(dǎo)流板有害。實際上，經(jīng)驗已顯示，留下的這種倒角的手動磨削關(guān)于由該手動方法處理的大量導(dǎo)葉稍微近似，并且可顯示嚴重且有害的結(jié)構(gòu)缺陷，諸如例如沿著焊接接頭的裂紋。為了補救對于渦輪的正確操作而言認為是不可接受的、證明故障或事故的風險過高的該情況，加工每個導(dǎo)葉的端部的階段借助于設(shè)計成相繼地、反復(fù)地、可靠地且連續(xù)地產(chǎn)生給定形狀和尺寸的凹槽的機器來自動化。以該方式，本發(fā)明的制造方法有助于極大地減少或甚至消除與導(dǎo)葉的無規(guī)則加工和因此較小尺寸和/或較低質(zhì)量的焊接接頭相聯(lián)的、出現(xiàn)在導(dǎo)流板中的所有缺陷風險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主題為一種制造蒸汽渦輪的低壓模塊或中壓模塊的導(dǎo)流板的方法，所述導(dǎo)流板包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)和導(dǎo)葉，所述方法包括將所述導(dǎo)葉焊接于所述環(huán)的步驟。根據(jù)本發(fā)明的制造方法的主要特征為焊接步驟前面是自動加工每個導(dǎo)葉的端部以便產(chǎn)生圍繞所述端部中的每一個的外周凹口的步驟。以該方式，導(dǎo)葉的自動加工使得能夠產(chǎn)生相對于彼此一致且設(shè)置有恒定的尺寸和幾何形狀的凹口的導(dǎo)葉(與必然不規(guī)則的手動磨削相比，因為該手動磨削與操作者的技術(shù)和能力直接相關(guān))。因此，每個導(dǎo)葉在這兩個端部處被自動地加工，以通過焊接于內(nèi)環(huán)和外環(huán)兩者而固定。[0007]加工步驟優(yōu)選為借助于設(shè)計成通過除去材料來產(chǎn)生凹口的機器實現(xiàn)。以該方式，在經(jīng)歷該加工之前，導(dǎo)葉達到簡單且均一的幾何形狀，并且接著被逐漸地挖空以產(chǎn)生給定尺寸和形狀的凹口。因此，可設(shè)想為用以獲得凹口所需的受控且準確的大小和形狀的機器的操作參數(shù)編程。
[0008]機器有利地為銑床。特別適合于通過除去材料來加工工件的該類型的機器可編程為執(zhí)行特征為除去材料的深度和給定截面的特定凹口加工操作。
[0009]外周凹口優(yōu)選為類似于減小導(dǎo)葉的截面的凹槽。實際上，一旦導(dǎo)葉正確地定位在導(dǎo)流板上，則每個導(dǎo)葉的端部的加工意圖連同對應(yīng)的環(huán)產(chǎn)生外周凹槽，以便將焊珠容納在其中。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例，每個凹口在導(dǎo)葉的每個端部的遠側(cè)部分中產(chǎn)生。以該方式產(chǎn)生且意圖接收焊珠的每個凹槽由導(dǎo)葉和環(huán)部分地界定。
[0010]每個導(dǎo)葉優(yōu)選為具有前緣和后緣，并且凹口圍繞除后緣之外的導(dǎo)葉延伸。實際上，葉片的截面可類似于水滴，具有代表前緣的寬且圓形的區(qū)域，以及代表后緣的細錐形區(qū)域。因此，后緣非常細，不建議對其進行加工以進一步減小其厚度，這是因為這可有將其刺穿并使其不可用的風險。
[0011]外周凹口有利地具有圍繞導(dǎo)葉的恒定截面。該構(gòu)造具有通過從加工操作的開始且以隨著時間的過去恒定的方式使機床的操作參數(shù)固定而簡化加工，以及使焊珠能夠均一地沉積而不必改變所述沉積的焊珠的大小特征以使它們適于剖面的凹口的雙重優(yōu)點。使用編程的自動機器而比手動磨削更容易且更快速地產(chǎn)生凹口的恒定截面。
[0012]凹口的截面有利地具有根據(jù)渦輪的操作構(gòu)造中的導(dǎo)流板上的預(yù)測負載水平的第一大小，以及根據(jù)執(zhí)行焊接階段的操作者對所述凹口的可接近性的第二大小。實際上，凹口具有對應(yīng)于加工導(dǎo)葉的深度并在所述導(dǎo)葉的截面傾向于減小的方向上延伸的第一大小，以及在與連接其兩個端部的導(dǎo)葉的軸線平行的方向上延伸并可類似于其高度的第二大小。以該方式，凹口在深度上加工成考慮待沉積的焊珠的量，該量根據(jù)預(yù)測的負載水平，導(dǎo)流板將在操作情況下經(jīng)歷該負載水平。因此，承擔的負載越大，加工的凹口的深度就越大，以便將大量的焊珠沉積在其中。相似地，其加工成僅足夠操作者容易能夠?qū)⒑钢槌练e在凹口中的最小高度，從而允許已經(jīng)焊接于兩個環(huán)的鄰接的導(dǎo)葉的存在。實際上，必須指出，兩個連續(xù)的導(dǎo)葉可重疊，從而在它們之間留下狹窄間隙，使得難以在相鄰導(dǎo)葉已經(jīng)安裝好時將焊珠沉積在導(dǎo)葉的整個凹槽中。因此，形成凹槽的凹口的最低高度確定成希望將焊珠沉積在其中的操作者能夠良好地接近所述凹槽。
[0013]第一大小與第二大小的比率優(yōu)選為在0.5至2之間。以該方式，該比率考慮了導(dǎo)流板將在內(nèi)部本體中經(jīng)受的負載的水平以及期望沉積焊珠的操作者對凹口的可接近性的水平兩者。
[0014]本發(fā)明還涉及一種導(dǎo)葉，其意圖由根據(jù)本發(fā)明的方法制造燃氣渦輪的低壓模塊或中壓模塊的內(nèi)部本體導(dǎo)流板。根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)葉的主要特征為其兩個端部借助于自動機器加工。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的用于制造導(dǎo)流板的方法具有通過自動地執(zhí)行該操作而在加工導(dǎo)葉的階段的水平處顯著地節(jié)省時間的優(yōu)點，而現(xiàn)有的方法涉及這些導(dǎo)葉通過操作者的手動加工。此外，其具有可靠、可再現(xiàn)和準確的優(yōu)點，這是在加工操作必須在大量部件上重復(fù)時的特別有價值的性質(zhì)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]在下文中參考圖1至3b給出根據(jù)本發(fā)明的用于制造導(dǎo)流板的方法的優(yōu)選實施例的詳細描述。
[0017]圖1為燃氣渦輪的中壓模塊或低壓模塊的內(nèi)部本體的導(dǎo)流板的透視圖，
圖2為通過焊接于導(dǎo)流板而固定的導(dǎo)葉的較大比例的透視圖，
圖3a為根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)葉的透視圖，
圖3b為從不同角度看到的圖3a中的導(dǎo)葉的透視圖。
【具體實施方式】
[0018]參考圖1，燃氣渦輪的低壓模塊或中壓模塊的內(nèi)部本體導(dǎo)流板I大體由環(huán)形內(nèi)環(huán)2和環(huán)形外環(huán)3構(gòu)成，所述環(huán)為同心的。每個環(huán)具有螺栓連接到第二部分2b，3b上的第一部分2a，3a，所述第一部分和第二部分相同。位于兩個環(huán)2，3之間的空間由多個相同的導(dǎo)葉4占據(jù)，兩個鄰接的導(dǎo)葉4重疊，在它們之間留下通路，該通路相對于導(dǎo)流板的大體表面平面傾斜。兩個連續(xù)導(dǎo)葉4之間產(chǎn)生的這些通路具有優(yōu)化朝向轉(zhuǎn)子的移動葉片的氣流的方位和加速度的功能。
[0019]參考圖2，導(dǎo)葉4采取細長本體5的形式，細長本體5使與內(nèi)環(huán)2接觸的第一端部6能夠同與外環(huán)3接觸的第二端部7區(qū)分開，這些端部6，7通過焊接借助于圍繞所述端部6，7且抵靠所述環(huán)2，3中的每一個沉積的焊珠8連接于它們相應(yīng)的環(huán)2，3。以該方式，構(gòu)成導(dǎo)流板I的每個導(dǎo)葉4焊接于內(nèi)環(huán)2和外環(huán)3兩者。
[0020]參考圖3a和圖3b，每個導(dǎo)葉4在其兩個端部6，7中的每一個處加工，以便產(chǎn)生凹槽9，環(huán)2，3接觸抵靠凹槽9，凹槽9意圖容納焊珠8。每個導(dǎo)葉4具有大致水滴形狀的截面，其具有對應(yīng)于前緣10的圓形且擴大的形狀和對應(yīng)于后緣11的細錐形部分。導(dǎo)葉4的每個端部6，7的遠側(cè)部分加工成產(chǎn)生圍繞所述導(dǎo)葉4除了在后緣11的水平處之外的整個截面的外周凹口 12，后緣11的小厚度阻止通過加工的任何附加變細，當該變細可有穿透所述邊緣11且使導(dǎo)葉4無用的風險時。在導(dǎo)葉4的每個端部處相同的凹口 12通過借助于銑床從所述導(dǎo)葉4除去材料而產(chǎn)生。每個凹口 12的特征在于可類似于從導(dǎo)葉4除去材料的深度并在所述導(dǎo)葉4的截面傾向于減小的方向上延伸的第一大小P，以及在與導(dǎo)葉4的軸線(這里是縱軸線)平行的方向上延伸并可類似于其高度的第二大小H，該軸線連接產(chǎn)生凹口 12的兩個端部6，7。加工凹口 12的深度P使得有可能確定焊珠8可能插入到位于導(dǎo)葉4周圍的凹槽9中的最大量，并且根據(jù)負載的預(yù)測水平確定，該負載將在內(nèi)部本體的操作情況下施加在導(dǎo)流板I上。估計的負載越高，建議插入到凹槽19中以便加強導(dǎo)葉4與環(huán)6，7的附接的焊珠8的量就越大。當鄰接的導(dǎo)葉4已經(jīng)焊接于導(dǎo)流板I時，通過將焊珠8沉積在其中的操作者對凹槽19的可接近性來規(guī)定凹口的高度H。實際上，兩個連續(xù)的導(dǎo)葉4放置成非常接近彼此，達到它們可重疊從而僅在它們之間留下狹窄間隙的程度。因此，已經(jīng)固定于導(dǎo)流板I的導(dǎo)葉4必須不防止焊珠8適當?shù)爻练e在仍必須焊接的相鄰導(dǎo)葉4的凹槽9中。因此，該高度H根據(jù)待固定于導(dǎo)流板I的導(dǎo)葉4的尺寸和幾何形狀和它們的預(yù)期間距來確定。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的制造燃氣渦輪的低壓模塊或中壓模塊的內(nèi)部本體導(dǎo)流板I的方法包括下列步驟:
根據(jù)在操作情況下將施加在導(dǎo)流板I上的預(yù)測負載水平和根據(jù)待焊接于導(dǎo)流板I的導(dǎo)葉4的尺寸和形狀及它們的預(yù)期間距，給定高度H和給定深度P的凹口 12通過在每個導(dǎo)葉4的兩個端部6，7處的自動加工而產(chǎn)生，
第一導(dǎo)葉在導(dǎo)流板I上借助于導(dǎo)葉4的端部6，7處的少數(shù)點焊預(yù)先定位在兩個環(huán)2，3之間的清楚識別的地點處，
焊珠8接著放置在兩個凹槽9中的一個中以將有關(guān)端部6，7焊接于對應(yīng)的環(huán)2，3，另一個焊珠8接著沉積在另一個凹槽9中以將另一個端部6，7焊接于另一個環(huán)2，3，當?shù)谝粚?dǎo)葉4焊接于導(dǎo)流板I時，操作關(guān)于第二導(dǎo)葉4重復(fù)，第二導(dǎo)葉4緊接地放置在第一導(dǎo)葉4旁邊，并且接著逐漸地，所有其它導(dǎo)葉4保持固定。
【權(quán)利要求】
1.一種制造蒸汽渦輪的低壓模塊或中壓模塊的導(dǎo)流板(I)的方法，所述導(dǎo)流板(I)包括內(nèi)環(huán)(2)、外環(huán)(3)和導(dǎo)葉(4)，所述方法包括將所述導(dǎo)葉(4)焊接于所述環(huán)(2，3)的步驟，其特征在于，所述焊接步驟前面是自動加工每個導(dǎo)葉(4)的端部(6，7)以便產(chǎn)生圍繞所述端部(6，7)中的每一個的外周凹口(12)的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工步驟借助于設(shè)計成通過除去材料來產(chǎn)生所述凹口(12)的機器實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述機器為銑床。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的方法，其特征在于，所述外周凹口(12)可類似于減小所述導(dǎo)葉(4)的截面的凹槽(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的方法，其特征在于，每個導(dǎo)葉(4)具有前緣(10)和后緣(11)，并且所述凹口(12)圍繞除所述后緣(11)之外的所述導(dǎo)葉⑷延伸。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述外周凹口(12)具有圍繞所述導(dǎo)葉(4)的恒定截面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述凹口(12)的截面具有根據(jù)所述渦輪的操作構(gòu)造中的所述導(dǎo)流板(I)上的預(yù)測負載水平的第一大小P，以及根據(jù)執(zhí)行焊接階段的操作者對所述凹口(12)的可接近性的第二大小H。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一大小P與所述第二大小H的比率在0.5至2之間。
9.一種意圖通過根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的方法制造燃氣渦輪的低壓模塊或中壓模塊的內(nèi)部本體導(dǎo)流板(I)的導(dǎo)葉(4)，其特征在于，其兩個端部(6，7)借助于自動機器加工。
【文檔編號】F01D9/04GK103442841SQ201280012882
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月11日
【發(fā)明者】A.布古恩, D.特拉維斯 申請人:阿爾斯通技術(shù)有限公司