專利名稱：沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板及其裝配工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板及其裝配工藝，屬于汽輪機設計與制造技術領域。
背景技術：
在沖動式汽輪機中，通常低壓部分的隔板采用鑄鐵隔板，鑄鐵隔板的板體由鑄鐵制成，靜葉澆鑄在隔板的外環和隔板體中。如圖I所示，通常的汽輪機隔板靜葉I只有葉身 11部分，在葉身11的兩端設有圓孔2或切口 3，澆鑄時容易出現連接不牢固，靜葉I脫落現象。由于靜葉I在隔板開模鑄造時安裝定位困難，造成隔板靜葉I出汽邊位置度、安裝角、靜葉節距、汽道喉部尺寸時常超差，無法準確的保證隔板的通流面積，嚴重時造成廢品。如圖2所示，通常隔板水平中分面6采用平切結構，外環4和內環5在水平中分面6 處分別分成兩半，而位于水平中分面6的靜葉I也被切成兩半，安裝時水平中分面6處靜葉 I的兩部分由于鑄造、加工、安裝誤差等因素容易發生錯位情況，造成汽道不光滑流暢，增大了汽流損失，降低了汽輪機組的效率。鑄鐵隔板不僅鑄造困難，重量很大，浪費金屬材料，操作工人勞動強度大，造成的環境污染日益加重，容易產生夾渣、氣孔等影響隔板強度的鑄造缺陷，加工過程出現廢品率高，難以修復，而且生產周期長，模具成本和鑄造成本高，生產效率低。隨著汽輪機設計技術的不斷進步，迫切需要一種新型的隔板來取代現有的鑄鐵隔板。

發明內容
本發明要解決的問題是為了克服上述現有技術的缺陷，提供一種能夠保證汽道的光滑流暢、減少汽流損失、大大提高汽輪機組效率、加工制造簡單、生產周期短、使用安全可靠的沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板，
為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是
一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板，包括內環和外環，內環與外環之間呈環形安裝有若干片靜葉，相鄰的靜葉之間通過定距塊固定連接。以下是本發明對上述方案的進一步改進
所述內環包括上半內環和下半內環，外環包括上半外環和下半外環，上半內環和下半內環之間、上半外環和下半外環之間分別具有水平中分面。進一步改進定距塊包括位于靠近內環的相鄰靜葉的端部之間的內定距塊和位于靠近外環的相鄰靜葉的端部之間的外定距塊。進一步改進所述靜葉包括葉身，葉身具有葉身上部端面和葉身下部端面，葉身上部端面上設有上葉根，葉身下部端面上設有下葉根，所述外環上與上葉根相應的位置設有與上葉根配合連接的上葉根槽，內環上與下葉根相應的位置設有與下葉根配合連接的下葉CN 102606224 A 根槽。進一步改進所述上葉根和下葉根的截面形狀為L型或T型。進一步改進葉身上部端面和葉身下部端面為與葉身汽道中心線平行的平面。另一種改進葉身上部端面為與葉身汽道中心線之間具有夾角的斜面，該夾角 α <30°，葉身下部端面為與葉身汽道中心線平行的平面。另一種改進葉身上部端面和葉身下部端面均為與葉身汽道中心線之間具有夾角的斜面，葉身上部端面與汽道中心線之間的夾角α <30°，葉身下部端面與汽道中心線之間的夾角β彡20°。本發明還提供一種上述沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板的裝配工藝。該工藝包括以下步驟
1)、首先將外環和內環的上下兩個半圓周部分分別加工出坯體，并在水平中分面處上留有加工余量；然后將外環的內圓周面和內環的外圓周面精加工；并在外環的內圓周面加工出上葉根槽、在內環的外圓周面上加工出下葉根槽，其余部分粗加工留余量；
2)、將外環和內環的半圓周部分在平臺上找平，并用多塊工藝固定板將兩者固定；
3)、將精加工好的靜葉、內定距塊、外定距塊分別裝入外環和內環的半圓周之間，并固定首片靜葉，檢查內定距塊、外定距塊和靜葉型面貼合情況，喉部尺寸，控制半圈展開弧長， 對不合格的內定距塊、外定距塊進行研配，將調整好的靜葉、內定距塊、外定距塊按順序進行編號；
4)、先將首片與外環、內環、內定距塊、外定距塊之間分別進行焊接，后續靜葉向后推移一定距離，以擴大前片靜葉的施焊空間，用氬弧焊先對首片靜葉背弧面進行焊接，后續葉片依次進行背弧面焊接，背弧面全部焊完然后工件翻身進行靜葉內弧面的焊接，形成半圓隔板；
5)、將焊接完后的半圓隔板進行除應力熱處理；
6)、最后將半圓隔板上的工藝固定板割下，對半圓隔板的水平中分面進行精銑，然后將兩塊半圓隔板對接并焊接固定組裝成整體隔板，得到一級完整隔板。本發明采用上述方案，靜葉上下葉根與隔板外環和內環定位準確，連接牢固，裝配容易，相鄰兩葉片間的節距由定距塊保證，保證了隔板靜葉出汽邊位置度、安裝角、靜葉節距、汽道喉部寬度的準確性，保證了中分面處靜葉的完整性，從而保證了汽道的光滑流暢， 減少了汽流損失，大大提高了汽輪機組的效率，同時加工制造簡單、生產周期短、使用安全可靠。下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。


圖I為本發明背景技術中的隔板靜葉結構示意圖2為本發明背景技術中水平中分面平切隔板結構示意圖3為本發明實施例I的沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板出汽邊立體結構圖； 圖4為本發明實施例I的沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板進汽邊立體結構圖； 圖5為本發明實施例I的隔板的裝配示意圖6為本發明實施例I中靜葉的結構示意5圖7為附圖6 B-B向剖視圖8為附圖7中靜葉式焊接隔板沿節圓直徑A-A展開圖9為本發明實施例2中靜葉的結構示意圖10為本發明實施例3中靜葉的結構示意圖。圖中1_靜葉；2_圓孔；3_切口； 4_外環；5_內環；6_水平中分面；7_上葉根； 8-下葉根；9_內定距塊；10_外定距塊；11_葉身；111-葉身上部端面；112_葉身下部端面； 41-上半外環；42_上半內環；51_下半外環；52_下半內環；12-葉根槽；13_工藝固定板。
具體實施例方式實施例1，如圖3、圖4所示，一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板，包括內環和外環，內環與外環之間呈環形安裝有若干片靜葉1，相鄰的靜葉I之間通過定距塊固定連接。所述內環5包括上半內環42和下半內環52,夕卜環4包括上半外環41和下半外環 51，上半內環42和下半內環52之間、上半外環41和下半外環51之間分別具有水平中分面6。定距塊包括位于靠近內環5的相鄰靜葉I的端部之間的內定距塊9和位于靠近外環4的相鄰靜葉I的端部之間的外定距塊10。如圖5所示，內環5與外環4之間通過工藝固定板13固定連接。如圖6所示，所述靜葉I包括葉身11，葉身11具有葉身上部端面111和葉身下部端面112，葉身上部端面111上設有上葉根7，葉身下部端面112上設有下葉根8，所述上葉根7和下葉根8采用相同的結構形式，其截面形狀為L型或T型。葉身上部端面111和葉身下部端面112為與葉身11汽道中心線平行的平面。如圖7所示，所述外環4上與上葉根7相應的位置設有與上葉根7配合連
接的上葉根槽12，內環5上與下葉根8相應的位置設有與下葉根8配合連接的下葉根槽12。所述工藝固定板13的兩端與外環4和內環5之間分別通過點焊固定連接。如圖8所示，靜葉I在水平中分面6處保持完整。所述內定距塊9、外定距塊10上設有與葉根槽12匹配的葉根，內定距塊9、外定距塊10的前后型面與靜葉I相貼合，外定距塊10的下部和內定距塊9的上部與汽道部分具有相同的形狀。上述隔板的裝配工藝是
1)、首先將外環4和內環5的上下兩個半圓周部分分別加工出坯體，并在水平中分面6 處上留有加工余量；然后將外環4的內圓周面和內環5的外圓周面精加工，表面光潔度Ra 達到3. 2um ;并在外環4的內圓周面加工出上葉根槽12、在內環5的外圓周面上加工出下葉根槽12，葉根槽12表面光潔度Ra達到3. 2um，其余部分粗加工留余量；
2)、將外環4和內環5的半圓周部分在平臺上找平，并用多塊工藝固定板13將兩者固
3)、將精加工好的靜葉I、內定距塊9、外定距塊10分別裝入外環4和內環5的半圓周之間，并固定首片靜葉1，檢查內定距塊9、外定距塊10和靜葉I型面貼合情況，喉部尺寸，控制半圈展開弧長，對不合格的內定距塊9、外定距塊10進行研配，將調整好的靜葉I、內定距塊9、外定距塊10按順序進行編號；
4)、先將首片與外環4、內環5、內定距塊9、外定距塊10之間分別進行焊接，后續靜葉I 向后推移一定距離，以擴大前片靜葉I的施焊空間，用氬弧焊先對首片靜葉I背弧面進行焊接，后續葉片依次進行背弧面焊接，背弧面全部焊完然后工件翻身進行靜葉I內弧面的焊接，形成半圓隔板；
5)、將焊接完后的半圓隔板進行除應力熱處理，以消除靜葉焊接時產生的應力；
6)、最后將半圓隔板上的工藝固定板13割下，對半圓隔板的水平中分面6進行精銑，表面光潔度Ra達到I. 6um,兩塊半圓隔板在自由狀態下水平中分面6處的間隙≤O. 05mm,然后將兩塊半圓隔板對接并焊接固定組裝成整體隔板，然后按圖紙進行精加工，得到一級完整隔板。該種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板適用于汽道高度較小的隔板。本發明采用上述方案，靜葉上下葉根與隔板外環和內環定位準確，連接牢固，裝配容易，相鄰兩葉片間的節距由定距塊保證，保證了隔板靜葉出汽邊位置度、安裝角、靜葉節距、汽道喉部寬度的準確性，保證了中分面處靜葉的完整性，從而保證了汽道的光滑流暢， 減少了汽流損失，大大提高了汽輪機組的效率，同時加工制造簡單、生產周期短、使用安全可靠。實施例2，如圖9所示，上述實施例I中，所述葉身上部端面111還可以采用斜面形式，即葉身上部端面111與葉身11汽道中心線之間的夾角α彡30°，葉身下部端面112 為與葉身11汽道中心線平行的平面。實施例3，如圖10所示，上述實施例I中，所述葉身上部端面111和葉身下部端面112還可以均采用斜面形式，即葉身上部端面111與葉身11汽道中心線之間的夾角 α彡30°，葉身下部端面112與汽道中心線之間的夾角β彡20°。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板，包括內環(5)和外環(4)，其特征在于內環(5)與外環(4)之間呈環形安裝有若干片靜葉(1)，相鄰的靜葉(I)之間通過定距塊固定連接。
2.根據權利要求I所述的一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板，其特征在于所述內環(5)包括上半內環(42)和下半內環(52)，外環(4)包括上半外環(41)和下半外環(51)，上半內環(42)和下半內環(52)之間、上半外環(41)和下半外環(51)之間分別具有水平中分面(6)。
3.根據權利要求2所述的一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板，其特征在于定距塊包括位于靠近內環(5)的相鄰靜葉(I)的端部之間的內定距塊(9)和位于靠近外環(4) 的相鄰靜葉(I)的端部之間的外定距塊(10 )。
4.根據權利要求3所述的一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板，其特征在于所述靜葉(I)包括葉身(11)，葉身(11)具有葉身上部端面(111)和葉身下部端面(112)，葉身上部端面(111)上設有上葉根(7)，葉身下部端面(112)上設有下葉根(8)，所述外環(4)上與上葉根(7)相應的位置設有與上葉根(7)配合連接的上葉根槽(12)，內環(5)上與下葉根 (8 )相應的位置設有與下葉根(8 )配合連接的下葉根槽(12 )。
5.根據權利要求4所述的一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板，其特征在于所述上葉根(7)和下葉根(8)的截面形狀為L型或T型。
6.根據權利要求5所述的一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板，其特征在于葉身上部端面(111)和葉身下部端面(112)為與葉身(11)汽道中心線平行的平面。
7.根據權利要求5所述的一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板，其特征在于葉身上部端面(111)為與葉身(11)汽道中心線之間具有夾角的斜面，該夾角a <30°，葉身下部端面(112)為與葉身(11)汽道中心線平行的平面。
8.根據權利要求5所述的一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板，其特征在于葉身上部端面(111)和葉身下部端面(112)為與葉身(11)汽道中心線之間具有夾角的斜面，葉身上部端面(111)與汽道中心線之間的夾角a <30°，葉身下部端面112與汽道中心線之間的夾角β彡20°。
9.一種如權利要求6-8任一所述的沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板的裝配工藝，包括以下步驟1)、首先將外環(4)和內環(5)的上下兩個半圓周部分分別加工出坯體，并在水平中分面(6)處上留有加工余量；然后將外環(4)的內圓周面和內環(5)的外圓周面精加工；并在外環(4)的內圓周面加工出上葉根槽(12)、在內環(5)的外圓周面上加工出下葉根槽(12)， 其余部分粗加工留余量；2)、將外環(4)和內環(5)的半圓周部分在平臺上找平，并用多塊工藝固定板(13)將兩者固定；3)、將精加工好的靜葉(I)、內定距塊(9)、外定距塊(10)分別裝入外環(4)和內環(5) 的半圓周之間，并固定首片靜葉(1)，檢查內定距塊(9)、外定距塊(10)和靜葉(I)型面貼合情況，喉部尺寸，控制半圈展開弧長，對不合格的內定距塊(9)、外定距塊(10)進行研配，將調整好的靜葉(I)、內定距塊(9)、外定距塊(10)按順序進行編號；4)、先將首片與外環(4)、內環(5)、內定距塊(9)、外定距塊(10)之間分別進行焊接，后續靜葉(I)向后推移一定距離，以擴大前片靜葉(I)的施焊空間，用氬弧焊先對首片靜葉(I)背弧面進行焊接，后續葉片依次進行背弧面焊接，背弧面全部焊完然后工件翻身進行靜葉(I)內弧面的焊接，形成半圓隔板；5)、將焊接完后的半圓隔板進行除應力熱處理；6)、最后將半圓隔板上的工藝固定板(13)割下，對半圓隔板的水平中分面(6)進行精銑，然后將兩塊半圓隔板對接并焊接固定組裝成整體隔板，得到一級完整隔板。
全文摘要
本發明公開了一種沖動式汽輪機鑲入靜葉式焊接隔板極其裝配工藝，隔板包括內環和外環，內環與外環之間呈環形安裝有若干片靜葉，相鄰的靜葉之間通過定距塊固定連接，首先將外環和內環的上下兩個半圓周部分分別加工出坯體，然后將外環的內圓周面和內環的外圓周面精加工；將精加工好的靜葉裝入外環和內環的半圓周之間，并固定首片靜葉，后續葉片依次進行背弧面焊接，背弧面全部焊完然后工件翻身進行靜葉內弧面的焊接，形成半圓隔板；對半圓隔板的水平中分面進行精銑，然后將兩塊半圓隔板對接并焊接固定組裝成整體隔板，得到一級完整隔板，本發明大大提高了汽輪機組的效率，同時加工制造簡單、生產周期短、使用安全可靠。
文檔編號B23P15/00GK102606224SQ20121010451
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月11日 優先權日2011年12月19日
發明者李洪貴, 王婷, 董婷, 趙鵬輝, 陳慶 申請人:山東青能動力股份有限公司