一種試驗用汽輪機(jī)隔板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種試驗用汽輪機(jī)隔板，是按一定模化比來模擬真實隔板，該試驗用汽輪機(jī)隔板包括外環(huán)、內(nèi)環(huán)和介于它們之間的靜葉柵，所述靜葉柵具有內(nèi)、外圍帶；所述外圍帶與外環(huán)的結(jié)合部采用臺階搭接連接結(jié)構(gòu)，所述臺階鉆有軸向通孔，孔內(nèi)有螺栓，將外圍帶與外環(huán)緊固連接，在臺階搭接縫中設(shè)有墊片，可調(diào)整外圍帶與外環(huán)的軸向相對位置；所述內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)的結(jié)合部采用臺階搭接連接結(jié)構(gòu)，所述臺階鉆有軸向通孔，孔內(nèi)有螺栓，將內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)緊固連接，在臺階搭接縫中設(shè)有墊片，可調(diào)整內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)的軸向相對位置。本發(fā)明能保證在級性能測試時，各靜、動間隙均為設(shè)計值；在級間流場測試時，可以進(jìn)行不同靜、動軸向間隙下相關(guān)的氣動試驗研究。
【專利說明】一種試驗用汽輪機(jī)隔板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及透平試驗領(lǐng)域，具體是一種試驗用汽輪機(jī)隔板。

【背景技術(shù)】
[0002]通流技術(shù)是透平的核心技術(shù)，由于市場競爭的激烈，國內(nèi)外透平制造商都十分注重通流技術(shù)的優(yōu)化，提高透平機(jī)組的核心技術(shù)競爭力。在對通流技術(shù)的研宄中，除數(shù)值計算夕卜，單級或多級透平試驗研宄占據(jù)了極為重要的位置，通過級試驗，可以對透平級性能進(jìn)行準(zhǔn)確的評估，測量相關(guān)氣動參數(shù)，為通流技術(shù)優(yōu)化積累大量的試驗數(shù)據(jù)，對于透平級性能的提尚具有極重要的意義。
[0003]透平級試驗一般分級性能測試和級流場測試，級性能試驗要求透平級要在原尺寸或全模化尺寸下進(jìn)行，消除由于結(jié)構(gòu)尺寸改變產(chǎn)生的誤差；在級流場測試中，重點關(guān)注如氣流角度、馬赫數(shù)、壓力、靜動葉能量損失系數(shù)沿葉高的分布等測量參數(shù)。目前，透平級試驗中采用位移機(jī)構(gòu)夾持多孔探針沿葉高和柵距方向移動從而測得透平級間詳細(xì)的氣流參數(shù)，如圖1所示，汽輪機(jī)通流設(shè)計時，要考慮實際汽輪機(jī)軸向長度，不影響效率下要求靜、動葉軸向間距盡量小，而透平試驗又很難做到全尺寸設(shè)計，需要對試驗方案結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行?；?模化比小于1)，這樣靜、動葉軸向間距會更小，在測量靜葉出口氣流參數(shù)時，多孔探針與靜葉出氣邊之間軸向位置較小，這樣會給測量帶來較大的誤差，為了減小測量誤差，需將多孔探針盡量遠(yuǎn)離靜葉出氣邊，在氣流作用力下，探針很容易觸碰到動葉片，給運行安全帶來隱患，如果試驗方案的靜、動間隙過小則無法測量級間氣流的參數(shù)。如果要實現(xiàn)級間流場測量，必須將靜、動葉軸向間距增大，如圖1所示，隔板是一個整體結(jié)構(gòu)，在隔板上裝配有隔板汽封和葉頂汽封，這兩組汽封均和轉(zhuǎn)子配合，如果軸向移動隔板，轉(zhuǎn)子汽封凸臺及動葉片圍帶均需重新設(shè)計，此時的靜、動間隙與設(shè)計相差較大，對級性能影響較大，要完成級性能和級間流場測試兩項內(nèi)容，就需做兩根試驗轉(zhuǎn)子及動葉片，試驗成本急劇增加。。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明提供一種新型結(jié)構(gòu)的試驗用汽輪機(jī)隔板，其技術(shù)方案是:
一種試驗用汽輪機(jī)隔板，是按一定模化比來模擬真實隔板，該試驗用汽輪機(jī)隔板包括外環(huán)、內(nèi)環(huán)和介于它們之間的靜葉柵，所述靜葉柵具有內(nèi)、外圍帶，外圍帶與外環(huán)配合，內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)配合，
所述外圍帶與外環(huán)的結(jié)合部采用臺階搭接連接結(jié)構(gòu)，所述臺階鉆有軸向通孔，孔內(nèi)有螺栓，將外圍帶與外環(huán)緊固連接，在臺階搭接縫中設(shè)有墊片，選擇不同厚度的墊片，可調(diào)整外圍帶與外環(huán)的軸向相對位置；
所述內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)的結(jié)合部采用臺階搭接連接結(jié)構(gòu)，所述臺階鉆有軸向通孔，孔內(nèi)有螺栓，將內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)緊固連接，在臺階搭接縫中設(shè)有墊片，選擇不同厚度的墊片，可調(diào)整內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)的軸向相對位置。
[0005]所述外圍帶與外環(huán)的結(jié)合部設(shè)有周向定位銷，內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)的結(jié)合部設(shè)有周向定位銷。
[0006]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明的試驗用汽輪機(jī)隔板，采用一種軸向可調(diào)式隔板結(jié)構(gòu)，隔板外環(huán)、隔板內(nèi)環(huán)與靜葉片組連接時中間均增加一相同厚度的調(diào)整墊片，級性能測試時，調(diào)整墊片尺寸保證各靜、動間隙均為設(shè)計值；進(jìn)行級間流場測試時，更換一厚度較小的調(diào)整墊片或直接取消調(diào)整墊片，就增大了動、靜軸向距離，滿足探針測量要求，同時可以進(jìn)行不同靜、動軸向間隙下相關(guān)的氣動試驗研宄。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為汽輪機(jī)隔板結(jié)構(gòu)及其與轉(zhuǎn)子配合關(guān)系示意圖；
圖2為本試驗用汽輪機(jī)隔板結(jié)構(gòu)及其與轉(zhuǎn)子配合關(guān)系示意圖；
圖3是本試驗用汽輪機(jī)隔板周向定位銷布置示意圖；
圖4是圖3的A向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中標(biāo)號表不:1-汽輪機(jī)隔板、1-1_隔板外環(huán)、1-2-隔板內(nèi)環(huán)、2-1-外圍帶、2_2_內(nèi)圍帶、3-靜葉柵、4-螺檢、5-墊片、6-螺檢、7-墊片、8-隔板汽封、9-葉頂汽封、10-多孔探針、11-動葉片、12-轉(zhuǎn)子、13-定位銷，b-定位基準(zhǔn)面、f-水平中分面。

【具體實施方式】
[0009]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0010]如圖2所示，是本試驗用汽輪機(jī)隔板I的具體結(jié)構(gòu)，按一定?；葋砟M真實隔板，本【具體實施方式】中，采用模化比小于I的比例模擬真實的汽輪機(jī)隔板。該試驗用汽輪機(jī)隔板I包括隔板外環(huán)1-1、隔板內(nèi)環(huán)1-2和介于它們之間的靜葉柵3，同時，靜葉柵3具有外圍帶2-1和內(nèi)圍帶2-2，外圍帶2-1與隔板外環(huán)1-1配合，內(nèi)圍帶2-2與隔板內(nèi)環(huán)1_2配合，具體結(jié)構(gòu)如下:
外圍帶2-1與隔板外環(huán)1-1的結(jié)合部采用臺階搭接連接結(jié)構(gòu)。該臺階鉆有軸向通孔，孔內(nèi)有螺栓4，將外圍帶2-1與隔板外環(huán)1-1緊固連接，在臺階搭接縫中設(shè)有墊片5，選擇不同厚度的墊片5，可調(diào)整外圍帶2-1與隔板外環(huán)1-1的軸向相對位置。
[0011]內(nèi)圍帶2-2與隔板內(nèi)環(huán)1-2的結(jié)合部采用臺階搭接連接結(jié)構(gòu)。該臺階鉆有軸向通孔，孔內(nèi)有螺栓6，將內(nèi)圍帶2-2與隔板內(nèi)環(huán)1-2緊固連接，在臺階搭接縫中設(shè)有墊片7，選擇不同厚度的墊片7，可調(diào)整內(nèi)圍帶2-2與隔板內(nèi)環(huán)1-2的軸向相對位置。
[0012]靜葉柵3采用焊接或裝配的方式將所有靜葉片組合成圈，焊接時僅在靜葉柵3的外圍帶2-1和內(nèi)圍帶2-2兩側(cè)開坡口焊接，這樣焊接量較小，裝配時亦在靜葉柵3的外圍帶2-1和內(nèi)圍帶2-2采用螺栓4和6將靜葉片連接成圈。分別將隔板外環(huán)1-1、隔板內(nèi)環(huán)1-2、靜葉柵3、墊片5和7四部分單獨加工至最終尺寸，將隔板外環(huán)1-1與汽缸隔板槽接觸面作為定位基準(zhǔn)面b，并將該基準(zhǔn)分別傳遞到每部分的接觸面，單獨加工時均以該接觸面為基準(zhǔn)。連接時，螺栓4和6貫通汽輪機(jī)隔板I的進(jìn)、出氣側(cè)、將各部分緊密連在一起，保證各接觸面充分接觸，從而保證裝配后汽輪機(jī)隔板I的各相對尺寸均為設(shè)計值。
[0013]參見圖2、3，為了保證每次更換調(diào)整墊片5和7后、汽輪機(jī)隔板I各部分的周向相對位置不發(fā)生變化，在隔板內(nèi)環(huán)1-2與內(nèi)圍帶2-2之間、隔板外環(huán)1-1與外圍帶2-1之間都設(shè)有定位銷13。本【具體實施方式】中，沿水平中分面f上下、與水平中分面的圓心角為25°的2根通徑上，對應(yīng)隔板內(nèi)環(huán)1-2與內(nèi)圍帶2_、隔板外環(huán)1-1與外圍帶2-1的連接位置對稱設(shè)置有8根定位銷13，即:內(nèi)側(cè)的4根定位銷13限定隔板內(nèi)環(huán)1-2與內(nèi)圍帶2-2的位置、外側(cè)的4根定位銷13限定隔板外環(huán)1-1與外圍帶2-1的位置。
[0014]進(jìn)行試驗時，隔板外環(huán)1-1、隔板內(nèi)環(huán)1-2與轉(zhuǎn)子12的軸向相對位置是確定不變的，只調(diào)整靜葉柵3與轉(zhuǎn)子12動葉片11間的軸向間隙，調(diào)節(jié)手段是安裝相同厚度的墊片5和7，當(dāng)更換不同厚度的墊片5和7后，即可實現(xiàn)靜葉柵3的軸向間隙調(diào)整。
[0015]在進(jìn)行透平級性能試驗時，調(diào)整墊片5和7的尺寸保證靜葉片和動葉片11軸向距離為設(shè)計值，以得到準(zhǔn)確的級性能參數(shù)。測量透平級詳細(xì)流場時，減小調(diào)整墊片5和7的厚度或直接取消調(diào)整墊片5和7，僅靜葉柵3的軸向位置發(fā)生變化，就可以增大靜、動葉得軸向距離。多孔探針10距離靜葉柵3的出氣邊有一定的位置，同時離動葉片11又有足夠的安全距離，由位移機(jī)構(gòu)夾持多孔探針10沿柵距、葉高方向移動測量，即可得到準(zhǔn)確的、詳細(xì)的級間氣流參數(shù)。同時，隔板外環(huán)1-1和隔板內(nèi)環(huán)1-2位置不變，與轉(zhuǎn)子12配合的葉頂汽封9和隔板汽封8的位置不變，一根試驗轉(zhuǎn)子12即可滿足試驗級性能測試機(jī)流場測試要求。安裝不同厚度的調(diào)整墊片5和7，即可實現(xiàn)不同靜、動葉軸向間隙下各相關(guān)氣動參數(shù)、性能的試驗研宄。
[0016]測試透平級性能時，要求透平級全?；O(shè)計，所測結(jié)果方能真實反應(yīng)透平級的各項性能；測試透平級詳細(xì)流場參數(shù)時，為了測量準(zhǔn)確，多孔探針10感受頭部距離靜葉出氣邊及動葉片11均要有足夠的距離，由于實際機(jī)組在通流設(shè)計時，靜、動葉軸向距離較小，?；箪o、動葉軸向距離更小，給準(zhǔn)確測量級間流場及運行安全帶來問題。
【權(quán)利要求】
1.一種試驗用汽輪機(jī)隔板，是按一定?；葋砟M真實隔板，該試驗用汽輪機(jī)隔板包括外環(huán)、內(nèi)環(huán)和介于它們之間的靜葉柵，所述靜葉柵具有內(nèi)、外圍帶，外圍帶與外環(huán)配合，內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)配合，其特征在于: 所述外圍帶與外環(huán)的結(jié)合部采用臺階搭接連接結(jié)構(gòu)，所述臺階鉆有軸向通孔，孔內(nèi)有螺栓，將外圍帶與外環(huán)緊固連接，在臺階搭接縫中設(shè)有墊片，選擇不同厚度的墊片，可調(diào)整外圍帶與外環(huán)的軸向相對位置； 所述內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)的結(jié)合部采用臺階搭接連接結(jié)構(gòu)，所述臺階鉆有軸向通孔，孔內(nèi)有螺栓，將內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)緊固連接，在臺階搭接縫中設(shè)有墊片，選擇不同厚度的墊片，可調(diào)整內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)的軸向相對位置。
2.如權(quán)利要求1所述的試驗用汽輪機(jī)隔板，其特征在于:所述外圍帶與外環(huán)的結(jié)合部設(shè)有周向定位銷，內(nèi)圍帶與內(nèi)環(huán)的結(jié)合部設(shè)有周向定位銷。
【文檔編號】F01D25/24GK104481606SQ201410683184
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】馮增國, 田朝陽, 周偉久, 孔祥林, 李鑫, 黃元東, 卿碩, 許娟, 王霜露 申請人:東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司