汽轮机叶冠及叶冠单元制造技术

本发明专利技术提供了一种汽轮机叶冠及叶冠单元，汽轮机叶冠由多个汽轮机叶冠单元连接构成，汽轮机叶冠单元包括：本体和凸台，其中，所述本体包括一个第一表面、两个相对的端面和两个相对的侧面，所述凸台设置于所述第一表面上，并且，所述凸台的第一面与所述端面的第一部分共同构成一个工作面，相邻汽轮机叶冠单元通过所述工作面之间紧密配合实现连接，能够有效地防止叶片振动，提高汽轮机叶片的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
汽轮机叶冠及叶冠单元
本专利技术涉及汽轮机领域，具体涉及一种改进的汽轮机叶冠。
技术介绍
汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外作功。汽轮机在工作时，动叶片由于高速旋转很容易产生振动，从而影响到动叶片的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽轮机叶冠及叶冠单元，能够有效地防止叶片振动，提高汽轮机叶片的使用寿命。本专利技术的实施例提供了一种汽轮机叶冠单元，其中，所述汽轮机叶冠单元包括：本体和凸台，其中，所述本体包括一个第一表面、两个相对的端面和两个相对的侧面，所述凸台设置于所述第一表面上，并且，所述凸台的第一面与所述端面的第一部分共同构成一个工作面。这样，相邻叶冠单元之间的接触面积显著增大，提高了阻尼效果，大大降低了叶片的振动，能够有效地降低叶片疲劳破坏，减少维修，延长叶片寿命。在一种实施方式中，汽轮机叶冠单元进一步包括突出于所述第一表面的加强筋，所述加强筋沿所述本体的侧面方向延伸。为确保汽轮机叶冠的强度和刚度，又不致使汽轮机叶冠的壁增厚，可以在汽轮机叶冠的适当部位设置加强筋，能够有效地增强叶片的刚性，不仅可以避免汽轮机叶冠的变形，在某些情况下，突出于叶冠表面的加强筋还可以改善汽轮机中的叶顶间隙泄漏情况。在一种实施方式中，所述加强筋的截面积在垂直于所述第一表面向外的方向上逐渐减小。该结构设计可以减少叶冠质量降低制造成本，并且可以保持带冠叶片良好振动特性。在一种实施方式中，所述凸台进一步包括扣合部，所述扣合部与所述第一表面的夹角小于等于90度。采用具有扣合部的凸台彼此配合连接，将叶片上的叶冠单元连接成组，可以使叶冠单元之间的连接更加紧固。在一种实施方式中，所述工作面具有耐磨涂层。耐磨涂层的表面比较粗糙，可以进一步提高叶冠单元之间的结构阻尼，提高减振作用。本专利技术的实施例提供了一种汽轮机叶冠，包括多个上述的汽轮机叶冠单元，所述汽轮机叶冠单元设置于汽轮机叶片的顶端并沿着汽轮机叶片的圆周方向延伸，相邻的所述叶冠单元通过所述工作面彼此连接。汽轮机叶冠使叶片的结构稳定，有效地避免了转动过程中叶片的振动，从而显著地延长了汽轮机叶片的使用寿命。在一种实施方式中，所述端面还包括与所述工作面相邻的非工作面，相邻所述汽轮机叶冠单元的工作面之间紧密配合，相邻的所述汽轮机叶冠单元的非工作面之间具有装配间隙。在一种实施方式中，所述非工作面与所述工作面之间呈直角，并且所述凸台为L型凸台以使相邻的所述汽轮机叶冠单元的凸台之间紧密配合。在一种实施方式中，所述汽轮机叶冠外表面设置两圈环状加强筋，所述加强筋靠近所述本体的两个侧面的边缘。在一种实施方式中，所述汽轮机叶冠设置于汽轮机的末级动叶片上。末级动叶片是汽轮机各级叶片中最长的一级，承受最大的离心力载荷和由此产生的应力，在末级动叶片上设置具有减振效果的汽轮机叶冠可以提高汽轮机的整体性能。附图说明下文将以明确易懂的方式通过对优选实施例的说明并结合附图来对本专利技术上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明，其中：图1示意性地示出了汽轮机的剖视图。图2示意性地示出了根据本专利技术一个实施例的汽轮机叶冠单元。图3示意性地示出了根据本专利技术一个实施例的汽轮机叶冠。图4示意性地示出了根据本专利技术一个实施例的汽轮机叶冠的俯视图。标号说明：1：汽轮机叶冠单元2：汽轮机叶片10：本体11：第一表面12：端面121：第一部分122：非工作面13：侧面20：凸台21：第一面22：扣合部30：工作面40：加强筋具体实施方式为了对专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。对于多个相同的构成部分，有时对其中之一标以符号，而对其他省略符号。下面讨论的各图以及被用来描述在该专利文档中的本公开的原理的各种实施例仅以说明的方式并且无论如何不应该被解释成限制本公开的范围。本领域技术人员将会理解，可以在任何适当布置的设备中实施本公开的原理。将参考示例性非限制实施例来描述本申请的各种创新教导。图1示意性地示出了汽轮机的剖视图。本专利技术的汽轮机叶冠单元1主要设置于汽轮机叶片2的顶端，汽轮机叶片2可以是动叶片，如图1所示，汽轮机叶片2的根部固定于汽轮机的转轴上，多个叶片2围成一圈装配在汽轮机转子上，每一个叶片2的顶端上均安装一个汽轮机叶冠单元1，汽轮机叶冠单元1可以采用和叶片2一体加工生产，也可以单独加工汽轮机叶冠单元1，然后通过焊接等方式与叶片2连接。汽轮机的末级动叶片(例如，图1中最左侧的叶片)是汽轮机各级叶片中最长的一级，承受最大的离心力载荷和由此产生的应力，在末级动叶片上设置具有减振效果的汽轮机叶冠及叶冠单元1可以提高汽轮机的整体性能。结合图2说明本专利技术提供的汽轮机叶冠单元的具体实施例。本专利技术的汽轮机叶冠单元1主要包括本体10和凸台20，凸台20是本体10上的凸起部分，本体10包括一个第一表面11、两个相对的端面12和两个相对的侧面13。第一表面11可以是例如汽轮机叶冠单元1的顶面平面，凸台20可以是例如一个条状的矩形块，凸台20突出于第一表面11，并且凸台20设置在本体10的端面12的边缘，这样，凸台20的第一面21与端面12的第一部分121就可以共同构成一个平面，该平面即为工作面30。如图2所示，汽轮机叶冠单元1具有前后两个端面12，两个凸台20分别设置在两个端面12处，每一个汽轮机叶冠单元1通过两个工作面30与相邻的汽轮机叶冠单元1紧密连接，形成一个整体的环形叶冠。相邻叶冠单元之间的接触面积显著增大，提高了阻尼效果，通过相邻的汽轮机叶冠单元1的工作面30之间的接触和摩擦，能够有效地降低叶片2的共振动应力，延长叶片寿命。工作面30可以是例如具有耐磨涂层的平面，耐磨涂层的表面比较粗糙，可以进一步提高叶冠单元之间的结构阻尼，提高减振作用。如图2所示，凸台20还可以具有一个弯折的扣合部22，凸台20的扣合部22与凸台20的第一表面11的夹角小于等于90度，具有扣合部22的凸台20彼此配合连接，将叶片2上的汽轮机叶冠单元1连接成组，可以使汽轮机叶冠单元1之间的连接更加紧固，从而降低了转动过程中叶片2的振动。转到图3和图4，汽轮机叶冠由多个彼此相互连接的汽轮机叶冠单元1构成，汽轮机叶冠单元1沿着汽轮机叶片2的顶部所形成的圆周方向延伸，相邻的叶冠单元1通过工作面30彼此连接。每个汽轮机叶冠单元1的端面12均为凹凸的波浪形状，与工作面30相邻的两个面为非工作面122，相邻的汽轮机叶冠单元1的非工作面122之间具有装配间隙，装配间隙的大小可以是0.2～0.4mm。图4示意性地示出了根据本专利技术一个实施例的汽轮机叶冠的俯视图，端面12在俯视角度下呈Z形，非工作面122与工作面30之间可以呈直角。在该实施例中，凸台20为L型，以使相邻的汽轮机叶冠单元1的凸台20之间紧密配合，增强叶片的刚性并防止颤振。为确保汽轮机叶冠的强度和刚度，又不致使汽轮机叶冠的壁增厚，还可以在汽轮机叶冠的适当部位设置加强筋40，加强筋40突出于第一表面11，不仅可以避免汽轮机叶冠的变形，在某些情况下，突出于叶冠表面的加强筋还可以改善汽轮机中的叶顶间隙泄漏情况，减少间隙泄漏量，控制叶片端区损失。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.汽轮机叶冠单元(1)，其中，所述汽轮机叶冠单元(1)包括：本体(10)和凸台(20)，其中，所述本体(10)包括一个第一表面(11)、两个相对的端面(12)和两个相对的侧面(13)，所述凸台(20)设置于所述第一表面(11)上，并且，所述凸台(20)的第一面(21)与所述端面(12)的第一部分(121)共同构成一个工作面(30)。

【技术特征摘要】
2018.04.20 CN 201820574927X1.汽轮机叶冠单元(1)，其中，所述汽轮机叶冠单元(1)包括：本体(10)和凸台(20)，其中，所述本体(10)包括一个第一表面(11)、两个相对的端面(12)和两个相对的侧面(13)，所述凸台(20)设置于所述第一表面(11)上，并且，所述凸台(20)的第一面(21)与所述端面(12)的第一部分(121)共同构成一个工作面(30)。2.如权利要求1所述的汽轮机叶冠单元(1)，其特征在于，进一步包括突出于所述第一表面(11)的加强筋(40)，所述加强筋(40)沿所述本体(10)的侧面(13)方向延伸。3.如权利要求2所述的汽轮机叶冠单元(1)，其特征在于，所述加强筋(40)的截面积在垂直于所述第一表面(11)向外的方向上逐渐减小。4.如权利要求1所述的汽轮机叶冠单元(1)，其特征在于，所述凸台(20)进一步包括扣合部(22)，所述扣合部(22)与所述第一表面(11)的夹角小于等于90度。5.如权利要求1所述的汽轮机叶冠单元(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶海亮，杨长生，马秀娟，段瑞春，
申请(专利权)人：西门子中国有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11