具有可移除盖部分的用于水力涡轮的叶片间型材制造技术

本发明专利技术涉及一种用于涡轮转轮叶片的叶片间型材(14,14a)的可移除盖板(160)，所述盖板包括至少一个通气通路(30)和用于将所述可移除盖板固定到所述叶片间型材(14)上的固定装置(161)。

Blade to blade profiles for hydraulic turbines with removable cover sections

【技术实现步骤摘要】
具有可移除盖部分的用于水力涡轮的叶片间型材
本专利技术涉及水电行业的领域。
技术介绍
图1示出了已知的涡轮转轮，其包括布置在冠部4与带6之间的转轮叶片2。这些叶片中的各个在前缘8与后缘10之间延伸，水从后缘10流入尾水管(未在图1上显示)。本申请不仅适用于这样的涡轮(Francis等)以及具有冠部和带的涡轮泵转轮，而且适用于仅具有冠部的涡轮转轮(螺旋桨或Kaplan或斜流等)。中空的叶片间型材12可安装在这样的水力涡轮中的叶片之间，以便向涡轮流提供通气。更确切地说，如在US2016/0327012中阐释的那样，将空气注射到水流中，以便增加流过涡轮的水中的溶解氧含量。更确切地说，各个这样的中空的叶片间型材提供位于型材表面中的通气通路和内部通道，以用于使空气从叶片中的空气通道流过而进入流动的水中。然后，注射的空气中的氧转移到贫氧的流动水中，从而随着气泡与周围的水混合而提高溶解氧水平。通气通路(例如槽和/或孔)位于叶片间型材上，并且可具有复杂的几何形状；不可接近或不容易接近以用于加工已安装的叶片间型材的这样的通路。此外，清洁或维护或修理这样的通路和/或在型材内部并位于所述通路后方的通道是困难的。当异物已穿过通气通路并卡在其后方的通道中从而引起涡轮的通气潜力降低并降低发电厂下方的尾水渠中的溶解氧水平时，清洁是特别必要的。还需要使这些通气通路和/或叶片间型材的形状适应于转轮的新操作条件。涡轮转轮的几何形状是固定的，并且仅可通过移除整个涡轮转轮并通过替换它来修改其几何形状(这非常耗时且非常昂贵)。备选地，在不移除整个涡轮转轮的情况下加工通气通路会产生其它困难，这是因为可用于加工的空间减小并且需要专用工具。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于涡轮转轮叶片的叶片间型材的可移除盖板，所述盖包括：至少一个通气通路，例如至少一个槽和/或至少一个孔；以及可移除的固定装置，例如用于至少一个螺钉或螺栓的至少一个孔，其用于将所述可移除盖固定到所述叶片间型材上，并在需要时从所述叶片间型材拆卸所述可移除盖。可执行可移除盖板、特别是其外表面的详细加工(因为可容易地接近该盖板)，因此提高了准确度并降低了不相符的加工的风险。此外，由于盖板是可移除的，故可促进通气通路和通气通道的长期维护。当移除盖板时，存在好得多的通向通气通道的入口，从而使得更容易清洁通气通道并移除太大而不能配合通过通气通路的任何异物。可移除盖板小于整个叶片间型材，使得重量不是问题，并且可在不拆卸涡轮的情况下移除盖板，从而减少停机时间。这允许替换损坏的盖板，或通过具有不同几何形状(例如(一个或多个)通气通路和/或型材本身的水力形状的不同几何形状)的不同盖板来替换盖板，从而不需要对整个涡轮进行重大修复。另一个优点是可直接在可移除盖板上修改通气通路和/或叶片间型材的几何形状。设计改进和修改可直接结合到可移除且可替换的盖板中，而不需要重大的停机来移除并替换涡轮转轮。本专利技术还涉及一种用于涡轮转轮叶片的叶片间型材，所述叶片间型材包括内部通道和用于覆盖所述内部通道的至少部分的根据本专利技术的可移除盖板。叶片间型材的制造及其在叶片上的定位呈现出挑战。在已组装转轮之后将叶片间型材固定在对应的叶片上：可能难以确保精确地定位叶片间型材，并且在转轮叶片之间仅存在有限的工作空间以用于最终组装和精加工。然而，必须仔细地定位叶片间型材，以防止由于在水力上较差地定向的型材而导致的流分离和气穴。另一个困难是涡轮转轮的几何形状是大体上固定的，并且在不移除涡轮转轮并替换它的情况下不可修改其几何形状。为了解决这些问题，根据本专利技术的叶片间型材可为可移除的，其包括型材和插塞，插塞形成型材的基座，并且旨在用于插入到在叶片中制作的对应的孔中。因此，叶片间型材在插塞上预成形，该插塞可定位在转轮叶片上的对应的孔中。所述至少一个叶片间型材和所述叶片可组装(例如焊接)在一起。插塞与孔协作来确定处于正确取向的叶片间型材的位置和取向，并提高了可制造性和组装的简易性。因此避免了任何差的取向的可能性。预加工的叶片间型材插塞的使用确保了所述型材的单一取向，并消除了失准的可能性。由于已将叶片间型材设计成相对于水流而较好地定向，故确保型材仅可沿一个方向定向减小了在型材以错误的取向安装时可发生的流分离或气穴的可能性。在包括型材和插塞的叶片间型材的该实施例中，一种用于制造包括叶片和至少一个叶片间型材的转轮叶片的方法可包括：-制造包括空气通道和至少一个孔的叶片，至少一个孔适应于容纳所述至少一个叶片间型材的插塞；-将所述叶片间型材的插塞定位在所述孔中，并例如通过焊接来将所述插塞与所述叶片组装。插塞和孔的组合通过在组装之前固定叶片间型材的位置来改进组装。插塞上的特征(诸如预加工的焊接半径)减少了在最终组装和加工期间焊接这些特征所必要的时间。这样的方法提高了涡轮转轮的可制造性。这样的叶片间型材可包括在型材的下部与插塞的上侧之间具有至少一个有限且可能可变的曲率半径r的至少一个区或圆角，其减少了负面水力现象，特别是马蹄形涡旋行为。因此预加工包括用于减少马蹄形涡旋行为且用于减小机械应力的具有至少一个有限且可能可变的曲率半径r的一个或多个区的叶片间型材的形状，并且该形状减少了最终组装时间并降低了与尺寸需求不相符的风险。由于在插塞和型材上预制造这样的特征，故在其在涡轮转轮的两个叶片之间的制造期间不需要人工控制，这消除了在小空间中的人工操作。本专利技术还涉及一种转轮叶片，其包括具有集成空气通道的叶片和至少一个叶片间型材，叶片间型材包括内部通道和用于覆盖所述内部通道的至少部分的根据本专利技术的可移除盖板。本专利技术还涉及一种涡轮转轮，其包括具有空气通道的转轮叶片，转轮叶片中的至少一个是根据本专利技术的转轮叶片，所述转轮叶片布置在冠部与带之间，或者所述转轮叶片从冠部或中心毂延伸。本专利技术还涉及一种适用于叶片间型材(其包括内部通道和覆盖所述内部通道的至少部分的根据本专利技术的可移除盖板)或包括这样的叶片间型材的转轮叶片或包括至少一个这样的转轮叶片的涡轮转轮的方法，所述方法包括移除所述可移除盖板，并且：-清洁和/或维护和/或加工所述内部通道和/或所述可移除盖板的至少一个通气通路；-且/或利用另一个可移除盖板来替换所述可移除盖板，且/或加工所述可移除盖板的至少一个通气通路并再次抵靠着所述叶片间型材来将其固定。根据本专利技术的方法的优点特别是以上已经提到的优点。当叶片间型材本身是可移除的时，根据本专利技术的所述方法可进一步包括以下步骤：从所述叶片移除所述叶片间型材，然后移除所述可移除盖板并执行以上步骤中的一个。技术方案1.一种用于涡轮转轮叶片的叶片间型材(14,14a)的可移除盖板(160)，所述盖板包括至少一个通气通路(30)和用于将所述可移除盖板固定到所述叶片间型材(14,14a)上的固定装置(161)。技术方案2.根据技术方案1所述的可移除盖板，其特征在于，所述至少一个通气通路(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涡轮转轮叶片的叶片间型材(14, 14a)的可移除盖板(160)，所述盖板包括至少一个通气通路(30)和用于将所述可移除盖板固定到所述叶片间型材(14, 14a)上的固定装置(161)。/n

【技术特征摘要】
20180803 EP 18306073.01.一种用于涡轮转轮叶片的叶片间型材(14,14a)的可移除盖板(160)，所述盖板包括至少一个通气通路(30)和用于将所述可移除盖板固定到所述叶片间型材(14,14a)上的固定装置(161)。


2.根据权利要求1所述的可移除盖板，其特征在于，所述至少一个通气通路(30)包括至少一个槽和/或至少一个孔。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的可移除盖板，其特征在于，所述固定装置(161)包括下者中的至少一个：至少粘合剂，或用于至少一个螺钉的至少一个孔，或用于至少一个螺栓的至少一个孔。


4.一种用于涡轮转轮叶片的叶片间型材(14,14a)，所述叶片间型材(14,14a)包括内部通道(162)和根据权利要求1或权利要求2中的任一项所述的可移除盖板(160)，所述可移除盖板(160)用于覆盖所述内部通道(162)的至少部分。


5.根据权利要求4所述的叶片间型材(14,14a)，其特征在于，所述叶片间型材(14,14a)包括以下特征中的至少一个：
-所述叶片间型材(14,14a)是可移除的；
-所述叶片间型材(14,14a)包括型材(16)和插塞(18)，所述插塞(18)形成所述型材(16)的基座，并且旨在用于插入到在叶片中制作的对应的孔(21)中。


6.根据权利要求5所述的叶片间型材(14,14a)，其特征在于，所述叶片间型材(14,14a)包括至少一个区(24,26)：
-所述至少一个区(24,26)在所述型材(...

【专利技术属性】
技术研发人员：L博纳尔，DA斯科特，CA博宾，T赛拉，B迪马里亚，
申请(专利权)人：通用电气再生能源技术公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR