[发明专利]汽轮机三维直焊式叶片组焊系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机技术领域，更具体地说，涉及一种汽轮机三维直焊式叶片组焊系统。

背景技术

随着计算机技术和计算流体力学的飞速发展，汽轮机通流设计已从二维时代飞跃到全三维时代。如今，世界各国汽轮机通流设计技术均建立于3D-NS计算分析的基础上，基于先进的静、动叶型线，利用全三维粘性多级叶轮机计算程序对压力级的新旧叶片级作了多个方案的3D-NS计算分析，成功开发出先进的动、静三维弯曲叶片。该叶片有效地提高了汽轮机的做功效率，受到汽轮机等流体行业的极度重视和开发利用。如图1所示，静叶片102实际上就是汽轮机做功的喷嘴，它是一个截面形状特殊且不断变化的通道，三维设计的静叶片102与同样三维设计的隔板板体101、隔板外环103共同形成三维蒸汽通道，蒸汽进入该通道后发生膨胀、消耗了蒸汽的压力能(热能)，蒸汽的压力及温度下降了，而蒸汽的流速增加，获得高速蒸汽，推动其后面的工作叶片即动叶片运动，最有效地完成蒸汽动能转换成汽轮机旋转做功的机械能。

静叶片102的形状前粗后窄，前面粗的部分为进汽侧，后面窄的部分为出汽侧。由数十个静叶片102沿圆周方向与隔扳板体101、隔板外环103组焊形成三维静叶片直焊式焊接隔板。静叶片102出汽边中心点形成该隔板的‘节园’，在节园位置，两片三维静叶片形成的最小汽道尺寸叫做“汽道喉部尺寸”。该尺寸直接影响汽轮机的效能指标。

按照气体动力学，做功蒸汽按照科学的三维流动过程中需要三维静叶片一个合理的迎角，该迎角叫做三维静叶片安装角，该角度影响到汽道喉部尺寸以及蒸汽流的合理流动。

按照三维静叶片安装角度，将三维静叶片摆放在一个稳定的平面上，此时，三维静叶片出汽边相对稳定平面的高度叫三维静叶片出汽边高度。该高度影响到汽道喉部尺寸以及三维静叶片的辐射线。

经过对不同汽轮机参数计算，确定不同隔板需求的三维静叶片数量后，每两片三维静叶片间的距离称为汽道节距，汽道节距控制的好坏直接影响汽轮机的运行效能和稳定。

目前，汽轮机行业三维静叶直焊式焊接隔板的焊接组装主要通过人工划线方法确定三维静叶片的空间位置，即按照图纸要求的尺寸，人工在隔板体及隔板外环上标记出三维静叶片进、出汽边位置，确定三维静叶片出汽边高度、安装角、辐射线及汽道节距等技术参数。

目前普遍采用的划线方法存在精度难于控制、工作效率低等缺点。划线方法对于三维静叶片组装的安装角、节距等主要是人为控制，组装精度取决于操作人员的技术水平，尺寸测量采用板尺、卷尺等工具肉眼观察，难以保证测量精度，且叶片组装时，后一片叶片需要以前一片叶片的安装位置为基准，极易造成误差积累导致汽道喉部尺寸偏差。划线方法为全手工操作，隔板体、隔板外环的空间位置调整、静叶片进、出汽边在隔板体、外环上的定位等操作繁琐，工作效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种汽轮机三维直焊式叶片组焊系统，以保证三维静叶片、隔板板体及隔板外环三维空间位置的确定。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种汽轮机三维直焊式叶片组焊系统，用于直焊式焊接隔板中的静叶片、隔板板体及隔板外环三维空间位置的确定，包括：

定位胎具，所述定位胎具包括：分别定位所述隔板板体轴向位置和径向位置的第一定位部及第二定位部、分别定位所述隔板外环轴向位置和径向位置的第三定位部及第四定位部、控制静叶片节距的定位体以及定位静叶片进汽边安装高度的第五定位部；

用于定位所述静叶片安装角的安装角夹具。

优选的，在上述汽轮机三维直焊式叶片组焊系统中，所述定位胎具包括：圆盘式结构的定位胎具体，所述第一定位部为所述定位胎具体的顶面，所述第三定位部为所述定位胎具体的顶面。

优选的，在上述汽轮机三维直焊式叶片组焊系统中，所述第二定位部为设置在所述定位胎具体的中心的定位圈，该定位圈的外径与所述隔板板体的内径相同；

所述第四定位部为开设在所述定位胎具体上的隔板外环径向定位面，该隔板外环径向定位面的直径与所述隔板外环的最小直径相同。

优选的，在上述汽轮机三维直焊式叶片组焊系统中，所述第五定位部为设置在所述定位胎具体上的定位胎具导轨，定位胎具导轨的顶端具有与静叶片的进汽边斜线角度相同的斜面，其高度和所述静叶片的进汽边的安装高度相同。

优选的，在上述汽轮机三维直焊式叶片组焊系统中，所述安装角夹具包括：

夹紧夹具拉杆，该夹紧夹具拉杆的一端设有静叶定位面；