[实用新型]汽轮机上下半缸体水平中分面大高宽比法兰

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽轮机上下半缸体水平中分面连接法兰，特别适用于汽轮机高压部分外缸水平中分面螺栓连接法兰结构。

背景技术

汽轮机为回转类发电驱动设备，由静子部套和转子部套组成。为了便于转子部套的装配和就位，汽轮机静子部套多为水平中分面对开结构。其上下半水平中分面采用法兰螺栓联接式结构。汽轮机外缸为汽轮机内部能量转换蒸汽及结构与外界分隔的壳体，特别是高压部分的缸体承受着很高的压力和很大的温度梯度。

汽轮机起动过程中，水平法兰处于单向加热状态，其内外壁、以及法兰与汽缸壁之间存在较大的温差。除产生热应力外，也会出现汽缸横截面的热变形导致法兰涨口和漏汽。如图1所示，传统设计时采用法兰结构保证汽缸的汽密性，同时采用法兰加热装置以减少水平法兰热变形和胀差。法兰加热装置采用一股汽源引入法兰螺栓孔中，逐一经各螺栓孔以加热法兰，减少法兰热应力及热变形，但在机组启停过程中如果汽缸壁和水平中分面法兰温度在允许范围内，能明显控制胀差符合要求的情况下，则法兰加热装置不需要投运，造成该装置功能浪费，增加机组成本。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种汽轮机上下半缸体水平中分面大高宽比法兰，该法兰强度高、结构简单、法兰温度梯度小、密封性能好、通用性强。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种汽轮机上下半缸体水平中分面大高宽比法兰，包括上下对称设置的汽缸上半和汽缸下半，汽缸上半的下端面和汽缸下半的上端面相配合形成水平中分面，汽缸上半和汽缸下半中设有相通的法兰螺栓孔，所述法兰螺栓孔的中心线位于缸体外环弧线与水平中分面的交点和外缸壁中心线与水平中分面交点范围内。

所述水平中分面上下的汽缸上半或汽缸下半的法兰高度h与宽度l的比值，即高宽比h/l在1.45～1.65范围内。

所述法兰螺栓孔的定位尺寸s与法兰宽度l的比值，即s/l在1～1.25范围内。常规宽法兰结构s/l在0.5～0.6范围内。

本实用新型的螺栓中心线应在缸体外环弧线与水平中分面的交点和外缸壁中心线与水平中分面交点范围内，使得螺栓的大部分位于汽缸壁部分，机组启停和变负荷运行时，螺栓和法兰与外缸壁传热良好，不会产生局部热应力和热膨胀过于集中导致缸体和法兰变形的现象。

本实用新型采用大高宽比法兰使得汽缸壁厚与法兰宽度之差较小，螺孔的大部分位于汽缸壁部分，减小汽缸中分面处的金属质量集中，法兰内外壁温度分布梯度较小，保证汽缸水平中分面有较好的蒸汽密封性能，同时减少运行操作，便于安装检修。相对于使用法兰加热装置的宽法兰结构而言，大高宽比法兰刚性较好并且温度变化能与汽缸同步，螺栓位于靠近汽缸壁侧，容易保证汽缸中分面汽密性，取消了法兰加热装置，对汽轮机组的快速起动和变负荷运行有较好的适应性。

本实用新型适用于大型亚临界超高压、高温高压汽轮机的高压外缸水平中分面法兰结构。通过缸体及水平中分面法兰强度试验及实际运行情况监测分析，本新型水平中分面大高宽比法兰结构满足汽轮机运行使用要求，具有足够的刚度和强度，结构工艺简单，汽密性好，便于安装、检修等操作。

附图说明

图1是常规宽法兰结构示意图；

图2是本实用新型结构示意图；

其中1、汽缸下半，2、汽缸上半，3、法兰螺栓的中心线，4、缸体外环弧线，5.水平中分面，6.外缸壁中心线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图2所示，汽缸上半2的下端面和汽缸下半1的上端面相配合形成水平中分面5，汽缸上半2和汽缸下半1中设有相通的法兰螺栓孔，所述法兰螺栓孔的中心线3位于缸体外环弧线4与水平中分面5的交点和外缸壁中心线6与水平中分面5交点范围内。使得螺栓的大部分位于汽缸壁部分，机组启停和变负荷运行时，螺栓和法兰与外缸壁传热良好，不会产生局部热应力和热膨胀过于集中导致缸体和法兰变形的现象。

水平结合中分面法兰高度h与宽度l的比值，即高宽比h/l在1.45～1.65范围内。法兰螺纹孔定位尺寸s与法兰宽度l的比值，即s/l在1～1.25范围内。常规宽法兰结构s/l在0.5～0.6范围内。

大高宽比法兰上下半根据高度与宽度的比例系数h/l分别与外缸缸体上下半采用整体铸造。上下半缸体毛坯分别对水平结合中分面进行加工，以保证中分面的粗糙度和平面度达到密封要求。待中分面加工好后，将缸体上下半扣好并采用锥销定位，根据大高宽比法兰螺栓定位尺寸s加工水平中分面法兰螺栓孔。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。