[发明专利]蒸汽涡轮、叶片和方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及蒸汽涡轮，并且更具体而言涉及用于蒸汽涡轮的定子叶片环以及制作定子叶片环的方法。

背景技术

蒸汽涡轮是将蒸汽的热能和压力能转换成可用于做功的旋转运动的涡轮机。例如，蒸汽涡轮可用于驱动发电机或压缩机。

为了提高蒸汽涡轮效率，通常使蒸汽通过一些级膨胀。每个级通常包括定子叶片隔板(diaphragm)以及包括至少一个叶轮的轴承安装的转子组件。

当蒸汽行进通过蒸汽涡轮的较后级时，可从该蒸汽吸收足够的能量而导致部分蒸汽冷凝，并且因此变为所谓的湿蒸汽。除了具有潜在的腐蚀作用之外，当湿蒸汽冲击定子叶片隔板时，冷凝物往往剧烈地碰撞定子叶片和隔板的其它部分。结果，可损坏蒸汽涡轮的较后级中的定子叶片和每个定子叶片隔板的其它部分，例如在长期暴露于具有高比例冷凝物的湿蒸汽期间。

在现代的蒸汽涡轮中，定子叶片隔板的制造显现显著的成本，特别是在具有三个或更多级的多级蒸汽涡轮中，其中每个级可包括一个或更多分离的定子叶片隔板。

如果定子叶片隔板被损坏，则可能需要使蒸汽涡轮停机并移除损坏的定子隔板以维修。如果现场修理不可能，则可能需要将整个隔板送出以维修，或者备选地，必须安装整个新的定子隔板。更糟糕地，如果更换是可行的，则必须制造新的定子叶片隔板。因此，除了定子隔板的成本，还招致与蒸汽涡轮的延长的停机时间相关的成本。

因此，需要的是对传统定子叶片隔板的更换，其容易维修和/或更换，其能够在湿蒸汽存在的情况下成功运行，并且其提供更容易制造的简单设计。

发明内容

根据一示例性实施例，一种用于蒸汽涡轮的定子叶片环包括限定环形腔的多个定子叶片模块，每个定子叶片模块包括伸长的叶片部，该伸长的叶片部包括第一叶片壳部以及被钎焊至第一叶片壳部的第二叶片壳部。伸长的叶片部分还包括纵向通路以及延伸穿过第一叶片壳部和第二叶片壳部中的一个到纵向通路的至少一个开口。内部部分被钎焊至叶片部的第一纵向端部，内部部分包括形成环形腔的一部分的通孔，内部部分还包括从通孔延伸至纵向通路的内部通路。外部部分被钎焊至叶片部的第二纵向端部且被接合至蒸汽涡轮，外部部分包括向蒸汽涡轮的表面和纵向通路开放的外部通路。

根据另一示例性实施例，一种涡轮机包括转子组件、轴承以及定子叶片环，其中，转子组件包括至少一个叶轮，轴承连接至转子组件并用于可旋转地支撑转子组件，定子叶片环具有限定环形腔的多个定子叶片模块。每个叶片模块包括至少一个伸长的叶片部、内部部分以及外部部分，至少一个伸长的叶片部包括第一叶片壳部以及被钎焊至第一叶片壳部的第二叶片壳部，内部部分被钎焊至所述至少一个叶片部的第一纵向端部，内部部分包括形成环形腔的一部分的通孔，外部部分被钎焊至所述至少一个叶片部的第二纵向端部且被接合至蒸汽涡轮的表面。叶片模块中的至少一个在至少一个叶片部中包括纵向通路以及用于液体进入纵向通路的至少一个开口，并且在内部部分中包括从通孔延伸至纵向通路的内部通路，以允许液体在环形腔和纵向通路之间流动。叶片模块中的至少一个在至少一个叶片部中包括纵向通路，在内部部分中包括从通孔延伸至纵向通路的内部通路以允许液体在环形腔与纵向通路之间流动，并且在外部部分中包括从纵向通路延伸且向涡轮机的表面开放的外部通路以允许液体流出定子叶片环。

根据另一示例性实施例，一种制作用于定子叶片环的叶片模块的方法可包括以下步骤：将第一叶片壳部的第一和第二边缘钎焊至第二叶片壳部的第一和第二边缘，以提供具有纵向通路的伸长的叶片部；在内部部分中形成通孔；在内部部分中形成从内部部分的表面延伸至通孔的内部通路；将叶片部的第一纵向端部钎焊至内部部分的表面，使得纵向通路向内部通路开放；在外部部分中形成从外部部分的第一表面延伸至第二表面的外部通路；以及，将叶片部的第二纵向端部钎焊至外部部分的第一表面，使得纵向通路向外部通路开放。

附图说明

被包括在说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出了一个或更多实施例，并且与描述一起说明这些实施例。在附图中：

图1描绘了蒸汽涡轮；

图2显示一示例性实施例的透视图；

图3显示图2的示例性实施例的侧视图；

图4显示图2中所示的示例性实施例的截面图；

图5至图7显示图2中所示的示例性实施例的内部部分；

图8至图10显示图2中所示的示例性实施例的外部部分；

图11是根据一示例性实施例的示出制作用于定子叶片环的叶片模块的方法的流程图。

具体实施方式