一种汽轮机自带冠拂配式隔板装配及中分面切割工艺方案

引言

隔板是汽轮机中技术含量高、批量大、结构复杂的重要部件之一,在汽轮机生产中占有很大比重。现代汽轮机隔板大多采用焊接的方式把叶片与内、外环连接为一个整体,从而达到消除震动和减少蒸汽泄漏的目的。由于隔板制造精度对汽轮机效率的影响很大,因此国内外各大隔板制造商都对隔板加工十分重视,投入大量物力、精力改进隔板加工方式,提高隔板加工质量和效率,降低生产成本。

某电厂#155机组汽轮机为日本日立公司生产的N350-16.65/538/538型亚临界350Mw燃煤机组。某级低压隔板结构如图1所示。

图1隔板结构图

1隔板内环、静叶片装配工艺方案

隔板内环、静叶片装配（静叶片预留加厚片）工艺方案,装配如图2所示。

步骤1:准备工装底板10(为保证刚度,厚度大于95mm为宜）,上端面见光,配合等高块8（提前弯制,可分段,点焊于工装底板10,加工至与隔板内环9处等高）,加工定位槽:

步骤2:准备隔板内环9,由于静叶片3内围带底部搭接在隔板内环9的外沿侧上面,其与隔板内环9外圆配合面接触高度较小,仅5mm,静叶片3固定不稳,容易松动,故在隔板内环9外沿上侧增加一圈定位环4,其外圆直径与隔板内环9外圆配合面直径相同,采用这种方式,在顶紧叶片时,叶片上下面均有支撑,叶片稳固,不会发生倾斜:

步骤3:隔板内环9放置于工装底板10上并压固,压固方式如图2所示,要求与等高块8同心,可划线辅助:

步骤4:按顺序组装静叶片3,将挡块2、定位销7插入工装底板10所开定位槽中,顶紧螺栓1逐一顶紧静叶片3,保证静叶片3与隔板内环9贴合面及相邻静叶片间各处无间隙,静叶片3出汽边辐射角合格:

步骤5:配装首、末静叶片,首、末叶片装入时要有一定的

过盈量,最大限度消除叶片结合面间隙,但过盈量不能太大,避免叶片与内环出现间隙或叶片上翘:

步骤6:叶片汽道出汽侧焊盖板,要求静叶片不得翘起:

步骤7:撤去顶紧螺栓1和挡块2,内侧压紧静叶片3,车加工静叶片外圆至见光。

1一顶紧螺栓;2一挡块;3一静叶片;4一定位环;5一压板;

6一螺栓组件;7一定位销;8一等高块;9一隔板内环;

10一工装底板;11一可调支撑。

图2隔板内环、静叶片装配

2热套外环工艺方案

步骤1:热套前需根据静叶片外圆车加工尺寸配车隔板外环与静叶片配合面,保证隔板外环与静叶片外圆配合面过盈0.5mm:

步骤2:电热炉加热隔板外环材质O345B20300℃线膨胀系数取a=12.31mm/（mm·℃）,加热温度取200℃,保温4h,加热完成后,打开炉罩,测量外环内径,当测得的直径值大于叶片外圆外径3.5mm时,方可出炉套装:

步骤3:热套装外环吊出后,放置于专用平台并压紧,外环就位后,平吊内环（此前需保证套装配合部位倒角、毛刺等已清理完成,不影响套装）,平稳放置于外环与叶片配合面,叶片及内环压紧:

步骤4:隔板冷却后,隔板外环与叶片外围带间焊接搭板,翻面焊接进汽侧汽道盖板,加工去除隔板内环外沿上侧挡板:

步骤5:上自动焊机,对坡口进行焊接。

3中分面切割工艺方案

由于此类隔板内、外环为整圈结构,外环及内环焊接坡口位置需要线切割进行分开。但是由于中分面叶片凸出隔板内外环中分面,线切后,隔板还是不能分开。因此,需要提前在叶片上加工出锯缝线,加工方案如下:

步骤1:中分面叶片组装前,线切割锯缝线,位置如图3

所示:

步骤2:隔板内外环组装前,中分面由汽道位置切割至焊接坡口位置:

步骤3:叶片与内外环焊接完成后,线切割内外环直至两半分开。

图3中分面叶片线切割锯缝线

4结语

此类隔板通过整圈加工,焊后叶片间间隙及叶片与隔板内、外环之间轴向间隙均满足设计要求,装焊质量大大提高,且完美实现整圈焊接加工,焊接效率成倍提升,证明该隔板装配及中分面切割工艺方案切实可行。