专利名称：用于燃气轮机排气系统内防止闸片翘曲的百叶窗式闸板的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃气轮机的排气系统。当燃气轮机开始运转时，排气的容积、温度和速度很快达到其最大值。这些燃气轮机的排气系统适于利用在别的场合下会被浪费的热量来运转诸如热量回收蒸汽锅炉的共同发电系统。这样的系统一般具有一旁路，例如当共同发电系统暂时从电路上被切断时，该热燃气流便被分流入该旁路。百叶窗式闸板或铰接闸片分流器一般应用于这种场合。
在1989年4月19日分布的美国专利US-4，821，507中公开了一种可操作来将气流从二系统中的一个转入到另一个的铰接的分流器闸片的实例。换句话说，可在该旁路内设置一个或多个百叶窗式闸板或是百叶窗和闸刀式闸板的组合体，和在该旁路和蒸气锅炉之间的排气系统内可安装有一个或多个百叶窗式闸板或是百叶窗和闸刀式闸板的组合体。
由于燃气轮机排气系统中温度突然升高，对分流器闸片或百叶窗式闸板来说必须能适应热膨胀力。在美国专利US-4，821，507中，公开了具有这种能力的分流器闸片，而在1989年4月25日公布的美国专利4，823，836中提供了板弹密封装置，它是按照适应热膨胀力的方式连同分流器闸片和百叶窗式闸板两者一起制造和排列的。
在百叶窗式闸板制造中，通过采用较薄的金属材料并通过构成一种适当加强的带孔口的闸片来使百叶窗闸片的重量减至最轻，以便当闸板关闭时，使其各内表面和上游各表面能被均匀地加热，避免闸片因温度变化而变形。
按照本发明提供了一种安装于燃气轮机排气系统中的百叶窗式闸板，该闸板包括构成矩形流道口的框架10，13;扁平的矩形闸片17和可转动的闸片操作装置18，19，22，23和24，这些操作装置安装于框架内，用于转动介于流道开启位置和流道关闭位置之间的闸片，闸片17相对于框架13以及闸片相互之间留有一工作间隙，其特点是每一闸片17在其上游面上(当处于关闭位置时)有一加强板36，每一加强板36包括和所述面间隔的矩形中央部分37及在靠近所述面边缘处连接于所述面上的侧边部分，每一侧边部分38具有许多纵向间隔的孔40，一侧边部分38的这一连串孔相对于另一侧边部分38的一连串孔是偏置的，从而，热排气以紊流方式流经该加强板，结果整个上游面被同时和均匀地加热，避免了闸片变形。
本发明的一种形式的百叶窗式闸板的特点还在于闸片操作装置包括相对于每一闸片有两个轴18，19，每一轴具有第一和第二端，这些第一轴端被焊于叶片17的相反两端，和闸片的纵向中心线成一直线，闸片17处于流道内，一个在上，一个在下，第二轴端自框架可转动地支承，这些闸片的轴线相互平行并处于同一垂直面内，其特征还在于每一闸片17的轴18，19的第一轴端被焊于靠近闸片端部的叶片上，每一加强板36包括垂直于所述面并焊于所述面和第一轴端的端接板39。
本发明的特点还在于框架结构10，13包括一支承框架10，一内框架13，框架间的隔热层12，在框架间隔热层内的连接件14，14A，15，16，这些连接件是一种能适应膨胀力的连接件，内框架13设有沿流道周围延伸、并伸入流道内的密封座32，33，流道相对于闸片17和沿闸片边缘周围延伸的密封装置25留有工作间隙以便和座32，33接触，闸片处于关闭位置时相互贴近的边缘的一侧设有纵向密封装置25，用于和所述边缘的另一侧相接触，这些密封装置是一种能适应膨胀力而不产生闸片变形的密封装置。
本发明的其它目的，特点和优点从下面本发作优先实施例连同附图的详细叙述中会变得明显。
在图示本发明的百叶窗式闸板的优先实施例的附图中，
图1是闸板上游侧的正视图，闸板闸片处于其关闭或工作位置;
图2是如图1所示的闸板上游侧的右视图;
图3是大致沿图1的3-3线所取的剖面图，尺寸已被放大;
图4是大致沿图1的4-4线所取的破碎剖面图，尺寸已进一步放大;
图5是图示位于一个百叶窗式闸片角上的板簧密封装置的破碎横剖视图;
图6是一个百叶窗式闸片的部分破碎视图，有些部分已断开，以图示板簧密封装置。
由附示的百叶窗式闸板包括一框架，通常以10(图1)表示。它象邻近的管道断面一样，是矩形的，并由适当长度的向外开口的槽形材料制成，在其内表面上有支撑件(图3)，以支撑浇注形成的耐火材料12，后者使框架10不受热。框架10不同于邻近的管道断面框架，在管道断面框架内，它的顶部、底部和各侧壁(图4)经一连串螺母和螺栓连接件14，14A穿过该耐火材料12和内框架13的相应壁相连。这些螺母和螺栓将一连串固定在不受热的框架10的内表面上的固定件15跟在内框13的贴近表面上的支撑16相互连接。支撑16上的螺栓孔是加大的，能适应热膨胀力。
该百叶窗式闸板具有两个相当长的扁平的矩形闸片17(图3)。每一闸片17在其二端有同心对齐的轴18，19，它们经耐火材料12内的轴套20(图1)延伸。这些轴套被焊于框架10，13上。这些轴18，19和两闸片17，当关闭时，基本上处于同一垂直平面内，这些轴由在框架10的外侧上的轴承总成21支承，轴承总成还密封轴套20。轴18是一些短轴，而轴19通过连杆22(图2)与臂23相互连接。轴19中的一根与操作机构24偶连，操作机构可以是任何一种型式，它能通过臂23和连杆22一致地转动两闸片17，并转动到关闭位置(运转)和开启位置(不运转)之间同样的范围。
闸片17的尺寸是这样确定的，当安装于框架13内时，在这些部件之间以及它们相反侧边相对于框架13的相应壁面之间留有工作间隙。闸片17的尺寸也是这样确定的，当处于运转位置时，此时它们基本处于所述平面内，在它们的贴近侧边之间有工作间隙。
为了防止热燃气流过这些工作间隙，在闸片17的边缘，固定板簧密封装置总成，一般以25标记(图4)。该总成按1989年4月25日公告的美国专利US-4，823，836所示。
在图5中，总成25被表示为和闸片17的贴近侧边的一面连接，并和另一贴近侧边成密封接触。设有板簧密封装置的闸片的侧边具有一纵列的双头螺栓，穿过在各板簧27，28，29一端的加大孔26A及固定板30上的加大孔延伸，拧在双头螺栓26上的螺母31将板簧总成锁定在适当的位置上。板簧28，29较板簧27(图5和6)逐渐缩窄。这些板簧的另一端或自由端沿某一共同的方向被弯成相同的程度，并由固定板30的自由端保持张紧，固定板的自由端沿相反的方向倾斜，但较板簧的倾斜程度小。在双头螺栓26穿过的加大孔26A能适应热膨胀力的同时，实际上，在闸片边缘的密封装置是通过一纵列总成25完成的(图6)。这些总成被安装得在二总成的固定板间具有某一间隙，并且在这些总成的相应板簧之间具有膨胀间隙。这些板簧这样配置和排列，使流经任何二相应板簧之间的间隙的燃气流至少受另一板簧的阻挡。
为了当闸片在关闭或运转位置时使板簧密封装置起作用，框架13的内表面设有座32，33。该U形座32沿框架13的顶边，向下沿其二侧边延伸。在二侧端头和上闸片17的轴18之间留有工作间隙。相同的座33沿框架33的底边，向上沿其二侧边延伸，在其端边和下闸片17的轴19之间留有工作间隙。座32，33除了它们处在包括轴18，19的轴线在内的垂直平面内的相反侧外，是相同的。在附图所示的本发明的实施例中，闸片17从如图3所示它们的关闭位置沿逆时针方向转到它们的开启位置。
为了形成适当的密封，座32，33和公开平面(图3)是偏置的。板簧密封装置总成25沿闸片17的边缘延伸，以便和座32，33中的相应一个相接触，并允许这些闸片在它们的开启和关闭位置之间转动。
框架13同样具有座34，35(图1)，便于板簧密封装置总成25安装在闸片17的贴近端边缘。座34，35处于包括该轴线在内的垂直平面的相反二侧，以便当这些闸片处于运转的关闭位置时由相应的密封装置总成接触。
参照图1和3，每一闸片17在闸板关闭时为上游的面上有一加强板36，每一加强板36被表示为一个具有扁平的中心部分37和扁平的侧边部分38的总成。后者是倾斜的，在靠近闸片相反边缘处焊于闸片，以便为了随后指出的目的将该中心部分和底下的闸片表面隔开。该加强板总成通过端接板39来完成。
这样一个总成，尽管需避免使用厚闸片，却仍然要使其闸片的主要部分和热燃气流隔离，因此出现了闸片的加热不均的问题。
为了在承受燃气轮机起动瞬间热燃气突然冲击时防止叶片翘曲，每一侧边区设有一连串孔40(图1)，在侧边区38内的孔相对于另一侧边区内的孔是偏置的。由于这种结构，热排气不仅冲击每一闸片包围其加强板的部分，而且以紊流的方式流经每一加强板。因此确保了加强板的所有表面和底下的闸片部分的加热，从而避免了不希望有的闸片的扭弯。
正如已指出的，任何这样的扭弯会导致闸片之间间隙的密封作用完全丧失，而且相应地恶化了闸板的工作。
虽然至此已公开并叙述了本发明的优先实施例，然而应当明白该实施例是为了说明，而不是为了限制，因此本发明的范围只能通过附加的权利要求书的充分阐述来限定。
权利要求
1.一种装于燃气轮机排气系统内的百叶窗式闸板，所述闸板包括构成一矩形流道口的框架10，13，扁平的矩形闸片17和可转动的闸片操作装置18，19，22，23，24，它们被装于所述框柴，用于转动处在流道开启位置和流道关闭位置间的所述闸片。所述闸片17相对于框架13以及相互之间具有一工作间隙，其特征在于每一闸片17在其关闭位置时的上游面上有一加强板36，每一加强板36包括一个和所述面闸隔的矩形中心部分37和一些在靠近所述面边缘处连接于所述面的侧边部分38，每一所述侧边部分38具有许多纵向间隔的孔40，一侧边部分38的一连串孔40相对于在另一侧边部分38上的孔40是偏置的，因此，热排气以紊流状态流过加强板36，使整个上游面同时和均匀地被加热，以避免闸片变形。
2.按权利要求1所述的百叶窗式闸板，其特征在于所述闸片操作装置包括相对于每一闸片17有两根轴18，19，每一轴具有第一和第二轴端，这些第一轴端被焊于闸片17的相反两端，和闸片的纵向中心线成一直线，闸片17处于流道内，一个在上，一个在下，第二轴端由框架可转动地支承，这些闸片轴线相互平行，并处于同一垂直面内，每一闸片17的轴18，19的第一轴端被焊于靠近闸片端部处的闸片上，每一加强板36包括垂直于所述面并焊于所述面和第一轴端的端接件39。
3.按权利要求1所述的百叶窗式闸板，其特征在于框架结构10，13包括一支承架10，一内框架13，框架间的隔热层12，框架间的隔热层内的连接件14，14A，15，16，所述连接件是一种能适应膨胀力的连接件，所述内框架13设有沿流道周围延伸并伸入流道内的密封座32，33，流道相对于闸片17及沿闸片17边缘周围延伸的密封装置25留有间隙，以便和所述座32，33接触，闸片处于关闭位置时相贴近的边缘的一侧设有一纵向密封装置25，用于和所述边缘的另一侧相接触，这些密封装置是一种能适应膨胀力而不产生叶片变形的装置。
全文摘要
用于燃气轮机排气系统中的百叶窗式闸板具有扁平的闸片17，每一闸片设有一纵向加强板36，和在闸板关闭时为上游面的主要部分保持间隔，加强板的侧边在靠近所述板侧边边缘处被焊于所述板上。每一加强板36的每侧具有气口40，它们确保热燃气和加强板底下的闸片各部位接触，因此，每一闸片的整个表面及其加强板受热均匀，防止了闸片变形，这种变形会妨碍闸板工作并在装有密封装置的情况下会损坏密封装置的有效性。
文档编号F16K1/22GK1045157SQ90100660
公开日1990年9月5日 申请日期1990年2月13日 优先权日1989年2月13日
发明者洛塔·巴哈曼 申请人:巴哈曼企业服务有限公司