水平切向进汽式汽轮机汽缸与阀门连接结构的制作方法

文档序号:14326533阅读:391来源:国知局

本发明涉及汽轮机汽缸的进汽结构,具体是一种水平切向进汽式汽轮机的汽缸与阀门之间的连接结构。



背景技术:

在汽轮机的汽缸进汽结构中,为了减少蒸汽管道的流动损失,提高汽轮机组的做功效率,越来越多的大功率火电汽轮机组采用阀门在汽缸两侧布置的进汽结构。

传统的侧向进汽结构参见图1所示,其将阀门1均放在汽缸(主要由内缸和外缸3组成)两侧的运行平台下方处,阀门1与汽缸之间设置有弯管结构的蒸汽管道,该弯管结构的蒸汽管道进汽端分别与汽缸的内缸和外缸3密封连接,这样通过阀门1后的蒸汽经两根弯管分别进入外缸3的缸体下半中。此种进汽结构虽然使汽轮机的汽缸实现了侧向进汽,但其在进汽过程中不仅存在弯头损失,而且,两侧的进汽弯管均从外缸的缸体下半进入汽缸的进汽腔室内,这会导致汽缸内的进汽流场分布不均匀,直接影响汽轮机效率。

基于传统侧向进汽结构所存在的技术问题,业内对其进行了改进。参见图2所示,改进后的进汽结构中的阀门1亦位于汽缸(主要由内缸和外缸3组成)两侧,但阀门1的出口通过直管结构的进汽管2直接与汽缸的内缸和外缸3分别密封连接,即汽缸采用水平切向方式进汽,从而使得汽缸内的进汽腔室的流场分布均匀。

然而,在汽轮机的检修作业中,需要对外缸的缸体上半行揭缸操作,由于水平切向进汽的汽缸、进汽管和阀门是依序紧密排布的,阀门位于直管结构的进汽管旁边,这就导致在揭缸操作过程中,因阀门的阻挡而无法使进汽管方便、轻松的直接轴向退出与内缸的密封结构,影响揭缸操作。通常的措施是,借助于阀门所连接蒸汽管道的柔性,而将阀门在汽缸旁侧强行拉开一定距离(因阀门与蒸汽管道是以焊接方式密封连接在一起的),使阀门的强行偏移而腾出进汽管轴向退出与内缸密封结构的操作空间,但此措施容易使阀门所连接的蒸汽管道的应力超过许用强度,进而会直接影响蒸汽管道系统的运行稳定性和安全性,便利性、可靠性和稳定性均差。



技术实现要素:

本发明的技术目的在于:针对上述水平切向进汽式汽轮机汽缸进汽结构的特殊性和现有技术的不足,提供一种在需要进汽管轴向退出与内缸的密封结构的操作中,能够使进汽管轻松、方便、高效地轴向退出与内缸密封结构的汽缸与阀门连接结构,该连接结构有利于水平切向进汽式汽轮机检修作业的揭缸操作顺利、方便实现,亦有利于揭缸操作避免对蒸汽管道系统的应力影响。

本发明实现其技术目的所采用的技术方案是:一种水平切向进汽式汽轮机汽缸与阀门连接结构,包括连接在一起的汽缸、进汽管和阀门,所述进汽管和阀门的对接端面之间以密封结构设有可拆卸的连接垫片,所述连接垫片能够延长进汽管的轴向长度而增大阀门与汽缸之间的布置间距。

作为优选方案之一,所述连接垫片的两侧表面与对应的进汽管端面和阀门端面之间分别设有止口密封结构,所述止口密封结构的相匹配凸止和止口之间设有密封垫片。进一步的,所述止口密封结构的凸止在连接垫片的对应表面周向上外凸成型。

作为优选方案之一,所述连接垫片的厚度为70~100mm。

作为优选方案之一,所述进汽管具有法兰段和直管段,所述直管段的端部能够伸入汽缸内而与内缸以密封组件密封连接,所述法兰段的一端以法兰结构与汽缸的外缸通过紧固螺栓连接、另一端以法兰结构与连接垫片和阀门通过紧固螺栓连接。

进一步的,所述进汽管的直管段外周设有隔热罩,所述隔热罩的一端连接在直管段的外端密封结构内侧、另一端连接在法兰段上,所述隔热罩的内壁与直管段的外壁之间形成环空,所述隔热罩在进汽管上对应汽缸的内缸端面和外缸端面之间的区域。

进一步的,所述进汽管的法兰段对应外缸的法兰表面与外缸端面之间设有止口密封结构,所述止口密封结构的相匹配凸止和止口之间设有密封垫片。再进一步的,所述止口密封结构的凸止在进汽管法兰段的对应法兰表面周向上外凸成型。

进一步的,所述进汽管的直管段外端密封结构上堆焊有耐磨层。

进一步的,所述进汽管主要由锻件结构的法兰段和直管段轴向焊接组合而成。

本发明的有益技术效果是:

1.本发明在不影响水平切向进汽式汽轮机汽缸进汽密封性的前提下,通过在进汽管和阀门之间设置可拆卸的连接垫片而能够延长进汽管的轴向长度,同时增大阀门与汽缸之间的布置间距,也就是说,在汽缸和阀门之间的布置距离满足设计要求的前提下而有效减小进汽管的轴向长度、且同时又保证进汽的密封性,如此,在需要进汽管轴向退出内缸密封结构的作业中-例如汽轮机检修作业,能够以拆卸进汽管和阀门之间的连接垫片而腾出进汽管轴向退出内缸的操作空间,无需强行拉开阀门,整个进汽管的轴向退出操作轻松、方便、高效,可见,本发明有利于水平切向进汽式汽轮机的检修作业的揭缸操作顺利、方便实现,亦有利于揭缸操作避免对蒸汽管道系统的应力影响,结构简单、实用性强;

2.本发明通过在连接垫片与进汽管和阀门之间分别设置止口密封结构,其既能确保进汽管、连接垫片和阀门之间密封的可靠性,防止蒸汽外漏,还能使进汽管、连接垫片和阀门之间的轴向连接保持高同心度,提高锁紧螺栓的受力强度,避免锁紧螺栓承受剪切力;这一有点同样体现在进汽管与外缸之间的止口密封结构中;

3.本发明进汽管上的隔热罩结构,在进汽管的服役过程中能够有效避免所对应区域的内缸和外缸之间的温差过大,保障汽缸稳定承受蒸汽压力;此外,进汽管密封结构处的的耐磨层结构,有效提高了进汽管在服役过程中的耐磨性能,保障其长效、稳定服役;

4.本发明的进汽管锻件焊接组合成型结构,其既能方便制造成型,亦能有效降低制造成本,工艺性和经济性好。

附图说明

图1为汽轮机汽缸进汽结构中的传统侧向进汽结构的示意图。

图2为汽轮机汽缸进汽结构中的水平切向进汽结构的示意图。

图3为本发明的一种结构示意图。

图4为图3中的局部a的放大图。

图5为图3中的局部b的放大视图。

图6为本发明的进汽管的一种结构示意图。

图中代号含义:1—阀门;2—进汽管;21—法兰段;22—直管段;3—外缸;4—连接垫片;5—紧固螺栓;6—隔热罩;7—内缸;8—密封组件;9—耐磨层;10—销子;11—凸止;12—止口;13—密封垫片。

具体实施方式

本发明涉及汽轮机汽缸的进汽结构,具体是一种水平切向进汽式汽轮机的汽缸与阀门之间的连接结构。下面结合说明书附图-即图3至图6对本发明的技术方案内容进行详细、具体的说明。

参见图3、图4、图5所示,本发明为水平切向进汽式汽轮机的汽缸与阀门之间的连接结构,其包括依序连接在一起的汽缸(主要由内缸7和外缸3组成)、进汽管2、连接垫片4和阀门1。

其中,连接垫片4为匹配进汽管2连接端面和阀门1连接端面的环状锻件结构,连接垫片4的厚度范围为70~100mm,例如70mm、80mm、90mm或100mm等等。连接垫片4的两侧表面与对应的进汽管端面和阀门端面之间分别设有止口密封结构,即连接垫片4与进汽管2的连接端面之间具有一个止口密封结构,连接垫片4与阀门1的连接端面之间亦具有一个止口密封结构;每一个止口密封结构具有相匹配的凸止11和止口12,凸止11以在连接垫片4的对应表面周向上外凸的方式成型,即与之对应的,进汽管2的连接端面上具有周向凹槽状的止口,阀门1的连接端面上亦具有周向凹槽状的止口,在每一个止口密封结构的相匹配凸止11和止口12之间设有密封垫片13,由密封垫片13密封相匹配的凸止11和止口12之间间隙。连接垫片4的外周周向上开设有多个螺栓孔,连接垫片4外周上的螺栓孔与进汽管2对应法兰结构上的螺栓孔相对应、亦与阀门1连接端面上的螺栓孔相对应。

参见图6所示,进汽管2主要由锻件结构的法兰段21和直管段22轴向焊接组合而成,即进汽管2具有法兰段21和直管段22。直管段22的外端端部能够伸入汽缸的内缸7内,直管段22的外端外壁具有匹配内缸7对应接口的密封结构,该密封结构区域内以堆焊方式设有耐磨层9。法兰段21的两端分别具有法兰结构,一端的法兰结构用于匹配于汽缸的外缸3对应接口-即外缸侧法兰结构,另一端的法兰结构用于匹配于连接垫片4-即垫片侧法兰结构。

进汽管2的法兰段2上的垫片侧法兰结构通过多根紧固螺栓5将连接垫片4和阀门1轴向连接在一起,此时的连接垫片4与进汽管2和阀门1之间的止口密封结构分别形成凹凸配合,确保进汽管2、连接垫片4和阀门1形成高同心度的轴向对接组合,最终使连接垫片4处在进汽管2和阀门1之间,通过对紧固螺栓5的拆卸可以实现连接垫片4在进汽管2和阀门1之间的可拆卸。

进汽管2的法兰段21上的外缸侧法兰结构通过多根紧固螺栓5连接在外缸3上,进汽管2的法兰段21对应外缸3的法兰表面与外缸3的端面之间设有止口密封结构,该止口密封结构与进汽管2与连接垫片4之间的止口密封结构类似,具体的,该止口密封结构具有相匹配的凸止和止口,凸止以在法兰段21的外缸侧法兰结构表面周向上外凸的方式成型,即与之对应的,外缸3的端面上具有周向凹槽状的止口,在相匹配的凸止和止口之间设有密封垫片,由密封垫片密封相匹配的凸止和止口之间间隙,如此确保进汽管2和外缸3形成高同心度的轴向对接组合。与此同时,进汽管2的直管段22轴向延伸进汽缸内而与汽缸的内缸7以密封组件8密封连接在一起。为了避免进汽管2的直管段22所对应的内缸7和外缸3之间的温差过大,进汽管2的直管段22外周设有隔热罩6,该隔热罩6的外端通过销子10固定连接在直管段22的外端密封结构内侧壁面,隔热罩6的内端通过接头轴向插装连接在法兰段21的外缸侧法兰结构上,即法兰段21的外缸侧法兰结构的表面开设有对应的插装槽,隔热罩6的插装接头和法兰段21上的插装槽之间的插装配合应当留出热胀余量,如此使隔热罩6在进汽管2上对应汽缸的内缸端面和外缸端面之间的区域,该隔热罩6的内壁与直管段52的外壁之间形成环空间隙。

通过上述结构,使汽缸与阀门1之间的进汽管2实现可靠、稳定的密封连接,亦使进汽管2的轴向长度通过连接垫片4而得到有效延长,以此,在减小进汽管2本身轴向长度的前提下,确保阀门1与汽缸的布置结构即满足设计要求,同时又有效增大阀门1与汽缸之间的布置间距,当然,该布置间距的增大是相对进汽管2本身的轴向长度而言的。

在上述结构中,还可以将止口密封结构的凸止和止口位置关系对调成型,以连接垫片为例,可以在连接垫片的对应表面形成内凹的止口结构,而在进汽管端面或阀门端面形成与之对应的外凸凸止结构,只不过,这样会在一定程度上增大进汽管或阀门的制造加工难度。

在上述结构中,进汽管亦可以采用直管段和法兰段轴向整体成型结构,但这样会增大进汽管的制造成型难度和制造成本。

以上具体技术方案仅用以说明本发明,而非对其限制;尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:本发明依然可以对上述具体技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

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