隔板及静叶持环.ppt

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1、第六章 隔板结构,第一节 隔板的工作条件和设计要求,冲动式汽轮机为隔板型结构，汽缸上有固定静叶的隔板及支承隔板的隔板套；反动式汽轮机为转鼓型结构，汽缸上有静叶环及支承静叶环的静叶持环。,隔板是透平的一种静止部件，是汽轮机各级的间壁，用以固定静叶（喷嘴）和阻止级间漏汽。隔板由外缘、静叶、板体以及汽封弧段等组成。通常隔板水平对半分开，中分面上装有径向密封键。 工作于高压部分的隔板承受着高压、高温蒸汽的作用；工作于低压部分的隔板承受着湿蒸汽的作用。,1) 汽密性好 由于隔板具有中分面，隔板与汽缸的配合面还要受热后能自由膨胀。因此在这些结合面处应该接触良好，不漏汽。静叶结合面应贴合严密，没有间隙。此外

2、，隔板和转子之间的汽封也应该具有足够的密封性。 2) 有足够的强度和刚性 隔板承受着透平一个级的压差，在高压部分此压差有时是相当大的，因此必须保证有足够的强度；隔板与叶轮之间的间隙一般不大，为了防止隔板在受力后产生过大的挠度而造成动静部分相碰，还必须保证具有足够的强度。,3) 与转子同心 隔板不仅应保证安装时能与转子很好对中，并且应保证在透平运行时（受热膨胀后）能与转子的对中不变或很少变动。 4) 隔板上的静叶应该具有准确地出汽方向和良好的气动性能。 5) 在保证高的效率和经济性的同时，应使结构、工艺简单，加工工时少.,隔板主要是由隔板体、静叶片和隔板外缘等几部分组成。 隔板主要是由隔板体、静

3、叶片和隔板外缘等几部分组成。 装配式隔板是最早采用的隔板型式， 缺点:整体铣制静叶的加工工作量和金属的消耗量都非常大，因而生产周期长、成本高，且静叶与静叶的贴合面之间会造成漏汽.(随着焊接隔板的出现，基本已被淘汰。 ),焊接隔板,将铣制或精密铸造、模压、冷拉的静叶片嵌在冲有叶型孔槽的内、外围带，焊成环形叶栅，然后再将它焊在隔板体和隔板外缘上之间，组成焊接隔板。 在隔板出口与外缘联结处有两道叶顶径向汽封片，在隔板内圆孔处开有隔板汽封的安装槽。 焊接隔板具有较高的强度和刚度，较好的汽密性 。,焊接隔板,1隔板外环；2外围带； 3导叶片；4内围带；5隔板体； 6径向汽封安装环；7汽封槽；,初参数很高

4、的透平高压级隔板，由于级的压差很大，隔板必须做得很厚； 由于喷嘴高度很小，如果仍旧沿着整个隔板厚度做出喷嘴，那么喷嘴的相对高度l/b将会变得很小，端部损失将大大增加，使喷嘴效率降低。,带有窄喷嘴的焊接式隔板,1隔板外环；2外围带； 3导叶片；4内围带； 5隔板体； 6径向汽封安装环； 7汽封槽； 8加强筋,自带冠式 叶片组焊式 直焊式,铸造隔板,将已成型的喷管叶片在浇铸隔板体的同时放入其中，一体浇铸而成。 喷管叶片可用铣制、冷拉、模压以及爆炸成型等方法制成,1外缘；2静叶片；3隔板体,铸造隔板的板体由铸铁制成，静叶片浇铸在隔板的外缘和板体中。静叶有空心和实心两种，可用钢板弯制或爆破成型。在浇铸

5、时使静叶两端露出泥芯的部分与形成板体及外缘的铁水融合在一起，冷却后即成为一个隔板的整体。 铸钢隔板因为钢水浇铸温度高，常会烧坏静叶，且流动性差，冷却后收缩率又大，工艺上相当困难，故很少采用。,铸铁隔板工艺复杂，消耗材料多，经济上不合算。 精密浇铸静叶（包括铣制静叶）由于厚度大，在铸入时吸收热量太多，以至与熔化的铁水接触表面处的温度不十分高，达不到“扩散连接”所需要的温度，因而静叶与隔板之间的连接不牢固。 六十年代提出了“薄壳静叶”的隔板结构。近年来由于爆破成型工艺的普遍掌握与推广，薄壳静叶的制造工艺更为简化。,隔板套,隔板套用来固定隔板。 现代高参数大功率汽轮机往往将相邻的几级隔板装在同一隔板

6、套中，隔板套再固定于汽缸上。 隔板套结构上的分级基本上是由汽轮机抽汽情况决定的，相邻隔板套之间有抽汽，这样可充分利用隔板套之间的环状汽流通道，而无须借加大轴向尺寸的办法取得必要的抽汽流通面积。,隔板套,采用隔板套不仅便于拆装，而其可使级间距离不受或少受汽缸上抽汽口的影响，从而可以减小汽轮机的轴向尺寸，简化汽缸形状，有利于启停及负荷变化，并为汽轮机实现模块式通用设计创造了条件。 隔板套的采用会增大汽缸的径向尺寸，相应的法兰厚度也将增大，延长了汽轮机的启动时间。,静叶环和静叶持环,在反动式汽轮机中没有叶轮和隔板，动叶片直接装在转子的外缘上，静叶则固定在汽缸内壁或静叶持环上。静叶持环的分级一般是考虑

7、便于抽汽口的布置而定的。静叶环和静叶持环一般为水平中分式。,四，隔板强度计算,隔板由隔板体3、静叶2和隔板外缘1三部分组成 ），通常也必须分成上下两半。隔板必需具有良好的密封性、有足够的强度和刚度，并且与转子很好地同心。 由于工作温度不同，隔板分为焊接隔板和铸铁隔板。 在工作时，隔板承受两边的蒸汽压力差的作用，因此回产生一定应力和挠度。因此必需对隔板的应力和挠度进行计算。 由于隔板是一个外圆支持、直径自由并具有内孔的半圆板，其形状复杂，受力复杂。难以用理论分析法计算其应力和挠度，一般都是用近似法进行计算。常用的有MV法和瓦尔（Wahl）法，这里介绍MW法。 Wahl法把隔板当作一个整快半圆环（不考虑静叶的存在），在其上作用着均匀载荷、周边支持、中分面直径自由的曲梁，并且认为隔板受力后径向截面不变形。,1，隔板体的最大应力： 式中 系数 ； 隔板前后压力差； D隔板外径（m）； h隔板厚度（m） ； I隔板径向截面的惯性矩（）。 2，隔板体的最大挠度： 式中 系数 ； E材料弹性模量。 隔板的最大应力发生在垂直于中分面的内径处，最大挠度发生在中分面的内径处。,