超超临界1000MW汽轮机低压隔板装配工艺研究

作者:蔡振铭;陈富新;葛春新 刊名:热力透平 上传者:杨聪琴

【摘要】低压隔板静叶装配是超超临界1000MW汽轮机隔板制造中最为复杂、最有难度的一道制造工序,其制造工艺性特别强。本文以低压隔板装配工艺为中心,对低压隔板静叶装配工艺技术难点、装配工艺方案制定、专用隔板静叶装配分度装置等进行了全面的研讨,以指导低压隔板静叶的装配。

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1概述超超临界1000MW汽轮机是我公司与合资方西门子公司联合设计的机组,它将是我公司十一五规划的主打产品。我们知道,一个企业可以从国外引进先进的产品设计图纸,但是很难引进核心的加工工艺。在制约超超临界汽轮机制造发展的诸多因素中,制造工艺的水平和能力将是一个关键的因素,因此我们必须对其加工工艺进行技术创新。针对超超临界1000MW汽轮机低压隔板制造而言,由于工件的结构复杂庞大、技术含量高,这给低压隔板装配工艺制造带来很大的困难。经过一系列的工艺技术攻关,我们成功解决了超超临界1000MW汽轮机低压隔板装配工艺制造的精度和质量问题。本文将对超超临界1000MW汽轮机低压隔板静叶装配工艺进行介绍,可供相关工艺人员参考。2低压隔板静叶装配技术难点分析低压隔板静叶装配是超超临界1000MW汽轮机隔板制造中最复杂、最有难度的一道制造工序,其制造工艺性特别强,主要表现为隔板装配中要控制静叶之间的喉部尺寸、辐射线尺寸、静叶宽度尺寸、安装角等通流面积尺寸。该机型的低压缸末二级静叶组成大的容积流量,并带有吸气槽及空心叶片结构。另外整个低压隔板都采用内、外环与静叶组装焊接而成,并且内、外环分别是由钢板组装焊接而成,所有这些因素都将造成低压隔板静叶装配困难。根据分析及研究,具体的隔板装配难点主要有如下3个方面。(1)内、外环安装低压末二级隔板内、外环是钢板组焊件,既单薄,又易于变形,最大外径达4.6米以上,且内、外环都是锥面,外环的内锥面上由一圈气割而成的型孔,外环的内锥面为45.5(末级)与39(次末级),最大外径为4684(末级),3720(次末级)。另外静叶是空心扭叶片,并且隔板装配时要完全对准内、外环锥面上一整圈每个型孔来进行装焊,所以低压隔板三位一体的装配要求非常高。(2)静叶装配静叶是空心扭叶片,静叶特别长,并且过大的扭曲程度使得出汽边超过辐射线尺寸。在这种情况下,静叶之间喉部尺寸、辐射线尺寸、静叶宽度尺寸、安装角等通流面积尺寸的控制,将会造成低压隔板静叶装配难度大大增加。(3)静叶的焊接及变形由于静叶是空心扭叶片,壁厚仅4mm,并且静叶带有吸气槽;外环的内锥面有气割而成的一整圈型孔,静叶要对准外环内锥面上气割而成的一整圈型孔,然后进行装配焊接,这是一件非常困难的事。另外由于低压末二级隔板直径特别大,焊接及焊后除应力,极容易使中分面产生一定量的变形,从而影响低压隔板制造精度和质量。3低压隔板静叶装配工艺方案的制定针对低压隔板静叶装配工艺技术难点,提出了一项实用的低压隔板静叶装配工艺技术,具体如下:(1)内、外环的安装工艺技术方案内、外环的安装工艺技术方案制定,通过下面三步制造工艺顺序来完成。第一步,内、外环是钢板组焊件,为了保证内、外环焊接件变形量最小化,在内圆处用多根加强筋焊接固定牢。由于外环直径大,变形量也特别大,因此在制造工艺上,把外环上、下半叠加在一起,然后上、下半一起夹紧固定,并用多根加强筋焊接支撑牢,使得上、下半朝着一个方向变形。经过焊后除应力,消除了冷作弯形产生的应力及焊接应力。如图1为外环装配焊接图。第二步,内、外环分别采用数控立车精加工。用数控立车将外环内锥面车至公差上限尺寸,内环外圆尺寸车至公差下限尺寸,并在外环内锥面和内环外圆上按照工艺要求各刻一条等高度的U-U刻线,作为内、外环安装的轴向尺寸基准,从而保证内、外环与静叶三位一体安装定位的准确性。图1外环装配焊接图第三步,内、外环的安装一改以往简单笨重的垫块方式,采取以外环内圆与内环外圆为尺寸基准,设计专用垫块工装做准内、外环高低差尺寸,并精确找正内、外环上等高度的U-U刻线,找正内、

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