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1、10申请公布号CN104105844A43申请公布日20141015CN104105844A21申请号201280069005922申请日2012110712153630420120202EPF01D9/04200601F01D17/14200601F01D17/1620060171申请人西门子公司地址德国慕尼黑72发明人阿尔明德拉泽尔74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人张春水丁永凡54发明名称用于轴流式涡轮机的叶片环和用于调整叶片环的最大流率的方法57摘要一种用于轴流式涡轮机1的叶片环具有设置在外环24上的、径向朝向内部的外面2和设置在内环23上的、径向朝向外部的内面。
2、3，所述外面和所述内面对环形的且沿轴流式涡轮机1的主流动方向17渐缩的流动通道4限界并且彼此同心地以及平行地设置；以及至少一个调整叶片7，所述调整叶片在流动通道4中借助于引导装置14，15以能平行于面2，3中的一个面的母线6移动的方式设置并且在环23，24中的至少一个上能够固定在预设的位置中。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014080486PCT国际申请的申请数据PCT/EP2012/0719922012110787PCT国际申请的公布数据WO2013/113415DE2013080851INTCL权利要求书2页说明书4页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申。
3、请权利要求书2页说明书4页附图1页10申请公布号CN104105844ACN104105844A1/2页21一种用于轴流式涡轮机1的叶片环，其具有设置在外环24上的、径向朝向内部的外面2和设置在内环23上的、径向朝向外部的内面3，所述外面和所述内面对环形的且沿所述轴流式涡轮机1的主流动方向17渐缩的流动通道4限界并且彼此同心地以及平行地设置；以及至少一个调整叶片7，所述调整叶片在所述流动通道4中借助于引导装置14，15以能平行于面2，3中的一个面的母线6移动的方式设置并且在环23，24中的至少一个上能够固定在预设的位置中。2根据权利要求1所述的叶片环，其中所述外面2和所述内面3是锥形面。3根据。
4、权利要求1所述的叶片环，其中所述外面2和所述内面3沿着相应的所述母线6在每个垂直于所述流动通道4的轴线的横截面中在一些区段上具有相同的曲率半径，使得在所述调整叶片7移动时在所述调整叶片7和所述面2，3之间的径向间隙的延伸尺寸保持恒定。4根据权利要求3所述的叶片环，其中所述外面2和所述内面3的每个垂直于所述流动通道4的轴线的横截面分别由多边形或由多个直接相邻设置的圆区段形成。5根据权利要求1至4中的任一项所述的叶片环，其中所述叶片环11是所述轴流式涡轮机1的对角级。6根据权利要求1至5中的任一项所述的叶片环，其中所述叶片环11具有多个叶片，其中所述叶片交替地是所述调整叶片7以及固定地安置在所述外。
5、面2和/或安置在所述内面3上的叶片。7根据权利要求6所述的叶片环，其中每个固定地安置的所述叶片连同所述内环23和所述外环24一起一件式地制成，或者连同所述内环23的区段和所述外环24的区段一起一件式地制成。8根据权利要求1至7中的任一项所述的叶片环，其中所述引导装置在所述内环23中和/或所述外环24中具有滑槽14以及在所述调整叶片7的径向外侧9上和/或径向内侧10上具有栓15，其中所述栓15接合到所述滑槽14中。9根据权利要求8所述的叶片环，其中所述引导装置在所述滑槽14中的至少一个中在所述轴流式涡轮机1的主流动方向17的下游具有止挡件29，借助所述止挡件能够将所述调整叶片7固定在预设的位置中。
6、。10根据权利要求1至9中的任一项所述的叶片环，其中所述引导装置14，15构建为，使得至少一个所述调整叶片7能够用另外的调整叶片更换。11一种轴流式涡轮机，其具有根据权利要求1至10中的任一项所述的叶片环11。12根据权利要求11所述的轴流式涡轮机，其中所述轴流式涡轮机1的最大流率通过所述叶片环11的最大流率来限定。13一种用于调整根据权利要求1至10中的任一项所述的叶片环11的最大流率的方法，具有下述步骤预设所述叶片环11的最大流率的期望值；确定所述叶片环11的最大流率的实际值；将所述叶片环11的最大流率的期望值与所述叶片环11的最大流率的实际值进行比较；借助于所述引导装置14，15平行于所。
7、述母线6移动至少一个所述调整叶片7，权利要求书CN104105844A2/2页3使得最大流率的期望值与最大流率的实际值相同；借助于所述引导装置14，15固定所述调整叶片7。权利要求书CN104105844A1/4页4用于轴流式涡轮机的叶片环和用于调整叶片环的最大流率的方法技术领域0001本发明涉及一种用于轴流式涡轮机的叶片环、一种具有叶片环的轴流式涡轮机和一种用于调整叶片环的最大流率的方法。背景技术0002为了实现经济地运行蒸汽轮机重要的是能够在蒸汽轮机中将例如发电站的蒸汽发生器最大可能的过程蒸汽流减压。可通过蒸汽轮机运送的最大的过程蒸汽流是在设计涡轮机时的决定性的参数并且称作为蒸汽轮机的最大。
8、流率。蒸汽轮机的导向叶片环具有多个导向叶片，所述导向叶片在环周上均匀分布地设置，其中在导向叶片之间构成叶片通道。在径向上，叶片通道在毂侧由毂轮廓限界并且在壳体侧由壳体轮廓限界。蒸汽轮机的最大流率决定性地由第一导向叶片环的最大流率影响，所述最大流率基本上通过第一导向叶片环的叶片通道的全部有效的横截面的整体来确定。0003新制造的蒸汽轮机的最大流率由于蒸汽轮机的构件的制造公差和安装公差而存在一定的不精确性。此外，最大流率由于构件老化而改变。因此通常需要校正蒸汽轮机的最大流率，以便蒸汽轮机再次能够以额定状态运行。为此，在工作时存在的导向叶片通过具有在蒸汽轮机的最大流率方面改进的轮廓的新的导向叶片来更。
9、换。通常，更换相关的叶片环的全部导向叶片，然而这是极其耗费且成本密集的。替选于此，能够缩短导向叶片的后缘。然而因此仅能够提高导向叶片环的最大流率，并且缩短通常导致气动特性更差以及导致导向叶片的机械强度更小。发明内容0004本发明基于下述目的实现一种用于轴流式涡轮机的叶片环、一种具有叶片环的轴流式涡轮机和一种用于调整叶片环的最大流率的方法，其中克服上述问题并且尤其能够以校正的方式改变轴流式涡轮机的最大流率。0005用于轴流式涡轮机的根据本发明的叶片环具有设置在外环上的、径向朝向内部的外面和设置在内环上的、径向朝向外部的内面，所述外面和所述内面对环形的且沿轴流式涡轮机的主流动方向渐缩的流动通道限界。
10、并且彼此同心地以及平行地设置；以及至少一个调整叶片，所述调整叶片在流动通道中借助于引导装置以能平行于面中的一个面的母线移动的方式设置并且在环中的至少一个上能够固定在预设的位置中。0006母线的特征在于其设置在这两个面中的一个上并且朝相应的面的假设的尖部定向。0007流动通道的直径朝内面的和外面渐缩的方向下降。如果借助于引导装置沿渐缩方向移动至少一个调整叶片，那么其在环周方向距在叶片环中相邻设置的叶片的间距下降，由此用于流动经过流动通道的流体的流动通道的堵塞增大并且叶片环的最大流率相应地下降。类似地，通过借助于引导装置将至少一个调整叶片相反于渐缩方向移动的方式来提说明书CN104105844A2。
11、/4页5高最大流率。因此，有利地在操作引导装置的情况下能够简单地改变叶片环的最大流率。这例如能够在当叶片环的最大流率由于轴流式涡轮机的部件老化而改变时或在最大流率应当匹配于改变的边界条件、例如改变的过程蒸汽质量流时能够是需要的。此外，能够执行最大流率的校正，以补偿新制造的轴流式涡轮机的安装公差或制造公差。能够考虑的是，内环构成为盘。0008外面和内面优选是锥形面。替选地，外面和内面优选沿着相应的母线在垂直于流动通道的轴线的每个横截面中在一些区段上具有相同的曲率半径，使得在调整叶片移动时在调整叶片和面之间的径向间隙的延伸尺寸保持恒定。在此，外面和内面的每个垂直于流动通道的轴线的横截面分别由多边形。
12、或由多个直接相邻设置的圆区段形成。0009叶片环优选是轴流式涡轮机的对角级。对角级有利地具有由这两个锥形面限界的流动通道。优选地，叶片环是具有固定的、不旋转的导向叶片以及固定的、不旋转的内面和外面的导向叶片环。0010在一个优选的实施方式中，叶片环具有多个叶片，其中叶片交替地是调整叶片以及固定地安置在外面和/或安置在内面上的叶片。每个固定地安置的叶片连同内环和所述外环一起一件式地制成，或者连同内环的区段和外环的区段一起一件式地制成。因此有利地得到叶片环的高的强度。通过将每隔一个叶片环固定地安装，在制造叶片环时有利地对于制造工具而言得到叶片环的良好的可接近性。0011优选的是，引导装置在内环中和。
13、/或外环中具有滑槽以及在调整叶片的径向外侧上和/或在调整叶片的径向内侧上具有栓，其中栓接合到滑槽中。引导装置优选在滑槽中的至少一个中在轴流式涡轮机的主流动方向的下游具有止挡件，借助所述止挡件能够将调整叶片固定在预设的位置中。在此，调整叶片在轴流式涡轮机运行时通过在流动通道中流动的流体压紧止挡件，由此实现调整叶片的固定。调整叶片在流动通道中的定位例如能够通过将间隔件引入到止挡件上来限定。间隔件例如能够通过埋头螺钉和/或外环上的和/或内环上的焊接点来固定地安置在内环上。0012优选地，引导装置构建为，使得能够用另外的调整叶片更换至少一个调整叶片。因此，能够用具有不同气动特性的另外的调整叶片更换至少。
14、一个调整叶片。例如通过使另外的调整叶片具有弦长更短或更长的轮廓的方式，最大流率的适配也能够通过适当的更换来执行。0013根据本发明的轴流式涡轮机具有根据本发明的叶片环。轴流式涡轮机的最大流率优选通过叶片环的最大流率来限定。0014用于调整根据叶片环的最大流率的方法具有下述步骤预设叶片环的最大流率的期望值；确定叶片环的最大流率的实际值；将叶片环的最大流率的期望值与叶片环最大流率的实际值进行比较；借助于引导装置平行于母线移动至少一个调整叶片，使得最大流率的期望值与最大流率的实际值相同；借助于引导装置固定调整叶片。当通过叶片环的最大流率来限定轴流式涡轮机的最大流率时，能够通过移动至少一个调整叶片来改。
15、变轴流式涡轮机的最大流率。附图说明0015下面，根据所附的示意图详细阐述本发明。附图以一个优选实施方式示出根据本说明书CN104105844A3/4页6发明的叶片环的轴流式涡轮机的纵截面。具体实施方式0016如从附图中可见，轴流式涡轮机1具有壳体22,、轴21以及多个叶片环11至13。流体25在壳体22之内能够以主流动方向17流动。在附图中，示出第一导向叶片环11、转子叶片环12和第二导向叶片环13，它们以该顺序沿流体25的主流动方向17设置。0017第一导向叶片环11具有带有径向朝向内部的锥形外面2的固定在壳体22上的外锥形环24并且在外锥形环24之内具有带有径向朝向外部的锥形内面3的内锥形。
16、环23。锥形外面2和锥形内面3彼此同心地设置，具有相同的锥角18，彼此平行地设置在每个轴向部段中并且对环形的流动通道4限界。如从附图中可见，内锥形环23和外锥形环24是截锥件。然而也能够考虑内锥形环23同时包括其锥尖部。0018锥形外面2和锥形内面3的锥轴线26与轴轴线27重合。锥形面2、3定向成，使得流动通道4的外直径28在附图中示出一半的外直径28沿主流动方向17下降。0019替选地，将内锥形环23和外锥形环24修改成，使得锥形内面3和锥形外面2沿着相应的母线6且沿着调整叶片7的宽度在垂直于轴21的每个横截面中在一些区段上具有相同的曲率半径，使得在调整叶片7移动时，在调整叶片7和锥形面2、。
17、3之间的径向间隙的延伸尺寸保持恒定。例如能够考虑曲率半径不是无限大的，使得锥形面2、3的每个垂直于轴21的横截面分别形成多边形，其中在多边形的每个直线段区段上分别设置有叶片。在主流动方向17的下游，多边形的每个直线段区段的长度变得更短。0020同样能够考虑的是，垂直于轴21的每个横截面都由多个圆区段形成。这些圆区段的曲率半径在此能够大于和小于流动通道4的半径。在主流动方向17的下游，每个圆区段的延伸变得更短，相反，曲率半径相应地保持恒定。0021不仅能够考虑锥形面2、3的横截面的直线段或圆区段，而且也能够考虑其他的形状，所述形状的横截面沿着母线6不改变。同样地，能够考虑为锥形外面2和锥形内面3。
18、设置不同的形状，例如对于锥形外面2设置多边形，对于锥形内面3设置圆区段。0022在流动通道4之内，设置有调整叶片7，所述调整叶片以其径向外侧9设置在锥形外面2上并且以其径向内侧10设置在锥形内面3上。调整叶片7在其径向内侧9上和其径向外侧10上分别具有栓15，其中栓15分别接合到内锥形环23中的和外锥形环24中的滑槽14中。滑槽14彼此平行地设置并且分别沿着锥形面2、3的母线6伸展，使得调整叶片7能够平行于母线6移动。如果调整叶片7沿着主流动方向17移动，那么调整叶片7在环周方向上距其在第一导向叶片环11中相邻设置的叶片的间距减小，由此增大在第一导向叶片环11中对于流体25的阻塞。通过阻塞的增。
19、大，降低第一导向叶片环11的最大流率。相反地，能够通过朝流动方向17的上游移动调整叶片来扩大最大流率。调整叶片7的最大可能的移动路径8通过流动通道4沿主流动方向17的长度和滑槽14的长度来限制。为了改变最大流率同样能够考虑通过具有更短或更长的弦长的另外的调整叶片来取代调整叶片7。0023对于滑槽14和栓15能够考虑不同的形状，例如T形形状或者燕尾形的形状。锥形内面3中的滑槽14在主流动方向17上由止挡件29限界，即其不引导至流动通道4的位于下游的端部5上，使得在轴流式涡轮机1运行时调整叶片7通过流体25的流动压紧到止说明书CN104105844A4/4页7挡件29上。同样可行的是，锥形外面2中。
20、的滑槽14沿主流动方向17由止挡件限界或者这两个滑槽14由止挡件限界。在流动方向17的上游不对滑槽14限界，使得调整叶片7能够从流通道道4中取出并且能够用另一调整叶片更换。0024如从附图中可见，为了将调整叶片7的位置固定在滑槽14中而设有间隔件16。间隔件16不仅设置在栓15的位于下游的侧上，而且也设置在栓15的位于上游的侧上。原则上可行的是，在位于上游的侧上不设有间隔件16，因为调整叶片7在运行时压紧位于下游的间隔件16或滑槽14的端部。当在位于下游的侧上不设有间隔件16时，达到对于调整叶片7最小可行的最大流率。0025第一转子叶片环11中的全部叶片都构成为调整叶片7进而可移动地构成。替选。
21、地，叶片能够交替地作为调整叶片7构成并且以固定地安置在锥形面2、3上的方式构成。在此能够考虑的是，内锥形环23、外锥形环24和固定安置的叶片由单件制成。同样能够考虑的是，分别将固定安置的叶片连同内锥形环23和外锥形环24的各一个区段由单件制成，进而第一导向叶片环11由多个区段组成。0026能够考虑的是，同样为转子叶片环设置调整叶片7。在此，内锥形环23与轴21固定连接，并且调整叶片7以其径向内侧10可移动地设置在内锥形环23上。内锥形环23和调整叶片7因此是轴流式涡轮机1的旋转部件。在锥形外面2和可移动的叶片7的径向外侧9之间能够设有间隙。调整叶片7同样能够以其径向外侧9与外锥形环24接合。在后一种情况下，外锥形环24同样是旋转部件。0027第一导向叶片环11的最大流率的调整如下来执行预设叶片环11的最大流率的期望值；确定叶片环11的最大流率的实际值；将叶片环11的最大流率的期望值与叶片环11的最大流率的实际值进行比较；借助于引导装置平行于母线6移动至少一个调整叶片7，使得最大流率的期望值与最大流率的实际值相同；借助于引导装置固定调整叶片7。0028尽管通过优选的实施例详细地阐述和描述本发明，然而本发明不被所公开的实例限制，并且本领域技术人员能够从中导出其他的变型形式，而不脱离本发明的保护范围。说明书CN104105844A1/1页8图1说明书附图CN104105844A。