本发明专利技术公开了一种超临界二氧化碳透平壳体压力试验装置及方法，可保障壳体耐压试验安全可靠性。包括粗加工壳体件，所述粗加工壳体件具有大轴向开口、小轴向开口、进口、出口，大轴向开口的端面高于壳体件成品的对应端面，形成凸台，小轴向开口、进口、出口的口径小于壳体件成品的对应口径；所述小轴向开口、进口、出口内分别轴向定位安装有堵头，堵头外侧通过螺栓固定有固定板；大轴向开口内设有卡槽，大轴向开口内装有端面封板和分段式挡环，所述分段式挡环具有凸缘，凸缘卡入卡槽内，分段式挡环的外侧设有连接板，连接板与端面封板通过螺栓固定；壳体端面封板上开有注液孔、压力表安装孔。压力表安装孔。压力表安装孔。
【技术实现步骤摘要】
一种超临界二氧化碳透平壳体压力试验装置及方法
[0001]本专利技术涉及透平
，特别是涉及一种超临界二氧化碳透平壳体压力试验装置及方法。
技术介绍
[0002]临界二氧化碳发电系统效率高、体积小、热源适应性广，被认为是未来电力系统的最佳解决方案，因此成为全世界的研究热点。其中超临界二氧化碳透平是系统中的核心动力部件，工作在高温高压工况下，为了达到较高效率，现在开展的验证系统透平进口压力20～30MPa，温度500～600℃，未来将进行更高压力和温度参数的系统验证。透平的壳体在制造过程中须进行压力试验，以验证壳体强度，试验压力：P＝1.5ηP0[0003]其中：P—试验压力；
[0004]P0—工作压力；
[0005]η—材料高温许用应力与常温许用应力的比值，最大取1.8；
[0006]以6MW透平机组为例，进口温度压力20MPa，600℃，壳体采用耐热钢，其试验压力可达54MPa。
[0007]透平壳体采用非径向剖分结构，有两端轴向大开口和进出两个小开口，其中两端大轴向开口设有一圈螺纹孔，用于与法兰相连，进出口无螺纹孔，通过焊接与进出口管道相连。压力试验前，将壳体毛坯进行粗加工，保留一定加工余量，试验完成后再精加工到位，为了形成封闭腔体，传统方法是在两端轴向大开口和进、出口从外侧加装封板，封板与壳体间装有密封圈，通过拧紧紧固件将封板压紧在壳体上，通过控制紧固件预紧力保证工作状态下密封圈的压缩量符合许用值，从而保证密封。传统方法完全依靠紧固件的预紧力及封板厚度保证密封圈的压缩量，确保试验时不发生泄露。
[0008]传统方法存在三个问题：
[0009](1)试验压力高，单个螺栓承受工作拉力大；
[0010](2)封板变形大，封板与壳体间密封面张开较多，密封圈易失效；
[0011](3)进出口为了加工出螺纹孔需延伸出较长距离，增加毛坯成本，并且加工量大，紧固件数量多，拧紧工作操作繁琐。
技术实现思路
[0012]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超临界二氧化碳透平壳体压力试验装置及方法，可保障壳体耐压试验安全可靠性，操作简便，减小毛坯成本和加工工作量，以及大直径紧固件用量。
[0013]本专利技术的目的是这样实现的：
[0014]一种超临界二氧化碳透平壳体压力试验装置，
[0015]包括粗加工壳体件，所述粗加工壳体件具有大轴向开口、小轴向开口、进口、出口，大轴向开口的端面高于壳体件成品的对应端面，形成凸台，小轴向开口、进口、出口的口径
小于壳体件成品的对应口径；
[0016]所述小轴向开口、进口、出口内分别装有堵头，所述堵头呈阶梯状，堵头的大端位于粗加工壳体件内，堵头大端的直径小于大轴向开口的口径，所述小轴向开口、进口、出口内对应设置止口与堵头的台阶面配合定位，台阶面上设置轴向密封圈进行密封，堵头外侧通过螺栓固定有固定板，固定板压在粗加工壳体件上，形成堵头的密封、定位；
[0017]大轴向开口内设有呈环形的卡槽，卡槽与凸台对应，大轴向开口内从内到外依次装有端面封板和分段式挡环，所述端面封板的外周面上套有径向密封圈与大轴向开口配合密封，所述分段式挡环具有凸缘，凸缘卡入卡槽内，形成轴向定位，分段式挡环的外侧设有连接板，连接板与端面封板通过螺栓固定，将连接板与端面封板夹持固定在分段式挡环上；
[0018]壳体端面封板上开有注液孔用于注入试验介质，壳体端面封板上开有压力表安装孔用于排气和安装压力表。
[0019]优选地，所述分段式挡环分为四段，其中两段为拼合段，两拼合段、对称设置，且具有平行的侧边，用于水平移动拼合出圆环状分段式挡环。
[0020]一种超临界二氧化碳透平壳体压力试验方法，方法包括以下步骤：
[0021]S1、装配
[0022]S11、分别从大轴向开口将堵头和轴向密封圈装至小轴向开口、进口、出口，并拧紧对应的螺栓，形成对粗加工壳体件的小轴向开口、进口、出口的密封；
[0023]S12、从大轴向开口将端面封板和径向密封圈、推入大轴向开口内侧；
[0024]S13、将分段式挡环装入卡槽内；
[0025]S14、通过螺栓将连接板和端面封板夹紧固定在分段式挡环上；
[0026]S2、试验
[0027]S21、将在大轴向开口朝上，通过注液孔注入试验介质，通过压力表安装孔排尽空气，再安装压力表；
[0028]S22、进行压力试验，验证粗加工壳体件的强度。
[0029]由于采用了上述技术方案，本专利技术螺栓不承受工作拉力，密封可靠，可保障壳体耐压试验安全可靠性，操作简便，减小毛坯成本和加工工作量，以及大直径紧固件用量。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的结构示意图；
[0031]图2为图1的A-A剖视示意图；
[0032]图3为分段式挡环的结构示意图；
[0033]图4为图3的B-B剖视示意图。
[0034]附图标记
[0035]附图中，1—粗加工壳体件；1-1—大轴向开口；1-1-1—大轴向开口端面；1-1-2—壳体精加工后大轴向端面；1-2—小轴向开口；1-2-1—壳体精加工后小轴向开口；1-3—进口；1-3-1—壳体精加工后进口；1-4—出口；1-4-1—壳体精加工后出口；1-5—卡槽；2、3、4—堵头；5、6、7—轴向密封圈；8—端面封板；8-1—注液孔，8-2—压力表安装孔；9—分段式挡环；9-1—挡环一；9-2—挡环二；9-3—挡环三；9-4—挡环四；10、11—径向密封圈；12、14、16—固定板；18—连接板；13、15、17、19—螺栓。
具体实施方式
[0036]参见图1-图3，为一种超临界二氧化碳透平壳体压力试验装置，包括粗加工壳体件1，粗加工壳体件1包含大轴向开口1-1、小轴向开口1-2、进口1-3、出口1-4，大轴向开口端面1-1-1相比壳体精加工后大轴向端面1-1-2向外延伸一段距离，试验完成后可加工掉，小轴向开口1-2相比壳体精加工后小轴向开口1-2-1小，试验完成后可加工掉，进口1-3相比壳体精加工后进口1-3-1小，试验完成后可加工掉，出口1-4相比壳体精加工后出口1-4-1小，试验完成后可加工掉。
[0037]为形成封闭腔体，在小轴向开口1-2、进口1-3、出口1-4上分别装有堵头2、堵头3、堵头4，堵头2上设有轴向密封圈6进行密封，堵头3上设有轴向密封圈5进行密封，堵头4上设有轴向密封圈7进行密封；在大轴向开口1-1内装有端面封板8和分段式挡环9，端面封板8在粗加工壳体件1内侧，分段式挡环9在粗加工壳体件1外侧，壳体端面封板8上设有径向密封圈10和径向密封圈11进行密封，壳体端面封板8上开有注液孔8-1用于注入试验介质，压力表安装孔8-2用于排气和安装压力表，分段式挡环9分为四段挡环：9-1、9-2、9-3和9-4都装入卡槽1-5内。其中两段为拼合段9-2、9-4，两拼合段9-2、9-4对称设置，且具有平行的侧边，用于水本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳透平壳体压力试验装置，其特征在于：包括粗加工壳体件，所述粗加工壳体件具有大轴向开口、小轴向开口、进口、出口，大轴向开口的端面高于壳体件成品的对应端面，形成凸台，小轴向开口、进口、出口的口径小于壳体件成品的对应口径；所述小轴向开口、进口、出口内分别装有堵头，所述堵头呈阶梯状，堵头的大端位于粗加工壳体件内，堵头大端的直径小于大轴向开口的口径，所述小轴向开口、进口、出口内对应设置止口与堵头的台阶面配合定位，台阶面上设置轴向密封圈进行密封，堵头外侧通过螺栓固定有固定板，固定板压在粗加工壳体件上，形成堵头的密封、定位；大轴向开口内设有呈环形的卡槽，卡槽与凸台对应，大轴向开口内从内到外依次装有端面封板和分段式挡环，所述端面封板的外周面上套有径向密封圈与大轴向开口配合密封，所述分段式挡环具有凸缘，凸缘卡入卡槽内，形成轴向定位，分段式挡环的外侧设有连接板，连接板与端面封板通过螺栓固定，将连接板与端面封板夹持固定在分段...
【专利技术属性】
技术研发人员：但光局，周东，李扬，王伟晓，何晓燕，王亚，
申请(专利权)人：重庆江增船舶重工有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。