[發(fā)明專(zhuān)利]蒸汽渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010590218.9
• 申請(qǐng)日: 2010-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102086782A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·德?tīng)柮卓?/a>
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 阿爾斯托姆科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01D5/06
• 分類(lèi)號(hào): F01D5/06
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及適于在高于600℃的溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)的分段式高溫蒸汽渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子。更具體地，本公開(kāi)涉及轉(zhuǎn)子段連接系統(tǒng)以及鎖定該連接系統(tǒng)的鎖定系統(tǒng)。

背景技術(shù)

典型的蒸汽渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子暴露于沿其軸向長(zhǎng)度的不同條件下。由于沒(méi)有一種材料對(duì)于不同的條件是最優(yōu)的，因而需要從各自由不同材料制成的段組裝轉(zhuǎn)子。為了從段形成完整的轉(zhuǎn)子，段典型地必須被連接。

連接轉(zhuǎn)子段的一種方法是通過(guò)焊接。然而，一些材料難于或不可能被焊接。在這種情況下，要么必須選擇不同的材料，要么提供備選的連接方法。一種備選的連接方法涉及螺栓的使用。歐洲專(zhuān)利EP1378629A1提供了一個(gè)示例，此處一種方法涉及將高溫蒸汽渦輪機(jī)的鑄造段單獨(dú)地用螺栓連接在一起。由于螺栓暴露于連接的全應(yīng)力下，需要相當(dāng)數(shù)目的螺栓來(lái)維持連接完整性。

在DE?343462C中公開(kāi)了一種備選的連接方法。該方法涉及通過(guò)螺紋連接帶螺紋的凸臺(tái)來(lái)連接轉(zhuǎn)子段，該螺紋凸臺(tái)自一個(gè)段延伸入相鄰段的內(nèi)螺紋腔中。為了防止連接的段因變化的彎曲應(yīng)力和振動(dòng)而軸向地分離，鎖定元件橫向地穿過(guò)凸臺(tái)和相鄰的盤(pán)，以便延伸通過(guò)轉(zhuǎn)子的完整直徑。在一個(gè)布置中，提供了兩個(gè)元件。這些元件彼此成90°角布置，并垂直于轉(zhuǎn)子軸線。

當(dāng)該方法應(yīng)用于大型蒸汽渦輪機(jī)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子尺寸和鎖定元件的長(zhǎng)度需求，用于鎖定元件的通過(guò)轉(zhuǎn)子的腔的預(yù)鉆孔典型地需要在轉(zhuǎn)子段的制造期間實(shí)施。由于在構(gòu)成連接之前幾乎不可能預(yù)先確定用于鎖定腔的最優(yōu)位置，不可避免地導(dǎo)致連接的扭矩過(guò)小(under?torquing)。結(jié)果，鎖定元件必須設(shè)計(jì)成承受所需的連接力的一部分，增加它們的尺寸并進(jìn)一步使設(shè)計(jì)復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容

一個(gè)方面提供了一種具有高溫蒸汽渦輪機(jī)的鎖定轉(zhuǎn)子段的轉(zhuǎn)子以及用于鎖定高溫蒸汽渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子段的方法，這些轉(zhuǎn)子段由單個(gè)螺釘構(gòu)件連接。該轉(zhuǎn)子和方法克服或至少改進(jìn)了已知鎖定系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)。

此問(wèn)題由本發(fā)明的一個(gè)主要方面解決。本發(fā)明還提供了有利的實(shí)施例。

一個(gè)方面提供一種方法以將蒸汽渦輪機(jī)的第一和第二軸向鄰接轉(zhuǎn)子段鎖定在一起，該蒸汽渦輪機(jī)構(gòu)造成在高于600℃的溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中，轉(zhuǎn)子段通過(guò)主連接系統(tǒng)連接在一起。該主連接系統(tǒng)包括：螺紋凸臺(tái)，其自第一轉(zhuǎn)子段軸向地延伸并與該第一轉(zhuǎn)子段同中心；以及第二轉(zhuǎn)子段中的內(nèi)螺紋腔，該內(nèi)螺紋腔構(gòu)造成螺旋地容納凸臺(tái)。該方法包括如下步驟：

a)形成第一鎖定腔，該第一鎖定腔與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線是不同心的并適于容納穿過(guò)其中的鎖定元件，其中，該第一鎖定腔形成為通過(guò)其中一個(gè)轉(zhuǎn)子段到達(dá)轉(zhuǎn)子段表面，該轉(zhuǎn)子段表面構(gòu)造成在兩個(gè)轉(zhuǎn)子段被連接時(shí)至少部分地接觸另一個(gè)轉(zhuǎn)子段的轉(zhuǎn)子段表面；

b)在步驟a)之前或之后，通過(guò)主連接系統(tǒng)將轉(zhuǎn)子段螺紋地連接在一起；

c)在步驟a)和步驟b)之后從僅部分地延伸入另一個(gè)轉(zhuǎn)子段中的第一鎖定腔形成第二鎖定腔；以及

d)在步驟c)之后將鎖定元件插入第一鎖定腔，使得鎖定元件部分地置于第一鎖定腔和第二鎖定腔兩者中，進(jìn)而形成防止主連接系統(tǒng)旋松的鎖定系統(tǒng)。

由于第二鎖定腔僅部分地在轉(zhuǎn)子段中延伸，因而它相對(duì)容易形成，并且因此可在構(gòu)成主連接之后形成。這使轉(zhuǎn)子段能夠被鎖定在最優(yōu)的扭矩點(diǎn)。

另一個(gè)方面提供三個(gè)第一和第二鎖定腔，三個(gè)鎖定元件插入在其中。此布置提供增強(qiáng)的能力，以平衡連接的轉(zhuǎn)子段。

另一個(gè)方面提供由上述方法連接的鄰接轉(zhuǎn)子段。

本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合附圖的以下描述將變得顯而易見(jiàn)，其中，通過(guò)圖示和示例公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

通過(guò)示例，本公開(kāi)的實(shí)施例參考附圖在下文中得到更完整的描述，其中：

圖1是配置有主連接系統(tǒng)和鎖定系統(tǒng)的高溫蒸汽渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子段的示例性實(shí)施例的示意圖；

圖2是圖1的其中一個(gè)轉(zhuǎn)子段的示意性端視圖；

圖3是由與圖1相同的主連接系統(tǒng)以及備選的示例性鎖定系統(tǒng)連接的轉(zhuǎn)子段的示意性視圖；

圖4是圖3的其中一個(gè)轉(zhuǎn)子段的示意性端視圖；以及

圖5是圖1或圖3的示出軸向隔離件的放大視圖部分V。

部件列表