[發明專利]轉子輪盤

無效

• 申請號: 201210506805.4
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103850715A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 周葉濤
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01D5/02
• 分類號: F01D5/02;F04D29/34
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李慧

技術領域

本發明涉及燃氣輪機和蒸汽輪機領域，尤其涉及燃氣輪機和蒸汽輪機的轉子輪盤。

背景技術

如圖1所示，蒸汽輪機和燃氣輪機的轉子組件包括轉子輪盤和多個轉子葉片。在工作時，工作流體可以從轉子輪盤的前側（Upstream）進入，并從轉子輪盤的后側（downstream）流出。轉子輪盤上設有用于容納葉片葉根的葉根槽。蒸汽輪機和燃氣輪機工作時，葉片需要在高溫高壓的環境中高速轉動。在這種情況下，葉片容易發生傾斜，目前葉片傾斜是蒸汽輪機和燃氣輪機領域非常突出的問題。葉片傾斜會影響氣流路徑，與葉片端部和氣缸之間的間隙。這最終會影響蒸汽輪機和燃氣輪機的效率，同時也可能導致葉片磨損。

發明內容

申請人經過研究發現導致帶有兩排或多排葉片的轉子輪盤葉片傾斜的一個主要原因是葉根槽前側和后側的轉子輪盤部分的剛度不平衡。本發明的目的是平衡葉根槽前側和后側轉子輪盤部分的剛度，減小或者防止葉片傾斜，以降低葉片的磨損，延長葉片的壽命，提高燃氣輪機或者蒸汽輪機的工作效率。

本發明的設計構思為：通過使葉根槽在剛度較大的轉子輪盤一側具有凹部來降低該側轉子輪盤的剛度，從而使葉根槽該側轉子輪盤的剛度和另外一側轉子輪盤的剛度平衡。

具體而言，本發明的一個實施例提供一種用于氣輪機的轉子輪盤，其包括容納葉片的葉根槽，其中，所述葉根槽在轉子輪盤剛度較大的一側設有凹部，所述凹部用于平衡葉根槽兩側轉子輪盤的剛度，從而使容納在所述葉根槽中的葉片不會由于葉根槽兩側的轉子輪盤的剛度不同而傾斜。

上述實施例通過在葉根槽中切削出凹部克服了葉片兩側轉子輪盤剛度不平衡的技術問題。加工凹部的操作簡單易行，能夠平衡葉片兩側轉子輪盤部分的剛度，同時也能夠減少轉子輪盤上產生的應力。

優選，所述凹部沿轉子輪盤的圓周方向貫穿所述葉根槽。貫穿葉根槽的凹部更容易和葉根槽同時加工完成，同時也使所有葉片的傾斜度同時得到改善。

優選，凹部伸入轉子輪盤的側邊具有導角。導角可以減小凹部上產生的應力，延長轉子輪盤的壽命。

優選，葉根槽是沿轉子輪盤的圓周方向設置的T型槽。所述轉子輪盤的軸向（即輪盤的厚度方向，也就是燃氣輪機和蒸汽輪機的主軸方向）上設置有多排葉根槽。這使得一個轉子輪盤上可以設置多排葉片，能夠使氣輪機提高工作效率。

優選，凹部為矩形或者楔形。矩形和楔形的凹部能夠在減小轉盤子一側剛度的同時使得轉子輪盤上的應力增加較小。

從上面的描述可以看出，在本發明的實施例中，通過在葉根槽在其兩側的轉子輪盤部分剛度較大的一側（前側或后側）設置凹部，能夠平衡葉根槽兩側轉子輪盤部分的剛度，從而能夠減小或者防止葉片傾斜，以降低葉片的磨損，提高葉片的壽命和蒸汽輪機與燃氣輪機的工作效率。

附圖說明

本發明的其它特征、特點、優點和益處通過以下結合附圖的詳細描述將變得更加顯而易見。其中：

圖1示出現有的一種安裝有葉片的轉子輪盤；

圖2示出本發明一個實施例中安裝有兩排葉片的轉子輪盤的透視圖；

圖3示出上述實施例中轉子輪盤沿A-A面的剖視圖；

圖4列出了使用本發明實施例中轉子輪盤結構的模擬實驗結果。

具體實施方式

附圖中各個部件的附圖標記如下：轉子輪盤1，葉片2，葉根槽3，轉子輪盤部分4和5，凹部6，凹部導角51。

如圖2和3所示，葉片2通過葉根槽3固定在轉子輪盤1上。葉根槽是沿轉子輪盤的圓周方向旋轉切削加工而成的T型槽。葉根槽3在轉子輪盤剛度較大的一側設有凹部6，凹部6可以在轉子輪盤的圓周方向上貫穿葉根槽3。可以使用刀具切削加工出凹部6，刀具加工容易操作，加工成本低。凹部6貫穿葉根槽3使得凹部更容易和葉根槽同時加工完成，并使所有葉片的傾斜度同時得到改善。