[發明專利]包括整體式旋轉控制特征的渦輪輪葉

有效

• 申請號: 201310369350.0
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103628925B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: J.R.霍維斯;M.K.博文;R.J.布拉肯;L.S.杜卡羅斯;S.L.艾文;N.A.蒂森徹克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/02;F01D5/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,嚴志軍

技術領域

在本文中公開的主題涉及渦輪，并且更具體地涉及具有整體式蓋(cover)或圍帶(shroud)的渦輪輪葉(bucket)。

背景技術

一些功率設備系統，例如某些核能、簡單循環和聯合循環功率設備系統在它們的設計和操作中采用渦輪。這些渦輪中的一些包括采用多個切向燕尾葉片(dovetail?blade)的轉子(例如鼓式轉子、輪/隔膜式轉子等)。這些葉片(或“輪葉”)經由轉子體中的進入槽而沿周向安裝在轉子周圍。另外，多級(或排)葉片可存在于任何特定設計中。

在一些形式的輪葉設計中，渦輪輪葉的燕尾件的相反的端部處的整體式蓋或圍帶意圖在渦輪的操作期間在排中保持輪葉對輪葉的接觸，以抑制振動刺激并且控制固有頻率。渦輪輪葉的整體式蓋典型地設計成存在渦輪輪葉蓋和葉片的初始預扭曲或預負載，以便控制這些振動特性。燕尾件特征和轉子接觸面必須對該旋轉力提供反作用。

發明內容

公開了一種包括整體式旋轉控制特征的渦輪輪葉。在一個實施例中，渦輪輪葉包括：葉片區段，其具有徑向內端和徑向外端；整體式蓋區段，其連接于葉片區段的徑向外端；和基部區段，其用于接合轉子體，基部區段連接于徑向內端，其中，基部區段包括：中心體；成組的柄腳(tang)，其從中心體沿軸向延伸；成組的凸緣，其在該成組的柄腳的徑向內側，并且從中心體沿軸向延伸；和整體式旋轉控制特征，其從中心體延伸，其中，旋轉控制特征接合轉子體中的徑向開口。整體式旋轉控制特征在大小方面設置成當渦輪輪葉與轉子體接合時限制基部區段的旋轉。

本公開的第一方面提供一種渦輪輪葉，包括：葉片區段，其具有徑向內端和徑向外端；整體式蓋區段，其連接于葉片區段的徑向外端；和基部區段，其用于接合轉子體，基部區段連接于徑向內端，其中，基部區段包括：中心體；成組的柄腳，其從中心體沿軸向延伸；成組的凸緣，其在該成組的柄腳的徑向內側，并且從中心體沿軸向延伸；和旋轉控制特征，其從中心體延伸，其中，旋轉控制特征接合轉子體中的徑向開口。

第二方面提供一種轉子輪組件，包括：轉子體，其包括圍繞轉子體的連續的燕尾槽；和多個渦輪輪葉，各個渦輪輪葉包括：葉片區段，其具有徑向內端和徑向外端；整體式蓋區段，其連接于葉片區段的徑向外端；和基部區段，其用于接合轉子體中的連續的燕尾槽的一部分，基部區段連接于徑向內端，其中，基部區段包括：中心體；成組的柄腳，其從中心體沿軸向延伸；成組的凸緣，其在該成組的柄腳的徑向內側，并且從中心體沿軸向延伸；和旋轉控制特征，其從中心體延伸，其中，旋轉控制特征接合轉子體中的徑向開口。

第三方面提供一種渦輪，包括：多個轉子輪組件，各個轉子輪組件包括：轉子體，其包括多個燕尾槽，至少一個槽包括多個開口；和渦輪輪葉，輪葉包括：葉片區段，其具有徑向內端和徑向外端；整體式蓋區段，其連接于葉片區段的徑向外端；和基部區段，其用于接合轉子體中的至少一個槽，基部區段連接于徑向內端，其中，基部區段包括：中心體；成組的柄腳，其從中心體沿軸向延伸；成組的凸緣，其在該成組的柄腳的徑向內側，并且從中心體沿軸向延伸；和旋轉控制特征，其從中心體延伸，其中，旋轉控制特征接合轉子體中的徑向開口。

一種渦輪輪葉，包括：葉片區段，其具有徑向內端和徑向外端；整體式蓋區段，其連接于葉片區段的徑向外端；和基部區段，其用于接合轉子體，基部區段連接于徑向內端，其中，基部區段包括：????中心體；成組的柄腳，其從中心體沿軸向延伸；成組的凸緣，其在成組的柄腳的徑向內側，并且從中心體沿軸向延伸；和旋轉控制特征，其從中心體延伸，其中，旋轉控制特征接合轉子體中的徑向開口。

優選地，旋轉控制特征在大小方面設置成當與轉子體中的徑向開口接合時限制基部區段的移動。

優選地，旋轉控制特征是與渦輪輪葉的基部區段成整體的徑向突起。

優選地，成組的凸緣中的各個凸緣接合轉子體中的軸向開口。

優選地，成組的柄腳中的各個柄腳接合轉子體的表面上的突起。

優選地，轉子體的表面上的突起沿徑向向外延伸。

一種轉子輪組件，包括：轉子體，其包括圍繞轉子體的連續的燕尾槽；和多個渦輪輪葉，各個渦輪輪葉包括：葉片區段，其具有徑向內端和徑向外端；整體式蓋區段，其連接于葉片區段的徑向外端；和基部區段，其用于接合轉子體中的連續的燕尾槽的一部分，基部區段連接于徑向內端，其中，基部區段包括：中心體；成組的柄腳，其從中心體沿軸向延伸；成組的凸緣，其在成組的柄腳的徑向內側，并且從中心體沿軸向延伸；和旋轉控制特征，其從中心體延伸，其中，旋轉控制特征接合轉子體中的徑向開口。