用于热电发电站的涡轮转子的制作方法

用于热电发电站的涡轮转子的制作方法
【专利摘要】本发明的【技术领域】涉及用于热电发电站的低压涡轮转子，并且更具体地说涉及细长型叶片的互连，且更具体地说涉及一种用于热电发电站的低压涡轮的转子，所述转子包括叶片支承盖(12)，这些盖(12)大致为“山形”形状。
【专利说明】用于热电发电站的涡轮转子

【技术领域】
[0001] 本发明的【技术领域】是用于热电发电站的低压涡轮转子的领域，且更具体地说，是 细长型叶片的互连领域。

【背景技术】
[0002] 在将细长型叶片连接到用于热电发电站的低压涡轮转子的转子轴上的问题是这 种连接必须确保在转子旋转时的安全振动特性。
[0003] 用于热电发电站的涡轮转子是众所周知的，这种转子包括： 一个固定在轴上的盘，轴可围绕基准轴线旋转，盘包括位于其周边的第一接口；和 多个叶片，各个叶片是细长类型并包括翼型，其具有下端和上端，下端固定在根部上， 根部具有用于与盘的第一接口接合的第二接口。
[0004] 当叶片集合件附连在盘上从而形成叶栅（blading)时，作用在该叶栅上的流体造 成转子旋转。
[0005] 叶片互连的有用性源于控制转子的频率特性的需求。实际上，叶栅的叶片会由于 蒸汽流过所述叶栅而承受动态负载。这些负载可在叶片中产生一定的应力水平，从而导致 这些叶片由于疲劳而失效。术语"疲劳"应理解为由在相对于所述材料的弹性极限相对较高 的应力水平下的周期性负载对材料所造成的损伤，其导致材料在大量循环后失效。因此通 过控制本征频率，使得所述本征频率远离激发频率从而减少叶栅中的动态负载是必需的， 所述激发频率依赖于蒸汽流的脉动。
[0006] 该现象在所有涡轮叶片中都能找到。但是，在大多数细长型叶片（通常是低压模 块的后级叶片）的情况下，本征频率相对较低，从而导致高的进入共振状态的风险，使得叶 片更容易被激发。
[0007] 其中一种用于互连叶片的现有解决方案是放置多根金属丝，这些叶片具有细长的 类型，各金属丝连接至少两个叶片。
[0008] 现有技术中所述的第二种解决方案是放置铆接的条带（band)来连接多个叶片。 这种条带具体地说可定位在叶片的上端，即在叶片远离盘的末端，盘固定在轴上。
[0009] 具体地说，这些连接具有不能连续地将叶片连接到同一个转轮上的缺点，结果叶 片在旋转时可具有彼此相当不同的振动特性。
[0010] 另一种已知的解决方案是在上端设置盖，所述盖具有至少一个第一端和一个第二 端，这些末端位于周边上，一旦叶片被安装，叶片的盖就围绕转子盘共同形成与基准轴线同 轴设置的柱形结构，所述盖中的一个的第一端设置为以致与在其前面的盖的第二端接合， 并且该所述盖的第二端设置为用于与在其后的盖的第一端接合。
[0011] 盖中的每一个因而与叶片构成整体，从而确保在操作过程中连续且刚性的连接， 而无论旋转速度如何。这样，通过附连在盘上的叶片集合件所形成的叶栅具有与基准轴线 同轴的柱形结构，其中，该结构还可被描述为分裂成盖的周边条带。
[0012] 然而，这样一个实施例尤其具有当转子旋转时，离心力造成叶片解扭 (untwisting)的缺点，也就是说，叶片中的每一个围绕相对于基准轴线成大致径向方向的 轴线的扭转运动，该轴线与叶片翼型延伸所沿的轴线相对应。这导致在这些叶片之间，尤其 是在其盖之间的接触压力，其随着转子旋转速度的增加而降低。此外，不管该解扭效应如 何，为了确保在盖之间的连续接触，当叶片安装于转子的盘上时扭转预应力将应用于叶片 上。
[0013] 在细长型叶片的情况下，解扭是相当大的，并且在高速下会引起在叶片的盖之间 的接触丢失。这样叶栅的动态特性就不再受控制了。此外，应用于这种叶片的扭转预应力 还非常大，从而产生机械负载，其导致叶片具有更低的抗疲劳强度。


【发明内容】

[0014] 本发明致力于解决现有技术的所有或部分缺点，尤其在叶片安装到转子盘上时的 解扭和应用预应力的情况下，在叶片的盖之间丢失接触的问题，同时提出一种有成本效益 且易于实施，并且确保最佳操作安全性的解决方案。
[0015] 为此，根据第一方面，提出了一种用于热电发电站的低压涡轮的转子，所述转子包 括： 固定在轴上的至少一个盘，轴可围绕基准轴线旋转，盘包括位于其周边的第一接口； 多个叶片，叶片中的每一个具有细长的类型，其包括至少一个翼型和至少两个末端： 下端固定在根部上，根部具有用于与盘的第一接口接合的第二接口；且 上端固定在盖上，所述盖具有至少一个第一端和一个第二端； 一旦叶片被安装，叶片的盖就围绕转子盘共同形成与基准轴线同轴设置的柱形结构， 所述盖的第一端设置为以致与在其前的盖的第二端接合，并且该所述盖的第二端设置为以 致与在其后的盖的第一端接合， 所述转子，其特征在于： 盘的第一接口具有凹槽，其相对于基准轴线同轴，彼此平行，并且具有大致相等的半 径；叶片中的每一个的第二接口具有凸起物，其定向在所述叶片的扩展部分上，并与凹槽的 至少部分接合；第一接口和第二接口各具有成排的轴向贯通开口，其在所述第一接口和第 二接口彼此接合时对准，并且销插入所述贯通开口；以及 盖中的每一个在其第一端和第二端上具有大致径向定向的主平坦表面，主平坦表面与 正交于基准轴线的平面形成角度α，所述角度α : 相对于涡轮中的流体沿基准轴线循环的方向是正的，并且大致在20°和50°之间；以 及 当转子旋转时，定向在与叶片中的每一个的扭转方向相反的方向上。
[0016] 术语"细长型"在涉及叶片时应理解为意味着一种叶片，其在所述【技术领域】中具有 大于或等于1. 5的顶端半径对基底半径的比值，其中： 基底半径是在基准轴线和叶片的基底之间的距离；且 顶端半径是在基准轴线和叶片顶端剖面之间的距离。
[0017] 就高的转子速度下的操作可靠性而言和就实施而言，这种配置提供了许多优点。
[0018] 实际上，当叶片集合件附连在盘上从而形成叶栅时，作用在该叶栅上的流体造成 转子旋转。此外，当转子旋转时，作用在该叶片上的离心力造成在这些所述叶片中的解扭效 应，即叶片的扭转运动，其导致接触压力随着转子的旋转速度增加而增加。
[0019] 实际上，在所述的配置中，其中盖中的每一个在其第一端和第二端上具有大致径 向定向的平坦表面，平坦表面与正交于基准轴线的平面形成角度α，所述角度α : 相对于涡轮中的流体沿着基准轴线的循环方向是正的，并且大致在20°和50°之间； 以及 定向在与叶片中的每一个由于作用在其翼型上的流体的扭转方向相反的方向上， 这使得接触压力可变化，从而随着转子的旋转速度增加而增加。这从而产生了与现有 技术所述相反的效应。
[0020] 这种随着转子旋转速度增加而增加的接触压力的特征容许叶片在公称速度下的 可靠互连，并因而能确保蒸汽流的脉动不会与叶片的本征频率发生谐振。
[0021] 另外，通过这种盖，不需要在叶片安装于盘上时将大的扭转预应力应用于叶片上。 实际上，因为在所述盖中的每一个之间的接触压力随着转子的旋转速度而增加，所以该接 触压力在静止时，即当涡轮的旋转速度为零时可能很低或甚至为零。
[0022] 此外，在现有技术中，扭转预应力在叶片安装时应用于叶片上，叶片包括纵树型的 根部。叶片因而通过其根部的轴向平移而安装在设于其末端上的盘的凹槽排列中，在该步 骤期间产生了扭转预应力。
[0023] 在我们的情形中，当转子旋转时，由于盖的"自紧致"方面，扭转预应力相对于现有 技术中所必要的扭转力要小；叶片因而可通过径向平移而进行安装。实际上，在这种配置 中，在安装期间，叶片的第二接口的凸起物中的每一个通过叶片朝固定在轴上的盘的径向 平移而与盘的第一接口的凹槽接合。安装叶片所需要的扭转力因而可忽略不计或接近零。
[0024] 根据另一技术特征，盖的第一端和第二端中的每一个均大致为山形（chevron)形 状。
[0025] "成山形形状"应理解为"V"形。
[0026] 这种形状使得改善盖的末端的两两接合成为可能。
[0027] 有利的是，当盖两两接合且当转子围绕轴旋转时，在所述盖中的两个之间形成了 接触表面，所述接触表面定位在主平坦表面上。
[0028] 根据一个特殊的技术特征，接触表面占主平坦表面的10%至90%之间。
[0029] 这种接触表面可通过限定主平坦表面进行选择，其具有或没有更大或更小的表 面，尤其是更大或更小的轴向宽度。这种接触表面的预定尺寸的选择影响盖在转子旋转时 的紧致度水平。因而，小的表面将确保在公称的转子旋转速度下大致"自紧致"效应，反之 亦然。
[0030] 有利的是，盖的第一端和/或第二端具有至少一个第一辅助平坦表面，其定位在 主平坦表面和流体流入侧之间，所述第一辅助平坦表面与正交于基准轴线的平面形成角 度β，其相对于涡轮中的流体沿着基准轴线循环的方向是正的，并且大致在85°至95°之 间，更优选大致等于90°。
[0031] 此外且有利的是，这使得设计叶片的盖，以赋予其一定轴向宽度成为可能，该宽度 足以为其提供最佳的机械强度和合适的主平坦表面，这依赖于在盖之间所需的接触紧致 度。
[0032] 在一个优选的实施例中，主平坦表面侧向受到该第一辅助平坦表面的限定，第一 辅助平坦表面定位在流体流入侧。
[0033] 以相似的方式且有利的是，盖的第一端和/或第二端具有至少一个第二辅助平 坦表面，其定位在主平坦表面和流体流出侧之间，所述第二辅助平坦表面与正交于基准轴 线的平面形成角度Φ，其相对于涡轮中的流体沿着基准轴线的循环是正的，并且大致在 100°至175°之间。
[0034] 在一个优选的实施例中，主平坦表面侧向受到该第二辅助平坦表面的限定，第二 辅助平坦表面定位在流体流出侧。
[0035] 此外，根据本发明的第二方面，提出了一种热电发电站，其特征在于其包括至少一 个转子。
[0036] 根据本发明的另一方面，还提出了一种用于如上所述安装转子叶片的方法，所述 方法其特征在于，其包括至少以下步骤： 将叶片放置在盘上的步骤，其中叶片的第二接口的凸起物中的每一个通过叶片朝盘的 径向平移而与盘的第一接口的凹槽接合，盘固定在轴上；和 将叶片锁定在盘上的步骤，其中销被插入到由第一接口和第二接口的成排开口组成然 后对准的王开口中。

【专利附图】

【附图说明】
[0037] 本发明的其它特征和优点将在参照附图阅读以下说明时显现出来，其中： 图1显示了根据一个实施例的涡轮的低压模块的简图； 图2显示了根据一个实施例设置在转子盘上的叶片的视图； 图3显示了根据一个实施例从叶片根部的右边看的视图； 图4显示了根据一个实施例从叶片盖的上方看的视图； 图5显示了从三个两两接合的盖上方看的视图，其显示了根据一个实施例的与基准轴 线同轴设置的柱形结构的一部分； 图6显示了根据两个实施例在盖的紧致度方面依据涡轮的旋转速度而变化的两个曲 线。
[0038] 出于更加清晰起见，在所有附图中通过相同的参考标号来标识相同或相似的元 件。

【具体实施方式】
[0039] 图1显示了根据一个实施例的涡轮2的转子1。实际上，该图显示了双流低压模块 的简图，蒸汽的循环在图中由箭头V表示。
[0040] 在该图1中，显示了用于热电发电站的低压涡轮2的转子1，热电发电站在本例中 是核发电站。在这种配置中，蒸汽大致在其中心进入涡轮2中，并在所述涡轮2中循环，穿 过五个"级"，每个级包含固定在一个相同轴4上的转子盘3,轴4能够围绕基准轴线Λ旋 转，转子1的所述盘中的每一个设有分布在其周边上的多个叶片6。
[0041] 应该注意，级的数量不是唯一的，并且可变化。实际上，在不同的实施例中，涡轮2 可包括例如四个、五个或六个级。
[0042] 此外，出于清晰起见，所示叶片没有任何连接器件，也就是说没有盖12,并且没有 示出其用于附连到转子的盘3上的器件，转子固定在轴4上。
[0043] -旦蒸汽进入涡轮2中，其就大致在一个方向或另一方向上轴向移动，分别穿过 第一级、第二级、第三级、第四级和第五级，通过叶片上的所述蒸汽的作用而驱动转子盘3 旋转，并因而还驱动轴4围绕基准轴线Λ旋转。
[0044] 图2显示根据一个实施例设置在转子盘上的叶片6的视图。
[0045] 该叶片6具有细长的类型，也就是说其具有大于或等于1. 5的顶端半径Rs对基底 半径Rb的比值，其中： 基底半径Rb是在基准轴线△和固定在轴上的盘周边之间的距离；且 顶端半径Rs是在基准轴线Λ和盖12之间的距离。
[0046] 这种叶片通常用于低压涡轮2的第四级和/或第五级。
[0047] 叶片6包括翼型7和两个末纟而8, 9 : 下端8固定在根部10上，根部10具有用于与定位在盘3的周边上的第一接口 5接合 的第二接口 11，盘3固定在轴4上（在该图中不可见），轴4可围绕基准轴线Λ而旋转；和 上端9固定在盖12上，所述盖12具有至少一个第一端13和一个第二端14(见图4)。
[0048] 在该图中，在叶片6和基准轴线Λ之间的距离不是按比例的，该轴线是为了使该 装置更容易理解而呈现。
[0049] 更精确地说，第一接口 5在盘3的外周边上具有五个凹槽15,其相对于基准轴线 Λ是同轴的，彼此平行且具有大致相等的半径R15。这种相对于基准轴线△同轴的凹槽15 因而形成了一种相对于该基准轴线△成大致环形的凹槽排列。
[0050] 此外，第二接口 11在叶片6的下端具有五个凸起物16,其定向在所述叶片6的扩 展部分上。
[0051] 所示叶片6处于其中第二接口 11与盘3的第一接口 5接合的位置，也就是说，叶 片6的五个凸起物16被插入，使其与五个凹槽15接合，因而相对于转子盘3而轴向锁定叶 片6。
[0052] 叶片6的径向运动对其部分而言是通过销的媒介进行锁定的。
[0053] 实际上，第一接口 5和第二接口 11各具有成排轴向的贯通开口 17(见图3)。当叶 片6的五个凸起物16插入到五个凹槽15中时，第一接口 5的成排开口将面对第二接口 11 的成排开口，使其对准，由此同一个销可穿过它们，将叶片6径向锁定在转子的盘3上。
[0054] 更精确地说，在该实施例中，两排开口 17设于叶片的凸起物16上，并且在各种情 况下沿着正交于所述凸起物的主壁的轴线穿过这些凸起物。当叶片处于锁定位置时，这些 成排开口是轴向定向的。
[0055] 在这种情况下，开口 17是圆形的，使得当凸起物16和凹槽15的成排开口 17对准 时，可形成两个柱形的主开口，其在盘3的任一侧和两个边缘处是打开的，并且其中与大致 柱形且直的互补形状的销接合。
[0056] -种用于安装这种叶片6的优选方法包括以下步骤： 将叶片6放置在盘3上的步骤，其中叶片6的第二接口 11的凸起物16中的每一个通 过叶片6朝盘3的径向平移而与盘3的第一接口 5的凹槽15接合；以及 将叶片6锁定在所述盘3上的步骤，其中销被插入到由第一接口 5和第二接口 11的成 排开口 17组成且然后对准的主开口中。
[0057] 这些步骤对于叶片中的每一个一个接一个地重复。
[0058] 图3显示了根据该实施例从叶片根部的右边看去的视图。
[0059] 图4和图5分别显示了根据一个实施例从叶片6的盖12的上方看的视图和从这 些相似的两两接合的盖12中的三个的上方看的视图，且其显示了与基准轴线Λ同轴设置 的柱形结构的一部分。
[0060] 在这两个视图中，流体的循环方向由箭头F表示，并且叶片6的旋转方向由另一箭 头R表示。
[0061] 更精确地说，图4代表从上方看的视图中的叶片6的盖12。流体的循环方向沿着 基准轴线Λ进行定向。叶片的旋转方向R依赖于叶片6的翼型7的空气动力学剖面。 [0062] 在该视图中，逆时针角度是正的，而顺时针角度是负的。
[0063] 叶片6的盖12具有本体，其大致在正交于轴线的平面中延伸，该轴线位于基准轴 线Λ的径向方向上，即垂直于翼型7的扩展部分的轴线。该本体侧向或轴向相对于所述基 准轴线△而受到两个侧表面20, 21的限定，侧表面大致平行于与基准轴线△正交的平面 Ρι，其中这些所述侧表面20, 21间隔一定距离，从而限定盖12的宽度。
[0064] 此外，盖12具有第一端13和第二端14,其各具有大致径向定向的主平坦表面18， 主平坦表面18与正交于基准轴线Λ的平面Pi形成角度α，所述角度α : 相对于涡轮2中的流体F沿着基准轴线Λ的循环方向是正的，并且大致等于30° ;以 及 由于作用在其翼型7上的流体F而定向在与叶片6的扭转方向Τ相反的方向上。
[0065] 由于盖的侧表面20, 21平行于与基准轴线Λ正交的平面Ρι，所以角度α还相当 于在主平坦表面18和侧表面20, 21中的一个之间所形成的角度。
[0066] 盖12的第二端14具有： 第一辅助平坦表面19,其定位在主平坦表面18和流体流入侧之间，与侧表面20交界， 所述第一辅助平坦表面19与正交于基准轴线Λ的平面Pi形成角度β，其相对于涡轮2中 的流体F的循环方向是正的，并且大致等于90度；在该实施例中，所述第一辅助平坦表面 19由主平坦表面18和侧表面20定界； 第二辅助平坦表面19'，其定位在主平坦表面18和流体流出侧之间，所述第二辅助平 坦表面19'在其一个侧面处由侧表面21定界，并与正交于基准轴线△的平面Pi形成角度 Φ，其相对于涡轮2中的流体循环是正的，并且大致等于150度；和 第三辅助表面19''，其在一个侧面处由第一辅助平坦表面19定界，并且在另一侧面与 第二辅助平坦表面19'定界，第三辅助表面19''与正交于基准轴线△的平面Pi形成等于 90度的角度。
[0067] 第二辅助表面19'与第二端14的主平坦表面18形成正锐角，其赋予第二端"山 形"形状。
[0068] 此外，盖12的第一端13对其部分来说具有： 第一辅助平坦表面19,其定位在主平坦表面18和流体流入侧之间，与侧表面20交界， 所述第一辅助平坦表面19与正交于基准轴线△的平面Pi形成相同的角度β ;在该实施 例中，第一端13的所述第一辅助平坦表面19与第二端14的第一辅助平坦表面平行，并且 由主平坦表面18和由侧表面20定界； 第二辅助平坦表面19'，其定位在主平坦表面18和流体流出侧之间，所述第二辅助平 坦表面19'在其一个侧面处由侧表面21定界，并且与正交于基准轴线Λ的平面Pi形成相 同的角度Φ ;在该实施例中，第一端13的所述第二辅助平坦表面19'平行于第二端14的 第二辅助平坦表面19' ； 主平坦表面18和第二辅助平坦表面19'通过圆角（fillet)，即被设计为移除尖锐边缘 的部分圆形表面而彼此连接在一起。
[0069] 第一端13和第二端14具有相似的剖面，其差别在于它们是互补的： 在第一端13中，第二辅助表面19'和主平坦表面18通过圆角而彼此连接在一起；而 在第二端14中，第二辅助表面19'和主平坦表面18通过支承第三辅助表面19' '的倒 角（chamfer)而彼此连接在一起。
[0070] 这尤其使得叶片的盖能够两两接合。
[0071] 在图5中通过示例显示了这种两两接合的叶片的盖的排列。
[0072] 更精确地说，一旦安装了叶片，叶片6的盖12就共同形成了与基准轴线Λ同轴设 置的柱形结构。为了提高清晰度，这里，在从上方看的视图中只显示了其中两两接合的盖12 中的三个。
[0073] 围绕着转子盘3,所述盖12i中的一个的第一端13i设置为以致与在其前的盖12η 的第二端14η接合，并且该所述盖12i的第二端设置为以致与在其后的盖12i+1的第一 端13i+1接合。
[0074] 此外，在该配置下，即当盖12两两接合并且当转子1围绕轴4旋转时，在两个所述 相邻的盖12之间形成了接触表面S。，所述接触表面S。定位在主平坦表面18上。
[0075] 除了驱动转子的所述旋转以外，在叶片的每一个上的流体F的作用还造成这些所 述叶片中的解扭效应，也就是说叶片6的扭转运动1\，其在接触表面S。上产生局部接触压 力，该压力随着转子旋转速度的增加而增加。
[0076] 实际上，支承盖12i的叶片中的解扭效应相当于叶片围绕轴线的扭转运动?\，该轴 线相对基准轴线△大致位于径向方向上，该大致径向轴线与叶片6的翼型7的扩展部分相 对应。
[0077] 从盖12中的每一个在其第一端13和第二端14上具有主平坦表面18的事实来看， 主平坦表面与正交于基准轴线Λ的平面Pi形成了角度α，使得： 相对于涡轮2中的流体沿着基准轴线△的循环方向，角度α是正的，并且大致等于 30° ;以及 当转子旋转时，角度α定向在与叶片6中的每一个的扭转方向Τ相反的方向上， 由此断定，对于两个相邻的盖12p 12i+1 : 由盖A的第二端％定界的主表面18对由盖12i+1的第一端13i+1定界的主表面18施 加第一力，其在基准轴线上的投影相对于流体的循环方向是负的，该第一力局部作用在接 触表面S。上，并且大致正交于后者；以及 由盖12i+1的第一端13i+1定界的主表面18对与盖12i的第二端定界的主表面18施 加第二力，其与第一力相反，并且其在基准轴线上的投影相对于流体的循环方向是正的，该 第二力局部作用在接触表面S。上，并且大致正交于后者。
[0078] 对于在两个盖12,和12i+1之间的接触的描述类似于在每两两相邻的盖之间的接 触，并且推理过程经过必要的修正可应用于其它盖，例如在两个盖12η和12i之间。
[0079] 因为解扭效应和因此扭转运动T随着叶片6的旋转而增加，叶片6是由于涡轮2 中循环的流体F作用在翼型7上的效应而引起旋转，所以第一力和第二力具有随着转子旋 转速度的增加而越来越大的分量。
[0080] 此外，因为这些力是相反的且朝彼此定向，这导致接触表面S。上的局部的接触压 力，该压力随着所述转子旋转速度的增加而增加。
[0081] 在该实施例中，接触表面S。占主平坦表面18的大约80%。
[0082] 图6显示了根据两个实施例的在盖12的紧致度方面依据涡轮的旋转速度而变化 的两个曲线。
[0083] 这里所示的两个曲线Cp C2与不同的叶片相对应，尤其是具有不同机械属性的叶 片。这些叶片6在该情况下都为被称为细长型叶片6的叶片。
[0084] 更精确地说，所提出的座标系统在横座标上具有叶片6的旋转速度，并且在纵坐 标上具有在两个相邻的盖12之间的接触压力。
[0085] 对于这些叶片6中的每一个，在公称速度Vn下的接触压力P(Vn)是相同的，但曲线 变化不同。
[0086] 实际上，关于曲线Q中所示的叶片6的两个盖12之间的接触压力方面的变化，其 情况如下： 在零速度下，接触压力为零。换句话说，叶片在组装期间免于任何扭转预应力； 随着旋转速度从零增加至在盖12之间开始接触时的速度V。，所述盖12没有接触，这是 在安装期间各个相邻的盖12中的每个之间存在间隙的结果； 一旦转子的旋转速度大于速度V。，在各个盖12之间的接触压力将由于叶片6的解扭效 应而按比例地增加，如此处具有直线轮廓的曲线所示。
[0087] 关于曲线C2中所示的叶片6的两个盖12之间的接触压力方面的变化，这显示了 一个实施例，在该实施例中，叶片6经过组装，使得在固定时，也就是说在零旋转速度下，在 两个相邻的盖12之间没有间隙。
[0088] 实际上，虽然接触压力相对旋转速度按比例地增加，但是在这种情况下，当叶片安 装于转子的盘3上时，扭转预应力将应用于叶片6上，使得在零旋转速度下仍保持非零的接 触压力P。。
[0089] 关于根据本发明的盖12的配置而言，且就叶片是细长型的事实而言，应指定的 是，在这种情况下这种扭转预应力对叶片是无害的。实际上，在我们的情况下，如果在安装 期间应用了扭转预应力，那么其将不会超过可能由操作员手动应用的作用力。因而在这里， 其是同现有技术所呈现的作用力相比可忽略不计的扭转预应力。
[0090] 此外，此处显示了两个压力限制：下限Li和上限Ls。根据一种优选配置，公称速度 vn下的接触压力P(Vn)的值处于这些压力下限Li和压力上限Ls的两个值之间。
[0091] 实际上，在接触压力大于压力上限Ls的情况下，应用于叶片6上，具体地说是应用 于在盖12和翼型7之间的接头上的应力太大，以致于不能确保组件的机械完整性，并且这 可导致转子的破坏性的机械变形。
[0092] 通过对比，在接触压力小于压力下限Q的情况下，叶片的振动特性没有受到足够 的控制以确保安全的机械完整性。实际上，在这种情况下，叶片6的本征频率没有以足够精 确的方式进行控制，当这些本征频率接近激发频率时，其可导致大的机械应力，最终导致叶 片的失效。接触压力优选地大于3MPa。
[0093] 在我们的情况下，尤其通过配置接触表面，叶片6的盖12的几何形状可使得在公 称速度下限制或不限制该接触压力成为可能，从而在这两个极限区间调整接触压力，同时 保留将所述叶片组装到转子的盘3上的简易性。
[〇〇94] 上面通过示例描述了本发明。应该懂得，在不脱离本发明的范围内，本领域中的技 术人员将能够产生本发明不同的变型实施例。
【权利要求】
1. 一种用于热电发电站的低压涡轮⑵的转子（1)，所述转子⑴包括： 至少一个固定在轴（4)上的盘（3)，所述轴（4)可围绕基准轴线（△)旋转，所述盘（3) 在其周边包括第一接口（5); 多个叶片（6)，所述叶片中的每一个为细长的类型，其包括至少一个翼型（7)和至少两 个末端（8, 9): 下端（8)固定在根部（10)上，所述根部（10)具有设计成与所述盘（3)的第一接口（5) 接合的第二接口（11);以及 上端（9)固定在盖（12)上，所述盖（12)具有至少一个第一端（13)和一个第二端 (14)； 一旦安装所述叶片，所述叶片（6)的盖（12)就围绕所述转子盘（3)共同形成一种与所 述基准轴线（Λ)同轴设置的柱形结构，所述盖（12J中的一个的第一端（13J设置为以致 与在其前面的盖（12η)的第二端（1U接合，并且该所述盖（12J的第二端（14J设置为 以致与在其后面的盖（12 i+1)的第一端（13i+1)接合， 所述转子（1)，其特征在于： 所述盘（3)的第一接口（5)具有凹槽（15)，其相对于所述基准轴线（△)同轴，彼此平 行，并且具有大致相等的半径（R15);所述叶片（6)中的每一个的第二接口（11)具有凸起物 (16)，其定向在所述叶片（6)的扩展部分上，并与所述凹槽（15)的至少部分接合；所述第一 接口（5)和所述第二接口（11)各具有成排轴向贯通的开口（17)，其在所述第一接口（5)和 所述第二接口（11)彼此接合时对准，并且销插入所述轴向贯通的开口（17)中；且 所述盖（12)中的每一个在其第一端（13)和第二端（14)上具有大致径向定向的主平 坦表面（18)，所述主平坦表面（18)与正交于所述基准轴线（Λ)的平面（Pi)形成角度 (α )，所述角度（α ): 相对于所述涡轮（2)中的流体沿着所述基准轴线的循环方向是正的，并且大致在20至 50°之间；以及 当所述转子旋转时，定向在与所述叶片（6)中的每一个的扭转方向（Τ)相反的方向上。
2. 根据前述权利要求所述的转子（1)，其特征在于，所述盖（12)的第一端（13)和第二 端（14)中的每一个均大致为"山形"形状。
3. 根据前述权利要求中的任一项所述的转子（1)，其特征在于，当所述盖（12)两两接 合并且当所述转子（1)围绕所述轴（4)旋转时，在所述盖（12)中的两个之间形成接触表面 (S。)，所述接触表面（S。）定位在所述主平坦表面（18)上。
4. 根据前述权利要求所述的转子（1)，其特征在于，所述接触表面（S。）占所述主平坦 表面（18)的10%和90%之间的表面。
5. 根据前述权利要求中的任一项所述的转子（1)，其特征在于，所述盖（12)的第一端 (13)和/或第二端（14)具有至少一个第一辅助平坦表面（19)，其定位在所述主平坦表面 (18)和流体流入侧之间，所述第一辅助平坦表面（19)与正交于所述基准轴线（△)的平面 (Ρ丄）形成角度（β )，所述角度（β )相对于所述涡轮（2)中的流体沿着所述基准轴线（Λ ) 的循环方向是正的，并且大致在85°和95°之间，更优选地大致等于90°。
6. 根据前述权利要求中的任一项所述的转子（1)，其特征在于，所述盖（12)的第一端 (13)和/或第二端（14)具有至少一个第二辅助平坦表面（19'），其定位在所述主平坦表面 (18)和流体流出侧之间，所述第二辅助平坦表面（19'）与正交于所述基准轴线（△)的平面 (P丄）形成角度（Φ)，所述角度（Φ)相对于所述涡轮（2)中的流体沿着所述基准轴线（Λ) 的循环是正的，并且大致在1〇〇°和175°之间。
7. -种热电发电站，其特征在于，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的至少一 个转子（1)。
8. -种用于安装根据权利要求1至6中的任一项所述的转子（1)的叶片（6)的方法， 所述方法，其特征在于，其包括至少以下步骤： 将所述叶片（6)放置在所述盘（3)上的步骤，其中，所述叶片（6)的第二接口（11)的 凸起物（16)的每一个通过所述叶片（6)朝所述盘（3)的径向平移而与所述盘（3)的第一 接口（5)的凹槽（15)接合，所述盘（3)固定在所述轴（4)上；以及 将所述叶片（6)锁定在所述盘（3)上的步骤，其中，所述销被插入到由所述第一接口 (5)和所述第二接口（11)的成排开口（17)组成然后对准的主开口中。
【文档编号】F01D5/02GK104061022SQ201410082201
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2013年3月7日
【发明者】M.福奇, A.布格恩, J.勒迈雷 申请人:阿尔斯通技术有限公司