重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子

本发明涉及重型燃气轮机，尤其是涉及一种重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子。

背景技术：

1、在以可再生能源为主体的未来电网中，发电燃气轮机需要具有快速启动、快速变负荷的能力。为了提高发电燃气轮机的效率，涡轮入口的温度越来越高，而动力透平的入口温度也随之提高。在稳定运行和快速变负荷过程中，在高温和离心力的共同作用下，动力透平转子在离心载荷、热载荷和气动载荷综合作用下的变形量也显著增加，可能会带来转子强度降低和寿命减少的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，该重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子的轮盘面和轮毂面可以得到充分冷却，具有更高的结构强度和更长的使用寿命。

2、根据本发明实施例的重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，包括

3、n个轮盘，n个所述轮盘同轴自上游至下游依次间隔布置，两两相邻的所述轮盘之间通过连接环部连接，第一个所述轮盘的上游侧用于布置首级静盘，所述首级静盘与第一个所述轮盘之间形成首级盘腔，所述首级静盘上设有用于向所述首级盘腔中供冷气的喷嘴，第一个所述轮盘上设有第一接受孔，所述连接环部上设有径向孔，第n个所述轮盘上设有贯通孔；

4、套筒，所述套筒连接于第一个所述轮盘与第n个所述轮盘之间且位于第二个所述轮盘与第n-1个所述轮盘的内侧处，所述套筒的外侧壁与第二个所述轮盘与第n-1个所述轮盘的内侧壁之间具有间隙；

5、两两相邻的所述轮盘之间且在对应的所述连接环部的外侧形成外侧盘腔，两两相邻的所述轮盘之间且在对应的所述连接环部的内侧形成内侧盘腔；所述第一接受孔连通所述首级盘腔和第一个所述轮盘与第二个所述轮盘之间的所述内侧盘腔；所述径向孔在径向方向上对应地连通所述内侧盘腔和所述外侧盘腔，所述贯通孔连通第n个所述轮盘和第n-1个所述轮盘之间的所述内侧盘腔和第n个所述轮盘的下游侧空间，所述n≥2。

6、根据本发明实施例的重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，在旋转的过程中，从压气机抽取的气体或者由独立的压气机提供的冷气，由喷嘴向首级盘腔中充入，进入首级盘腔的冷气从第一接受孔进入第一个轮盘和第二个轮盘之间的内侧盘腔，然后一部分冷气在离心力和冷气自身压力的作用下，从第一个轮盘和第二个轮盘之间的连接环部上径向孔流入第一个轮盘和第二个轮盘之间的外侧盘腔，并从第一个轮盘和第二个轮盘与中间静盘之间的轮缘密封处流出，一部分冷气从第二个轮盘与套筒之间的间隙进入第二个轮盘和第三个轮盘之间的内侧盘腔，接着进入第三个轮盘和第四个轮盘之间的内侧盘腔以及第二个轮盘和第三个轮盘之间的外侧盘腔，以此类推，由上本发明可以将冷气很好地分配到各个轮盘，从而确保本发明的焊接转子可以得到充分地冷却，结构强度更高、使用寿命更长。

7、在一些实施例中，第一个所述轮盘上还设有第二接受孔，所述第二接受孔连通所述首级盘腔和第一个所述轮盘与第二个所述轮盘之间的所述外侧盘腔。

8、在一些实施例中，所述首级静盘的上游侧还设有与所述喷嘴连通的集气腔，所述集气腔壁体上设有用于向所述集气腔供气的管接头，所述管接头的布置方向与所述喷嘴的布置方向垂直。

9、在一些实施例中，所述套筒的外侧壁和第一个所述轮盘与第n个所述轮盘之间的所述轮盘之间的间隙为1-3mm。

10、在一些实施例中，所述连接环部外侧用于布置中间静盘，所述中间静盘的内侧壁上设有密封齿部，所述密封齿部与对应的所述连接环部的外侧壁密封配合，所述径向孔的外端朝向所述密封齿部的齿槽处。

11、在一些实施例中，两两相邻的所述轮盘上均具有连接环段，两两相邻的所述轮盘之间的所述连接环部通过两两相邻的所述轮盘各自的所述连接环段端对端地焊接而形成，且焊缝呈z字形。

12、在一些实施例中，所述连接环段的连接端面包括在径向上由内向外的依次连接的第一径向端面、连接面和第二径向端面；两两相邻的所述轮盘之间的所述连接环段在焊接之前，两两相邻的所述轮盘之间的所述连接环段的所述第一径向端面彼此贴合且所述第二径向端面彼此不接触。

13、在一些实施例中，所述套筒的下游端与第n个所述轮盘之间在轴向方向上间隙配合。

14、在一些实施例中，所述套筒下游端嵌设于第n个所述轮盘的上游侧壁体中。

15、在一些实施例中，所述贯通孔靠近所述套筒或同时贯通所述套筒的下游端。

16、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，其特征在于，第一个所述轮盘上还设有第二接受孔，所述第二接受孔连通所述首级盘腔和第一个所述轮盘与第二个所述轮盘之间的所述外侧盘腔。

3.根据权利要求2所述的重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，其特征在于，所述首级静盘的上游侧还设有与所述喷嘴连通的集气腔，所述集气腔壁体上设有用于向所述集气腔供气的管接头，所述管接头的布置方向与所述喷嘴的布置方向垂直。

4.根据权利要求1所述的重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，其特征在于，所述套筒的外侧壁和第一个所述轮盘与第n个所述轮盘之间的所述轮盘之间的间隙为1-3mm。

5.根据权利要求1所述的重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，其特征在于，所述连接环部外侧用于布置中间静盘，所述中间静盘的内侧壁上设有密封齿部，所述密封齿部与对应的所述连接环部的外侧壁密封配合，所述径向孔的外端朝向所述密封齿部的齿槽处。

6.根据权利要求1-5任一项所述的重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，其特征在于，两两相邻的所述轮盘上均具有连接环段，两两相邻的所述轮盘之间的所述连接环部通过两两相邻的所述轮盘各自的所述连接环段端对端地焊接而形成，且焊缝呈z字形。

7.根据权利要求6所述的重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，其特征在于，所述连接环段的连接端面包括在径向上由内向外的依次连接的第一径向端面、连接面和第二径向端面；两两相邻的所述轮盘之间的所述连接环段在焊接之前，两两相邻的所述轮盘之间的所述连接环段的所述第一径向端面彼此贴合且所述第二径向端面彼此不接触。

8.根据权利要求1-5任一项所述的重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，其特征在于，所述套筒的下游端与第n个所述轮盘之间在轴向方向上间隙配合。

9.根据权利要求8所述的重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，其特征在于，所述套筒下游端嵌设于第n个所述轮盘的上游侧壁体中。

10.根据权利要求9所述的重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，其特征在于，所述贯通孔靠近所述套筒或同时贯通所述套筒的下游端。

技术总结
本发明公开了一种重型燃气轮机动力透平气冷焊接转子，包括N个轮盘和套筒。两两相邻的轮盘之间通过连接环部连接，第一个轮盘的上游侧设有首级盘腔，首级静盘上设有用于向首级盘腔中供冷气的喷嘴，套筒连接于第一个轮盘与第N个轮盘之间，套筒的外侧壁与轮盘的内侧壁之间具有间隙；两两相邻的轮盘之间且在对应的连接环部的外侧形成外侧盘腔，两两相邻的轮盘之间且在对应的连接环部的内侧形成内侧盘腔；第一接受孔连通首级盘腔和第一个轮盘与第二个轮盘之间的内侧盘腔；径向孔在径向方向上对应地连通内侧盘腔和外侧盘腔，贯通孔连通第N个轮盘和第N‑1个轮盘之间的内侧盘腔和第N个轮盘的下游侧空间。本发明具有更高的结构强度和更长的使用寿命。

技术研发人员：胡博,米泓博,赖伯滔
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15