渦輪機(jī)的輪葉鎖定組件和固定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開(kāi)的主題涉及用于將輪葉固定在渦輪機(jī)內(nèi)的輪葉鎖定組件、固定方法和渦輪機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如軸向壓縮機(jī)和渦輪(例如，燃?xì)鉁u輪軸向壓縮機(jī)、蒸汽渦輪等)的渦輪機(jī)可大體包括轉(zhuǎn)子部分，其在系統(tǒng)運(yùn)行期間圍繞軸線旋轉(zhuǎn)。例如，在軸向壓縮機(jī)或蒸汽渦輪中，轉(zhuǎn)子部分(例如，級(jí)的盤(pán))可包括多個(gè)輪葉(例如，旋轉(zhuǎn)葉片)，其圍繞軸設(shè)置。輪葉沿周向設(shè)置成圍繞轉(zhuǎn)子部分彼此相鄰。通常這些輪葉沿切向方向加載到轉(zhuǎn)子部分上。加載在轉(zhuǎn)子部分上的最后一個(gè)輪葉稱為封閉輪葉。封閉輪葉固定到轉(zhuǎn)子部分上，以將輪葉在轉(zhuǎn)子上鎖定就位，以及阻止輪葉沿著轉(zhuǎn)子部分(即，相對(duì)于轉(zhuǎn)子部分)的周向運(yùn)動(dòng)。但是，用來(lái)將封閉輪葉固定到轉(zhuǎn)子部分上的機(jī)構(gòu)可導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的應(yīng)力集中和/或轉(zhuǎn)子在級(jí)(例如，蒸汽渦輪的渦輪級(jí)或壓縮機(jī)級(jí))的重新組裝期間對(duì)轉(zhuǎn)子較多地重新加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]下面概述在范圍上與原本要求保護(hù)的發(fā)明相當(dāng)?shù)哪承?shí)施例。這些實(shí)施例不意圖限制要求保護(hù)的發(fā)明的范圍，而是這些實(shí)施例僅意圖提供本發(fā)明的可行形式的簡(jiǎn)要概述。實(shí)際上，本發(fā)明可包含可類似于或不同于下面闡述的實(shí)施例的各種形式。
[0004]根據(jù)第一實(shí)施例，一種渦輪機(jī)包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)、多個(gè)輪葉、封閉輪葉和單個(gè)鎖定元件;轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)包括外圍部分，其設(shè)置成圍繞至少一個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)的旋轉(zhuǎn)軸線，其中外圍部分包括凹槽，其沿周向圍繞外圍部分延伸，其中凹槽具有第一凹槽表面和設(shè)置成與第一凹槽表面相反的第二凹槽表面;多個(gè)輪葉中的各個(gè)設(shè)置在凹槽內(nèi)而彼此相鄰;封閉輪葉設(shè)置在凹槽內(nèi)而與至少一個(gè)輪葉相鄰，其中封閉輪葉具有與第一凹槽表面交接的第一輪葉表面，以及設(shè)置成與第一輪葉表面相反的第二輪葉表面，并且封閉輪葉阻止多個(gè)輪葉在凹槽內(nèi)相對(duì)于至少一個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)沿周向運(yùn)動(dòng);單個(gè)鎖定元件設(shè)置在第二輪葉表面和第二凹槽表面之間且接觸第二輪葉表面和第二凹槽表面，其中在第一運(yùn)行狀況中，單個(gè)鎖定元件接觸第二輪葉表面和第二凹槽表面，以將封閉輪葉固定在凹槽內(nèi)，并且在第二運(yùn)行狀況中，單個(gè)鎖定元件是松動(dòng)的。
[0005]要注意，當(dāng)單個(gè)鎖定元件處于第一運(yùn)行狀況時(shí)，即當(dāng)渦輪機(jī)組裝好時(shí)(具體而言當(dāng)其旋轉(zhuǎn)時(shí))，其作用類似于楔，即使其不是漸縮形狀的；為此，鎖定元件在以下詳細(xì)描述中稱為“楔”。
[0006]根據(jù)第二實(shí)施例，一種輪葉鎖定組件，用于將多個(gè)輪葉固定在渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)的凹槽內(nèi)，以阻止多個(gè)輪葉相對(duì)于轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)的周向運(yùn)動(dòng)，輪葉鎖定組件包括封閉輪葉和單個(gè)鎖定元件;封閉輪葉構(gòu)造成在凹槽內(nèi)設(shè)置在相鄰多個(gè)輪葉之間，其中封閉輪葉具有構(gòu)造成與凹槽的第一凹槽表面交接的第一輪葉表面，以及設(shè)置成與第一輪葉表面相反的第二輪葉表面，并且封閉輪葉構(gòu)造成阻止多個(gè)輪葉在凹槽內(nèi)相對(duì)于轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)的周向運(yùn)動(dòng)；單個(gè)鎖定元件設(shè)置在第二輪葉表面和第二凹槽表面之間且接觸第二輪葉表面和第二凹槽表面，其中在第一運(yùn)行狀況中，單個(gè)鎖定元件接觸第二輪葉表面和第二凹槽表面，并且經(jīng)歷軸向力，以將封閉輪葉固定在凹槽內(nèi)，并且在第二運(yùn)行狀況中，單個(gè)鎖定元件是松動(dòng)的。
[0007]根據(jù)第三實(shí)施例，一種用于將輪葉固定在渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)的凹槽內(nèi)的方法，包括將單個(gè)鎖定元件設(shè)置在凹槽的封閉凹槽部分中，其中單個(gè)鎖定元件設(shè)置在輪葉表面和凹槽表面之間且接觸輪葉表面和凹槽表面，其中在第一運(yùn)行狀況中，單個(gè)鎖定元件接觸輪葉表面和凹槽表面，并且經(jīng)歷軸向力，以將封閉輪葉固定在凹槽內(nèi)，并且在第二運(yùn)行狀況中，單個(gè)鎖定元件是松動(dòng)的O
【附圖說(shuō)明】
[0008]當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，相同符號(hào)在所有圖中表示相同部件，其中:
圖1為渦輪機(jī)系統(tǒng)(例如，燃?xì)鉁u輪系統(tǒng))的實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D，其包括壓縮機(jī)，壓縮機(jī)具有聯(lián)接的盤(pán)轉(zhuǎn)子，盤(pán)轉(zhuǎn)子具有用于各個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)的自鎖定封閉輪葉組件；
圖2為自鎖定封閉輪葉組件的實(shí)施例的局部側(cè)視透視圖，其設(shè)置在轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)的凹槽內(nèi)；
圖3為圖2的自鎖定封閉輪葉組件的實(shí)施例的局部后視透視圖，其在轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)的凹槽內(nèi)設(shè)置在相鄰輪葉之間；
圖4為圖2的自鎖定封閉輪葉組件的實(shí)施例的局部正視透視圖，其在轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)的凹槽內(nèi)設(shè)置在相鄰輪葉之間；
圖5為圖2的自鎖定封閉輪葉組件的實(shí)施例的俯視圖，其設(shè)置在轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)的凹槽內(nèi)； 圖6為用于輪葉的凹槽部分的實(shí)施例的沿著圖5的線6-6得到的橫截面?zhèn)纫晥D；
圖7為用于自鎖定封閉輪葉組件的封閉凹槽部分的實(shí)施例的沿著圖5的線7-7得到的橫截面?zhèn)纫晥D；
圖8A-F為一系列局部側(cè)視圖，其示出根據(jù)實(shí)施例的圖2的自鎖定封閉輪葉組件在封閉凹槽部分內(nèi)的組裝；
圖9為渦輪機(jī)系統(tǒng)(例如，燃?xì)鉁u輪系統(tǒng))的實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D，其包括壓縮機(jī)，壓縮機(jī)具有單件轉(zhuǎn)子，單件轉(zhuǎn)子對(duì)于各個(gè)級(jí)具有圖2的自鎖定封閉輪葉組件；以及
圖10為渦輪機(jī)系統(tǒng)(例如，蒸汽渦輪系統(tǒng))的局部橫截面?zhèn)纫晥D，其包括渦輪，渦輪具有單件轉(zhuǎn)子，單件轉(zhuǎn)子對(duì)于各個(gè)級(jí)具有圖2的自鎖定封閉輪葉組件。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面將對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行描述。為了致力于提供對(duì)這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，可能不會(huì)在說(shuō)明書(shū)中對(duì)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)例如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中開(kāi)發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，必須作出許多對(duì)實(shí)現(xiàn)而言專有的決定來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的具體目標(biāo)，例如符合與系統(tǒng)有關(guān)及與商業(yè)有關(guān)的約束，開(kāi)發(fā)人員的具體目標(biāo)可根據(jù)不同的實(shí)現(xiàn)彼此有所改變。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，但盡管如此，對(duì)具有本公開(kāi)的益處的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這種開(kāi)發(fā)工作將是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造的例行任務(wù)。
[0010]當(dāng)介紹本發(fā)明的各實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一個(gè)”、“一種”、“該”和“所述”意圖表示存在一個(gè)或多個(gè)該元件。用語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”意圖為包括性的，并且表示除了列出的元件之外，可存在另外的元件。
[0011 ]本公開(kāi)涉及渦輪機(jī)，其包括自鎖定封閉輪葉組件。例如，渦輪機(jī)可為燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)或任何其它類型的旋轉(zhuǎn)機(jī)器(例如，渦輪機(jī))。自鎖定封閉輪葉組件可用來(lái)阻止其它輪葉(例如，切向入口鳩尾輪葉)在轉(zhuǎn)子盤(pán)或級(jí)(例如，相同排或級(jí))的凹槽內(nèi)的周向運(yùn)動(dòng)。具體而言，自鎖定封閉輪葉組件包括封閉輪葉(例如，旋轉(zhuǎn)葉片，其具有安裝基部部分)和僅單個(gè)楔，單個(gè)楔設(shè)置在凹槽的相同部分(例如，封閉凹槽部分)內(nèi)，以將封閉輪葉固定在封閉凹槽內(nèi)。封閉凹槽部分包括第一凹槽表面、設(shè)置成與第一凹槽表面相反的第二凹槽表面，以及設(shè)置在第一和第二凹槽表面之間的第三表面。封閉輪葉包括與第一凹槽表面(例如，具有用于突起的凹部)交接的第一表面(例如，具有突起的外凸鳩尾部分的第一表面)，以及第二表面，第二表面設(shè)置成與第一表面相反，以接觸單個(gè)楔或與單個(gè)楔交接。單個(gè)楔可預(yù)先插入或設(shè)置在封閉凹槽部分中(例如，抵靠著第三凹槽表面)。封閉輪葉組件可包