涡轮机转子组件和方法技术

示出一种涡轮机组件，其包括转子(1)和安装在该转子上的叶片环(7A；7B)。各叶片包括翼型件部分(7F)和根部部分(7R)，该根部部分(7R)插入在该转子(1)的周向的叶片固持沟槽(5)中。叶片固持沟槽(5)包括扩大沟槽部分。扩大沟槽部分中的叶片能够绕相应的、大体上径向的轴线(Y-Y)旋转，以采用最小切向尺寸的位置。至少一个可移除的插入件(21)沿扩大沟槽部分布置在位于该扩大沟槽部分中的该叶片(7B)的根部部分与该叶片固持沟槽的侧壁之间，以在最终组装的布置中对该叶片进行施力和锁定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文中公开的主题涉及用于在涡轮机转子上组装涡轮机叶片的方法，特别是用于轴向涡轮机的叶片，轴向涡轮机诸如燃气涡轮、轴向压缩机、或蒸汽涡轮。公开的主题也涉及涡轮机转子。
技术介绍
涡轮机鼓筒形转子通常包括鼓筒，该鼓筒具有叶片固持沟槽，该叶片固持沟槽围绕该鼓筒周向地扩展且具有大体上T形的截面。叶片各自包括翼型件部分和根部部分，该根部部分是大体上T形的且用于固持在转子的叶片固持沟槽中。通过将根部部分引入叶片固持沟槽中且之后绕径向轴线扭转该叶片来将叶片约束到转子，以使根部部分接合在由T形叶片固持沟槽形成的底切(undercut)中。叶片的数量必须足以形成完整的环形叶片布置，且被一个靠着另一个地切向地施力，以抵抗压力和振动。已开发若干解决方案来将叶片引入在T形沟槽中，并且最终一个靠着另一个地对它们切向地施力。在一些已知的涡轮转子布置中，为了围绕转子组装完整的叶片环，待引入的最后的叶片具有根部部分，该根部部分不是T形的，且其被引入插入空间中，该插入空间相对于该T形叶片固持沟槽的宽度，在轴向方向上(即，在平行于该转子的旋转轴线的方向上)具有更大的尺寸。在径向螺钉的帮助下，通过将最后的叶片与被引入在该插入空间中的两个插入片锁定来固持该最后的叶片。当该最后的叶片被引入和锁定时，形成完整的叶片环并且该叶片被一个靠着一个地切向地施力。US专利号7,901,187公开了这种结构。图23示意性地例示涡轮转子的一部分和相关叶片，特别地示出了最后的叶片，该最后的叶片已安装在该转子上。该转子用参考数字100表示。叶片102围绕转子安装并被固持在底切的叶片固持沟槽中，例如，具有大体上T形的截面，并围绕该转子周向地延伸。除该最后一个叶片之外的各叶片具有接合该底切的沟槽的T形根部部分(未示出)。叶片102与在103处示出的插入空间对应地被引入到该叶片固持沟槽中。在其中插入两个相对的插入片107之后，将最后的叶片105引入插入空间103中。该插入片107和该最后的叶片105借助于螺钉109、111而被锁定在转子或鼓筒100上。该已知的安装系统具有一些缺点，包括在最后的叶片105的固持方面的效率的降低。后者借助于螺钉109、111而被相对于离心力径向地固持，该离心力在转子的旋转期间生成。为了获得足够的径向固持效果，螺钉必须较深地接合到该转子中。这导致应力集中，特别是在经受高操作温度(诸如在蒸汽涡轮中发生的那些)的涡轮机中。US专利号7,168,919描述了一种用于在转子鼓筒上组装和切向地锁定叶片的另一已知的布置。在该已知的布置中，各叶片具有根部，该根部带有相反的凸起部分，该相反的凸起部分沿根部的轴向方向延伸。叶片以径向地交错的布置被引入T形沟槽中，以便相应的凸起部分最初径向地交错。最后，该叶片径向向外位移，以便所有叶片的凸起部分径向地对齐，从而消除了相邻叶片之间的间隙，并沿切向方向一个靠着另一个地对叶片施力。叶片的加工非常复杂，且在组装过程中，很难控制和调整最终的切向干扰。在其他已知的布置中，将垫片强迫地引入相邻叶片的根部之间，以在叶片之间生成切向干扰，并沿切向方向一个靠着另一个地对它们施力。借助于螺钉来锁定垫片。而且，这种布置也被证明不是令人满意的，因为它需要组件处的关键加工。此外，垫片必须是厚的，以被强迫地引入且容纳固持螺钉。这需要具有不均匀的根部间距的叶片，以至于从耐应力性的观点来看，叶片排不可被优化。因此需要一种在涡轮机转子上安装叶片的更有效的系统，且特别是一种插入最后的叶片并封闭整个叶片环的更有效的方式。
技术实现思路
根据本文中公开的主题，单个涡轮机级的旋转叶片借助于接合在底切叶片固持沟槽或通道中的根部部分而组装在转子上，该底切叶片固持沟槽或通道围绕转子轴线周向地延伸。叶片固持沟槽和叶片根部部分定形为以便使各叶片径向地接合于转子。叶片固持沟槽设有底切，例如其截面的一部分为T形，以形成燕尾连接，各叶片的根部部分的类似的T形或燕尾形部分接合在其中。叶片固持沟槽具有扩大部分。沿所述扩大沟槽部分引入的叶片可相对于它们的最终组装角位置过度扭转，以便暂时地采用最小切向尺寸的位置，从而产生自由间隙。最后的叶片被引入间隙中并被扭转，以接合在由叶片固持沟槽形成的底切中。切向插入件最终被引入扩大沟槽部分中，以通过使各叶片绕其相应的径向轴线旋转而迫使过度扭转的叶片回到其最终角位置中。在将叶片扭转到最终角位置中时，其切向尺寸增大，且消除了相邻叶片之间的余隙。获得了完整的叶片环。叶片以有效的方式被径向地固持在叶片固持沟槽中，而无需叶片根部部分的复杂成型，且不使用关键的叶片转子约束手段，包括径向螺钉和类似的锁定部件。根据一些实施例，因此提供了一种涡轮机组件，其包括转子和安装在所述转子上的叶片环，各叶片包括翼型件部分和根部部分，该根部部分插入转子的底切叶片固持沟槽中。叶片固持沟槽在转子核心或转子鼓筒的外周上围绕转子的旋转轴线周向地延伸。叶片固持沟槽包括沿沟槽的周向扩展范围的一小部分延伸的扩大沟槽部分，如从大约20°到大约100°，优选地从大约30°到大约60°。扩大沟槽部分具有其截面的一部分，该部分具有比沟槽的其余部分大的轴向方向上(即平行于转子的旋转轴线)的尺寸。扩大沟槽部分中的叶片能够围绕大体上径向的轴线旋转，以采用最小切向尺寸的位置。多个可移除的插入件在叶片根部部分与沟槽的侧面之间沿所述扩大沟槽部分布置，以在最终组装位置中对叶片进行施力和锁定。在所述位置中，叶片可处于相互干涉的状态。本公开的背景下的底切叶片固持沟槽应当理解为如下沟槽，该沟槽具有适合于径向地接合叶片根部部分的截面形状，例如，T形或燕尾形截面。在一些实施例中，各叶片可设有外护罩部分。一旦组装在最终位置中，则相邻叶片的护罩部分相互接触，以形成围绕叶片的连续环形护罩，叶片围绕转子轴线形成叶片环。根据另一方面，本文中公开的主题涉及一种组装如上所述的涡轮机组件的方法，其包括以下步骤：将第一组叶片插入和扭转成它们的根部接合在所述叶片固持沟槽中；将第二组叶片插入所述叶片固持沟槽的扩大部分中插入且围绕所述第二组叶片的相应径向轴线过度扭转所述第二组叶片，以便所述第二组叶片中的叶片采用减小切向尺寸的角位置，从而在所述叶片固持沟槽中形成自由间隙；将最后的叶片引入所述自由间隙中，并围绕相应的径向轴线过度扭转所述最后的叶片；在所述第二组叶片的根部与所述扩大沟槽部分的相对的侧表面之间，将可移除插入件顺序地引入所述扩大沟槽部分中，从而将第二组叶片中的叶片顺序地扭转到最终角位置中。根据又一方面，本文中公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机组件，其包括转子和安装在所述转子上的叶片环，各叶片包括翼型件部分和根部部分，该根部部分插入在转子的周向叶片固持沟槽中；其中，所述叶片固持沟槽包括扩大沟槽部分，扩大沟槽部分中的叶片能够围绕相应的大体上径向的轴线旋转，以采用最小切向尺寸的位置；且其中，至少一个可移除的插入件沿所述扩大沟槽部分布置在位于扩大沟槽部分中的叶片根部部分与叶片固持沟槽的侧壁之间，以在最终组装的布置中对所述叶片进行施力和锁定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.21 IT FI2013A0001171.一种涡轮机组件，其包括转子和安装在所述转子上的叶片环，各叶片包括翼型件部
分和根部部分，该根部部分插入在转子的周向叶片固持沟槽中；其中，所述叶片固持沟槽包
括扩大沟槽部分，扩大沟槽部分中的叶片能够围绕相应的大体上径向的轴线旋转，以采用
最小切向尺寸的位置；且其中，至少一个可移除的插入件沿所述扩大沟槽部分布置在位于
扩大沟槽部分中的叶片根部部分与叶片固持沟槽的侧壁之间，以在最终组装的布置中对所
述叶片进行施力和锁定。
2.根据权利要求1所述的涡轮机组件，其中，所述至少一个可移除的插入件容纳在切向
地延伸的承座中，该承座形成在叶片根部部分与扩大沟槽部分的侧壁之间，所述承座和所
述至少一个插入件具有构造且布置成将插入件径向地固持在承座中的截面。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮机，包括沿扩大沟槽部分切向地布置的多个所述插入
件。
4.根据权利要求1或2或3所述的涡轮机组件，其中，所述叶片固持沟槽具有入口槽道和
形成叶片固持底切的底部部分；且其中，沿着扩大沟槽部分，所述入口槽道具有比在所述叶
片固持沟槽的其余部分中大的轴向尺寸。
5.根据权利要求4所述的涡轮机组件，其中，沿着所述扩大沟槽部分，入口槽道形成底
切，该底切径向地固持所述至少一个插入件。
6.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的涡轮机组件，其中，所述叶片的各根部
部分包括相反的轴向地延伸的凸耳，该凸耳与沟槽的相对的切向地延伸的侧壁协作，以将
各叶片相对于叶片的径向地延伸的轴线固持在固定的角位置中；且其中，沿着所述扩大沟
槽部分，所述至少一个插入件布置在沿扩大沟槽部分布置的叶片的所述轴向地延伸的凸耳
中的一个与沟槽的相对的切向地延伸的侧壁之间，所述插入件强迫地接合在轴向地延伸的
突出部与沟槽的侧壁之间，从而将叶片固持在最终角位置中。
7.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的涡轮机组件，其中，所述叶片分为第一
组叶片和第二组叶片，所述第二组叶片沿扩大沟槽部分布置且第一组叶片沿所述叶片固持
沟槽的其余部分布置；且其中，第二组叶片中的叶片的一个凸耳具有比其余凸耳小的轴向
范围和与所述至少一个插入件协作的倾斜表面。
8.根据权利要求1到5中的一项或更多项所述的涡轮机组件，其中，各叶片包括在相应
翼型件部分与根部部分之间的叶片平台；且其中，所述至少一个可移除的插入件被沿扩大
沟槽部分强迫地接合在沟槽的侧壁与相应叶片的平台之间。
9.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的涡轮机组件，其中，扩大沟槽部分和沿
其布置的叶片的根部部分形成相反的底切，从而将所述至少一个插入件径向地固持在其
间。
10.根据权利要求6或7所述的涡轮机组件，其中：与所述至少一个插入件接触的所述叶
片的轴向地延伸的凸耳形成底切，且与所述轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·科西，D·彻卡奇，
申请(专利权)人：诺沃皮尼奥内股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT