[发明专利]在带冠涡轮机叶片上中心定位切齿的方法

说明书

技术领域

本申请大体涉及用于在涡轮机叶片(turbineblade)上中心定位切齿 (cuttertooth)的方法。更具体地，但非限制性地，本申请涉及利用布置 在梢部叶冠(tipshroud)中心的切齿来替代布置在梢部叶冠的吸入侧上 的切齿的方法。

背景技术

诸如用于发电的涡轮机组件典型地通过由燃料燃烧而产生的膨 胀热压缩气体产生旋转轴功率。燃气涡轮机轮叶(bucket)或叶片通常具 有翼面(airfoil)形状，其设计成将流径气体的热能和动能转换成转子的 机械旋转。

涡轮机轮叶常具有梢部叶冠。该梢部叶冠防止翼面由于振动应力 而在高周疲劳中失效。此外，梢部叶冠密封件典型地从叶冠的最外层 表面上径向向外地突出，并且在叶冠的相对端之间沿涡轮机转子的旋 转方向圆周地延伸。梢部叶冠密封件通常径向地延伸至凹槽内，该凹 槽形成在与旋转的梢部叶冠相对的静止叶冠中。在某些设计中，静止 叶冠具有蜂窝通道。不同于在梢部叶冠和静止叶冠之间提供零公差密 封件从而导致翼面的不稳定性，已经发现合乎期望的是，在梢部叶冠 密封件上设置泄漏路径，这将消除这种不稳定性。通常，切齿设置在 梢部叶冠密封件的前缘(也称为吸入侧)，以便在静止叶冠的蜂窝通道 中切出比梢部叶冠密封件的宽度更宽的凹槽。这使泄漏能够在凹槽内 位于梢部叶冠密封件相对侧上的高压区域和低压区域之间流动。虽然 这导致穿过翼面不希望的压降减小，并且导致密封性能削弱，但是损 失的效率通过翼面的稳定性增加得到了补偿。

然而，由于高温和离心产生的弯曲应力的结合，梢部叶冠遭受蠕 变破坏。单个轮叶或叶片的故障可使整个涡轮机停机。除停工之外， 轮叶的这种维修是耗时的和/或昂贵的。因此，需要一种具有改善性能 的涡轮机叶片叶冠以应付温度和应力。这种涡轮机叶片叶冠将增加使 用寿命，并且还整体地增加涡轮机系统的效率。

发明内容

因此，本申请描述了一种用于延长梢部带冠的涡轮机叶片的使用 寿命的方法，该方法包括以下步骤：1)将末端定位的切齿从梢部叶冠 的密封导轨上移除；和2)将中心定位的切齿附连到梢部叶冠的密封导 轨上。末端定位的切齿可包括切齿，其位于梢部叶冠的密封导轨的吸 入侧和压力侧中的一个的末端处。中心定位的切齿可包括切齿，其位 于梢部叶冠的密封导轨的近似中心。

在某些实施例中，该末端定位的切齿的移除包括加工该末端定位 的切齿，直到末端定位的切齿的厚度大致等于密封导轨的其它区域的 厚度。在某些实施例中，中心定位的切齿的附连可包括将中心定位的 切齿焊接(welding)到密封导轨上。在其他实施例中，中心定位的切齿 的附连可包括将中心定位的切齿钎焊(brazing)到密封导轨上。在其他 实施例中，中心定位的切齿的附连可包括通过焊接和钎焊中的一种方 法对材料进行堆焊。

在一些实施例中，中心定位的切齿可包括通常为长方形的形状。 一旦附连后，中心定位的切齿的外径向边缘可与密封导轨的外半径对 准。中心定位的切齿可径向向内地延伸到密封导轨圆角(fillet)的接近 开始位置。中心定位的切齿的径向高度可为密封导轨的径向高度的大 致一半。中心定位的切齿可向下大致延伸密封导轨的高度的一半。

在某些实施例中，中心定位的切齿可附连到密封导轨上，使得如 果中心定位的切齿从在梢部叶冠圆角下方的最窄点径向向外地突出， 则中心定位的切齿在翼面的内部。在其它实施例中，中心定位的切齿 可附连到密封导轨上，使得如果中心定位的切齿径向向外地突出，则 中心定位的切齿在梢部叶冠圆角的内部。

梢部带冠的涡轮机叶片可构造成与蜂窝叶冠和耐磨覆层叶冠中 的一个一同运行。梢部带冠的涡轮机叶片可构造成在燃气涡轮机中运 行。梢部带冠的涡轮机叶片可构造成在9FA+e涡轮机中运行。