[发明专利]具有机械联接的不同材料的高、低温区段的蒸汽涡轮转子

说明书

技术领域

本发明涉及用于涡轮机的转子，且更具体地涉及转子在不同材料的轴向区段中的构成。

背景技术

在近来的蒸汽涡轮转子中，以及随着对于蒸汽的高温趋势，使用了12％的铬钢，这归因于其在高温强度和韧性方面的优异性能。在此种转子中，对于暴露于高温蒸汽的高温部分以及暴露于低温蒸汽的低温部分二者而言，使用了相同的12％铬钢。但由于近年来转子已变得更大，故利用一种材料来制造转子以满足高温部分和低温部分二者的特性也变得日益困难和昂贵。

虽然昂贵的12％铬钢满足暴露于高温蒸汽的部分所需的耐热性、蠕变特性等，但只要保持必要的韧性便并不需要使用此种昂贵材料来用于低温部分。为了应对这些问题，已试图通过焊接而将不同材料的转子部分连结在一起来制成单个转子。

发明内容

在第一示范性但非限制性的实施例中，本发明涉及一种涡轮转子，其包括至少具有HP区域的伸长轴，该HP区域具有支承第1级转子轮的第一轴向区段以及支承第2级转子轮的第二轴向区段，第一轴向区段由相对较高温度性能的材料形成以及第二轴向区段由相对较低温度性能的材料形成；以及用于机械地联接第一轴向区段和第二轴向区段的装置。

在另一方面，本发明涉及包括伸长轴的涡轮转子，该伸长轴至少包括HP和IP区域，组合式HP/IP区域至少具有支承第1级转子轮的第一区段和支承第2级转子轮的第二区段，第一区段由相对较高温度性能的材料形成以及第二区段由相对较低温度性能的材料形成；以及其中，所述第一区段和第二区段通过机械联接(或接头，coupling)而连结。

现将结合下文已标识的附图来描述本发明。

附图说明

图1是根据第一示范性但非限制性实施例的具有机械联接式区段的涡轮转子区域的示意图；

图2是根据示范性但非限制性实施例的类似于图1但在涡轮区段之间具有备选机械联接的示意图；

图3是根据示范性但非限制性实施例的类似于图2但在涡轮区段之间具有备选机械联接的示意图；

图4是根据示范性但非限制性实施例的类似于图3但在涡轮区段之间具有备选机械联接的示意图；

图5是根据示范性但非限制性实施例的类似于图4但在涡轮区段之间具有备选机械联接的示意图；以及

图6是根据示范性但非限制性实施例的类似于图5但在涡轮区段之间具有备选机械联接的示意图。

零件清单

10        转子

12        HP/IP区域

14        第一级转子轮

15        毂部

16        第二级转子轮

18，20    成排的轮叶(bucket)

22，24    转子区段

26，28    径向凸缘

30，32    紧固件

34        端部部分

36        盲孔

38        紧固件

40        柱螺栓(stud)

42        盲孔

44        通孔

46        螺纹端

48        相对端

50        螺母

51        凸缘

52        公型花键(spline)

54        母型花键

56        花键槽口

58        伸长肋条

60        公型花键

62        肋条

64        母型花键

66        对准槽口

具体实施方式

首先参看图1，蒸汽涡轮转子10以简图形式示出且至少包括高压(HP)区域(或组合式HP和中压(IP)区域)12，该区域12形成为至少包括第一级转子轮14和第二级转子轮16，它们中的各者分别支承一排轮叶18，20。在HP或组合式HP/IP区域12内，转子10形成在两个轴向定向并对准的区段22，24中。区段22包括第一级转子轮14而区段24包括第二级转子轮16。将认识到的是，区段22处在高温区域中，暴露于温度为大约1050°F及更高的蒸汽。另一方面，区段24处在较低温度区域中，暴露于温度为大约1050°F及更低的蒸汽。

发明人已认识到，通过在HP或组合式HP/IP区域12内对于转子区段22，24使用不同的材料可显著地节省成本。