[发明专利]转子轮盘

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机和蒸汽轮机领域，尤其涉及燃气轮机和蒸汽轮机的转子轮盘。

背景技术

如图1所示，蒸汽轮机和燃气轮机的转子组件包括转子轮盘和多个转子叶片。在工作时，工作流体可以从转子轮盘的前侧（Upstream）进入，并从转子轮盘的后侧（downstream）流出。转子轮盘上设有用于容纳叶片叶根的叶根槽。蒸汽轮机和燃气轮机工作时，叶片需要在高温高压的环境中高速转动。在这种情况下，叶片容易发生倾斜，目前叶片倾斜是蒸汽轮机和燃气轮机领域非常突出的问题。叶片倾斜会影响气流路径，与叶片端部和气缸之间的间隙。这最终会影响蒸汽轮机和燃气轮机的效率，同时也可能导致叶片磨损。

发明内容

申请人经过研究发现导致带有两排或多排叶片的转子轮盘叶片倾斜的一个主要原因是叶根槽前侧和后侧的转子轮盘部分的刚度不平衡。本发明的目的是平衡叶根槽前侧和后侧转子轮盘部分的刚度，减小或者防止叶片倾斜，以降低叶片的磨损，延长叶片的寿命，提高燃气轮机或者蒸汽轮机的工作效率。

本发明的设计构思为：通过使叶根槽在刚度较大的转子轮盘一侧具有凹部来降低该侧转子轮盘的刚度，从而使叶根槽该侧转子轮盘的刚度和另外一侧转子轮盘的刚度平衡。

具体而言，本发明的一个实施例提供一种用于气轮机的转子轮盘，其包括容纳叶片的叶根槽，其中，所述叶根槽在转子轮盘刚度较大的一侧设有凹部，所述凹部用于平衡叶根槽两侧转子轮盘的刚度，从而使容纳在所述叶根槽中的叶片不会由于叶根槽两侧的转子轮盘的刚度不同而倾斜。

上述实施例通过在叶根槽中切削出凹部克服了叶片两侧转子轮盘刚度不平衡的技术问题。加工凹部的操作简单易行，能够平衡叶片两侧转子轮盘部分的刚度，同时也能够减少转子轮盘上产生的应力。

优选，所述凹部沿转子轮盘的圆周方向贯穿所述叶根槽。贯穿叶根槽的凹部更容易和叶根槽同时加工完成，同时也使所有叶片的倾斜度同时得到改善。

优选，凹部伸入转子轮盘的侧边具有导角。导角可以减小凹部上产生的应力，延长转子轮盘的寿命。

优选，叶根槽是沿转子轮盘的圆周方向设置的T型槽。所述转子轮盘的轴向（即轮盘的厚度方向，也就是燃气轮机和蒸汽轮机的主轴方向）上设置有多排叶根槽。这使得一个转子轮盘上可以设置多排叶片，能够使气轮机提高工作效率。

优选，凹部为矩形或者楔形。矩形和楔形的凹部能够在减小转盘子一侧刚度的同时使得转子轮盘上的应力增加较小。

从上面的描述可以看出，在本发明的实施例中，通过在叶根槽在其两侧的转子轮盘部分刚度较大的一侧（前侧或后侧）设置凹部，能够平衡叶根槽两侧转子轮盘部分的刚度，从而能够减小或者防止叶片倾斜，以降低叶片的磨损，提高叶片的寿命和蒸汽轮机与燃气轮机的工作效率。

附图说明

本发明的其它特征、特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。其中：

图1示出现有的一种安装有叶片的转子轮盘；

图2示出本发明一个实施例中安装有两排叶片的转子轮盘的透视图；

图3示出上述实施例中转子轮盘沿A-A面的剖视图；

图4列出了使用本发明实施例中转子轮盘结构的模拟实验结果。

具体实施方式

附图中各个部件的附图标记如下：转子轮盘1，叶片2，叶根槽3，转子轮盘部分4和5，凹部6，凹部导角51。

如图2和3所示，叶片2通过叶根槽3固定在转子轮盘1上。叶根槽是沿转子轮盘的圆周方向旋转切削加工而成的T型槽。叶根槽3在转子轮盘刚度较大的一侧设有凹部6，凹部6可以在转子轮盘的圆周方向上贯穿叶根槽3。可以使用刀具切削加工出凹部6，刀具加工容易操作，加工成本低。凹部6贯穿叶根槽3使得凹部更容易和叶根槽同时加工完成，并使所有叶片的倾斜度同时得到改善。