[发明专利]包括整体式旋转控制特征的涡轮轮叶

说明书

技术领域

在本文中公开的主题涉及涡轮，并且更具体地涉及具有整体式盖(cover)或围带(shroud)的涡轮轮叶(bucket)。

背景技术

一些功率设备系统，例如某些核能、简单循环和联合循环功率设备系统在它们的设计和操作中采用涡轮。这些涡轮中的一些包括采用多个切向燕尾叶片(dovetail blade)的转子(例如鼓式转子、轮/隔膜式转子等)。这些叶片(或“轮叶”)经由转子体中的进入槽而沿周向安装在转子周围。另外，多级(或排)叶片可存在于任何特定设计中。

在一些形式的轮叶设计中，涡轮轮叶的燕尾件的相反的端部处的整体式盖或围带意图在涡轮的操作期间在排中保持轮叶对轮叶的接触，以抑制振动刺激并且控制固有频率。涡轮轮叶的整体式盖典型地设计成存在涡轮轮叶盖和叶片的初始预扭曲或预负载，以便控制这些振动特性。燕尾件特征和转子接触面必须对该旋转力提供反作用。

发明内容

公开了一种包括整体式旋转控制特征的涡轮轮叶。在一个实施例中，涡轮轮叶包括：叶片区段，其具有径向内端和径向外端；整体式盖区段，其连接于叶片区段的径向外端；和基部区段，其用于接合转子体，基部区段连接于径向内端，其中，基部区段包括：中心体；成组的柄脚(tang)，其从中心体沿轴向延伸；成组的凸缘，其在该成组的柄脚的径向内侧，并且从中心体沿轴向延伸；和整体式旋转控制特征，其从中心体延伸，其中，旋转控制特征接合转子体中的径向开口。整体式旋转控制特征在大小方面设置成当涡轮轮叶与转子体接合时限制基部区段的旋转。

本公开的第一方面提供一种涡轮轮叶，包括：叶片区段，其具有径向内端和径向外端；整体式盖区段，其连接于叶片区段的径向外端；和基部区段，其用于接合转子体，基部区段连接于径向内端，其中，基部区段包括：中心体；成组的柄脚，其从中心体沿轴向延伸；成组的凸缘，其在该成组的柄脚的径向内侧，并且从中心体沿轴向延伸；和旋转控制特征，其从中心体延伸，其中，旋转控制特征接合转子体中的径向开口。

第二方面提供一种转子轮组件，包括：转子体，其包括围绕转子体的连续的燕尾槽；和多个涡轮轮叶，各个涡轮轮叶包括：叶片区段，其具有径向内端和径向外端；整体式盖区段，其连接于叶片区段的径向外端；和基部区段，其用于接合转子体中的连续的燕尾槽的一部分，基部区段连接于径向内端，其中，基部区段包括：中心体；成组的柄脚，其从中心体沿轴向延伸；成组的凸缘，其在该成组的柄脚的径向内侧，并且从中心体沿轴向延伸；和旋转控制特征，其从中心体延伸，其中，旋转控制特征接合转子体中的径向开口。

第三方面提供一种涡轮，包括：多个转子轮组件，各个转子轮组件包括：转子体，其包括多个燕尾槽，至少一个槽包括多个开口；和涡轮轮叶，轮叶包括：叶片区段，其具有径向内端和径向外端；整体式盖区段，其连接于叶片区段的径向外端；和基部区段，其用于接合转子体中的至少一个槽，基部区段连接于径向内端，其中，基部区段包括：中心体；成组的柄脚，其从中心体沿轴向延伸；成组的凸缘，其在该成组的柄脚的径向内侧，并且从中心体沿轴向延伸；和旋转控制特征，其从中心体延伸，其中，旋转控制特征接合转子体中的径向开口。

一种涡轮轮叶，包括：叶片区段，其具有径向内端和径向外端；整体式盖区段，其连接于叶片区段的径向外端；和基部区段，其用于接合转子体，基部区段连接于径向内端，其中，基部区段包括：    中心体；成组的柄脚，其从中心体沿轴向延伸；成组的凸缘，其在成组的柄脚的径向内侧，并且从中心体沿轴向延伸；和旋转控制特征，其从中心体延伸，其中，旋转控制特征接合转子体中的径向开口。

优选地，旋转控制特征在大小方面设置成当与转子体中的径向开口接合时限制基部区段的移动。

优选地，旋转控制特征是与涡轮轮叶的基部区段成整体的径向突起。

优选地，成组的凸缘中的各个凸缘接合转子体中的轴向开口。

优选地，成组的柄脚中的各个柄脚接合转子体的表面上的突起。

优选地，转子体的表面上的突起沿径向向外延伸。

一种转子轮组件，包括：转子体，其包括围绕转子体的连续的燕尾槽；和多个涡轮轮叶，各个涡轮轮叶包括：叶片区段，其具有径向内端和径向外端；整体式盖区段，其连接于叶片区段的径向外端；和基部区段，其用于接合转子体中的连续的燕尾槽的一部分，基部区段连接于径向内端，其中，基部区段包括：中心体；成组的柄脚，其从中心体沿轴向延伸；成组的凸缘，其在成组的柄脚的径向内侧，并且从中心体沿轴向延伸；和旋转控制特征，其从中心体延伸，其中，旋转控制特征接合转子体中的径向开口。