[发明专利]用于热电发电站的涡轮转子

说明书

技术领域

本发明的技术领域是用于热电发电站的低压涡轮转子的领域，且更具体地说，是细长型叶片的互连领域。

背景技术

在将细长型叶片连接到用于热电发电站的低压涡轮转子的转子轴上的问题是这种连接必须确保在转子旋转时的安全振动特性。

用于热电发电站的涡轮转子是众所周知的，这种转子包括：

一个固定在轴上的盘，轴可围绕基准轴线旋转，盘包括位于其周边的第一接口；和

多个叶片，各个叶片是细长类型并包括翼型，其具有下端和上端，下端固定在根部上，根部具有用于与盘的第一接口接合的第二接口。

当叶片集合件附连在盘上从而形成叶栅(blading)时，作用在该叶栅上的流体造成转子旋转。

叶片互连的有用性源于控制转子的频率特性的需求。实际上，叶栅的叶片会由于蒸汽流过所述叶栅而承受动态负载。这些负载可在叶片中产生一定的应力水平，从而导致这些叶片由于疲劳而失效。术语“疲劳”应理解为由在相对于所述材料的弹性极限相对较高的应力水平下的周期性负载对材料所造成的损伤，其导致材料在大量循环后失效。因此通过控制本征频率，使得所述本征频率远离激发频率从而减少叶栅中的动态负载是必需的，所述激发频率依赖于蒸汽流的脉动。

该现象在所有涡轮叶片中都能找到。但是，在大多数细长型叶片(通常是低压模块的后级叶片)的情况下，本征频率相对较低，从而导致高的进入共振状态的风险，使得叶片更容易被激发。

其中一种用于互连叶片的现有解决方案是放置多根金属丝，这些叶片具有细长的类型，各金属丝连接至少两个叶片。

现有技术中所述的第二种解决方案是放置铆接的条带(band)来连接多个叶片。这种条带具体地说可定位在叶片的上端，即在叶片远离盘的末端，盘固定在轴上。

具体地说，这些连接具有不能连续地将叶片连接到同一个转轮上的缺点，结果叶片在旋转时可具有彼此相当不同的振动特性。

另一种已知的解决方案是在上端设置盖，所述盖具有至少一个第一端和一个第二端，这些末端位于周边上，一旦叶片被安装，叶片的盖就围绕转子盘共同形成与基准轴线同轴设置的柱形结构，所述盖中的一个的第一端设置为以致与在其前面的盖的第二端接合，并且该所述盖的第二端设置为用于与在其后的盖的第一端接合。

盖中的每一个因而与叶片构成整体，从而确保在操作过程中连续且刚性的连接，而无论旋转速度如何。这样，通过附连在盘上的叶片集合件所形成的叶栅具有与基准轴线同轴的柱形结构，其中，该结构还可被描述为分裂成盖的周边条带。

然而，这样一个实施例尤其具有当转子旋转时，离心力造成叶片解扭(untwisting)的缺点，也就是说，叶片中的每一个围绕相对于基准轴线成大致径向方向的轴线的扭转运动，该轴线与叶片翼型延伸所沿的轴线相对应。这导致在这些叶片之间，尤其是在其盖之间的接触压力，其随着转子旋转速度的增加而降低。此外，不管该解扭效应如何，为了确保在盖之间的连续接触，当叶片安装于转子的盘上时扭转预应力将应用于叶片上。

在细长型叶片的情况下，解扭是相当大的，并且在高速下会引起在叶片的盖之间的接触丢失。这样叶栅的动态特性就不再受控制了。此外，应用于这种叶片的扭转预应力还非常大，从而产生机械负载，其导致叶片具有更低的抗疲劳强度。

发明内容

本发明致力于解决现有技术的所有或部分缺点，尤其在叶片安装到转子盘上时的解扭和应用预应力的情况下，在叶片的盖之间丢失接触的问题，同时提出一种有成本效益且易于实施，并且确保最佳操作安全性的解决方案。

为此，根据第一方面，提出了一种用于热电发电站的低压涡轮的转子，所述转子包括：

固定在轴上的至少一个盘，轴可围绕基准轴线旋转，盘包括位于其周边的第一接口；

多个叶片，叶片中的每一个具有细长的类型，其包括至少一个翼型和至少两个末端：

下端固定在根部上，根部具有用于与盘的第一接口接合的第二接口；且

上端固定在盖上，所述盖具有至少一个第一端和一个第二端；

一旦叶片被安装，叶片的盖就围绕转子盘共同形成与基准轴线同轴设置的柱形结构，所述盖的第一端设置为以致与在其前的盖的第二端接合，并且该所述盖的第二端设置为以致与在其后的盖的第一端接合，

所述转子，其特征在于：