一种汽轮机及其错位排布的枞树型叶根轮缘槽结构制造技术

本发明专利技术公开了一种汽轮机及其错位排布的枞树型叶根轮缘槽结构，包括：叶根和轮缘槽；叶根的数量为多个；叶根包括：第一叶根和第二叶根，第一叶根和第二叶根间隔布置；第一叶根包括：第一叶根齿面部和第一叶根平台部；第二叶根包括：第二叶根齿面部、第二叶根平台部和过渡部；第一叶根的安装深度小于第二叶根的安装深度；轮缘槽的数量与叶根数量相同；轮缘槽分别于两种叶根对应；两种轮缘槽交替成圈布置。本发明专利技术的两种叶根在轮缘上的径向安装深度不同，叶根错位排布可使得叶根的每个齿面和对应的轮缘接触面错位分布，可增大相邻轮缘接触面间的叶轮周向厚度，提升叶根齿面和轮缘接触面的承载水平。

A Fir Tree Root Flange Groove Structure for Steam Turbine and Its Dislocation Arrangement

The invention discloses a steam turbine and its staggered fir tree type root flange groove structure, which includes: leaf root and flange groove; the number of leaf roots is multiple; leaf root includes: first leaf root and second leaf root, first leaf root and second leaf root spacer arrangement; first leaf root includes: first leaf root tooth face and first leaf root platform part; second leaf root includes: second leaf root tooth face, first leaf root spacer arrangement. The installation depth of the first blade root is less than that of the second blade root; the number of flange grooves is the same as that of the root; the flange grooves correspond to the two roots respectively; and the two flange grooves are arranged alternately in circles. The radial installation depth of the two kinds of blade roots on the flange is different. The misalignment arrangement of the blade roots can make the misalignment distribution of each tooth surface of the blade roots and the corresponding contact surface of the flange, increase the circumferential thickness of the impeller between the adjacent contact surfaces of the flange, and raise the bearing level of the tooth surface of the blade roots and the contact surface of the flange.

【技术实现步骤摘要】
一种汽轮机及其错位排布的枞树型叶根轮缘槽结构
本专利技术属于透平机械
，特别涉及一种汽轮机及其错位排布的枞树型叶根轮缘槽结构。
技术介绍
以汽轮机为动力的汽轮发电机组，广泛应用于现代常规的火力发电厂、核电站及地热发电站中。叶片是汽轮机中将蒸汽动能转换为机械功的重要部件，叶根在整个叶片结构中，起着最主要的承载作用。在工作状态下，叶根承受着叶片自身巨大的离心力载荷、温度导致的热应力载荷以及稳态气流力载荷；叶根与对应的轮缘接触区域存在复杂的接触应力，导致严重的应力集中，长此以往对叶片的安全性造成威胁，其对应的轮缘接触面也会因承载应力过大而疲劳失效。因此叶根的设计和安装对于保证汽轮机叶片工作时的安全极为重要。常见的叶片-叶轮扇区是周期对称结构，叶根安装在叶轮上的径向深度相同，如图5中虚线所示，因此整圈叶根的每个齿面和对应的轮缘接触面在同一径向位置上，相邻两个叶轮扇区的轮缘接触面之间的周向厚度较小，在工作时又受到叶根的周向挤压而使承载能力降低。因此需要设计更好的叶根结构及安装方式来增加叶根齿面和叶轮接触面的承载水平。另一方面，叶片在实际运行时，除了要满足强度要求，振动性能也是一个需要重点关注的问题。叶片在气流激振力的作用下发生机械振动，由振动应力导致的高周疲劳是叶片失效的主要原因之一。因此，改善叶片的振动特性，降低叶片的共振动应力，对提高叶片的寿命和安全性至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽轮机及其错位排布的枞树型叶根轮缘槽结构，以解决上述存在的技术问题。本专利技术设置有两种叶片叶根和对应的轮缘形式，两种叶根在轮缘上的径向安装深度不同，叶根错位排布可使得叶根的每个齿面和对应的轮缘接触面错位分布，增大相邻轮缘接触面间的叶轮周向厚度，可提升叶根齿面和轮缘接触面的承载水平，确保叶片工作的安全性。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种枞树型叶根，包括：叶根齿面部、叶根平台部和过渡部；过渡部设置于叶根齿面部和叶根平台部之间；过渡部的两端分别与叶根齿面部和叶根平台部相连接，且连接处圆角过渡；过渡部的高度小于等于叶根齿面部的高度。一种汽轮机错位排布的枞树型叶根轮缘槽结构，包括：叶根和轮缘槽；叶根的数量为多个；叶根包括：第一叶根和第二叶根，第一叶根和第二叶根间隔布置；第一叶根包括：第一叶根齿面部和第一叶根平台部；第二叶根包括：第二叶根齿面部、第二叶根平台部和过渡部；过渡部设置在第二叶根齿面部和第二叶根平台部之间；第一叶根的安装深度小于第二叶根的安装深度；轮缘槽的数量与叶根数量相同；轮缘槽包括两种，一种与第一叶根的形状相同，另一种与第二叶根的形状相同；两种轮缘槽交替成圈布置。进一步地，第二叶轮扇区的角度大于第一叶轮扇区的角度；第二叶轮扇区为径向安装深度较大的叶根所在叶轮扇区，第一叶轮扇区为径向安装深度较小的叶根所在叶轮扇区。进一步地，第一叶根和第二叶根均为枞树型叶根，所述枞树型叶根的齿数范围为两齿至四齿。进一步地，第二叶根齿面部的第一齿与过渡部的连接在径向上采用相切设计。进一步地，第一叶根和第二叶根均为轴向安装的叶片的叶根。进一步地，过渡部与轮缘槽在轴向宽度上采用间隙配合公差。进一步地，相邻的第一叶根平台部与第二叶根平台部通过销钉连接。进一步地，第一叶根平台部以及第二叶根平台部的连接侧均设置有半个安装孔；第一叶根平台部的连接侧的半个安装孔与相邻的第二叶根平台部的连接侧的半个安装孔组成销钉的销钉安装孔，销钉与销钉安装孔在轴向宽度上采用间隙配合公差。一种汽轮机，包括本专利技术所述的枞树型叶根轮缘槽结构。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的汽轮机错位排布的枞树型叶根轮缘槽结构，设置有两种不同的叶根以及对应的轮缘槽，两种叶根在轮缘上的径向安装深度不同，两种叶根安装错位排布，可使得两种叶根的每个齿面和对应的轮缘接触面错位分布，可增大相邻轮缘接触面间的叶轮周向厚度，可提升叶根齿面和轮缘接触面的承载水平。进一步地，本专利技术可扩大径向安装深度较大的扇区斜度，使得其能抵抗来自径向安装深度较小的扇区的离心作用的切向分力，增加了叶根齿面和轮缘接触面的承载能力，提高叶轮的强度安全性。进一步地，叶根型式为通用结构，可适用于具有两齿至四齿的枞树型叶根结构，可增加该结构的适用承载范围，可使用于多种转速和功率的工况中，有利于大面积推广使用。进一步地，对于径向安装深度较大的枞树型叶根，其叶根第一齿与连接过渡部分在径向上采用相切设计，从而在很大程度上减小了叶根齿面对轮缘接触面的离心挤压，可降低叶根第一齿面与对应轮缘接触面处的应力集中程度。进一步地，径向安装深度较大的叶根的齿面和平台之间的过渡部分与该段轮缘槽在轴向宽度上采用间隙配合公差，使叶根轴向定位；径向安装深度较大的叶根的齿面和平台之间的过渡部分与轮缘的间隙允许轮缘和叶片在受热后能自由膨胀，可减小工作中产生的热应力。进一步地，相邻的两种叶根平台之间采用成圈的销钉结构，既起到定位作用，又能在工作时产生阻尼作用，确保叶片工作的安全性。在叶片工作时，相邻叶根在销钉的作用下相互夹紧，并产生摩擦阻尼，销钉在离心力的作用下，沿周向移动从而贴近叶根平台面，产生作用力，这样销钉能使得相邻叶片间相互挤紧，整圈叶片在周向上不会出现松动，可提高叶根工作的安全性。进一步地，叶根平台之间的过渡体采用成圈的销钉结构，销钉与安装孔在轴向宽度上采用间隙配合公差用以轴向定位，工作时相邻叶片在销钉的作用下相互夹紧并产生摩擦阻尼，销钉在离心力的作用下，沿周向移动从而贴近叶根平台面，从而降低叶片的振动水平。附图说明图1是现有的叶片的基本结构示意图；图2是现有的叶片叶根与轮槽配合结构示意图；图3是本专利技术的一种汽轮机错位排布的枞树型叶根的结构示意图；图4是本专利技术的一种汽轮机错位排布的枞树型叶根整圈排布示意图；图5是本专利技术的一种与汽轮机错位排布的枞树型叶根相匹配的轮缘槽的结构示意图；图6是本专利技术的一种与汽轮机错位排布的枞树型叶根相匹配的整圈轮缘槽的结构示意图；图7是本专利技术的一种汽轮机错位排布的枞树型叶根轮缘槽结构的示意图；图8是本专利技术采用的销钉的结构示意图；图9是本专利技术中采用销钉连接的剖视结构示意图；图10是本专利技术采用销钉连接的叶根与轮缘槽配合的结构示意图；图中，1、叶身部；2、叶根部；21、第一叶根；211、第一叶根齿面部；212、第一叶根平台部；22、第二叶根；221、第二叶根齿面部；222、第二叶根平台部；223、过渡部；3、围带部；4、轮缘槽；41、第一叶轮扇区；42、第二叶轮扇区；5、销钉。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。对比例，请参阅图1和图2，目前的叶片的基本结构主要由叶身部1、叶根部2以及部分叶片含有的围带部3组成。动叶片叶根是叶片中重要的部分，其与叶轮的轮槽相配合，由于汽轮机末几级和调节级载荷较大，因此需要选择承载能力较高的枞树型叶根。本专利技术为一种大承载错位排布的枞树型叶根及与其配合的轮缘槽结构，包括两种错位排布的叶根、对应配合的轮槽和装配成圈的销钉5结构，装配时叶根齿面与轮缘承载面接触，叶根和轮槽非承载面、径向安装深度较大的叶根的齿面和平台之间的过渡部223、销钉5与安装孔轴向宽度上采用间隙配合公差，用以轴向定位。两种叶根安装深度不同，且错位排布，较目前形式可增大相邻轮缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种枞树型叶根，包括：叶根齿面部和叶根平台部；其特征在于，还包括过渡部；过渡部设置于叶根齿面部和叶根平台部之间；过渡部的两端分别与叶根齿面部和叶根平台部相连接，且连接处圆角过渡；过渡部的高度小于等于叶根齿面部的高度。

【技术特征摘要】
1.一种枞树型叶根，包括：叶根齿面部和叶根平台部；其特征在于，还包括过渡部；过渡部设置于叶根齿面部和叶根平台部之间；过渡部的两端分别与叶根齿面部和叶根平台部相连接，且连接处圆角过渡；过渡部的高度小于等于叶根齿面部的高度。2.一种汽轮机错位排布的枞树型叶根轮缘槽结构，其特征在于，包括：叶根和轮缘槽；叶根的数量为多个；叶根包括：第一叶根(21)和第二叶根(22)，第一叶根(21)和第二叶根(22)间隔布置；第一叶根(21)包括：第一叶根齿面部(211)和第一叶根平台部(212)；第二叶根(22)包括：第二叶根齿面部(221)、第二叶根平台部(222)和过渡部(223)；过渡部(223)设置在第二叶根齿面部(221)和第二叶根平台部(222)之间；第一叶根(21)的安装深度小于第二叶根(22)的安装深度；轮缘槽(4)的数量与叶根数量相同；轮缘槽(4)包括两种，一种与第一叶根(21)的形状相同，另一种与第二叶根(22)的形状相同；两种轮缘槽交替成圈布置。3.根据权利要求2所述的一种汽轮机错位排布的枞树型叶根轮缘槽结构，其特征在于，第二叶轮扇区(42)的角度大于第一叶轮扇区(41)的角度；第二叶轮扇区(42)为径向安装深度较大的叶根所在叶轮扇区，第一叶轮扇区(41)为径向安装深度较小的叶根所在叶轮扇区。4.根据权利要求2所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢永慧，刘铸锋，张荻，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61