本实用新型专利技术涉及汽轮机制造领域，特别是一种汽轮机转子结构，包括第一级动叶片叶根槽和转子平衡活塞，还包括沿转子圆周环向布置的去应力槽和嵌入所述去应力槽中的填充件，所述去应力槽位于所述转子平衡活塞和第一级动叶片叶根槽之间，所述填充件的端面，与转子平衡活塞和第一级动叶片叶根槽之间的转子弧面相适应。本实用新型专利技术通过在转子平衡活塞与第一级动叶片叶根槽之间设置去应力槽，减小了转子入口区域在启停过程中产生的应力弯曲，解决了低周疲劳所引起的第一级动叶片叶根槽的几何形状失效以及产生裂纹的问题，满足汽轮机转子的寿命要求，并且，通过在去应力槽中安装填充件，保持汽道光滑，能够让进入内缸的汽流光顺的流入汽道。
【技术实现步骤摘要】
一种汽轮机转子结构
本技术涉及汽轮机制造领域，特别是一种汽轮机转子结构。
技术介绍
汽轮机转子是汽轮机最重要的部件，是将蒸汽作用在叶片上的圆周力转换成旋转的机械能，并带动发电机产生电能。通常，汽轮机转子必须满足整个寿命期内不少于30年的运行寿命期。汽轮机转子在工作时承受着各种各样复杂的应力应变，经过102-105循环而达到疲劳断裂的称为低周疲劳，汽轮发电机组的启动-运行-停机过程就属于低周疲劳的范畴。转子在这种疲劳中，局部峰值应力很可能进入塑性区，即局部应力超过屈服极限，引起汽轮机转子的寿命损耗及失效。如图1所示为汽轮机转子处局部示意图，当进入内缸1的蒸汽进入汽道后，流方向由径向转为轴向，沿蒸汽流道7经过多级叶片，产生沿圆周方向的圆周力及沿汽流方向的轴向推力。由于汽流沿轴向推力超过轴承承载能力，因此需要转子平衡活塞3来抵消汽流在轴向上的推力。由于转子平衡活塞3及转子入口区域4的直径较大，预热速度比转子2的内部快，并且转子平衡活塞3的传热系数高于转子入口区域4，因此，转子入口区域4的外表面被压缩，这会导致第1级动叶片6的叶根槽5内部出现弯曲应力，另一方面，由于蠕变疲劳，在经过一定数量的启动后，特别是当要求的汽轮机组的启动次数超过3000次以上时，第1级动叶片6的叶根槽5的几何形状有可能会失效，甚至产生裂纹，严重影响转子2的寿命。
技术实现思路
本技术克服了上述缺点，提供了一种结构合理、寿命高的汽轮机转子结构。本技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种汽轮机转子结构，包括第一级动叶片叶根槽和转子平衡活塞，还包括沿转子圆周环向布置的去应力槽和嵌入所述去应力槽中的填充件，所述去应力槽位于所述转子平衡活塞和第一级动叶片叶根槽之间，所述填充件的端面，与转子平衡活塞和第一级动叶片叶根槽之间的转子弧面相适应。进一步的，所述填充件可为沿转子圆周环向布置的若干个，且各填充件之间设置有垫片。进一步的，所述去应力槽内和所述填充件上可分别对应的设置有安装台结构，所述填充件通过所述安装台结构装卡在所述去应力槽中。进一步的，所述去应力槽可与所述第一级动叶片叶根槽在转子轴向剖面方向形状相一致。进一步的，所述填充件中，可具有减重结构。进一步的，所述填充件中，所述安装台结构和端面之间可采用两侧挖空的方式，形成所述减重结构。本技术通过在转子平衡活塞与第一级动叶片叶根槽之间设置去应力槽，减小了转子入口区域在启停过程中产生的应力弯曲，解决了低周疲劳所引起的第一级动叶片叶根槽的几何形状失效以及产生裂纹的问题，满足汽轮机转子的寿命要求，并且，通过在去应力槽中安装填充件，保持汽道光滑，能够让进入内缸的汽流光顺的流入汽道。附图说明图1为现有技术中汽轮机转子处局部结构示意图；图2为本技术优选实施例的结构示意图；图3为本技术优选实施例中转子的局部立体示意图。具体实施方式本技术公开了一种汽轮机转子结构，旨在解决汽轮机转子在多次启动过程中低周疲劳引起的转子寿命问题。如图2中所示，为本技术一种优选实施例的结构示意图，在汽轮机内缸1中，在转子2的沿轴线方向，依次设置有转子平衡活塞3、去应力槽8和第一级动叶片6的叶根槽5等，所述去应力槽8沿转子圆周环向布置，且所述去应力槽8中嵌入有填充件9，所述填充件9的端面91，与转子平衡活塞3和第一级动叶片6的叶根槽5之间的转子2弧面相适应，即保持原有转子入口区域的光滑汽道形状，能够让进入内缸1的汽流光顺的流入汽道。在转子平衡活塞3与第一级动叶片6的叶根槽5之间，设置的所述去应力槽8，能够有效避免高温蒸汽在进入转子入口区域时，对转子产生的应力弯曲，解决了过多的启动次数及过短的启动时间，导致低周疲劳所引起的第一级动叶片叶根槽5的几何形状失效，以及产生裂纹的问题，从而满足汽轮机转子的寿命要求。所述去应力槽8内和所述填充件9上分别对应的设置有安装台结构89，所述填充件9通过所述安装台结构89装卡在所述去应力槽8中，所述安装台结构89保证在转子运行状态下，所述填充件9不会从去应力槽8中脱出。优选的，所述去应力槽8与所述第一级动叶片叶根槽5在转子轴向剖面方向形状相一致，由于标准的非对称叶根槽槽型，这是一种经过应力优化设计的、验证过的、成熟的叶根槽形式，特别适用于入口处高温蒸汽的情况。对应的，所述填充件9也可以采用类似动叶片6叶根的形状，但在转子运转时离心力的作用下，所述去应力槽8承受的填充件9的离心载荷，为减少作用在去应力槽8的安装台结构89处及其他危险区域的应力，避免去应力槽出现蠕变疲劳问题，需要减轻填充件9的重量。本实施例中，在所述填充件9的所述安装台结构89和端面91之间的连接结构92，采用两侧挖空的方式，形成减重结构，相较于未采用减重结构的设计，其重量和离心负荷，分别减少至少30％。此外，所述填充件9还可以采用中间挖空、边缘削减等其他各种形式的减重结构，从而提高所述去应力槽8的寿命要求如图3中所示，为本实施例中转子的局部立体示意图，所述填充件9位于所述转子平衡活塞3和第一级动叶片6之间，所述填充件9为沿转子圆周环向布置的若干个，且各填充件9之间设置有垫片10。由于所述填充件9采用刚性材质，在将填充件9逐个装入所述去应力槽8中时，需留有一定安装间隙，利用所述垫片插入相邻填充件9之间间隙并相互挤压，避免所述填充件9在所述去应力槽8中移动。综上所述，采用本技术方案，对于启动次数在寿命期内超过3000次的机组，完全能够满足汽轮机转子的寿命要求，对汽轮机组启动的灵活性和运行的安全可靠性有非常积极的意义。以上对本技术所提供的一种汽轮机转子结构进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种汽轮机转子结构，包括第一级动叶片叶根槽和转子平衡活塞，其特征在于：还包括沿转子圆周环向布置的去应力槽和嵌入所述去应力槽中的填充件，所述去应力槽位于所述转子平衡活塞和第一级动叶片叶根槽之间，所述填充件的端面与转子弧面相适应。/n
【技术特征摘要】
1.一种汽轮机转子结构，包括第一级动叶片叶根槽和转子平衡活塞，其特征在于：还包括沿转子圆周环向布置的去应力槽和嵌入所述去应力槽中的填充件，所述去应力槽位于所述转子平衡活塞和第一级动叶片叶根槽之间，所述填充件的端面与转子弧面相适应。
2.根据权利要求1所述的汽轮机转子结构，其特征在于：所述去应力槽内和所述填充件上分别对应的设置有安装台结构，所述填充件通过所述安装台结构装卡在所述去应力槽中。
3.根据权利要求2所述的汽轮机转子结构，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦华魂，
申请(专利权)人：北重阿尔斯通北京电气装备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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