用于流體機(jī)械的轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于雙流式流體機(jī)械的轉(zhuǎn)子，其中第一流和第二流具有多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片排，其中至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片排相對于另一流的相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片排不同地設(shè)計(jì)。
【專利說明】用于流體機(jī)械的轉(zhuǎn)子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于雙流式的流體機(jī)械特別用于蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子，其中所述轉(zhuǎn)子 具有用于第一流的第一轉(zhuǎn)子部段和用于第二流的第二轉(zhuǎn)子部段，其中所述第一轉(zhuǎn)子部段具 有第一轉(zhuǎn)子葉片排、第二轉(zhuǎn)子葉片排和其它的轉(zhuǎn)子葉片排以及最后的轉(zhuǎn)子葉片排，其中第 二轉(zhuǎn)子部段具有第一轉(zhuǎn)子葉片排、第二轉(zhuǎn)子葉片排和其它的轉(zhuǎn)子葉片排以及最后的轉(zhuǎn)子葉 片排。

【背景技術(shù)】
[0002] 流體機(jī)械例如蒸汽輪機(jī)基本上包括能旋轉(zhuǎn)地安裝的轉(zhuǎn)子和圍繞所述轉(zhuǎn)子設(shè)置的 殼體。存在如下危險(xiǎn)，即特定的扭轉(zhuǎn)頻率可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的損壞或者導(dǎo)致位于轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子 葉片的損壞。因此用于流體機(jī)械的轉(zhuǎn)子為特定的運(yùn)行頻率窗而設(shè)計(jì)，在所述運(yùn)行頻率窗中 不出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)頻率，其中已知的是，設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子葉片對扭轉(zhuǎn)頻率有影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是，提出一種用于流體機(jī)械的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有較低的引起扭轉(zhuǎn) 頻率的傾向。
[0004] 這個(gè)目的通過一種用于雙流式的流體機(jī)械特別用于蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子來實(shí)現(xiàn)，其中 所述轉(zhuǎn)子具有用于第一流的第一轉(zhuǎn)子部段和用于第二流的第二轉(zhuǎn)子部段，其中所述第一轉(zhuǎn) 子部段具有第一轉(zhuǎn)子葉片排、第二轉(zhuǎn)子葉片排和其它的轉(zhuǎn)子葉片排以及最后的轉(zhuǎn)子葉片 排，其中所述第二轉(zhuǎn)子部段具有第一轉(zhuǎn)子葉片排、第二轉(zhuǎn)子葉片排和其它的轉(zhuǎn)子葉片排以 及最后的轉(zhuǎn)子葉片排，其中所述第一轉(zhuǎn)子部段的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片的配置相對于第二 轉(zhuǎn)子部段的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片的配置不同地設(shè)計(jì)，其中所述第一轉(zhuǎn)子部段的和所述第 二轉(zhuǎn)子部段的相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片基本上相同地設(shè)計(jì)。
[0005] 本發(fā)明從如下基本思想出發(fā)，即在雙流式設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子中，第一流中的轉(zhuǎn)子葉片排 和第二流的與之關(guān)聯(lián)的相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片排彼此相同地設(shè)計(jì)。通常轉(zhuǎn)子不僅在第一流中而 且在第二流中具有第一轉(zhuǎn)子葉片排，所述第一流中的第一轉(zhuǎn)子葉片排和所述第二流的第一 轉(zhuǎn)子葉片排相同地設(shè)計(jì)。第一流和第二流中的第二轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片同樣相同地設(shè) 計(jì)。第一流和第二流的這些轉(zhuǎn)子葉片排就它們基本上相同地改變流動(dòng)介質(zhì)的熱力學(xué)變量而 言是彼此相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片排。
[0006] 本發(fā)明現(xiàn)在從如下基本思想出發(fā)，即相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片排的相同的實(shí)施方案不是 強(qiáng)制性必需的。更確切地說，本發(fā)明從如下基本思想出發(fā)，即有意地不同地構(gòu)成第一流和第 二流。對此本發(fā)明提出，第一轉(zhuǎn)子部段的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片的配置相對于第二轉(zhuǎn)子部 段的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片的配置不同地設(shè)計(jì)。在此是指，彼此相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片排彼此 不同地設(shè)計(jì)，其中其余的彼此相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片排基本上相同地設(shè)計(jì)。
[0007] 其它的優(yōu)選的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0008] 因此在第一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，第一轉(zhuǎn)子部段的最后的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片 不同于第二轉(zhuǎn)子部段的最后的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片構(gòu)成。由于熱力學(xué)的原因，最后的轉(zhuǎn) 子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片的長度不僅在第一流中是最大的而且在第二流中也是最大的。因此最 后的轉(zhuǎn)子葉片排對轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)產(chǎn)生最大的影響。轉(zhuǎn)子葉片排的變化因此對整個(gè)轉(zhuǎn)子產(chǎn) 生大的影響。
[0009] 在一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，不同的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片關(guān)于其動(dòng)力學(xué)的特性是 不同的。
[0010] 在另一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，不同的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片關(guān)于其彈性特性是不 同的。除了動(dòng)力學(xué)的特性，轉(zhuǎn)子葉片的彈性特性在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生影響時(shí)也起重要作 用。轉(zhuǎn)子葉片的動(dòng)力學(xué)特性和/或彈性特性的變化因此導(dǎo)致對扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的大的影響。
[0011] 在另一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，不同的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片關(guān)于其外部的幾何形 狀是不同的。
[0012] 同樣在一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，不同的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片關(guān)于其材料不同地 設(shè)計(jì)。在其幾何形狀方面不同地設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子葉片具有不同的頻譜，以至于在其幾何形狀方 面不同地設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子葉片排對轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)產(chǎn)生影響。所使用的材料的密度和其它的物 理特性對扭轉(zhuǎn)振動(dòng)有大的影響。
[0013] 在有利的改進(jìn)方案中，各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片不同地設(shè)計(jì)。同樣可能的是，改變在一個(gè)轉(zhuǎn) 子葉片排或者不同的轉(zhuǎn)子葉片排中的多個(gè)單個(gè)的轉(zhuǎn)子葉片，以便因此實(shí)現(xiàn)對扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的改 變。
[0014] 在另一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，第一轉(zhuǎn)子部段的多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片排相對于第二部段的 轉(zhuǎn)子葉片排不同地設(shè)計(jì)。根據(jù)哪種扭轉(zhuǎn)振動(dòng)需要被期待或者哪種扭轉(zhuǎn)振動(dòng)必須被衰減，不 同的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片能夠不同地設(shè)計(jì)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 現(xiàn)在根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。
[0016] 附圖以示意性的方式示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的橫截面視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 圖1示出圍繞旋轉(zhuǎn)軸線1能旋轉(zhuǎn)地安裝的轉(zhuǎn)子2的橫截面視圖。轉(zhuǎn)子2的特征在 于直徑3,其中在轉(zhuǎn)子2的表面4上設(shè)置有轉(zhuǎn)子葉片。在附圖中示出的轉(zhuǎn)子2包括用于第一 流的第一轉(zhuǎn)子部段5。這個(gè)第一轉(zhuǎn)子部段5包括第一轉(zhuǎn)子葉片排7、第二轉(zhuǎn)子葉片排8和最 后的轉(zhuǎn)子葉片排9。其它的轉(zhuǎn)子葉片排由于清楚的原因未示出。
[0018] 第二轉(zhuǎn)子部段6同樣包括與第一流4的第一轉(zhuǎn)子葉片排7對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)子葉片排 10、第二轉(zhuǎn)子葉片排11和最后的轉(zhuǎn)子葉片排12。第一轉(zhuǎn)子葉片排7和轉(zhuǎn)子葉片排10是彼 此相應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片排。這意味著，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，這兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片排基本上具有相同的配 置。與之相應(yīng)地，第二轉(zhuǎn)子葉片排8和第二轉(zhuǎn)子葉片排11同樣是相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片排。在 最后的轉(zhuǎn)子葉片排9和最后的轉(zhuǎn)子葉片排12中同樣是這種情況，也就是說，這兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉 片排是彼此相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片排。各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片排包括多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片，所述轉(zhuǎn)子葉片設(shè)置 在轉(zhuǎn)子2的環(huán)周上。
[0019] 最后的轉(zhuǎn)子葉片排9的轉(zhuǎn)子葉片的配置根據(jù)本發(fā)明相對于第二轉(zhuǎn)子部段6的最后 的轉(zhuǎn)子葉片排12的轉(zhuǎn)子葉片的配置不同地設(shè)計(jì)。因?yàn)檗D(zhuǎn)子葉片排9中的轉(zhuǎn)子葉片的配置 相對于轉(zhuǎn)子葉片排12的轉(zhuǎn)子葉片不同地設(shè)計(jì)，所以轉(zhuǎn)子2的整個(gè)頻率特性相對于當(dāng)轉(zhuǎn)子葉 片排基本上彼此相同地設(shè)計(jì)時(shí)的頻率特性是不同的。
[0020] 其余的轉(zhuǎn)子葉片排，也就是說，第一轉(zhuǎn)子葉片排7相應(yīng)于轉(zhuǎn)子葉片排10基本上相 同地設(shè)計(jì)。
[0021] 在運(yùn)行中，新鮮蒸汽經(jīng)由未詳細(xì)示出的入流部流到入流區(qū)域13中并且從那分為 在第一流的第一轉(zhuǎn)子部段5中的第一流動(dòng)通道和在第二流中的第二轉(zhuǎn)子部分6中的第二流 動(dòng)通道15。
[0022] 最后的轉(zhuǎn)子葉片排9的轉(zhuǎn)子葉片關(guān)于其動(dòng)力學(xué)特性和/或彈性特性相對于最后的 轉(zhuǎn)子葉片排12的轉(zhuǎn)子葉片不同地構(gòu)成。對此不同的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片關(guān)于其外部的 幾何形狀和/或材料不同地設(shè)計(jì)。
[0023] 通過轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片的配置的根據(jù)本發(fā)明的變化，獲得附加的自由度，以 便改變轉(zhuǎn)子2中的扭轉(zhuǎn)頻率。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于雙流式流體機(jī)械、特別用于蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子（2)， 其中所述轉(zhuǎn)子（2)具有用于第一流的第一轉(zhuǎn)子部段（5)和用于第二流的第二轉(zhuǎn)子部段 (6)， 其中所述第一轉(zhuǎn)子部段（5)具有第一轉(zhuǎn)子葉片排（7)、第二轉(zhuǎn)子葉片排（8)和其它的轉(zhuǎn) 子葉片排以及最后的轉(zhuǎn)子葉片排（9)， 其中所述第二轉(zhuǎn)子部段（6)具有第一轉(zhuǎn)子葉片排（10)、第二轉(zhuǎn)子葉片排（11)和其它的 轉(zhuǎn)子葉片排以及最后的轉(zhuǎn)子葉片排（12)， 其中所述第一轉(zhuǎn)子部段的轉(zhuǎn)子葉片排（7,8,9)的轉(zhuǎn)子葉片的配置相對于所述第二轉(zhuǎn) 子部段的轉(zhuǎn)子葉片排（10,11，12)的轉(zhuǎn)子葉片的配置不同地設(shè)計(jì)， 其中所述第一轉(zhuǎn)子部段的和所述第二轉(zhuǎn)子部段的相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片基 本上相同地設(shè)計(jì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子（2)， 其中所述第一轉(zhuǎn)子部段（5)的最后的轉(zhuǎn)子葉片排（9)的轉(zhuǎn)子葉片相對于所述第二轉(zhuǎn)子 部段（6)的最后的轉(zhuǎn)子葉片排（12)的轉(zhuǎn)子葉片不同地設(shè)計(jì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子（2)， 其中不同的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片關(guān)于其動(dòng)力學(xué)特性是不同的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的轉(zhuǎn)子（2)， 其中不同的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片關(guān)于其彈性特性是不同的。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子（2)， 其中不同的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片關(guān)于其外部的幾何形狀是不同的。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子（2)， 其中不同的轉(zhuǎn)子葉片排的轉(zhuǎn)子葉片關(guān)于材料是不同的。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子（2)， 其中各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片在其轉(zhuǎn)子葉片排中不同地設(shè)計(jì)。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子（2)， 其中所述第一轉(zhuǎn)子部段（5)的多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片排相對于所述第二轉(zhuǎn)子部段（6)的轉(zhuǎn)子葉 片排不同地設(shè)計(jì)。
【文檔編號(hào)】F01D5/06GK104093937SQ201280068164
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月25日
【發(fā)明者】本杰明·庫姆, 諾貝特·聚爾肯, 周小平 申請人:西門子公司