蒸汽渦輪的操控級的工作輪裝置及蒸汽渦輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種蒸汽渦輪的操控級的工作輪裝置。此外，本實用新型涉及一種具有這樣的工作輪裝置的蒸汽渦輪。
【背景技術(shù)】
[0002]—種蒸汽渦輪通常由幾個渦輪級形成，所述渦輪級均由導(dǎo)向葉片和工作葉片的至少一個輪圈所組成。所述工作葉片與渦輪軸相連接，并且與該渦輪軸共同旋轉(zhuǎn)。所述導(dǎo)向葉片在殼體中旋轉(zhuǎn)固定地設(shè)置。所述導(dǎo)向葉片正如噴嘴一樣作用到流入的蒸汽上。據(jù)此，在蒸汽的速度升高時，蒸汽的壓力變小。所述蒸汽的熱能通過該布置轉(zhuǎn)換為動能。以高的速度流動的蒸汽偏轉(zhuǎn)到放置在所述導(dǎo)向葉片之后的工作葉片上，其中所述蒸汽的動能的一部分被釋放到所述工作葉片上。被釋放的渦輪功率的所述操控通過操控所述被導(dǎo)入的蒸汽量來實現(xiàn)。對于該目的來說，在所述第一渦輪級之前連接一種操控級。操控級指的是一種特定的等壓級。工作輪或者操控級的工作葉片也被稱為行動輪或者A輪。對于所追求的蒸汽量的操控通過一種被放置在所述操控級前面的操控閥來實現(xiàn)。
[0003]為了容納所述操控級的工作葉片，所述渦輪軸具有一種輪盤。所述工作葉片在輪盤上的緊固優(yōu)選地通過一種腳/槽-連接來實現(xiàn)。根據(jù)機(jī)械的載荷，為了對于所述操控級的工作葉片進(jìn)行緊固，提供了不同的腳/槽-連接，例如錘頭連接、雙錘頭連接、燕尾形(Schwalbenschanz)連接、冷杉或者插入腳，例如T形腳/槽連接。
[0004]針對特別高負(fù)載的操控級，DE 10 2010 007 335公開了一種操控級，其中工作葉片、頂蓋帶和工作輪的腳部單片地借助于電火花腐蝕和/或切削從單個工件中被制造出來，并且作為整個輪圈被推移到所述渦輪軸上。在這種情況中，在所述輪圈和所述渦輪軸之間的連接通過T形的腳槽連接來實現(xiàn)。
[0005]所述渦輪軸如此地進(jìn)行構(gòu)造，使得所述輪盤被構(gòu)造用于容納所述操控級的運行葉片，并且過渡到一種轉(zhuǎn)子球中，并且被構(gòu)造用于容納被設(shè)置在后方的渦輪級的工作葉片。為此，所述轉(zhuǎn)子球通常同樣具有用于相應(yīng)的腳槽連接的容納器。
[0006]從所述輪盤到所述轉(zhuǎn)子球的過渡部尤其是切口應(yīng)力敏感的。由此存在的危險在于，由于在所述操控級的區(qū)域中的大的負(fù)載，在到轉(zhuǎn)子球的過渡部上出現(xiàn)了裂紋，所述裂紋會擴(kuò)展并且導(dǎo)致所述渦輪軸的失效。這樣的形成裂紋的情況必須在所有的情形下被避免，因為所述渦輪軸的失效會導(dǎo)致在渦輪上的顯著的損壞。為了減少在從所述輪盤到轉(zhuǎn)子球的過渡部上的缺口應(yīng)力，通常設(shè)置了一種具有在所述過渡部的區(qū)域中的大半徑的經(jīng)過整圓的過渡部。該過渡部用于減小所述缺口應(yīng)力。盡管如此，在從所述輪盤到所述轉(zhuǎn)子球的過渡部中的區(qū)域仍然繼續(xù)受到缺口應(yīng)力威脅。尤其是在所述轉(zhuǎn)子球的區(qū)域中出現(xiàn)了高的缺口應(yīng)力。所述缺口應(yīng)力能夠通過在從所述輪盤到所述轉(zhuǎn)子球的過渡部上的被設(shè)置的半徑或者被設(shè)置的整圓部不充分地減小。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]因此，本實用新型的任務(wù)在于，提供一種蒸汽渦輪的操控級的工作輪裝置，該工作輪裝置能夠相對于在從所述輪盤到所述轉(zhuǎn)子球的過渡部的區(qū)域中的缺口應(yīng)力裂紋進(jìn)行改善的保護(hù)。此外，本實用新型的任務(wù)在于，提供一種具有這樣的工作輪裝置的蒸汽渦輪。
[0008]在下列所述的一種蒸汽渦輪的操控級的工作輪裝置的方面解決該任務(wù):該工作輪裝置包括渦輪軸，其中該渦輪軸具有:
[0009]-一用于容納所述操控級的工作葉片的輪盤，以及
[0010]-沿著流動方向被構(gòu)造在所述輪盤之后的、用于容納至少一個被設(shè)置在后面的渦輪級的工作葉片的轉(zhuǎn)子球，
[0011]其特征在于，
[0012]在從所述輪盤到所述轉(zhuǎn)子球的過渡部上如此構(gòu)造和設(shè)置一種減荷槽，從而得出從所述減荷槽到所述輪盤的連續(xù)的過渡部。
[0013]在蒸汽渦輪方面，通過一種蒸汽渦輪來解決該任務(wù)。所述蒸汽渦輪包括按照前面所述的工作輪裝置。
[0014]本實用新型還涉及能夠單個或互相組合地應(yīng)用的其它實施例。
[0015]所述蒸汽渦輪的操控級的根據(jù)本實用新型的工作輪裝置具有一渦輪軸，其中所述渦輪軸具有一種用于容納所述操控級的工作葉片的輪盤和一種沿著流動方向被構(gòu)造在所述輪盤后面的、用于容納至少一個被設(shè)置在后面的渦輪級的工作葉片的轉(zhuǎn)子球，其特征在于，在從所述輪盤到所述轉(zhuǎn)子球的過渡部上如此構(gòu)造和設(shè)置一種減荷槽，從而得出一種從所述減荷槽到所述輪盤的連續(xù)的過渡部。令人驚奇地得到證明的是，如此被構(gòu)造或設(shè)置的減荷槽相對于到當(dāng)前所使用的過渡部半徑不僅減小缺口應(yīng)力地作用在所述輪盤和所述轉(zhuǎn)子球之間的過渡部上，而且也降低缺口應(yīng)力地作用在所述轉(zhuǎn)子球中的被設(shè)置在后方的葉片根部槽上。因此，根據(jù)本實用新型的工作輪裝置用于減小所述渦輪軸的缺口應(yīng)力敏感性。
[0016]本實用新型的一種設(shè)計方案規(guī)定了，所述輪盤一體地與所述渦輪軸構(gòu)造。所述輪盤和所述渦輪軸的一體的構(gòu)造進(jìn)一步減小缺口應(yīng)力地作用。
[0017]本實用新型的另一種設(shè)計方案規(guī)定了，所述減荷槽被構(gòu)造為沉割部或者橢圓拱。
[0018]所述減荷槽的這兩種形式被證明是特別有利的并且是減小應(yīng)力的。此外，對于所述減荷槽要說明的是，該減荷槽始終被如此地切削，從而所述減荷槽的底部位于所述轉(zhuǎn)子球區(qū)域中的自身表面之下。
[0019]根據(jù)本實用新型的蒸汽渦輪的特征在于，所述蒸汽渦輪包括按照前述的工作輪裝置。所述工作輪裝置負(fù)責(zé)針對尤其小的缺口應(yīng)力敏感性，從而在所述渦輪軸上的、并且尤其在從所述輪盤到所述轉(zhuǎn)子球的過渡部上的缺口應(yīng)力裂紋能夠有效地被阻礙。因此，具有相應(yīng)的工作輪布置的蒸汽渦輪具有高的運行安全性，其中與至目前為止的設(shè)計方案相比不產(chǎn)生額外的費用。
【附圖說明】
[0020]在下文中借助于實施例來展示本實用新型以及本實用新型的其它優(yōu)點。附圖示出:
[0021]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種蒸汽渦輪的操控級的工作輪裝置；
[0022]圖2是一種蒸汽渦輪的操控級的根據(jù)本實用新型的工作輪裝置。
【具體實施方式】
[0023]所述附圖均指的是被強(qiáng)烈地簡化的示意圖，其中只是展示針對本實用新型主要的構(gòu)件。相同的或者功能相同的構(gòu)件在附圖整體方面配有相同的附圖標(biāo)記。
[0024]圖1展示出一種根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的蒸汽渦輪的操控級的工作輪裝置1。所述工作輪裝置1包括一渦輪軸2。該渦輪軸2只是局部地被展示出來。該渦輪軸2具有一用于容納一種操控級的工作葉片4的輪盤3。此外，所述渦輪軸2包括一種沿著流動方向被構(gòu)造在輪盤3之后的轉(zhuǎn)子球5。該轉(zhuǎn)子球5具有一種用于容納未具體展示的、被設(shè)置在后方的渦輪級的工作葉片的容納器7。為了減小在從所述輪盤3到轉(zhuǎn)子球5的過渡部上的內(nèi)部棱邊上的缺口應(yīng)力敏感性，設(shè)置了整成圓形的過渡部8。該圓形的過渡部8通過相同大小的半徑獲得。但是，該過渡部8只是減小缺口應(yīng)力地作用到從輪盤3到轉(zhuǎn)子球5的過渡部處的內(nèi)部棱邊上，并且沒有對于在被設(shè)置在后方的渦輪級的或者針對被設(shè)置在后方的渦輪級的工作葉片的容納器的缺口應(yīng)力敏感性產(chǎn)生影響。
[0025]圖2展示了一種蒸汽渦輪的操控級的根據(jù)本實用新型的工作輪裝置1。該工作輪裝置1的理論結(jié)構(gòu)相應(yīng)于按照圖1的工作輪裝置。該工作輪裝置1又包括一種渦輪軸2，該渦輪軸2也只是被部分地展示出來。所述渦輪軸2具有一種用于容納所述操控級的工作葉片4的輪盤3。在該實施例中，所述輪盤3與所述渦輪軸2 —體地構(gòu)造。所述輪盤3被構(gòu)造用于容納所述控制級的工作葉片4。沿著流動方向在所述輪盤3之后在渦輪軸2中構(gòu)造了一種轉(zhuǎn)子球5。該轉(zhuǎn)子球5用于容納至少一個被設(shè)置在后方的渦輪級的工作葉片，在該實施例中未具體展示出該渦輪級。為了容納被設(shè)置在后方的渦輪級的所述工作葉片，在所述轉(zhuǎn)子球5中設(shè)置了容納器7。在從所述輪盤3到所述轉(zhuǎn)子球5的過渡部上設(shè)置了一種減荷槽
6。如此構(gòu)造和設(shè)置所述減荷槽6，從而得出從所述減荷槽6到所述輪盤3的連續(xù)的過渡部
9。在這種情況中，所述減荷槽6能夠有利地被構(gòu)造為沉割部或者橢圓拱(Korbbogen)。所述減荷槽6的基礎(chǔ)相比于在所述轉(zhuǎn)子球5的區(qū)域中的渦輪軸2的自身的表面要深。所述減荷槽6不只是減小缺口應(yīng)力地作用到從所述輪盤3到所述轉(zhuǎn)子球5的過渡部上，而且也用來減小作用在所述轉(zhuǎn)子球5中的布置在后面的葉片根部槽7上的缺口應(yīng)力敏感性。一種蒸汽渦輪的操控級的、根據(jù)本實用新型的、具有減荷槽6的工作輪裝置(該減荷槽被構(gòu)造在從所述輪盤3到所述轉(zhuǎn)子球5的過渡部上)因而提高了所述工作輪裝置1以及具有這樣的工作輪裝置1的蒸汽渦輪的運行安全性。在這種情況中，所述減荷槽6可以簡單地置入到所述渦輪軸2中。相對于至今在現(xiàn)有技術(shù)中使用的、具有在從所述輪盤3到所述轉(zhuǎn)子球5的過渡部上的半徑的解決方案，不產(chǎn)生額外的費用。
【主權(quán)項】
1.一種蒸汽渦輪的操控級的工作輪裝置(1)，包括渦輪軸(2)，其中該渦輪軸(2)具有 -一用于容納所述操控級的工作葉片⑷的輪盤(3)，以及 -沿著流動方向被構(gòu)造在所述輪盤(3)之后的、用于容納至少一個被設(shè)置在后面的渦輪級的工作葉片的轉(zhuǎn)子球(5)， 其特征在于， 在從所述輪盤(3)到所述轉(zhuǎn)子球(5)的過渡部上如此構(gòu)造和設(shè)置一種減荷槽￠)，從而得出從所述減荷槽(6)到所述輪盤(3)的連續(xù)的過渡部(9)。2.按照權(quán)利要求1所述的工作輪裝置(1)，其特征在于，所述輪盤(3)與所述渦輪軸(2)一體地構(gòu)造。3.按照權(quán)利要求1或2所述的工作輪裝置(1)，其特征在于，所述減荷槽(6)被構(gòu)造為沉割部或者橢圓拱。4.蒸汽渦輪， 其特征在于， 所述蒸汽渦輪包括按照權(quán)利要求1到3中任一項所述的工作輪裝置(1)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種蒸汽渦輪的操控級的工作輪裝置（1）及一種蒸汽渦輪。所述工作輪裝置包括渦輪軸（2），該渦輪軸具有用于容納所述操控級的工作葉片（4）的輪盤（3）。沿著流動方向在所述輪盤之后，在該渦輪軸中構(gòu)造了一種用于容納至少一個被設(shè)置在后面的渦輪級的工作葉片的轉(zhuǎn)子球（5）。在從輪盤（3）到轉(zhuǎn)子球（5）的過渡部上如此構(gòu)造和設(shè)置一種減荷槽（6），從而得出一種從所述減荷槽（6）到輪盤（3）的連續(xù)的過渡部（9）。通過該減荷槽（6），減小缺口應(yīng)力地不僅作用到從所述輪盤到所述轉(zhuǎn)子球的過渡部上，而且降低缺口應(yīng)力地作用到在轉(zhuǎn)子球中的接在后面的葉片根部槽（7）上。所述蒸汽渦輪具有這樣的工作輪裝置（1）。
【IPC分類】F01D5/00, F01D5/34
【公開號】CN205089373
【申請?zhí)枴緾N201520239566
【發(fā)明人】H·屈恩
【申請人】西門子公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年3月9日