CN107269316A - 一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构 - Google Patents

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徐文标
廖泽雨
刘乐
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明设计一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构。主要由1.前轴头，2.压气机轮盘(宽型)，3.中心拉杆，4.压气机轮盘(窄型)，5.燃烧室，6.周向连接螺栓，7.扭矩套筒，8.透平端转子，9.中心拉杆，10.后轴头等部分组成。锥形结构具有自锁效应，即越压越紧，在高温高压环境下拉杆松弛等现象的出现对已压紧的锥形轮盘影响很小，不会因此使得轮盘刚度产生较大的变化，锥形结构还具有自动对中的效果，有效地提高燃气轮机转子的工作寿命。

Description

一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构
技术领域
本发明涉及一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构。
背景技术
燃气轮机广泛应用于航空、发电等领域，它是迄今为止热-功转换效率最高的设备，对于国家工业的发展至关重要。在能源、电力工业、船舶动力、航空动力等领域的可持续发展中具有长远的、全局性的和不可替代的战略地位。
中心拉杆转子是组成燃气轮机的关键部件之一，其结构结构主要由中心拉杆、轮盘、叶片组成。由于燃气轮机转子通常在高温、高压、高速、气-固-热多场耦合等极端服役环境下运行，由于拉杆松驰等现象，引起中心拉杆施加在组合转子间的预紧力逐渐降低，影响了燃气轮机转子的工作寿命。
因此，如何获得一种能够对中心拉杆由于裂纹、蠕变等损伤导致的组合转子性能退化的现象不敏感的转子结构是一个亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供了一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：对于中心拉杆式转子采用尺寸不等的锥形轮盘结构，轮盘之间通过施加压紧力使得结构间紧密相连，在分别通过压气机端以及透平端的两根中心拉杆施加预紧力进行预紧，并通过燃烧室与扭矩套筒之间的周向短拉杆的预紧使得整个转子形成一个整体，保证对中性以及轮盘的均匀受力。
本发明的优点在于：由于锥形结构的特点，轮盘会具有自锁效应，即越压越紧，相比平面轮盘，锥形轮盘应力集中主要在轮盘的接触界面上而非拉杆处，由于自锁效应，拉杆松弛等现象的出现对已压紧的锥形轮盘影响很小，不会因此使得轮盘刚度产生较大的变化，有效地提高燃气轮机转子的工作寿命。
图1是本发明燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构示意图。
图2是本发明的燃气轮机的其中一个锥形轮盘结构示意图。
图中标记1.前轴头，2.压气机轮盘(宽型)，3.中心拉杆，4.压气机轮盘(窄型)，5.燃烧室，6.周向连接螺栓，7.扭矩套筒，8.透平端转子，9.中心拉杆，10.后轴头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1所示燃气轮机压气端一共有多级轮盘，前轴头1通过锥形结构与压气机轮盘(宽型)2连接，压气机端均为压紧的锥形轮盘，前段部分轮盘为宽轮盘，后端部分轮盘为窄轮盘。压气机末端轮盘与燃烧室5通过锥形结构连接，并通过中心拉杆3施加预紧力将压气机端与燃烧室紧密连接，而中心拉杆3与前轴头1通过内部螺纹连接。燃烧室6右端与扭矩套筒7通过均布在其间的周向连接螺栓6施加预紧力连接在一起，周向连接螺栓不小于6个。扭矩套筒7右端与透平端转子通过锥形结构连接，并由中心拉杆9施加预紧力压紧，且中心拉杆9与后轴头10通过内部螺纹连接，以此形成一个紧密连接的整体。
本发明所描述的是是较佳实施例，但并不局限于此实施例。其零、部件的形状、数量、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的内容仅仅是对本发明所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化，均包括于本发明专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构，其特征在于：压气机端和透平端采用中心拉杆式的锥形轮盘，轮盘通过其锥面结构及中心拉杆预紧力进行连接，此种中心拉杆式组合转子具有越压越紧与对中的功能。
2.根据权利要求1一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构。其特征在于：前轴头1右端与压气机端轮盘通过锥形结构连接。
3.根据权利要求1一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构。其特征在于：压气机右端与燃烧室5通过锥形结构连接。
4.根据权利要求1一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构。其特征在于：燃烧室右端与扭矩套筒7通过一组预紧均匀周向分布的螺栓连接。
5.根据权利要求1一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构。其特征在于：燃烧室通过连接的扭矩套筒7与透平左端通过锥形结构连接。
6.根据权利要求1一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构。其特征在于：燃烧室右端与透平端转子8通过锥形结构连接。
7.根据权利要求1一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构。其特征在于：中心拉杆与前后轴头通过内部螺纹连接。
8.根据权利要求1一种燃气轮机中心拉杆式转子的锥形轮盘结构。其特征在于：中心拉杆另一端使用螺母调节预紧力大小将转子前中后端连接，形成一个紧密联系的整体。
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