CN111810250A - 蒸汽涡轮机转子以及蒸汽涡轮机 - Google Patents

蒸汽涡轮机转子以及蒸汽涡轮机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种蒸汽涡轮机转子以及蒸汽涡轮机，其具有例如与蒸汽温度的高温化、转子轴的大径化等对应且具有优异的拉拔强度。本发明的蒸汽涡轮机转子在固定用槽中插入植入翅片，该植入翅片由被弯曲加工的底部和具有翅片前端部以及翅片根部的立部构成，植入翅片通过锁紧带钢固定于固定用槽，增加了固定用槽的侧面与翅片根部的侧面的静止摩擦系数、锁紧带钢的侧面与翅片根部的侧面的静止摩擦系数以及固定用槽的侧面与锁紧带钢的侧面的静止摩擦系数。

Description

蒸汽涡轮机转子以及蒸汽涡轮机
技术领域
本发明涉及具有植入翅片的蒸汽涡轮机转子以及蒸汽涡轮机。
背景技术
蒸汽涡轮机为了防止蒸汽(动作流体)从形成于静止体的内周面与旋转体(转子)的外周面之间的间隙(间隔)泄漏，设置密封翅片。
尤其在设置于转子侧的密封翅片上具有加工转子而形成的削出翅片和在形成于转子的槽中固定翅片的植入翅片这两种。
其中，植入翅片是能更换的结构，因此在植入翅片的前端损伤了的情况下，能够更换为新的植入翅片，能使密封性能恢复。但是，植入翅片与转子不是一体结构，因此在植入翅片的拉拔强度低于转子的离心力的情况下，存在植入翅片飞散的可能性。即，为了提高蒸汽涡轮机的可靠性，需要提高植入翅片的拉拔强度。
作为这种的本技术领域的背景技术，具有日本特开2017-115917号公报(专利文献1)。在该专利文献1中记载了：密封翅片构成为具备以在固定用槽的槽宽方向上伸长的方式配置在固定用槽的内部的基部、抑制动作流体从基部的槽宽方向的一端侧向固定用槽的开口立起并流通的翅片部，在基部的根侧形成以向一端侧鼓出的方式弯曲的弯曲部，在基部的另一端侧形成以在配置在固定用槽的内部时朝向固定用槽的开口的方式倾斜的第一倾斜面，弯曲部卡定于固定用槽的楔形槽部，第一倾斜面卡定于锁紧件。并且，在该专利文献1中记载了能够抑制密封翅片从固定用槽脱离的方案。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2017-115917号公报
在专利文献1中记载了抑制密封翅片从固定用槽脱离的方案。
但是，由于蒸汽涡轮机的蒸汽温度的高温化、转子轴的大径化等，要求植入翅片具有比以往更优异的拉拔强度。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种蒸汽涡轮机转子以及蒸汽涡轮机，例如具有植入翅片，该植入翅片具有与蒸汽温度的高温化、转子轴的大径化等对应的优异的拉拔强度。
为了解决上述课题，本发明的蒸汽涡轮机转子在固定用槽中插入植入翅片，该植入翅片由被弯曲加工的底部和具有翅片前端部以及翅片根部的立部构成，植入翅片通过锁紧带钢固定于固定用槽，增加固定用槽的侧面与翅片根部的侧面的静止摩擦系数、锁紧带钢的侧面与翅片根部的侧面的静止摩擦系数以及固定用槽的侧面与锁紧带钢的侧面的静止摩擦系数。
另外，本发明的蒸汽涡轮机具有这样的蒸汽涡轮机转子。
本发明的效果如下。
根据本发明，能够提供具有例如与蒸汽温度的高温化、转子轴的大径化等对应的优异的拉拔强度的植入翅片的蒸汽涡轮机转子以及蒸汽涡轮机。
另外，上述以外的课题、结构以及效果通过下述的实施例的说明变得明确。
附图说明
图1是说明不具有本实施例记载的楔形槽的植入翅片的示意图。
图2是说明具有本实施例记载的楔形槽的植入翅片的示意图。
图3是说明本实施例记载的蒸汽涡轮机的示意图。
图中：01—植入翅片，01a—翅片前端部，01b—翅片根部，02—转子，02a—楔形槽，03—锁紧带钢，04—植入密封翅片部，05—静叶片，06—动叶片。
具体实施方式
下面，使用附图说明本发明的实施例。另外，对相同或类似的结构标注相同的符号，在说明重复的情况下，存在省略其说明的情况。
[实施例一]
图1是说明不具有本实施例记载的楔形槽的植入翅片的示意图。
蒸汽涡轮机为了防止蒸汽(动作流体)从形成于静止体的内周面(未图示)与旋转体(蒸汽涡轮机转子)(以下称为“转子”)02的外周面之间的间隙(间隔)泄漏，设置密封翅片。
尤其在设置于转子侧的密封翅片上具有加工转子而形成的削出翅片和在形成于转子的槽中固定翅片的植入翅片这两种。
本实施例记载的密封翅片是植入翅片。植入翅片01是能更换的结构，因此在其前端损伤了的情况下，能更换为新的植入翅片01，能使密封性能恢复。
本实施例记载的植入翅片01是将板厚为0.5～1.0mm左右的具有长边方向和短边方向的金属带板的、长边方向的一端弯曲加工为L字型的翅片(剖面为L字型的翅片)，将该剖面为L字型的翅片沿长边方向加工为圆弧状。另外，在沿长边方向加工为圆弧状的情况下，最终与转子02的外周曲面一致地使用圆弧弯曲加工，并加工为环状。
另外，对L字型的弯曲加工能够通过使板材弯曲并加工的弯曲加工、旋压加工等形成L字型。在对该L字型的加工中也能使用从原材料削出的削出加工。
并且，该植入翅片01具有在设置于转子02时在转子02的圆周方向上被分割的环结构。另外，该分割优选2分割～4分割的等分割。这是由于，植入翅片01与植入翅片01之间的数量少能够抑制蒸汽泄漏。另外，通过为等分割，能提高植入翅片01的加工性。
另外，植入翅片01在转子02的轴向上也遍及多级(例如从2级到10级)地设置。由此，抑制蒸汽从形成于动叶片(旋转体)与静叶片(静止体)之间的间隙泄漏。
即，本实施例记载的植入翅片01在其剖面中具有被弯曲加工的底部和立部(在外周方向上伸出设置的部分)，剖面具有L字型(底部和立部)的形状。
并且，本实施例记载的植入翅片01从密封性能的提高的观点来看，在其剖面中，翅片前端部01a侧的板厚比翅片根部01b侧的板厚薄。另外，翅片前端部01a的薄壁部分能够通过压延冲压加工、削出加工形成。
这样，植入翅片01的立部具有翅片前端部01a和翅片根部01b。
另外，植入翅片01在设置于转子02后，以其前端为预定的外径的方式利用旋盘等加工。因此，在植入翅片01的前端部形成有毛边。另外，植入翅片01的剖面除了L字型以上，也可以是I字型、U字型等。
另一方面，在转子02的外周面沿整周形成有固定植入翅片01的固定用槽04。该固定用槽04的宽度(转子02的轴向的宽度)与深度的比优选为1：2以上且1:4以下。由此，具有优异的拉拔强度。
另外，植入翅片01的翅片前端部01a是比固定用槽04的深度长的部分，植入翅片01的翅片根部01b是比固定用槽04的深度短的部分。另外，优选与固定用槽04的宽度相比，植入翅片01的底部短。
并且，植入翅片01的翅片根部01b插入固定用槽04，从植入翅片01上(从外周侧)插入锁紧带钢03，通过对锁紧带钢03进行铆接，将植入翅片01固定于固定用槽04。另外，锁紧带钢03的铆接的从转子02的表面的锁紧带钢03的沉入量实施到成为预定的范围。
作为铆接方法，例如能使用气锤、滚轮，但只要是能够使锁紧带钢03充分地塑性变形的方法即可。
植入翅片01、锁紧带钢03的材质根据使用环境而不同，但普遍使用碳素钢、不锈钢。
本实施例记载的转子02的包括被弯曲加工的底部和具有翅片前端部01a以及翅片根部01b的立部的植入翅片01被插入固定用槽04，植入翅片01通过锁紧带钢03固定于固定用槽04。
植入翅片01的拉拔强度较大地依赖于分别接触的、形成有锁紧带钢03、固定用槽04的转子02、各个植入翅片01之间的静止摩擦力。
在本实施例中，尤其增加固定用槽04与翅片根部01b的侧面(立部的外侧)的静止摩擦系数(A)、锁紧带钢03的侧面与翅片根部01b的侧面(立部的内侧)的静止摩擦系数(B)、固定用槽04的侧面与锁紧带钢03的侧面的静止摩擦系数(C)。由此，提高植入翅片01的拉拔强度。
作为静止摩擦系数的增加方法，例如具有塑性处理。通过将钢球、玻璃珠、砂等硬质材料向翅片根部01b的侧面、固定用槽04的侧面、锁紧带钢03的侧面射出，能够使表面粗糙，能增加静止摩擦系数。作为静止摩擦系数的增加方法，例如具有滚花加工。
对翅片根部01b的侧面的塑性处理可以在任意时机实施，但若翅片根部01b以外的部位(例如翅片前端部01a)的表面粗糙度增加，则疲劳强度、密封性能有可能下降，因此对这些部位进行掩盖地实施塑性处理。
同样，对锁紧带钢03的侧面也能通过实施塑性处理增加翅片根部01b的侧面、固定用槽04的侧面的接触部分的静止摩擦系数，能提高植入翅片01的拉拔强度。
根据本实施例，与不使表面粗糙的情况(例如翅片根部01b的侧面与固定用槽04的侧面的静止摩擦系数为0.4～0.5)相比，能变大(为0.5以上)，能提高植入翅片01的拉拔强度。
另外，尤其优选使这些静止摩擦系数A、B、C中的A为最大。由此，能进一步提高植入翅片01的拉拔强度。
另外，在本实施例中，与固定用槽04的侧面相比，翅片根部01b的侧面(立部的外侧)的表面粗糙度大。另外，与固定用槽04的侧面相比，锁紧带钢03的侧面的表面粗糙度大。由此，能进一步提高植入翅片01的拉拔强度。
根据本实施例，例如能够提供具有与蒸汽温度的高温化、转子轴的大径化等对应的优异的拉拔强度(被高强度化)的植入翅片的蒸汽涡轮机转子。并且，能提高使用这种蒸汽涡轮机转子的蒸汽涡轮机的可靠性。
[实施例二]
图2是说明本实施例记载的具有楔形槽的植入翅片的示意图，是剖视图。
本实施例在固定用槽04上具有楔形槽02a这一点与实施例一不同。即，本实施例记载的转子02在固定用槽04上具有楔形槽02a的方面与实施例一不同。
这样，本实施例通过在固定用槽04上具有楔形槽02a，锁紧带钢03进入该楔形槽02a，由此能进一步提高植入翅片01的拉拔强度。
[实施例三]
图3是说明本实施例记载的蒸汽涡轮机的示意图。
本实施例记载的蒸汽涡轮机具有转子02、设置于转子02的动叶片06、静叶片05以及植入密封翅片部04。
静叶片05使蒸汽膨胀而对蒸汽赋予速度能量，并且使蒸汽的流动的方向变化，进行制造出旋转方向的动量的动作。
在植入密封翅片部04上设置植入密封翅片01，植入密封翅片01以蒸汽不会从静叶片05的前端与转子02之间泄漏的方式设置。
动叶片06设置于转子02，将蒸汽保有的热能变换为转子02的旋转能量。
通过在这种蒸汽涡轮机的转子02上设置实施例一或实施例二记载的植入翅片01，能提供可靠性提高的蒸汽涡轮机。即，本实施例记载的蒸汽涡轮机具有实施例一或实施例二记载的转子02。
另外，本发明并未限定于上述实施例，包括多种变形例。例如，上述实施例是为了容易明白地说明本发明而详细地说明的实施例，并未限定于必须具有说明的全部的结构。

Claims (7)

1.一种蒸汽涡轮机转子，其在固定用槽中插入植入翅片，该植入翅片由被弯曲加工的底部和具有翅片前端部以及翅片根部的立部构成，上述植入翅片通过锁紧带钢固定于上述固定用槽，该蒸汽涡轮机转子的特征在于，
增加了上述固定用槽的侧面与上述翅片根部的侧面的静止摩擦系数、上述锁紧带钢的侧面与上述翅片根部的侧面的静止摩擦系数以及上述固定用槽的侧面与上述锁紧带钢的侧面的静止摩擦系数。
2.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机转子，其特征在于，
在上述固定用槽的侧面与上述翅片根部的侧面的静止摩擦系数、上述锁紧带钢的侧面与上述翅片根部的侧面的静止摩擦系数、上述固定用槽的侧面与上述锁紧带钢的侧面的静止摩擦系数中，上述固定用槽的侧面与上述翅片根部的侧面的静止摩擦系数最大。
3.根据权利要求2所述的蒸汽涡轮机转子，其特征在于，
上述固定用槽的宽度与深度的比为1:2以上且1:4以下。
4.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机转子，其特征在于，
与上述固定用槽的侧面相比，上述翅片根部的侧面的表面粗糙度大。
5.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机转子，其特征在于，
与上述固定用槽的侧面相比，上述锁紧带钢的侧面的表面粗糙度大。
6.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机转子，其特征在于，
在上述固定用槽中具有楔形槽。
7.一种蒸汽涡轮机，其特征在于，
具有权利要求1所述的蒸汽涡轮机转子。
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