涡轮机的轮叶锁定组件和固定方法
【技术领域】
[0001]本文公开的主题涉及用于将轮叶固定在涡轮机内的轮叶锁定组件、固定方法和涡轮机。
【背景技术】
[0002]诸如轴向压缩机和涡轮(例如，燃气涡轮轴向压缩机、蒸汽涡轮等)的涡轮机可大体包括转子部分，其在系统运行期间围绕轴线旋转。例如，在轴向压缩机或蒸汽涡轮中，转子部分(例如，级的盘)可包括多个轮叶(例如，旋转叶片)，其围绕轴设置。轮叶沿周向设置成围绕转子部分彼此相邻。通常这些轮叶沿切向方向加载到转子部分上。加载在转子部分上的最后一个轮叶称为封闭轮叶。封闭轮叶固定到转子部分上，以将轮叶在转子上锁定就位，以及阻止轮叶沿着转子部分(即，相对于转子部分)的周向运动。但是，用来将封闭轮叶固定到转子部分上的机构可导致转子的应力集中和/或转子在级(例如，蒸汽涡轮的涡轮级或压缩机级)的重新组装期间对转子较多地重新加工。
【发明内容】
[0003]下面概述在范围上与原本要求保护的发明相当的某些实施例。这些实施例不意图限制要求保护的发明的范围，而是这些实施例仅意图提供本发明的可行形式的简要概述。实际上，本发明可包含可类似于或不同于下面阐述的实施例的各种形式。
[0004]根据第一实施例，一种涡轮机包括至少一个转子盘或级、多个轮叶、封闭轮叶和单个锁定元件;转子盘或级包括外围部分，其设置成围绕至少一个转子盘或级的旋转轴线，其中外围部分包括凹槽，其沿周向围绕外围部分延伸，其中凹槽具有第一凹槽表面和设置成与第一凹槽表面相反的第二凹槽表面;多个轮叶中的各个设置在凹槽内而彼此相邻;封闭轮叶设置在凹槽内而与至少一个轮叶相邻，其中封闭轮叶具有与第一凹槽表面交接的第一轮叶表面，以及设置成与第一轮叶表面相反的第二轮叶表面，并且封闭轮叶阻止多个轮叶在凹槽内相对于至少一个转子盘或级沿周向运动;单个锁定元件设置在第二轮叶表面和第二凹槽表面之间且接触第二轮叶表面和第二凹槽表面，其中在第一运行状况中，单个锁定元件接触第二轮叶表面和第二凹槽表面，以将封闭轮叶固定在凹槽内，并且在第二运行状况中，单个锁定元件是松动的。
[0005]要注意，当单个锁定元件处于第一运行状况时，即当涡轮机组装好时(具体而言当其旋转时)，其作用类似于楔，即使其不是渐缩形状的；为此，锁定元件在以下详细描述中称为“楔”。
[0006]根据第二实施例，一种轮叶锁定组件，用于将多个轮叶固定在涡轮机的转子盘或级的凹槽内，以阻止多个轮叶相对于转子盘或级的周向运动，轮叶锁定组件包括封闭轮叶和单个锁定元件;封闭轮叶构造成在凹槽内设置在相邻多个轮叶之间，其中封闭轮叶具有构造成与凹槽的第一凹槽表面交接的第一轮叶表面，以及设置成与第一轮叶表面相反的第二轮叶表面，并且封闭轮叶构造成阻止多个轮叶在凹槽内相对于转子盘或级的周向运动；单个锁定元件设置在第二轮叶表面和第二凹槽表面之间且接触第二轮叶表面和第二凹槽表面，其中在第一运行状况中，单个锁定元件接触第二轮叶表面和第二凹槽表面，并且经历轴向力，以将封闭轮叶固定在凹槽内，并且在第二运行状况中，单个锁定元件是松动的。
[0007]根据第三实施例，一种用于将轮叶固定在涡轮机的转子盘或级的凹槽内的方法，包括将单个锁定元件设置在凹槽的封闭凹槽部分中，其中单个锁定元件设置在轮叶表面和凹槽表面之间且接触轮叶表面和凹槽表面，其中在第一运行状况中，单个锁定元件接触轮叶表面和凹槽表面，并且经历轴向力，以将封闭轮叶固定在凹槽内，并且在第二运行状况中，单个锁定元件是松动的O
【附图说明】
[0008]当参照附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中:
图1为涡轮机系统(例如，燃气涡轮系统)的实施例的横截面侧视图，其包括压缩机，压缩机具有联接的盘转子，盘转子具有用于各个转子盘或级的自锁定封闭轮叶组件；
图2为自锁定封闭轮叶组件的实施例的局部侧视透视图，其设置在转子盘或级的凹槽内；
图3为图2的自锁定封闭轮叶组件的实施例的局部后视透视图，其在转子盘或级的凹槽内设置在相邻轮叶之间；
图4为图2的自锁定封闭轮叶组件的实施例的局部正视透视图，其在转子盘或级的凹槽内设置在相邻轮叶之间；
图5为图2的自锁定封闭轮叶组件的实施例的俯视图，其设置在转子盘或级的凹槽内； 图6为用于轮叶的凹槽部分的实施例的沿着图5的线6-6得到的横截面侧视图；
图7为用于自锁定封闭轮叶组件的封闭凹槽部分的实施例的沿着图5的线7-7得到的横截面侧视图；
图8A-F为一系列局部侧视图，其示出根据实施例的图2的自锁定封闭轮叶组件在封闭凹槽部分内的组装；
图9为涡轮机系统(例如，燃气涡轮系统)的实施例的横截面侧视图，其包括压缩机，压缩机具有单件转子，单件转子对于各个级具有图2的自锁定封闭轮叶组件；以及
图10为涡轮机系统(例如，蒸汽涡轮系统)的局部横截面侧视图，其包括涡轮，涡轮具有单件转子，单件转子对于各个级具有图2的自锁定封闭轮叶组件。
【具体实施方式】
[0009]下面将对本发明的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，可能不会在说明书中对实际实现的所有特征进行描述。应当理解，当例如在任何工程或设计项目中开发任何这种实际实现时，必须作出许多对实现而言专有的决定来实现开发者的具体目标，例如符合与系统有关及与商业有关的约束，开发人员的具体目标可根据不同的实现彼此有所改变。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但尽管如此，对具有本公开的益处的普通技术人员来说，这种开发工作将是设计、生产和制造的例行任务。
[0010]当介绍本发明的各实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个该元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，并且表示除了列出的元件之外，可存在另外的元件。
[0011 ]本公开涉及涡轮机，其包括自锁定封闭轮叶组件。例如，涡轮机可为燃气涡轮发动机、蒸汽涡轮发动机、压缩机或任何其它类型的旋转机器(例如，涡轮机)。自锁定封闭轮叶组件可用来阻止其它轮叶(例如，切向入口鸠尾轮叶)在转子盘或级(例如，相同排或级)的凹槽内的周向运动。具体而言，自锁定封闭轮叶组件包括封闭轮叶(例如，旋转叶片，其具有安装基部部分)和仅单个楔，单个楔设置在凹槽的相同部分(例如，封闭凹槽部分)内，以将封闭轮叶固定在封闭凹槽内。封闭凹槽部分包括第一凹槽表面、设置成与第一凹槽表面相反的第二凹槽表面，以及设置在第一和第二凹槽表面之间的第三表面。封闭轮叶包括与第一凹槽表面(例如，具有用于突起的凹部)交接的第一表面(例如，具有突起的外凸鸠尾部分的第一表面)，以及第二表面，第二表面设置成与第一表面相反，以接触单个楔或与单个楔交接。单个楔可预先插入或设置在封闭凹槽部分中(例如，抵靠着第三凹槽表面)。封闭轮叶组件可包