一种透平轮盘及透平转子的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种透平轮盘及透平转子。
【背景技术】
[0002]目前，重型燃气轮机转子多采用盘鼓式转子结构，这类转子是把各级轮盘在轮缘或接近轮缘处的鼓环压紧、连接或焊接而形成，使它在轮缘或者靠近轮缘处是一转鼓，由于离心力靠轮盘来承受，可以使转子强度好，故盘鼓式转子兼有鼓筒式和盘式转子的优点。
[0003]盘鼓式转子按不同的形成方式可分为:1、焊接式，要求有高的焊接工艺水平，机加工量少，结构简单，是不可拆卸转子。2、径向销钉式，各轮盘在轮缘处用径向销钉连接而成，径向销钉不仅将转子连成一体，而且同时起传递扭矩的作用。即使在运行中配合止口一旦松动，径向销钉也能保证松动的轮盘间良好的对中。径向销钉式转子的重量轻，强度和刚度好，但相对拉杆转子，其拆装麻烦，工作量大，另外销钉孔处应力集中较严重。3、拉杆式，用有足够预紧力的拉杆螺栓将各级轮盘压紧而来，可以靠摩擦力和其他的传扭结构如轴向销钉、骑缝径向销钉等传扭。这类传扭形式的转子，各轮盘间的对中靠定位止口来保证，这通常是有少量的过盈压配合。
[0004]现阶段的燃气轮机均需要进行空气冷却，它是使燃气轮机能长期安全可靠地工作的有力保障，也是使燃气轮机气缸和轮盘等能用较差材料的有效措施。一般情况下，冷却空气分别引至转子的进气侧、转子的内部，以及转子的排气侧。进气侧处空气自压气机出口引出，由轴向间隙中的气封来控制其流量，出气侧面引来的是一股低压冷却空气。转子内部的冷却空气，自压气机的某级后引出，经转子上的冷却空气孔，流入转子中间，大部分经第一级轮盘的流路流至一级动叶的根部，进入动叶内部冷却后经叶顶排至主流燃气中，另一部分经二级轮盘的流道，流至冷却二级轮盘的出气侧及三级、四级轮盘的出气侧。
[0005]虽然这种结构可以使各级轮盘的所有表面全部被冷却空气所包围，与燃气隔绝，得到较好的冷却效果，但是燃气轮机转子内部的冷却空气的冷却效果不可调节。
【实用新型内容】
[0006](一 )要解决的技术问题
[0007]本实用新型要解决的技术问题是提供一种透平轮盘及透平转子，解决目前燃气轮机工作时，燃气轮机转子内部的冷却空气的冷却效果不可调的问题。
[0008]( 二 )技术方案
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种透平轮盘，所述透平轮盘沿周向贯穿设置有若干冷却空气孔，所述冷却空气孔的轴心与所述透平轮盘的轴心形成锐角夹角。
[0010]进一步的，前述锐角夹角的角度为20-70°。
[0011]进一步的，前述冷却空气孔沿所述透平轮盘的周向均匀分布。
[0012]本实用新型还提供了一种透平转子，包括透平转子拉杆，以及若干个如前述的透平轮盘，所述透平轮盘同轴设置于所述透平转子拉杆上，所述透平转子拉杆上沿其轴向设有若干个截面形状为长圆形的凸棱，且每个凸棱的扁平面均在一个平面内，所述透平轮盘上设有与所述凸棱相匹配的长圆形通孔，所述透平转子拉杆与透平轮盘通过所述凸棱和通孔配合实现周向固定。
[0013]优选的，前述透平转子拉杆的末端还设有用于对透平轮盘轴向限位的拧紧螺母。
[0014]优选的，前述透平转子拉杆的数量为多个，所述多个透平转子拉杆沿所述透平轮盘的圆周方向均匀布置。
[0015](三)有益效果
[0016]本实用新型的上述技术方案具有如下优点:
[0017]本实用新型提供了一种透平轮盘，透平轮盘沿周向贯穿设置有若干冷却空气孔，冷却空气孔相对于透平轮盘的轴向倾斜设置；本实用新型还提供了一种透平转子，透平转子包括本实用新型提供的透平轮盘。本实用新型在燃气轮机透平轮盘上，沿周向加工的若干与轴向具有一定角度的冷却空气孔，利用冷却空气孔的通道对冷却空气进行导流，改变冷却空气相对下一级轮盘的进口速度，影响冷却空气与下一级轮盘的对流换热系数，进而影响冷却空气对下一级轮盘的冷却效果。使得燃气轮机透平转子内部冷却效果具有可调性。
[0018]本实用新型提供的透平轮盘及透平转子，结构简单，冷却效果好，利于机组的安全运行。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型透平轮盘的结构示意图；
[0020]图2是本实用新型透平轮盘的轴测图；
[0021]图3是本实用新型中的冷却空气孔的结构示意图；
[0022]图4是现有技术中透平转子内部冷却原理图；
[0023]图5是本实用新型提供的透平转子的结构示意图。
[0024]图中:1:透平轮盘；2:透平转子拉杆；3:冷却空气孔；4:气流方向；5:进气气流相对方向；6:出气气流相对方向；7:透平转子旋转方向。
【具体实施方式】
[0025]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0026]实施例一
[0027]如图1-3所示，本实用新型实施例提供的一种透平轮盘1，透平轮盘I沿周向贯穿设置有若干冷却空气孔3，冷却空气孔3沿所述透平轮盘I的周向均匀分布。冷却空气孔3的轴心与透平轮盘I的轴心形成锐角夹角，利用冷却空气孔3的通道对冷却空气进行导流，改变冷却空气相对下一级透平轮盘I的进口速度方向。其中，锐角夹角的角度为20-70°。
[0028]实施例二
[0029]如图5所示，本实用新型实施例提供了一种透平转子，包括外围分布式透平转子拉杆2，以及若干个如前述的透平轮盘1，透平轮盘I同轴设置于透平转子拉杆2上，透平转子拉杆2上沿其轴向设有若干个截面形状为长圆形的凸棱，且每个凸棱的扁平面均在一个平面内，透平轮盘I上设有与凸棱相匹配的长圆形通孔，透平转子拉杆2与透平轮盘I通过凸棱和通孔配合实现周向固定。透平转子拉杆2的末端还设有用于对透平轮盘I轴向限位的拧紧螺母。透平转子拉杆2的数量为多个，多个透平转子拉杆2沿透平轮盘I的圆周方向均匀布置。
[0030]传统燃气轮机的透平轮盘I上加工有沿轴向的冷却空气孔3，冷却空气可以通过冷却空气孔3从透平转子一级轮盘流到透平转子末级轮盘，沿途冷却各级转子部件。如图4所示，转子内部的冷却空气，自压气机的某级后引出，其气流方向4为图4中的箭头方向，经转子上的冷却空气孔3，流入转子中间，一部分经轮盘冷却空气孔3的流道，去冷却下一级轮盘的出气侧及后几级轮盘的出气侧。
[0031]本实用新型实施例设计了与燃气轮机轴向方向具有一定角度的冷却空气孔3，如图3所示，利用冷却空气孔3的通道对冷却空气进行导流，改变冷却空气相对下一级透平轮盘I的进口速度方向，其进气气流相对方向5和出气气流相对方向6为图3中的箭头方向。图中的气体速度方向为相对透平转子旋转方向7的相对方向。由于用于冷却下一级轮盘的冷却空气速度方向发生了变化，冷却空气的静温也随着变化，影响冷却空气与下一级透平轮盘I的对流换热系数，进而影响冷却空气对下一级透平轮盘I的冷却效果。
[0032]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种透平轮盘，其特征在于:所述透平轮盘沿周向贯穿设置有若干冷却空气孔，所述冷却空气孔的轴心与所述透平轮盘的轴心形成锐角夹角。2.根据权利要求1所述的透平轮盘，其特征在于:所述锐角夹角的角度为20-70°。3.根据权利要求1所述的透平轮盘，其特征在于:所述冷却空气孔沿所述透平轮盘的周向均匀分布。4.一种透平转子，其特征在于:包括透平转子拉杆，以及若干个如权利要求1-3中任一项所述的透平轮盘，所述透平轮盘同轴设置于所述透平转子拉杆上，所述透平转子拉杆上沿其轴向设有若干个截面形状为长圆形的凸棱，且每个凸棱的扁平面均在一个平面内，所述透平轮盘上设有与所述凸棱相匹配的长圆形通孔，所述透平转子拉杆与透平轮盘通过所述凸棱和通孔配合实现周向固定。5.根据权利要求4所述的透平转子，其特征在于:所述透平转子拉杆的末端还设有用于对透平轮盘轴向限位的拧紧螺母。6.根据权利要求4所述的透平转子，其特征在于:所述透平转子拉杆的数量为多个，所述多个透平转子拉杆沿所述透平轮盘的圆周方向均匀布置。
【专利摘要】本实用新型涉及燃气轮机技术领域，提供了一种透平轮盘，透平轮盘沿周向贯穿设置有若干冷却空气孔，冷却空气孔的轴心与透平轮盘的轴心形成锐角夹角；本实用新型还提供了一种透平转子，透平转子包括本实用新型提供的透平轮盘。本实用新型提供的透平轮盘及透平转子，解决目前燃气轮机工作时，燃气轮机转子内部的冷却空气的冷却效果不可调的问题。
【IPC分类】F01D5/08
【公开号】CN204716302
【申请号】CN201520229000
【发明人】王睿男, 张正秋, 谢健
【申请人】北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年4月16日