蒸汽涡轮的操控级的工作轮装置及蒸汽涡轮的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种蒸汽涡轮的操控级的工作轮装置。此外，本实用新型涉及一种具有这样的工作轮装置的蒸汽涡轮。
【背景技术】
[0002]—种蒸汽涡轮通常由几个涡轮级形成，所述涡轮级均由导向叶片和工作叶片的至少一个轮圈所组成。所述工作叶片与涡轮轴相连接，并且与该涡轮轴共同旋转。所述导向叶片在壳体中旋转固定地设置。所述导向叶片正如喷嘴一样作用到流入的蒸汽上。据此，在蒸汽的速度升高时，蒸汽的压力变小。所述蒸汽的热能通过该布置转换为动能。以高的速度流动的蒸汽偏转到放置在所述导向叶片之后的工作叶片上，其中所述蒸汽的动能的一部分被释放到所述工作叶片上。被释放的涡轮功率的所述操控通过操控所述被导入的蒸汽量来实现。对于该目的来说，在所述第一涡轮级之前连接一种操控级。操控级指的是一种特定的等压级。工作轮或者操控级的工作叶片也被称为行动轮或者A轮。对于所追求的蒸汽量的操控通过一种被放置在所述操控级前面的操控阀来实现。
[0003]为了容纳所述操控级的工作叶片，所述涡轮轴具有一种轮盘。所述工作叶片在轮盘上的紧固优选地通过一种脚/槽-连接来实现。根据机械的载荷，为了对于所述操控级的工作叶片进行紧固，提供了不同的脚/槽-连接，例如锤头连接、双锤头连接、燕尾形(Schwalbenschanz)连接、冷杉或者插入脚，例如T形脚/槽连接。
[0004]针对特别高负载的操控级，DE 10 2010 007 335公开了一种操控级，其中工作叶片、顶盖带和工作轮的脚部单片地借助于电火花腐蚀和/或切削从单个工件中被制造出来，并且作为整个轮圈被推移到所述涡轮轴上。在这种情况中，在所述轮圈和所述涡轮轴之间的连接通过T形的脚槽连接来实现。
[0005]所述涡轮轴如此地进行构造，使得所述轮盘被构造用于容纳所述操控级的运行叶片，并且过渡到一种转子球中，并且被构造用于容纳被设置在后方的涡轮级的工作叶片。为此，所述转子球通常同样具有用于相应的脚槽连接的容纳器。
[0006]从所述轮盘到所述转子球的过渡部尤其是切口应力敏感的。由此存在的危险在于，由于在所述操控级的区域中的大的负载，在到转子球的过渡部上出现了裂纹，所述裂纹会扩展并且导致所述涡轮轴的失效。这样的形成裂纹的情况必须在所有的情形下被避免，因为所述涡轮轴的失效会导致在涡轮上的显著的损坏。为了减少在从所述轮盘到转子球的过渡部上的缺口应力，通常设置了一种具有在所述过渡部的区域中的大半径的经过整圆的过渡部。该过渡部用于减小所述缺口应力。尽管如此，在从所述轮盘到所述转子球的过渡部中的区域仍然继续受到缺口应力威胁。尤其是在所述转子球的区域中出现了高的缺口应力。所述缺口应力能够通过在从所述轮盘到所述转子球的过渡部上的被设置的半径或者被设置的整圆部不充分地减小。
【实用新型内容】
[0007]因此，本实用新型的任务在于，提供一种蒸汽涡轮的操控级的工作轮装置，该工作轮装置能够相对于在从所述轮盘到所述转子球的过渡部的区域中的缺口应力裂纹进行改善的保护。此外，本实用新型的任务在于，提供一种具有这样的工作轮装置的蒸汽涡轮。
[0008]在下列所述的一种蒸汽涡轮的操控级的工作轮装置的方面解决该任务:该工作轮装置包括涡轮轴，其中该涡轮轴具有:
[0009]-一用于容纳所述操控级的工作叶片的轮盘，以及
[0010]-沿着流动方向被构造在所述轮盘之后的、用于容纳至少一个被设置在后面的涡轮级的工作叶片的转子球，
[0011]其特征在于，
[0012]在从所述轮盘到所述转子球的过渡部上如此构造和设置一种减荷槽，从而得出从所述减荷槽到所述轮盘的连续的过渡部。
[0013]在蒸汽涡轮方面，通过一种蒸汽涡轮来解决该任务。所述蒸汽涡轮包括按照前面所述的工作轮装置。
[0014]本实用新型还涉及能够单个或互相组合地应用的其它实施例。
[0015]所述蒸汽涡轮的操控级的根据本实用新型的工作轮装置具有一涡轮轴，其中所述涡轮轴具有一种用于容纳所述操控级的工作叶片的轮盘和一种沿着流动方向被构造在所述轮盘后面的、用于容纳至少一个被设置在后面的涡轮级的工作叶片的转子球，其特征在于，在从所述轮盘到所述转子球的过渡部上如此构造和设置一种减荷槽，从而得出一种从所述减荷槽到所述轮盘的连续的过渡部。令人惊奇地得到证明的是，如此被构造或设置的减荷槽相对于到当前所使用的过渡部半径不仅减小缺口应力地作用在所述轮盘和所述转子球之间的过渡部上，而且也降低缺口应力地作用在所述转子球中的被设置在后方的叶片根部槽上。因此，根据本实用新型的工作轮装置用于减小所述涡轮轴的缺口应力敏感性。
[0016]本实用新型的一种设计方案规定了，所述轮盘一体地与所述涡轮轴构造。所述轮盘和所述涡轮轴的一体的构造进一步减小缺口应力地作用。
[0017]本实用新型的另一种设计方案规定了，所述减荷槽被构造为沉割部或者椭圆拱。
[0018]所述减荷槽的这两种形式被证明是特别有利的并且是减小应力的。此外，对于所述减荷槽要说明的是，该减荷槽始终被如此地切削，从而所述减荷槽的底部位于所述转子球区域中的自身表面之下。
[0019]根据本实用新型的蒸汽涡轮的特征在于，所述蒸汽涡轮包括按照前述的工作轮装置。所述工作轮装置负责针对尤其小的缺口应力敏感性，从而在所述涡轮轴上的、并且尤其在从所述轮盘到所述转子球的过渡部上的缺口应力裂纹能够有效地被阻碍。因此，具有相应的工作轮布置的蒸汽涡轮具有高的运行安全性，其中与至目前为止的设计方案相比不产生额外的费用。
【附图说明】
[0020]在下文中借助于实施例来展示本实用新型以及本实用新型的其它优点。附图示出:
[0021]图1是根据现有技术的一种蒸汽涡轮的操控级的工作轮装置；
[0022]图2是一种蒸汽涡轮的操控级的根据本实用新型的工作轮装置。
【具体实施方式】
[0023]所述附图均指的是被强烈地简化的示意图，其中只是展示针对本实用新型主要的构件。相同的或者功能相同的构件在附图整体方面配有相同的附图标记。
[0024]图1展示出一种根据现有技术的蒸汽涡轮的操控级的工作轮装置1。所述工作轮装置1包括一涡轮轴2。该涡轮轴2只是局部地被展示出来。该涡轮轴2具有一用于容纳一种操控级的工作叶片4的轮盘3。此外，所述涡轮轴2包括一种沿着流动方向被构造在轮盘3之后的转子球5。该转子球5具有一种用于容纳未具体展示的、被设置在后方的涡轮级的工作叶片的容纳器7。为了减小在从所述轮盘3到转子球5的过渡部上的内部棱边上的缺口应力敏感性，设置了整成圆形的过渡部8。该圆形的过渡部8通过相同大小的半径获得。但是，该过渡部8只是减小缺口应力地作用到从轮盘3到转子球5的过渡部处的内部棱边上，并且没有对于在被设置在后方的涡轮级的或者针对被设置在后方的涡轮级的工作叶片的容纳器的缺口应力敏感性产生影响。
[0025]图2展示了一种蒸汽涡轮的操控级的根据本实用新型的工作轮装置1。该工作轮装置1的理论结构相应于按照图1的工作轮装置。该工作轮装置1又包括一种涡轮轴2，该涡轮轴2也只是被部分地展示出来。所述涡轮轴2具有一种用于容纳所述操控级的工作叶片4的轮盘3。在该实施例中，所述轮盘3与所述涡轮轴2 —体地构造。所述轮盘3被构造用于容纳所述控制级的工作叶片4。沿着流动方向在所述轮盘3之后在涡轮轴2中构造了一种转子球5。该转子球5用于容纳至少一个被设置在后方的涡轮级的工作叶片，在该实施例中未具体展示出该涡轮级。为了容纳被设置在后方的涡轮级的所述工作叶片，在所述转子球5中设置了容纳器7。在从所述轮盘3到所述转子球5的过渡部上设置了一种减荷槽
6。如此构造和设置所述减荷槽6，从而得出从所述减荷槽6到所述轮盘3的连续的过渡部
9。在这种情况中，所述减荷槽6能够有利地被构造为沉割部或者椭圆拱(Korbbogen)。所述减荷槽6的基础相比于在所述转子球5的区域中的涡轮轴2的自身的表面要深。所述减荷槽6不只是减小缺口应力地作用到从所述轮盘3到所述转子球5的过渡部上，而且也用来减小作用在所述转子球5中的布置在后面的叶片根部槽7上的缺口应力敏感性。一种蒸汽涡轮的操控级的、根据本实用新型的、具有减荷槽6的工作轮装置(该减荷槽被构造在从所述轮盘3到所述转子球5的过渡部上)因而提高了所述工作轮装置1以及具有这样的工作轮装置1的蒸汽涡轮的运行安全性。在这种情况中，所述减荷槽6可以简单地置入到所述涡轮轴2中。相对于至今在现有技术中使用的、具有在从所述轮盘3到所述转子球5的过渡部上的半径的解决方案，不产生额外的费用。
【主权项】
1.一种蒸汽涡轮的操控级的工作轮装置(1)，包括涡轮轴(2)，其中该涡轮轴(2)具有 -一用于容纳所述操控级的工作叶片⑷的轮盘(3)，以及 -沿着流动方向被构造在所述轮盘(3)之后的、用于容纳至少一个被设置在后面的涡轮级的工作叶片的转子球(5)， 其特征在于， 在从所述轮盘(3)到所述转子球(5)的过渡部上如此构造和设置一种减荷槽￠)，从而得出从所述减荷槽(6)到所述轮盘(3)的连续的过渡部(9)。2.按照权利要求1所述的工作轮装置(1)，其特征在于，所述轮盘(3)与所述涡轮轴(2)一体地构造。3.按照权利要求1或2所述的工作轮装置(1)，其特征在于，所述减荷槽(6)被构造为沉割部或者椭圆拱。4.蒸汽涡轮， 其特征在于， 所述蒸汽涡轮包括按照权利要求1到3中任一项所述的工作轮装置(1)。
【专利摘要】本实用新型涉及一种蒸汽涡轮的操控级的工作轮装置（1）及一种蒸汽涡轮。所述工作轮装置包括涡轮轴（2），该涡轮轴具有用于容纳所述操控级的工作叶片（4）的轮盘（3）。沿着流动方向在所述轮盘之后，在该涡轮轴中构造了一种用于容纳至少一个被设置在后面的涡轮级的工作叶片的转子球（5）。在从轮盘（3）到转子球（5）的过渡部上如此构造和设置一种减荷槽（6），从而得出一种从所述减荷槽（6）到轮盘（3）的连续的过渡部（9）。通过该减荷槽（6），减小缺口应力地不仅作用到从所述轮盘到所述转子球的过渡部上，而且降低缺口应力地作用到在转子球中的接在后面的叶片根部槽（7）上。所述蒸汽涡轮具有这样的工作轮装置（1）。
【IPC分类】F01D5/00, F01D5/34
【公开号】CN205089373
【申请号】CN201520239566
【发明人】H·屈恩
【申请人】西门子公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年3月9日