燃气轮机轮盘、轮盘组、叶轮、轮盘安装动叶步骤的制作方法

1.本发明涉及一种燃气轮机，具体而言，涉及一种燃气轮机轮盘。


背景技术：

2.在燃气轮机的设计中，压气机动叶主要通过t型叶根或者燕尾型叶根同轮盘进行连接，主要安装形式为周向安装。专利cn112483464a公开了一种燃气轮机动叶锁紧装置，动叶与轮盘进行周向安装和锁紧，首先将周向槽型动叶依次顺着动叶开口槽装入轮盘中，然后滑入至对应的安装位置。在动叶安装到轮盘之前，轮盘槽与动叶的接触表面可以涂抹抗磨润滑剂。当动叶安装至半圆形豁口槽位置处时，沿两侧分别装入闭锁动叶左半和右半。现有技术的周向动叶安装存在安装困难，间隙很小，安装周期长等困难，同时，采用周向安装对动叶、轮盘加工精度以及叶根间隙调整存在诸多困难。
3.针对以上问题，本发明给出了一种解决方案。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种，以解决现有技术中的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种燃气轮机轮盘，轮盘安装多个动叶，轮盘为轴向分体结构，包括第一分轮盘、第二分轮盘，第一分轮盘上包括多个第一动叶槽，第二分轮盘上包括多个第二动叶槽，第二动叶槽与第一动叶槽配合使用以轴向固定动叶。燃气轮机通过第一分轮盘和第二分轮盘分体结构轴向固定多个动叶，能够方便动叶的安装以及先行调整叶根间隙到位后再紧固安装。
6.进一步的，第一动叶槽围绕第一分轮盘均匀分布。
7.进一步的，第一分轮盘和第二分轮盘为对称结构。
8.进一步的，在分体轮盘的轴向方向上，第一分轮盘或第二分轮盘上还设置有螺纹孔，螺纹孔用于容纳紧固动叶的螺钉。这种设计可在轴向方向实现动叶的精准固定。
9.进一步的，第一动叶槽和/或第二动叶槽为t型结构、燕尾型结构、圆形结构中的一种或多种。这种槽结构设计能够限制叶根的径向自由度，实现叶根的径向定位。且第一动叶槽和第二动叶槽采用混合设计的方式，可避免或减少叶根发生偏转、叶根与动叶槽接触松动，避免出现局部应力集中等问题。
10.进一步的，沿轮盘的轴向方向上，可在第一动叶槽和/或第二动叶槽的侧面开设螺纹孔，以轴向固定动叶。
11.根据本发明的另一方面，提供了一种燃气轮机轮盘组，多个轮盘组安装动叶后固定，轮盘组包括一体轮盘和以上任一方案的轮盘，一体轮盘在圆周方向安装动叶，分体轮盘在轴向方向安装动叶。通过一体轮盘和分体轮盘的交替使用，一方面保证了动叶轴向方向上的距离，另一方面也方便了动叶在轴向方向和周向方向的调节。
12.根据本发明的另一方面，提供了一种燃气轮机叶轮，包括多个动叶，轮盘，第一动叶槽包括槽底面，第一动叶槽用于部分容纳叶根并调整叶根与槽底面的间隙，第二动叶槽
与第一动叶槽配合形成腔体以容纳叶根。
13.进一步的，轮盘还包括中心孔，中心孔用于穿过中心拉杆，第一分轮盘和第二分轮盘由中心拉杆提供的轴向夹紧力轴向紧固动叶。
14.进一步的，动叶还包括动叶叶尖，动叶叶尖可修磨。
15.根据本发明的另一方面，提供了一种燃气轮机轮盘安装动叶步骤，用轮盘固定动叶，包括第一分轮盘固定步骤，将第一分轮盘沿竖直方向定位；预安装步骤，将多个动叶装入第一动叶槽中，调整第一动叶槽与叶根间隙；第二分轮盘安装步骤，在预安装步骤基础上，将第二分轮盘的第二动叶槽与动叶对齐安装；紧固步骤，锁紧第一分轮盘和第二分轮盘。
16.进一步的，还包括动叶锁紧步骤，在预安装步骤后，用螺钉将动叶锁紧在第一分轮盘的第一动叶槽的螺纹孔内。
17.进一步的，还包括修整步骤，修整步骤包括修磨动叶叶尖。
18.应用本发明的技术方案，通过分半轮盘结构形式，使用螺栓、中心拉杆或其他紧固方式将动叶紧固在分半轮盘中，动叶采用轴向安装结构形式，能够方便动叶的安装，减少安装周期，且可先行调整叶根间隙到位后再紧固安装。
附图说明
19.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1示出了根据本发明实施例一的燃气轮机用轮盘压紧式动叶结构的三维示意图；以及
21.图2示出了图1的局部剖视图；
22.图3示出了根据本发明的燃气轮机用轮盘组的结构示意图；
23.图4示出了图3的a-a剖视图。
24.其中，上述附图包括以下附图标记：
25.1、第一分轮盘；2、第二分轮盘；3、动叶；4、第一动叶槽；5、第二动叶槽；6、一体轮盘；
26.y：竖直方向。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
28.以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。术语“包括”在使用时表明存在特征，但不排除存在或增加一个或多个其它特征；术语“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；此外，术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
29.在描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.燃气轮机以连续流动的气体为工质，带动叶3轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械。其中，叶轮包括动叶3和承载动叶3的轮盘。
31.为了能够方便动叶3的安装，本发明提供了一种燃气轮机分体轮盘，采用轴向安装形式，通过分半轮盘结构形式与多个动叶3配合。如图1-图2所示，分体轮盘包括第一分轮盘1、第二分轮盘2，第一分轮盘1、第二分轮盘2为轴向分体结构，在第一分轮盘1上设置有第一动叶槽4，在第二分轮盘2上设置有第二动叶槽5，第一动叶槽4与第二动叶槽5配合以轴向固定动叶3。燃气轮机通过第一分轮盘1和第二分轮盘2分体结构轴向固定多个动叶3，能够方便动叶3的安装以及先行调整叶根间隙到位后再紧固安装。
32.因轴向固定的灵活性，轮盘可以采用包括第一分轮盘1、第二分轮盘2的对称结构，也可以采用包括第一分轮盘1、第二分轮盘2的非对称结构。
33.实施例一提供的轮盘包括第一分轮盘1、第二分轮盘2，且第一分轮盘1和第二分轮盘2为对称结构。其中，第一动叶槽4和第二动叶槽5设计成能够与叶根配合，以实现轮盘与动叶3的连接。因采用了轴向安装方式，第一动叶槽4和第二动叶槽5的结构设计较为灵活，第一动叶槽4可以设计为t型结构、燕尾型结构、圆形结构、梯形结构中的一种，对应的第二动叶槽5也可以设计为相应的t型结构、燕尾型结构、圆形结构、梯形结构。这种槽结构设计能够限制叶根的径向自由度，实现叶根的径向定位。
34.考虑到动叶3的叶根与动叶槽配合的接触状况，为了避免或减少叶根发生偏转、叶根与动叶槽接触松动，避免出现局部应力集中等问题，第一动叶槽4和第二动叶槽5也可以采用混合设计的方式，如第一动叶槽4和第二动叶槽5采用t型结构、燕尾型结构、圆形结构、梯形结构中的两种或多种结构的组合形式。动叶槽结构设计的多样性，也降低了动叶槽的加工难度。
35.第一分轮盘1和/或第二分轮盘2上还设置有一个中心孔或多个固定孔，以穿过分布式拉杆或中心拉杆。
36.可选的，沿轮盘的轴向方向上，可在第一动叶槽4和/或第二动叶槽5的侧面开设螺纹孔，相应的动叶3上设置有沉孔，可用螺钉将动叶3固定在第一动叶槽4或第二动叶槽5内。这种设计可在轴向方向实现动叶3的精准固定。
37.实施例二在实施例一的基础上改善了轮盘的结构形式，第一分轮盘1或第二分轮盘2上设置凸起，并对应的在第二分轮盘2上或/第一分轮盘1上设置凹槽，凸起与凹槽配合以快速实现周向定位，也更方便动叶3的轴向安装。
38.本发明还提供了一种燃气轮机轮盘组，多个轮盘组安装动叶3后固定。如图3-图4所示，轮盘组包括一体轮盘6和分体轮盘，一体轮盘6在圆周方向安装动叶3，分体轮盘在轴向方向安装动叶3，其中，一体轮盘6的厚度是分体轮盘厚度的一半。通过一体轮盘6和分体轮盘的交替使用，一方面保证了动叶3轴向方向上的距离，另一方面也方便了动叶3在轴向方向和周向方向的调节。
39.本发明还提供了一种燃气轮机叶轮，包括多个动叶3、轮盘，第一动叶槽4包括槽底面，第一动叶槽4用于部分容纳叶根并调整叶根与槽底面的间隙；第二动叶槽5与第一动叶槽4配合形成腔体以容纳叶根。轮盘还包括中心孔，中心孔用于穿过中心拉杆，第一分轮盘1和第二分轮盘2由中心拉杆提供的轴向夹紧力轴向紧固动叶3。动叶3还包括动叶叶尖，动叶叶尖可修磨。
40.其中，燃气轮机的轮盘与动叶3安装采用竖立方式，包括第一分轮盘1固定步骤，将第一分轮盘1沿竖直方向y定位；预安装步骤，将多个动叶3装入第一动叶槽4中，调整第一动叶槽4与叶根间隙；第二分轮盘2安装步骤，在预安装步骤基础上，将第二分轮盘2的第二动叶槽5与动叶3对齐安装；紧固步骤，锁紧第一分轮盘1和第二分轮盘2。
41.燃气轮机轮盘固定动叶3时，还包括动叶3锁紧步骤，即用螺钉将动叶3锁紧在第一分轮盘1的第一动叶槽4的螺纹孔内。燃气轮机轮盘固定动叶3时，还包括修整步骤，通过组合修磨动叶叶尖或在叶根槽和叶根间调整垫片厚度。
42.本发明采用轴向安装形式，通过分半轮盘结构形式，使用螺栓、中心拉杆或分布式拉杆固定轮盘。采用中心拉杆固定时，将每级轮盘套入一根长拉杆中，所有轮盘套入拉杆后，通过中心拉杆上的大螺母将所有轮盘拧紧。
43.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明采用轴向安装形式，通过分半轮盘结构形式，使用螺栓，中心拉杆或其他紧固方式将动叶3紧固在分半轮盘中。叶片采用轴向安装结构形式，能够方便动叶3的安装，减少安装周期，且可先行调整叶根间隙到位后再紧固安装。
44.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。