一种具有卸应力结构的汽轮机转子的制作方法

1.本实用新型涉及一种汽轮机转子，属于汽轮机技术领域。


背景技术：

2.近年来，发电企业不断扩大电网装机容量，大容量高参数汽轮机组被广泛投入，超超临界汽轮机组已成为必然发展趋势，其具有进汽参数高、启动迅速等特点，因此对于汽轮机转子结构设计提出新的要求；同时随着风电等新能源发电的兴起，传统燃煤机组为适应电网侧需求，势必要求为新能源发电让路，传统燃煤机组必须进行深度调峰或两班制运行行列，进行频繁启停机。然而传统燃煤机组在设计过程中并未考虑频繁启停机，势必影响汽轮发电机组寿命损耗。
3.因此，亟需提出一种具有卸应力结构的汽轮机转子，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型研发解决的是频繁启停机，影响汽轮发电机组寿命的问题。在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。
5.本实用新型的技术方案：
6.一种具有卸应力结构的汽轮机转子，包括转子，第零级叶根榫槽位于转子的进汽侧，汽轮机转子卸应力结构为第零级叶根榫槽，第零级叶根榫槽型线包括顺次连接的零级上切面、顶部卸应力槽、底部卸应力槽和进汽侧型线。
7.优选的：进汽侧区域156个点顺次连接形成进汽侧型线；
8.优选的：所述顶部卸应力槽由半径为rcw的圆弧、一个半径为rw的圆弧、直线、另一个半径为rw的圆弧及相应过渡段顺次连接组成，半径为rcw的圆弧与一个半径为rw的圆弧相切，一个半径为rw的圆弧通过直线与另一个半径为rw的圆弧连接，直线是一个半径为rw的圆弧和另一个半径为rw的圆弧的外公切线；
9.底部卸应力槽由半径为rgb的圆弧和半径为wrgba的圆弧相切组成；
10.另一个半径为rw的圆弧通过过渡线与半径为rgb的圆弧连接；
11.零级上切面为长度为w2w的直线，零级上切面与半径为rcw的圆弧连接；
12.半径为wrgba的圆弧通过横线与进汽侧型线连接；
13.第零级叶根榫槽具有上部开口。
14.优选的：转子上顺次加工有第零级叶根榫槽、第一级叶根榫槽和第二级叶根榫槽。
15.优选的：第零级叶根榫槽上切面与转子轴心距离为r0，第一级叶根榫槽上切面与转子轴心距离为r1，r0等于r1；
16.第零级叶根榫槽与第一级叶根榫槽中心线之间的距离为l0，第一级叶根榫槽和第二级叶根榫槽中心线之间的距离为l1，l0等于l1。
17.本实用新型具有以下有益效果：
18.本实用新型用增加第零级叶根榫槽，以达到降低第一级叶根榫槽处热应力集中问题，有效降低第一级叶根榫槽处由于热应力作用于此处的热应力集中，延长运行寿命，提升安全性。
附图说明
19.图1是一种汽轮机转子的结构示意图；
20.图2是图1中a处的局部示意图；
21.图3是一种汽轮机转子卸应力结构的结构示意图；
22.图4是图3中b处的局部示意图。
23.图中：1-转子，10-第零级叶根榫槽，11-第一级叶根榫槽，12-第二级叶根榫槽，101-零级上切面，102-顶部卸应力槽，103-底部卸应力槽，104-进汽侧型线。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.具体实施方式二：结合图1-4说明本实施方式，本实施方式的一种汽轮机转子卸应力结构，包括转子1，转子1上加工有第零级叶根榫槽10，第零级叶根榫槽10位于转子1的进汽侧，汽轮机转子卸应力结构为第零级叶根榫槽10，第零级叶根榫槽10型线包括顺次连接的零级上切面101、顶部卸应力槽102、底部卸应力槽103和进汽侧型线104；本实用新型可适用于转子结构加工完成或已运行多年后的改造机组中，对转子进行结构优化，无需改动转子第一级叶根及叶片；
27.进汽侧型线104由156个坐标点组成的样条曲线拟合而成；
28.所述顶部卸应力槽102由半径为rcw的圆弧、一个半径为rw的圆弧、直线、另一个半径为rw的圆弧及相应过渡段顺次连接组成，半径为rcw的圆弧与一个半径为rw的圆弧相切，一个半径为rw的圆弧通过直线与另一个半径为rw的圆弧连接，直线是一个半径为rw的圆弧和另一个半径为rw的圆弧的外公切线；
29.底部卸应力槽103由半径为rgb的圆弧和半径为wrgba的圆弧相切组成；
30.另一个半径为rw的圆弧通过过渡线与半径为rgb的圆弧连接；
31.零级上切面101为长度为w2w的直线，零级上切面101与半径为rcw的圆弧连接；
32.半径为wrgba的圆弧通过横线与进汽侧型线104连接；
33.第零级叶根榫槽10具有上部开口；本实用新型采用局部参数化设计结构，能够根
据不同结构的转子匹配相应的第零级叶根榫槽10型线，缩短设计时间，提第零级叶根榫槽10设计效率，从而提升转子设计效率；saf为基准参数，saf根据叶片结构进行选择，saf可选择20mm、25mm、30mm、35mm、40mm或45mm，第零级叶根榫槽10的零级上切面101、顶部卸应力槽102、底部卸应力槽103组成的曲线参数涉及多个参变量，具体参见表1所示：
34.表1
35.ew0.074*safhwfw0.02*safw2w0.18*safwfw0.16*safbbf0.215*safrcw0.032*safrw0.08*safrse0.01*safwrga20.0bge0.0375*safrga0.3825*safrgb0.1325*saf
36.横线作为y轴方向，上部开口的进汽侧截面端部线作为x轴方向，进汽侧区域156个点位于xy坐标系内，xy坐标系内的点为pn(xn，yn)，具体参见表2所示：表2
37.[0038][0039]
转子1上顺次加工有第零级叶根榫槽10、第一级叶根榫槽11和第二级叶根榫槽12；将仿生学原理和有限元方法相结合方法，在第一级叶根榫槽11与平衡鼓之间区域增加第零级叶根榫槽10，释放转子第一级叶根榫槽11顶部圆角区域应力集中，有效降低第一级叶根榫槽11处由于热应力作用于此处的热应力集中，延长机组运行寿命，提升机组安全性；
[0040]
第零级叶根榫槽10上切面与转子1轴心距离为r0，第一级叶根榫槽11上切面与转子1轴心距离为r1，r0等于r1；第零级叶根榫槽10上切面即为零级上切面101；
[0041]
第零级叶根榫槽10与第一级叶根榫槽11中心线之间的距离为l0，第一级叶根榫槽11和第二级叶根榫槽12中心线之间的距离为l1，l0等于l1；
[0042]
转子1上还顺次加工有15个叶根榫槽，15个叶根榫槽位于第二级叶根榫槽12后方；本实用新型用于超超临界汽轮机及快速启停汽轮机转子卸应力的结构，适用于新设计机组及传统机组延寿或深度调峰运行，通用性、适用性强，可满足大部分转子结构设计需求。
[0043]
需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本实用新型不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本实用新型所公开。
[0044]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。