四边形T型叶根的锁口叶片组、整圈叶片及其安装方法与流程

本发明涉及汽轮机领域，具体地涉及一种四边形t型叶根的锁口叶片组、整圈叶片及其安装方法。

背景技术：

1、汽轮机是将热能转换成机械能的原动机。例如，给水泵汽轮机从主汽轮机抽汽，蒸汽在其中膨胀做功带动给水泵旋转，将给水加压，以此实现蒸汽发电系统中的水循环。给水泵汽轮机工作环境比较恶劣，其转速范围通常在2500-6000r/min，尤其工业驱动汽轮机转速可达到12000r/min以上，因此转子部件需要承受巨大的离心力及蒸汽弯应力，所以对其设计的强度考核标准非常严苛。

2、对于一般的汽轮机，四边形t型叶根的叶片为满足装配要求，锁口叶片通常采用销钉结构，通过在叶根上开销钉孔，插入锁紧销的方式将其固定在叶轴上，同时在周向挤紧整圈叶片。给水泵汽轮机转速高，节圆直径小，叶片排列紧凑。为保证较高的气动效率，叶片周向及轴向宽度较小，相应的叶片叶根尺寸也偏小。采用销钉结构时，若销钉孔直径过大，叶片叶根危险截面面积减小过多，拉应力超过许可标准，无法保证叶片叶根的安全；若销钉孔直径过小，销钉的剪切应力又会超标，影响整圈叶片的稳定性，从而对安全运行造成危险。对此，当前对于使用四边形t型叶根的锁口叶片主要使用以下两种方式解决上述问题。

3、一是锁口叶片单独使用更高强度的材料，一般可以使用钛合金。而若采用钛合金材料，其硬度高但韧性差，加工制造困难，运行中产生的微小裂纹容易扩展。且由于特制叶片与其余整圈叶片材料不同，重量也不同，增大转子动平衡难度。

4、二是采用半叶片和无叶片设计，即锁口叶片的叶片高度只有同级叶片的一半或者完全去除叶片型线部分，仅保留叶片中间体和叶根，以此降低锁口叶片的离心力。该种设计方式的汽轮机相应级均少一只叶片做功，造成汽轮机轮周效率下降，同时由于叶片结构不对称，增加了转子的不平衡度，为后期的高速动平衡增加了难度，并对转子运行的长期稳定性造成一定影响。

5、可见，目前的锁口叶片的设置方式加工困难、转子动平衡难度大、汽轮机轮周效率低、增加了转子的不平衡度，对转子的长期运行存在影响。

技术实现思路

1、为了解决目前的锁口叶片的设置方式加工困难、转子动平衡难度大、汽轮机轮周效率低、增加了转子的不平衡度，对转子的长期运行存在影响的技术问题，本发明提供了一种四边形t型叶根的锁口叶片组、整圈叶片及其安装方法。

2、本发明提供了一种四边形t型叶根的锁口叶片组，包括锁口叶片本体和设置在所述锁口叶片本体的两侧的辅助叶片，所述锁口叶片本体的叶根的两侧均设有锁齿组，所述锁齿组包括沿着所述叶根的长度方向间隔设置的多个锁齿，所述锁齿朝向远离转子的轴线方向倾斜，两个所述辅助叶片上分别设有与所述锁齿相匹配的锁槽。

3、可选地，所述锁口叶片本体的叶根具有可供锁紧销穿过的销孔。

4、可选地，所述锁口叶片本体的叶根的边部设有倒角。

5、可选地，所述锁齿的尖端设有圆角。

6、可选地，相邻的两个所述锁槽之间圆滑过渡。

7、本发明还提供了一种整圈叶片，包括沿着叶轴的周向方向依次排列的多个标准叶片以及设置在由多个所述标准叶片形成的开口位置处的上述的四边形t型叶根的锁口叶片组。

8、可选地，所述整圈叶片还包括锁紧垫片，所述锁紧垫片设置在相邻的两个所述标准叶片之间。

9、可选地，所述锁紧垫片设置在靠近所述辅助叶片的两个所述标准叶片之间。

10、可选地，所述锁紧垫片分为上垫片和下垫片，所述下垫片用于设置在相邻的两个所述标准叶片的叶根之间，所述上垫片设置在相邻的两个所述标准叶片的围带之间。

11、本发明还提供了一种上述任意一项所述的整圈叶片的安装方法，包括以下步骤：

12、将多个标准叶片从叶轴的轮缘缺口处滑入，并将标准叶片朝向轮缘缺口位置的两侧推紧，以在轮缘缺口相对应的位置处形成开口；

13、将两个辅助叶片从轮缘缺口处滑入以插入开口内，并使得轮缘缺口的两侧各设有一个辅助叶片，并将辅助叶片朝向与其相邻的标准叶片的方向推紧；

14、从轮缘缺口处插入锁口叶片本体，使得锁口叶片本体上的锁齿与辅助叶片上的锁槽相互啮合固定；

15、用工艺销固定锁口叶片本体，将标准叶片组向相邻的辅助锁紧叶片推紧，安装下垫片，需保证下垫片具有过盈量，使整圈叶片周向挤紧；

16、退出工艺销，对叶轴和锁口叶片本体进行同钻铰至设计尺寸，装入锁紧销，并冲铆固定锁紧销，最后装入上垫片，并进行焊接固定。

17、本发明实施方式提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

18、本发明提供的锁口叶片组包括锁口叶片本体和两个辅助叶片，锁口叶片本体和辅助叶片之间能够通过锁齿与锁槽的啮合实现卡紧，确保锁口叶片组以及叶轴的锁紧效果，实现锁口叶片承受更大的离心力以及提高汽轮机轮周效率的目的，该种设计方式下无需改变锁口叶片本体的材料，不会影响转子做动平衡的难度，加工便利，同时不必为了减少离心力而降低叶片高度或去掉叶片型线部分，避免影响转子的平衡度和轮周效率，确保转子能够长期安全稳定高效的运行。

技术特征：

1.一种四边形t型叶根的锁口叶片组，其特征在于，包括锁口叶片本体(1)和设置在所述锁口叶片本体(1)的两侧的辅助叶片(2)，所述锁口叶片本体(1)的叶根(13)的两侧均设有锁齿组，所述锁齿组包括沿着所述叶根(13)的长度方向间隔设置的多个锁齿(11)，所述锁齿(11)朝向远离转子的轴线方向倾斜，两个所述辅助叶片(2)上分别设有与所述锁齿(11)相匹配的锁槽(21)。

2.根据权利要求1所述的四边形t型叶根的锁口叶片组，其特征在于，所述锁口叶片本体(1)的叶根(13)具有可供锁紧销(121)穿过的销孔(12)。

3.根据权利要求1所述的四边形t型叶根的锁口叶片组，其特征在于，所述锁口叶片本体(1)的叶根(13)的边部设有倒角。

4.根据权利要求1所述的四边形t型叶根的锁口叶片组，其特征在于，所述锁齿(11)的尖端设有圆角。

5.根据权利要求1所述的四边形t型叶根的锁口叶片组，其特征在于，相邻的两个所述锁槽(21)之间圆滑过渡。

6.一种整圈叶片，其特征在于，包括沿着叶轴(4)的周向方向依次排列的多个标准叶片(3)以及设置在由多个所述标准叶片(3)形成的开口位置处的如权利要求1至5中任意一项所述的四边形t型叶根的锁口叶片组。

7.根据权利要求6所述的整圈叶片，其特征在于，所述整圈叶片还包括锁紧垫片(5)，所述锁紧垫片(5)设置在相邻的两个所述标准叶片(3)之间。

8.根据权利要求7所述整圈叶片，其特征在于，所述锁紧垫片(5)设置在靠近所述辅助叶片(2)的两个所述标准叶片(3)之间。

9.根据权利要求7所述整圈叶片，其特征在于，所述锁紧垫片(5)分为上垫片(51)和下垫片(52)，所述下垫片(52)用于设置在相邻的两个所述标准叶片(3)的叶根(13)之间，所述上垫片(51)设置在相邻的两个所述标准叶片(3)的围带之间。

10.一种如权利要求6至9中任意一项所述的整圈叶片的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及汽轮机领域，公开了一种四边形T型叶根的锁口叶片组、整圈叶片及其安装方法。该锁口叶片组包括锁口叶片本体和辅助叶片，锁口叶片本体的叶根的两侧均设有锁齿组，锁齿组包括多个锁齿，两个辅助叶片上分别设有锁槽。本发明提供的锁口叶片组中，锁口叶片本体和辅助叶片之间能够通过锁齿与锁槽的啮合实现卡紧，确保锁口叶片组以及叶轴的锁紧效果，实现锁口叶片承受更大的离心力以及提高汽轮机轮周效率的目的，该种设计方式下无需改变锁口叶片本体的材料，不会影响转子做动平衡的难度，加工便利，同时不必为了减少离心力而降低叶片高度或去掉叶片型线部分，避免影响转子的平衡度和轮周效率，确保转子能够长期安全稳定高效的运行。

技术研发人员：蔡虎,史桓宇,李恩峰,杨存,赵丽华,杨民民,黄钢,杜春艳,王学博
受保护的技术使用者：北京国能龙威发电技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24