Ротор турбинной установки, компрессор и турбина для турбинной установки и способ модернизации ротора



Ротор турбинной установки, компрессор и турбина для турбинной установки и способ модернизации ротора
Ротор турбинной установки, компрессор и турбина для турбинной установки и способ модернизации ротора
Ротор турбинной установки, компрессор и турбина для турбинной установки и способ модернизации ротора
Ротор турбинной установки, компрессор и турбина для турбинной установки и способ модернизации ротора
Ротор турбинной установки, компрессор и турбина для турбинной установки и способ модернизации ротора

 


Владельцы патента RU 2544019:

АЛЬСТОМ ТЕКНОЛОДЖИ ЛТД (CH)

Ротор турбинной установки включает вал ротора, ряд расположенных смежно друг с другом рабочих лопаток и проставки между лопатками. Вал ротора имеет проходящий по периферии приемный паз, в который рабочие лопатки вставлены своими хвостовиками. Проставки расположены в приемном пазу вала ротора между двумя смежными рабочими лопатками. На наружной стороне хвостовика, рядом с рабочей стороной, рабочие лопатки имеют изогнутый контур стенки. Проставки на наружной стороне также имеют изогнутый контур стенки. Наружные стороны хвостовиков лопаток и проставок радиально заподлицо примыкают друг к другу в направлении по периферии, а контур стенки в аксиальной плоскости сечения ротора имеет вогнутый изгиб. Другие изобретения группы относятся к компрессору и турбине турбинной установки, содержащим указанный выше ротор. При модернизации ротора турбинной установки рабочие лопатки заменяют рабочими лопатками, имеющими на наружной стороне хвостовиков, рядом с рабочей стороной лопаток, изогнутый контур стенки, а проставки заменяют проставками, также имеющими на наружной стороне изогнутый контур стенки. Группа изобретений позволяет упростить изготовление ротора турбинной установки. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение обносится к ротору для турбинной установки, в частности, к ротору компрессора или к ротору турбины турбинной установки, к примеру, газовой турбины или паровой турбины, в предпочтительном варианте, электростанции. Изобретение относится также к способу модернизации ротора турбинной установки.

Уровень техники

Ротор содержит, по меньшей мере, один ряд рабочих лопаток, имеющий несколько рабочих лопаток, которые относительно оси вращения ротора в направлении по периферии расположены на расстоянии друг от друга. При этом рабочие лопатки на выходе из ротора оказываются на пути прохождения газа. По этому пути в процессе работы турбинной установки проходит рабочий газ. Обычно такой ротор содержит вал ротора, который для соответствующего ряда рабочих лопаток имеет проходящий в направлении по периферии приемный паз, в который рабочие лопатки вставлены своими хвостовиками. Может быть предусмотрено несколько проставок, расположенных в приемном пазу, соответственно, между двумя смежными рабочими лопатками.

Рабочие лопатки имеют, кроме того, соответственно, рабочую сторону, которая соответствующим хвостовиком лопатки, посредством которого соответствующие рабочие лопатки закреплены на валу ротора, в основном, радиально отстоит от ротора и, таким образом, оказывается на пути прохождения газа. В зоне присоединенного к хвостовику лопатки внутреннего концевого участка, в частности, при использовании компрессора, можно добиться стабилизации течения газа в процессе работы турбинной установки за счет придания специального контура граничащей с рабочей стороной лопатки, оказавшейся на пути прохождения газа, наружной стороне ротора. При этом речь идет об ограничивающем путь прохождения газа контуре стенки ротора, который, в частности, вдоль пути прохождения газа, может быть изогнут. При этом в принципе, возможно оснастить хвостовики рабочих лопаток на обращенной к пути прохождения газа наружной стороне в направлении по периферии рядом с рабочей стороной лопатки таким изогнутым контуром.

Чертежи US 5232346 А (опубл. 03.08.1993, МПК F01D 11/00, F01D 5/30) и US 2916257 А (опубл. 08.12.1959, МПК F01D 5/22) демонстрируют, к примеру, изогнутые контуры стенок, причем концевые стенки проставок со стороны пути прохождения газа заподлицо и бесступенчатым образом переходят в концевые стенки хвостовиков лопаток. Вместо обращенного к пути прохождения газа, вогнутого варианта осуществления изгиба может быть предусмотрен также и прямолинейный вариант осуществления.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание улучшенного варианта осуществления ротора вышеуказанного типа, который отличается, в частности, более простым вариантом изготовления контура стенки. При этом должна обеспечиваться возможность произведения сравнительно недорогой модернизации имеющихся турбинных агрегатов.

Эта проблема в соответствии с изобретением решается посредством предмета независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметами последующих зависимых пунктов формулы изобретения.

В одном из аспектов изобретения предложен ротор для турбинной установки,

по меньшей мере, с одним рядом рабочих лопаток, имеющим несколько рабочих лопаток, которые относительно оси вращения ротора в направлении по периферии расположены смежно друг с другом,

по меньшей мере, с одним валом ротора, который для соответствующего ряда рабочих лопаток имеет проходящий в направлении по периферии приемный паз, в который рабочие лопатки вставлены своими хвостовиками,

с несколькими проставками, расположенными в приемном пазу, соответственно, между двумя смежными рабочими лопатками,

причем рабочие лопатки на своих хвостовиках на наружной стороне имеют, соответственно, изогнутый контур стенки в направлении по периферии рядом с рабочей стороной соответствующей рабочей лопатки,

причем проставки на наружной стороне также имеют, соответственно, изогнутый контур стенки,

причем наружные стороны хвостовиков лопаток и проставок радиально заподлицо примыкают друг к другу в направлении по периферии,

отличающийся тем, что контур стенки в аксиальной плоскости сечения ротора имеет вогнутый изгиб.

В одном из вариантов предложен ротор, отличающийся тем, что контуры стенок имеют две точки перегиба.

В одном из вариантов предложен ротор, отличающийся тем, что изгиб расположен со смещением к стороне входа потока или к стороне выхода потока.

В одном из вариантов предложен ротор, отличающийся тем, что контуры стенок выполнены аксиально-симметричными.

В одном из вариантов предложен ротор, отличающийся тем, что контуры стенок на наружных сторонах хвостовиков лопаток и проставок подобны.

В одном из вариантов предложен ротор, отличающийся тем, что проставки и хвостовики лопаток асимметричны, причем проставки выполнены с возможностью соответствующего монтажа только лишь в одном положении.

В одном из вариантов предложен ротор, отличающийся тем, что приемный паз на своих стенках имеет направленные радиально вовнутрь опорные контуры, причем проставки имеют дополнительные к опорным контурам приемного паза, ориентированные радиально наружу опорные контуры, которые в смонтированном положении радиально опираются на опорные контуры приемного паза.

В одном из вариантов предложен ротор, отличающийся тем, что хвостовики лопаток на своей внутренней стороне в направлении по периферии имеют выступающие уступы, которые в смонтированном положении радиально опираются на внутреннюю сторону соответствующей смежной проставки.

В одном из вариантов предложен ротор, отличающийся тем, что рабочие лопатки исключительно опосредованно через проставки радиально закреплены на валу ротора.

В одном из дополнительных аспектов предложен компрессор для турбинной установки с ротором по первому аспекту изобретения.

В одном из еще дополнительных аспектов предложена турбина для турбинной установки с ротором по первому аспекту изобретения.

В кроме того еще одном из дополнительных аспектов предложен способ модернизации ротора турбинной установки, в частности, компрессора или турбины, причем ротор содержит, по меньшей мере, один ряд рабочих лопаток, имеющий несколько рабочих лопаток, которые относительно оси вращения ротора в направлении по периферии расположены смежно друг с другом, по меньшей мере, один вал ротора, который для соответствующего ряда рабочих лопаток имеет проходящий в направлении по периферии приемный паз, в который рабочие лопатки вставляют своими хвостовиками, с несколькими проставками, расположенными в приемном пазу, соответственно, между двумя смежными рабочими лопатками,

при котором рабочие лопатки заменяют рабочими лопатками, которые на своих хвостовиках на наружной стороне имеют, соответственно, изогнутый контур стенки в направлении по периферии рядом с рабочей стороной соответствующей рабочей лопатки,

при котором проставки заменяют проставками, которые на своей наружной стороне также имеют, соответственно, изогнутый контур стенки.

Соответствующий контур стенки может иметь в аксиальном разрезе в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления ровно две точки перегиба и, в частности, на его аксиальных концах по касательной переходить в наружную сторону вала ротора. Дополнительно или в альтернативном варианте соответствующий контур стенки может быть выполнен вогнутым. Дополнительно или в альтернативном варианте возможно, что у соответствующих контуров стенок изгиб располагается вдоль пути прохождения газа эксцентричным образом, причем, в частности, при использовании компрессора он может быть смещен к стороне входа потока.

Компрессор в соответствии с изобретением или турбина в соответствии с изобретением оснащены ротором вышеописанного типа и могут использоваться в турбинной установке, к примеру, в стационарной турбинной установке электростанции.

В изобретении предусмотрено, в частности, оснастить таким контуром стенки не только обращенные к пути прохождения газа наружные стороны хвостовиков лопаток, но и обращенные к пути прохождения тока наружные стороны проставок. Благодаря этому, переход от контура стенки наружной стороны соответствующего хвостовика лопатки к контуру стенки наружной стороны соответствующей смежной проставки выполняется проще. Поэтому отпадает необходимость, в частности, в комплексном трехмерном формообразовании для контура стенки на хвостовике лопатки. Таким образом, затраты на изготовление контуров стенок могут быть уменьшены. Так как в соответствии с изобретением предусмотрены также проставки с таким контуром стенки, то, к примеру, в рамках изобретения возможно заменять рабочие лопатки и проставки, чтобы дополнительно оснастить имеющуюся турбинную установку изогнутыми контурами стенок.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретении контуры стенок на наружных сторонах хвостовиков лопаток и проставок могут быть подобны. Изготовление подобных контуров стенок как на хвостовиках лопаток, так и на проставках устраняет необходимость в комплексных объемных переходах, что упрощает изготовление контуров стенок.

В соответствии с особо предпочтительным вариантом осуществления изобретения контуры стенок могут быть выполнены аксиально-симметричными. Это означает, что контуры стенок выполнены симметричными относительно оси вращения. Другими словами, соответствующий контур стенки в плоскости сечения, включающий в себя ось вращения, в направлении по периферии профилирован неизменным или постоянным. Благодаря этому, особо просто сформировать контуры стенок на наружных сторонах хвостовиков лопаток и на наружных сторонах проставок.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения проставки и хвостовики лопаток могут быть выполнены в аксиальном направлении асимметричными, таким образом, что проставки могут быть надлежащим образом смонтированы только лишь в одном единственном положении. Для случая, когда изогнутые контуры стенок в аксиальном направлении имеют асимметричную конфигурацию, предложенное ранее конструктивное решение предотвращает возможность неправильного монтажа проставок, который мог бы привести к существенному нарушению обтекания соответствующих рабочих лопаток в зоне хвостовика лопатки.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения приемный паз на аксиально противолежащих стенках может иметь направленные радиально вовнутрь опорные контуры, причем проставки имеют дополнительные к опорным контурам приемного паза, ориентированные радиально наружу опорные контуры, которые в смонтированном положении радиально опираются на опорные контуры приемного паза. Благодаря этому, проставки в приемном пазу фиксированы радиально наружу посредством интенсивного геометрического замыкания между прилегающими друг к другу опорными контурами. Чтобы иметь возможность ввести проставки в соответствующий приемный паз вал ротора может быть разделен в аксиальной плоскости.

В соответствии с предпочтительным вариантом усовершенствования изобретения хвостовики лопаток на своей обращенной от пути прохождения газа или на обращенной от своей наружной стороны внутренней стороне в направлении по периферии могут иметь выступающие уступы, которые в смонтированном положении радиально опираются на обращенную от соответствующей наружной стороны внутреннюю сторону соответствующей смежной проставки. Таким образом, в данном варианте осуществления изобретения хвостовики лопаток опосредованно через проставки радиально закреплены на валу ротора. Дополнительно хвостовики лопаток, также как и проставки, могут иметь опорные контуры, которые взаимодействуют с опорными контурами приемного паза.

Предпочтительным является, однако, вариант осуществления изобретения, при котором рабочие лопатки исключительно опосредованно через проставки радиально закреплены на валу ротора. Благодаря этому, можно особенно легко в случае произведения технического обслуживания вынимать рабочие лопатки из приемного паза в радиальном направлении, если для этого, по меньшей мере, одна проставка вынута из приемного паза, так что все остальные проставки и хвостовики лопаток могут смещаться внутри приемного паза в направлении по периферии.

Другие существенные признаки и преимущества изобретения выявляются на основании последующих зависимых пунктов формулы изобретения, чертежей и соответствующего описания фигур на чертежах.

При этом понимается, что указанные ранее и еще предназначенные для дальнейшего разъяснения признаки могут быть использованы не только в соответствующей представленной комбинации, но и в других сочетаниях или отдельно, не выходя за рамки предложенного на рассмотрение изобретения.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные примеры осуществления изобретения представлены на чертежах и будут пояснены далее в последующем описании, причем одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым, или подобным, или функционально идентичным конструктивным элементам.

Соответственно, схематично представлены:

фиг. 1 - турбинная установка в разрезе, в зоне ротора;

фиг. 2 - изометрическое изображение участка по периферии ряда рабочих лопаток ротора;

фиг. 3 - радиальный вид сверху участка по периферии ряда рабочих лопаток;

фиг. 4 - вид сверху, что и на фиг. 3, однако, при другом варианте осуществления изобретения;

фиг. 5 - контур стенки в продольном разрезе.

Осуществление изобретения

Согласно фиг. 1, турбинная установка 1, под которой может пониматься газотурбинная установка или паротурбинная установка электростанции для получения тока, включает в себя компрессор 2 или турбину 3 со статором 4, в котором с возможностью вращения вокруг оси 6 вращения установлен ротор 5. Ротор 5 имеет, по меньшей мере, один ряд 7 рабочих лопаток с несколькими рабочими лопатками 8, которые относительно оси 6 вращения в направлении по периферии расположены смежно друг с другом. Изображенная на фиг.1, представляющая собой ось 6 вращения штрихпунктирная линия представлена не в масштабе, а призвана лишь отображать направление расположения оси 6 вращения.

Ротор 5 имеет далее вал 9 ротора, в котором для соответствующего ряда 7 рабочих лопаток выбран расположенный кольцеобразно в направлении по периферии приемный паз 10. Рабочие лопатки 8 имеют, соответственно, рабочую сторону 11, которая в смонтированном состоянии вдается в обозначенный на фиг. 1 посредством штрихпунктирной линии путь 12 прохождения газа, а также хвостовик 13 лопатки, который вставлен в приемный паз 10. Таким образом, хвостовик 13 лопатки конструктивно интегрирован в вал 9 ротора. Согласно фиг. 2, ротор 5 включает в себя далее несколько проставок 14, которые также вставлены в приемный паз 10 и при этом расположены, соответственно, между двумя соседними рабочими лопатками 8 или между двумя соседними хвостовиками 13 лопаток. Таким образом, внутри соответствующего ряда 7 рабочих лопаток или внутри соответствующего приемного паза 10 проставки 14 и рабочие лопатки 8 или хвостовики 13 лопаток чередуются.

Соответствующий хвостовик 13 лопатки на обращенной к пути 12 прохождения газа наружной стороне 15, которая в направлении по периферии находится рядом с рабочей стороной 11 лопатки, имеет изогнутый контур 16 стенки, который представлен на фиг. 1 и воспроизведен на фиг. 5. Проставки 14 также имеют обращенную к пути 12 прохождения газа наружную сторону 17, на которой проставки 14 также имеют, соответственно, такой же изогнутый контур 16 стенки. Кривизна контура 16 стенки проходит при этом вдоль пути 12 прохождения газа, то есть, в основном, вдоль аксиального направления, которое определено осью 6 вращения. Кроме того, по меньшей мере, проставки 14 могут быть изогнуты и в направлении периферии, а именно, в соответствии с радиусом 34 ротора 5.

Особо предпочтительным является при этом, если контуры 16 стенок наружных сторон 15 хвостовиков 13 лопаток, с одной стороны, и наружных сторон 17 проставок 14, с другой стороны, сформированы геометрически идентичными. В частности, вследствие этого, можно реализовывать переходы заподлицо между граничащими друг с другом наружными сторонами 15, 17 хвостовиков 13 лопаток и проставок 14. К примеру, наружные стороны 15 хвостовиков 13 лопаток и наружные стороны 17 проставок 14 граничат друг с другом радиально заподлицо в направлении по периферии, что можно видеть на фиг. 2.

Особый интерес представляет вариант осуществления изобретения, при котором контуры 16 стенок наружных сторон 15 хвостовиков 13 лопаток и контуры 16 стенок наружных сторон 17 проставок 14 выполнены аксиально симметричными. Это означает, что контуры 16 стенок в направлении по периферии имеют постоянный профиль. Соответствующий профиль выявляется при этом, как представлено на фиг. 1 и 5, на продольном разрезе, включающем в себя ось 6 вращения. Относительно этой оси 6 вращения контуры 16 стенок выполнены, таким образом, симметричными. Лишь на соответствующей рабочей лопатке 8 может быть целесообразным объемный переход от хвостовика 13 лопатки к рабочей стороне 11 лопатки.

В представленном на фиг. 3 варианте осуществления изобретения хвостовики 13 лопаток и проставки 14 выполнены симметричными, так что в принципе возможно расположить хвостовики 13 лопаток и проставки 14 в приемном пазу 10 с поворотом на 180°. Поворот на 180° является при этом поворотом вокруг радиального направления, которое на фиг. 3 и 4 перпендикулярно плоскости чертежа.

Поскольку контуры 16 стенок, как изображено на фиг. 1 и 5, выполнены ассиметрично относительно аксиального направления, то неправильный монтаж проставок 14 приводит к существенному ухудшению обтекания рабочих сторон 11 лопаток в зоне хвостовиков 13 лопаток. Неправильный монтаж рабочих лопаток 8 при этом практически исключен, так как это, в силу асимметрии рабочих сторон 11 лопаток, сразу же становится очевидным. С целью предотвращения неправильного монтажа проставок 14 в соответствии с фиг. 4 может быть предусмотрено конструировать проставки 14 и хвостовики 13 лопаток ассиметрично, таким образом, чтобы проставки 14 можно было надлежащим образом смонтировать лишь в одном единственном заданном монтажном положении. Это единичным образом достигается на примере фиг. 4 посредством клиновидной формы проставок 14 по их протяженности в аксиальном направлении, а также посредством дополнительной к этому клиновидной формы хвостовиков 13 лопаток также по протяженности в аксиальном направлении. К примеру, ширина 18 хвостовиков 13 лопаток, которая измеряется в обозначенном на фиг. 3 и 4 посредством двойной стрелки направлении 19 по периферии, в обозначенном на фиг. 3 и 4, а также на фиг. 1 посредством двойной стрелки аксиальном направлении 20, в обозначенном на фиг. 3 и 4 посредством стрелки направлении 21 потока рабочего газа, может увеличиваться, в то время как измеренная в направлении 19 по периферии ширина 22 проставок 14 в аксиальном направлении 20 в направлении 21 потока, соответственно, уменьшается. В отличие от этого хвостовики 13 лопаток на фиг.3 имеют остающуюся постоянной в направлении 21 потока ширину 18. Проставки 14 имеют также остающуюся постоянной в направлении 21 потока ширину 22.

За счет ассиметричного формообразования проставок 14 и хвостовиков 13 лопаток при неправильном монтаже неизбежно оставался бы видимый зазор между хвостовиком 13 лопатки и проставкой 14, так что неправильный монтаж мог бы быть сразу же замечен.

В соответствии с фиг. 1 приемный паз 10 на своих аксиально противолежащих стенках 23 имеет ориентированные радиально вовнутрь опорные контуры 24. Проставки 14 имеют в соответствии с фиг. 2 на обращенных друг от друга в аксиальном направлении 20 концах 25 ориентированные радиально наружу опорные контуры 26, которые сформированы дополнительно к опорным контурам 24 приемного паза 10.

В смонтированном положении опорные контуры 26 проставок 14 могут радиально опираться на опорные контуры 24 приемного паза 10. В соответствии с фиг. 2 хвостовики 13 лопаток имеют на своей внутренней стороне 27, обращенной от пути 12 прохождения газа или от наружной стороны 15 хвостовика 13 лопатки, выступающие в направлении 19 по периферии уступы 28. При этом на каждом хвостовике 13 лопатки в целесообразном варианте предусмотрено два таких уступа 28, которые на двух обращенных друг от друга торцевых сторонах в направлении 19 по периферии выступают за пределы соответствующих торцов. В смонтированном положении эти уступы 28 захватывают снизу, соответственно, внутреннюю сторону 29 смежной проставки 14, которая обращена от наружной стороны 17 проставки 14 или от пути 12 прохождения газа. Вышеуказанные уступы 28 в смонтированном положении радиально опираются далее на внутренние стороны 29 смежной проставки 14. Особо предпочтительным является при этом вариант осуществления изобретения, при котором рабочие лопатки 8 только лишь опосредованно через проставки 14 радиально закреплены на валу 9 ротора.

В соответствии с фиг. 5 контур 16 стенки может иметь такую конфигурацию, что имеют место ровно две точки 30 перегиба, благодаря чему возможно сформировать ориентированный в направлении оси 6 вращения вогнутый изгиб 31, а также реализовать переходы по касательной к концевым участкам 32 контура 16 стенки. Относительно геометрического центра 33 контура 16 стенки изгиб 31 очевидным образом располагается со смещением в аксиальном направлении 20, то есть расположен эксцентрично. В частности, относительно центра 33 изгиб 31 позиционирован при этом со смещением в направлении стороны входа потока.

Список ссылочных позиций

1 - Турбинная установка

2 - Компрессор

3 - Турбина

4 - Статор

5 - Ротор

6 - Ось вращения

7 - Ряд рабочих лопаток

8 - Рабочая лопатка

9 - Вал ротора

10 - Приемный паз

11 - Рабочая сторона лопатки

12 - Путь прохождения газа

13 - Хвостовик лопатки

14 - Проставка

15 - Наружная сторона детали 13

16 - Контур стенки

17 - Наружная сторона детали 14

18 - Ширина детали 13

19 - Направление по периферии

20 - Аксиальное направление

21 - Направление движения потока

22 - Ширина детали 14

23 - Стенка паза

24 - Опорная структура детали 10

25 - Задняя часть детали 14.

26 - Опорная структура детали 14

27 - Внутренняя сторона детали 13

28 - Уступ

29 - Внутренняя сторона детали 14

30 - Точка перегиба

31 - Изгиб

32 - Концевой участок

33 - Центр

1. Ротор для турбинной установки (1),
по меньшей мере, с одним рядом (7) рабочих лопаток, имеющим несколько рабочих лопаток (8), которые относительно оси (6) вращения ротора (5) в направлении (19) по периферии расположены смежно друг с другом,
по меньшей мере, с одним валом (9) ротора, который для соответствующего ряда (7) рабочих лопаток имеет проходящий в направлении (19) по периферии приемный паз (10), в который рабочие лопатки (8) вставлены своими хвостовиками (13),
с несколькими проставками (14), расположенными в приемном пазу (10), соответственно, между двумя смежными рабочими лопатками (8),
причем рабочие лопатки (8) на своих хвостовиках (13) на наружной стороне (15) имеют, соответственно, изогнутый контур (16) стенки в направлении (19) по периферии рядом с рабочей стороной (11) соответствующей рабочей лопатки (8),
причем проставки (14) на наружной стороне (17) также имеют, соответственно, изогнутый контур (16) стенки,
причем наружные стороны (15, 17) хвостовиков (13) лопаток и проставок (14) радиально заподлицо примыкают друг к другу в направлении (19) по периферии,
отличающийся тем, что контур (16) стенки в аксиальной плоскости сечения ротора имеет вогнутый изгиб (31).

2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что контуры (16) стенок имеют две точки (30) перегиба.

3. Ротор по п.1 или 2, отличающийся тем, что изгиб (31) расположен со смещением к стороне входа потока или к стороне выхода потока.

4. Ротор по п.1 или 2, отличающийся тем, что контуры (16) стенок выполнены аксиально-симметричными.

5. Ротор по п.1 или 2, отличающийся тем, что контуры (16) стенок на наружных сторонах (15, 17) хвостовиков (13) лопаток и проставок (14) подобны.

6. Ротор по п.1 или 2, отличающийся тем, что проставки (14) и хвостовики (13) лопаток асимметричны, причем проставки (14) выполнены с возможностью соответствующего монтажа только лишь в одном положении.

7. Ротор по п.1, отличающийся тем, что приемный паз (10) на своих стенках (23) имеет направленные радиально вовнутрь опорные контуры (24), причем проставки (14) имеют дополнительные к опорным контурам (24) приемного паза (10), ориентированные радиально наружу опорные контуры (26), которые в смонтированном положении радиально опираются на опорные контуры (24) приемного паза (10).

8. Ротор по п.7, отличающийся тем, что хвостовики (13) лопаток на своей внутренней стороне (27) в направлении (19) по периферии имеют выступающие уступы (28), которые в смонтированном положении радиально опираются на внутреннюю сторону (29) соответствующей смежной проставки (14).

9. Ротор по п.8, отличающийся тем, что рабочие лопатки (8) исключительно опосредованно через проставки (14) радиально закреплены на валу (9) ротора.

10. Компрессор для турбинной установки (1) с ротором (5) по любому из пп.1-9.

11. Турбина для турбинной установки (1) с ротором (5) по любому из пп.1-9.

12. Способ модернизации ротора (5) турбинной установки (1), в частности компрессора (2) или турбины (3), причем ротор (5) содержит, по меньшей мере, один ряд (7) рабочих лопаток, имеющий несколько рабочих лопаток (8), которые относительно оси (6) вращения ротора (5) в направлении (19) по периферии расположены смежно друг с другом, по меньшей мере, один вал (9) ротора, который для соответствующего ряда (7) рабочих лопаток имеет проходящий в направлении (19) по периферии приемный паз (10), в который рабочие лопатки (8) вставляют своими хвостовиками (13), с несколькими проставками (14), расположенными в приемном пазу (10), соответственно, между двумя смежными рабочими лопатками (8),
при котором рабочие лопатки (8) заменяют рабочими лопатками (8), которые на своих хвостовиках (13) на наружной стороне (15) имеют, соответственно, изогнутый контур (16) стенки в направлении (19) по периферии рядом с рабочей стороной (11) соответствующей рабочей лопатки (8),
при котором проставки (14) заменяют проставками (14), которые на своей наружной стороне (17) также имеют, соответственно, изогнутый контур (16) стенки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, преимущественно, к турбомашинам, на роторе которых закрепляются лопатки и средства для охлаждения и устранения деформаций и вибраций.

Изобретение может быть использовано для приваривания орбитальной сваркой трением лопаток к барабану осевого компрессора. Барабан (14) удерживают в люльке (44) с помощью делительного стола (54).

Прокладка для вставления между хвостом лопатки вентилятора турбореактивного двигателя и нижней частью отсека, в котором размещен этот хвост. Отсек ограничен диском вентилятора.

Секция ротора турбомашины содержит крепежные пазы для рабочих лопаток, распространяющиеся в осевом направлении. В каждом крепежном пазу установлена рабочая лопатка, включающая обращенную радиально внутрь контактную поверхность.

Изобретение относится к роторам турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Ротор турбины включает диск турбины с установленным на его ободе при помощи байонетного соединения уплотнительным кольцом с образованием кольцевой полости, расположенной между полотном диска и уплотнительным кольцом.

Лопатка для турбины или компрессора содержит перо и хвостовик. Перо лопатки изготовлено из согнутой слоистой полосы из армированной волокном пластмассы, в которой в зоне фальца образована удерживающая петля, причем из лежащих друг на друге концов полосы сформирована поверхность лопатки.

Ротор турбины содержит некоторое число рабочих лопаток. Лопатки размещены на соответствующем турбинном диске и скомбинированы соответственно в ряды рабочих лопаток.

Блокировочное устройство для лопаток, снабженных ножкой Т-образного типа, на ободе диска компрессора турбомашины содержит средство стопорения лопаток, кронштейн и средство фиксации.

Платформа рабочего колеса газотурбинного двигателя, включающего барабан и лопатки, основание которых удерживается в кольцевой канавке барабана, содержит два ребра жесткости с боковыми опорными поверхностями.

Рабочее колесо турбины содержит диск и множество лопаток, установленных по его периферии. Каждая лопатка имеет полку, перо и установленный в пазу диска крепежный элемент, проходящий в направлении внутрь от полки и аксиально по всему расстоянию между боковыми поверхностями диска.

Ротор турбины тепловой электростанции содержит множество лопаток, диск ротора и средство фиксации. Диск ротора прикреплен к валу и содержит на периферии выступы, к которым прикреплены лопатки. Диск ротора содержит канавку, открытую в осевом направлении и имеющую нижнюю и верхнюю поверхности, причем нижняя поверхность канавки расположена на периферии диска ротора, а верхняя поверхность канавки расположена на выступах и обращена к нижней поверхности. Канавка диска ротора имеет в области его выступов осевой участок с углублением и открытым участком, на котором канавка открыта в осевом направлении, причем радиальная ширина углубления больше, чем радиальная ширина открытого участка. Каждая из лопаток содержит на хвостовике боковой выступ, имеющий на нижней части канавку с верхней поверхностью, расположенной вслед за верхней поверхностью канавки диска ротора. Средство фиксации установлено в канавке диска ротора для фиксации лопаток. При сборке указанного выше ротора турбины устанавливают лопатки между выступами диска ротора, а в канавку диска ротора и канавку лопатки устанавливают нижний и верхний профили. Затем устанавливают промежуточный замыкающий элемент, чтобы прочно прижать нижний и верхний профили соответственно к нижней поверхности канавки диска ротора и к верхним поверхностям канавки диска ротора и канавок лопаток. Группа изобретений позволяет повысить срок службы ротора турбины и упростить конструкцию средств фиксации. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 12 ил.

Ротор барабанного типа осевого компрессора предназначен для газотурбинных двигателей, преимущественно авиационных. Рабочие лопатки (4) ротора установлены своими хвостовиками (3) в пазах (2), разнесенных по длине барабана (1) кольцевыми рядами. Лопатки (4) выполнены с нижней полкой (6) пера (5) и ножкой (7). Ножка (7) расположена между полкой (6) и хвостовиком (3) с поперечным разделением верхней поверхности хвостовика (3) на две части. Пазы (2) и установленные в них хвостовики (3) вытянуты вдоль наружной поверхности барабана (1) и выполнены в форме прямой призмы, имеющей расширяющееся в сторону ножки (7) продольное сечение. На верхние поверхности хвостовиков (3) установлены с предварительным натягом силовые кольца (9) из композиционного материала, по одному, по меньшей мере, на каждый кольцевой ряд частей верхних поверхностей хвостовиков. Достигается снижение величины радиальных и окружных напряжений, испытываемых материалом барабана в процессе работы, обеспечение возможности снижения массы барабана при проектировании и существенного увеличения окружных скоростей ротора. 4 ил.

Система штифтового крепления хвостовика для диска ротора паровой турбины с осевым потоком содержит штифты, проходящие аксиально через отверстия в чередующихся зубьях хвостовиков лопаток и зубьях диска. Отношение осевой ширины зубьев диска и суммы осевой ширины зубьев диска и осевой ширины зазора между смежными зубьями диска составляет от 0,4 до 0,6. Отношение длины зубьев диска к диаметру штифтов составляет от 4 до 6. Изобретение позволяет снизить пиковые механические напряжения в зубьях диска. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Вентилятор газотурбинного двигателя содержит диск ротора, на наружной периферийной части которого предусмотрены ячейки (14), предназначенные для установки корневых частей (24) лопаток и ограниченные продольными ребрами (12). Каждое из ребер содержит радиальное ушко (26), предназначенное для крепления упомянутого диска на роторе компрессора, располагающегося по потоку позади этого вентилятора. Боковые поверхности упомянутых ушек (26) образуют упоры, предназначенные для удержания лопаток, установленных на диске. Скобки (32), имеющие U-образную форму, устанавливаются на ушки диска. Каждая из этих скобок содержит две боковые лапки, покрывающие боковые поверхности одного радиального ушка. Скобки для ушек диска исключают износ боковых поверхностей этих ушек в результате их повторяющегося механического контакта с лопатками в том случае, когда вентилятор подвергается воздействию эффекта авторотации. Таким образом, отпадает необходимость демонтировать газотурбинный двигатель для того, чтобы выполнить восстановительный ремонт ушек ребер диска вентилятора, поскольку установка скобок может быть осуществлена непосредственно на установленном под крылом самолета двигателе. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Газовая турбина содержит диффузор выхлопа, расположенный по направлению потока ниже последней ступени турбины и включающий секцию прохождения струи и стойку. Секция прохождения струи содержит части первой и второй стенок, а стойка имеет переднюю кромку, проходящую между частью первой стенки и частью второй стенки. Передняя кромка стойки имеет первую и вторую части, причем вторая часть передней кромки расположена между первой частью передней кромки и частью второй стенки. Передняя кромка стойки также имеет третью прямолинейную часть, расположенную между первой и второй частями передней кромки. Первая часть передней кромки проходит на 20-40% расстояния между первой передней крайней точкой, в которой передняя кромка встречается с частью первой стенки, и второй передней крайней точкой, в которой передняя кромка встречается с частью второй стенки. Первая часть передней кромки наклонена к выпуску секции относительно направления нормали, перпендикулярного части первой стенки в первой передней крайней точке, что позволяет уменьшить число Маха, в направлении, перпендикулярном передней кромке. Вторая часть передней кромки наклонена к выпуску секции относительно направления нормали, перпендикулярного части второй стенки во второй передней крайней точке, в которой передняя кромка встречается с частью второй стенки. Изобретение позволяет повысить коэффициент полезного действия турбины за счет снижения потерь в диффузоре. 20 з.п. ф-лы, 16 ил.

Ротор турбомашины содержит вращающийся элемент с установленной на нем лопаткой. Лопатка содержит хвостовик с выступающей структурой, формирующей стопорную поверхность, поддерживающую установленный хвостовик относительно вращающегося элемента под действием силы, направленной радиально внутрь. Выступающая структура определяет максимальный зазор между стопорной поверхностью и вращающимся элементом. Хвостовик имеет возможность радиального перемещения, при этом в радиально наружном положении выступающей структуры зазор между стопорной поверхностью и вращающимся элементом максимальный. Вращающийся элемент содержит паз, проходящий в окружном направлении относительно оси вращения и имеющий поверхность, поддерживающую стопорную поверхность лопатки под действием силы, направленной радиально внутрь. При сборке ротора турбомашины с указанной выше лопаткой механически обрабатывают выступающую структуру хвостовика лопатки для регулировки максимального зазора между стопорной поверхностью и вращающимся элементом. Затем устанавливают лопатку на вращающийся элемент. Группа изобретений позволяет упростить регулировку зазора между вращающимся элементом и лопаткой, а также повысить точность обработки лопатки для образования необходимого зазора между ее вершиной и корпусом турбомашины. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Крепление турбинной лопатки содержит канавку для лопатки и хвостовик лопатки, расположенный в канавке. Хвостовик лопатки имеет расположенную на стороне конца в направлении оси вращения ротора вершину хвостовика лопатки. Хвостовик лопатки содержит крепежные зубцы для введения в соответствующие выемки в роторе, причем зубцы расположены друг за другом вдоль протяженности направленной к вершине хвостовика лопатки, а их высота увеличивается к указанной вершине. Крепежные зубцы имеют вершину крепежного зубца, а хвостовик турбинной лопатки между крепежными зубцами имеет дно впадины крепежных зубцов. Крепежный зубец имеет боковую поверхность между дном впадины крепежных зубцов и вершиной крепежного зубца. Между боковой поверхностью и соответствующей несущей боковой поверхностью в канавке для лопатки образован зазор несущей боковой поверхности. Зазор несущей боковой поверхности на крепежном зубце, который ближе всего к вершине хвостовика лопатки, по существу равен нулю, а зазоры несущей боковой поверхности между другими боковыми поверхностями и соответствующими несущими боковыми поверхностями увеличиваются к перу лопатки. Изобретение позволяет повысить надежность крепления турбинной лопатки. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Средство блокировки кольцевого уплотнителя на диске турбины включает кольцевой зажим, устройство блокировки и средство стягивания. Кольцевой зажим закреплен на задней по потоку поверхности диска, ориентирован в радиальном направлении и ограничивает вместе с поверхностью диска канавку, в которой размещен кольцевой уплотнитель. Кольцевой зажим содержит вырезы на своей кромке, располагающиеся с противоположной стороны по отношению к донной части канавки, для осевого введения в канавку кулачков, располагающихся на окружности кольцевого уплотнителя. Устройство блокировки установлено в канавке между поверхностью диска и кольцевым уплотнителем. Средство стягивания выполнено с возможностью опирания на поверхность диска и взаимодействия с устройством блокировки для блокировки кольцевого уплотнителя против кольцевого зажима. Другие изобретения группы относятся к вариантам диска турбины и кольцевому уплотнителю, содержащимся в упомянутом средстве блокировки кольцевого уплотнителя на диске турбины, а также к модулю турбины газотурбинного двигателя, содержащему такой диск турбины, и газотурбинному двигателю, содержащему указанный модуль турбины. Группа изобретений позволяет упростить установку средства блокировки кольцевого уплотнителя на диске турбины. 6 н. и 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении сваркой трением блисков, преимущественно для роторов газотурбинных двигателей. Неподвижно закрепленный на станине узел вращения диска блиска выполнен в виде сменной револьверной головки, установленной с помощью втулки в сменном корпусе, смонтированном на станине по ее фланговой и опорной поверхностям. Опорная поверхность корпуса головки выполнена с образованием углов наклона α и β относительно горизонтальной плоскости, обеспечивающих направление усилия осадки сварочной машины по нормали к плоскости сечения привариваемого диска блиска с учетом угла наклона его конусной поверхности и разворот свариваемого сечения лопаток относительно оси диска блиска с учетом направления осцилляции сварочной машины. Гидропривод установлен в корпусе с возможностью передачи усилия для прижатия и удержания диска блиска в процессе сварки, а также для подъема основания при смене положения диска блиска под приварку каждой следующей лопатки. В основании револьверной головки выполнены отверстия, число которых соответствует числу привариваемых лопаток, для зацепления лопатки с подвижным фиксатором, размещенным с возможностью его осевого перемещения в отверстии, выполненном во втулке. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства и сократить трудоемкость подготовки производства блисков разных типоразмеров. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения и, в частности, может быть реализовано в конструкции роторов осевых компрессоров и турбин. Рабочее колесо ротора газотурбинного двигателя содержит диск ротора с кольцевой канавкой, в которой посредством хвостовиков закреплены лопатки ротора, и, по крайней мере, одно фиксирующее устройство. Колесо снабжено, по крайней мере, одним отверстием, выполненным в основании канавки диска, а лопатки ротора сопряжены между собой по торцам полок. Фиксирующее устройство содержит фиксатор и стопорный элемент с резьбовым и гладким участками, причем гладким участком стопорный элемент установлен в отверстии. Фиксатор выполнен в виде клина, размещен на резьбовом участке стопорного элемента большей стороной по направлению к оси диска и образует между соседними хвостовиками лопаток клиновое соединение. Изобретение позволяет обеспечить минимальные габариты и массу ротора при требуемых запасах прочности, увеличить ресурс газотурбинного двигателя за счет внедрения системы демпфирования колебаний лопаток без использования дополнительных деталей и элементов. 4 ил.
Наверх