[发明专利]涡轮转子叶片根部附件

说明书

技术领域

本公开涉及用于轴向流动蒸汽涡轮的涡轮转子叶片，并且特别地，涉及使用具有对应力腐蚀裂纹(SCC)的改进抵抗的销式根部固定件将转子叶片根部附接于涡轮转子盘或鼓。

背景技术

如德国专利申请DE 10 2008 031 780 A1中描述的、众所周知的将涡轮叶片安装在涡轮转子的周边周围的方式包括所谓的“销式根部固定”，其中，涡轮转子盘的周边上的、被称为“盘指状物(disc finger)”的径向且周向地延伸的凸缘以及涡轮叶片根部上的对应“叶片指状物”与彼此互相交错，并且借助于被称为“销”的柱形金属杆固定在一起，该柱形金属杆轴向地穿过叶片指状物和盘指状物。这些布置特别地已知用于在湿蒸汽条件下在冲动式叶片组上使用。这种叶片的实例在图1和图2中示出。图1是在转子叶片单元10的压力侧的三维透视图，而图2是穿过涡轮转子盘20的周边的径向截面，示出了盘如何适合于附接图1的涡轮叶片。

首先参考图1，当叶片单元10定向用于在涡轮中操作时，其翼型件11在径向外护罩12与径向内平台13之间延伸。从平台13径向向内延伸的是叶片根部14，其被分成许多(在该特定情况下，四个)相同叶片指状物141，指状物具有长度L，与彼此轴向地间隔开，并且互相平行。每个叶片指状物141具有宽度为“b1”的径向外部分142和宽度为“b2”的径向内部分143，其中，b1＞b2，并且内部分与外部分之间的过渡部由台肩144标记。叶片指状物的每个外部分142具有直径为“D1”的通孔145，而每个内叶片指状物部分143具有直径为“D2”的通孔146。外叶片指状物部分142中的孔145相同地定尺寸，并且布置成与彼此轴向地成一直线。相似地，内叶片指状物部分143中的孔146相同地定尺寸，并且布置成与彼此轴向地成一直线。一般而言，D1=D2。

转向图2，转子盘20的周边被分成许多径向且周向地延伸的互相平行的盘指状物201，其通过径向且周向地延伸的相同凹槽202与彼此轴向地间隔开。叶片指状物容纳在盘指状物之间的凹槽202中；因此，盘指状物的数量(在该特定情况下，五个)比叶片指状物的数量多一个。凹槽具有与L1相同的径向深度L2，除了凹槽底部处用以防止与叶片指状物141的端部接触的浮凸部之外。凹槽定尺寸为具有适当的公差以按照滑动间隙配合接收叶片根部14的指状物141。因此，叶片根部14的径向内指状物部分143配合到具有标称宽度b2的凹槽202的径向内部分203中，而叶片根部14的径向外指状物部分142配合到具有标称宽度b1的凹槽202的径向外部分204中。因此，盘指状物201以与叶片指状物141互补的方式成形，因为它们具有宽度相对于它们的径向外部分206增大的径向内部分205，内部分与外部分之间的过渡部以台肩207标记。通常，叶片指状物的宽度b1名义上与盘指状物的宽度b1相同。每个内盘指状物部分205具有直径为“D2”的通孔208，而每个外盘指状物部分206具有直径为“D1”的通孔209。孔208和209分别与内叶片指状物部分143和外叶片指状物部分142中的孔146和145匹配。盘指状物201和叶片指状物141的径向尺寸紧密地匹配，以使当叶片指状物141插入到凹槽202中时，叶片指状物141上的台肩144紧靠盘指状物201上的台肩207，孔146与孔208轴向地成一直线，并且孔145与孔209轴向地成一直线。适当地定尺寸的柱形销(未示出)因此可以以滑动间隙配合穿过叶片指状物141和盘指状物201中的孔以便将叶片附接于盘。

出于经济和制造原因，盘由包括大约1wt.%至大约3wt.%镍的低合金钢制成，然而必要的是，由包括例如大约12wt.%铬的高合金钢制造叶片，以便确保它们具有对水滴腐蚀和高蒸汽温度的足够抵抗。众所周知的是，支撑移动叶片的根部的区域可易于SCC，当蒸汽涡轮转子利用接近饱和的蒸汽操作时，SCC由在高离心负载下根部部分之间的接触诱发的高峰值应力引起。当蒸汽包含加速腐蚀的杂质时，问题进一步增加。

发明内容

在其最宽泛的方面，本公开提供一种轴向流动蒸汽涡轮转子盘的销式根部固定布置，该轴向流动蒸汽涡轮转子盘由低合金制成，并且具有带有降低的应力腐蚀裂纹(SCC)易感性的、安装在其上的一排高合金涡轮转子叶片，其中，销式根部固定件包括：

(a) 涡轮转子盘的周边上的径向且周向地延伸的盘指状物，每个盘指状物具有长度L和宽度b，并且相邻的盘指状物通过宽度为G的间隙分离；

(b) 从转子叶片的根部延伸并与盘指状物互相交错的叶片指状物；以及