[发明专利]具有径向支撑件的涡轮叶片、垫片和相关涡轮转子

说明书

本发明公开了一种涡轮叶片(20)，该涡轮叶片具有第一端部(35)和相对的第二端部(37)。基座包括燕尾榫(32)，该燕尾榫用于与转子(34)中的对应燕尾榫狭槽(36)互补。该燕尾榫(32)具有本体(38)和从该本体沿相反方向延伸的多个突出部(40)。锥形沟槽(33)从该第一端部穿过该本体延伸到该第二端部，并且具有锥形轮廓，使得该锥形沟槽的在该第一端部附近的第一深度大于该锥形沟槽的在该第二端部附近的第二深度。该锥形轮廓从该第一深度逐渐过渡到该第二深度。该锥形沟槽在该本体(38)的底部表面(46)处开口，并且其尺寸被设定成接合垫片(52)。该锥形沟槽包括在该第一端部(1101)或该第二端部附近的平坦区段，并且该平坦区段具有恒定深度。

相关申请的交叉引用

本专利申请涉及提交于2016年11月18日的美国专利申请号15/355,818和提交于2017年10月24日的美国专利申请号15/791,469。

技术领域

本文公开的主题涉及涡轮机。具体地，本文公开的主题涉及涡轮机(例如，蒸汽涡轮和/或气体涡轮)中叶片的支撑。

背景技术

蒸汽涡轮包括静态喷嘴组件，该静态喷嘴组件将工作流体流引导到连接到旋转转子的涡轮叶片(也称为轮叶)中。喷嘴构造(包括多个喷嘴或“翼型件”)有时被称为“隔膜”或“喷嘴组装级”。叶片(诸如涡轮的最后一级中的叶片)具有基座，该基座具有燕尾榫，该燕尾榫的尺寸被设定成适配在转子中的对应燕尾榫狭槽内。许多最后一级叶片具有显著的长度并且具有显著的重量。在低速(也称为盘车齿轮)操作期间，叶片能够在它们被保持在的转子燕尾榫内移动。这种不期望的移动可能导致在叶片和/或转子燕尾榫狭槽上出现明显磨损。叶片和燕尾榫狭槽上的这种磨损可能导致中断，需要修理，并且导致不期望的成本。

在转子组装期间，需要对叶片进行一些移动(“铺开”)，以便于组装叶片。叶片具有外盖端部，并且这些端部通常具有联锁特征部。在行组装期间，叶片必须在前一个叶片的组装期间彼此通过。叶片也可能与翼型件重叠，使得如果不存在足够的移动，则组装该行中的最后一个叶片可能很难，即使并非不可能。

发明内容

各个方面包括一种涡轮叶片，该涡轮叶片具有叶片或翼型件，该叶片或翼型件具有第一端部和与第一端部相对的第二端部。尖端位于叶片的外部径向部分处。基座位于叶片的内部径向部分处，并且基座包括燕尾榫，该燕尾榫用于与涡轮转子中的对应燕尾榫狭槽互补。燕尾榫具有本体和多个突出部，该多个突出部从本体沿相反方向延伸以用于与对应燕尾榫狭槽中的多个凹陷部互补。锥形沟槽从第一端部穿过本体延伸到第二端部。锥形沟槽具有锥形轮廓，使得锥形沟槽的在第一端部附近的第一深度大于锥形沟槽的在第二端部附近的第二深度。锥形轮廓从第一深度逐渐过渡到第二深度。锥形沟槽在本体的底部表面处开口，并且其尺寸被设定成接合垫片。锥形沟槽包括在第一端部或第二端部附近的平坦区段，并且平坦区段具有恒定深度。

本公开的第二方面包括一种用于保持涡轮叶片的垫片。垫片具有主体，该主体具有在上表面和下表面之间测得的第一厚度和在上表面和下表面之间测得的第二厚度。第一厚度位于垫片的第一端部附近，并且第二厚度位于垫片的第二端部附近。第一端部与第二端部大致相对，并且第一厚度大于第二厚度。减薄区域从主体延伸并且具有在上表面和减薄的下表面之间测得的第三厚度。减薄区域位于第一端部处，并且锥形区域将主体连接到减薄区域。