[发明专利]一种闭式循环涡轮发电系统部件试验转子及其制造方法有效
申请号: | 201910647946.X | 申请日: | 2019-07-18 |
公开(公告)号: | CN110318814B | 公开(公告)日: | 2022-07-12 |
发明(设计)人: | 王正;马同玲;王力国;郑振江 | 申请(专利权)人: | 北京动力机械研究所 |
主分类号: | F01D5/00 | 分类号: | F01D5/00;F01D5/04;F01D15/10;F01D15/08;F01D25/00 |
代理公司: | 中国兵器工业集团公司专利中心 11011 | 代理人: | 周恒 |
地址: | 100074*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 循环 涡轮 发电 系统 部件 试验 转子 及其 制造 方法 | ||
本发明涉及一种闭式循环涡轮发电系统部件试验转子及其制造方法,该转子包括锁紧螺母、压气机叶轮、轴径向复合轴套、连接轴套、电机轴、径向轴套、转轴和涡轮叶轮。结合闭式循环涡轮发电系统部件试验需求,在合理设计转子组成零部件并完成制造的基础上,首先分别进行电机轴装配和转轴与涡轮叶轮的装配,其次进行径向轴套、电机轴与转轴的装配,然后进行连接轴套与电机轴的装配以及轴径向复合轴套与连接轴套的装配,最后进行压气机叶轮与连接轴套以及转轴和锁紧螺母的装配。该转子及其组成零部件具有良好的装配性与互换性,能够实现不同涡轮叶轮、压气机叶轮等零部件的重复装配,更好地满足闭式循环涡轮发电系统部件试验部件的试验验证需求。
技术领域
本发明属于闭式循环径流式涡轮发电系统试验技术领域,具体涉及一种闭式循环涡轮发电系统部件试验转子及其制造方法。
背景技术
闭式循环涡轮发电系统作为一种新型高效的热力转化形式,能够借助某种气体工质在闭式环境下通过吸收热量、膨胀做功、放热和压缩等热力过程实现热能向电能的转换。典型的闭式循环径流涡轮发电系统在结构上主要由径流涡轮、径流压气机、电机、回热器等部件组成。
闭式循环径流涡轮发电系统的转子包括涡轮与压气机转子和发电机转子两部分,是闭式循环径流涡轮发电系统中最为核心的部件之一,对系统的稳定运行、热电转换效率、可靠性与寿命起着决定性的作用。闭式循环径流涡轮发电系统在运转过程中,转子处于高速旋转状态,其转速可达几万转/分钟,有的甚可达十几万转/分钟以上,转子结构一旦发生故障,不仅会导致闭式循环系统无法正常工作,而且还会引起闭式循环涡轮发电系统的结构损坏。因此,合理设计转子的结构与工艺对于保障闭式涡轮发电系统的可靠性至关重要。
现有的闭式循环径流式涡轮发电系统转子主要包括涡轮转子、主轴、压气机叶轮、电机轴、联轴器等零部件,并借助联轴器通过机械过盈连接实现涡轮与压气机叶轮转子同电机转子之间的连接,具体为:主轴通过其两端内孔分别同涡轮转子轮背凸台和压气机叶轮轮背凸台过盈连接在一起形成动力转轴,然后通过联轴器的两端内孔分别同电机轴一端和压气机叶轮进口端轮毂之间的过盈装配,将动力转轴和电机轴连接在一起,形成完整的转子。现有闭式循环涡轮发电系统转子采用过盈连接结构,虽然可以在一定程度上保证转子各部件之间的同轴度,但是由于转子过盈连接强度取决于各零部件之间的装配尺寸及其公差,对零件装配部位的加工精度提出了很高要求;加之转子在工作过程中受离心载荷的影响,工作时连接部位的过盈量减小,转子的连接强度和刚度得不到有效保证,转子组成零件间易产生松脱,严重影响闭式循环涡轮发电系统的工作可靠性。此外,这类转子加工质量要求高、可重复装配性差。
在闭式循环径流涡轮发电系统的研制阶段,需要对涡轮与压气机等部件性能与可靠性进行有效的验证,采用现有的闭式循环径流式涡轮发电系统转子结构,将难以实现不同零部件的互换与重复装配。因此,十分有必要针对闭式循环径流式涡轮发电系统关键零部件性能与可靠性试验验证需求,设计与制造闭式循环径流式涡轮发电系统部件试验用转子结构。
发明内容
本发明针对闭式循环径流涡轮发电系统转子部件的试验验证需求,提出了一种闭式循环涡轮发电系统部件试验转子及其制造方法。根据闭式循环涡轮发电系统的涡轮、压气机和电机的尺寸参数,确定锁紧螺母、压气机叶轮、轴径向复合轴套、连接轴套、电机轴、径向轴套、转轴和涡轮叶轮的结构尺寸与装配工艺参数。在完成转子零部件加工的基础上,首先分别进行电机轴装配和转轴与涡轮叶轮的装配,其次进行径向轴套、电机轴与转轴的装配,然后进行连接轴套与电机轴的装配以及轴径向复合轴套与连接轴套的装配,最后进行压气机叶轮与连接轴套、转轴和锁紧螺母的装配。该转子组成零部件之间采用螺纹连接以及过渡装配与端面压紧结构,能够实现涡轮叶轮、压气机叶轮等关键部件的重复装配,有利于开展闭式循环径流式涡轮发电系统转子不同零部件以及不同尺寸零部件的部件特性与结构可靠性试验。
本发明的技术方案:
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- 本发明针对用于维护涡轮组件(10)的原位方法。一种这样的方法包括:将维护装置(20)设置在转子(12)上;通过旋转该转子来将维护装置定位成接近于损坏区域(40);并且通过操作设置在装置上的维修工具(22)来维修损坏区域。另一种方法包括:将维护装置设置在定子上;通过旋转该转子来将损坏区域定位成接近于维护装置;并且通过操作设置在装置上的维修工具来维修损坏区域。
- 用于飞行器涡轮发动机叶片的修复焊接的方法-202080070287.9
- 帕斯卡尔·吉恩-马克·查彭蒂埃;罗曼·吉恩-弗朗索瓦·盖里 - 赛峰飞机发动机公司
- 2020-10-01 - 2022-05-27 - F01D5/00
- 本发明涉及一种用于航空涡轮发动机叶片(102)的修复焊接的方法,所述叶片包括由前缘(106)和后缘(104)连接的下表面和上表面,所述叶片还包括被称为末端部(108)的自由端部,该方法包括对所述末端部进行修复焊接并且包括以下步骤:‑在末端部处将第一止挡件(110)固定到前缘并且在末端部处将第二止挡件(112)固定到后缘,‑从第一止挡件到第二止挡件在末端部上沉积修复焊道,以及‑移除第一止挡件和第二止挡件,所述方法的特征在于,仅通过将第一止挡件和第二止挡件挤压在前缘和后缘上来固定第一止挡件和第二止挡件。
- 一种径流式涡轮发电系统气体润滑陶瓷转子及其制造方法-201910647944.0
- 王正;马同玲;王力国;张华 - 北京动力机械研究所
- 2019-07-18 - 2022-05-17 - F01D5/00
- 本发明涉及一种径流式涡轮发电系统气体润滑陶瓷转子及其制造方法,该转子主要由锁紧螺母、压气机叶轮、复合轴套、连接轴套、电机轴、径向轴套和涡轮转轴等零部件组成。在完成转子零部件加工的基础上,首先进行涡轮转轴焊接与电机轴装配,其次进行电机轴、径向轴套与涡轮转轴的装配,然后进行连接轴套与电机轴装配以及复合轴套与连接轴套装配,最后进行压气机叶轮与连接轴套、涡轮转轴和锁紧螺母的装配。该转子与轴承接触部位采用陶瓷材料,可以减小转子与轴承之间的摩擦,提高涡轮发电系统的工作寿命与结构可靠性;同时采用涡轮和压气机转轴同电机轴的同轴结构,有助于提高转子的运转稳定性和结构可靠性。
- 一种闭式循环径流涡轮发电系统磁悬浮转子结构-201910647945.5
- 王正;马同玲;王力国;王军 - 北京动力机械研究所
- 2019-07-18 - 2022-05-13 - F01D5/00
- 本发明涉及一种闭式循环径流涡轮发电系统磁悬浮转子结构及其制造工艺。转子由锁紧螺母、压气机叶轮、轴径向复合轴套、连接轴套、电机轴、径向轴套和涡轮转轴装配而成。在完成转子组成零部件加工的基础上,首先进行电机轴的装配,其次进行电机轴、径向轴套与涡轮转轴的装配,然后进行连接轴套与电机轴的装配以及轴径向复合轴套与连接轴套的装配,最后进行压气机叶轮、连接轴套、涡轮转轴和锁紧螺母之间的装配,形成完整的转子结构。该转子采用磁悬浮轴承,避免了涡轮发电系统工作时转子与轴承之间的接触,增强了转子在不同工况的运转稳定性,能够显著提高转子的结构可靠性与工作效率,同时还能够有效降低闭式循环径流涡轮发电系统的工作噪音。
- 暴露至使用中的腐蚀损伤的动力涡轮盘的寿命延长-201880041695.4
- D.杜亚;J.惠顿;M.R.哈加维;J.富利 - 西门子能源全球两合公司
- 2018-06-12 - 2022-04-12 - F01D5/00
- 一种用于延长具有腐蚀损伤的动力涡轮盘(12)的使用寿命的修复方法(72),其中动力涡轮机(14)包括级(16、18、20、22)和级间间隙(26、28、30、32)。所述方法(72)包括:对没有腐蚀的基线盘的基线配置进行第一热分析(74)以确定第一稳态温度分布(44)。然后将腐蚀受损的盘(12)机加工(76)至适于修复所述腐蚀的深度以形成经机加工盘。对所述经机加工盘进行第二热分析(78)以确定所述经机加工盘的第二稳态温度分布。然后针对所述经机加工盘的盘轴对称特征(1‑10)计算第一预测安全循环寿命(PSCL)(80)。还针对所述经机加工盘的盘枞树特征(70)计算第二预测安全循环寿命(PSCL)(82)。此外,使所述方法(72)合格(84)以确保所述经机加工盘的质量与新盘一致。
- 用于分离接合至复合材料元件的金属元件的方法-201880009291.7
- 马蒂厄·朱利安·沙尔拉斯 - 赛峰飞机发动机公司
- 2018-01-26 - 2022-04-05 - F01D5/00
- 本发明涉及一种用于使接合至碳‑环氧树脂型的复合材料部件(2)的金属部件(3)的至少一部分分离的方法,包括弱化金属部件(3)和复合材料部件(2)之间的接合界面的步骤。将该金属部件(3)和复合材料部件(2)电连接至直流电压发生器,使得向这两个部件施加电势差以在接合界面中产生局部放电从而弱化该接合界面。
- 用于修复复合部件的方法以及相关联渗透系统和方法-202111121761.9
- 赫伯特·奇德西·罗伯茨;蒂莫西·P·孔斯;格里高利·威利斯 - 通用电气公司
- 2021-09-24 - 2022-03-29 - F01D5/00
- 一种用于修复复合部件的方法,该方法包括将修复材料定位在由复合材料形成的复合部件的修复区域内。此外,该方法包括将修复区域加热到第一温度。另外,该方法包括将复合部件的剩余部分加热到第二温度。此外,该方法包括用渗透剂熔体渗透修复区域以致密化修复材料。第一温度等于或高于渗透剂的熔点,并且第二温度低于熔点。
- ORC透平机组叶顶间隙控制方法-202111414384.8
- 张帝;王强;刘忠杨;范海宇;于洋;薄磊;宋健;乔侽;张旭;董华齐;江文佳;陈云伟 - 沈阳透平机械股份有限公司
- 2021-11-25 - 2022-03-18 - F01D5/00
- 本发明公开了一种ORC透平机组叶顶间隙控制方法,其中,ORC透平机组包括轴承箱、进气蜗壳、导流机壳、一级静叶机壳和二级静叶机壳组成的定子组件,以及主轴、一级叶盘和二级叶盘组装的转子组件,转子组件设于定子组件内,叶顶间隙为一级静叶机壳与一级叶盘顶部、二级静叶机壳与二级叶盘顶部的间隙。叶顶间隙的控制方法具体包括判别叶顶间隙的计算间隙是否符合设计间隙,钻铰定子组件中相邻两部件的定位销孔,以及祛除一静叶机壳和二静叶机壳的加工余量。通过上述手段,有效避免了转子组件和定子组件轴向尺寸链和径向尺寸链导致叶顶间隙不符合要求,保证了ORC透平机组的一次安装合格率。
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