CN204663587U - 涡轮机叶片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有叶身(2)和叶片根部(3)的涡轮机叶片(1)，其中第一涡轮机叶片(17)紧密地贴靠第二涡轮机叶片(18)，使得所第一涡轮机叶片(17)的平台(8)以与第二涡轮机叶片(18)的第二平台(8)接触的方式构成，其中平台(8)的前侧(12)和/或后侧(13)设有覆层(16，20)。

Description

涡轮机叶片

技术领域

本实用新型涉及一种具有叶身和叶片根部的涡轮机叶片，其中叶片根部具有平台，其中平台具有前侧和后侧以及两个侧面，其中前侧构成用于贴靠相邻的涡轮机叶片的后侧。

背景技术

将总称“流体机械”概括为水轮机、蒸汽和燃气轮机、风轮、离心泵和离心压缩机以及推进器。全部这些机器共同地用于如下目的：从流体中提取能量进而驱动其他机器或者反之将能量输送给流体以便提高其压强。

作为流体机械的实施方式的蒸汽轮机基本上包括可转动安装的转子和围绕转子设置的壳体。通常，蒸汽轮机由内壳体和外壳体构成，其中外壳体围绕内壳体设置。转子包括在环周上分布的涡轮机叶片，所述涡轮机叶片通常彼此相邻地设置在槽中。因此，沿着旋转轴线形成多个依次设置的涡轮机转子叶片排。内壳体又包括涡轮机导向叶片，所述涡轮机导向叶片同样沿环周方向彼此相邻地设置，使得由此形成涡轮机导向叶片排，所述涡轮机导向叶片排设置在涡轮机转子叶片排之间。在运行时，具有高的热能的蒸汽在涡轮机转子叶片和涡轮机导向叶片之间流动，其中蒸汽的热能转换成转子的转动能量。

各个构件、例如涡轮机转子叶片到槽中的安装在室温下进行。而在运行时能够出现高于600℃的温度，这引起对于这种流体机械的结构的技术上提高的要求。

因此，涡轮机部件通常在运行时经受瞬态热负荷，这表示，热变化引起各个涡轮机部件被加热或冷却。构件的大小和热容量通常是不同的，这引起如下效果，即各个涡轮机部件不同地跟随温度变化。不那么实心的涡轮机部件与较实心的涡轮机部件相比更快速地被加热或冷却。

在流体机械结构中使用的钢具有不等于零的热膨胀系数，这引起：涡轮机部件的尺寸随温度变化而变化。通常，涡轮机部件随着温度上升而变大。这引起：在瞬时温度变化期间在以不同的速度热透的部件之间会产生夹紧。

这种夹紧对于涡轮机部件会导致显著的机械负荷直至涡轮机部件损坏。

因此，描述了如下任务：设计尤其是在瞬态运行时的流体机械。由于通过可再生能量对波动的电流馈入进行补偿，通过如下方式表征蒸汽轮机的运行：该蒸汽轮机必须以大幅增加的程度在负载变换运行中运行。在此，关于电厂的经济性方面，将焦点设置于：对于负载的快速变化进行蒸汽轮机的快速的反应。

负载变换梯度越大并且启动时间越短，涡轮机部件的热负荷就越大地提高进而也存在由于热应力而损坏各个涡轮机部件的危险。同样有问题的是，温度跳跃必须保持在一定范围内。

涡轮机部件例如为转子和涡轮机叶片。涡轮机叶片彼此紧密地安置到沿环周方向设置的槽中。由在运行时产生的蒸汽绕流的涡轮机叶片极其快速地吸收蒸汽的温度变化，这与如下情况关联：涡轮机叶片如具有大的表面的散热片或加热片相对于其体积起作用。与此相对，转子仅沿着相对于其体积观察时相对小的表面经受在运行时产生的蒸汽。因此，转子相对于涡轮机叶片显著更缓慢地热透。这表示：与转子相比，例如转子叶片排更快地吸收热量并且同样更快地增长热，使得转子的热增长低于涡轮机叶片的增长。

在涡轮机叶片的锚固部中产生由于热引起的应力。因为叶片排的直径不能够增长，所以也在环周方向上产生压应力。

在涡轮机叶片排的涡轮机叶片装置中的涡轮机叶片中，部件、例如平台彼此紧密地贴靠。由于热力学上的瞬态运行会发生：在平台的前侧以及后侧之间产生运动。相邻的部件之间的摩擦系数应当小。然而这适用于仅在新加工状态下的钢。经受蒸汽的表面随时间老化，这通过如生垢或氧化的效应来描述。摩擦系数增大并且此时提高的摩擦妨碍有意的扭转。需要用于扭转的应力提高。在不适宜的条件下，摩擦系数能够大至，使得扭转是不可能的并且部件通过热应力损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种涡轮机叶片，所述涡轮机叶片具有更长的耐久性。

该目的通过具有叶身和叶片根部的涡轮机叶片实现，其中所述叶片根部具有平台，其中平台具有前侧和后侧以及两个侧面和，其中前侧构成用于贴靠相邻的涡轮机叶片的后侧，其中前侧具有覆层。

因此，本实用新型通过设置覆层并且将该覆层设置在彼此贴靠的面上的方式来避免因部件表面的不可避免的老化而产生的摩擦系数变差。这种层应当尽可能地薄并且具有相对于氧化和生垢的抗性。同样可能需要具有持久低的摩擦系数的覆层。由此，对热应力的限制是可行的，所述限制可靠且长期地作用。同样地，在叶片复合结构中更大的热梯度或更快的温度变化是可能的，而不会在叶片复合结构中产生损坏。由此在启动时或在起动时进行的更大的温度跳跃是可能的。

这引起：蒸汽轮机能够而更加灵活地运行，这引起更短的启动时间和更快的负载变换。

在下文中提出有利的改进形式。

在第一有利的改进形式中，后侧同样设有覆层。该覆层在一个有利的改进形式中能够具有与前侧的覆层相同的化学组分。

在另一个有利的改进形式中，前侧的化学组分与后侧的覆层的化学组分不同。

平台有利地构成有菱形的横截面。

附图说明

现在，根据一个实施例详细阐述本实用新型。

附图示出：

图1示出两个涡轮机叶片的立体图；

图2示出叶片复合结构的一部分的安装状态的俯视图；

图3示出叶片复合结构的热膨胀的理论图；

图4示出叶片复合结构的各个涡轮机叶片的扭转的俯视图；

图5示出根据本实用新型的叶片复合结构的视图。

具体实施方式

图1示出具有叶身2和叶片根部3的涡轮机叶片1。叶身2是有轮廓的并且构成用于安装到流体机械、例如蒸汽轮机中。涡轮机叶片1沿着叶片轴线4构成，所述叶片轴线垂直于旋转轴线5设置。在附图中仅示出两个涡轮机叶片1。完整的涡轮机叶片复合结构具有多个沿环周方向6设置的彼此紧密贴靠的涡轮机叶片1。在图1中有意地示出两个涡轮机叶片1之间的间距7。叶片复合结构沿旋转方向21旋转。

叶片根部3具有平台8，所述平台构成为是菱形的。叶片根部3构成为锤头9。也就是说，在设置在侧面11上的凹陷部10旁与其互补地构成槽。沿着环周方向6观察，平台8具有前侧12和后侧13。

前侧12构成用于贴靠相邻的涡轮机叶片1的后侧13。图2示出菱形地构成的平台8的俯视图。可见的是，彼此紧挨的前侧12贴靠后侧13。平台8的宽度14设置在转子中的相应的槽中。

图3示出在瞬态运行期间的理论状态。宽度14a相对于安装状态中的宽度14(见图1)略微增大。沿着环周方向6，平台8的大小也略微增大，这通过阴影线区域15可见。该区域15引起应力，所述应力最终引起叶片根部3顺时针转动，如在图4中所示出的。当前侧12和后侧13之间的摩擦系数相应小时，该转动通过前侧12相对于后侧13移动来进行。这会因前侧12和后侧13的氧化或生垢而禁止。

图5示出前侧12如何构成有覆层，以便实现更容易的转动。

在第一转子叶片17和第二转子叶片18之间，仅第一转子叶片17的前侧12具有覆层16。在第二转子叶片18和第三转子叶片19之间不仅前侧12设有覆层16而且第三转子叶片19的后侧13也设有第二覆层20。

前侧12的覆层16的化学组分与后侧13的第二覆层的化学组分相同。在一个替选的实施方式中，前侧12的覆层16的化学组分与后侧13的第二覆层20的化学组分不同。

平台8具有菱形的横截面。在替选的实施方式中，平台能够具有其它的造型。

涡轮机叶片根部3在图1中示出的实施方式中具有锤头。在替选的实施方式中，叶片根部例如能够构成为圣诞树形根部。

Claims (5)

1.一种具有叶身(2)和叶片根部(3)的涡轮机叶片(1)，

其中所述叶片根部(3)具有平台(8)，其中所述平台(8)具有前侧(12)和后侧(13)以及两个侧面(11)，其中所述前侧(12)构成用于贴靠相邻的涡轮机叶片(1)的后侧(13)，

其特征在于，所述前侧(12)具有覆层(16)。

2.根据权利要求1所述的涡轮机叶片(1)，

其中所述后侧(13)具有第二覆层(20)。

3.根据权利要求2所述的涡轮机叶片(1)，

其中所述前侧(12)的所述覆层(16)的化学组分与所述后侧(13)的所述第二覆层(20)的化学组分相同。

4.根据权利要求2所述的涡轮机叶片(1)，

其中所述前侧(12)的所述覆层(16)的化学组分与所述后侧(13)的所述第二覆层(20)的化学组分不同。

5.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮机叶片(1)，

其中所述平台(8)具有菱形的横截面。