РОТОР ТУРБИНЫ Российский патент 2012 года по МПК F01D5/08 F01D5/16 

Ротор турбины относится к элементам турбины с охлаждаемыми рабочими лопатками и с противовибрационными средствами на роторе.

Известен ротор турбины, содержащий рабочие лопатки, установленные своей замковой частью в пазах диска, с полками на ножках замковой части лопаток, при этом на поверхности полок со стороны ножек установлены демпфирующие тонкостенные коробчатые элементы (см. патент Японии №11062502, МПК F01D 5/10, опубл. 05.03.1999 г.).

Это техническое решение обладает хорошими демпфирующими свойствами и применимо для низкотемпературных турбин с неохлаждаемыми рабочими лопатками. При его использовании в роторах турбин с охлаждаемыми рабочими лопатками возникают трудности, связанные с недостаточным охлаждением полок рабочих лопаток, что приводит к появлению трещин на полках из-за высокой температуры на них и термоциклики. Это связано с тем, что разные участки полки рабочей лопатки находятся на разных расстояниях от охлаждаемого пера лопатки и по-разному охлаждаются.

Задача изобретения - дополнительно охладить наиболее проблемные участки полок рабочей лопатки, конструктивно организовав в эти участки подвод охлаждающего воздуха из канала охлаждения рабочей лопатки.

Указанная задача достигается тем, что для роторов турбин с охлаждаемыми рабочими лопаткам в роторе турбины, содержащем рабочие лопатки, установленные своей замковой частью в пазах диска, с полками на ножках замковой части лопаток, при этом на поверхности полок со стороны ножек установлены тонкостенные коробчатые демпферы, на каждой ножке лопатки выполнено отверстие, соединяющее канал охлаждения рабочей лопатки с полостью между ножками соседних лопаток, а на тонкостенном коробчатом демпфере со стороны поверхности лопаток образована канавка, у которой вход размещен напротив отверстия в ножке, а выход - напротив зазора между полками соседних лопаток.

Кроме того, желательно, чтобы каждое отверстие, соединяющее канал охлаждения рабочей лопатки с полостью между ножками соседних лопаток, было выполнено напротив зоны теплонапряженных участков полки лопатки.

Выполнение на каждой ножке лопатки отверстия, соединяющего канал охлаждения рабочей лопатки с полостью между ножками соседних лопаток, позволяет подвести охлаждающий воздух на охлаждение полок лопаток.

Выполнение таких отверстий напротив зоны теплонапряженных участков полок лопаток позволяет лучше охлаждать наиболее проблемные участки полки рабочей лопатки.

Выполнение на тонкостенном коробчатом демпфере со стороны полки напротив отверстия в ножке канавки, у которой вход размещен напротив отверстия в ножке, а выход - напротив зазора между полками соседних лопаток, позволяет подводить охлаждающий воздух в самую теплонапряженную зону полки рабочей лопатки.

Именно совокупность вышеперечисленных решений позволяет охладить наиболее проблемные участки полок рабочей лопатки.

На фиг.1 показан продольный разрез ротора.

На фиг.2 показан поперечный разрез по рабочим лопаткам и демпферу.

Ротор турбины содержит охлаждаемые рабочие лопатки 1, установленные своей замковой частью 2 в елочных пазах 3 диска 4, с полками 5 на ножках 6 замковой части 2 лопаток 1. На поверхности полок 5 со стороны ножек 6 установлены тонкостенные коробчатые демпферы 7. На каждой ножке 6 лопатки 1 выполнено отверстие 8, соединяющее канал охлаждения 9 рабочей лопатки 1 с полостью 10 между ножками 6 соседних лопаток 1. На тонкостенном коробчатом демпфере 7 со стороны поверхности лопаток 1 образована канавка 11, у которой вход размещен напротив отверстия 8 в ножке 6 лопатки 1, а выход - напротив зазора 12 между полками 5 соседних лопаток 1. Каждое отверстие 8, соединяющее канал охлаждения 9 рабочей лопатки 1 с полостью 10 выполнено напротив зоны теплонапряженного участка полки 5 лопатки 1. Лопатки 1 закреплены от осевых перемещений на диске 4 фиксирующими пластинами 13 и 14.

При работе охлаждающий воздух через отверстие 8 в лопатке 1 попадает в полость 10, образованную диском 4, ножками 6 лопаток 1, тонкостенными коробчатыми демпферами 7 и фиксирующими пластинами 13 и 14. Часть воздуха по канавке 11 демпфера 7 подводится для снижения температуры к зазору 12 между полками 5 и попадает в проточную часть турбины, что позволит значительно снизить температуру на полке 5 лопатки 1 в ее проблемной зоне и исключить растрескивание полок 5.

Изобретение относится к элементам турбины с охлаждаемыми рабочими лопатками и с противовибрационными средствами на роторе. Ротор турбины содержит установленные своей замковой частью в пазах диска охлаждаемые рабочие лопатки, выполненные с полками на ножках замковой части. На поверхности полок со стороны ножек установлены тонкостенные коробчатые демпферы. На каждой ножке лопатки выполнено отверстие, соединяющее канал охлаждения рабочей лопатки с полостью между ножками соседних лопаток. На тонкостенном коробчатом демпфере со стороны поверхности лопатки образована канавка, у которой вход размещен напротив отверстия в ножке лопатки, а выход - напротив зазора между полками лопаток. Изобретение позволяет охладить теплонапряженные участки полок рабочей лопатки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Ротор турбины, содержащий рабочие лопатки, установленные своей замковой частью в пазах диска, с полками на ножках замковой части лопаток, при этом на поверхности полок со стороны ножек установлены тонкостенные коробчатые демпферы, отличающийся тем, что для роторов с охлаждаемыми рабочими лопатками на каждой ножке лопатки выполнено отверстие, соединяющее канал охлаждения рабочей лопатки с полостью между ножками соседних лопаток, а на тонкостенном коробчатом демпфере со стороны поверхности лопаток образована канавка, у которой вход размещен напротив отверстия в ножке лопатки, а выход напротив зазора между полками соседних лопаток.

2. Ротор турбины по п.1, отличающийся тем, что каждое отверстие, соединяющее канал охлаждения рабочей лопатки с полостью между ножками соседних лопаток, выполнено напротив зоны теплонапряженного участка полки лопатки.