蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開大體涉及用于蒸汽渦輪的轉(zhuǎn)子，并且更具體地，涉及改進這樣的轉(zhuǎn)子的低周疲勞的轉(zhuǎn)子配置。
【背景技術(shù)】
[0002]如在美國專利申請N0.2011/0103970A1中所描述的，蒸汽渦輪可以包括帶有應(yīng)力消除活塞的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括消除槽以用于消除與通過葉片流路的工作蒸汽流的方向軸向相反地移位的新蒸汽流路的區(qū)域外側(cè)的熱應(yīng)力。
[0003]隨著可再生能源的增加使用，越來越需要以提高的循環(huán)運行的電網(wǎng)運行。該運行靈活性的提高可能典型地受蒸汽渦輪壽命限制，因為在冷、暖和熱啟動的期間以及在關(guān)機的期間，越來越多地暴露于頻繁的熱瞬態(tài)增加了發(fā)生熱疲勞裂紋開始的風(fēng)險。雖然可以通過改進韌性和延性的高質(zhì)量轉(zhuǎn)子鍛件來部分地解決此問題，然而，這些措施未克服熱瞬態(tài)對轉(zhuǎn)子的低周疲勞壽命的負(fù)面影響。
[0004]另外的問題是，在具有蒸汽渦輪例如高壓渦輪和中壓渦輪的蒸汽渦輪中，每個蒸汽渦輪中的不同熱力條件導(dǎo)致每個蒸汽渦輪的轉(zhuǎn)子部分的不同低周疲勞壽命。結(jié)果可能是每個蒸汽渦輪的不同步的檢修計劃要求，這可能導(dǎo)致檢修停機的增多。雖然也許有可能通過選擇轉(zhuǎn)子材料來平衡轉(zhuǎn)子部分的低周疲勞壽命，但對通過僅利用轉(zhuǎn)子材料選擇來實現(xiàn)目標(biāo)存在實際的限制。
[0005]因此，需要不僅改進蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子部分的低周疲勞壽命，而且還定制不同部分的低周疲勞壽命以使轉(zhuǎn)子部分檢修周期同步。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]公開了能夠至少部分地解決熱瞬態(tài)對轉(zhuǎn)子壽命的負(fù)面影響的蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子。
[0007]—個大體方面包括蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子，該蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子包括:葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面，具有穿過其用于保持葉片根部的多個軸向地布置的葉片槽；供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面，鄰近從上游葉片槽延伸的葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面；以及活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面，鄰近供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面，使得供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面位于葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面與活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面之間。蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子還包括延伸穿過活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面的應(yīng)力消除槽轉(zhuǎn)子表面。葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面、供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面、活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面以及應(yīng)力消除槽轉(zhuǎn)子表面配置并布置為在蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子的正常運行期間暴露于蒸汽的表面。熱障涂層在至少活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面上延伸。
[0008]更多的方面可包括以下特征中的一個或更多個。供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面上的熱障涂層。葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面上的熱障涂層。其中供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面限定徑向-軸向蒸汽供給區(qū)域的蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子。活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面上的熱障涂層。配置為中壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子、高壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子或者高壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子和中壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子的蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子。配置為使得高壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子的低周疲勞抗力與中壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子的低周疲勞抗力類似的熱障涂層的徑向厚度。
[0009]本發(fā)明的另一目標(biāo)是克服或至少改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點及缺陷或者提供有用的備選方案。
[0010]結(jié)合經(jīng)由示例而圖示本發(fā)明的示范性實施例的附圖，根據(jù)以下的描述，本公開的其他方面及優(yōu)點將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0011]經(jīng)由示例，參考附圖而在下文中更全面地描述本公開的實施例，其中:
圖1是帶有根據(jù)本公開的示范性實施例的熱障涂層的高壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子的截面圖；
圖2是帶有根據(jù)本公開的示范性實施例的熱障涂層的中壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子的截面圖；并且，
圖3是具有根據(jù)圖1和圖2的熱障涂層的組合的高壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子和中壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子的截面圖。
[0012]參考標(biāo)號:
10高壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子
11內(nèi)殼
12葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面
13葉片槽
14供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面 16 活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面
18應(yīng)力消除槽轉(zhuǎn)子表面
19熱障涂層
20中壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子
22葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面
23葉片槽
24供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面 26 活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面
28應(yīng)力消除槽轉(zhuǎn)子表面
29熱障涂層。
【具體實施方式】
[0013]現(xiàn)在，參考附圖而描述本公開的示范性實施例，其中，相同的參考標(biāo)號始終用于指代相同的元件。在以下的描述中，出于解釋的目的，闡明許多具體細(xì)節(jié)，以提供對本公開的透徹的理解。然而，本公開可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下來實踐，并且不限于在本文中公開的示范性實施例。
[0014]在圖1中示出典型地被容納在內(nèi)殼11中的高壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子10的示范性實施例。高壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子10包括葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面12、供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面14以及活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面16。
[0015]葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面12是軸向布置的旋轉(zhuǎn)葉片圓周地圍繞高壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子10延伸的區(qū)域。這些葉片借助于延伸穿過葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面12的葉片槽13來附接至高壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子10。因此，葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面12能夠限定為葉片槽13所位于的高壓蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子10的表面區(qū)域。
[0016]供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面14是緊鄰且位于葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面12上游的區(qū)域。該轉(zhuǎn)子區(qū)域是在運行時在蒸汽供給至蒸汽渦輪中時暴露于蒸汽的區(qū)域。典型地，該區(qū)域通過具有延伸至第一上游葉片槽13的徑向到軸向轉(zhuǎn)變表面而成形為使徑向地供給的蒸汽指向軸向方向。
[0017]活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面16定位成緊鄰供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面14，使得供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面14位于活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面16與葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面12之間?；钊麉^(qū)域的目的是抵銷反作用式蒸汽渦輪的典型的葉片安裝的端部推力，因而在所有運行條件下都產(chǎn)生轉(zhuǎn)子朝向機器的高壓端的推力?；钊膳c實心轉(zhuǎn)子一體或收縮并鎖至適當(dāng)?shù)奈恢谩?br>[0018]在示范性實施例中，活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面16具有帶有穿過活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面16的開口的應(yīng)力消除槽。該應(yīng)力消除槽具有應(yīng)力消除槽轉(zhuǎn)子表面18。
[0019]在示范性實施例中，葉片間區(qū)域轉(zhuǎn)子表面12、供給區(qū)域轉(zhuǎn)子表面14、活塞區(qū)域轉(zhuǎn)子表面16和/或應(yīng)力消除槽轉(zhuǎn)子表面18中的每個都具有相應(yīng)表面上的(即粘合至相應(yīng)表面的)熱障涂層19。帶有熱障涂層19的表面12、14、16、18中的每個都可能具有部分地或完全地覆蓋表面12、14、16、18的熱障涂層1