用于蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子(3)，其中所述轉(zhuǎn)子(3)包括行星傳動裝置(1)，在所述行星傳動裝置上設(shè)有低壓末級葉片(17)，其中行星傳動裝置構(gòu)成為，使得轉(zhuǎn)子葉片(17)的頻率低于轉(zhuǎn)子(3)的頻率。
【專利說明】用于蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子。
[0002]本發(fā)明此外涉及一種蒸汽輪機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0003]能夠在市政能量供應(yīng)中使用的并且被視為渦輪機(jī)的實(shí)施方式的蒸汽輪機(jī)的尺寸是相對大的并因此具有相應(yīng)高的重量。這樣的蒸汽輪機(jī)的重量能夠夠遠(yuǎn)超出100噸。蒸汽輪機(jī)基本上包括可旋轉(zhuǎn)地安裝的構(gòu)件，所述構(gòu)件也被稱為軸。該軸包括轉(zhuǎn)子葉片，所述轉(zhuǎn)子葉片固定地設(shè)置在軸表面上。這樣一個軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體內(nèi)部，其中殼體包括導(dǎo)向葉片，所述導(dǎo)向葉片與轉(zhuǎn)子葉片一起作為渦輪機(jī)級。
[0004]在運(yùn)行時，蒸汽輪機(jī)的軸優(yōu)選以50Hz或者60Hz旋轉(zhuǎn)。這樣高的旋轉(zhuǎn)頻率導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片上的巨大的離心力。特別地，低壓蒸汽輪機(jī)的末級是相應(yīng)大的從而經(jīng)受尤其高的離心力。
[0005]由于技術(shù)原因，蒸汽輪機(jī)的軸以恒定的轉(zhuǎn)速來運(yùn)行。然而為了能夠構(gòu)建相對大的末級，使用下述材料，所述材料具有更低的密度從而經(jīng)受更低的離心力。這樣一種材料例如是鈦，鈦在一些末級中使用。通過降低固定的旋轉(zhuǎn)頻率、例如是半速的旋轉(zhuǎn)頻率的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)其它的解決方案。同樣可能可行的是，通過傳動機(jī)器降低旋轉(zhuǎn)頻率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是，提出一種用于渦輪機(jī)的軸，所述軸適合于相對高的頻率。
[0007]該目的通過一種用于渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)，所述轉(zhuǎn)子具有行星傳動裝置、行星盤和帶有轉(zhuǎn)子葉片的輪盤，所述行星傳動裝置包括圍繞轉(zhuǎn)子設(shè)置的、抗扭地設(shè)置的齒圈，其中所述齒圈具有位于內(nèi)部的齒，所述齒與多個位于內(nèi)部的行星齒輪一起作用，所述行星盤圍繞軸設(shè)置并且在所述行星盤上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有行星輪，其中軸具有太陽輪，所述太陽輪與行星齒輪一起作用，所述轉(zhuǎn)子葉片設(shè)置在行星盤上。
[0008]因此采取如下途徑:不改變軸的頻率，而特別是改變包括軸上的轉(zhuǎn)子葉片的末級。對此考慮下述行星傳動裝置，所述行星傳動裝置提供如下優(yōu)勢:將軸的頻率降低到在其上設(shè)置有轉(zhuǎn)子葉片的行星盤的頻率。由此末級的轉(zhuǎn)子葉片上的離心力明顯更低。因此能夠使用另外的材料替代示例性舉出的材料，所述另外的材料雖然具有更高的質(zhì)量，但是對此具有更高的強(qiáng)度，例如鋼。
[0009]由于末級上的更低的頻率，該末級此時能夠相應(yīng)于物理上受限的離心力以增大的橫截面來設(shè)計。通過選擇更低密度的生產(chǎn)材料，能夠進(jìn)一步增大出流橫截面，如迄今為止同樣在不具有行星傳動裝置的解決方案中那樣。
[0010]有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0011 ] 因此在第一個有利的改進(jìn)方案中，行星傳動裝置相對于軸被密封。根據(jù)本發(fā)明，這通過軸和行星盤或輪盤之間的油封產(chǎn)生。在本發(fā)明的一個替選的實(shí)施方式中軸和行星盤之間的汽封同樣是可行的。在運(yùn)行時流動的蒸汽應(yīng)盡可能無損耗地并且僅通過流動通道流動。因此應(yīng)避免在旋轉(zhuǎn)的和固定的構(gòu)件之間的所有可能的泄漏。
[0012]在一個有利的改進(jìn)方案中，行星傳動裝置具有至少四個行星齒輪。這引起軸的提高的穩(wěn)定性并且引起行星傳動裝置的更低的故障可能性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]根據(jù)本發(fā)明，軸不僅可用于單流式的蒸汽輪機(jī)而且可用于雙流式的蒸汽輪機(jī)。此時根據(jù)下述實(shí)施例來詳細(xì)闡述本發(fā)明。附圖示出:
[0014]圖1示出用于軸的行星傳動裝置；
[0015]圖2示出具有根據(jù)本發(fā)明的末級的蒸汽輪機(jī)的橫截面。

【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1示出行星傳動裝置1，所述行星傳動裝置由多個單獨(dú)的構(gòu)件構(gòu)成。行星傳動裝置I包括齒圈2，所述齒圈在內(nèi)側(cè)具有齒。該齒圈2具有與軸3的直徑相比更大的直徑。軸3具有太陽輪4，所述太陽輪在外部的環(huán)周上具有齒5。在圖1中出于概覽的原因僅設(shè)有兩個具有附圖標(biāo)記5的齒。太陽齒輪4的齒5接合到行星齒輪6的相應(yīng)的齒中。行星齒輪6、齒圈2和太陽齒輪4因此設(shè)置一個平面中。
[0017]行星齒輪6經(jīng)由行星盤7保持，更確切地說以行星齒輪6可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在行星盤7上的方式保持。齒圈2抗扭地設(shè)置。齒圈在此能夠剛性地與殼體11連接。
[0018]因此軸3的旋轉(zhuǎn)8傳輸?shù)教桚X輪4上至行星齒輪6。由此行星齒輪6圍繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。因此行星盤7由于行星齒輪6接合到齒圈2的齒輪中而進(jìn)入運(yùn)動。行星盤7因此同樣轉(zhuǎn)動并且執(zhí)行旋轉(zhuǎn)9。通過適當(dāng)?shù)剡x擇齒圈2的和行星齒輪6的直徑可行的是，相對于軸3的頻率明顯降低行星盤7的頻率。
[0019]在第一實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子葉片17設(shè)置在行星盤7上。
[0020]在一個替選的實(shí)施方式中，輪盤16經(jīng)由力配合的連接設(shè)置到行星盤7上。轉(zhuǎn)子葉片17設(shè)置到輪盤16上(在圖1中未示出)。在轉(zhuǎn)子上設(shè)置有其它的轉(zhuǎn)子葉片18，所述轉(zhuǎn)子葉片形成葉片級并且同與行星傳動裝置連接的轉(zhuǎn)子葉片相比以更低的頻率旋轉(zhuǎn)。與轉(zhuǎn)子固定連接的其它的轉(zhuǎn)子葉片18沿著主流的流動方向19觀察設(shè)置在與行星傳動裝置連接的轉(zhuǎn)子葉片17的上游。出于概覽的原因在圖2中僅示出一個葉片級。
[0021]圖2示出行星傳動裝置I在渦輪機(jī)10中的設(shè)置。實(shí)施為蒸汽輪機(jī)的渦輪機(jī)10具有殼體11，在所述殼體上在內(nèi)側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向葉片12。在圖2中僅設(shè)有兩個具有附圖標(biāo)記12的導(dǎo)向葉片。其余的導(dǎo)向葉片出于概覽的原因未示出。在軸3和殼體11之間構(gòu)成有流動通道13，所述流動通道通過不同的導(dǎo)向葉片和轉(zhuǎn)子葉片(未示出)形成。蒸汽流動穿過該流動通道13，所述蒸汽經(jīng)由入口 14流入到蒸汽輪機(jī)中。軸3圍繞轉(zhuǎn)動軸線15轉(zhuǎn)動。該頻率近似恒定。行星盤7經(jīng)由行星傳動裝置I以更低的頻率轉(zhuǎn)動。具有末級的轉(zhuǎn)子葉片17的輪盤16設(shè)置到行星盤7上。此時，與轉(zhuǎn)子葉片17直接設(shè)置在軸表面上相比，更低的離心力作用于該轉(zhuǎn)子葉片17。
[0022]在圖2中示出的蒸汽輪機(jī)是單流式的蒸汽輪機(jī)。這意味著，經(jīng)由入流口 14進(jìn)入流動通道13中的蒸汽僅沿著一個方向流動。本發(fā)明完全可應(yīng)用于雙流式的蒸汽輪機(jī)。這意味著，蒸汽經(jīng)由入流口進(jìn)入蒸汽輪機(jī)中并且從該處再分流為各一個流，所述流以相差180°的流動方向示出。在這樣的雙流式的蒸汽輪機(jī)中能夠使用兩個行星傳動裝置1，以便相應(yīng)地根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成末級。這意味著，雙流式蒸汽輪機(jī)的末級的頻率構(gòu)成為，使得相對于不具有行星傳動裝置的相同的末級，離心力由于更低的頻率而更小。
【權(quán)利要求】
1.一種用于渦輪機(jī)(10)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有行星傳動裝置(I)，所述行星傳動裝置包括軸(3)和圍繞所述軸(3)設(shè)置的齒圈(2)，所述齒圈能夠抗扭地設(shè)置， 其中所述齒圈(2)具有位于內(nèi)部的齒，所述齒與多個位于內(nèi)部的行星齒輪(6) —起作用， 所述轉(zhuǎn)子具有行星盤(7)，所述行星盤圍繞所述軸(3)設(shè)置并且所述行星齒輪(6)能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述行星盤上， 其中所述軸(3)具有太陽齒輪(4)，所述太陽齒輪與所述行星齒輪(6) —起作用，和 所述轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子葉片(17)，所述轉(zhuǎn)子葉片設(shè)置在所述行星盤(7)上， 其中由其它的轉(zhuǎn)子葉片(18)構(gòu)成的轉(zhuǎn)子葉片級固定地設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子， 其中所述行星盤(7)相對于所述軸(3)密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子， 其中在軸⑶和行星盤(7)之間設(shè)置有油封。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子， 其中在軸(3)和行星盤(7)之間設(shè)置有汽封。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子， 其中設(shè)置有至少四個行星齒輪(6)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子， 其中所述行星齒輪￠)、所述太陽齒輪(4)和所述齒圈(2)的尺寸確定為，使得所述軸的軸旋轉(zhuǎn)頻率高于所述行星盤(7)的行星盤旋轉(zhuǎn)頻率。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子， 其中所述行星盤(7)與輪盤(16)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子， 其中所述轉(zhuǎn)子葉片(17)設(shè)置在所述輪盤(16)上。
9.一種蒸汽輪機(jī)，所述蒸汽輪機(jī)具有根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的蒸汽輪機(jī)， 其中所述蒸汽輪機(jī)構(gòu)成為是雙流式的并且每個流具有根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的行星傳動裝置(I)。
【文檔編號】F16H37/04GK104285042SQ201380024297
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月7日
【發(fā)明者】約爾格·德弗里斯 申請人:西門子公司