一种大功率燃气轮机压气机转子及燃气轮机的制作方法

本发明属于燃气轮机设计，特别涉及一种大功率燃气轮机压气机转子及燃气轮机。

背景技术：

1、大功率的燃气轮机压气机转子承受高温、高转速载荷，轮盘与动叶片的受力状态十分恶劣，并且压气机转子属于燃气轮机的全寿命零部件，寿命需达到几万甚至十万小时。对压气机转子结构设计与材料选择的要求非常高。

2、大功率燃气轮机转子通常采用重燃的布置形式，结构较为复查，轴向尺寸不紧凑材料耗费大，质量十分笨重，增大机组本身的重量，限制机组的应用范围。

3、因此，如何提供一种大功率燃气轮机压气机转子及燃气轮机，解决大功率燃气轮机转子结构复杂的问题，减轻机组重量，适用于更多的应用场合，已经成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种大功率燃气轮机压气机转子及燃气轮机，能够解决大功率燃气轮机转子结构复杂的问题，减轻机组重量，适用于更多的应用场合。

2、本发明的一个实施例中，提供一种大功率燃气轮机压气机转子，包括：动叶片、轮盘、前轴颈、后轴颈、球轴承、棒轴承、引气管、气封弧段、销钉、配重块、锁片及锁块。

3、所述动叶片与所述轮盘通过周向、轴向燕尾形榫头的结构形式连接，不同结构形式的榫头分别通过锁片、锁块进行止动；所述轮盘、前轴颈和后轴颈采用过盈配合，通过所述销钉过盈连接成转子的主体结构；

4、所述球轴承与所述棒轴承分别布置在转子的前轴颈、后轴颈上，用于承受转子的总重量，其中，所述球轴承额外承受转子产生的轴向力，并通过调整所述气封弧段的外径，改变转子的受力面积以调整转子的轴向力；

5、所述引气管与所述前轴颈、后轴颈形成引气的环腔，将高压气体引入到燃气轮机的涡轮部分，用于冷却涡轮的轮盘与叶片的温度。

6、进一步地，所述轮盘开轴向槽，所述轴向槽的中间部位设置圆形槽，所述锁片的形状与所述轮盘槽形状相同，比所述轮盘槽的尺寸小，所述锁片放入所述轴向槽中，将两端长出部分弯折到动叶片端面，实现对所述动叶片锁紧。

7、进一步地，所述配重块用于调整转子高速旋转时转子动平衡后剩余不平衡量，通过在不同角向安装所述配重块，以抵消转子的剩余不平衡量。

8、进一步地，所述周向、轴向燕尾形榫头的两工作面均匀受力，提高叶片与轮盘的工作寿命；所述轮盘选择钛合金材料，通过电子束焊成转鼓；所述前轴颈选用不锈钢材质，所述后轴颈采用高温合金材料。

9、进一步地，所述球轴承用于承受压气机轴向力与前支承的径向载荷，所述棒轴承承受压气机后支承的径向载荷，转子工作受热膨胀，所述棒轴承沿轴向移动，吸收膨胀量。

10、进一步地，所述引气管用于将高压空气提供给燃气轮机涡轮，冷却涡轮的轮盘与叶片。

11、进一步地，所述轮盘鼓筒处开孔结构，用于实现轮盘环腔的空气流通，使所述轮盘环腔内的空气流通带走因轮盘旋转摩擦空气产生的热量。

12、本案的又一个实施例中，提供一种燃气轮机，所述燃气轮机包括以上任一项所述的一种大功率燃气轮机的压气机转子。

13、本发明所带来的有益效果如下：

14、从上述方案可以看出，本发明实施例提供一种大功率燃气轮机压气机转子及燃气轮机，包括：动叶片、轮盘、前轴颈、后轴颈、球轴承、棒轴承、引气管、气封弧段、销钉、配重块、锁片及锁块。动叶片与所述轮盘通过周向、轴向燕尾形榫头的结构形式连接，不同结构形式的榫头分别通过锁片、锁块进行止动；所述轮盘、前轴颈和后轴颈采用过盈配合，通过所述销钉过盈连接成转子的主体结构；球轴承与所述棒轴承分别布置在转子的前轴颈、后轴颈上，用于承受转子的总重量，其中，所述球轴承额外承受转子产生的轴向力，并通过调整所述气封弧段的外径，改变转子的受力面积以调整转子的轴向力。本发明技术方案，能够解决大功率燃气轮机转子结构复杂的问题，减轻机组重量，适用于更多的应用场合。

技术特征：

1.一种大功率燃气轮机的压气机转子，其特征在于，所述转子，包括：动叶片、轮盘、前轴颈、后轴颈、球轴承、棒轴承、引气管、气封弧段、销钉、配重块、锁片及锁块；

2.根据权利要求1所述的一种大功率燃气轮机的压气机转子，其特征在于，所述轮盘开轴向槽，所述轴向槽底的中间部位设置圆形槽，所述锁片的形状与所述轮盘槽形状相同，比所述轮盘槽的尺寸小，所述锁片放入所述轴向槽中，将两端长出部分弯折到动叶片端面，实现对所述动叶片锁紧。

3.根据权利要求1所述的一种大功率燃气轮机的压气机转子，其特征在于，所述配重块用于调整转子高速旋转时转子动平衡后剩余不平衡量，通过在不同角向安装所述配重块，以抵消转子的剩余不平衡量。

4.根据权利要求1所述的一种大功率燃气轮机的压气机转子，其特征在于，所述周向、轴向燕尾形榫头的两工作面均匀受力，提高叶片与轮盘的工作寿命；所述轮盘选择钛合金材料，通过电子束焊成转鼓；所述前轴颈选用不锈钢材质，所述后轴颈采用高温合金材料。

5.根据权利要求1所述的一种大功率燃气轮机的压气机转子，其特征在于，所述球轴承用于承受压气机轴向力与前支承的径向载荷，所述棒轴承承受压气机后支承的径向载荷，转子工作受热膨胀，所述棒轴承沿轴向移动，吸收膨胀量。

6.根据权利要求1所述的一种大功率燃气轮机的压气机转子，其特征在于，所述引气管用于将高压空气提供给燃气轮机涡轮，冷却涡轮的轮盘与叶片。

7.根据权利要求1所述的一种大功率燃气轮机的压气机转子，其特征在于，所述轮盘鼓筒处开孔结构，用于实现轮盘环腔的空气流通，使所述轮盘环腔内的空气流通带走因轮盘旋转摩擦空气产生的热量。

8.一种燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机包括如权利要求1至7任一项所述的一种大功率燃气轮机的压气机转子。

技术总结本发明提供一种大功率燃气轮机压气机转子及燃气轮机，包括：动叶片、轮盘、前轴颈、后轴颈、球轴承、棒轴承、引气管、气封弧段、销钉、配重块、锁片及锁块。动叶片与所述轮盘通过周向、轴向燕尾形榫头的结构形式连接，不同结构形式的榫头分别通过锁片、锁块进行止动；所述轮盘、前轴颈和后轴颈采用过盈配合，通过所述销钉过盈连接成转子的主体结构；球轴承与所述棒轴承分别布置在转子的前轴颈、后轴颈上，用于承受转子的总重量，其中，所述球轴承额外承受转子产生的轴向力，并通过调整所述气封弧段的外径，改变转子的受力面积以调整转子的轴向力。本发明技术方案，能够解决大功率燃气轮机转子结构复杂的问题，减轻机组重量，适用于更多的应用场合。技术研发人员：刘冰冰,牛夕莹,王琦,张亮,金鹏,汪作心,梁晨,李东明,王永峰,来亮受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/26