用于燃气轮机的转子以及燃气轮机的制作方法

本技术涉及机械工程领域，具体地，涉及一种用于燃气轮机的转子以及燃气轮机。

背景技术：

1、在现有技术中，已经公开有由单个转子盘和多个扭矩盘层叠构成的燃气轮机转子。这些转子盘和扭矩盘堆叠并通过中央的连接螺栓夹紧在一起，转子的中间区段中的转子内部冷却空气由轴向同心定位的管道引导，该管道具有位于最后的压缩机盘中和燃气轮机盘中的一个中的夹紧座。对于更长的轴向跨度的连接螺栓，通常在中间需要支撑件，以便为中央连接螺栓提供足够的支撑刚度。因此，这种支撑件导致无法实现在轴向跨度大的燃气轮机转子中的内部冷却通路。并且，现有技术转子的转子盘之间的空腔会在冷却通路中产生涡流，影响冷却效率。

2、为避免上述技术问题，因而需要一种新的技术方案来实现用于燃气轮机的转子中的内部冷却通路，即使在轴向跨度大的燃气轮机转子中也能实现。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型旨在提供一种能够实现在轴向跨度大的内部冷却通路的用于燃气轮机的转子。

2、根据本实用新型的一方面，提供了一种用于燃气轮机的转子，转子包括：转子盘，具有沿中心轴线设置的中央通孔；连续设置的多个扭矩盘，具有沿中心轴线设置的中央通孔，每个扭矩盘在其周缘处具有沿中心轴线的方向分别向上游延伸的第一臂部和向下游延伸的第二臂部，以及围绕其中央通孔的台部；以及连接螺栓，穿过该转子盘的中央通孔和该多个扭矩盘的中央通孔，并将该转子盘和该多个扭矩盘的堆叠固定连接；其中，多个扭矩盘中具有沿中心轴线由上游至下游相邻的第一扭矩盘和第二扭矩盘，第一扭矩盘的台部、第一扭矩盘的第二臂部、第二扭矩盘的第一臂部以及第二扭矩盘的台部围成第一空腔，第一扭矩盘具有沿中心轴线的方向向下游延伸的第一密封臂，第二扭矩盘具有沿中心轴线的方向向上游延伸的第二密封臂，第一密封臂与第二密封臂将第一空腔分隔为第一内侧腔和第一外侧腔；其中，多个扭矩盘还包括位于第二扭矩盘沿中心轴线的下游侧的第三扭矩盘，第二扭矩盘的台部、第二扭矩盘的第二臂部、第三扭矩盘的第一臂部以及第三扭矩盘的台部围成第二空腔，第二扭矩盘具有沿中心轴线的方向向下游延伸的第三密封臂，第三扭矩盘具有沿中心轴线的方向向上游延伸的第四密封臂，第三密封臂与第四密封臂将第二空腔分隔开为第二内侧腔和第二外侧腔；其中，第二扭矩盘具有连通第一内侧腔和第二内侧腔的连通通道。

3、以这种方式，通过设置密封臂以及连通通道，将空气流动路径与扭矩盘的臂部之间形成的腔体间隔开，从而避免了在腔体中的涡流损失。

4、在一示例性实施方式中，转子盘、第一扭矩盘以及第三扭矩盘分别与连接螺栓之间具有间隙，第一扭矩盘的台部与第二扭矩盘的台部之间、第二扭矩盘的台部与第三扭矩盘的台部之间也具有间隙，从而能够形成冷却通路，冷却通路依次经过转子盘与连接螺栓之间的间隙、第一扭矩盘的台部与第二扭矩盘的台部之间的间隙、第一内侧腔、连通通道、第二内侧腔、第二扭矩盘的台部与第三扭矩盘的台部之间的间隙，以及第三扭矩盘与连接螺栓之间的间隙。

5、以这种方式，通过设置相应的间隙，将中间的第二扭矩盘的空气流动路径设置成从中央的连接螺栓偏移，防止与中央支撑件发生干涉。

6、在一示例性实施方式中，转子进一步包括支撑锥形体，支撑锥形体布置在第二扭矩盘上，并且支撑锥形体套设在连接螺栓的外周表面上，以使支撑锥形体的内径表面与连接螺栓的外周表面接触，从而对连接螺栓提供支撑。

7、以这种方式，通过在第二扭矩盘上设置支撑锥形体，实现对连接螺栓的支撑。

8、在一示例性实施方式中，支撑锥形体包括：第一区段，与第二扭矩盘相抵靠；第二区段，与连接螺栓相抵靠；以及中间区段，在第一区段与第二区段之间倾斜设置；其中，第一区段相比于第二区段是具有更大外直径的区段。

9、以这种方式，通过支撑锥形体的多区段结构，在提供稳定支撑的同时，节约了材料。

10、在一示例性实施方式中，第一密封臂与第二密封臂之间具有环形的第一间隙。

11、以这种方式，通过设置该环形的第一间隙，既保持了第一内侧腔和第一外侧腔之间的连通，又能防止在第一外侧腔产生涡流。

12、在一示例性实施方式中，第三密封臂与第四密封臂之间具有环形的第二间隙。

13、以这种方式，通过设置该环形的第二间隙，既保持了第二内侧腔和第二外侧腔之间的连通，又能防止在第二外侧腔产生涡流。

14、在一示例性实施方式中，第三扭矩盘具有连通第二内侧腔和第三扭矩盘与连接螺栓之间的间隙的通孔。

15、以这种方式，通过在第三扭矩盘上设置通孔，能够增大冷却通路的流量。

16、在一示例性实施方式中，通孔相对于中心轴线倾斜。

17、以这种方式，通过倾斜地设置通孔，使得冷却通路中的空气流出更顺畅。

18、根据本实用新型的一方面，提供了一种燃气轮机，燃气轮机包括前述的用于燃气轮机的转子。

19、以这种方式，通过使用具有从连接螺栓偏移的冷却通路并设置有支撑锥形体的转子，使得燃气轮机能够实现大跨度的冷却通路。

20、通过本实用新型的用于燃气轮机的转子，至少可以实现如下几个方面的有益技术效果。

21、第一、利用密封臂以及连通通道，将空气流动路径与扭矩盘的臂部之间形成的腔体间隔开，从而避免了在腔体中的涡流损失。

22、第二、通过将空气流动路径设置成从中央的连接螺栓偏移，防止与中央支撑件发生干涉，从而实现大跨度的冷却通路，进而能够制造大跨度的转子。

23、第三、通过在转子上设置支撑锥形体，实现对连接螺栓的稳定支撑。

技术特征：

1.一种用于燃气轮机的转子，其特征在于，所述转子包括：

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子盘(10)、所述第一扭矩盘(21)以及所述第三扭矩盘(23)分别与所述连接螺栓(30)之间具有间隙，所述第一扭矩盘(21)的台部(25)与所述第二扭矩盘(22)的台部(25)之间、所述第二扭矩盘(22)的台部(25)与所述第三扭矩盘(23)的台部(25)之间也具有间隙，从而能够形成冷却通路(70)，所述冷却通路(70)依次经过所述转子盘(10)与所述连接螺栓(30)之间的间隙、所述第一扭矩盘(21)的台部(25)与所述第二扭矩盘(22)的台部(25)之间的间隙、所述第一内侧腔、所述连通通道(28)、所述第二内侧腔、所述第二扭矩盘(22)的台部(25)与所述第三扭矩盘(23)的台部(25)之间的间隙，以及所述第三扭矩盘(23)与所述连接螺栓(30)之间的间隙。

3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述转子进一步包括支撑锥形体(60)，所述支撑锥形体(60)布置在所述第二扭矩盘(22)上，并且所述支撑锥形体(60)套设在所述连接螺栓(30)的外周表面上，以使所述支撑锥形体(60)的内径表面与所述连接螺栓(30)的外周表面接触，从而对所述连接螺栓(30)提供支撑。

4.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，所述支撑锥形体(60)包括：

5.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述第一密封臂(41)与所述第二密封臂(42)之间具有环形的第一间隙(51)。

6.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述第三密封臂(43)与所述第四密封臂(44)之间具有环形的第二间隙(52)。

7.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述第三扭矩盘(23)具有连通所述第二内侧腔和所述第三扭矩盘(23)与所述连接螺栓(30)之间的间隙的通孔(95)。

8.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，所述通孔(95)相对于所述中心轴线(a-a)倾斜。

9.一种燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机包括根据权利要求1至8中任一项所述的用于燃气轮机的转子。

技术总结本技术涉及一种用于燃气轮机的转子以及燃气轮机。该转子包括：转子盘(10)、连续设置的多个扭矩盘，以及(30)，连接螺栓穿过转子盘(10)的中央通孔和多个扭矩盘的中央通孔，将该转子盘(10)和该多个扭矩盘的堆叠固定连接；其中，所述多个扭矩盘中具有沿所述中心轴线(A‑A)由上游至下游相邻的第一扭矩盘(21)、第二扭矩盘(22)和第三扭矩盘(23)，这些扭矩盘之间具有相对设置的密封臂，这些密封臂将轴向的冷却通路与扭矩盘之间形成的腔体间隔开，从而实现了轴向跨度大的内部冷却通路。技术研发人员：吉多·阿豪斯,阿恩德·赖歇特受保护的技术使用者：西门子能源国际公司技术研发日：20231128技术公布日：2024/9/19