專利名稱：一種大型汽輪機末級葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽輪機葉片，特別是大型汽輪機末級葉片。
背景技術(shù)：
對于大功率蒸汽輪機來說，末級動葉的出力幾乎占到了整機出力的10%還多。因 此末級動葉的性能對汽輪機的熱力性能，低壓缸效率有著顯著的影響。開發(fā)末級長葉片成 為國內(nèi)外汽輪機行業(yè)的重要課題。設(shè)計低壓末級長葉片要求符合特定的氣動力學(xué)和強度。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種汽輪機末級葉片，以解決現(xiàn)有大型汽輪機末級葉片 工作效率低、工作安全性差的問題，該汽輪機末級葉片，可供大型汽輪機使用，運行安全可 靠，工作效率高。為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是一種大型汽輪機末級葉片，包括葉型部分、葉根部分、葉頂部分；其葉片型線為變 截面扭葉片，沿葉片高度由根部至頂部的截面面積逐漸減小，相鄰兩截面之間有扭轉(zhuǎn)；其 中，葉片型線部分高度為902mm，根部軸向?qū)挾?B0)為175. 33mm，頂軸向?qū)挾?B2) 為33. 92mm;葉片型線部分從根部至頂部的截面幾何數(shù)據(jù)截面號(A-A)到截面號(U-U) 的截面高度為0 902mm，軸向?qū)挾葹?75. 33 33. 92mm,弦長為179. 14 106. 71mm, 安裝角為78.305 ° 17.802 °，幾何出汽角為29. 62 ° 14. 238 °，幾何進汽角為 47.8806° -72. 6121°，最大厚度為20. 56 4. 21mm，出汽邊厚度為2. 96 1. 15mm ；葉根部分為高強度的圓弧揪樹形葉根，葉片的裝配方式為軸向裝配，葉根的總高 度(HI)為59. 37mm，軸向?qū)挾葹?90mm ；葉頂部分的拉筋和圍帶分別為自帶凸臺阻尼拉筋、自帶冠阻尼圍帶，拉筋凸臺為階梯式橢圓體。所述的大型汽輪機末級葉片，其還包括定位銷、定位螺釘，在葉片與輪緣裝配時使 用；定位銷是階梯狀圓柱體，定位螺釘是圓頭緊釘螺釘；在葉根上設(shè)有與定位銷相適配的 凹槽，最后裝入的那只葉片配有與定位螺釘相適配的通孔，在葉輪上相應(yīng)位置上配有與定 位銷相適配的凹槽及與定位螺釘相適配的通孔。所述的大型汽輪機末級葉片，其葉片裝配時，先裝入第一只葉片(8)，并裝入定位 銷，然后按順序裝入背弧側(cè)葉片，裝入時從出汽側(cè)裝入，每裝入一只葉片裝入一只定位銷， 然后裝到最后一只葉片(9)時，從進汽側(cè)裝入。最后一只葉片(9)裝入時，圍帶和拉筋凸臺 相互干涉，要把兩側(cè)葉片撐開，將最后一只葉片擠入到位，最后一只葉片(9)的軸向定位靠 定位螺釘，擰緊螺釘后鉚牢。所述的大型汽輪機末級葉片，其所述葉頂相鄰圍帶工作面A、B之間的間隙(W1)為 0 0. 5mm，相鄰?fù)古_拉筋工作面C、D之間的間隙(W2)為0 0. 4mm。[0013]所述的大型汽輪機末級葉片，其所述葉頂部分的拉筋位置距根部型線的距離(H3) 為541. 2mm ；M_M截面凸臺拉筋工作面切向的距離(J)為51. 508mm。本實用新型的優(yōu)點是一.本實用新型通過設(shè)計專用強化葉型，合理控制葉片根 部反動度及反動度沿葉高的分布等辦法，從而使該葉片設(shè)計的安全性和高效性有機地結(jié)合 起來。二.本實用新型的末級葉片采用圍帶(1)、葉片型線部分(2)與葉根(4)為一體的 結(jié)構(gòu)形式，裝配十分方便。靜態(tài)時，連接件間有間隙，工作時，在離心力的作用下，通過扭轉(zhuǎn) 恢復(fù)使動葉片形成整圈連接。三.本實用新型的葉片頂部采用自帶圍帶，不存在鉚接造成 的應(yīng)力集中問題，減少損失，頂部可裝配多片汽封齒，防止漏氣，提高機組效率。四.本實用 新型采用釬焊司太利合金片的方法來防止水蝕磨損對葉片安全及機組經(jīng)濟性的不利影響。 五.本實用新型采用圓弧揪樹形葉根，葉片的裝配方式為軸向裝配，裝配十分方便，葉片與 葉輪的軸向定位采用定位銷和定位螺釘?shù)姆绞健Ａ?本實用新型采用凸臺拉筋的結(jié)構(gòu)，增 大了振動阻尼，消除了發(fā)生B0型振動的可能性。七.本實用新型采用骨型圍帶的結(jié)構(gòu)，大 大降低了圍帶的離心拉應(yīng)力，從而提高了葉片運行的安全性。八.骨形圍帶(1)與型線部 分(2)的頂部型線采用特殊的過渡方式，使司太立合金片(5)能夠伸入圍帶部分，通過圍帶 間的搭接，合金片的端部被圍帶保護，水滴不會直接沖蝕合金片的端部葉型部分，提高了葉 片的安全性。

圖1為本實用新型的一種大型汽輪機末級葉片整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的V-V剖視圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為葉片型線部分的俯視圖；圖5為本實用新型一種大型汽輪機末級葉片的葉柵通道示意圖；其中圖5a、圖 5b、圖5c分別為葉片根部、葉片中部、葉片頂部截面的疊合圖；圖6為凸臺拉筋間隙示意圖；圖7為葉頂圍帶間隙示意圖；圖8為本實用新型的動葉片型線疊合圖；圖9為葉根與葉輪輪緣軸向定位方式示意圖；其中圖9a為葉片的裝配示意圖；圖9b為圖9a中A_A處的剖視圖，表示定位銷6、定位螺釘7與葉片、輪緣的裝配關(guān) 系；圖9c為定位銷的結(jié)構(gòu)簡圖；圖9d為定位螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施方式
見圖1、2、3、4所示，一種大型汽輪機末級葉片，它由骨型圍帶1、葉片型線部分2、 凸臺拉筋3和葉根4組成。圍帶1、葉片型線部分2和和葉根4由上到下模鍛成一體，凸臺 拉筋3與葉片型線部分2制成一體。葉片型線部分2為變截面彎扭葉片，葉片型線部分2由根部至頂部的截面面積逐漸減小，相鄰兩截面之間有扭轉(zhuǎn)。葉片型線部分2的高度(H2)為902mm，葉片型線部分2的 根部軸向?qū)挾?B0)為175. 33mm，葉片型線部分2的頂軸向?qū)挾?B2)為33. 92mm。葉片型線部分2從根部至頂部的截面幾何數(shù)據(jù)截面號(A-A)到截面號(U-U)的 截面高度為0 902mm，軸向?qū)挾菳為175. 33 33. 92mm,弦長b為179. 14 106. 71mm, 安裝角為78.305 ° 17.802 °，幾何出汽角為29. 62 ° 14. 238 °，幾何進汽角為 47.8806° -72. 6121°，最大厚度(0)為20. 56 4. 21mm，出汽邊厚度(S )為2. 96 1. 15mm。葉片頂部包括圍帶部分、拉筋部分。自帶圍帶1，不存在鉚接造成的應(yīng)力集中問題， 減少損失，頂部可裝配多片汽封齒，防止漏氣，提高機組效率。采用骨型圍帶的結(jié)構(gòu)，大大降 低了圍帶的離心拉應(yīng)力，從而提高了葉片運行的安全性。骨形圍帶1與型線部分2的頂部 型線采用特殊的過渡方式，使司太立合金片5能夠伸入圍帶部分，通過圍帶間的搭接，合金 片的端部被圍帶保護，水滴不會直接沖蝕合金片的端部葉型部分，提高了葉片的安全性。葉片根部為K型通道葉柵，中部為收縮型通道葉柵，頂部為縮放通道葉柵(詳見圖 5所示，其中，圖5a、圖5b、圖5c分別為葉片根部、葉片中部、葉片頂部截面的疊合圖)。葉根4為圓弧形揪樹型葉根，軸向?qū)挾?B1)為190mm。葉根的總高度(HI)為 59.37mm。凸臺拉筋3為階梯式橢圓體，增大了振動阻尼，消除了發(fā)生B0型振動的可能性。凸 臺拉筋3的位置距根部型線的距離(H3)為541. 2mm。M_M截面凸臺拉筋3工作面切向的距 離(J)為 51. 508_。葉頂相鄰圍帶1工作面A、B之間的間隙W1為0 0. 5mm，相鄰?fù)古_拉筋3工作面 之間C、D的間隙W2為0 0. 4mm(詳見圖6、7所示)。葉片的裝配方式為軸向裝配，裝配十分方便。靜態(tài)時，連接件間有間隙，工作時，在 離心力的作用下，通過扭轉(zhuǎn)恢復(fù)使動葉片形成整圈連接。見圖9，其中，圖9a為葉片的裝配示意圖，圖9b為圖9a中A-A處的剖視圖，表示定 位銷6、定位螺釘7與葉片、輪緣的裝配關(guān)系，圖9c為定位銷的結(jié)構(gòu)簡圖，圖9d為定位螺釘 的結(jié)構(gòu)簡圖。如圖所示，定位銷6是階梯狀圓柱體，定位螺釘7是圓頭緊釘螺釘。在葉根4上設(shè)有與定位銷6相適配的凹槽，最后裝入的那只葉片9配有與定位螺 釘7相適配的通孔，在葉輪上相應(yīng)位置上配有與定位銷6相適配的凹槽及與定位螺釘7相 適配的通孔。裝配葉片時，先裝入第一只葉片8，并裝入定位銷6，然后按順序裝入背弧側(cè)葉片， 裝入時從出汽側(cè)裝入，每裝入一只葉片裝入一只定位銷6，然后裝到最后一只葉片9時，從 進汽側(cè)裝入。最后一只葉片9裝入時，圍帶1和凸臺拉筋3相互干涉，要把兩側(cè)葉片撐開， 將最后一只葉片9擠入到位。最后一只葉片9的軸向定位靠定位螺釘7，擰緊螺釘7后鉚牢。歸納起來，本實用新型的一種大型汽輪機末級葉片，包括葉片型線部分2、葉根部 分、葉頂部分。其中(1)動葉型線為變截面扭葉片，沿葉片高度由根部至頂部的截面面積逐漸減小，相 鄰兩截面之間有扭轉(zhuǎn)。(2)葉根為高強度的圓弧揪樹形葉根，葉片的裝配方式為軸向裝配，葉片與葉輪的
5軸向定位采用定位銷和定位螺釘?shù)姆绞健?3)葉頂部分的拉筋和圍帶分別為自帶凸臺阻尼拉筋、自帶冠阻尼圍帶。見圖8，其中，A-A，K-K，U-U表示截面號，各截面的具體參數(shù)，如表1所示表 權(quán)利要求一種大型汽輪機末級葉片，包括葉型部分、葉根部分、葉頂部分；其特征在于葉片型線為變截面扭葉片，沿葉片高度由根部至頂部的截面面積逐漸減小，相鄰兩截面之間有扭轉(zhuǎn)；其中葉片型線部分高度為902mm，根部軸向?qū)挾?B0)為175.33mm，頂軸向?qū)挾?B2)為33.92mm；葉片型線部分從根部至頂部的截面幾何數(shù)據(jù)截面號(A-A)到截面號(U-U)的截面高度為0～902mm，軸向?qū)挾葹?75.33～33.92mm，弦長為179.14～106.71mm，安裝角為78.305°～17.802°，幾何出汽角為29.62°～14.238°，幾何進汽角為47.8806°～一72.6121°，最大厚度為20.56～4.21mm，出汽邊厚度為2.96～1.15mm；葉根部分為高強度的圓弧樅樹形葉根，葉片的裝配方式為軸向裝配，葉根的總高度(H1)為59.37mm，軸向?qū)挾葹?90mm；葉頂部分的拉筋和圍帶分別為自帶凸臺阻尼拉筋、自帶冠阻尼圍帶，拉筋凸臺為階梯式橢圓體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型汽輪機末級葉片，其特征在于還包括定位銷、定位螺 釘，在葉片與輪緣裝配時使用；定位銷是階梯狀圓柱體，定位螺釘是圓頭緊釘螺釘；在葉根 上設(shè)有與定位銷相適配的凹槽，最后裝入的那只葉片配有與定位螺釘相適配的通孔，在葉 輪上相應(yīng)位置上配有與定位銷相適配的凹槽及與定位螺釘相適配的通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型汽輪機末級葉片，其特征在于所述葉頂相鄰圍帶工作 面A、B之間的間隙(W1)為0 0. 5mm，相鄰?fù)古_拉筋工作面C、D之間的間隙(W2)為0 0. 4mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型汽輪機末級葉片，其特征在于所述葉頂部分的拉筋 位置距根部型線的距離(H3)為541. 2mm ;M-M截面凸臺拉筋工作面切向的距離(J)為 51. 508mmo
專利摘要一種大型汽輪機末級動葉片，葉片型線部分的高度為902mm，葉片型線為變截面扭葉片，沿葉片高度截面形狀不同，截面面積減小，且相鄰兩截面之間有扭轉(zhuǎn)；葉根為高強度圓弧樅樹型葉根，葉根軸向?qū)挾葹?90mm，葉根的總高度為59.37mm，裝配方便；葉頂部分的拉筋和圍帶分別為自帶凸臺阻尼拉筋、自帶冠阻尼圍帶，拉筋距根部型線的距離為541.2mm，自帶冠圍帶，可以裝配多片汽封齒，有效防止漏氣，提高了機組效率，改變了過去拱形圍帶易斷裂的缺陷，不存在鉚接造成的應(yīng)力集中現(xiàn)象。本實用新型葉片可作為300MW-600MW等級的亞臨界、超臨界汽輪機組的末級葉片，無論經(jīng)濟性還是強度振動特性、靜強度及安全性均達到先進水平。
文檔編號F01D5/14GK201606119SQ20092027782
公開日2010年10月13日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者安俊偉, 張建英, 徐克鵬, 徐星仲, 李寶清, 王武剛, 王勝利, 陳春峰 申請人:北京全四維動力科技有限公司