專利名稱：用于超臨界汽輪機機組的高、中、低壓缸靜葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及66萬千瓦超臨界汽輪機機組高、中、低壓缸靜葉片。
二背景技術(shù)：
汽輪機的出現(xiàn)推動了電力工業(yè)的發(fā)展，其在社會經(jīng)濟的各部門中都有廣泛的應(yīng) 用。進入21世紀以來，中國發(fā)電設(shè)備制造業(yè)進入快速發(fā)展階段，火電設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)取得重 大進展，火電機組產(chǎn)能逐步提升，國產(chǎn)化程度不斷提高。根據(jù)我國能源結(jié)構(gòu)特點，在未來相 當長的一段時間內(nèi)，以煤炭為主要燃料的火力發(fā)電依然是發(fā)電工業(yè)的主流。近幾年來，火電行業(yè)在“上大壓小”的政策導(dǎo)向下，積極推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，火 電項目的大型化使得高端火電設(shè)備迎來發(fā)展契機，超臨界汽輪機組等大型火電設(shè)備成為發(fā) 展的重點。關(guān)閉大批能效低、污染重的小火電機組，在很大程度上加快了國內(nèi)火電設(shè)備的更 新?lián)Q代，拉動火電設(shè)備市場需求。為了解決火力發(fā)電資源浪費大、廢氣排放嚴重的問題，建 設(shè)超臨界參數(shù)機組是電力工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。超臨界機組效率比同容量亞臨界機組提高 2-2. 4%，以60萬千瓦機組為例，超臨界機組比亞臨界機組每年可節(jié)省約2. 5萬噸標準煤。 汽輪機動、靜葉片是構(gòu)成汽輪機級的核心部件，現(xiàn)有的高、中、低壓缸葉片多是采用直葉片、 扭葉片，其端部二次流損失比較大，以致超臨界機組高、中、低壓缸的效率一直得不到有效 提高，嚴重影響了汽輪機的熱力性能。
三、發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種66萬千瓦超臨界汽輪機機組高、中、低壓缸靜葉 片，該高、中、低壓缸靜葉片能有效減少葉片端部二次流損失，提高高、中、低壓缸氣動效率。本實用新型是這樣實現(xiàn)的此66萬千瓦超臨界汽輪機機組195高、中、低壓缸靜葉 片，包括葉根、葉型、圍帶，其特征是葉根沿長度方向的截面為“T”形和“L”形，葉型為采用 全三維粘性設(shè)計思想，利用先進的計算機及實驗流體力學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的三維整體扭轉(zhuǎn)彎曲 葉型，葉頂為動應(yīng)力小，抗高溫蠕變性好的整體圍帶形式。上述的66萬千瓦超臨界汽輪機機組195高、中、低壓缸靜葉片，葉片的葉型寬度 為24 119mm，葉片的汽道長度為53 274mm。因葉片是在高溫、高壓或一定的溫差、壓力差作用下長期工作，其工作條件惡 劣，受力情況復(fù)雜，只要有一片葉片斷裂就會造成極其嚴重的事故，為了保證葉片在使用 中的安全性，此系列葉片的材料采用了耐高溫的X20Crl3(淬火處理950°C -1000°C )、 X12CrMoffVNbN(淬火處理 1050°C -IlOO0C )、X19CrMoNbVN(淬火處理 1100°C -1130°C )材 料，其抗拉強度800 1050Mpa ；屈服強度750 830Mpa斷面收縮率彡40 55% ；延伸 率彡12 15% ；沖擊值彡20 50J ；硬度265 310HB。本實用新型特點是高、中、低壓靜葉片全部采用三維整體扭轉(zhuǎn)彎曲葉型，葉片沿 周向彎曲，實質(zhì)上是增加了一個新的設(shè)計自由度，它與原來的沿葉高變角度扭曲合理匹配， 使流場進一步優(yōu)化，該葉型沿徑向形成C形壓力分布(壓力兩端高，中間低)，汽流由兩側(cè)向中間流動并匯入主流，從而使兩端邊界層減薄，大大減少了端部二次流損失，有效提高了超 臨界機組的發(fā)電效率，其級效率比傳統(tǒng)直、扭葉柵提高1. 5% 2%。
四
圖1為高、中、低壓靜葉片三維整體扭轉(zhuǎn)彎曲葉型三維圖圖2為高、中、低壓靜葉片正視圖圖3為高、中、低壓靜葉片右視圖圖4為本實用新型高、中、低壓靜葉片葉型的不同位置截面圖圖5為“L”形葉根圖圖中1為葉根，2為葉型，3為圍帶
五具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。本實用新型66萬千 瓦超臨界汽輪機機組高、中、低壓缸靜葉片(195型)，其形式由葉根1、葉型2、圍帶3三部分 組成(參見圖2、圖3、圖5)。參見圖1、圖3、圖4，此種靜葉葉型2全部采用三維整體扭轉(zhuǎn)彎曲葉型，從圖4可以 清楚的看到此葉型是在扭葉片各截面型線在相應(yīng)葉高上沿周向(Y向)作平移的基礎(chǔ)上演 化而來。此種葉型實質(zhì)上是增加了一個新的設(shè)計自由度，它與原來的沿葉高變角度扭曲合 理匹配，使流場進一步優(yōu)化。從圖1、圖3中可見葉片沿周向的彎曲規(guī)律，通過葉片的彎曲規(guī) 律，使葉型沿徑向(長度方向)形成C形壓力分布(壓力兩端高，中間低)，汽流由兩側(cè)向中 間流動并匯入主流，減少汽流向葉根、圍帶端面的流動，從而使兩端邊界層減薄，不僅大大 減少端部二次流損失，同時還有利于改善葉柵內(nèi)部的三維流場，有效提高超臨界機組的發(fā) 電效率。圖4中給出葉根處截面4、中間截面5、圍帶處截面6。參見圖2、圖3，此種高、中、低壓缸靜葉片型面寬度為 119mm，葉片汽道長度 為 53 274mm。參見圖2、圖5，葉根為“ T ”形和“ L”形葉根。參見圖2、圖3，葉頂為整體圍帶形式，此形式圍帶不僅動應(yīng)力小，抗高溫蠕變性 好，可以增加葉片的整體強度，還可在整圈葉片裝配完畢后，將圍帶整圈精車與汽封片配合 形成迷宮式汽封，減少級間漏汽損失。本實用新型66萬千瓦超臨界汽輪機機組195高、中、低壓缸靜葉片具有良好的葉 柵通道流動性能，可大幅減弱葉片端部二次流損失，對提高葉柵效率有顯著作用。其級效率 比傳統(tǒng)直、扭葉柵提高1. 5% 2%。
權(quán)利要求1.用于超臨界汽輪機機組的高、中、低壓缸靜葉片，包括葉根、葉型和圍帶，其特征是 所述葉根沿長度方向的截面為“T”形，葉型為三維整體扭轉(zhuǎn)彎曲形狀，葉頂為整體圍帶形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超臨界汽輪機機組的高、中、低壓缸靜葉片，其特征是葉 片的葉型寬度為24 119mm，葉片的汽道長度為53 274mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超臨界汽輪機機組的高、中、低壓缸靜葉片，其特征是葉 片沿周向彎曲，葉型沿徑向形成C形壓力分布，壓力在近葉根、圍帶處的兩端高，葉型中間 壓力低。
專利摘要用于超臨界汽輪機機組的高、中、低壓缸靜葉片，包括葉根、葉型和圍帶構(gòu)成，其特征是葉根沿長度方向的截面為“T”形，葉型為三維整體扭轉(zhuǎn)彎曲形狀，葉頂為整體圍帶形式。葉頂為動應(yīng)力小，抗高溫蠕變性好的整體圍帶形式。本實用新型特點是高、中、低壓靜葉片全部采用三維整體扭轉(zhuǎn)彎曲葉型，葉片沿周向彎曲，實質(zhì)上是增加了一個新的設(shè)計自由度，它與原來的沿葉高變角度扭曲合理匹配，使流場進一步優(yōu)化，減少了端部二次流損失，有效提高了超臨界機組的發(fā)電效率，其級效率比傳統(tǒng)直、扭葉柵提高1.5％～2％。
文檔編號F01D9/02GK201851165SQ20102050116
公開日2011年6月1日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者丁艷, 唐志軍, 竇愛國 申請人:無錫潤和葉片制造有限公司