專(zhuān)利名稱(chēng)：大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽輪機(jī)葉片，尤其是一種大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片。
背景技術(shù)：
大流量空冷汽輪機(jī)在國(guó)內(nèi)電力行業(yè)的需求量不斷增加，其高效設(shè)計(jì)逐漸凸現(xiàn)其重要性?？绽錂C(jī)組是一種典型的變工況運(yùn)行機(jī)組，相對(duì)于水冷機(jī)組，空冷機(jī)組的設(shè)計(jì)背壓高且背壓變化范圍大，大氣的環(huán)境溫度變化范圍之大致使末級(jí)葉片必須滿(mǎn)足能由阻塞工況到鼓風(fēng)工況下運(yùn)行，無(wú)論在低背壓、阻塞工況或高背壓、鼓風(fēng)情況下，末級(jí)葉片的工作條件都十分惡劣。所以低壓級(jí)組末級(jí)葉片成了設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。只有準(zhǔn)確地把握整個(gè)機(jī)組特別是低壓級(jí)組的通流性能才能設(shè)計(jì)出高效可靠的大流量空冷汽輪機(jī)末級(jí)葉片。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而設(shè)計(jì)的一種大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片，該葉片具有良好的變工況性能和強(qiáng)度性能，結(jié)構(gòu)合理，裝配方便。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片，它是一種用于排汽面積為3. 6m2大流量空冷汽輪機(jī)的變截面扭葉片，包括葉身、葉根及用于使葉片形成整圈自鎖的圍帶和拉筋凸臺(tái)，所述葉身相對(duì)葉高Ld由0%單調(diào)增加到100%，從葉根截面到葉頂截面的節(jié)距與弦長(zhǎng)比T/b變化規(guī)律為0. 4彡T/b彡I. O ;從葉根截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面軸向?qū)挾缺萒/B變化規(guī)律為0. 4 ^ T/B ^ 3. O ;從葉根截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面最大厚度比T/Dmax變化規(guī)律為2. 5 ( T/Dmax ( 22. 5 ;從葉根截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面面積比T/A變化規(guī)律為0. 01 ( T/A ( O. 18 ;從葉根截面到葉頂截面的葉型前緣半徑RO變化規(guī)律為1· Omm彡RO彡3. 5mm ;從葉根截面到葉頂截面的葉型尾緣半徑Rl變化規(guī)律為1· Omm ^ Rl ^ 3. 5_。作為優(yōu)選所述葉身高度為600mm ;所述葉根為揪樹(shù)型葉根，葉根軸向?qū)挾葹?20mm ；所述凸臺(tái)為橢圓臺(tái)，凸臺(tái)中心距葉身底部360mm ；所述的葉身，其出汽邊背弧處設(shè)有淬硬部分；本實(shí)用新型所得的大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片，葉采用三元流場(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)而成的，身截面的寬度、厚度及橫截面面積由根部到頂部逐漸減小，單調(diào)平滑過(guò)渡，沿葉高方向葉片具有一定的扭曲規(guī)律，即兼顧了葉片靜強(qiáng)度要求，還使得葉片具有很好的氣動(dòng)性能，葉身扭曲規(guī)律是按照三元流理論設(shè)計(jì)的，并兼顧了沿葉高的等強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則，沿葉身各熱力參數(shù)分布規(guī)律合理，經(jīng)專(zhuān)業(yè)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件CFX和Numeca等計(jì)算驗(yàn)證，在背壓為O. Ibar出口馬赫數(shù)在O. 5時(shí)的工況下，所在低壓級(jí)組的氣動(dòng)效率在82%左右，最大流量在300t/h以上，且具有良好的變工況性能；葉片為自帶圍帶整圈自鎖阻尼型的長(zhǎng)、葉片，葉身中上部具有凸臺(tái)，葉頂有圍帶，各葉片凸臺(tái)間和圍帶間均有O. 1-0. 6mm的間隙，在工作轉(zhuǎn)速下，由于離心力的作用，葉身產(chǎn)生一定的反扭，使葉片間凸臺(tái)與凸臺(tái)、圍帶與圍帶間貼合，產(chǎn)生正壓力和摩擦力，增加了系統(tǒng)的阻尼；同時(shí)達(dá)到葉片整圈自鎖結(jié)構(gòu)，提高葉片的振動(dòng)性能，降低葉片所受的動(dòng)應(yīng)力；葉根采用揪樹(shù)型葉根設(shè)計(jì)，葉片裝配方便，可在背壓O. 05bar O. 25bar，轉(zhuǎn)速3000rpm下安 全運(yùn)行，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

圖I是本實(shí)用新型葉片正視圖；圖2是本實(shí)用新型葉片側(cè)視圖；圖3是本實(shí)用新型葉片俯視圖；圖4是本實(shí)用新型葉片型線(xiàn)積置不意圖；圖5相鄰兩葉片圍帶俯視圖；圖6是本實(shí)用新型相鄰兩葉片凸臺(tái)剖視圖。圖7是本實(shí)用新型相鄰三葉片自鎖連接示意圖；圖中圍帶1，拉筋凸臺(tái)2，葉身3，葉根4。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例I :如圖1、2、3所示，本實(shí)施例所描述的大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片，它是一種用于排汽面積為3. 6m2大流量空冷汽輪機(jī)的變截面扭葉片，包括葉身3、葉根4及用于使葉片形成整圈自鎖的圍帶I和拉筋凸臺(tái)，所述葉身3相對(duì)葉高Ld由0%單調(diào)增加到100%，從葉根4截面到葉頂截面的節(jié)距與弦長(zhǎng)比T/b變化規(guī)律為0. 4 ^ T/b ^ I. O ;從葉根4截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面軸向?qū)挾缺萒/B變化規(guī)律為0. 4 ^ T/B ^ 3. O ;從葉根4截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面最大厚度比T/Dmax變化規(guī)律為2. 5 < T/Dmax ^ 22. 5 ；從葉根4截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面面積比T/A變化規(guī)律為0. 01 ( T/A ^0.18；從葉根4截面到葉頂截面的葉型前緣半徑RO變化規(guī)律為1· Omm ^ RO ^ 3. 5mm ;從葉根4截面到葉頂截面的葉型尾緣半徑Rl變化規(guī)律為I. Omm彡Rl彡3. 5mm。其中，所述葉身3高度為600mm ;所述葉根4為揪樹(shù)型葉根4，葉根4軸向?qū)挾葹?20mm，葉片通過(guò)揪樹(shù)型葉根4安裝在葉輪槽中，軸向裝配；所述凸臺(tái)為橢圓臺(tái)，凸臺(tái)中心距葉身3底部360_ ;所述的葉身3，其出汽邊背弧處設(shè)有淬硬部分，淬硬長(zhǎng)度根據(jù)需要而定。靜態(tài)時(shí)葉片為單片結(jié)構(gòu)，凸臺(tái)與圍帶I均不貼合，在工作轉(zhuǎn)速下，由于離心力的作用，葉身3產(chǎn)生一定的反扭,使凸臺(tái)與凸臺(tái)、圍帶I與圍帶I間產(chǎn)生正壓力和摩擦力，增加了系統(tǒng)的阻尼；同時(shí)使葉片整圈成組(如圖7)，提高葉片的振動(dòng)性能。本實(shí)用新型所得的大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片，葉采用三元流場(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)而成的，身截面的寬度、厚度及橫截面面積由根部到頂部逐漸減小，單調(diào)平滑過(guò)渡，沿葉高方向葉片具有一定的扭曲規(guī)律，即兼顧了葉片靜強(qiáng)度要求，還使得葉片具有很好的氣動(dòng)性能，葉身3扭曲規(guī)律是按照三元流理論設(shè)計(jì)的，并兼顧了沿葉高的等強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則，沿葉身3各熱力參數(shù)分布規(guī)律合理,經(jīng)專(zhuān)業(yè)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件CFX和Numeca等計(jì)算驗(yàn)證，在背壓為O. Ibar出口馬赫數(shù)在O. 5時(shí)的工況下，所在低壓級(jí)組的氣動(dòng)效率在82%左右，最大流量在300t/h以上，且具有良好的變工況性能；葉片為自帶圍帶I整圈自鎖阻尼型的長(zhǎng)葉片，葉身3中上部具有凸臺(tái)，葉頂有圍帶I，各葉片凸臺(tái)間和圍帶I間均有O. 1-0. 6mm的間隙，在工作轉(zhuǎn)速下，由于離心力的作用，葉身3產(chǎn)生一定的反扭，使葉片間凸臺(tái)與凸臺(tái)、圍帶I與圍帶I間貼合，產(chǎn)生正壓力和摩擦力，增加了系統(tǒng)的阻尼；同時(shí)達(dá)到葉片整圈自鎖結(jié)構(gòu)，提高葉片的振動(dòng)性能，降低葉片所受的動(dòng)應(yīng)力；葉根4采用揪樹(shù)型葉根4設(shè)計(jì)，葉片裝配方便，可在背壓O. 05bar O. 25bar，轉(zhuǎn)速3000rpm下安全運(yùn)行，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前
權(quán)利要求1.一種大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片，它是一種用于排汽面積為3. 6m2大流量空冷汽輪機(jī)的變截面扭葉片，包括葉身、葉根及用于使葉片形成整圈自鎖的圍帶和拉筋凸臺(tái)，其特征是所述葉身相對(duì)葉高Ld由0%單調(diào)增加到100%，從葉根截面到葉頂截面的節(jié)距與弦長(zhǎng)比T/b變化規(guī)律為0. 4彡T/b彡I. O ;從葉根截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面軸向?qū)挾缺萒/B變化規(guī)律為0. 4 ^ T/B ^ 3. O ;從葉根截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面最大厚度比T/Dmax變化規(guī)律為2. 5彡T/Dmax ( 22. 5 ;從葉根截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面面積比T/A變化規(guī)律為0. 01 ( T/A ( O. 18 ;從葉根截面到葉頂截面的葉型前緣半徑RO變化規(guī)律為1. Omm < RO < 3. 5mm ;從葉根截面到葉頂截面的葉型尾緣半徑Rl變化規(guī)律為1· Omm < Rl < 3. 5mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片，其特征是所述葉身高度為600mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片，其特征是所述葉根為揪樹(shù)型葉根，葉根軸向?qū)挾葹?20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片，其特征是所述凸臺(tái)為橢圓臺(tái)，凸臺(tái)中心距葉身底部360mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片，其特征是所述的葉身，其出汽邊背弧處設(shè)有淬硬部分。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的大流量空冷汽輪機(jī)低壓級(jí)組末級(jí)葉片，它是一種用于排汽面積為3.6m2大流量空冷汽輪機(jī)的變截面扭葉片，包括葉身、葉根及用于使葉片形成整圈自鎖的圍帶和拉筋凸臺(tái)，所述葉身相對(duì)葉高Ld由0％單調(diào)增加到100％，從葉根截面到葉頂截面的節(jié)距與弦長(zhǎng)比T/b變化規(guī)律為0.4≤T/b≤1.0；從葉根截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面軸向?qū)挾缺萒/B變化規(guī)律為0.4≤T/B≤3.0；從葉根截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面最大厚度比T/Dmax變化規(guī)律為2.5≤T/Dmax≤22.5；該葉片具有良好的變工況運(yùn)行性能和強(qiáng)度振動(dòng)性能；結(jié)構(gòu)合理，裝配方便，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F01D5/14GK202360152SQ201120519749
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者丁旭東, 劉象拯, 孔建強(qiáng), 張春梅, 楊雄民, 毛漢忠, 陳金銓, 隋永楓 申請(qǐng)人:杭州汽輪機(jī)股份有限公司