[實(shí)用新型]大型汽輪機(jī)新型末級葉片

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01206543.9
• 申請日: 2001-06-12
• 公開（公告）號: CN2479214Y
• 公開（公告）日: 2002-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮斌;周顯丁;吳其林;范小平;孫奇;梁小兵;黃永東;徐云冬;何斌
• 申請（專利權(quán)）人: 東方汽輪機(jī)廠
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14
• 代理公司: 德陽三星專利事務(wù)所
• 代理人: 王興雯,劉克勤

本實(shí)用新型涉及一種大型汽輪機(jī)的末級葉片，特別是909mm末級葉片，可作為功率變化范圍在250MW-1000MW等級的亞臨界、超臨界、核電、調(diào)峰汽輪機(jī)的末級葉片。

據(jù)申請人專業(yè)制造研究所知：汽輪機(jī)末級功率通常占整個(gè)機(jī)組功率的15-20％，末級葉片長、離心力大，結(jié)構(gòu)、振動特性復(fù)雜，又處在汽輪機(jī)通流末端濕蒸汽區(qū)，低負(fù)荷、高背壓工況有可能發(fā)生大的負(fù)攻角失速和葉根倒流，因此它的效率和可靠性對機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性影響極大。世界各大汽輪機(jī)制造廠商對末級葉片的研制都十分看重，投入了大量的人力、財(cái)力，成果頗豐。正因?yàn)槟┘壢~片研制的難度—它的開發(fā)涉及氣體動力學(xué)、彈塑性力學(xué)、氣動彈性力學(xué)、振動力學(xué)、計(jì)算流體力學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算數(shù)學(xué)、冶金材料學(xué)及加工能力等各方面，迄今為止，世界上成功的末級葉片數(shù)量并不多。當(dāng)今末級長葉片從結(jié)構(gòu)上講沒有采用阻尼葉片設(shè)計(jì)技術(shù)，沒有采用高效率的葉型。

本實(shí)用新型的目的就是為了彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用世界上最先進(jìn)的技術(shù)并經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)研究，成功研制出909mm末級葉片。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)：包括一體件的末級葉片，按其結(jié)構(gòu)分為三部分：葉片型線部分、葉根部分和葉頂部分，其特征在于：動葉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、且相鄰兩截面間有相對扭轉(zhuǎn)，葉根為大寬度、大剛度的七叉葉根，構(gòu)成七叉葉根的每個(gè)叉和槽的結(jié)構(gòu)尺寸相同，葉根平臺成弓字型包住葉型根部截面，葉頂部分的拉筋和圍帶分別為自帶凸臺式阻尼拉筋、自帶冠阻尼圍帶。

變截面扭葉片截面幾何數(shù)據(jù)：A-A至X-X截面號截面高度(mm)、截面面積(mm²)、軸向?qū)挾?mm)、幾何進(jìn)口角(度)、幾何出口角(度)分別為0-909、4084-711、216.63-41.27、34.6-157.4、32.54-13.32，七叉型葉根的軸向總寬度為254mm，總高度為168.3mm；自帶凸臺式阻尼拉筋的相對高度為0.5mm，直徑為φ26mm，靜態(tài)時(shí)C、D面之間間隙為0.6-0.8mm，自帶冠阻尼圍帶的軸向?qū)挾葹?5mm，厚度為12mm，靜態(tài)時(shí)A、B面之間間隙為0.2-0.4mm。

動葉根部截面為K型通道葉柵，中部截面為收縮型通道葉柵，頂部截面為縮放型通道葉柵。

末級葉片為徑向裝配式，在葉根處采用直徑不同的三根銷釘固定在葉輪輪緣上，裝配后G、H面之間間隙為0，葉根內(nèi)背徑向面裝配E、F面間隙小于0.05mm。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：葉型根部進(jìn)汽角小、彎度大、剛性大，具有較高的阻塞馬赫數(shù)，根部設(shè)計(jì)為K型通道葉柵，在葉型中部進(jìn)口馬赫數(shù)小于0.8，葉型設(shè)計(jì)為亞音速葉柵，在相對高度0.75以上進(jìn)口馬赫數(shù)在0.8-1.4之間，葉型設(shè)計(jì)為直背、縮放型跨音葉柵。因此，安全可靠性高，氣動性能及變工況性能良好，葉根強(qiáng)度有較大的安全裕度，葉根平臺成弓字型包住葉型根部截面，以減少葉型根部截面的應(yīng)力水平。拉筋和圍帶，靜態(tài)時(shí)連接件間留有間隙，在一定轉(zhuǎn)速下開始接觸，在額定轉(zhuǎn)速時(shí)連接件接觸面產(chǎn)生一定的正應(yīng)力，形成整圈振動特性和摩擦阻力以降低動應(yīng)力，圍帶基本上完全限制扭轉(zhuǎn)恢復(fù)，拉筋則部分限制扭轉(zhuǎn)恢復(fù)。申請人研制成功的909末級葉片，從經(jīng)濟(jì)性方面講相對已有的851末級葉片效率提高1.5％，從強(qiáng)度振動方面由于采用了大阻尼整圈連接件結(jié)構(gòu)形式，振動特性優(yōu)良，大大降低動應(yīng)力水平。靜強(qiáng)度與當(dāng)今世界典型末級葉片相當(dāng)。

下面結(jié)合附圖詳述。

圖1是本實(shí)用新型動葉型線疊合圖。圖中A-A，X-X表示截面號。

圖2是本實(shí)用新型葉柵通道圖。

圖3是本實(shí)用新型的主視圖。

圖4是圖3的俯視圖。

圖5是圖3的側(cè)視圖。

圖6是圖3中圍帶4裝配放大圖。圖中4與4代表兩只末級葉片圍帶。

圖7是圖3中拉筋3裝配放大圖。圖中3與3代表兩只末級葉片拉筋。

圖8是圖3中葉根1裝配俯視放大圖。圖中三個(gè)1代號代表三只末級葉片葉根。

圖9是圖3中葉根1裝配剖視放大圖。

圖10是圖9中G、H面放大示意圖。