[發明專利]空冷汽輪機末級動葉片

有效

• 申請號: 200810046067.3
• 申請日: 2008-09-13
• 公開（公告）號: CN101349168A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 王為民;吳其林;潘家成;王建錄;范小平;曹守洪;馮斌;鐘剛云;周顯丁;李伯武
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/30
• 代理公司: 德陽三星專利事務所
• 代理人: 劉克勤;段雪茵

技術領域

本發明涉及汽輪機的動葉片，適用于功率300MW～600MW，轉速3000rpm的亞臨界、超臨界空冷汽輪機。?

背景技術

空冷汽輪機是一種特殊的蒸汽輪機，特殊性表現在：它經常處于高背壓小容積流量工況運行，且背壓變化范圍大、變化頻繁，這些運行條件極大地限制了末級葉片的設計。且空冷汽輪機的經濟性與安全性在很大程度上與低壓末級的熱力、氣動、強度、振動設計密切相關，其中尤以低壓末級設計難度最大，必須統籌兼顧，進行繁雜的多因素約束條件下的方案優選，才能設計出高性能的末級葉片。?

世界上各大汽輪機廠家均擁有自己風格的適合于大容量空冷機的末級葉片。如：KWU公司在Kendal電廠已成功投運了間冷686MW空冷汽輪機，該機末級葉片高668mm，圓弧樅樹型葉根，型根寬230mm，自由葉片；MAN公司在MATINBA電廠已成功W—葉根軸向寬度。?

阻尼拉筋，無圍帶。國內上汽廠在伊朗325MW空冷汽輪機中推出了540mm末級葉片；哈汽廠在大同空冷600MW工程中推出了620mm末級葉片，根徑1700mm，排氣環形面積4.52m²，該末級葉片為阻尼式自帶圍帶，一道松拉筋。?

上述葉片屬于第一代空冷末級葉片，結構落后，葉片的動應力高，機組經濟性較差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，是提供一種結構合理，動應力低，適用于300MW、600MW等級的空冷汽輪機末級動葉片。?

本發明所采用的技術方案是：?

一種空冷汽輪機末級動葉片，具有葉身和葉根，所述葉身的頂部有圍帶，腰部有拉筋孔，葉根、葉身、圍帶是整體結構；其特征在于，所述葉身是由若干特征截面按一特定規律迭合面成的異形體，其有效高度為Ld＝661mm、根徑為Dr＝1676.4mm；所述特征截面的輪廓型線是由內弧曲線和背弧曲線圍成的封閉曲線，具有特征參數安裝角c1、弦長b1、最大厚度w1、截面積A；截面的迭合規律是：沿葉高方向自根端向頂端，各截面連續光滑過渡；葉高Ld的相對值由0.0單調增加到1.0；與之相對應，安裝角c1由85.13°單調減小到20.03°；從根截面到頂截面的面積A變化規律為：3.82≥A≥1.0，從根截面到頂截面的軸向寬度Xa變化規律為：4.749≥Xa≥1.0，從根截面到頂截面的弦長b1變化規律為：1.627≥b1≥1.0，從根截面到頂截面的最大厚度W1變化規律為：1.748≥W1≥1.0。?

所述拉筋孔的直徑Φ_d滿足關系式：?

10mm≤Φ_d≤20mm。?

所述圍帶的工作面的軸向的夾角B1滿足關系式：?

A1＝T1·COSB1；??????????10°≤B1≤50°。?

所述葉根是7叉葉根。?

本發明的技術效果：?

在總結第一代空冷汽輪機末級葉片設計經驗基礎上，為滿足市場?對更大容量空冷機的需求，應用當代先進的設計技術，成功完成了適用于300MW、600MW等級的661mm空冷汽輪機末級葉片的設計。新開發的661mm空冷末級葉片具有較先進的結構型式—阻尼式自帶圍帶，阻尼松拉筋，葉根采用大剛性的叉形葉根設計，使葉片的技術水平達到世界先進水平，具有較高的經濟性和可靠性。它不但適用于四排汽600MW等級亞臨界(或超臨界)空冷汽輪機，而且可推廣應用于兩排汽300MW等級空冷汽輪機，具有廣闊的市場應用前景。?

附圖說明

圖1是本葉片的結構示意圖?

圖2是葉身截面圖?

圖3是拉筋結構示意圖?

圖3’是圖3的E-E(旋轉)視圖?

圖4是圍帶結構示意圖?

圖5是葉片葉根安裝示意圖?

圖6是圖5的B向視圖?

具體實施方式

參見圖1、圖2、圖4：采用合適的合金鋼葉片和轉子材料，按本專利設計圖制造的動葉片由4個部分組成，分別是：圍帶體1，阻尼拉筋孔2，葉身3，葉根4。各部分是用同一種高強度性能的合金鋼整體地制造完成。葉片通過7叉葉根4安裝在轉軸外圓上的葉輪槽中，每圈輪槽安裝94只葉片，當葉輪上一周的葉輪槽中均裝上葉片后，就形成了大功率汽輪機的末級。對600MW等級的空冷汽輪機，每?臺機組需要正反共四級(4個排氣口)，對300MW等級的空冷汽輪機，每臺機組需要正反共2級(2個排氣口)，具有這樣大的排汽面積的汽輪機才能滿足大容量，高經濟性，高發電密度的要求。為發電廠節省大量的設備投資和維修費用，提高其經濟效益。?