[發明專利]空冷汽輪機次末級動葉片

有效

• 申請號: 200910310168.1
• 申請日: 2009-11-20
• 公開（公告）號: CN101725374A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 范小平;吳其林;李澤培;范志飛;李銀鳳;李音;李昆
• 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;F01D5/22;F01D5/30
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 彭立瓊

技術領域

本發明涉及空冷汽輪機的動葉片，尤其是適用于功率500MW～1000MW，轉速3000rpm的亞臨界、超臨界、超超臨界空冷汽輪機。

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低壓末3級動葉片的設計。且空冷汽輪機的經濟性與安全性在很大程度上與低壓末三級的熱力、氣動、強度、振動設計密切相關，其中低壓次末級葉片、末級葉片設計難度大，必須統籌兼顧，進行繁雜的多因素約束條件下的方案設計優選，才能設計出高性能的與末級葉片相匹配的次末級葉片。

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與末級葉片相匹配的次末級葉片，其屬于第二、三代空冷次末級葉片，結構落后，葉片的動應力高，機組經濟性較差。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種結構合理，動應力低，適用于500MW～1000MW等級的空冷汽輪機次末級動葉片。?

為了解決以上技術問題，本發明的空冷汽輪機次末級動葉片，具有葉身和葉根，所述葉身的頂部有圍帶，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而成的異形體，其有效高度H＝420.0mm、根徑Dr＝1905mm；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H的相對值由0.0單調增加到1.0；與之相對應，安裝角c1由80.66°減小到28.56°；從根截面到頂截面的面積A變化規律為：3.309≥A≥1.0，從根截面到頂截面的軸向寬度Xa變化規律為：2.173≥Xa≥1.0，從根截面到頂截面的弦長b1變化規律為：1.053≥b1≥1.0，從根截面到頂截面的最大厚度W1變化規律為：2.137≥W1≥1.0。?

所述圍帶的工作面與X軸的夾角B1滿足關系式：

A1＝T1·COSB1；30°≤B1≤50°。

所述葉根是4齒斜齒形樅樹型葉根，其葉根中心線與X軸的夾角B2滿足關系式：6°≤B2≤15°。

在總結第二、三代空冷汽輪機次末級、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500MW～1000MW等級的770.0mm空冷汽輪機末級葉片及與其匹配的420.0mm空冷汽輪機次末級葉片的設計。新開發的420.0mm空冷次末級葉片具有較先進的結構型式-阻尼式自帶圍帶，葉根采用大承載的斜齒形樅樹型葉根設計，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1000MW空冷汽輪機，而且可推廣應用于兩排汽500MW等級空冷汽輪機，從而可減少一個低壓缸，大大減少設備投資和基建及運行維修費用，具有廣闊的市場應用前景。

附圖說明

本發明將通過實施例并參照附圖的方式說明，其中：?

圖1是葉片的結構示意圖。?

圖2是葉根結構示意圖。?

圖3是圖2的D1向結構示意圖。?

圖4是圍帶結構示意圖。?

圖5是葉身截面示意圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。?

本動葉片的設計載體選擇空冷4F-1000MW等級汽輪機，此機最適宜的設計背壓為13.0Kpa，在此設計背壓范圍內，最終方案確定的次末級動葉片其結構參見圖1。葉片采用合適的合金鋼葉片和轉子材料，動葉片由3個部分組成，分別是：圍帶1，葉身2，葉根3。各部分是用同一種高強度性能的合金鋼整體地制造完成。?

?(1)葉身設計：?