[發明專利]給水泵汽輪機末級動葉片

有效

• 申請號: 201310324536.4
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103362562A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 李伯武;馬少林;張元林;肖向浩;肖曉玲;譚成成;文謀;黃雪芬;賈丹
• 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: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤;段雪茵

技術領域

本發明涉及給水泵汽輪機的末級動葉片，適用于功率22MW～42MW，單向排汽（1個排氣口），轉速2600~5500rpm的變轉速、超超臨界1000MW等級汽輪機的100%容量給水泵汽輪機。

背景技術

給水泵汽輪機是一種特殊的蒸汽輪機，特殊性表現在：它經常處于高轉速，變轉速，變功率工況運行，以適應大機的負荷變化，蒸汽壓力低，溫度低，但功率大，末級動葉片很長，這些運行條件極大地限制了末級動葉片的設計。且給水泵汽輪機的經濟性與安全性在很大程度上與其末級的熱力、氣動、強度、振動設計密切相關，其中尤以末級動葉片設計難度最大，必須統籌兼顧，進行繁雜的多因素約束條件下的方案設計優選，才能設計出高性能的給水泵汽輪機末級動葉片。

???在超超臨界百萬機組所需的100%容量給水泵汽輪機領域，由于機組進汽參數低、功率大、需要排汽面積大、驅動給水泵的汽輪機轉速高、末級動葉片汽道高度很高、末級動葉片離心力大、應力水平超高、振動復雜、在跨音速中運行、設計難度很大；該末級動葉片設計采用直齒樅樹型葉根，自帶阻尼凸臺拉筋、自帶阻尼圍帶、成圈結構運行。

???在超超臨界百萬機組所需的100%容量給水泵汽輪機領域，西門子等國內外廠家采用的是兩排汽結構（2個排汽口），末級動葉片較短，其效率會受影響，我們開發的該給水泵汽輪機末級動葉片，采用的是單排汽結構（1個排汽口），末級動葉片很長，其效率很高，是目前國內外在該領域開發的最長的末級動葉片。

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、動態應力低，適用于功率22MW～42MW，單向排汽，轉速2600~5500rpm的變轉速、超超臨界1000MW等級汽輪機的100%容量給水泵汽輪機。

本發明所采用的技術方案是：

一種給水泵汽輪機末級動葉片，具有整體結構的葉根、葉身、圍帶和凸臺拉筋，所述圍帶位于葉身的頂部，凸臺拉筋位于葉身的腰部，葉根位于葉身的根部；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，其有效高度為H、根徑為Dr；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83.030單調減小到16.550；從根截面到頂截面的面積?A變化規律為：8.935≥A≥1.0，從根截面到頂截面的軸向寬度Xa變化規律為：5.602≥Xa≥1.0，從根截面到頂截面的弦長b1變化規律為：1.63≥b1≥1.0,?從根截面到頂截面的最大厚度W1變化規律為：4.227≥W1≥1.0。

所述葉身的有效高度為H=630mm、根徑為Dr=1200mm。

所述凸臺拉筋具有背弧工作面S2和內弧工作面P2，背弧工作面S2和內弧工作面P2是相互平行的平面；凸臺拉筋的截面形狀具有特征參數：背弧工作面S2和內弧工作面P2間的距離A2，背弧工作面S2和內弧工作面P2幾何中心間的距離T2；所述背弧工作面S2與汽輪機轉子中軸線X軸的夾角B2滿足關系式：

A2=T2·COSB2；???40°≤B2≤50°；

凸臺拉筋截面的最大厚度B滿足關系式：

8mm≤B≤16mm。

所述圍帶具有背弧工作面S1和內弧工作面P1，背弧工作面S1和內弧工作面P1是相互平行的平面；圍帶的截面形狀具有特征參數：背弧工作面S1和內弧工作面P1間的距離A1，背弧工作面S1和內弧工作面P1幾何中心間的距離T1；所述背弧工作面S1與汽輪機轉子中軸線X軸的夾角B1滿足關系式：??

A1=T1·COSB1；???35°≤B1≤52°；

圍帶厚度H1滿足關系式：

8mm<H1<16mm。

所述葉根是4齒直線軸向裝入型縱樹型葉根。

本發明所產生的技術效果是：