[實用新型]高壓高轉速工業汽輪機用大阻尼調節級葉片

有效

• 申請號: 201420435504.1
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN203962049U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 張軍輝;周立明;孔建強;陳金銓;丁旭東;藍吉兵;馬鑫磊;劉象拯
• 申請（專利權）人: 杭州汽輪機股份有限公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/30;F01D5/16
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 周豪靖

技術領域

本實用新型涉及工業汽輪機大阻尼調節級葉片領域，尤其是一種高壓高轉速工業汽輪機用大阻尼調節級葉片型式。

背景技術

工業汽輪機是主要用于驅動給水泵、壓縮機等工業領域的驅動設備，其特點為工況復雜、轉速變化范圍大,多數葉片設計為不調頻葉片等。壓縮機主要是通過提高轉速來提高效率，因此與其配套的工業汽輪機也要求是高溫高壓，高轉速。轉速的提高、蒸汽負荷的加大、處于高溫高壓區的葉片安全性面臨嚴重的挑戰，國內外這種惡劣環境下的調節級葉片斷裂事故多有發生。

葉片在交變的汽流力作用下會產生動應力，發生疲勞破壞。尤其是處于高溫下的短葉片，材料的力學性能急劇下降、轉速高、蒸汽流量大、動應力比靜應力威脅更大，因此其強度與振動特性直接影響到汽輪機運行可靠性。為了增加葉片運行安全性，對不調頻葉片而言，通常是增加阻尼結構來降低葉片的動應力。圍帶通過安裝時的偏心來保證在離心力作用下使其產生預緊阻尼效果來增加阻尼降低葉型部分動應力，葉根過渡段通過止振結構來增加阻尼降低葉根動應力。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種能起到整圈阻尼葉片，降低葉型和葉根動應力的高壓高轉速工業汽輪機用大阻尼調節級葉片。

為了達到上述目的，本實用新型所設計的高壓高轉速工業汽輪機用大阻尼調節級葉片,?由轉子、葉身、葉根、止振片和過渡段組成，葉根和葉身通過過渡段連接，在葉身頂部設有自帶圍帶，周向相鄰兩葉片上的圍帶節距之間為過盈配合，過盈度為a，葉身設置在轉子內，且在裝配時通過葉片輻射線與轉子輪槽輻射線的偏心使其裝入轉子內；在過渡段位置設有楔形槽，在楔形槽內設有止振片。

為了保證周向剛度，并且提供軸向阻尼以降低動應力，同時保證止振片在離心力和溫度的綜合作用下不被甩出，所述的過盈配合過盈度為a，葉根底部與輪緣的間隙為b，葉根頂部與輪緣的間隙為c，且葉根葉根徑向輻射線相對輪緣徑向輻射線偏置一個角度β1，其中a=0.02~0.08mm；b=0.1~0.2mm；c=0.1~0.2mm；β₁=0.35~0.77°。

本實用新型所設計的高壓高轉速工業汽輪機用大阻尼調節級葉片，主要特點是通過加工工藝保證葉片圍帶在有過盈量的情況下能順利安裝，過盈的量值通過詳細分析得到可控、安全范圍，并精確的設計了止振片，保證阻尼效果，有效降低了動應力。同時通過計算設計很好的選取a、b、c和β₁的值，以及止振片的θ值，在控制好這些參數的情況下便起到大阻尼效果前提下保證安全。

附圖說明

圖1為本實用新型的圍帶結構示意圖。

圖2為本實用新型的楔形阻尼塊受力示意圖。

圖3為本實用新型的三維示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例結合附圖對本實用新型作進一步的描述。

實施例1：

本實施例描述的高壓高轉速工業汽輪機用大阻尼調節級葉片，如圖3所示，葉片由葉身1、葉根2和過渡段3組成，整圈葉片是由葉根2周向均勻安裝在轉子上。如圖1所示，在葉身1頂部設有圍帶，周向相鄰兩葉片上圍帶帶有過盈量，裝配時利用葉根和輪緣的間隙b、c，使葉根徑向輻射線相對輪緣徑向輻射線偏置一個小角度β₁，就實現了這個過程。圍帶阻尼結構通過有限元反復計算優化后，給出合理的參數值：

a=0.02~0.08mm；

b=0.1~0.2mm；

c=0.1~0.2mm；

β₁=0.35~0.77°。

兩兩葉片在過渡段3位置銑設一個軸向楔形槽，楔形槽內設有止振片4。止振片的阻尼結構，如圖2所示，楔形止振片4的楔形面的正壓力分別為N1和N2，摩擦力f₁和f₂，摩擦系數為μ；楔形止振片5的離心力為F。有下式：

可見，θ取值太大會自鎖，且周向力小；太小導致F太小，周向力小也小；優化后得到θ取值在8°~12°間時比較合理。