[發明專利]一種變轉速大流量的工業汽輪機末級動葉片

在審

• 申請號: 201810141411.0
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108374691A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 初鵬;隋永楓;孔建強;莊達明;蔡盛明;余沛炯;李宏福;藍吉兵;任晟;吳宏超
• 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;F01D5/22;F01D5/30
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 毛翔威

本發明涉及工業汽輪機葉片領域，尤其是公開了一種變轉速大流量、氣動效率高、且滿足大負荷變工況運行要求的末級動葉片。其包括葉根、葉身，以及葉身上的帶孔凸臺和雙錐棒。葉身為變截面扭葉片，高度為496mm。葉根為叉型葉根，叉數為4，軸向長度為187mm。凸臺孔中心距離葉身底部341.9mm，凸臺孔直徑21mm，雙錐棒兩端直徑16.6mm，雙錐棒受相鄰兩葉身的凸臺孔限制，可竄動但不至于移出。該葉片可在背壓5kPa?40kPa、轉速2400rpm?4000rpm下安全運行，該變轉速大流量高負荷末級葉片具有變轉速變負荷效率高、強度振動性能好、質量流量大、結構穩定、加工裝配方便的特點，可以廣泛應用于大負荷變轉速的工業汽輪機中。

技術領域

本發明涉及一種驅動用工業汽輪機動葉片，尤其是一種變轉速大流量驅動用工業汽輪機末級動葉片。

背景技術

在工業驅動領域，尤其是大型乙烯、大型空分等關鍵領域，變轉速大流量大功率的工業汽輪機需求不斷增加，其高效、安全設計逐漸凸顯重要性。末級葉片運行工況惡劣，必須滿足能由阻塞工況到鼓風工況下運行，無論在低背壓、阻塞工況或高背壓、鼓風情況下，末級葉片的工作條件都十分惡劣；末級葉片焓降大，需要高效型線來提高機組的效率，降低能耗。末級葉片設計難度大，涉及到熱力學、理論力學、流體力學、材料力學、材料等多個學科，技術含量高，屬于汽輪機設計中的核心技術。

此前大部分變轉速工業汽輪機排汽面積小，變工況性能差、氣動效率低、能源消耗大，針對大負荷的運行工況，無法滿足運行要求，因此需要開發排汽面積更大的高負荷變轉速工業汽輪機，其中末級葉片至關重要。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種變轉速大流量的工業汽輪機末級動葉片，該葉片排汽面積為2.9m²，葉片具有良好的氣動效率、變工況性能和強度性能，結構合理，裝配方便。

本發明涉及的變轉速大流量的工業汽輪機末級動葉片由葉根、葉身，以及葉身上的帶孔凸臺和雙錐棒組成。葉根與葉身制成一體；帶孔凸臺位于葉身中上部且與葉身制成一體；葉身為變截面扭葉片，沿葉高方向，相鄰兩截面均有相對扭轉，葉身從底部至頂部，截面面積逐漸減小。

所述葉身相對葉高L_d由0％單調增加到100％，從葉根截面到葉頂截面，節距與弦長比T/b變化規律為：0.54≤T/b≤1.25；節距與葉型截面軸向寬度比T/B 變化規律為：0.54≤T/B≤2.57；節距與葉型截面最大厚度比T/D_max變化規律為： 2.98≤T/D_max≤25.78；葉型前緣半徑R₀變化規律為：2.38mm≥R₀≥1.73mm；葉型尾緣半徑R₁變化規律為：1.58mm≥R₁≥1.10mm；安裝角β變化規律為：81.59°≥β≥28.63°；進口角α變化規律為：48.89°≤α≤155.54°；出口角θ變化規律為：37.53°≥θ≥31.60°。

作為優選：

所述葉身高度為496mm；

所述葉根為叉型葉根，叉數為4叉，葉根軸向寬度為187mm，葉根徑向高度為160mm；

所述帶孔凸臺為圓臺，凸臺孔中心距離葉身底部341.9mm，凸臺孔直徑 21mm，相鄰兩葉身的凸臺孔分別容納雙錐棒的兩端；

所述雙錐棒兩端直徑16.6mm，中間直徑24mm，錐度4°，雙錐棒的位移受相鄰兩葉身的凸臺孔限制，可竄動，但不至于移出。

本發明的有益效果在于：