[發明專利]一種大負荷透平末級動葉片

有效

• 申請號: 202011502351.4
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112627901B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 初鵬;吳宏超;李柳明;衡思江;隋永楓;藍吉兵;魏波;謝健;陳泓波
• 申請（專利權）人: 杭州汽輪動力集團有限公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/26;F01D15/10
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 尉月麗

本發明公開了一種大負荷透平末級動葉片，涉及汽輪機技術領域。所述的葉片包括：葉型工作部分(1)、葉根榫齒部分(2)、圍帶部分(3)和凸臺部分(4)；所述的葉型工作部分(1)的型線為變截面扭葉片，且葉型工作部分(1)從根部到頂部截面面積逐漸減小。在工作過程中，所述的葉片的圍帶和阻尼凸臺安裝時為互鎖結構，裝配時為松裝配，當葉片旋轉起來工作時，在離心力和氣動力的作用下葉型扭轉發生變形，圍帶之間，阻尼凸臺之間發生接觸貼合，形成整圈連接特性。本發明提供了一個長的工業汽輪機末級動葉片，具有更大的排氣面積，顯著提供工業汽輪機的發電功率，并且本發明采用了氣動、結構與強度的綜合優化，使得長葉片的強度和振動特性都達到較好的水平。

技術領域

本發明涉及汽輪機技術領域，具體涉及一種大負荷透平末級動葉片。

背景技術

蒸汽輪機是火力發電廠三大主力設備之一，安裝于汽輪機轉軸上的動葉片是汽輪機中至關重要的部件，特別是末級動葉片的結構設計，因其涉及的技術面廣、技術含量高而成為汽輪機的核心技術。汽輪機容量越大，發電密度就越高，要求其初參數就越高，排汽環形面積越大，因此需要的末級葉片就越長，對葉片材料強度的要求就越高，葉片的氣動和震動設計就越難，因此，汽輪機末級葉片的開發成為世界上各大汽輪機制造商關注的重點。

工業汽輪機主要應用于余熱利用，隨著石化、能源利用生產規模的發展，對工業汽輪機的發電功率和發電效率也提出了更高的要求，由此導致的工業汽輪機低壓缸排氣面積增大，末級葉片的長度也隨之增大，長葉片的強度和振動問題也更為復雜。

低壓級葉片一直制約著我國大負荷工業汽輪機的發展，其工作環境極其惡劣，轉速高且變化范圍大、容積流量大、負荷大、需要有高的氣動效率。現有技術中，通常使用圍帶和凸臺拉筋，使葉片很好的形成整圈連接，降低葉片動應力，從而保證機組的安全可靠運行。但現有動葉片的圍帶和拉筋的外形及幾何尺寸設計不合理，導致葉片的振動問題很突出，嚴重影響機組運行的可靠性，使得全轉速汽輪機在運行中經常出現末級動葉片斷裂事故。因此，合理確定凸臺拉筋的外形尺寸及位置，采用減振阻尼技術以減少葉片振動應力，提高葉片安全可靠性。防止或減少汽輪機在運行中出現末級動葉片斷裂事故的問題。

為了解決上述問題中國專利申請201610705484.9中公開了一種汽輪機葉片凸臺成組阻尼結構，包括葉片以及設置在葉片上的凸臺，該葉片包括柱狀內弧側凸臺、柱狀背弧側凸臺，內弧側凸臺、背弧側凸臺上部為橢圓形橫截面的柱體，兩個柱體同軸心并且沿該軸心對稱，橢圓形橫截面的長軸f滿足關系式：15mm≤f≤25mm，短軸t滿足關系式：5mm≤t≤9mm；內弧側凸臺、背弧側凸臺柱體頂部形成工作平面，兩個工作平面相互平行。該結構可用于工業汽輪機低壓級葉片中，具有自減振特性，降低葉片的動應力，保證葉片長期安全可靠運行，該申請主要針對凸臺進行了改進，從而使葉片具有自減振特性，降低葉片的動應力。

但是在工業汽輪機領域，葉片的開發設計對汽輪機的發展具有極大的制約力，因此亟需開發一種具有更大的排氣面積，能夠顯著提供工業汽輪機的發電功率，使得長葉片的強度和振動特性都達到較好的水平的大負荷透平末級動葉片。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術的不足而設計的工業汽輪機末級帶阻尼凸臺動葉片，該葉片能夠較好的解決長葉片強度與振動的問題，具有較高的氣動效率。

本發明所公開了大負荷透平末級動葉片，所述的葉片包括：葉型工作部分、葉根榫齒部分、圍帶部分和阻尼凸臺部分；所述的葉型工作部分的型線為變截面扭葉片，且葉型工作部分從根部到頂部截面面積逐漸減小。

所述的葉型工作部分高度為804mm，葉型工作部分的根部軸向寬度為230.65mm，葉型工作部分的根部直徑為1344mm，葉型工作部分的排氣面積為5.42m²。