[實用新型]一種汽輪機低壓末級動葉片

有效

• 申請號: 202222875904.1
• 申請日: 2022-10-31
• 公開（公告）號: CN218581665U
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 劉全;尹剛;尹華劼;張鵬飛;李伯武;錢冬杰;段艷雄;陳乾林;陳鐵寧;師春燕;李偉;楚濤
• 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: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 魚琬彬

本實用新型公開了一種汽輪機低壓末級動葉片，涉及汽輪機葉片技術領域，針對高轉速工業汽輪機用的末級葉片不足的問題，以轉速和功率雙過萬的工業汽輪機組為目標，提供一種自主研發的具有優良變工況氣動性能和強度振動性能的末級動葉片，適用于背壓為5～30KPa、調速范圍6000rpm～9000rpm、排汽流量～55t/h范圍內的工業汽輪機；采用了斜置式三齒縱樹型葉根和半剖松拉筋整圈連接結構，具有優良的變工況氣動性能，強度高、阻尼特性好，葉片與轉子結合牢固、穩定，能夠滿足葉片的安全性要求。

技術領域

本實用新型涉及汽輪機葉片技術領域，具體涉及一種汽輪機低壓末級動葉片。

背景技術

工業汽輪機具有靈活、穩定可靠的特點，其廣泛應用于石油、化工、冶金、電力和紡織工業等領域，在國民經濟中起著不可忽視的作用。同時，在現代企業的各種生產流程中，大量存在既需動力、又副產熱能的環節，通過在生產流程中合理配置相應的工業汽輪機，可以充分實現副產余熱的階梯利用，將熱能通過汽輪機做功轉換為電能或向風機、泵、壓榨機和其它工藝流程裝置等設備提供動力支持，從而達到了提高能源利用率、充分節能的目的，市場對工業汽輪機的需求較為廣泛。

工業汽輪機的總體單機功率等級遠低于發電機組，其方向是在保證可靠性的基礎上朝著高轉速發展，維持較高的效率。同時，工業汽輪機的運行轉速主要由被驅動裝置決定，轉速可達7000-10000r/min，通常是變速運行，功率從幾千千瓦到上萬千瓦。工業汽輪機轉速高、運行工況變化范圍大且頻繁的特點，給低壓通流末級葉片的氣動、結構設計帶來較大難度，需要統籌兼顧，才能設計出高性能的末級葉片，同時還要考慮選材的合理性和制造難度等各種因素。

近年來，隨著行業的不斷發展，市場對幾千至一萬多千瓦工業汽輪機的需求較大，現有汽輪機的末級葉片模塊體系主要處于6000rpm以下，且針對的是20MW以上的較大功率機組，已不能滿足現代工業對小功率高轉速工業汽輪機的排汽面積需求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：針對上述存在的問題，本實用新型提供一種汽輪機低壓末級動葉片，針對上述高轉速工業汽輪機用的末級葉片不足的問題，以轉速和功率雙過萬的工業汽輪機組為目標，提供一種自主研發的具有優良變工況氣動性能和強度振動性能的汽輪機低壓末級動葉片，適用于背壓為5～30KPa、調速范圍6000rpm～9000rpm、排汽流量～55t/h范圍內的工業汽輪機；采用了斜置式三齒縱樹型葉根和半剖松拉筋整圈連接結構，具有優良的變工況氣動性能，強度高、阻尼特性好，葉片與轉子結合牢固、穩定，能夠滿足葉片的安全性要求。

一種汽輪機低壓末級動葉片，包括單體葉片，所述單體葉片包括葉根和葉身；所述葉根位于葉身的根部，葉根、葉身為整體結構，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；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，并具有特征參數：葉型安裝角C、葉身截面弦長B、葉身截面最大厚度W、葉身截面軸向寬度Xa、葉身截面面積A；特征截面的迭合規律是沿葉高方向自葉身的根端向葉身的頂端各截面連續光滑過渡，所述葉身的根部為亞音速葉型、中部為跨音速葉型、頂部為超音速葉型，所述葉身的葉高Ld為180mm、根徑Dr為500mm；葉高Ld的相對值由0.0單調增加到1.0；與之相對應，葉型安裝角C由72.21°單調減小到35.61°；從根截面到頂截面的葉身截面面積A的相對變化規律由2.61單調減小到1.0；從根截面到頂截面的葉身截面軸向寬度Xa的相對變化規律由2.12單調減小到1.0；從根截面到頂截面的葉身截面弦長B的相對變化規律由1.30單調減小到1.0；從根截面到頂截面的葉身截面最大厚度W的相對變化規律由1.62單調減小到1.0，單體葉片的葉型沿高度單調扭轉成型，其出口幾何角α1的相對值沿高度方向自葉根向葉頂由1.795單調減小至1.0，出口幾何角α1的計算過程如下式(1)所示：

α1＝sin^-1(O/T) (1)

在式1中，O為葉身截面出口喉部寬度，即葉型出汽邊F與相鄰葉身截面背弧D的最小距離，T為相鄰兩單體葉片同一高度型線截面在周向的安裝距離。