CN101280693A - 1000mw汽轮机扭曲马刀叶片及制备方法 - Google Patents
1000mw汽轮机扭曲马刀叶片及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101280693A CN101280693A CNA2008101236586A CN200810123658A CN101280693A CN 101280693 A CN101280693 A CN 101280693A CN A2008101236586 A CNA2008101236586 A CN A2008101236586A CN 200810123658 A CN200810123658 A CN 200810123658A CN 101280693 A CN101280693 A CN 101280693A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- pressure
- tempering
- steam turbine
- distortion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
1000MW超超临界汽轮机高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片，由叶根、叶型、围带构成，叶片为变截面扭曲马刀形，其周向弯曲，其中高、中压缸静叶片的叶根的沿长度方向的截面为T形，低压缸静叶片的叶根的沿长度方向的截面为L形，叶顶为整体围带结构形式。本发明采用全新的弯扭联合成型技术及加工技术，在保证较低叶片型损的基础上，通过叶片在叶根、叶顶处沿周向弯曲，使汽流在通过此部位时略有加速，减少汽流向叶根、叶顶端面的流动。
Description
一、技术领域
本发明涉及1000MW汽轮机高、中、低压缸静叶片，尤其是扭曲形马刀结构的叶片及其制备方法。
二、背景技术
目前，火电机组已向大容量、高参数、高效率的超超临界机组发展。1000MW超超临界机组被看作是世界火电制造技术的顶峰，是近年来国际电力市场最新崛起的高端产品，是我国电力工业升级换代，缩小与发达国家技术与装备的新一代技术。
其额定功率之高前所未有，在效率、环保、节能等多项指标上有着一般火电机组无可比拟的优点。超超临界机组与超临界机组相比，热效率如提高1.2％，一年就可节约6000吨优质煤。对一台1000MW超超临界机组来说，带来的不仅是巨大的电能，更是节约了大量煤炭资源，也大大减少了火力发电对环境的污染。
下表是亚临界、超临界、超超临界机组经济性对比：
| 机组功率 | 进汽压力MPa | 进汽温度℃ | 再热温度℃ | 汽机热耗相值 |
| 300MW亚临界 | 16.7 | 538 | 538 | 1 |
| 600MW超临界 | 24.2 | 566 | 566 | 0.95 |
| 1000MW超超临界 | 26.25 | 600 | 600 | 0.92 |
发展大功率汽轮机是火力发电节约能源、改善环保和提高发电效率、降低发电成本的必然趋势，其中高、中、低压缸的气动效率又将直接影响整机的性能。高中压缸静叶片是做功的主要部件，为保证叶片有较高的效率，一般情况下，高中压缸静叶片都是叶根和围带由型钢整体加工而成；或静叶片由合金材料加工制成并焊入隔板，将静叶片与隔板内环和外环焊接在一起后，再完成隔板的精加工。动、静叶片一般做成变截面叶片。现有的高、中、低压缸静叶片多是采用直叶片、扭叶片，其二次流损失比较大。现有技术中低压缸静叶还采用高负荷静叶型线(CUC)。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种1000MW超超临界汽轮机高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片，该高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片能有效减少叶片端部二次流损失，提高高、中、低压缸气动效率，本发明的目的还在于对叶片的形状作出特定的设计，并提出一种保证叶片不变形和提高加工效率的制备方法。
本发明是这样实现的：此1000MW超超临界汽轮机高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片，包括叶根、叶型、围带，其特征是：叶片(叶型)为变截面扭曲马刀形，其周向弯曲，叶根的沿长度方向的截面为T形(高、中压)或L形(低压)叶根，叶顶为整体围带结构形式。因此叶片构成扭曲马刀形静叶片，尤其是选用X12CrMoWVNbN、X19CrMoNbVN、X20Cr、X22CrMoV耐热合金钢材料。
上述的1000MW超超临界汽轮机高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片，其周向弯曲为顶部大约弯16°，根部大约弯12°。叶型宽度为：高压叶片：46～66mm，中压叶片：41～69mm，低压叶片：32～93mm。叶片的汽道长度为：高压叶片：58～137mm，中压叶片：91～265mm，低压叶片：113～292mm。各截面安装角：45°～55°。
因叶片在工作中承受着高温、高压和蒸汽的交变应力，为了保证叶片在使用中的安全性，此系列叶片材料具体规格采用：X12CrMoWVNbN10-1-1-5、X19CrMoNbVN11-1-5、X20Cr13-5、X22CrMoV12-1-5。用于1000MW超超临界汽轮机高压缸、中压缸和低压缸导流的叶片。
本发明的制备方法是：选用X12CrMoWVNbN、X19CrMoNbVN、X20Cr、X22CrMoV耐热合金钢材料，本发明采用先进行淬火并回火后再进行加工，
1000MW超超临界汽轮机高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片的制备方法，其特征是选用X12CrMoWVNbN、X20Cr13、X22CrMoV或X19CrMoNbVN耐热合金钢材料时，先进行淬火并回火后再进行加工，淬火并回火的工艺条件是：X12CrMoWVNbN1050℃-1100℃，X19CrMoNbVN 1100℃-1130℃，X20Cr 950℃-1000℃，X22CrMoV1030℃-1050℃；淬火保持时间取120±20分钟，然后在淬火油中冷却；X12CrMoWVNbN回火温度时间取：第一次回火570±20℃保温4小时，第二次回火700-900℃；X19CrMoNbVN回火温度：670℃-750℃、X20Cr回火温度：600℃-700℃、X22CrMoV回火温度：600℃-700℃，回火时间360-800分钟。
叶片汽道部分(通流部分)是一个光滑的空间曲面，其精度要求高，采用五轴联动机床加工，能够实现一次装夹，完成型面、叶根过渡圆角、围带过渡圆角及叶根槽的精加工。此种加工手段不仅加工质量稳定、工艺流程合理、生产组织方便，更在很大程度上降低了叶片型损。现有传统的仿形铣、普通的三轴数控铣、四轴数控铣都不能满足加工工艺要求。
本发明采用全新的弯扭联合成型技术及加工技术，在保证较低叶片型损的基础上，通过叶片在叶根、叶顶处沿周向弯曲，使汽流在通过此部位时略有加速，减少汽流向叶根、叶顶端面的流动，有效的减少叶片端部二次流损失，该系列扭曲马刀形静叶片的应用将能够有效的提高1000MW超超临界汽轮机高、中、低压缸效率，降低整机热耗。本发明叶片汽道采用五轴联动机床加工，且一次装夹，完成型面、叶根过渡圆角、围带过渡圆角及叶根槽的精加工。采用的热处理工艺理保证了加工的成品率和叶片的质量，此种加工手段加工质量稳定、工艺流程合理、降低了叶片的型损。
四、附图说明
图1为高、中、低压扭曲马刀形静叶片叶型三维图
图2为高、中、低压扭曲马刀形静叶片型线积叠图
图3为高、中压扭曲马刀形静叶片正视图
图4为高、中压扭曲马刀形静叶片左视图
图5为低压扭曲马刀形静叶片叶根图
图6为高、中、低压扭曲马刀形静叶片俯视图
图7为典型截面图
图中：1为叶根，2为叶型，3为围带
五、具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。此种1000MW超超临界汽轮机高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片，其形式由叶根1、叶型2、围带3三部分组成(参见图3、图4、图5)。
参见图1、图2、图4，此种静叶叶型2在原来变截面扭叶片的基础上，进行一定的周向弯曲，其形式为顶部大约弯16°，根部大约弯12°，具体见表1中的喉部积叠点坐标在Y方向的变化。叶片成型时，可以根据原来直叶片或扭叶片各截面型线在相应叶高上沿周向作平移即可。从图1、图4中可以清楚的看到叶片沿周向的弯曲规律，通过叶片的弯曲规律，使汽流在通过此部位时略有加速，减少汽流向叶根、叶顶端面的流动，有效的减少叶片端部二次流损失。从图1、图2、图4中可以看到叶片弯扭联合成型的特征。图7中的标注点就是喉部积叠点位置。具体安装角、几何进汽角、几何出汽角、喉部积叠点坐标，参见表1。
参见图3、图4、图6，此种高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片叶型宽度为：高压叶片：46～66mm，中压叶片：41～69mm，低压叶片：32～93mm。汽道长度为：高压叶片：58～137mm，中压叶片：91～265mm，低压叶片：113～292mm。各截面安装角：45°～55°。
参见图3、图5，叶根为T形(高、中压)、L形(低压)叶根。
参见图3、图4，叶顶为整体围带形式，可以增加叶片整体强度，整圈叶片装配完毕后，可将围带整圈精车与汽封片配合成迷宫式汽封，减少级间漏汽损失。
本发明1000MW超超临界汽轮机高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片具有良好的叶栅通道流动性能，可大幅减弱径向二次流及端壁横向二次流，并可消除设计工况下的脱流和回流流动，能有效降低整机热耗，提高整机发电效率。
下表以196中压第6级静叶片(左)为例
| 截面 | 叶型宽度 | 弦长 | 安装角 | 喉部积叠点坐标(X，Y) |
| 4-4 | 43.5 | 28.06 | 50.35° | 8.54，0 |
| 8-8 | 44.47 | 31.3 | 50.19° | 8.7，-2.56 |
| 12-12 | 45.44 | 32.22 | 50° | 8.85，-2.79 |
| 16-16 | 46.4 | 32.64 | 49.82° | 9，-2.52 |
| 20-20 | 47.36 | 33.05 | 49.64° | 9.15，-2.25 |
| 24-24 | 48.32 | 33.47 | 49.42° | 9.29，-1.97 |
| 28-28 | 49.27 | 33.88 | 49.28° | 9.44，-1.7 |
| 32-32 | 50.22 | 34.3 | 49.1° | 9.58，-1.42 |
| 36-36 | 51.17 | 34.71 | 48.92° | 9.72，-1.15 |
| 40-40 | 52.11 | 35 | 48.74° | 9.86，-0.74 |
| 44-44 | 53.06 | 33.8 | 48.54° | 10，1.16 |
| 48-48 | 53.92 | 29.73 | 48.35° | 10.12，5.87 |
方法实施例：淬火并回火的工艺条件是：淬火温度是：X12CrMoWVNbN(10-1-1-5)(1050℃-1100℃)、X19CrMoNbVN(11-1-5)(1100℃-1130℃)、X20Cr(13-5)(950℃-1000℃)、X22CrMoV(12-1-5)(1030℃-1050℃)。淬火保持时间取120分钟，然后在淬火油中冷却；回火温度时间取X12CrMoWVNbN(10-1-1-5)(第一次回火570℃保温4小时，第二次回火≥700℃)、X19CrMoNbVN(11-1-5)(670℃-750℃)、X20Cr(13-5)(600℃-700℃)、X22CrMoV(12-1-5)(600℃-700℃)，回火时间≥360分钟。叶片汽道部分(通流部分)是一个光滑的空间曲面，其精度要求高，成型的方法采用五轴联动机床加工，能够实现一次装夹，完成型面、叶根过渡圆角、围带过渡圆角及叶根槽的精加工。此种加工手段不仅加工质量稳定、工艺流程合理、生产组织方便，更在很大程度上降低了叶片的型损。
Claims (4)
1、1000MW汽轮机高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片，包括叶根、叶型、围带，其特征是：叶片为变截面扭曲马刀形，其周向弯曲，其中高、中压缸静叶片的叶根沿长度方向的截面为T形，低压缸静叶片的叶根沿长度方向的截面为L形，叶顶为整体围带结构形式。
2、根据权利要求1所述的1000MW汽轮机高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片，其特征是叶片的周向弯曲度为：叶顶部弯曲16°，叶根部弯曲12°。
3、根据权利要求1所述的1000MW汽轮机高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片，其特征是叶片宽度为：高压叶片：46～66mm，中压叶片：41～69mm，低压叶片：32～93mm；叶片的汽道长度为：高压叶片：58～137mm，中压叶片：91～265mm，低压叶片：113～292mm。各截面安装角：45°～55°。
4、1000MW汽轮机高、中、低压缸扭曲马刀形静叶片的制备方法，其特征是选用X12CrMoWVNbN、X20Cr13、X22CrMoV或X19CrMoNbVN耐热合金钢材料时，先进行淬火并回火后再进行加工，淬火并回火的工艺条件是：X12CrMoWVNbN 1050℃-1100℃，X19CrMoNbVN 1100℃-1130℃，X20Cr 950℃-1000℃，X22CrMoV 1030℃-1050℃；淬火保持时间取120±20分钟，然后在淬火油中冷却；X12CrMoWVNbN回火温度时间取：第一次回火570±20℃保温4小时，第二次回火700-900℃；X19CrMoNbVN回火温度：670℃-750℃、X20Cr回火温度：600℃-700℃、X22CrMoV回火温度：600℃-700℃，回火时间360-800分钟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008101236586A CN101280693A (zh) | 2008-05-23 | 2008-05-23 | 1000mw汽轮机扭曲马刀叶片及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008101236586A CN101280693A (zh) | 2008-05-23 | 2008-05-23 | 1000mw汽轮机扭曲马刀叶片及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101280693A true CN101280693A (zh) | 2008-10-08 |
Family
ID=40013338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008101236586A Pending CN101280693A (zh) | 2008-05-23 | 2008-05-23 | 1000mw汽轮机扭曲马刀叶片及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101280693A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106096180A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种差异化配置末级叶片模块的低压缸改造方法 |
| CN109312626A (zh) * | 2016-06-21 | 2019-02-05 | 通用电器技术有限公司 | 用于涡轮隔板的静止叶片及相关联的涡轮隔板 |
-
2008
- 2008-05-23 CN CNA2008101236586A patent/CN101280693A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109312626A (zh) * | 2016-06-21 | 2019-02-05 | 通用电器技术有限公司 | 用于涡轮隔板的静止叶片及相关联的涡轮隔板 |
| CN109312626B (zh) * | 2016-06-21 | 2022-06-24 | 通用电器技术有限公司 | 用于涡轮隔板的静止叶片及相关联的涡轮隔板 |
| CN106096180A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种差异化配置末级叶片模块的低压缸改造方法 |
| CN106096180B (zh) * | 2016-06-22 | 2019-02-15 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种差异化配置末级叶片模块的低压缸改造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103203666B (zh) | 一种无侧刃粗拉刀齿尖崩刃的高效修磨方法 | |
| CN204511525U (zh) | 一种新型600mw级汽轮机喷嘴组 | |
| CN113434965B (zh) | 一种基于三维流场分析的船舶燃机压气机性能优化方法 | |
| CN101280693A (zh) | 1000mw汽轮机扭曲马刀叶片及制备方法 | |
| CN102836946B (zh) | 600mw机组汽轮机末级动叶片辊锻成形工艺 | |
| CN101749052B (zh) | 空冷给水泵汽轮机的末级动叶片 | |
| CN105401982B (zh) | 半转速核电汽轮机用末级动叶片叶身结构 | |
| CN101737091B (zh) | 空冷给水泵汽轮机末级动叶片 | |
| CN201225168Y (zh) | 1000mw汽轮机高、中、低压扭曲马刀叶片 | |
| CN210289857U (zh) | 一种参与深度调峰的热电厂工业供热节能系统 | |
| CN203978514U (zh) | 一种分体式300mw级汽轮机喷嘴组 | |
| CN106424966A (zh) | 一种带等切削角的轮槽精拉刀磨削工艺及磨削设备 | |
| CN105909316A (zh) | 大型汽轮机超长末级动叶片的叶身结构 | |
| CN103302340B (zh) | 一种数控加工渐进插补法 | |
| CN202250248U (zh) | 百万千瓦等级核电汽轮机906高、低压叶片 | |
| CN215966525U (zh) | 一种用于加工枞树型叶根槽的组合刀具 | |
| CN106271425B (zh) | 一种连杆的机械加工工艺 | |
| CN102107335B (zh) | 一种向心膨胀机闭式透平叶轮的焊接制造方法 | |
| CN101368490A (zh) | 一种高参数空冷汽轮机整体结构设计方法 | |
| CN2921294Y (zh) | 大功率汽轮机中压马刀叶片 | |
| CN110513151B (zh) | 一种大型汽轮机钛合金末级动叶片的叶身结构 | |
| CN110497318A (zh) | 一种重型燃气轮机加工用滚轮及其设计方法 | |
| CN202055867U (zh) | 一种汽轮机整体三胞胎调节动叶片 | |
| CN217761093U (zh) | 一种超超临界汽轮机静叶环 | |
| CN202810954U (zh) | 亚临界300mw等级汽轮机的155中、低压叶片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20081008 |