CN102979582A - 一种大功率联合循环汽轮机上用的712.5mm末级动叶片 - Google Patents

一种大功率联合循环汽轮机上用的712.5mm末级动叶片 Download PDF

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Abstract

一种大功率联合循环汽轮机上用的712.5mm末级动叶片，它涉及一种联合循环汽轮机上的末级动叶片，以解决现有联合循环汽轮机末级动叶片较短，借用常规冷凝汽轮机末级动叶片，存在末级动叶片的强度振动性和安全性差的问题，它由叶片工作部分、叶根、围带、凸台拉筋和司太立合金片组成，围带、叶片工作部分和叶根由上至下制成一体，凸台拉筋位于叶片工作部分的中部且与叶片工作部分制成一体，叶片工作部分从根部至顶部的截面的几何数据：截面号A-A至截面号O-O的截面总高度为712.5mm，轴向宽度为133.02mm～39.47mm，弦长为135.66mm～106.22mm，安装角为78.54°～21.20°，型线最大厚度为18.94mm～5.39mm，进口角为46.84°～155.55°，出口角为44.33°～21.32°，叶根为斜齿枞树形叶根，本发明用于大功率60Hz联合循环汽轮机上。

Description

一种大功率联合循环汽轮机上用的712.5mm末级动叶片
技术领域
本发明涉及一种联合循环汽轮机上的末级动叶片，具体涉及一种用于大功率60Hz联合循环汽轮机上的712.5mm末级动叶片。
背景技术
联合循环发电机组以其高效、环保、运行灵活等特点，成为目前电力行业发展的一个大方向。随着联合循环机组单机功率增大，迫切需要更长的末级动叶片，同时，与常规冷凝汽轮机相比，联合循环机组背压高、启停频繁，对末级动叶片的强度振动和安全性能要求更为苛刻。叶片要求更长、安全性更高，使得联合循环汽轮机长叶片的设计难度远高于常规冷凝汽轮机的长叶片设计。
发明内容
本发明的目的是为解决现有联合循环汽轮机末级动叶片较短，借用常规冷凝汽轮机末级动叶片，存在末级动叶片的强度振动性和安全性差的问题，进而提供一种大功率联合循环汽轮机上用的712.5mm末级动叶片。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的一种大功率联合循环汽轮机上用的712.5mm末级动叶片由叶片工作部分、叶根、围带、凸台拉筋和司太立合金片组成，围带、叶片工作部分和叶根由上至下制成一体，凸台拉筋位于叶片工作部分的中部且与叶片工作部分制成一体，叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，相邻两截面间有相对扭转，叶片工作部分从根部至顶部的截面面积逐渐减小，叶片工作部分上部的进气侧贴有司太立合金片，叶片工作部分从根部至顶部的截面的几何数据：截面号A-A至截面号O-O的截面总高度为712.5mm，轴向宽度为133.02mm～39.47mm，弦长为135.66mm～106.22mm，安装角为78.54°～21.20°，型线最大厚度为18.94mm～5.39mm，进口角为46.84°～155.55°，出口角为44.33°～21.32°，叶片工作部分的根部直径为1335mm，叶片工作部分的排汽面积4.58m2，叶根为斜齿枞树形叶根，叶根的轴向宽度为170mm，围带的厚度为20mm，围带工作面轴向距离为45.49mm。
本发明的有益效果是：一、本发明用于大功率60Hz联合循环汽轮机上的712.5mm末级动叶片使用，本发明的712.5mm长的末级动叶片以一维/准三维/全三维气动、热力分析计算为基础，采用了弯扭联合成型全三维设计，动叶片沿叶高扭曲形成扭曲长叶片级，其叶片排汽面积大，可适应大功率联合循环汽轮机的需求，叶片顶部采用自带围带，减少损失，顶部可装配多片汽封齿，减少漏气，提高机组效率；装配方便，通过予扭装配使动叶片形成整圈连接，有利于调频，运行安全可靠；二、本发明的712.5mm长的末级动叶片叶片采用全三维非定常气动计算方法，在更宽泛的背压范围内，都可以保持较高的气动效率，变工况性能优良；三、本发明采用流体动力和结构强度综合优化，解决了气动/结构一体化设计优化问题，使712.5mm叶片的流动效率和强度振动特性都达到了最优；四、本发明完全可替代常规冷凝汽轮机的同等长度等级的动叶片，特性更佳，而且安全性更高，无论是在经济性，强度振动特性、静强度及保证机组的安全可靠性方面均达到先进水平。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图，图2是图1中围带的俯视图，图3是叶片工作部分型线各截面断层叠合示意图，图4是图1中凸台拉筋的俯视图(图中X为凸台拉筋X轴，Y为凸台拉筋Y轴)，图5是叶片工作部分显示叶型参数V、b、α、βy、T、θ的示意图，图6是图5的II处局部放大图，图7是图5的III处局部放大图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图7说明本实施方式，本实施方式的一种大功率联合循环汽轮机上用的712.5mm末级动叶片由叶片工作部分1、叶根2、围带3、凸台拉筋4和司太立合金片5组成，围带3、叶片工作部分1和叶根2由上至下制成一体，凸台拉筋4位于叶片工作部分1的中部且与叶片工作部分1制成一体，叶片工作部分1的型线为变截面扭叶片，相邻两截面间有相对扭转，叶片工作部分1从根部至顶部的截面面积逐渐减小，叶片工作部分1上部的进气侧贴有司太立合金片5，叶片工作部分1从根部至顶部的截面的几何数据：截面号A-A至截面号O-O的截面总高度L0为712.5mm，轴向宽度V为133.02mm～39.47mm，弦长b为135.66mm～106.22mm，安装角βy为78.54°～21.20°，型线最大厚度T为18.94mm～5.39mm，进口角α为46.84°～155.55°，出口角θ为44.33°～21.32°，叶片工作部分1的根部直径Φ为1335mm，叶片工作部分1的排汽面积4.58m2，叶根2为斜齿枞树形叶根，叶根2的轴向宽度W为170mm，围带3的厚度h为20mm，围带3工作面轴向距离B1为45.49mm。
本实施方式的叶片工作部分的顶部轴向宽度V1为39.47mm。本实施方式的叶片工作部分的进口角是指进气角，出口角是指出气角。
本实施方式的末级动叶片在装配整个叶片时，叶根处装入锁紧片避免叶片轴向蹿动；叶顶为自带冠阻尼围带；整个叶片松装配(松装配就是相邻叶片的围带和围带、拉筋和拉筋之间不接触)，运行时通过扭转恢复，相邻叶片的围带和围带接触、拉筋和拉筋接触，使动叶片形成整圈连接。
本实施方式的叶片工作部分叶型参数采用上述范围参数，在保证叶片的外形结构尺寸满足设计要求的同时，还可使叶片容易装配。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式二：结合图1、图5、图6和图7说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1的高度LX分别为84.5mm、196mm、356.25mm、525.5mm、641mm处所对应的叶片工作部分1的轴向宽度V依次分别为：126.04mm、116.43mm、96.91mm、70.43mm、51.11mm，所对应的弦长b依次分别为：134.91mm、134.69mm、130.62mm、123.64mm、113.97mm，所对应的安装角βy依次分别为：68.91°、59.58°、47.54°、34.5°、26.32°，所对应的型线最大厚度T依次分别为：14.61mm、11.59mm、8.41mm、6.77mm、5.88mm，所对应的进口角α依次分别为：62.24°、65.94°、93.99°、131.5°、150.05°，所对应的出口角θ依次分别为：40.23°、36.01°、30.68°、26.09°、22.47°。采用上述结构参数，在保证叶片的外形结构尺寸满足设计要求的同时，还可使叶片容易装配。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述叶根2的总高度K1为57.85mm。这种结构使叶片能牢固地装入轮缘，装配稳定、安全可靠。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式所述凸台拉筋4的横截面为椭圆形，其长轴f为30mm，短轴t为20mm。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
各截面具体参数如下表：

Claims (4)

1.一种大功率联合循环汽轮机上用的712.5mm末级动叶片，它由叶片工作部分(1)、叶根(2)、围带(3)、凸台拉筋(4)和司太立合金片(5)组成，围带(3)、叶片工作部分(1)和叶根(2)由上至下制成一体，凸台拉筋(4)位于叶片工作部分(1)的中部且与叶片工作部分(1)制成一体，叶片工作部分(1)的型线为变截面扭叶片，相邻两截面间有相对扭转，叶片工作部分(1)从根部至顶部的截面面积逐渐减小，叶片工作部分(1)上部的进气侧贴有司太立合金片(5)，其特征在于：叶片工作部分(1)从根部至顶部的截面的几何数据：截面号A-A至截面号O-O的截面总高度(L0)为712.5mm，轴向宽度(V)为133.02mm～39.47mm，弦长(b)为135.66mm～106.22mm，安装角(βy)为78.54°～21.20°，型线最大厚度(T)为18.94mm～5.39mm，进口角(α)为46.84°～155.55°，出口角(θ)为44.33°～21.32°，叶片工作部分(1)的根部直径(Φ)为1335mm，叶片工作部分(1)的排汽面积4.58m2，叶根(2)为斜齿枞树形叶根，叶根(2)的轴向宽度(W)为170mm，围带(3)的厚度(h)为20mm，围带(3)工作面轴向距离(B1)为45.49mm。
2.根据权利要求1所述的一种大功率联合循环汽轮机上用的712.5mm末级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)的高度(LX)分别为84.5mm、196mm、356.25mm、525.5mm、641mm处所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(V)依次分别为：126.04mm、116.43mm、96.91mm、70.43mm、51.11mm，所对应的弦长(b)依次分别为：134.91mm、134.69mm、130.62mm、123.64mm、113.97mm，所对应的安装角(βy)依次分别为：68.91°、59.58°、47.54°、34.5°、26.32°，所对应的型线最大厚度(T)依次分别为：14.61mm、11.59mm、8.41mm、6.77mm、5.88mm，所对应的进口角(α)依次分别为：62.24°、65.94°、93.99°、131.5°、150.05°，所对应的出口角(θ)依次分别为：40.23°、36.01°、30.68°、26.09°、22.47°。
3.根据权利要求2所述的一种大功率联合循环汽轮机上用的712.5mm末级动叶片，其特征在于：所述叶根(2)的总高度(K1)为57.85mm。
4.根据权利要求1所述的一种大功率联合循环汽轮机上用的712.5mm末级动叶片，其特征在于：所述凸台拉筋(4)的横截面为椭圆形，其长轴(f)为30mm，短轴(t)为20mm。
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