CN103485831A - 一种用于半转速核电汽轮机的1460mm动叶片 - Google Patents
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Abstract
一种用于半转速核电汽轮机的1460mm动叶片，它涉及一种大功率半转速核电汽轮机动叶片。以解决而截至目前为止，尚无适应百万半转速核电机组需要的汽轮机动叶片的问题。凸台拉筋位于叶片工作部分的中部，叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，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，叶片工作部分的高度为1460mm，叶片工作部分的根部轴向宽度为268mm，叶片工作部分的根部直径为2750mm，叶片工作部分的排汽面积19.31m2，叶根的轴向宽度为320mm，围带的厚度为30mm，围带工作面轴向距离为80mm。本发明用于功率在1000MW等级的半转速核电汽轮机组上。
Description
技术领域
本发明涉及一种大功率半转速核电汽轮机动叶片。
背景技术
面对核电的迅速发展，核电汽轮机组单机功率越来越大，需要更长的末级动叶片以适应百万半转速核电机组的需要。而截至目前为止，尚无适应百万半转速核电机组需要的汽轮机动叶片。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于半转速核电汽轮机的1460mm动叶片，以解决截至目前为止，尚无适应百万半转速核电机组需要的汽轮机动叶片的问题。
本发明为解决上述问题，采取的技术方案是：
一种用于半转速核电汽轮机的1460mm动叶片，它包括叶片工作部分、叶根、围带、凸台拉筋和司太立合金片；所述围带、叶片工作部分和叶根由上至下模锻成一体，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，即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，叶片工作部分的高度为1460mm，叶片工作部分的根部轴向宽度为268mm，叶片工作部分的根部直径为2750mm，叶片工作部分的排汽面积19.31m2，叶根为斜齿纵树形叶根，叶根的轴向宽度为320mm，围带的厚度为30mm，围带工作面轴向距离为80mm。
本发明的有益效果是：一、解决了国产半转速百万核电机组无合适末级叶片问题；二、本发明的用于半转速核电汽轮机的1460mm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，可适应大功率半转速核电汽轮机的需求；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，本发明已成功应用在百万等级的半转速核电汽轮机组上；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1460mm动叶片的流动效率和强度振动特性都达到最优。四、该百万等级的半转速核电汽轮机组的末级1460mm动叶片，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设计要求。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图，图2是围带3的俯视图，图3是叶片工作部分1各截面断层叠合示意图，图4是凸台拉筋4的俯视图（图中标记X表示凸台拉筋X轴，Y表示凸台拉筋Y轴），图5是叶片工作部分1典型横截面示意图，图6是图5的Ⅱ局部放大图，图7是图5的Ⅰ局部放大图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式的一种用于半转速核电汽轮机的1460mm动叶片，它包括叶片工作部分1、叶根2、围带3、凸台拉筋4和司太立合金片5；所述围带3、叶片工作部分1和叶根2由上至下模锻成一体，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，即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的高度（简称叶高）L为1460mm，叶片工作部分1的根部轴向宽度V为268mm，叶片工作部分1的根部直径为2750mm，叶片工作部分1的排汽面积19.31m2，叶根2为斜齿纵树形叶根，叶根2的轴向宽度W为320mm，围带3的厚度h为30mm，围带3工作面轴向距离B1为80mm。
本实施方式在装配整个动叶片时，叶根2处装入锁紧片避免叶片轴向蹿动；叶顶为自带冠阻尼围带；整个动叶片松装配（松装配就是相邻动叶片的围带3与围带3之间以及凸台拉筋4与凸台拉筋4之间不接触），运行时通过扭转恢复，相邻动叶片的围带3与围带3接触、凸台拉筋4与凸台拉筋4接触，使动叶片形成整圈连接。
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，本实施方式所述叶片工作部分1的根部轴向宽度V至叶片工作部分1的顶部轴向宽度V1的变化范围为268mm～75.2mm，叶片工作部分1几何数据如下：弦长b变化范围为269.19mm～190.19mm、安装角βy的变化范围为84.57°～21.52°、型线最大厚度T的变化范围为38.81mm～11.15mm、进口角α的变化范围为39.69°～152.37°，出口角θ的变化范围为43.91°～22.2°。采用上述结构参数，在保证动叶片的外形结构尺寸满足设计要求的同时，还可使动叶片容易装配。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1、图5、图6和图7说明本实施方式，本实施方式所述叶片工作部分1的高度L分别为172mm、428mm、730mm、994mm、1250mm处所对应的叶片工作部分1的轴向宽度V依次分别为：254.66mm、229.39mm、196.47mm、153.35mm、108.25mm，所对应的弦长b依次分别为：254.93mm、242.8mm、238.73mm、224.45mm、208.46mm，所对应的安装角βy依次分别为：77.75°、67.57°、55.16°、41.48°、30.02°，所对应的型线最大厚度T依次分别为：35.71mm、28.86mm、21.44mm、15.12mm、11.64mm，所对应的进口角α依次分别为：42.55°、50.47°、73.4°、101.48°、135.18°，所对应的出口角θ依次分别为：42.382°、39°、34.35°、28.84°、24.28°。采用上述结构参数，在保证动叶片的外形结构尺寸满足设计要求的同时，还可使动叶片容易装配。本实施方式未公开的技术特征与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：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K为130.88mm。这种结构使动叶片能牢固地装入轮缘，装配稳定、安全可靠。本实施方式未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：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，椭圆形凸台拉筋4的长轴f为60mm、短轴t为20mm。本实施方式未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
各截面具体参数如下表：
Claims (5)
1.一种用于半转速核电汽轮机的1460mm动叶片，它包括叶片工作部分（1）、叶根（2）、围带（3）、凸台拉筋（4）和司太立合金片（5）；所述围带（3）、叶片工作部分（1）和叶根（2）由上至下模锻成一体，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，即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）的高度（L）为1460mm，叶片工作部分（1）的根部轴向宽度（V）为268mm，叶片工作部分（1）的根部直径为2750mm，叶片工作部分（1）的排汽面积19.31m2，叶根（2）为斜齿纵树形叶根，叶根（2）的轴向宽度（W）为320mm，围带（3）的厚度（h）为30mm，围带（3）工作面轴向距离（B1）为80mm。
2.根据权利要求1所述一种用于半转速核电汽轮机的1460mm动叶片，其特征在于：所述叶片工作部分（1）的根部轴向宽度（V）至叶片工作部分（1）的顶部轴向宽度（V1）的变化范围为268mm～75.2mm，叶片工作部分（1）几何数据如下：弦长（b）变化范围为269.19mm～190.19mm、安装角（βy）的变化范围为84.57°～21.52°、型线最大厚度（T）的变化范围为38.81mm～11.15mm、进口角（α）的变化范围为39.69°～152.37°，出口角（θ）的变化范围为43.91°～22.2°。
3.根据权利要求2所述一种用于半转速核电汽轮机的1460mm动叶片，其特征在于：所述叶片工作部分（1）的高度（L）分别为172mm、428mm、730mm、994mm、1250mm处所对应的叶片工作部分（1）的轴向宽度（V）依次分别为：254.66mm、229.39mm、196.47mm、153.35mm、108.25mm，所对应的弦长（b）依次分别为：254.93mm、242.8mm、238.73mm、224.45mm、208.46mm，所对应的安装角（βy）依次分别为：77.75°、67.57°、55.16°、41.48°、30.02°，所对应的型线最大厚度（T）依次分别为：35.71mm、28.86mm、21.44mm、15.12mm、11.64mm，所对应的进口角（α）依次分别为：42.55°、50.47°、73.4°、101.48°、135.18°，所对应的出口角（θ）依次分别为：42.382°、39°、34.35°、28.84°、24.28°。
4.根据权利要求1所述一种用于半转速核电汽轮机的1460mm动叶片，其特征在于：所述叶根（2）的总高度（K）为130.88mm。
5.根据权利要求1所述一种用于半转速核电汽轮机的1460mm动叶片，其特征在于：所述凸台拉筋（4）的横截面为椭圆形，椭圆形凸台拉筋（4）的长轴（f）为60mm、短轴（t）为20mm。
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