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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