CN103510999B - 一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片 - Google Patents
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Abstract
一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片，它涉及一种燃气轮机用的涡轮第二级动叶片，以解决目前重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片空气动力效率低、使用寿命短、影响涡轮安全运行的问题，它包括叶片工作部分、围带和叶柄，围带、叶片工作部分和叶柄依次设置并铸造成一体，叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，沿叶片高度截面形状不同，截面积由根部至顶部逐渐增大，相邻两截面间有相对扭转；叶片工作部分从靠近根部至顶部的截面的几何数据：截面A-A至截面J-J的截面高度为0～377.70mm，轴向宽度为66.107～122.832mm，弦长为111.823～134.494mm，进气角为26.457°～89.648°，安装角为35.681°～68.786°，叶片工作部分的总高度为377.70mm。本发明用于重型燃气轮机的涡轮上。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃气轮机用的涡轮第二级动叶片。
背景技术
近年来，高效率燃气轮机逐渐提高燃烧室出口温度并努力改进各种涡轮构件的冷却。然而，由于受多个截面叶型型线包络成的叶片实体形状的影响，使得重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片空气动力效率低、使用寿命短、影响涡轮安全运行。
发明内容
本发明的目的是为解决目前重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片空气动力效率低、使用寿命短、影响涡轮安全运行的问题，进而提供一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片包括叶片工作部分、围带和叶柄，围带、叶片工作部分和叶柄依次设置并铸造成一体，叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，沿叶片高度截面形状不同，截面积由根部至顶部逐渐增大，相邻两截面间有相对扭转；叶片工作部分从靠近根部至顶部的截面的几何数据：截面A-A至截面J-J的截面高度为0～377.70mm，轴向宽度为66.107～122.832mm，弦长为111.823～134.494mm，进气角为26.457°～89.648°，安装角为35.681°～68.786°，型线最大厚度为10.817～31.725mm，出气边厚度为3.945～4.918mm，叶片工作部分的总高度为377.70mm。
本发明的有益效果是：本发明是以一维、准三维、全三维气动、热力分析计算该第二级动叶片的全三维设计，计算精度高，使得本发明的安全性和高效性有机结合，已保证在变工况下能安全高效运行，提高了叶片的空气动力效率，叶片的空气动力效率提高了1.7%-2.0%，延长了叶片使用寿命，使用寿命延长了1.3至1.5倍。
附图说明
图1是本发明的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片主视图，图2是图1的左视图，图3是叶片型线部分各截面断层叠合示意图；图4是叶片工作部分显示叶型参数Q、b、α、βy、T、δ的示意图，图5是图4的K处局部放大图，图6是图4的N处局部放大图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图6说明本实施方式，本实施方式的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片包括叶片工作部分1、围带2和叶柄3，围带2、叶片工作部分1和叶柄3依次设置并铸造成一体，叶片工作部分1的型线为变截面扭叶片，沿叶片高度截面形状不同，截面积由根部至顶部逐渐缩小，相邻两截面间有相对扭转；叶片工作部分1从靠近根部至顶部的截面的几何数据：截面A-A至截面J-J的截面高度h为0～377.70mm，轴向宽度Q为66.107～122.832mm，弦长b为111.823～134.494mm，进气角α为26.457°～89.648°，安装角βy为35.681°～68.786°，型线最大厚度T为10.817～31.725mm，出气边厚度δ为3.945～4.918mm，叶片工作部分1的总高度L为377.70mm。
本实施方式的重型燃气轮机的功率是200-250MW。
具体实施方式二：结合图2-图6说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1截面A-A的截面高度为0.00mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为122.832mm、弦长b为134.494mm、进气角α为26.457°、安装角βy为68.786°、型线最大厚度T为31.725mm、出气边厚度δ为4.918mm。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2-图6说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1截面B-B的截面高度为42.00mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为115.990mm、弦长b为129.477mm、进气角α为31.049°、安装角βy为65.764°、型线最大厚度T为27.163mm、出气边厚度δ为4.664mm。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图2-图6说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1截面C-C的截面高度为83.00mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为109.397mm、弦长b为125.032mm、进气角α为32.814°、安装角βy为62.475°、型线最大厚度T为22.792mm、出气边厚度δ为4.465mm。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图2-图6说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1截面D-D的截面高度为126.00mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为102.732mm、弦长b为121.111mm、进气角α为42.240°、安装角βy为58.684°、型线最大厚度T为18.778mm、出气边厚度δ为4.319mm。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图2-图6说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1截面E-E的截面高度为168.00mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为96.481mm、弦长b为118.444mm、进气角α为50.173°、安装角βy为54.644°、型线最大厚度T为15.934mm、出气边厚度δ为4.255mm。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图2-图6说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1截面F-F的截面高度为210.00mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为90.042mm、弦长b为116.562mm、进气角α为54.908°、安装角βy为50.457°、型线最大厚度T为13.825mm、出气边厚度δ为4.183mm。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：结合图2-图6说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1截面G-G的截面高度为252.00mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为83.576mm、弦长b为115.287mm、进气角α为60.121°、安装角βy为46.160°、型线最大厚度T为12.071mm、出气边厚度δ为4.105mm。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：结合图2-图6说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1截面H-H的截面高度h为294.00mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为77.527mm、弦长b为114.454mm、进气角α为69.589°、安装角βy为42.220°、型线最大厚度T为11.374mm、出气边厚度δ为4.029mm。其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。
具体实施方式十：结合图2-图6说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1截面I-I的截面高度为336.00mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为71.744mm、弦长b为113.224mm、进气角α为80.020°、安装角βy为38.812°、型线最大厚度T为11.511mm、出气边厚度δ为3.974mm；叶片工作部分1截面J-J的截面高度为377.70mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为66.107mm、弦长b为111.823mm、进气角α为89.648°、安装角βy为35.681°、型线最大厚度T为10.817mm、出气边厚度δ为3.945mm。其它组成及连接关系与具体实施方式九相同。
Claims (10)
1.一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片，所述动叶片包括叶片工作部分（1）、围带（2）和叶柄（3），围带（2）、叶片工作部分（1）和叶柄（3）依次设置并铸造成一体，叶片工作部分（1）的型线为变截面扭叶片，沿叶片高度截面形状不同，截面积由根部至顶部逐渐增大，相邻两截面间有相对扭转；其特征在于：叶片工作部分（1）从靠近根部至顶部的截面的几何数据：截面A-A至截面J-J的截面高度为0～377.70mm，轴向宽度（Q）为66.107～122.832mm，弦长（b）为111.823～134.494mm，进气角（α）为26.457°～89.648°，安装角（βy）为35.681°～68.786°，型线最大厚度（T）为10.817～31.725mm，出气边厚度（δ）为3.945～4.918mm，叶片工作部分（1）的总高度（L）为377.70mm。
2.根据权利要求1所述的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片，其特征在于：叶片工作部分（1）截面A-A的截面高度为0.00mm，该位置所对应的叶片工作部分（1）的轴向宽度（Q）为122.832mm、弦长（b）为134.494mm、进气角（α）为26.457°、安装角（βy）为68.786°、型线最大厚度（T）为31.725mm、出气边厚度（δ）为4.918mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片，其特征在于：叶片工作部分（1）截面B-B的截面高度为42.00mm，该位置所对应的叶片工作部分（1）的轴向宽度（Q）为115.990mm、弦长（b）为129.477mm、进气角（α）为31.049°、安装角（βy）为65.764°、型线最大厚度（T）为27.163mm、出气边厚度（δ）为4.664mm。
4.根据权利要求3所述的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片，其特征在于：叶片工作部分（1）截面C-C的截面高度为83.00mm，该位置所对应的叶片工作部分（1）的轴向宽度（Q）为109.397mm、弦长（b）为125.032mm、进气角（α）为32.814°、安装角（βy）为62.475°、型线最大厚度（T）为22.792mm、出气边厚度（δ）为4.465mm。
5.根据权利要求4所述的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片，其特征在于：叶片工作部分（1）截面D-D的截面高度为126.00mm，该位置所对应的叶片工作部分（1）的轴向宽度（Q）为102.732mm、弦长（b）为121.111mm、进气角（α）为42.240°、安装角（βy）为58.684°、型线最大厚度（T）为18.778mm、出气边厚度（δ）为4.319mm。
6.根据权利要求5所述的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片，其特征在于：叶片工作部分（1）截面E-E的截面高度为168.00mm，该位置所对应的叶片工作部分（1）的轴向宽度（Q）为96.481mm、弦长（b）为118.444mm、进气角（α）为50.173°、安装角（βy）为54.644°、型线最大厚度（T）为15.934mm、出气边厚度（δ）为4.255mm。
7.根据权利要求6所述的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片，其特征在于叶片工作部分（1）截面F-F的截面高度为210.00mm，该位置所对应的叶片工作部分（1）的轴向宽度（Q）为90.042mm、弦长（b）为116.562mm、进气角（α）为54.908°、安装角（βy）为50.457°、型线最大厚度（T）为13.825mm、出气边厚度（δ）为4.183mm。
8.根据权利要求7所述的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片，其特征在于叶片工作部分（1）截面G-G的截面高度为252.00mm，该位置所对应的叶片工作部分（1）的轴向宽度（Q）为83.576mm、弦长（b）为115.287mm、进气角（α）为60.121°、安装角（βy）为46.160°、型线最大厚度（T）为12.071mm、出气边厚度（δ）为4.105mm。
9.根据权利要求8所述的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片，其特征在于：叶片工作部分（1）截面H-H的截面高度为294mm，该位置所对应的叶片工作部分（1）的轴向宽度（Q）为77.527mm、弦长（b）为114.454mm、进气角（α）为69.589°、安装角（βy）为42.220°、型线最大厚度（T）为11.374mm、出气边厚度（δ）为4.029mm。
10.根据权利要求9所述的一种适用于重型燃气轮机的涡轮第二级动叶片，其特征在于叶片工作部分（1）截面I-I的截面高度为336.00mm，该位置所对应的叶片工作部分（1）的轴向宽度（Q）为71.744mm、弦长（b）为113.224mm、进气角（α）为80.020°、安装角（βy）为38.812°、型线最大厚度（T）为11.511mm、出气边厚度（δ）为3.974mm；叶片工作部分（1）截面J-J的截面高度为377.70mm，该位置所对应的叶片工作部分（1）的轴向宽度（Q）为66.107mm、弦长（b）为111.823mm、进气角（α）为89.648°、安装角（βy）为35.681°、型线最大厚度（T）为10.817mm、出气边厚度（δ）为3.945mm。
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