CN103511001B - 一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶 - Google Patents

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Abstract

一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶，它涉及一种涡轮首级导叶。本发明为了解决现有的重型中低热值燃机的涡轮首级导叶仍然存在空气动力效率低、使用寿命短，甚至影响涡轮安全运行的问题。本发明的上端壁和下端壁上下设置，叶片工作部分设置在上端壁和下端壁之间，所述叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，且叶片工作部分的根部至顶部的横截面积逐渐增大，所述叶片工作部分的总高度为224.25mm，叶片工作部分的根部至顶部分为A-A、B-B、C-C、D-D、E-E、F-F、G-G和H-H八个截面，所述八个截面的高度为0-224.25mm，轴向宽度Q为121.038-143.679mm，弦长b为202.454-230.171mm，进气角α为85.758°-87.324°，安装角βy为38.570°-40.203°，型线最大厚度T为60.402-63.058mm，出气边厚度δ为2.990mm。本发明用于重型中低热值燃机。

Description

一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶
技术领域
本发明涉及一种涡轮首级导叶，具体涉及一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶。
背景技术
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃气的热能转变为有用功的动力机械，根据中国国内能源产业结构可知，中国天然气资源较少，而煤资源丰富。由煤提炼的中低热值燃料丰富，因此提高适用于中低热值燃料的重型燃机性能尤为重要，针对目前的中低热值重型燃气轮机涡轮导叶直接暴露在较高的热负荷环境中，对于200兆瓦-300兆瓦的重型中低热值燃机来讲，其涡轮首级导叶仍然存在空气动力效率低、使用寿命短，甚至影响涡轮安全运行的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的重型中低热值燃机的涡轮首级导叶仍然存在空气动力效率低、使用寿命短，甚至影响涡轮安全运行的问题，进而提供一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶。
本发明的技术方案是：一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶包括叶片工作部分、上端壁和下端壁，上端壁和下端壁上下设置，叶片工作部分设置在上端壁和下端壁之间，且叶片工作部分、上端壁和下端壁制成一体，所述叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，且叶片工作部分的根部至顶部的横截面积逐渐增大，所述叶片工作部分的总高度为224.25mm，叶片工作部分的根部至顶部分为A-A、B-B、C-C、D-D、E-E、F-F、G-G和H-H八个截面，叶片工作部分在截面A-A处的截面高度为0mm，在截面B-B处的截面高度为14.25mm，在截面C-C处的截面高度h为48.25mm，在截面D-D处的截面高度为82.25mm，在截面E-E处的截面高度为116.25mm，在截面F-F处的截面高度为150.25mm，在截面G-G处的截面高度为184.25mm，在截面H-H处的截面高度为224.25mm，叶片工作部分的轴向宽度Q为121.038-143.679mm，叶片工作部分的弦长b为202.454-230.171mm，叶片工作部分的进气角α为85.758°-87.324°，叶片工作部分的安装角βy为38.570°-40.203°，叶片工作部分的型线最大厚度T为60.402-63.058mm，叶片工作部分的出气边厚度δ为2.990mm。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1.本发明通过一维、准三维、全三维气动和热力分析计算该首级导叶的全三维参数，计算精度高，使得本发明的安全性和高效性有机结合，保证了1、在变工况下能够安全高效运行；2、考虑气膜冷却和叶片涂层的流动特性影响。通过首级导叶叶型参数的变化提高了叶片的空气动力效率1.5%—2.3%，首级导叶在高温高压环境中的使用寿命提高了1.2倍-1.5倍。
附图说明
图1是本发明的主视图；图2是图1的左视图；图3是叶片工作部分各截面断层叠合示意图；图4是叶型参数示意图；图5是图4在I处的局部放大图；图6是图4在J处的局部放大图。
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，本实施方式的一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶包括叶片工作部分1、上端壁2和下端壁3，上端壁2和下端壁3上下设置，叶片工作部分1设置在上端壁2和下端壁3之间，且叶片工作部分1、上端壁2和下端壁3制成一体，所述叶片工作部分1的型线为变截面扭叶片，且叶片工作部分1的根部至顶部的横截面积逐渐增大，所述叶片工作部分1的总高度为224.25mm，叶片工作部分1的根部至顶部分为A-A、B-B、C-C、D-D、E-E、F-F、G-G和H-H八个截面，叶片工作部分1在截面A-A处的截面高度为0mm，在截面B-B处的截面高度为14.25mm，在截面C-C处的截面高度h为48.25mm，在截面D-D处的截面高度为82.25mm，在截面E-E处的截面高度为116.25mm，在截面F-F处的截面高度为150.25mm，在截面G-G处的截面高度为184.25mm，在截面H-H处的截面高度为224.25mm，叶片工作部分1的轴向宽度Q为121.038-143.679mm，叶片工作部分1的弦长b为202.454-230.171mm，叶片工作部分1的进气角α为85.758°-87.324°，叶片工作部分1的安装角βy为38.570°-40.203°，叶片工作部分1的型线最大厚度T为60.402-63.058mm，叶片工作部分1的出气边厚度δ为2.990mm。
具体实施方式二：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1在截面A-A处的轴向宽度Q为121.038mm、弦长b为202.454mm、进气角α为87.324°、安装角βy为38.570°、型线最大厚度T为60.402mm、出气边厚度δ为2.990mm。其它组成和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-图4说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1在截面B-B处的轴向宽度Q为122.490mm、弦长b为204.099mm、进气角α为87.223°、安装角βy为38.685°、型线最大厚度T为60.676mm、出气边厚度δ为2.990mm。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1在截面C-C处的轴向宽度Q为125.949mm、弦长b为208.158mm、进气角α为86.885°、安装角βy为38.953°、型线最大厚度T为61.234mm、出气边厚度δ为2.990mm。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1在截面D-D处的轴向宽度Q为129.403mm、弦长b为212.314mm、进气角α为86.583°、安装角βy为39.214°、型线最大厚度T为61.658mm、出气边厚度δ为2.990mm。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1在截面E-E处的轴向宽度Q为132.863mm、弦长b为216.520mm、进气角α为86.455°、安装角βy为39.467°、型线最大厚度T为62.024mm、出气边厚度δ为2.990mm。其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1在截面F-F处的轴向宽度Q为136.321mm、弦长b为220.795mm、进气角α为85.973°、安装角βy为39.711°、型线最大厚度T为62.248mm、出气边厚度δ为2.990mm。其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1在截面G-G处的轴向宽度Q为139.728mm、弦长b为225.093mm、进气角α为85.758°、安装角βy为39.944°、型线最大厚度T为62.647mm、出气边厚度δ为2.990mm。其它组成和连接关系与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1在截面H-H处的轴向宽度Q为143.679mm、弦长b为230.171mm、进气角α为86.640°、安装角βy为40.203°、型线最大厚度T为63.058mm、出气边厚度δ为2.990mm。其它组成和连接关系与具体实施方式八相同。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明的，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，以及应用到本发明未提及的领域中，当然，这些依据本发明精神所做的变化都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶，它包括叶片工作部分(1)、上端壁(2)和下端壁(3)，上端壁(2)和下端壁(3)上下设置，叶片工作部分(1)设置在上端壁(2)和下端壁(3)之间，且叶片工作部分(1)、上端壁(2)和下端壁(3)制成一体，其特征在于：所述叶片工作部分(1)的根部至顶部的横截面积逐渐增大，所述叶片工作部分(1)的总高度为224.25mm，叶片工作部分(1)的根部至顶部分为A-A、B-B、C-C、D-D、E-E、F-F、G-G和H-H八个截面，叶片工作部分(1)在截面A-A处的截面高度为0mm，在截面B-B处的截面高度为14.25mm，在截面C-C处的截面高度h为48.25mm，在截面D-D处的截面高度为82.25mm，在截面E-E处的截面高度为116.25mm，在截面F-F处的截面高度为150.25mm，在截面G-G处的截面高度为184.25mm，在截面H-H处的截面高度为224.25mm，叶片工作部分(1)的轴向宽度(Q)为121.038-143.679mm，叶片工作部分(1)的弦长(b)为202.454-230.171mm，叶片工作部分(1)的进气角(α)为85.758°-87.324°，叶片工作部分(1)的安装角(βy)为38.570°-40.203°，叶片工作部分(1)的型线最大厚度(T)为60.402-63.058mm，叶片工作部分(1)的出气边厚度(δ)为2.990mm。
2.根据权利要求1所述一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶，其特征在于：叶片工作部分(1)在截面A-A处的轴向宽度(Q)为121.038mm、弦长(b)为202.454mm、进气角(α)为87.324°、安装角(βy)为38.570°、型线最大厚度(T)为60.402mm、出气边厚度(δ)为2.990mm。
3.根据权利要求2所述一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶，其特征在于：叶片工作部分(1)在截面B-B处的轴向宽度(Q)为122.490mm、弦长(b)为204.099mm、进气角(α)为87.223°、安装角(βy)为38.685°、型线最大厚度(T)为60.676mm、出气边厚度(δ)为2.990mm。
4.根据权利要求3所述一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶，其特征在于：叶片工作部分(1)在截面C-C处的轴向宽度(Q)为125.949mm、弦长(b)为208.158mm、进气角(α)为86.885°、安装角(βy)为38.953°、型线最大厚度(T)为61.234mm、出气边厚度(δ)为2.990mm。
5.根据权利要求4所述一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶，其特征在于：叶片工作部分(1)在截面D-D处的轴向宽度(Q)为129.403mm、弦长(b)为212.314mm、进气角(α)为86.583°、安装角(βy)为39.214°、型线最大厚度(T)为61.658mm、出气边厚度(δ)为2.990mm。
6.根据权利要求5所述一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶，其特征在于：叶片工作部分(1)在截面E-E处的轴向宽度(Q)为132.863mm、弦长(b)为216.520mm、进气角(α)为86.455°、安装角(βy)为39.467°、型线最大厚度(T)为62.024mm、出气边厚度(δ)为2.990mm。
7.根据权利要求6所述一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶，其特征在于：叶片工作部分(1)在截面F-F处的轴向宽度(Q)为136.321mm、弦长(b)为220.795mm、进气角(α)为85.973°、安装角(βy)为39.711°、型线最大厚度(T)为62.248mm、出气边厚度(δ)为2.990mm。
8.根据权利要求7所述一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶，其特征在于：叶片工作部分(1)在截面G-G处的轴向宽度(Q)为139.728mm、弦长(b)为225.093mm、进气角(α)为85.758°、安装角(βy)为39.944°、型线最大厚度(T)为62.647mm、出气边厚度(δ)为2.990mm。
9.根据权利要求8所述一种用于重型中低热值燃机的涡轮首级导叶，其特征在于：叶片工作部分(1)在截面H-H处的轴向宽度(Q)为143.679mm、弦长(b)为230.171mm、进气角(α)为86.640°、安装角(βy)为40.203°、型线最大厚度(T)为63.058mm、出气边厚度(δ)为2.990mm。
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