CN104265375B - 一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片 - Google Patents
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Abstract
一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片，本发明为解决目前重型中低热值燃机涡轮第一级动叶空气动力效率低、使用寿命短、影响涡轮安全运行的问题。叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，叶片工作部分从靠近根部至顶部的截面的几何数据：位于根部的截面A-A至截面G-G的截面高度为0～190.88mm，轴向宽度为99.406～126.307mm，弦长为126.029～134.572mm，进气角为27.392°～53.649°，安装角为52.625°～72.415°，型线最大厚度为22.633～39.910mm，出气边厚度为5.236～5.739mm。本发明用于重型中低热值燃气轮机的涡轮上。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃气轮机涡轮第一级动叶片，具体涉及一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片。
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，使得重型中低热值燃气轮机的涡轮第一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
本发明是为解决目前重型中低热值燃机涡轮第一级动叶空气动力效率低、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中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片。
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中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片包括叶片工作部分和叶柄，叶片工作部分和叶柄由上到下铸造成一体，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减小，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：位于根部的截面A-A至截面G-G的截面高度为0～190.88mm，轴向宽度为99.406～126.307mm，弦长为126.029～134.572mm，进气角为27.392°～53.649°，安装角为52.625°～72.415°，型线最大厚度为22.633～39.910mm，出气边厚度为5.236～5.739mm，叶片工作部分的总高度为190.88mm。
本发明具有以下有益效果：本发明是在以一维、准三维、全三维气动、热力分析计算该首级导叶的全三维设计，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1.9％～2.2％，延长了叶片使用寿命,，使用寿命延长了1.4至1.8倍。
附图说明
图1是本发明的一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片的主视图；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局部放大图，图6是图4的N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，本实施方式包括叶片工作部分(1)和叶柄2，叶片工作部分1和叶柄2由上到下铸造成一体，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减小，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：位于根部的截面A-A至截面G-G的截面高度H为0～190.88mm，轴向宽度Q为99.406～126.307mm，弦长b为126.029～134.572mm，进气角α为27.392°～53.649°，安装角βy为52.625°～72.415°，型线最大厚度T为22.633～39.910mm，出气边厚度δ为5.236～5.739mm，叶片工作部分1的总高度L为190.88mm。这样设计能保证叶片的最佳受力状态，并避免在叶根各齿根部和承载面出现应力峰值。
具体实施方式二：结合图1～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0mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为126.307mm、弦长b为134.572mm、进气角α为27.392°、安装角βy为72.415°、型线最大厚度T为39.910mm、出气边厚度δ为5.532mm。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～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30mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为121.968mm、弦长b为132.586mm、进气角α为30.121°、安装角βy为69.032°、型线最大厚度T为37.598mm、出气边厚度δ为5.739mm。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。
具体实施方式四：结合图1～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60mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为117.788mm、弦长b为130.622mm、进气角α为32.927°、安装角βy为65.991°、型线最大厚度T为34.220mm、出气边厚度δ为5.658mm。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。
具体实施方式五：结合图1～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90mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为113.708mm、弦长b为128.954mm、进气角α为39.320°、安装角βy为63.100°、型线最大厚度T为30.735mm、出气边厚度δ为5.509mm。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。
具体实施方式六：结合图1～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125mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为108.878mm、弦长b为127.570mm、进气角α为48.464°、安装角βy为59.539°、型线最大厚度T为27.511mm、出气边厚度δ为5.530mm。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。
具体实施方式七：结合图1～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160mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为103.930mm、弦长b为126.647mm、进气角α为53.242°、安装角βy为55.820°、型线最大厚度T为24.833mm、出气边厚度δ为5.622mm。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。
具体实施方式八：结合图1～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190.88mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度Q为99.406mm、弦长b为126.029mm、进气角α为53.649°、安装角βy为52.625°、型线最大厚度T为22.633mm、出气边厚度δ为5.236mm。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。
Claims (8)
1.一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片，所述动叶片包括叶片工作部分(1)和叶柄(2)，叶片工作部分(1)和叶柄(2)由上到下铸造成一体，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减小，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：位于根部的截面A-A至截面G-G的截面高度(H)为0～190.88mm，轴向宽度(Q)为99.406～126.307mm，弦长(b)为126.029～134.572mm，进气角(α)为27.392°～53.649°，安装角(βy)为52.625°～72.415°，型线最大厚度(T)为22.633～39.910mm，出气边厚度(δ)为5.236～5.739mm，叶片工作部分(1)的总高度(L)为190.88mm。
2.根据权利要求1所述的一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)截面A-A的截面高度为0mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(Q)为126.307mm、弦长(b)为134.572mm、进气角(α)为27.392°、安装角(βy)为72.415°、型线最大厚度(T)为39.910mm、出气边厚度(δ)为5.532mm。
3.根据权利要求1所述的一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)截面B-B的截面高度为30mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(Q)为121.968mm、弦长(b)为132.586mm、进气角(α)为30.121°、安装角(βy)为69.032°、型线最大厚度(T)为37.598mm、出气边厚度(δ)为5.739mm。
4.根据权利要求1所述的一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)截面C-C的截面高度为60mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(Q)为117.788mm、弦长(b)为130.622mm、进气角(α)为32.927°、安装角(βy)为65.991°、型线最大厚度(T)为34.220mm、出气边厚度(δ)为5.658mm。
5.根据权利要求1所述的一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)截面D-D的截面高度为90mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(Q)为113.708mm、弦长(b)为128.954mm、进气角(α)为39.320°、安装角(βy)为63.100°、型线最大厚度(T)为30.735mm、出气边厚度(δ)为5.509mm。
6.根据权利要求1所述的一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)截面E-E的截面高度为125mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(Q)为108.878mm、弦长(b)为127.570mm、进气角(α)为48.464°、安装角(βy)为59.539°、型线最大厚度(T)为27.511mm、出气边厚度(δ)为5.530mm。
7.根据权利要求1所述的一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)截面F-F的截面高度为160mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(Q)为103.930mm、弦长(b)为126.647mm、进气角(α)为53.242°、安装角(βy)为55.820°、型线最大厚度(T)为24.833mm、出气边厚度(δ)为5.622mm。
8.根据权利要求7所述的一种适用于重型中低热值燃气轮机的涡轮第一级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)截面G-G的截面高度为190.88mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(Q)为99.406mm、弦长(b)为126.029mm、进气角(α)为53.649°、安装角(βy)为52.625°、型线最大厚度(T)为22.633mm、出气边厚度(δ)为5.236mm。
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