CN201581936U - 大型60Hz汽轮机专用末级叶片 - Google Patents

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张秋鸿
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刘长春
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Abstract

大型60Hz汽轮机专用末级叶片，它涉及一种汽轮机叶片。本实用新型为解决现有末级叶片质量不稳定、效率低、影响汽轮机的安全运行的问题。本实用新型的围带、叶片工作部分和叶根由上到下模锻成一体，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，叶片工作部分从根部至顶部的截面面积逐渐减小，叶片工作部分的高度为858mm，叶片工作部分的根部轴向宽度为199.47mm，叶根为斜齿纵树形叶根，其轴向宽度为260mm，围带的厚度为20mm，围带工作面轴向距离为33.42mm。本实用新型可作为功率变化范围300MW～600MW等级的亚临界、超临界60Hz汽轮机组的末级叶片。

Description

大型60Hz汽轮机专用末级叶片
技术领域
本实用新型涉及一种汽轮机叶片。
背景技术
目前，国外很多国家电网都是60Hz，而国内现有机组以50Hz的居多，由于60Hz大型汽轮机机组运行时的转速比50Hz汽轮机大，所以，要求叶片在强度振动等性能方面更好，在安全性方面要求更为严格。末级叶片通常所处的环境比较恶劣，因此，对它的强度振动和安全性能要求更为严格。现有末级叶片质量不稳定、效率低、使用寿命短，已严重影响了汽轮机的安全运行。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决现有末级叶片质量不稳定、效率低、影响汽轮机的安全运行的问题，提供一种大型60Hz汽轮机专用末级叶片。
本实用新型由叶片工作部分、叶根、围带和凸台拉筋组成，围带、叶片工作部分和叶根由上到下模锻成一体，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，叶片工作部分的高度为858mm，叶片工作部分的根部轴向宽度为199.47mm，叶根为斜齿纵树形叶根，其轴向宽度为260mm，围带的厚度为20mm，围带工作面轴向距离为33.42mm。
本实用新型具有以下优点：一、本实用新型的叶片工作部分1在设计中应用最新的三元流技术进行流场设计，静叶采用后加载叶型，复合弯扭叶片、动叶采用先进的跨音速叶型，动叶沿叶高反扭，改善叶高的分布，大幅度地减少径向和端部二次流损失，型线速度分布合理，没有分离现象，激波损失很小，使末级根部反动度提高到35％，利于变工况运行，提高了低负荷运行能力和安全性，改善了机组调峰性能，同时可以降低导叶汽封的漏汽损失；通过合理控制858mm叶片根部反动度、适当采用负攻角等措施，从而保证机组在变工况下，安全高效的运行。二、本实用新型具有装配方便，排汽面积大，余速损失更小；有利于动调频，消除过去铆接围带造成的应力集中、半剖拉筋容易开裂，使得运行安全可靠。三、本实用新型可作为功率变化范围300MW～600MW等级的亚临界、超临界60Hz汽轮机组的末级叶片。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构主视图，图2是图1的左视图，图3是本实用新型的俯视结构示意图，图4是叶片工作部分1各截面断层叠合示意图，图5是图1的P-P剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1~图3说明本实施方式，本实施方式由叶片工作部分1、叶根2、围带3和凸台拉筋4组成，围带3、叶片工作部分1和叶根2由上到下模锻成一体，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的高度L为858mm，叶片工作部分1的根部轴向宽度B为199.47mm，叶根2为斜齿纵树形叶根，其轴向宽度W为260mm，围带3的厚度h为20mm，围带3工作面轴向距离B1为33.42mm。本实用新型采用了弯扭联合成形全三维设计，动叶沿叶高反扭形成复合弯扭长叶片级，整圈凸台拉筋4可以使叶片具有更好的气动性能，另外在扭转恢复的作用下能更好的形成整圈，提高叶片刚性，不存在拉筋开焊；叶片顶部采用自带围带，顶部可装配多片气封齿，防止了漏气，减少了损失，使机组效率得到提高；叶根2采用斜齿枞树型叶根，它具有承载能力高，安装方便，且叶轮轴向宽度小的优点，采用斜齿型叶根可以保证在装配时可以整圈一起装入。
具体实施方式二：结合图1、图3和图5说明本实施方式，本实施方式的变截面扭叶片截面的几何数据：叶片工作部分1的根部轴向宽度B至叶片工作部分1的顶部轴向宽度B1的变化范围为199.467mm～29.559mm、弦长b的变化范围为201.278～129.243mm、安装角βy的变化范围为82.827～12.789°、型线最大厚度T的变化范围为22.876～5.054mm、出汽边厚度δ的变化范围为2.033～1.495mm。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和图4说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1的根部截面A A至叶片工作部分1的顶部截面M M的高度L为0～858mm、截面面积为35.343～4.242cm2，叶片工作部分1的高度L分别为219.211mm、438.422mm、648.044mm处所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B依次分别为：126.698mm、81.573mm、49.079mm，所对应的弦长b依次分别为：136.918mm、121.4mm、123.220mm，所对应的安装角鈟依次分别为：68.175°、42.192°、23.117°，所对应的型线最大厚度T依次分别为：22.162mm、14.739mm、5.539mm，所对应的出汽边厚度δ依次分别为：2.034mm、2.034mm、1.804mm。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和图2说明本实施方式，本实施方式的叶根2的高度K为70～80mm。这种结构可以保证在装配时可以整圈一起装入，装配稳定、安全可靠。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
各截面具体参数如下表：
截面号  轴向宽度 B mm 弦长 b mm  出气边厚度 δ mm  安装角 βy °  型线最大 厚度T mm  叶片高度  L mm  截面面积  cm
A-A  199.467  201.278  2.033  82.827  22.876  0  35.343
B-B  175.102  177.31  2.034  81.506  22.884  52.28  29.735
C-C  155.641  159.409  2.034  78.073  22.844  109.564  25.853
D-D  126.698  136.918  2.034  68.175  22.162  219.211  20.025
E-E  101.942  124.966  2.034  54.894  19.393  328.775  15.199
F-F  90.586  122.134  2.034  47.969  17.044  386.058  12.915
G-G  81.573  121.4  2.034  42.192  14.739  438.422  11.001
H-H  73.576  121.378  2.033  37.181  12.197  488.451  8.936
I-I  65.088  121.778  1.992  32.074  8.857  543.233  7.273
J-J  49.079  123.220  1.804  23.117  5.539  648.044  5.084
K-K  38.681  125.490  1.681  17.536  5.065  752.939  4.38
L-L  32.185  128.326  1.562  14.09  5.064  827.065  4.382
M-M  29.559  129.243  1.495  12.789  5.054  858  4.242

Claims (4)

1.一种大型60Hz汽轮机专用末级叶片，它由叶片工作部分(1)、叶根(2)、围带(3)和凸台拉筋(4)组成，围带(3)、叶片工作部分(1)和叶根(2)由上到下模锻成一体，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，其特征在于：叶片工作部分(1)的高度(L)为858mm，叶片工作部分(1)的根部轴向宽度(B)为199.47mm，叶根(2)为斜齿纵树形叶根，其轴向宽度(W)为260mm，围带(3)的厚度(h)为20mm，围带(3)工作面轴向距离(B1)为33.42mm。
2.根据权利要求1所述的大型60Hz汽轮机专用末级叶片，其特征在于：变截面扭叶片截面的几何数据：叶片工作部分(1)的根部轴向宽度(B)至叶片工作部分(1)的顶部轴向宽度(B1)的变化范围为199.467mm～29.559mm、弦长(b)的变化范围为201.278～129.243mm、安装角(βy)的变化范围为82.827～12.789°、型线最大厚度(T)的变化范围为22.876～5.054mm、出汽边厚度(δ)的变化范围为2.033～1.495mm。
3.根据权利要求2所述的大型60Hz汽轮机专用末级叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)的根部截面(A-A)至叶片工作部分(1)的顶部截面(M-M)的高度(L)为0～858mm、截面面积为35.343～4.242cm2，叶片工作部分(1)的高度(L)分别为219.211mm、438.422mm、648.044mm处所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)依次分别为：126.698mm、81.573mm、49.079mm，所对应的弦长(b)依次分别为：136.918mm、121.4mm、123.220mm，所对应的安装角(鈟)依次分别为：68.175°、42.192°、23.117°，所对应的型线最大厚度(T)依次分别为：22.162mm、14.739mm、5.539mm，所对应的出汽边厚度(δ)依次分别为：2.034mm、2.034mm、1.804mm。
4.根据权利要求3所述的大型60Hz汽轮机专用末级叶片，其特征在于：叶根(2)的高度(K)为70～80mm。
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