CN201606119U

CN201606119U - 一种大型汽轮机末级叶片

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Publication number: CN201606119U
Application number: CN2009202778214U
Authority: CN
Inventors: 徐星仲; 李宝清; 徐克鹏; 王胜利; 安俊伟; 陈春峰; 王武刚; 张建英
Original assignee: FULL DIMENSION POWER TECH Co Ltd
Current assignee: FULL DIMENSION POWER TECH Co Ltd
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2019-11-25

Abstract

一种大型汽轮机末级动叶片，叶片型线部分的高度为902mm，叶片型线为变截面扭叶片，沿叶片高度截面形状不同，截面面积减小，且相邻两截面之间有扭转；叶根为高强度圆弧枞树型叶根，叶根轴向宽度为190mm，叶根的总高度为59.37mm，装配方便；叶顶部分的拉筋和围带分别为自带凸台阻尼拉筋、自带冠阻尼围带，拉筋距根部型线的距离为541.2mm，自带冠围带，可以装配多片汽封齿，有效防止漏气，提高了机组效率，改变了过去拱形围带易断裂的缺陷，不存在铆接造成的应力集中现象。本实用新型叶片可作为300MW-600MW等级的亚临界、超临界汽轮机组的末级叶片，无论经济性还是强度振动特性、静强度及安全性均达到先进水平。

Description

一种大型汽轮机末级叶片

技术领域

本实用新型涉及汽轮机叶片，特别是大型汽轮机末级叶片。

背景技术

对于大功率蒸汽轮机来说，末级动叶的出力几乎占到了整机出力的10％还多。因此末级动叶的性能对汽轮机的热力性能，低压缸效率有着显著的影响。开发末级长叶片成为国内外汽轮机行业的重要课题。设计低压末级长叶片要求符合特定的气动力学和强度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种汽轮机末级叶片，以解决现有大型汽轮机末级叶片工作效率低、工作安全性差的问题，该汽轮机末级叶片，可供大型汽轮机使用，运行安全可靠，工作效率高。

为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种大型汽轮机末级叶片，包括叶型部分、叶根部分、叶顶部分；其叶片型线为变截面扭叶片，沿叶片高度由根部至顶部的截面面积逐渐减小，相邻两截面之间有扭转；其中，

叶片型线部分：高度为902mm，根部轴向宽度(B0)为175.33mm，顶轴向宽度(B2)为33.92mm；叶片型线部分从根部至顶部的截面几何数据：截面号(A-A)到截面号(U-U)的截面高度为0～902mm，轴向宽度为175.33～33.92mm，弦长为179.14～106.71mm，安装角为78.305°～17.802°，几何出汽角为29.62°～14.238°，几何进汽角为47.8806°～-72.6121°，最大厚度为20.56～4.21mm，出汽边厚度为2.96～1.15mm；

叶根部分为高强度的圆弧枞树形叶根，叶片的装配方式为轴向装配，叶根的总高度(H1)为59.37mm，轴向宽度为190mm；

叶顶部分的拉筋和围带分别为自带凸台阻尼拉筋、自带冠阻尼围带，

拉筋凸台为阶梯式椭圆体。

所述的大型汽轮机末级叶片，其还包括定位销、定位螺钉，在叶片与轮缘装配时使用；定位销是阶梯状圆柱体，定位螺钉是圆头紧钉螺钉；在叶根上设有与定位销相适配的凹槽，最后装入的那只叶片配有与定位螺钉相适配的通孔，在叶轮上相应位置上配有与定位销相适配的凹槽及与定位螺钉相适配的通孔。

所述的大型汽轮机末级叶片，其叶片装配时，先装入第一只叶片(8)，并装入定位销，然后按顺序装入背弧侧叶片，装入时从出汽侧装入，每装入一只叶片装入一只定位销，然后装到最后一只叶片(9)时，从进汽侧装入。最后一只叶片(9)装入时，围带和拉筋凸台相互干涉，要把两侧叶片撑开，将最后一只叶片挤入到位，最后一只叶片(9)的轴向定位靠定位螺钉，拧紧螺钉后铆牢。

所述的大型汽轮机末级叶片，其所述叶顶相邻围带工作面A、B之间的间隙(W1)为0～0.5mm，相邻凸台拉筋工作面C、D之间的间隙(W2)为0～0.4mm。

所述的大型汽轮机末级叶片，其所述叶顶部分的拉筋位置距根部型线的距离(H3)为541.2mm；M-M截面凸台拉筋工作面切向的距离(J)为51.508mm。

本实用新型的优点是：一.本实用新型通过设计专用强化叶型，合理控制叶片根部反动度及反动度沿叶高的分布等办法，从而使该叶片设计的安全性和高效性有机地结合起来。二.本实用新型的末级叶片采用围带(1)、叶片型线部分(2)与叶根(4)为一体的结构形式，装配十分方便。静态时，连接件间有间隙，工作时，在离心力的作用下，通过扭转恢复使动叶片形成整圈连接。三.本实用新型的叶片顶部采用自带围带，不存在铆接造成的应力集中问题，减少损失，顶部可装配多片汽封齿，防止漏气，提高机组效率。四.本实用新型采用钎焊司太利合金片的方法来防止水蚀磨损对叶片安全及机组经济性的不利影响。五.本实用新型采用圆弧枞树形叶根，叶片的装配方式为轴向装配，装配十分方便，叶片与叶轮的轴向定位采用定位销和定位螺钉的方式。六.本实用新型采用凸台拉筋的结构，增大了振动阻尼，消除了发生B0型振动的可能性。七.本实用新型采用骨型围带的结构，大大降低了围带的离心拉应力，从而提高了叶片运行的安全性。八.骨形围带(1)与型线部分(2)的顶部型线采用特殊的过渡方式，使司太立合金片(5)能够伸入围带部分，通过围带间的搭接，合金片的端部被围带保护，水滴不会直接冲蚀合金片的端部叶型部分，提高了叶片的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的一种大型汽轮机末级叶片整体结构示意图；

图2为图1的V-V剖视图；

图3为图2的俯视图；

图4为叶片型线部分的俯视图；

图5为本实用新型一种大型汽轮机末级叶片的叶栅通道示意图；其中：图5a、图5b、图5c分别为叶片根部、叶片中部、叶片顶部截面的叠合图；

图6为凸台拉筋间隙示意图；

图7为叶顶围带间隙示意图；

图8为本实用新型的动叶片型线叠合图；

图9为叶根与叶轮轮缘轴向定位方式示意图；其中：

图9a为叶片的装配示意图；

图9b为图9a中A-A处的剖视图，表示定位销6、定位螺钉7与叶片、轮缘的装配关系；

图9c为定位销的结构简图；

图9d为定位螺钉的结构简图。

具体实施方式

见图1、2、3、4所示，一种大型汽轮机末级叶片，它由骨型围带1、叶片型线部分2、凸台拉筋3和叶根4组成。围带1、叶片型线部分2和和叶根4由上到下模锻成一体，凸台拉筋3与叶片型线部分2制成一体。

叶片型线部分2为变截面弯扭叶片，叶片型线部分2由根部至顶部的截面面积逐渐减小，相邻两截面之间有扭转。叶片型线部分2的高度(H2)为902mm，叶片型线部分2的根部轴向宽度(B0)为175.33mm，叶片型线部分2的顶轴向宽度(B2)为33.92mm。

叶片型线部分2从根部至顶部的截面几何数据：截面号(A-A)到截面号(U-U)的截面高度为0～902mm，轴向宽度B为175.33～33.92mm，弦长b为179.14～106.71mm，安装角为78.305°～17.802°，几何出汽角为29.62°～14.238°，几何进汽角为47.8806°～-72.6121°，最大厚度(O)为20.56～4.21mm，出汽边厚度(δ)为2.96～1.15mm。

叶片顶部包括围带部分、拉筋部分。自带围带1，不存在铆接造成的应力集中问题，减少损失，顶部可装配多片汽封齿，防止漏气，提高机组效率。采用骨型围带的结构，大大降低了围带的离心拉应力，从而提高了叶片运行的安全性。骨形围带1与型线部分2的顶部型线采用特殊的过渡方式，使司太立合金片5能够伸入围带部分，通过围带间的搭接，合金片的端部被围带保护，水滴不会直接冲蚀合金片的端部叶型部分，提高了叶片的安全性。

叶片根部为K型通道叶栅，中部为收缩型通道叶栅，顶部为缩放通道叶栅(详见图5所示，其中，图5a、图5b、图5c分别为叶片根部、叶片中部、叶片顶部截面的叠合图)。

叶根4为圆弧形枞树型叶根，轴向宽度(B1)为190mm。叶根的总高度(H1)为59.37mm。

凸台拉筋3为阶梯式椭圆体，增大了振动阻尼，消除了发生B0型振动的可能性。凸台拉筋3的位置距根部型线的距离(H3)为541.2mm。M-M截面凸台拉筋3工作面切向的距离(J)为51.508mm。

叶顶相邻围带1工作面A、B之间的间隙W1为0～0.5mm，相邻凸台拉筋3工作面之间C、D的间隙W2为0～0.4mm(详见图6、7所示)。

叶片的装配方式为轴向装配，装配十分方便。静态时，连接件间有间隙，工作时，在离心力的作用下，通过扭转恢复使动叶片形成整圈连接。

见图9，其中，图9a为叶片的装配示意图，图9b为图9a中A-A处的剖视图，表示定位销6、定位螺钉7与叶片、轮缘的装配关系，图9c为定位销的结构简图，图9d为定位螺钉的结构简图。如图所示，定位销6是阶梯状圆柱体，定位螺钉7是圆头紧钉螺钉。

在叶根4上设有与定位销6相适配的凹槽，最后装入的那只叶片9配有与定位螺钉7相适配的通孔，在叶轮上相应位置上配有与定位销6相适配的凹槽及与定位螺钉7相适配的通孔。

装配叶片时，先装入第一只叶片8，并装入定位销6，然后按顺序装入背弧侧叶片，装入时从出汽侧装入，每装入一只叶片装入一只定位销6，然后装到最后一只叶片9时，从进汽侧装入。最后一只叶片9装入时，围带1和凸台拉筋3相互干涉，要把两侧叶片撑开，将最后一只叶片9挤入到位。最后一只叶片9的轴向定位靠定位螺钉7，拧紧螺钉7后铆牢。

归纳起来，本实用新型的一种大型汽轮机末级叶片，包括叶片型线部分2、叶根部分、叶顶部分。其中：

(1)动叶型线为变截面扭叶片，沿叶片高度由根部至顶部的截面面积逐渐减小，相邻两截面之间有扭转。

(2)叶根为高强度的圆弧枞树形叶根，叶片的装配方式为轴向装配，叶片与叶轮的轴向定位采用定位销和定位螺钉的方式。

(3)叶顶部分的拉筋和围带分别为自带凸台阻尼拉筋、自带冠阻尼围带。

见图8，其中，A-A，K-K，U-U表示截面号，各截面的具体参数，如表1所示：

表1

截面	截面高	轴向宽	弦长	安装	几何	几何进	最大	出汽
									号	度L(mm)	度B(mm)	b(mm)	角度	出汽角度	汽角度	厚度O(mm)	边厚度δ(mm)
A-A	0.0	175.280	179.140	78.305	29.620	47.8806	20.56	2.96
									C-C	90.2	160.150	167.518	72.676	29.161	47.2799	18.31	2.82
E-E	180.4	143.863	155.4	67.149	28.802	43.6379	16.75	2.59
									G-G	270.6	127.605	143.66	61.976	28.928	40.4130	15.89	2.31
I-I	360.8	113.182	135.978	55.759	28.796	23.2717	14.92	2.05
									K-K	451.0	99.701	132.549	48.378	29.026	0.5213	13.33	1.86
M-M	541.2	86.446	132.001	40.864	28.459	-23.0733	10.77	1.67
									O-O	631.4	73.426	133.823	31.838	24.405	-45.5472	8.66	1.5
Q-Q	721.6	59.974	128.583	25.634	20.118	-55.3660	6.76	1.25
									S-S	811.8	46.134	118.473	20.949	16.578	-67.1354	5.78	1.16
U-U	902.0	33.923	106.710	17.802	14.238	-72.6121	4.21	1.15

Claims

1.一种大型汽轮机末级叶片，包括叶型部分、叶根部分、叶顶部分；其特征在于：叶片型线为变截面扭叶片，沿叶片高度由根部至顶部的截面面积逐渐减小，相邻两截面之间有扭转；其中：

叶片型线部分：高度为902mm，根部轴向宽度(B0)为175.33mm，顶轴向宽度(B2)为33.92mm；叶片型线部分从根部至顶部的截面几何数据：截面号(A-A)到截面号(U-U)的截面高度为0～902mm，轴向宽度为175.33～33.92mm，弦长为179.14～106.71mm，安装角为78.305°～17.802°，几何出汽角为29.62°～14.238°，几何进汽角为47.8806°～一72.6121°，最大厚度为20.56～4.21mm，出汽边厚度为2.96～1.15mm；

拉筋凸台为阶梯式椭圆体。

2.根据权利要求1所述的大型汽轮机末级叶片，其特征在于：还包括定位销、定位螺钉，在叶片与轮缘装配时使用；定位销是阶梯状圆柱体，定位螺钉是圆头紧钉螺钉；在叶根上设有与定位销相适配的凹槽，最后装入的那只叶片配有与定位螺钉相适配的通孔，在叶轮上相应位置上配有与定位销相适配的凹槽及与定位螺钉相适配的通孔。

3.根据权利要求1所述的大型汽轮机末级叶片，其特征在于：所述叶顶相邻围带工作面A、B之间的间隙(W1)为0～0.5mm，相邻凸台拉筋工作面C、D之间的间隙(W2)为0～0.4mm。

4.根据权利要求1所述的大型汽轮机末级叶片，其特征在于：所述叶顶部分的拉筋位置距根部型线的距离(H3)为541.2mm；M-M截面凸台拉筋工作面切向的距离(J)为51.508mm。