CN203374321U - 低压转子的动叶片 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及低压转子的动叶片，其包括叶顶部（10）、叶型部（20）和叶根部（30），该动叶片采用自带冠动叶叶型，使汽轮机中汽道上下流速分布合理，减少了动叶损失，根据现代汽轮机的设计思想，采用了粗壮可靠的大刚性叶根；强度设计时直接考核相对动应力，引入调频和不调频叶片的动强度安全准则；动叶轴向宽度大，叶片和叶根刚性好。

Description

低压转子的动叶片
技术领域
本实用新型涉及凝汽器的低压缸中转子上的动叶片，具体而言，涉及一种低压转子的动叶片。 
背景技术
大容量汽轮机，其低压缸的功率约占整机容量的35%左右，现在技术中在实施“低压缸双背压双转子互换循环水供热”改造、实现“纯凝-背压双运行模式”后，低压缸排汽容积流量比原设计值减少10倍，造成末级叶片动应力迅速增加，并导致排汽温度升高，对末级叶片的安全性造成威胁，甚至发生末级叶片断裂事故。同时由于末级涡流的增加，导致叶根水蚀破坏，安全性下降。 
另外，由于低压缸末级排汽容积流量的降低，将会使运行工况进入叶片颤振区，导致叶片强迫振动造成疲劳破坏。同时由于叶片冲角严重偏离设计值，造成效率大幅度下降和排汽过热。 
与常规湿冷机组相比，汽轮机在低真空供热时，其运行背压要远高于湿冷机组，高背压使得末级的蒸汽干度增大，设计工况下，常规中间再热湿冷机组的过渡区（威尔逊区）通常处于次末级，末级处于湿蒸汽区，而在在低真空供热时末级已经处于过渡区。 
在高背压、小负荷时，末级叶片焓降减小，相对容积流量小，容易产生鼓风损失，而且出现很不均匀的流动，在叶根附近甚至产生倒流、脱流、涡流等现象，对叶片产生扰动力，使叶片的交变动态应力明显增加。 
实用新型内容
为了解决现有技术存在的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种低压转子的动叶片，在气动设计中采用根部高反动度设计，并控制反动度沿叶高缓慢变化，在叶顶不至于过高，保证在规定运行范围内叶片出口不发生回流，避免因叶片根部回流导致的叶片出汽边根部水蚀和高背压工况下大面积分离的发生，使其具有了良好的气动性能；在结构设计中通过适当的叶片材料选择、叶片型线设计以及叶片连接型式，使其能够承受小容积流量下可能发生的脱流、倒流等引发的交变动应力，具有较高的强度、刚度、良好的阻尼特性和频率特性以及较低的动应力水平。在末级叶片强度设计时，选取较低的运行背压作为末级叶片的危险工况来校核叶片强度，以保证末级叶片在低真空供热运行时具有足够的安全裕度。 
一种低压转子的动叶片，所述动叶片设置在低压转子的叶轮上。 
优选的是，所述低压转子包括主轴，主轴的端部设有高压侧联轴器。 
上述任一方案中优选的是，所述低压转子为整体锻造无中心孔转子。 
上述任一方案中优选的是，所述低压转子的材料为30Cr2Ni4MoV。 
上述任一方案中优选的是，所述动叶片包括叶顶部、叶型部和叶根部。 
上述任一方案中优选的是，所述动叶片设有疏水槽。 
上述任一方案中优选的是，所述动叶片的材料为2Cr13。 
上述任一方案中优选的是，所述动叶片选用马氏体沉淀强化不锈钢材料。 
上述任一方案中优选的是，所述动叶片采用自带围带整圈连接，所述围带加工为内斜外平结构。 
上述任一方案中优选的是，所述叶型部采用自带冠扭叶型。 
上述任一方案中优选的是，所述叶根部为外包倒T形叶根。 
上述任一方案中优选的是，所述叶根部为双倒T形叶根。 
上述任一方案中优选的是，所述叶顶部设有围带汽封。 
上述任一方案中优选的是，所述叶顶部上的围带汽封为平齿汽封。 
综上所述，本实用新型的动叶采用新型自带冠动叶叶型，使汽道上下流速分布合理，可减少动叶损失。根据现有技术中汽轮机的设计思想，采用粗壮可靠的大刚性叶根，强度设计时直接考核相对动应力，引入调频和不调频叶片的动强度安全准则。动叶轴向宽度大，叶片和叶根刚性好。 
本实用新型的动叶片除采用常规方式的设置疏水槽防水蚀措施外，同时末级叶片材料采用综合性能更为优良的马氏体沉淀强化不锈钢材料。在通流气动设计时提高末级根部反动度，改善末级气动性能，以防止在低负荷时末级根部通常容易出现的脱流和倒流以及由此带来的动叶根部出汽边水蚀现象。 
附图说明
图1为按照本实用新型的低压转子的动叶片的一优选实施例的结构示意图。 
图2为按照本实用新型的低压转子的动叶片的图1所示优选实施例的中级动叶片的结构示意图。 
图3为按照本实用新型的低压转子的动叶片的图1所示优选实施例的前端末级动叶片的结构示意图。 
图4为按照本实用新型的低压转子的动叶片的图1所示优选实施例的中端末级动叶片的结构示意图。 
图5为按照本实用新型的低压转子的动叶片的图1所示优选实施例的末端末级动叶片的结构示意图。 
附图中标号： 
高压侧联轴器10，低压转子20，主轴30，动叶片40，叶轮50，叶顶部41，叶型部42，叶根部43。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本实用新型低压转子的动叶片的具体实施方式作进一步的说明。 
参阅图1所示，本实用新型的低压转子的动叶片，所述动叶片为动叶片40，该动叶片40设置在低压转子20的叶轮50上。 
低压转子20包括主轴30，主轴30的端部设有高压侧联轴器10。 
低压转子20为整体锻造无中心孔转子，其具有工作应力低和安全性能好并有利于使用更长的叶片，还有利于改善机组的启动性能即缩短启动时间，延长机组的使用寿命且造价低等优点。 
低压转子20的材料为30Cr2Ni4MoV。 
低压转子20包括主轴30以及设置在主轴30表面的8个叶轮50，每个压力级包括静叶栅，一个隔板以及一个动叶片，每个动叶片通过与相应的叶轮连接而固定在转子轴上，从而能够与转子轴共同旋转，在转子轴的上方设有低压缸，每个隔板均为环状，每个隔板的外环固定在低压缸的外表面上，每个压力级中的静叶栅设置在隔板的内环面和外环面之间并与相同压力级中的动叶片相对，8个压力级中的隔板和动叶片在轴向上依次相邻设置，其特征在于：上述8个压力级采用2×4级的方式布置，即前4个压力级位于转子轴的前部，后4个压力级位于转子轴的后部，前4个压力级和后4个压力级相对于转子轴的中部而对称分布。 
接下来参阅图2-图5所示，动叶片40包括叶顶部41、叶型部42和叶根部43。 
动叶片40设有疏水槽，所述动叶片40的材料为2Cr13。动叶片40为三维扭叶片，该动叶片40自带内斜外平围带，构成高效光滑子午面流道，使汽道上下流速分布合理，减少了动叶损失，该动叶还采用疏水槽防水蚀措施。 
动叶片40选用马氏体沉淀强化不锈钢材料，其采用自带围带整圈连接，所述围带加工为内斜外平结构。 
叶型部42采用自带冠扭叶型，使汽道上下流速分布合理，可减少动叶损失。根据现代汽轮机的设计思想，采用粗壮可靠的大刚性叶根，强度设计时直接考核相对动应力，引入调频和不调频叶片的动强度安全准则。动叶轴向宽度大，叶片和叶根刚性好。 
如图2所示，中级动叶片的叶根部43为外包倒T形叶根。 
如图3-图5所示，叶根部43为双倒T形叶根。 
叶顶部41设有围带汽封，该围带汽封为平齿汽封。动叶片叶型设计，采用目前较为先进的三维扭叶片，动叶片自带内斜外平围带，构成高效光滑子午面流道，使汽道上下流速分布合理，减少了动叶损失。 
上述动叶片40采用目前较为先进的三维扭叶片，根据气动计算结果确定末级叶片名义叶高尺寸250mm。此外，各级动叶片采用自带围带整圈连接，动叶围带加工为内斜外平结构，使子午面形成光顺通道，使汽道上下流速分布合理，减少了动叶损失。。根据现代汽轮机的设计思想，采用了粗壮可靠的大刚性叶根，强度设计时直接考核相对动应力，引入调频和不调频叶片的动强度安全准则。动叶轴向宽度大，叶片和叶根刚性好。新动叶除继续采用常规方式的设置疏水槽防水蚀措施外，同时末级叶片材料采用了综合性能更为优良的马氏体沉淀强化不锈钢材料。另外，在通流气动设计时提高末级根部反动度，改善末级气动性能，更好的防止了在低负荷时末级根部通常容易出现的脱流和倒流以及由此带来的动叶根部出汽边水蚀现象，大大提高了低压缸运行安全可靠性，增强了机组运行的适应能力。 
本机组动叶轴向宽度大，叶片和叶根刚性好，低压第1级为外包倒T型叶根，低压2、3、4级为双倒T型叶根。 
低压动叶材料如下表： 
此外，除末级动叶外，动叶顶部采用疏齿式可调汽封代替原设计有两道汽封齿的高低齿汽封，以减少漏汽损失。
上述隔板内设有静叶片，该静叶采用新型优化高效静叶叶型，具体而言低压共2×4个压力级隔板静叶片均采用弯扭叶型，静叶出汽边修薄到0.38mm，提高了级效率，增加攻角范围以改善变工况性能。 
根据现代汽轮机的设计思想，采用了粗壮可靠的大刚性叶根，强度设计时直接考核相对动应力，引入调频和不调频叶片的动强度安全准则。 
本领域技术人员不难理解，本实用新型的低压转子的动叶片包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本实用新型的范围已经不言自明。 

Claims (14)

1.一种低压转子的动叶片，其特征在于：动叶片（40）设置在低压转子（20）的叶轮（50）上。
2.如权利要求1所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述低压转子（20）包括主轴（30），主轴（30）的端部设有高压侧联轴器（10）。
3.如权利要求2所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述低压转子（20）为整体锻造无中心孔转子。
4.如权利要求2所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述低压转子（20）的材料为30Cr2Ni4MoV。
5.如权利要求1所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述动叶片（40）包括叶顶部（41）、叶型部（42）和叶根部（43）。
6.如权利要求1或5所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述动叶片（40）设有疏水槽。
7.如权利要求1或5所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述动叶片（40）的材料为2Cr13。
8.如权利要求1或5所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述动叶片（40）选用马氏体沉淀强化不锈钢材料。
9.如权利要求1或5所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述动叶片（40）采用自带围带整圈连接，所述围带加工为内斜外平结构。
10.如权利要求5所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述叶型部（42）采用自带冠扭叶型。
11.如权利要求5所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述叶根部（43）为外包倒T形叶根。
12.如权利要求5所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述叶根部（43）为双倒T形叶根。
13.如权利要求5所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述叶顶部（41）设有围带汽封。
14.如权利要求5所述的低压转子的动叶片，其特征在于：所述叶顶部（41）上的围带汽封为平齿汽封。
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