CN212716770U - 用于50MW全转速空冷汽轮机的450mm末级动叶片 - Google Patents
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Abstract
用于50MW全转速空冷汽轮机的450mm末级动叶片，涉及一种用于50MW级太阳能发电用全转速空冷汽轮机上的末级动叶片。目的是解决末级叶片无法适应空冷机组变工况运行和设计背压高且背压变化范围大的问题。叶片由叶片工作部分、叶根、围带和凸台拉筋组成，叶片工作部分的型线为变截面扭叶片。本发明450mm长叶片以一维/准三维/全三维气动、热力分析计算为基础，采用了全三维设计，动叶沿叶高扭曲形成长叶片级，叶片顶部采用自带围带，减少损失，减少漏气，提高机组效率，能够在各个工况下安全高效运行。本发明的450mm空冷机组末级叶片应用于50MW等级空冷汽轮机。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于50MW级太阳能发电用全转速空冷汽轮机上的450mm末级动叶片。
背景技术
目前，我国的太阳能光热电站通常采用汽轮机作为发电用的原动机。太阳能光热电站具有蒸汽品质低、光照变化频繁带来负荷波动大、启停频繁、年运行小时数有限和运行环境恶劣等特点，因此，太阳能光热电站用汽轮机应当具有高效、灵活且可靠性高的性能。
空冷机组是一种典型的变工况运行机组，其设计背压高且背压变化范围大，末级叶片的工作条件十分恶劣，现有末级叶片无法适应，针对空冷机组的末级叶片有其特殊性，开发更多适应空冷汽轮机市场需求的末级叶片成为了必然。
发明内容
本发明为了解决现有的末级叶片无法适应空冷机组变工况运行和设计背压高且背压变化范围大的问题，提出一种用于50MW级太阳能发电用全转速空冷汽轮机上的450mm末级动叶片。
本发明用于50MW级太阳能发电用全转速空冷汽轮机上的450mm末级动叶片由叶片工作部分、叶根、围带和凸台拉筋组成，围带、叶片工作部分、叶根和凸台拉筋由上至下模锻成一体，凸台拉筋固接在叶片工作部分的中部，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L为450mm，叶片工作部分的根部轴向宽度V为108.20mm，叶片工作部分的根部直径为
叶片工作部分的排汽面积2.52m2。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明450mm长叶片以一维/准三维/全三维气动、热力分析计算为基础，采用了全三维设计，动叶沿叶高扭曲形成长叶片级，叶片顶部采用自带围带，减少损失，减少漏气，提高机组效率，能够在各个工况下安全高效运行；装配方便，运行安全可靠。本发明应用在50MW等级的全转速太阳能发电用空冷汽轮机组上。
2、本发明采用流体动力和结构强度综合优化，解决了气动/结构一体化设计优化问题，使450mm叶片的流动效率和强度振动特性都达到了最优。
3、汽轮机末级叶轮上一圈有90只动叶片，在经济性，强度振动特性、静强度及保证机组的安全可靠性方面均达到了先进水平。
4、新型450mm动叶片采用凸台拉筋、翼形围带连接，斜齿枞树型叶根保证叶片连接强度，叶片材料采用05Cr17Ni4Cu4Nb钢。在围带、叶根的设计上更精细，保证机组的安全高效。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图，图2是围带3的俯视图，图3是叶片工作部分1 各截面断层叠合示意图，图4是凸台拉筋4的俯视图，图5是叶片工作部分1典型横截面示意图，图6是图5的Ⅱ局部放大图，图7是图5的Ⅰ局部放大图。
具体实施方式：
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
具体实施方式一：结合图1～图5说明本实施方式，本实施方式用于50MW级太阳能发电用全转速空冷汽轮机上的450mm末级动叶片由叶片工作部分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、叶根2和凸台拉筋4由上至下模锻成一体，凸台拉筋4固接在叶片工作部分1的中部，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450mm，叶片工作部分1的根部轴向宽度V为108.20mm，叶片工作部分1的根部直径为
叶片工作部分1的排汽面积2.52m2。在装配整个叶片时，叶根处装入锁紧片避免叶片轴向窜动；叶顶为自带冠阻尼围带；整个叶片松装配(松装配就是相邻叶片的围带和围带之间不接触)，运行时通过扭转恢复，相邻叶片的围带和围带接触，使动叶片形成整圈连接。
具体实施方式二：结合图1、图5、图6和图7说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1的根部轴向宽度V至叶片工作部分1的顶部轴向宽度V1的变化范围为 108.20mm～55.10mm、弦长b的变化范围为111.85mm～95.34mm、安装角βy的变化范围为 75.70°～35.10°、型线最大厚度T的变化范围为18.41mm～6.34mm、进口角α的变化范围为48.54°～116.87°，出口角θ的变化范围为31.74°～26.22°。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5、图6和图7说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1的高度L分别为0mm、28mm、65mm、130mm、195mm、260mm、325mm、390mm、455mm处所对应的叶片工作部分1的轴向宽度V依次分别为：108.20mm、106.06mm、 103.36mm、97.41mm、90.29mm、82.39mm、73.93mm、64.81mm、55.10mm，所对应的弦长b 依次分别为：111.85mm、111.05mm、110.39mm、108.63mm、106.43mm、104.13mm、101.78mm、 98.96mm、95.34mm，所对应的安装角βy依次分别为：75.70°、73.08°、69.71°、63.88°、 58.08°、52.29°、46.52°、40.78°、35.10°，所对应的型线最大厚度T依次分别为： 18.41mm、17.19mm、15.71mm、13.52mm、11.32mm、9.48mm、8.40mm、7.44mm、6.34mm，所对应的进口角α依次分别为：48.54°、50.67°、53.90°、59.71°、66.30°、75.27°、 86.50°、100.83°、116.87°，所对应的出口角θ依次分别为：31.74°、31.40°、30.96°、 30.08°、29.25°、28.49°、27.82°、26.91°、26.22°。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说明本实施方式，本实施方式的叶根2的总高度K为39.37mm。这种结构使叶片能牢固地装入轮缘，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。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的叶根2为斜齿枞树型叶根，叶根2的轴向宽度W为137mm，围带3的厚度H为13.5mm，围带3工作面轴向距离B1 为57.06mm。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：
Claims (5)
1.一种用于50MW级太阳能发电用全转速空冷汽轮机上的450mm末级动叶片，其特征在于：用于50MW级太阳能发电用全转速空冷汽轮机上的450mm末级动叶片由叶片工作部分(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)、叶根(2)和凸台拉筋(4)由上至下模锻成一体，凸台拉筋(4)固接在叶片工作部分(1)的中部，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450mm，叶片工作部分(1)的根部轴向宽度V为108.20mm，叶片工作部分(1)的根部直径为
叶片工作部分(1)的排汽面积2.52m2。
2.根据权利要求1所述的用于50MW级太阳能发电用全转速空冷汽轮机上的450mm末级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)的根部轴向宽度V至叶片工作部分(1)的顶部轴向宽度V1的变化范围为108.20mm～55.10mm、弦长b的变化范围为111.85mm～95.34mm、安装角βy的变化范围为75.70°～35.10°、型线最大厚度T的变化范围为18.41mm～6.34mm、进口角α的变化范围为48.54°～116.87°，出口角θ的变化范围为31.74°～26.22°。
3.根据权利要求1所述的用于50MW级太阳能发电用全转速空冷汽轮机上的450mm末级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)的高度L分别为0mm、28mm、65mm、130mm、195mm、260mm、325mm、390mm、455mm处所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度V依次分别为：108.20mm、106.06mm、103.36mm、97.41mm、90.29mm、82.39mm、73.93mm、64.81mm、55.10mm，所对应的弦长b依次分别为：111.85mm、111.05mm、110.39mm、108.63mm、106.43mm、104.13mm、101.78mm、98.96mm、95.34mm，所对应的安装角βy依次分别为：75.70°、73.08°、69.71°、63.88°、58.08°、52.29°、46.52°、40.78°、35.10°，所对应的型线最大厚度T依次分别为：18.41mm、17.19mm、15.71mm、13.52mm、11.32mm、9.48mm、8.40mm、7.44mm、6.34mm，所对应的进口角α依次分别为：48.54°、50.67°、53.90°、59.71°、66.30°、75.27°、86.50°、100.83°、116.87°，所对应的出口角θ依次分别为：31.74°、31.40°、30.96°、30.08°、29.25°、28.49°、27.82°、26.91°、26.22°。
4.根据权利要求1所述的用于50MW级太阳能发电用全转速空冷汽轮机上的450mm末级动叶片，其特征在于：叶根(2)的总高度K为39.37mm。
5.根据权利要求1所述的用于50MW级太阳能发电用全转速空冷汽轮机上的450mm末级动叶片，其特征在于：叶根(2)为斜齿枞树型叶根，叶根(2)的轴向宽度W为137mm，围带(3)的厚度H为13.5mm，围带(3)工作面轴向距离B1为57.06mm。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112879102A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-01 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种用于3000rpm全转速汽轮机的1000mm末级动叶片 |
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- 2020-08-19 CN CN202021743672.9U patent/CN212716770U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112879102A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-01 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种用于3000rpm全转速汽轮机的1000mm末级动叶片 |
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