CN215213613U - 用于600mw等级汽轮机的高效末级静叶片 - Google Patents
用于600mw等级汽轮机的高效末级静叶片 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及汽轮机末级静叶片领域，具体涉及用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片，为了解决末级叶片的设计周期长，动叶片还涉及到试验、调频困难的问题，用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片包括叶片工作部分、叶根和围带；围带、叶片工作部分和叶根由上至下成一体结构，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增大，叶片工作部分的高度L为918mm，叶片工作部分的根部轴向宽度V为154.36mm，叶片工作部分的根部直径为φ1739mm，以一维/准三维/全三维气动、热力分析计算为基础，采用了弯扭联合成型全三维设计，静叶沿叶高扭曲形成扭曲长叶片级，大幅度地减少径向和端部二次流损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽轮机末级静叶片领域，具体涉及用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片。
背景技术
节能减排是我国长期推行并重点落实的方向之一，为响应国家政策及能源结构的调整，我国大部分电厂将转型、提效作为了重中之重。叶片是汽轮机最精细、最关键的部件之一，而末级叶片的设计则是叶片中最关键的一环，末级叶片的设计周期长，动叶片还涉及到试验、调频等难题，而末级静叶片的设计则相对简单，而且能显著提升效率，因此设计新型的高效末级静叶片就尤为重要。
实用新型内容
本实用新型专利的目的：本实用新型是为了解决末级叶片的设计周期长，动叶片还涉及到试验、调频困难的问题，本实用新型提供一用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片。
本实用新型的目的是这样实现的：用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片，用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片包括叶片工作部分，叶片工作部分由上至下成一体结构，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增大，叶片工作部分的高度L为918mm，叶片工作部分的根部轴向宽度V为154.36mm，叶片工作部分的根部直径为φ1739mm。
进一步地，所述的叶片工作部分的根部轴向宽度V至叶片工作部分1的顶部轴向宽度 V的变化范围为154.36mm～287.55mm、弦长b的变化范围为220.75mm～346.57mm、安装角βy的变化范围为45.04°～57.16°、型线最大厚度T的变化范围为38.08mm～97.92mm、进口角α的变化范围为69.67°～57.67°，出口角θ的变化范围为19.55°～8.79°。
再进一步地，所述的叶片工作部分从根部至顶部沿着高度L的方向在高度分别为0mm、 108mm、216mm、324mm、432mm、540mm、648mm、756mm和918mm处所对应的叶片工作部分的轴向宽度V依次为154.36mm、161.79mm、169.42mm、180.89mm、195.82mm、207.17mm、223.51mm、248.9mm和287.55mm，所对应的弦长b依次为220.75mm、240.59mm、257.67mm、272.18mm、283.76mm、292.77mm、303.20mm、319.44mm和346.57mm，所对应的安装角βy 依次为45.04°、42.85°、71.70°、42.38°、44.67°、46.35°、48.80°、52.29°和 57.16°，所对应的型线最大厚度T依次为38.08mm、43.00mm、48.25mm、53.66mm、59.53mm、66.91mm、75.12mm、84.00mm和97.92mm，所对应的进口角α依次为69.67°、74.45°、 73.86°、69.04°、62.16°、58.38°、58.57°、59.17°和57.67°，所对应的出口角θ依次为19.55°、18.11°、16.71°、16.29°、16.44°、14.98°、13.07°、11.07°和8.79°。
进一步地，所述叶片工作部分从根部至顶部沿着高度L的方向在高度分别为0mm、108mm、216mm、324mm、432mm、540mm、648mm、756mm、918mm处所对应的叶片工作部分的截面面积依次为49.03cm2、57.66cm2、67.93cm2、79.99cm2、94.92cm2、114.29cm 2、141.47cm2、179.19cm2和240.39cm2。
有益效果：
1、本实用新型918mm长叶片以一维/准三维/全三维气动、热力分析计算为基础，采用了弯扭联合成型全三维设计，静叶沿叶高扭曲形成扭曲长叶片级，大幅度地减少径向和端部二次流损失，型线速度分布合理。
2、本实用新型918mm叶片在设计过程中调整叶片反动度，提高叶型根部和顶部反动度，使得叶片从根到顶反动度分配均匀、合理，减少了漏气损失，提高机组效率；
3、本实用新型918mm静叶片装配方便，运行安全可靠。本实用新型应用在600MW等级的超临界汽轮机组上，可以满足不同地区用户对机组的需求，大大增强了市场竞争力。
4、本实用新型的918mm一圈有44只叶片，采用流体动力学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，在气动经济性，强度振动特性等方面均达到了先进水平。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1叶片实体的ZX平面投影图；
图2叶片实体的ZY平面投影图
图3是叶片俯视投影的轮廓示意图；
图4是内缸的隔板内外环示意图
图5是叶片典型横截面示意图；
图6是图5的Ⅱ局部放大图；
图7是图5的Ⅰ局部放大图；
图8是叶片整圈装配后的效果示意图。
1-叶片工作部分；2-内缸隔板内环；3-内缸隔板外环。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。
具体实施方式一：用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片，用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片包括叶片工作部分1，叶片工作部分1由上至下成一体结构，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增大，叶片工作部分1的高度L为918mm，叶片工作部分1的根部轴向宽度V为154.36mm，叶片工作部分1的根部直径为φ1739mm。
本实施方式中：高效末级静叶片由上至下模锻成一体，焊接在内缸的隔板套上。
具体实施方式二：所述的叶片工作部分1的根部轴向宽度V至叶片工作部分1的顶部轴向宽度V的变化范围为154.36mm～287.55mm、弦长b的变化范围为220.75mm～346.57mm、安装角βy的变化范围为45.04°～57.16°、型线最大厚度T的变化范围为38.08mm～ 97.92mm、进口角α的变化范围为69.67°～57.67°，出口角θ的变化范围为19.55°～8.79°。
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：所述的叶片工作部分1从根部至顶部沿着高度L的方向在高度分别为0mm、108mm、216mm、324mm、432mm、587.5mm、540mm、648mm、756mm和918mm处所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度V依次为154.36mm、161.79mm、169.42mm、180.89mm、 195.82mm、207.17mm、223.51mm、248.9mm和287.55mm，所对应的弦长b依次为220.75mm、 240.59mm、257.67mm、272.18mm、283.76mm、292.77mm、303.20mm、319.44mm和346.57mm，所对应的安装角βy依次为45.04°、42.85°、71.70°、42.38°、44.67°、46.35°、 48.80°、52.29°和57.16°，所对应的型线最大厚度T依次为38.08mm、43.00mm、48.25mm、 53.66mm、59.53mm、66.91mm、75.12mm、84.00mm和97.92mm，所对应的进口角α依次为 69.67°、74.45°、73.86°、69.04°、62.16°、58.38°、58.57°、59.17°和57.67°，所对应的出口角θ依次为19.55°、18.11°、16.71°、16.29°、16.44°、14.98°、13.07°、 11.07°和8.79°。
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：所述叶片工作部分(1)从根部至顶部沿着高度L的方向在高度分别为 0mm、108mm、216mm、324mm、432mm、540mm、648mm、756mm、918mm处所对应的叶片工作部分(1)的截面面积依次为49.03cm2、57.66cm2、67.93cm2、79.99cm2、94.92cm2、 114.29cm2、141.47cm2、179.19cm2和240.39cm2。
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。
典型截面具体参数如下表：
| 叶高L | 截面面积 | 弦长b | 轴向宽度V | 安装角βy | 最大厚度T | 进口角α | 出口角θ |
| mm | cm<sup>2</sup> | mm | mm | ° | mm | ° | ° |
| 0 | 49.03 | 220.75 | 154.36 | 45.04 | 38.08 | 69.67 | 19.55 |
| 108 | 57.66 | 240.59 | 161.79 | 42.85 | 43.00 | 74.45 | 18.11 |
| 216 | 67.93 | 257.67 | 169.42 | 41.70 | 48.25 | 73.86 | 16.71 |
| 324 | 79.99 | 272.18 | 180.89 | 42.38 | 53.66 | 69.04 | 16.29 |
| 432 | 94.92 | 283.76 | 195.82 | 44.67 | 59.53 | 62.16 | 16.44 |
| 540 | 114.29 | 292.77 | 207.17 | 46.35 | 66.91 | 58.38 | 14.98 |
| 648 | 141.47 | 303.20 | 223.51 | 48.80 | 75.12 | 58.57 | 13.07 |
| 756 | 179.19 | 319.44 | 248.90 | 52.29 | 84.00 | 59.17 | 11.07 |
| 918 | 240.39 | 346.57 | 287.55 | 57.16 | 97.92 | 57.67 | 8.79 |
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片，其特征在于：用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片包括叶片工作部分(1)，叶片工作部分(1)由上至下成一体结构，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增大，叶片工作部分(1)的高度L为918mm，叶片工作部分(1)的根部轴向宽度V为154.36mm，叶片工作部分(1)的根部直径为φ1739mm。
2.根据权利要求1所述的用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片，其特征在于：所述的叶片工作部分(1)的根部轴向宽度V至叶片工作部分(1)的顶部轴向宽度V的变化范围为154.36mm～287.55mm、弦长b的变化范围为220.75mm～346.57mm、安装角βy的变化范围为45.04°～57.16°、型线最大厚度T的变化范围为38.08mm～97.92mm、进口角α的变化范围为69.67°～57.67°，出口角θ的变化范围为19.55°～8.79°。
3.根据权利要求1所述的用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片，其特征在于：所述的叶片工作部分(1)从根部至顶部沿着高度L的方向在高度分别为0mm、108mm、216mm、324mm、432mm、540mm、648mm、756mm和918mm处所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度V依次为154.36mm、161.79mm、169.42mm、180.89mm、195.82mm、207.17mm、223.51mm、248.9mm和287.55mm，所对应的弦长b依次为220.75mm、240.59mm、257.67mm、272.18mm、283.76mm、292.77mm、303.20mm、319.44mm和346.57mm，所对应的安装角βy依次为45.04°、42.85°、71.70°、42.38°、44.67°、46.35°、48.80°、52.29°和57.16°，所对应的型线最大厚度T依次为38.08mm、43.00mm、48.25mm、53.66mm、59.53mm、66.91mm、75.12mm、84.00mm和97.92mm，所对应的进口角α依次为69.67°、74.45°、73.86°、69.04°、62.16°、58.38°、58.57°、59.17°和57.67°，所对应的出口角θ依次为19.55°、18.11°、16.71°、16.29°、16.44°、14.98°、13.07°、11.07°和8.79°。
4.根据权利要求1所述的用于600MW等级汽轮机的高效末级静叶片，其特征在于：所述叶片工作部分(1)从根部至顶部沿着高度L的方向在高度分别为0mm、108mm、216mm、324mm、432mm、540mm、648mm、756mm、918mm处所对应的叶片工作部分(1)的截面面积依次为49.03cm2、57.66cm2、67.93cm2、79.99cm2、94.92cm2、114.29cm2、141.47cm 2、179.19cm2和240.39cm2。
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|---|---|---|---|
| CN202121207423.2U CN215213613U (zh) | 2021-06-01 | 2021-06-01 | 用于600mw等级汽轮机的高效末级静叶片 |
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|---|---|
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2021
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