一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片的製作方法

2023-06-03 04:28:06

專利名稱：一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽輪機葉片。
背景技術：
目前，汽輪機組的末級葉片發出的功率僅佔機組總功率的1/10，隨著火電汽輪機容量的增大，研究開發較長的汽輪機次末級葉片已成為發展趨勢。現有的汽輪機葉片由於葉片長度及與其相應的旋轉角度的限制，使其工作效率低、工作過程不安全，並且現有的汽輪機葉片裝配複雜；由於現有拱形圍帶與葉片間採用的鉚接結構，所以在鉚接處易產生應力集中，因此存在圍帶與葉片的連接處易斷裂的缺陷。
實用新型內容本實用新型為了解決現有的汽輪機葉片存在工作效率低、工作過程不安全以及葉片裝配不方便和葉片與圍帶的連接處易斷裂的問題，提供了一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片，解決上述問題所採用的技術方案如下本實用新型的一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片它由圍帶1、葉片2、防水刷3、中間體4、葉根5和葉輪輪緣7組成，防水刷3安裝在葉片2上部的進汽側，中間體4的上部與葉片2的底部連為一體，中間體4的下部與葉根5的上部連為一體，圍帶1與葉片2的頂部為一體，葉片2為變截面扭葉片，葉根5鑲固在葉輪輪緣7內。
本實用新型的次末級變截面扭葉片2頂部採用自帶圍帶與現有的拱形圍帶相比，裝配方便，通過予扭裝配使葉片2形成整圈連接，通過增減圍帶1的質量可使節徑數較高頻率增加或減少，有利於調整和調頻，由於圍帶1和葉片2為一體，所以不存在圍帶1與葉片2的連接處應力集中產生的易斷裂問題；本實用新型對433mm大型全轉速汽輪機次末級葉片2的整體結構及尺寸的設計，使次末級葉片2根部的反動度控制在15～20％的範圍內、負攻角控制在±5～10°的範圍內，從而使溼冷機組次末級葉片的安全性和高效性得到了有機的結合，使433mm大型全轉速汽輪機次末級葉片2有較高的變工況性能，從而保證機組在變工況下能安全、高效的運行。


圖1是本實用新型的整體結構示意圖，圖2是圖1的左視圖，圖3是圖1的俯視圖，圖4是葉片2型線部分的俯視圖，圖5是圍帶1相鄰葉片2兩工作面ab-cd位置的裝配結構示意圖，圖6是葉根5通過鉚釘6與輪緣7相鉚接的結構示意圖，圖7是幾何進汽角示意圖，圖8是出汽邊厚度與安裝角示意圖。
圖中B1是葉片2頂部的軸向寬度，B2是葉片2根部的軸向寬度，H是葉片2的高度，W是葉根5的軸向寬度，K是葉根5的高度，ab和cd是圍帶1的工作面，βy是安裝角，βlj是幾何進汽角，S是圍帶1的非工作面。
具體實施方式
具體實施方式
一本實施方式由圍帶1、葉片2、防水刷3、中間體4、葉根5和葉輪輪緣7組成，防水刷3安裝在葉片2上部的進汽側，中間體4的上部與葉片2的底部連為一體，中間體4的下部與葉根5的上部連為一體，圍帶1與葉片2的頂部為一體，葉片2為變截面扭葉片，葉根5鑲固在葉輪輪緣7內。
具體實施方式
二本實施方式的圍帶1與葉片2的頂部模鍛為一體，葉根5鑲嵌在葉輪輪緣7內，葉根5通過鉚釘6鉚固在葉輪輪緣7上，葉片2通過予扭裝配使葉片2形成整圈連接，相鄰兩截面間有相對扭轉，葉片2型線部分的工作高度H為0～433mm，葉片2為錐臺形狀，葉片2頂部的軸向寬度B1為46.612mm，根部的軸向寬度B2為68.000mm；葉根5為四叉型等強度葉根，葉根5的軸向寬度W為97.5mm，葉根5的高度K為88mm。相鄰葉片2與圍帶1之間的配合間隙，如圖5所示，葉片2裝配時圍帶1的工作面ab與圍帶1的工作面cd採用「0」間隙配合成工作面1-1，圍帶1的非工作面S的裝配間隙為0.4～0.6mm。
通過上述對433mm大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片2的整體結構及尺寸的設計，使次末級葉片2根部的反動度控制在15～20％的範圍內、負攻角控制在±5～10°的範圍內，從而使溼冷機組次末級葉片的安全性和高效性得到了有機的結合，使433mm大型全轉速汽輪機次末級葉片2有較高的變工況性能，從而保證機組在變工況下能安全、高效的運行。
具體實施方式
三結合圖1～圖8，本實施方式所述的葉片2型線部分的工作高度H為0～433mm，葉片2的軸向寬度從68mm～46.612mm、弦長從68.727mm～78.017mm、幾何進汽角從30.2°～103.098°、安裝角從82.714°～36.975°、型線厚度從23.829mm～6.043mm和出汽邊厚度從1.256mm～1.046mm的範圍內作相應的變化。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
二的不同點在於當葉片的高度為17mm處時，相對應的軸向寬度為67.168mm、弦長為68.212mm、幾何進汽角為30.67384°、安裝角為80.7702°、型線厚度為22.7832mm、出汽邊厚度為1.256mm(見表一)。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
二的不同點在於當葉片的高度為162.7mm處時，相對應的軸向寬度為60.022mm、弦長為68.047mm、幾何進汽角為48.50503°、安裝角為62.5235°、型線厚度為18.3198mm、出汽邊厚度為1.150mm(見表一)。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
二的不同點在於當葉片的高度為315mm處時，相對應的軸向寬度為52.556mm、弦長為71.9775mm、幾何進汽角為74.0331°、安裝角為47.1001°、型線厚度為9.7466mm、出汽邊厚度為1.046mm(見表一)。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
二的不同點在於當葉片的高度為390mm處時，相對應的軸向寬度為48.879mm、弦長為76.289mm、幾何進汽角為97.0880°、安裝角為40.3934°、型線厚度為7.1782mm、出汽邊厚度為1.046mm(見表一)。
表一、葉片2各截面具體參數表
權利要求1.一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片，它由圍帶(1)、葉片(2)、防水刷(3)、中間體(4)、葉根(5)和葉輪輪緣(7)組成，防水刷(3)安裝在葉片(2)上部的一側，中間體(4)的上部與葉片(2)的底部連為一體，中間體(4)的下部與葉根(5)的上部連為一體，其特徵在於圍帶(1)與葉片(2)的頂部為一體，葉片(2)為變截面扭葉片，葉根(5)鑲固在葉輪輪緣(7)內。
2.根據權利要求1所述的一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片，其特徵在於圍帶(1)與葉片(2)的頂部模鍛為一體，葉根(5)鑲嵌在葉輪輪緣(7)內，葉根(5)通過鉚釘(6)鉚同在葉輪輪緣(7)上，葉片(2)通過予扭裝配使葉片(2)形成整圈連接，相鄰兩截面間有相對扭轉，葉片(2)型線部分的工作高度H為0～433mm，葉片(2)為錐臺形狀。
3.根據權利要求1或2所述的一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片，其特徵在於葉根(5)為四叉型等強度葉根，葉根(5)的軸向寬度為97.5mm，葉根(5)的高度為88mm。
4.根據權利要求1或2所述的一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片，其特徵在於葉片(2)的軸向寬度在68mm～46.612mm、弦長從68.727mm～78.017mm、幾何進汽角從30.2°～103.098°、安裝角從82.714°～36.975°、型線厚度從23.829mm～6.043mm和出汽邊厚度從1.256mm～1.046mm的範圍。
5.根據權利要求4所述的一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片，其特徵在於在葉片的高度為17mm處時，軸向寬度為67.168mm，弦長為68.212mm，幾何進汽角為30.67384°，安裝角為80.7702°，型線厚度為22.7832mm，出汽邊厚度為1.256mm。
6.根據權利要求4所述的一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片，其特徵在於在葉片的高度為162.7mm處時，軸向寬度為60.022mm，弦長為68.047mm，幾何進汽角為48.50503°，安裝角為62.5235°，型線厚度為18.3198mm，出汽邊厚度為1.150mm。
7.根據權利要求4所述的一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片，其特徵在於在葉片的高度為315mm處時，軸向寬度為52.556mm，弦長為71.9775mm，幾何進汽角為74.0331°，安裝角為47.1001°，型線厚度為9.7466mm，出汽邊厚度為1.046mm。
8.根據權利要求4所述的一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片，其特徵在於在葉片的高度為390mm處時，軸向寬度為48.879mm，弦長為76.289mm，幾何進汽角為97.0880°，安裝角為40.3934°，型線厚度為7.1782mm，出汽邊厚度為1.046mm。
專利摘要一種大型全轉速汽輪機次末級變截面扭葉片，它涉及汽輪機葉片。它解決了現有的汽輪機葉片工作效率低、工作過程不安全以及葉片裝配不方便和葉片與圍帶的連接處易斷裂的問題。本實用新型由圍帶1、葉片2、防水刷3、中間體4、葉根5和葉輪輪緣7組成，防水刷3安裝在葉片2上部的進汽側，中間體4的上部與葉片2的底部連為一體，中間體4的下部與葉根5的上部連為一體，圍帶1與葉片2的頂部為一體，葉片2為變截面扭葉片，葉根5鑲固在葉輪輪緣7內。本實用新型的次末級變截面扭葉片2採用自帶圍帶與現有的拱形圍帶相比，裝配方便，不易斷裂；通過對葉片2的整體結構及尺寸的設計，使葉片2的安全性和高效性得到了有機的結合，使葉片2在變工況下能安全、高效地運行。
文檔編號F01D5/30GK2851583SQ20052002209
公開日2006年12月27日 申請日期2005年12月6日 優先權日2005年12月6日
發明者楊其國, 杜連慶, 呂智強, 李毅剛, 錢國榮, 周克澄, 周鴻儒, 董紅梅 申請人:哈爾濱汽輪機廠有限責任公司