一種適用於20-30wm等級的燃機渦輪第一級動葉片的製作方法

2023-04-30 11:18:46 1

一種適用於20-30wm等級的燃機渦輪第一級動葉片的製作方法
【專利摘要】一種適用於20-30WM等級的燃機渦輪第一級動葉片，涉及一種燃機渦輪第一級動葉片。以解決目前20-30WM等級的燃機渦輪第一級動葉片空氣動力效率低、使用壽命短、影響渦輪安全運行的問題。葉片工作部分的總高度為63.10mm，葉片工作部分從根部截面A-A至頂部截面E-E的幾何數據如下：截面高度為0～63.10mm，軸向寬度為36.665～40.913mm，弦長為41.131～42.120mm，進氣角為22.974°～30.618°，安裝角為62.691°～84.441°，型線最大厚度為7.036～11.931mm，出氣邊厚度為0.800mm。本發明用於20-30WM等級的燃氣輪機渦輪上。
【專利說明】—種適用於20-30WM等級的燃機渦輪第一級動葉片
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種燃機渦輪第一級動葉片。
【背景技術】
[0002]近年來，高效率燃氣輪機逐漸提高燃燒室出口溫度並努力改進各種渦輪構件的冷卻。然而，由於受多個截面葉型型線包絡成的葉片實體形狀的影響，使得20-30WM等級的燃機渦輪第一級動葉片空氣動力效率低、使用壽命短、影響渦輪安全運行。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種適用於20-30WM等級的燃機渦輪第一級動葉片，以解決目前20-30WM等級的燃機渦輪第一級動葉片空氣動力效率低、使用壽命短、影響渦輪安全運行的問題。
[0004]本發明為實現上述目的所採取的技術方案如下:
[0005]一種適用於20-30麗等級的燃機渦輪第一級動葉片，它包括葉片工作部分、上端壁、下端壁和葉根，上端壁、葉片工作部分、下端壁和葉根依次設置並鑄造成一體，葉片工作部分的型線為變截面扭葉片，所述變截面扭葉片的截面面積由根部至頂部逐漸增大，相鄰兩截面間有相對扭轉；所述葉片工作部分的總高度為63.1Omm,葉片工作部分從根部截面A-A至頂部截面E-E的幾何數據如下:截面高度的變化範圍為O?63.10mm，軸向寬度的變化範圍為36.665?40.913mm，弦長的變化範圍為41.131?42.120mm，進氣角的變化範圍為22.974°?30.618°，安裝角的變化範圍為62.691°?84.441°，型線最大厚度的變化範圍為7.036?11.931mm,出氣邊厚度為0.800mm。
[0006]本發明的有益效果是:
[0007]1、本發明是在以一維、準三維、全三維氣動、熱力分析計算該第一級動葉片的全三維設計，計算精度高，使得本發明的安全性和高效性有機結合，從而保證了在變工況下能安全高效運行，葉片的空氣動力效率提高了 1.5% -2.3%，葉片使用壽命延長了 1.2倍一 1.5倍。
[0008]2、冷氣對尾緣流場的總壓和流速有所影響，尤其是在長尾緣附近隨著高壓的冷卻流體的加入，能有效的吹除尾緣內部的低速氣團對尾跡引起的能量損失提供一定的補償，採用雙尾緣結構對於葉片整體尾緣冷卻效果好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的適用於20-30WM等級的燃機渦輪第一級動葉片主視圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是葉片工作部分各截面斷層疊合示意圖；圖4是表示葉型參數的示意圖；圖5是圖4的I處局部放大圖；圖6是圖4的J處局部放大圖。
【具體實施方式】[0010]【具體實施方式】一:結合圖1至圖6說明，本實施方式的一種適用於20-30WM等級的燃機渦輪第一級動葉片，它包括葉片工作部分1、上端壁2、下端壁3和葉根4，上端壁2、葉片工作部分1、下端壁3和葉根4依次設置並鑄造成一體，葉片工作部分I的型線為變截面扭葉片(沿葉片高度截面形狀不同)，所述變截面扭葉片的截面面積由根部至頂部逐漸增大，相鄰兩截面間有相對扭轉；所述葉片工作部分I的總高度H為63.1Omm,葉片工作部分I從根部截面A-A至頂部截面E-E的幾何數據如下:截面高度的變化範圍為O?63.10mm，軸向寬度B的變化範圍為36.665?40.913mm,弦長b的變化範圍為41.131?42.120mm，進氣角α的變化範圍為22.974°?30.618°，安裝角β y的變化範圍為62.691°?84.441°，型線最大厚度T的變化範圍為7.036?11.931mm,出氣邊厚度d為0.800mm。
[0011]【具體實施方式】二:結合圖1至圖4及圖6說明，本實施方式所述葉片工作部分I位於根部截面A-A處的幾何數據如下:截面高度為0.0Omm,軸向寬度B為40.913mm,弦長b為41.400mm，進氣角α為22.974°，安裝角β y為84.441°、型線最大厚度T為11.931mm。本實施方式中未公開的技術特徵與【具體實施方式】一相同。
[0012]【具體實施方式】三:結合圖1至圖4及圖6說明，本實施方式所述葉片工作部分I位於截面B-B處的幾何數據如下:截面高度為8.0Omm,軸向寬度B為40.310mm,弦長b為41.199mm，進氣角α為24.546°、安裝角為81.357°、型線最大厚度T為11.111mm。本實施方式中未公開的技術特徵與【具體實施方式】一或二相同。
[0013]【具體實施方式】四:結合圖1至圖4及圖6說明，本實施方式所述葉片工作部分I位於截面C-C處的幾何數據如下:截面高度為29.00mm，軸向寬度B為38.920mm,弦長b為41.131mm，進氣角α為27.790°，安裝角β y為74.115°，型線最大厚度T為9.081mm。本實施方式中未公開的技術特徵與【具體實施方式】三相同。
[0014]【具體實施方式】五:結合圖1至圖4及圖6說明，本實施方式所述葉片工作部分I位於截面D-D處的幾何數據如下:截面高度為50.0Omm,軸向寬度B為37.530mm,弦長b為
41.589mm，進氣角α為30.618°，安裝角Py為66.975°，型線最大厚度T為7.613mm。本實施方式中未公開的技術特徵與【具體實施方式】四相同。
[0015]【具體實施方式】六:結合圖1至圖4及圖6說明，本實施方式所述葉片工作部分I位於截面E-E處的幾何數據如下:截面高度為61.1Omm,軸向寬度B為36.665mm,弦長b為
42.12mm，進氣角α為29.663°，安裝角β y為62.691°，型線最大厚度T為7.036mm。本實施方式中未公開的技術特徵與【具體實施方式】五相同。
[0016]【具體實施方式】七:結合圖1、圖2、圖4及圖5說明，本實施方式所述葉片工作部分I的出氣側為雙尾緣，葉片工作部分I的吸力側尾緣半徑Rl —致設置，葉片工作部分I的壓力側尾緣半徑R2 —致設置，且葉片工作部分I的吸力側尾緣半徑Rl和壓力側尾緣半徑R2相等均為0.4mm，葉片工作部分I的雙尾緣中間為梳齒結構，雙尾緣中間梳齒結構出氣邊厚度L在0.70?1.0Omm之間。本實施方式中未公開的技術特徵與【具體實施方式】一相同。
【權利要求】
1.一種適用於20-30麗等級的燃機渦輪第一級動葉片，它包括葉片工作部分(I)、上端壁(2)、下端壁(3)和葉根(4)，上端壁(2)、葉片工作部分(I)、下端壁(3)和葉根(4)依次設置並鑄造成一體，葉片工作部分(I)的型線為變截面扭葉片，所述變截面扭葉片的截面面積由根部至頂部逐漸增大，相鄰兩截面間有相對扭轉；其特徵在於:所述葉片工作部分(I)的總高度⑶為63.10mm，葉片工作部分(I)從根部截面A-A至頂部截面E-E的幾何數據如下:截面高度的變化範圍為O?63.10mm，軸向寬度⑶的變化範圍為36.665?40.913mm，弦長(b)的變化範圍為41.131?42.120mm，進氣角(α)的變化範圍為22.974°?30.618°，安裝角(β y)的變化範圍為62.691°?84.441°，型線最大厚度(T)的變化範圍為7.036?11.931mm,出氣邊厚度(d)為0.800mm。
2.根據權利要求1所述一種適用於20-30WM等級的燃機渦輪第一級動葉片，其特徵在於:所述葉片工作部分(I)位於根部截面A-A處的幾何數據如下:截面高度為0.00mm，軸向寬度(B)為40.913mm，弦長(b)為41.400mm，進氣角(α)為22.974°，安裝角(β y)為84.441。、型線最大厚度(T)為11.931mm。
3.根據權利要求1或2所述一種適用於20-30WM等級的燃機渦輪第一級動葉片，其特徵在於:所述葉片工作部分(I)位於截面B-B處的幾何數據如下:截面高度為8.0Omm,軸向寬度⑶為40.310mm，弦長(b)為41.199mm，進氣角(α)為24.546°、安裝角(β y)為81.357°、型線最大厚度(T)為11.111mm。
4.根據權利要求3所述一種適用於20-30麗等級的燃機渦輪第一級動葉片，其特徵在於:所述葉片工作部分(I)位於截面C-C處的幾何數據如下:截面高度為29.00mm，軸向寬度⑶為38.920mm，弦長(b)為41.131mm，進氣角(α)為27.790 °，安裝角(β y)為74.115。，型線最大厚度(T)為9.081mm。
5.根據權利要求4所述一種適用於20-30麗等級的燃機渦輪第一級動葉片，其特徵在於:所述葉片工作部分(I)位於截面D-D處的幾何數據如下:截面高度為50.00mm，軸向寬度⑶為37.530mm，弦長(b)為41.589mm，進氣角(α)為30.618°，安裝角(β y)為66.975°，型線最大厚度(T)為7.613mm。
6.根據權利要求5所述一種適用於20-30麗等級的燃機渦輪第一級動葉片，其特徵在於:所述葉片工作部分(I)位於截面E-E處的幾何數據如下:截面高度為61.10mm，軸向寬度⑶為36.665mm,弦長(b)為42.12mm,進氣角(α )為29.663 °，安裝角(β y)為62.691°，型線最大厚度(T)為7.036mm。
7.根據權利要求1所述一種適用於20-30WM等級的燃機渦輪第一級動葉片，其特徵在於:所述葉片工作部分(I)的出氣側為雙尾緣，葉片工作部分(I)的吸力側尾緣半徑(Rl)一致設置，葉片工作部分(I)的壓力側尾緣半徑(R2) —致設置，且葉片工作部分(I)的吸力側尾緣半徑(Rl)和壓力側尾緣半徑(R2)相等均為0.4mm,葉片工作部分(I)的雙尾緣中間為梳齒結構，雙尾緣中間梳齒結構出氣邊厚度(L)在0.70?1.0Omm之間。
【文檔編號】F01D5/14GK103510998SQ201310444643
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】張宏濤, 馮永志, 張國忠, 趙俊明, 姜東坡, 劉勃, 戴博林, 鮑叢, 沈衛國 申請人:哈爾濱汽輪機廠有限責任公司