[发明专利]60Hz湿冷汽轮机末级动叶片

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机的动叶片，适用于电网频率60HZ，功率300~700MW，转速3600rpm的亚临界湿冷汽轮机。

背景技术

我国的汽轮机产品都是针对50HZ/220V的电网要求设计的，而世界上有些国家的电网是60HZ/110V，如巴西、朝鲜，包括台湾。

国外大公司如GE、西门子等都具有50HZ和60HZ的汽轮机产品，日本国家电网本来就有50HZ和60HZ，所以日本的东芝、日立等公司当然具有50HZ和60HZ的汽轮机产品。而且都具有广泛的市场基础和运行业绩。

国内的三大汽轮机制造厂家，上汽与西门子是合资公司，哈汽与GE进行技术业务合作，都拥有60HZ汽轮机产品的技术。

本申请人东方汽轮机有限公司为了把汽轮机做强、做大，增强国际竞争力，开发适应国外60HZ/110V电网需求的汽轮机产品已是一项迫在眉睫任务。

60HZ/110V汽轮机的核心部件是叶片，尤其是末级动叶片，如何使其满足60HZ工况下的应力要求，又要与国外公司的同类产品结构不同，是一项新的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，自主开发一种结构合理，动应力低，适用于300MW ~700MW等级的60Hz汽轮机末级动叶片。

本发明的技术方案是：

一种湿冷汽轮机末级动叶片，具有整体结构的叶身、叶根、围带和凸台拉筋，所述围带位于叶身的顶部，所述凸台拉筋位于叶身的腰部，所述叶根位于叶身的根部；所述叶身是由若干特征截面按一特定规律迭合而成的异形体，其有效高度为Ld、根径为Dr；所述特征截面的轮廓型线是由内弧曲线和背弧曲线围成的封闭曲线，具有特征参数安装角c1、弦长b1、最大厚度w1、截面积A；截面的迭合规律是，沿叶高方向自根端向顶端，各截面连续光滑过渡；叶高Ld的相对值由0.0单调增加到1.0，与之相对应，安装角c1由86.44⁰单调减小到15.18⁰；从根截面到顶截面的面积A变化规律为：5.55≥A≥1.0，从根截面到顶截面的轴向宽度Xa变化规律为：5.905≥Xa≥1.0，从根截面到顶截面的弦长b1变化规律为：1.582≥b1≥1.0,从根截面到顶截面的最大厚度W1变化规律为：3.031≥W1≥1.0。

所述叶身的有效高度为Ld =910.2mm、根径为Dr=1545.2mm。

所述凸台拉筋截面为椭圆形，其厚度S满足关系式： 10mm≤S≤30mm；

所述凸台拉筋的工作面与X轴的夹角B1’满足关系式：

A1’=T1’·COSB1’；   10°≤B1’≤50°；

式中：A1’—凸台拉筋工作面S1’、 P1’之间的距离；

T1’—节距：相邻两叶片凸台拉筋高度截面在周向的安装距离。

所述围带的工作面与X轴的夹角B1满足关系式：

A1=T1·COSB1；   10°≤B1≤50°；

式中： A1—围带工作面S1、 P1之间的距离

T1—节距：相邻两叶片围带高度截面在周向的安装距离。

所述叶根是7叉叶根。

本发明的技术效果：

在总结50Hz汽轮机末级叶片设计经验基础上，为满足海外市场对60Hz汽轮机的需求，应用当代先进的设计技术，成功完成了适用于300MW ~700MW等级的910.2mm湿冷汽轮机末级叶片的设计。新开发的910.2mm湿冷汽轮机末级叶片具有较先进的结构型式－阻尼式自带围带，整体凸台拉筋，叶根采用大刚性的7叉形叶根设计，使叶片的技术水平达到世界先进水平, 具有较高的经济性和可靠性。

附图说明

图1是本叶片的结构示意图；

图2是叶身截面图；

图3是凸台拉筋结构示意图；

图3-1是图3的E向视图；

图3-2是相邻两叶片的拉筋配合关系图；

图4是围带结构示意图；

图5是叶片叶根安装示意图；

图6是图5的B向视图。

具体实施方式

参见图1、图2：采用合适的合金钢叶片和转子材料，按本专利设计图制造的动叶片由4个部分组成，分别是：围带体1，凸台拉筋2，叶身3，叶根4。各部分是用同一种高强度性能的合金钢整体地制造完成。叶片通过7叉叶根4安装在转轴外圆上的叶轮槽中，当叶轮上一周的叶轮槽中均装上叶片后，就形成了大功率汽轮机的末级。