[发明专利]排汽面积5.0m2大负荷末级叶片

说明书

技术领域

本发明涉及工业汽轮机叶片领域，尤其是一种排汽面积5.0m²大负荷末级叶片。

背景技术

工业汽轮机组是一种典型的变工况运行机组，它的大范围变工况运行的特点，给汽轮机叶片提出很高要求。尤其对于大负荷机组的末级叶片，其工作条件十分恶劣，叶片的可靠性直接影响机组的安全运行。末级动叶片的设计技术，因涉及的技术面广、技术含量高而成为汽轮机设计中的核心技术。

此前，大部分工业汽轮机组排汽面积较小、气动效率低、能源消耗大，针对大负荷的运行工况，无法满足运行要求，因此需要开发满足大负荷运行要求的工业汽轮机，其中的末级叶片至关重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种排汽面积大、气动效率高、且可满足大负荷变工况运行要求的排汽面积5.0m²大负荷末级叶片。

为了达到上述目的，本发明所设计的排汽面积5.0m²大负荷末级叶片，它由叶片工作部分、叶根、围带和凸台拉筋组成，围带、叶片工作部分和叶根由上至下模锻成一体，凸台拉筋位于叶片工作部分从下至上相对叶高0.550处，且与叶片工作部分制成一体；叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，由若干特征截面按特定规律迭合而成，特征截面的轮廓型线是由内弧曲线和背弧曲线围城的封闭曲线，截面的迭合规律是沿叶高方向自根部至顶部各截面连续光滑过度，从根部至顶部的截面面积逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转；所述的叶片工作部分的高度为661.92mm，根部轴向宽度为231.11mm，根部直径为728mm，顶部轴向宽度为47.37mm，叶片工作部分的排汽面积5.0m²，叶根的轴向宽度为272mm，围带的厚度为25mm，围带轴向宽度为58.46mm。

叶片围带部分具有背弧工作面和内弧工作面，两个工作面是相互平行的平面，工作状态下，围带背弧工作面与相邻叶片围带内弧工作面接触，围带工作面距离为91.56mm，工作面几何中心距离为129.22mm；叶片凸台拉筋截面为椭圆形，是在叶片工作部分的内、背弧面上外凸形成翼形的凸台拉筋，凸台拉筋的内弧工作面和背弧工作面相互平行，凸台拉筋的横截面为椭圆形，其长轴为38.17mm，短轴为18.71mm，凸台拉筋的两个工作面相互平行，工作面距离为41.86mm，工作面几何中心距离为99.06mm；叶根为枞树型斜叶根，叶根的总高度为79.21mm。

叶片工作部分的根部轴向宽度至顶部轴向宽度的变化范围为231.11mm～47.37mm、弦长的变化范围为236.99mm～142.28mm、安装角的变化范围为78.13°～18.60°、型线最大厚度的变化范围为23.41mm～10.69mm、进口角的变化范围为50.40°～161.57°，出口角的变化范围为35.21°～14.06°。

叶片工作部分的高度分别为0mm、165.48mm、330.96mm、496.44mm、661.92mm处所对应的叶片工作部分的轴向宽度依次分别为：231.11mm、170.93mm、127.05mm、82.03mm、47.37mm，所对应的弦长依次分别为：236.99mm、185.06mm、159.89mm、146.45mm、142.28mm，所对应的安装角依次分别为：78.13°、68.25°、52.99°、33.32°、18.60°，所对应的型线最大厚度依次分别为：23.41mm、24.84mm、26.94mm、24.57mm、10.69mm，所对应的进口角依次分别为：50.40°、62.73°、88.55°、133.95°、161.57°，所对应的出口角依次分别为：35.21°、31.61°、26.21°、19.06°、14.06°。

本发明所得到的排汽面积5.0m²大负荷末级叶片，具有更大的排汽面积，可有效提高机组的单机容量，满足大负荷工况的运行要求，对提高大负荷工业汽轮机的经济性和安全可靠性具有重大意义。