[发明专利]一种工业汽轮机用高转速高负荷末级动叶

说明书

本发明涉及工业汽轮机叶片领域，尤其是公开了一种可满足高转速高负荷运行要求的排汽面积1.3m2高负荷末级动叶，包括叶身、叶根及用于使叶片形成整圈自锁的围带和凸台。叶身的型线为变截面扭叶片，工作部分高度为393.05mm，工作部分根部轴向宽度为113.07mm，根部直径为662.44mm，从叶根截面到叶顶截面的节距与弦长比T/b变化规律为：0.28≤T/b≤0.89，从叶根截面到叶顶截面的节距与叶型截面轴向宽度比T/B变化规律为：0.28≤T/B≤3.9，叶身的排汽面积为1.3m2，叶根为枞树型斜叶根，轴向宽度为120mm，叶根的总高度为34.20mm。该排汽面积1.3m2高转速高负荷末级动叶具有气动效率高、强度性能好、结构合理、装配方便等优点，可广泛应用于高转速高负荷工业汽轮机。

技术领域

本发明涉及工业汽轮机领域，尤其是一种排汽面积1.3m²高转速高负荷末级动叶片。

背景技术

在工业发电领域，一般采用转速为3000r/min定转速的汽轮机，这种汽轮机在50MW以下存在成本高、效率低的情况，严重影响能源利用效率，对节能减排不利。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种高转速高负荷工业汽轮机用末级动叶，该叶片转速为6600r/min，是常规3000r/min叶片转速的2.2倍，高转速提高了叶片的效率，减小了汽轮机尺寸，降低了汽轮机成本。该叶片叶型分别采用亚音速、跨音速、超音速设计；开发了大承载力的枞树形叶根结构，显著降低了叶根所受离心应力；开发了互锁阻尼围带、互锁阻尼凸台结构，显著降低了叶片的动应力。

本发明所涉及的一种高转速高负荷工业汽轮机用末级动叶，包括叶身、叶根及用于使叶片形成整圈自锁的围带和凸台，所述叶身型线为变截面扭叶片，即叶身根部截面至叶身顶部截面的截面面积逐渐减小，且叶身根部截面和叶身顶部截面间有相对扭转。

进一步的方案为，所述的叶身从叶身根部截面到叶身顶部截面的节距与弦长比T/b变化规律为：0.28≤T/b≤0.89；从叶身根部截面到叶身顶部截面的节距与叶型截面轴向宽度比T/B变化规律为：0.28≤T/B≤3.9；从叶身根部截面到叶身顶部截面的节距与叶型截面面积比T/A变化规律为： 0.03≤T/A≤0.30。

更进一步的方案为，所述叶身高度为393.05mm，所述叶身根部轴向宽度为113.07mm，所述叶身根部直径为662.44mm，所述叶身顶部轴向宽度为 22.16mm，所述叶身排汽面积为1.3m2。

进一步的方案为，所述的叶根为枞树型斜叶根，所述叶根轴向宽度为 120mm，所述叶根的总高度为34.20mm。

更进一步的方案为，所述围带的厚度为8-12mm，所述围带的轴向宽度为22.16mm。

进一步的方案为，所述叶片凸台为椭圆台，凸台中心距叶身底部235mm，叶片凸台拉筋横截面为椭圆形，其长轴为15.76mm，短轴为7.88mm，凸台拉筋的两个工作面相互平行，工作面距离为22.16mm，工作面几何中心距离为52.44mm；叶根为枞树型斜叶根，轴向宽度为120mm，叶根的总高度为 34.20mm。

更进一步的方案为，叶身从根部至顶部的轴向宽度变化范围为 110.53mm～17.18mm，弦长变化范围为111.47mm～55.33mm，安装角的变化范围为101.23°～164.92°，叶片型线最大厚度变化范围为11.51mm～3.98mm，进口角的变化范围为53.57°～168.28°，出口角的变化范围为145.89°～167.52°。