[实用新型]一种应用于汽轮机动叶进气前缘的密布孔防水蚀结构

说明书

本实用新型公开了一种应用于汽轮机动叶进气前缘的密布孔防水蚀结构，包括在靠近动叶前缘处，从叶顶向下开设的矩形排水槽和从汽轮机动叶前缘开设的密布孔型结构，且所有的密布孔型结构均与矩形排水槽相连通。本实用新型在不影响汽轮机动叶整体气动结构性能的情况下，减缓二次水滴对动叶前缘的直接撞击作用；并采用矩形排水槽，密布孔型结构收集的部分二次水滴水分，减少了动叶表面水膜撕裂，再次进入通流的液滴数量，有利于减缓叶片水蚀。

技术领域

本实用新型属于工业设备技术领域，具体涉及一种应用于汽轮机动叶进气前缘的密布孔防水蚀结构。

背景技术

汽轮机是一种以蒸汽为工质，将蒸汽的热能转化为机械功的热力透平，是目前火力发电厂，核电厂等主要部件之一。在全球经济的高速发展和电能需求日益增加的大背景下，汽轮机作为电厂发电主力，其热经济性必须尽可能提高，而随着汽轮机单机功率的增加，采用更长的末级叶片则是提高汽轮机效率的必然手段。而汽轮机末级叶片工作在低压的湿蒸汽环境中，该部分叶片在水滴的作用下极容易产生水蚀作用。而随着汽轮机效率的提高，末级叶片长度的提升，汽轮机叶片受到水蚀的面积大幅提升，且更容易因为水蚀而引起断裂事故，水蚀问题在相关领域内越来越受到重视。

汽轮机水蚀现象在较长的汽轮机末级叶片中尤为严重，其发生机理为：蒸汽在低压膨胀环境中流过静叶结构时，当超过气液饱和线后，会液化生成微小水滴，称为一次水滴。这些微小水滴在蒸汽流经静叶的过程中逐渐聚集并变大。而随着流动发展，这些水滴中的一部分将逐渐以水膜的形式附着在静叶的表面上。附着在静叶表面的水滴会随着蒸汽的流动而逐渐向静叶末端聚集。当水膜发展到一定厚度时，其由于蒸汽流动的作用，会与静叶表面分离，并生成二次水滴(该水滴半径为20μm～200μm)。且由于二次水滴的惯性较大，这些水滴会以很大的相对速度撞击在动叶进汽边的前缘与叶片背弧侧，从而在动叶上产生水蚀作用。

由于水蚀问题的危害严重，提升防水蚀工艺的进步对于解决水蚀问题显得尤为重要，近年来国内外各大汽轮机厂、研究机构等单位都针对水蚀的防护技术进行了大量研究，其方法很多，归纳起来主要有两方面，一方面是从汽轮机的叶片及结构上进行设计优化以减少水滴的数量，从而减少水蚀，这是主动措施；另一方面则是针对叶片材料表面性能进行增强，以减缓材料的水蚀速度，这是被动措施。其中主动措施，即在叶片结构上采用防水蚀结构从而实现防水蚀功能，由于其立竿见影的效果，经济的加工成本而颇受青睐。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种应用于汽轮机动叶进气前缘的密布孔防水蚀结构，该结构旨在不影响汽轮机动叶整体气动结构性能的情况下，减缓二次水滴对动叶前缘的直接撞击作用；并采用矩形排水槽，密布孔型结构所收集的部分二次水滴水分，减少了动叶表面水膜撕裂，再次进入通流的液滴数量，有利于减缓叶片水蚀。

为了实现上述功能，本实用新型采用的技术方案如下：

一种应用于汽轮机动叶进气前缘的密布孔防水蚀结构，包括在靠近动叶前缘处，从叶顶向下开设的矩形排水槽和从汽轮机动叶前缘开设的密布孔型结构，且所有的密布孔型结构均与矩形排水槽相连通。

本实用新型进一步的改进在于，该密布孔型结构以及矩形排水槽分布在动叶靠近叶顶的上半部分，为叶高的一半范围。

本实用新型进一步的改进在于，该密布孔型结构的截面形状为圆形、矩形、椭圆形或三角形。

本实用新型进一步的改进在于，该矩形排水槽能够替换为圆角矩形排水槽或梯形排水槽。

本实用新型进一步的改进在于，密布孔型结构的深度为矩形排水槽厚度的3到5倍。

本实用新型进一步的改进在于，该密布孔型结构采用顺排或者叉排。

本实用新型进一步的改进在于，该矩形排水槽的宽度能够将所有密布孔型结构包含在内。

本实用新型进一步的改进在于，密布孔型结构之间的间距与密布孔型结构半径相等。