[实用新型]一种排列球窝叶片抗水蚀结构

说明书

本实用新型公开了一种排列球窝叶片抗水蚀结构，包括在动叶压力侧和吸力侧两部分表面设置的排列球窝结构。本实用新型通过在动叶压力侧和吸力侧的表面设置排列球窝结构，减小湿蒸汽中的液滴对动叶表面撞击时的攻角，而撞击攻角越小，液滴对动叶表面的撞击力量越小，因此本实用新型的排列球窝结构可大大降低液滴对动叶表面的撞击力度，增强动叶的抗水蚀能力。

技术领域

本实用新型属于叶片抗水蚀领域，特别涉及一种排列球窝叶片抗水蚀结构。

背景技术

汽轮机组通过高温过热蒸汽在通流部分内膨胀做功带动透平机械旋转而向外输出能量。在机组的末级，由于压力和温度的降低，过热蒸汽穿过饱和线进入湿蒸汽区，部分水滴凝结析出致使水蒸气湿度增加。蒸汽湿度的增大不仅使汽轮机的运行效率降低，还会使透平叶片发生水蚀等现象。动叶表面发生水蚀轻则造成叶片表面出现凹坑与裂纹，降低叶片的使用寿命，重则造成叶片断裂，由于汽轮机组为高速旋转器械，断裂的叶片会进而打断其余的叶片，严重影响机组的安全运行，造成巨大的经济损失，因此汽轮机组叶片的水蚀问题不可忽视。

目前动叶抗水蚀的措施主要分为积极和消极两种方式，积极防水蚀方式主要是通过降低蒸汽湿度，以减少液滴数量，从而降低对动叶的冲击，例如采取去湿装置进行汽水分离，以及在静叶与动叶之间的轴向间隙增加一系列的疏水措施等等，而消极防水蚀方式主要是增强动叶的自身保护，以增强其抗水滴击打的能力，例如对动叶表面进行淬火硬化，在动叶表面进行电火花强化，以及焊司太立合金片等等。表面硬化和电火花强化的方法会在表面形成脆硬的薄层，水蚀后容易产生裂纹或者脱落，从而影响机组的运行；司太立合金片具有一定的硬度和塑性，同时其金属结构也具有良好的变形能力，抵御断裂的能力较好，但司太立合金较为昂贵，给叶片的制造增添了成本。而随着目前汽轮机组装机容量越来越大，汽轮机末级的动叶水蚀现象较之前更为严重。

实用新型内容

为应对目前汽轮机组整机容量越来越大、汽轮机末级蒸汽湿度越来越大导致末级动叶水蚀严重，影响汽轮机组安全稳定运行的问题，本实用新型提出了一种排列球窝叶片抗水蚀结构，在不改变主流蒸汽流通形式的情况下，通过在动叶表面设置排列球窝结构的方式，改变液滴撞击动叶的攻角，同时在动叶表面形成缓冲水垫，从而增强动叶的抗水蚀能力。

本实用新型采用如下技术方案来实现：

一种排列球窝叶片抗水蚀结构，包括动叶压力侧和吸力侧两部分表面设置的排列球窝结构。

本实用新型的进一步改进在于，动叶压力侧与吸力侧表面的排列球窝结构尺寸满足其中R₁为叶片中弧线曲率最大处的曲率半径，R₂为叶片表面排列球窝结构的曲率半径。

本实用新型的进一步改进在于，动叶压力侧的排列球窝结构分布于水蚀现象严重的叶中到叶顶的区域。

本实用新型的进一步改进在于，动叶压力侧的排列球窝结构分布于叶中到叶顶的整个区域。

本实用新型的进一步改进在于，吸力侧表面的排列球窝结构分布于水蚀现象严重的叶中到叶顶的区域。

本实用新型的进一步改进在于，动叶吸力侧的排列球窝结构只分布于叶中到叶顶的靠近前缘的前半部分区域。

本实用新型的进一步改进在于，动叶压力侧和吸力侧表面的排列球窝结构在靠近叶中时分布稀疏，在靠近叶顶时分布密集。

本实用新型的进一步改进在于，动叶压力侧和吸力侧表面的排列球窝结构从叶中到叶顶的分布密度逐渐增加。

本实用新型至少具有如下有益的技术效果：

1、本实用新型通过在动叶压力侧和吸力侧的表面设置排列球窝结构，减小湿蒸汽中的液滴对动叶表面撞击时的攻角，而撞击攻角越小，液滴对动叶表面的撞击力量越小，因此本实用新型的排列球窝结构可大大降低液滴对动叶表面的撞击力度，增强动叶的抗水蚀能力。