[发明专利]空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，适用于功率300MW～600MW，转速3000rpm的亚临界、超临界空冷汽轮机。 

背景技术

空冷汽轮机是一种特殊的蒸汽轮机，特殊性表现在：它经常处于高背压小容积流量工况运行，且背压变化范围大、变化频繁，这些运行条件极大地限制了末级叶片的设计。且空冷汽轮机的经济性与安全性在很大程度上与低压末级的热力、气动、强度、振动设计密切相关，其中尤以低压末级设计难度最大，必须统筹兼顾，进行繁杂的多因素约束条件下的方案优选，才能设计出高性能的末级叶片。 

世界上各大汽轮机厂家均拥有自己风格的适合于大容量空冷机的末级叶片。如：KWU公司在Kendal电厂已成功投运了间冷686MW空冷汽轮机，该机末级叶片高668mm，圆弧枞树型叶根，型根宽230mm，自由叶片；MAN公司在MATINBA电厂已成功W—叶根轴向宽度。 

阻尼拉筋，无围带。国内上汽厂在伊朗325MW空冷汽轮机中推出了540mm末级叶片；哈汽厂在大同空冷600MW工程中推出了620mm末级叶片，根径1700mm，排气环形面积4.52m²，该末级叶片为阻尼式自带围带，一道松拉筋。 

上述叶片属于第一代空冷末级叶片，结构落后，叶片的动应力高，机组经济性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是提供一种结构合理，动应力低，适用于300MW、600MW等级的空冷汽轮机末级动叶片。 

本发明所采用的技术方案是： 

一种空冷汽轮机末级动叶片，具有叶身和叶根，所述叶身的顶部有围带，腰部有拉筋孔，叶根、叶身、围带是整体结构；其特征在于，所述叶身是由若干特征截面按一特定规律迭合面成的异形体，其有效高度为Ld＝661mm、根径为Dr＝1676.4mm；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85.13°单调减小到20.03°；从根截面到顶截面的面积A变化规律为：3.82≥A≥1.0，从根截面到顶截面的轴向宽度Xa变化规律为：4.749≥Xa≥1.0，从根截面到顶截面的弦长b1变化规律为：1.627≥b1≥1.0，从根截面到顶截面的最大厚度W1变化规律为：1.748≥W1≥1.0。 

所述拉筋孔的直径Φ_d满足关系式： 

10mm≤Φ_d≤20mm。 

所述围带的工作面的轴向的夹角B1满足关系式： 

A1＝T1·COSB1；          10°≤B1≤50°。 

所述叶根是7叉叶根。 

本发明的技术效果： 

在总结第一代空冷汽轮机末级叶片设计经验基础上，为满足市场 对更大容量空冷机的需求，应用当代先进的设计技术，成功完成了适用于300MW、600MW等级的661mm空冷汽轮机末级叶片的设计。新开发的661mm空冷末级叶片具有较先进的结构型式—阻尼式自带围带，阻尼松拉筋，叶根采用大刚性的叉形叶根设计，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。它不但适用于四排汽600MW等级亚临界(或超临界)空冷汽轮机，而且可推广应用于两排汽300MW等级空冷汽轮机，具有广阔的市场应用前景。 

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是拉筋结构示意图 

图3’是图3的E-E(旋转)视图 

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、图4：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，阻尼拉筋孔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，每圈轮槽安装94只叶片，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。对600MW等级的空冷汽轮机，每 台机组需要正反共四级(4个排气口)，对300MW等级的空冷汽轮机，每台机组需要正反共2级(2个排气口)，具有这样大的排汽面积的汽轮机才能满足大容量，高经济性，高发电密度的要求。为发电厂节省大量的设备投资和维修费用，提高其经济效益。