[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600MW～1200MW，转速3000rpm的亚临界、超临界、超超临界空冷汽轮机。

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，其中尤以低压末级叶片设计难度最大，必须统筹兼顾，进行繁杂的多因素约束条件下的方案设计优选，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电厂已成功投运了直冷665MW空冷汽轮机，该机末级叶片高662mm，型根宽200mm，自带一道翼型式阻尼拉筋，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，东汽厂在正兰旗空冷600MW工程中推出了661mm末级叶片，根径1676.4mm，排气环形面积4.85m²，该类末级叶片为阻尼式自带围带，一道松拉筋。

上述叶片属于第二、三代空冷末级叶片，结构落后，叶片的动应力高，机组经济性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种结构合理、动应力低，适用于600MW～1200MW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，具有叶根、叶身、围带、凸台拉筋，所述围带位于叶身的顶部，凸台拉筋位于叶身的腰部，叶身、叶根、围带、凸台拉筋是整体结构；所述叶身是由若干特征截面按一特定规律迭合而成的异形体，其有效高度为H＝863.6mm、根径为Dr＝1905mm；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H的相对值由0.0单调增加到1.0；与之相对应，安装角c1由78.33°单调减小到20.41°；从根截面到顶截面的面积A变化规律为：6.415≥A≥1.0，从根截面到顶截面的轴向宽度Xa变化规律为：4.735≥Xa≥1.0，从根截面到顶截面的弦长b1变化规律为：1.613≥b1≥1.0，从根截面到顶截面的最大厚度W1变化规律为：3.28≥W1≥1.0。

所述凸台拉筋具有背弧工作面S2和内弧工作面P2，S2、P2是相互平行的平面；凸台拉筋的截面形状具有特征参数：背、内弧工作面S2、P2间的距离A2，背、内弧工作面S2、P2几何中心间的距离T2；所述背弧工作面S2与汽轮机转子中轴线X轴的夹角B2满足关系式：

A2＝T2·COSB2；55°≤B2≤75°；

凸台拉筋截面最大厚度B满足关系式：

20mm≤B≤30mm。

所述围带具有背弧工作面S1和内弧工作面P1，S1、P1是相互平行的平面；围带的截面形状具有特征参数：背、内弧工作面S1、P1间的距离A1，背、内弧工作面S1、P1几何中心间的距离T1；所述背弧工作面S1与汽轮机转子中轴线X轴的夹角B1满足关系式：

A1＝T1·COSB1；30°≤B1≤50°；

围带厚度H1满足关系式：

10mm＜H1＜20mm。

所述叶根是4齿直线形纵树型叶根。

本发明的技术效果：

本发明在总结第二、三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600MW、1200MW等级的863.6mm空冷汽轮机末级叶片的设计。新开发的863.6mm空冷末级叶片具有较先进的结构型式——阻尼式自带围带，整体拉筋，叶根采用大承载的直线形纵树叶根设计，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。本发明不但适用于两排汽600MW等级亚临界(或超临界)空冷汽轮机，从而可减少一个低压缸，大大减少设备投资和基建及运行维修费用，而且可推广应用于四排汽1200MW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是拉筋结构示意图；