[发明专利]给水泵汽轮机次末级动叶片

说明书

技术领域

本发明涉及给水泵汽轮机的次末级动叶片，适用于功率24MW～44MW，单向排汽（1个排气口），转速2600~5500rpm的变转速、超超临界1000MW等级汽轮机的100%容量给水泵汽轮机。

背景技术

给水泵汽轮机是一种特殊的蒸汽轮机，特殊性表现在：它经常处于高转速，变转速，变功率工况运行，以适应大机的负荷变化，蒸汽压力低，温度低，但功率大，末级和次末级动叶片很长，这些运行条件极大地限制了末级、次末级动叶片的设计。且给水泵汽轮机的经济性与安全性在很大程度上与其末级和次末级的热力、气动、强度、振动设计密切相关，其中尤以末级、次末级动叶片设计难度最大，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给水泵汽轮机次末级动叶片。

   在超超临界百万机组所需的100%容量给水泵汽轮机领域，由于机组进汽参数低、功率大、需要排汽面积大、驱动给水泵的汽轮机转速高、次末级动叶片汽道高度很高、叶片轴向宽度很小、次末级动叶片离心力大、应力水平超高、振动复杂、在跨音速中运行、设计难度很大。

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、动态应力低，适用于功率24MW～44MW，单向排汽，转速2600~5500rpm的变转速、超超临界1000MW等级汽轮机的100%容量给水泵汽轮机的次末级动叶片。

本发明所采用的技术方案是：

一种给水泵汽轮机次末级动叶片，具有整体结构的叶根、叶身、围带，所述围带位于叶身的顶部，叶根位于叶身的根部；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、根径为Dr；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84.26⁰单调减小到25.13⁰；从根截面到顶截面的面积 A变化规律为：3.606≥A≥1.0，从根截面到顶截面的轴向宽度Xa变化规律为：2.581≥Xa≥1.0，从根截面到顶截面的弦长b1变化规律为：1.133≥b1≥1.0, 从根截面到顶截面的最大厚度W1变化规律为：2.964≥W1≥1.0。

所述叶身的有效高度为H=358mm、根径为Dr=1146mm。

所述围带具有背弧工作面S1和内弧工作面P1，背弧工作面S1和内弧工作面P1是相互平行的平面；围带的截面形状具有特征参数：背弧工作面S1和内弧工作面P1间的距离A1，背弧工作面S1和内弧工作面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；   35°≤B1≤52°；

围带厚度H1满足关系式：

7mm<H1<11mm；

围带顶面是倾斜的，由进汽边向岀汽边轴向倾斜，倾角满足关系式：

22°≤θ1≤28°

所述叶根是4齿直线轴向装入型纵树型叶根，叶根平台顶面是倾斜的，由进汽边向岀汽边轴向倾斜，倾角满足关系式：

8°≤θ2≤12°

本发明所产生的技术效果是：

本发明在总结新一代超超临界1000MW等级汽轮机末级叶片设计经验基础上，为满足市场对超超临界1000MW等级汽轮机的100%容量给水泵汽轮机的需求，应用当代先进的设计技术，成功完成了适用于100%容量给水泵汽轮机次末级叶片的设计。新开发的358mm次末级动叶片具有较先进的结构型式——阻尼式自带围带，叶根采用大承载的直线轴向装入型纵树型叶根设计，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。它不但适用于超超临界1000MW等级汽轮机的100%容量给水泵汽轮机要求，而且为提高电站系统的整体经济性提供支持，将两台50%给水泵汽轮机合并为一台100%给水泵汽轮机，从而可减少一台给水泵汽轮机组，大大减少设备投资和基建及运行维修费用，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是围带结构示意图；

图3是叶身截面示意图。

具体实施方式