[发明专利]一种工业汽轮机用高转速高负荷低压级动叶片

说明书

本发明公开的工业汽轮机用高转速高负荷低压级动叶片工业汽轮机用高转速高负荷低压级动叶片工业汽轮机用高转速高负荷低压级动叶片，它是一种用于高转速工业汽轮机的变截面扭叶片，其围带、叶身和叶根由上至下模锻成一体；叶身型线为变截面扭叶片，从根部至顶部的截面面积逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转，叶身的高度H为93.30mm，根部轴向宽度V为32.76mm，根部直径为300.5mm，顶部轴向宽度V1为23.3mm，叶根为T型叶根，轴向宽度C为35.8mm，围带厚度W为5～10mm，轴向宽度C1为27.6mm，本发明公开的叶片，在高转速下具有气动效率高、强度振动性能好等优点，同时结构合理，装配方便，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明属于叶轮机械领域，尤其是一种工业汽轮机用高转速高负荷低压级动叶片。

背景技术

在工业发电领域，一般采用叶片转速为3000r/min的定转速汽轮机，这种汽轮机在50MW以下存在成本高、效率低的情况，严重影响能源利用效率，对节能减排不利。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种工业汽轮机用高转速高负荷低压级动叶片，该叶片转速为6600r/min，是常规3000r/min 叶片转速的2.2倍，高转速提高了叶片的效率，减小了汽轮机尺寸，降低了汽轮机成本。高转速设计有利于提高叶片线速度，减小叶片的载荷系数，从而提高叶片的效率；该叶片采用T型叶根，该叶根结构具有加工装配简单、成本低的特点；该叶片采用碰撞阻尼围带，该围带结构具有加工装配简单、成本低、封汽效果好的特点。

为了实现上述目的，本发明的一种工业汽轮机用高转速高负荷低压级动叶片，由上至下模锻成一体，包括围带、叶身和叶根，所述叶身型线为变截面扭叶片，即叶身根部截面至叶身顶部截面的截面面积逐渐减小，且叶身根部截面和叶身顶部截面间有相对扭转。所述叶身相对叶高H由0％单调增加到100％，所述叶身根部截面到叶身顶部截面的节距与弦长比T/b变化规律为：0.62≤T/b≤0.77；所述叶身根部截面到叶身顶部截面的节距与叶型截面轴向宽度比T/B变化规律为：0.66≤T/B≤1.18；所述叶身根部截面到叶身顶部截面的节距与叶型截面最大厚度比T/Dmax变化规律为： 2.32≤T/B≤5.39；所述叶身根部截面到叶身顶部截面的节距与叶型截面面积比T/A变化规律为0.08≤T/A≤0.24；所述叶身根部截面到叶身顶部截面安装角β的变化范围为70.95°～41.37°，所述叶身根部截面到叶身顶部截面进口角α的变化范围为27.53≤α≤65.74°，所述叶身根部截面到叶身顶部截面出口角θ的变化范围为66.16°≤θ≤71.04°。

更进一步的方案为，所述叶身的高度H为93.30mm，所述叶身根部轴向宽度V为32.76mm，所述叶身根部直径为300.5mm，所述叶身顶部轴向宽度 V1为23.3mm，所述围带为台阶型结构，所述围带工作面距离M为27.36mm，所述围带的厚度W为5～10mm，所述围带轴向宽度C1为27.6mm，所述叶根为T型叶根，所述叶根的总高度K为42.03mm，所述叶根的轴向宽度C为 35.8mm。

进一步的方案为，所述叶身高度分别为0，17.6mm，37.6mm，57.6mm， 78.80mm，所对应的叶身部分的轴向宽度依次分别是：32.77mm，31.34mm， 29.06mm，26.34mm，23.03mm，所对应的弦长依次分别是34.85mm，35.00mm， 35.01mm，34.91mm，34.94mm，所对应的安装角依次分别是70.95°， 64.40°,56.67°,49.31°,41.37°,所对应的型线最大厚度依次分别是9.25mm，7.81mm，6.68mm，6.05mm，5.03mm，所对应的进口角依次分别为 27.53°,30.20°,37.56°,42.97°,65.74°，所对应的出口角依次分别为 69.58°,70.66°,71.04°,70.99°,66.16°。