[实用新型]汽轮机叶根和叶片

说明书

本实用新型提供了一种汽轮机叶根和叶片，所述叶片包括围带、凸台拉筋、叶型部分、中间体和叶根；所述叶根为多齿圆弧枞树型结构，且所述各齿承载面角度为55°～60°，齿形角为50°～55°。所述叶根为枞树型结构，安装于与叶根配合的转子轮槽内，叶根通过将部分关键数据进行优化后具有低应力，高低周疲劳寿命特征，能满足发电厂频繁启停要求；所述围带与叶型部分为整体结构，相邻围带工作面工作时相互接触，保证叶片整圈联接，提高了叶片工作时安全可靠性。

技术领域

本实用新型专利涉及动力机械设备制造领域，具体涉及一种汽轮机叶根和叶片。

背景技术

末级叶片是汽轮机重要的部件，由于转速高，离心力巨大，且受当前材料强度水平及当前制造等水平限值，目前很多国产300MW、600MW机组末级长叶片，尤其是频繁启停蒸汽-燃气联合循环机组，在长期启停运行后，极大的降低了低压末级叶片低周疲劳寿命，末级叶片的寿命对整个机组安全性有着重要的影响。国内燃气发电厂的燃气-蒸汽联合循环机组一般用于调峰需要，需要频繁启停。频繁的启停模式导致设备劣化严重，主要部件寿命缩短，尤其是末级叶片等关键零部件，这样就要求机组在设计阶段保证关键部件具有较高的低周疲劳寿命，否则机组可能由于关键部件的寿命不足而存在极大的安全隐患。

针对上述问题，有必要设计一种低应力、高疲劳寿命的适用于频繁启停的汽轮机长叶片，通过采用一种低应力集中的枞树型叶根，同时对叶片各关键部位进行优化设计，优化叶根结构，优化椭圆凸台结构，保证叶片各关键部位较低的应力水平。同时，优化叶片频率振动特性，保证叶片工作状态下频率与工作转速存在足够的避开率，使叶片在各工况下较小的动应力，从而保证叶片较高的疲劳寿命，保证机组能频繁启停的可靠性。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供一种汽轮机叶根和叶片，可供频繁启停汽轮机安全可靠运行，且效率又高，以解决现有火电机组大型汽轮机长叶片疲劳寿命低的问题。

(二)技术方案

根据本实用新型的一方面，提供一种汽轮机叶根，所述叶根为多齿圆弧枞树型结构，且所述各齿的承载面与垂直方向角度介于55°～60°之间，齿形角介于50°～55°之间。

在进一步的实施方案中，所述叶根为4齿圆弧枞树型叶根，其第一圆角半径为5～6mm，第二圆角半径为3.5～4mm，第三圆角半径为2.5～3mm，第四圆角半径为5～6mm。

根据本实用新型的另一方面，提供一种汽轮机叶片，包括：如上所述的叶根。

在进一步的实施方案中，所述的汽轮机叶片还包括：凸台拉筋和叶型部分，且所述凸台拉筋位于与所述叶型部分根部截面距离为50-70％叶高的位置。

在进一步的实施方案中，所述凸台拉筋为椭圆凸台，其长轴直径为20～30mm，短轴直径为6～15mm，且所述椭圆长轴与所述叶片轴向夹角为0～20度。

在进一步的实施方案中，在安装状态下，相邻的所述椭圆凸台之间间隙为0～0.25mm。

在进一步的实施方案中，所述叶型部分顶部前缘部分和背弧部分经过激光固溶强化处理。

在进一步的实施方案中，所述叶型部分为变截面扭转状，沿叶高由根部至顶部面积逐渐减小，相邻两截面之间存在扭转角。

在进一步的实施方案中，所述的汽轮机叶片还包括：围带，所述围带与叶型部分为一体成型结构；且在安装状态下，相邻围带工作面之间间隙为0～0.5mm，非工作面之间间隙为3～4.5mm。

在进一步的实施方案中，所述的汽轮机叶片还包括：中间体；且所述叶型部分顶部与围带之间、叶型部分根部与中间体之间、凸台拉筋与叶型部分之间均采用光滑圆角过渡。

(三)有益效果