[发明专利]一种工业汽轮机用的645mm末级动叶片

说明书

本发明涉及工业汽轮机叶片领域，尤其是公开了一种工业汽轮机用的645mm末级动叶片，包括一体成型的叶身、叶根及用于使叶片形成整圈自锁的凸台拉金，叶身的型线为变截面扭叶片，叶身高度H=645mm、底部半径Dr=560mm，叶身的排汽面积为3.6m²，自锁凸台拉金中心设置在叶身从下至上相对叶高0.65处，该排汽面积3.6m²工业汽轮机用大负荷末级动叶片具有气动效率高、强度性能好、排汽面积大、制造装配方便等优点，可广泛应用于余热利用和PTA制造流程用工业汽轮机。

技术领域

本发明涉及工业汽轮机领域，尤其是一种工业汽轮机用的645mm末级动叶片。

背景技术

在PTA工业流程中，会产生大量温度小于150℃的低品质蒸汽，利用该低品质蒸汽驱动工业汽轮机进行发电是实现节能减排、创造经济效益的良好方式。我国电网为50Hz，相应的汽轮机转速为3000r/min，3600r/min的末级长叶片产品少，存在以下问题：应用的3600r/min的末级叶片排汽面积小、效率低、转子尺寸大、成本高。

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定转速大负荷工业汽轮机用末级动叶，该叶片转速为3600r/min，是常规3000r/min叶片转速的1.2倍。该叶片叶型分别采用亚音速、跨音速、超音速设计；开发了大承载力的枞树形叶根结构，显著降低了叶根所受离心应力；开发了互锁阻尼凸台结构，显著降低了叶片的动应力。该叶片具有良好的变工况性能和强度振动性能，同时结构合理，装配方便。

本发明所涉及的工业汽轮机用的645mm末级动叶片，包括叶身、叶根及用于使叶片形成整圈自锁的凸台拉金；叶身的型线为变截面扭叶片，相邻两截面间有相对扭转，从根部至顶部截面面积逐渐减小；所述叶身高度为H=645mm，工作部分底部截面轴向宽度为175.5mm，底部截面半径Dr=560mm，顶部截面轴向宽度为70.6mm，叶身排汽面积为3.6m²。这种结构的特点是，采用特殊尺寸结构提高叶片转速。

进一步的，所述叶身1相对叶高Ld由0%单调增加到100%，叶身从叶根截面到叶顶截面的节距与弦长比T/b变化规律为：0.31≤T/b≤0.74；从叶根截面到叶顶截面的节距与叶型截面轴向宽度比T/B变化规律为：0.31≤T/B≤1.67；从叶根截面到叶顶截面的节距与叶型截面面积比T/A变化规律为：0.02≤T/A≤0.15。这种结构的特点是，针对叶片使用环境，采用特殊结构角度变化减小叶根所受离心力。

更进一步的，叶片凸台为椭圆台，凸台中心设置在叶身从下至上相对叶高0.65处，叶片凸台拉金横截面为椭圆形，其长轴为30.0mm，短轴为15.0mm，凸台拉金的两个工作面之间夹角为3.23°，工作面几何中心距离为96.62mm；叶根为枞树型斜叶根，轴向宽度为200mm，叶根的总高度为55.97mm。

进一步的，叶身从根部至顶部的轴向宽度变化范围为175.5~70.6mm，弦长变化范围为178.1~159.0mm，安装角的变化范围为25.9°~74.6°，叶片型线最大厚度变化范围为21.24mm~7.33mm，进口角的变化范围为66.3°~150.5°，出口角的变化范围为24.0°~38.5°。