[发明专利]一种高背压空冷汽轮机用末级动叶片

摘要

本发明公开了一种高背压空冷汽轮机用末级动叶片，是一种变截面扭叶片，包括叶身、叶根和设置在叶身上的凸台拉筋，叶身是由若干特征截面按特定规律叠合而成的异形体；叶身叶高Ld相对值由0.0单调增加到1.0，叶身型线安装角c1由72.18°单调减小到29.61°，进口几何角a1由45.20°单调递增到114°，出口几何角a2由29°单调递增到38.04°，从叶根截面到叶顶截面的节距、弦长、叶型截面轴向宽度、叶型截面最大厚度比等均有独特的变化规律；结构合理，装配方便，特别适用于背压为0.05bar～0.4bar、转速4000rpm以下范围内变化的超高背压空冷工业汽轮机。

主权项

一种高背压空冷汽轮机用末级动叶片，包括一体式结构的叶身（1）、叶根（3）以及位于叶身腰部的凸台拉筋（2），其特征在于所述叶身是由若干特征截面按设定规律叠合而成的异形体，具有特征参数有效叶高Ld、根径Dr；所述截面的轮廓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、进口几何角a1、出口几何角a2、弦长b、最大厚度Dmax、截面面积A；截面叠合规律是沿叶高方向自根端向顶端连续光滑过渡，叶身叶高Ld相对值由0.0单调增加到1.0，与之对应，叶身型线安装角c1由72.18°单调减小到29.61°，进口几何角a1由45.20°单调递增到114°，出口几何角a2由29°单调递增到38.04°；从叶根截面到叶顶截面的节距与弦长比T/b变化规律为：0.50≤T/b≤0.95；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：0.50≤T/B≤1.25；从叶根截面到叶顶截面的节距与叶型截面最大厚度比T/Dmax变化规律为：2.5≤T/Dmax≤13.8；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≤0.16；从叶根截面到叶顶截面的叶型前缘半径R0变化规律为：1.34mm≥R0≥0.62mm；从叶根截面到叶顶截面的叶型尾缘半径R1变化规律为：1.39mm≥R0≥0.36mm；相关变量定义如下：Dr—根径：叶片装配在转子上时，叶身根截面，即气道高度0.0mm处位置直径；Ld—叶身叶高：叶顶截面与叶根截面之间的径向距离；b—弦长：叶身截面进、出汽边距离；c1—叶片安装角：弦长b与转子轴线的夹角；Dmax—叶身截面切向宽度，即最大厚度；R0—叶身截面叶型前缘半径；R1—叶身截面叶形尾缘半径；a1—进口几何角；a2—出口几何角=sin‑1(o1/T)，式中：节距T：相邻俩叶片同一高度截面在周向的安装距离；出口喉部o1：出口边与相邻叶身截面背弧的最小距离。