專利名稱：高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽輪機葉片，尤其是一種高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片。
背景技術(shù)：
對于驅(qū)動合成氣壓縮機用汽輪機進汽參數(shù)有三檔①進汽壓力為89bar或121bar左右，進汽溫度在510°C 5!35°C之間；②進汽壓力為89bar或12Ibar左右，進汽溫度在480 490°C之間；③進汽壓力為39bar或45bar左右，進汽溫度在400 V 450 V之間。這三檔汽輪機和壓縮機均采用直聯(lián)，轉(zhuǎn)速范圍為9012轉(zhuǎn)/分 11911轉(zhuǎn)/分功率范圍為6695kW 25000kW之間，冷凝流量在51. Ot/h的范圍內(nèi)，如果想要達到這樣的設(shè)計要求，必須要配套合適低壓級扭葉片組，而末級長葉片則是整個低壓葉片級組設(shè)計的最關(guān)鍵技術(shù)之一。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而設(shè)計的一種具有良好的變工況性能和強度性能的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片。本實用新型所設(shè)計的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，它包括動葉片， 所述動葉片為變截面扭葉片，其主要由葉身和葉根組成，并通過葉根安裝在轉(zhuǎn)子外圓的葉輪槽中，所述葉身上設(shè)有拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)，所述拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)主要由凸臺和拉筋孔組成， 所述凸臺位于葉身前后兩側(cè)，所述拉筋孔位于凸臺內(nèi)；還包括雙錐棒，所述雙錐棒的兩端分別設(shè)置在相鄰兩個動葉片的拉筋孔內(nèi)使相鄰兩個動葉片形成松拉筋連接。作為優(yōu)選，所述的動葉片頂部為斜切面；所述葉身的寬度、厚度及橫截面積由根部到頂部逐漸減小且平滑過渡；在葉身的出汽邊背弧處設(shè)有淬硬段；所述葉根為四叉形葉根，所述拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)位于葉身中上部。作為優(yōu)選，所述葉根軸向?qū)挾葹?5. 2mm ；所述拉筋孔直徑7. 6mm,且距葉身底部 108. 2mm，所述斜切面與水平線呈沈°角。作為優(yōu)選，所述動葉片葉身橫截面積為528. 134mm2 105. 04mm2 ；葉身的軸向?qū)挾葹?2. 15mm 21. 34mm ；弦長為63. 30mm 56. 27mm ；安裝角為78. 72° 16°，最大厚度為9. 39mm 2. 38mm,出汽邊厚度為1. Imm 0. 44mm。作為優(yōu)選，所述葉身高度為192. 33mm;在葉身上高度為48. 09mm、96. 17mm、 144. 24mm 三處的橫截面積依次為 304. 66mm2、193. 80mm2、135. 38mm2,弦長依次為58. 46mm、 56. 56mm、56. 41mm，安裝角依次為65. 16° ,49. 13° ,33. 39°，最大厚度依次為6. 36mm、 4. 42mm、3. 14mm,出汽邊厚度依次為0. 48mm、0. 45mm、0. 44mm。本實用新型所得的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，葉身中上部具有凸臺和拉筋孔，葉片間采用雙錐棒松拉筋結(jié)構(gòu)，在離心力的作用下，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有很好的阻尼特性，使該葉片具有良好的強度和振動性能；這樣，靜態(tài)時葉片為單片結(jié)構(gòu)，雙錐棒不與拉筋孔上部貼合，在工作轉(zhuǎn)速下，由于離心力的作用，雙錐棒將與拉筋孔上部貼合，并產(chǎn)生較大的正壓力，在離心力的作用下，這種結(jié)構(gòu)一方面使雙錐棒與拉筋孔之間產(chǎn)生摩擦力，增加了系統(tǒng)的阻尼；另一方面，使葉片整圈成組，提高葉片的振動性能，因而具有良好的變工況性能和強度性能。本實用新型所得的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，其子午面結(jié)構(gòu)尺寸很好地滿足了 S2流面的氣動設(shè)計要求，葉片頂部沿沈度角方向切去，使得頂部氣流流動情況良好，葉身的部分扭曲滿足各葉片截面速度三角形的要求，葉片為扭葉片，動葉片各出汽角沿葉高逐漸變小，葉身部分在兼顧強度的同時滿足了氣動設(shè)計的要求，經(jīng)計算流體動力學軟件驗證，具有良好的變工況運行性能；葉根采用大剛性的叉形葉根設(shè)計，連接牢固、裝配方便，具有較廣的市場應用前景。本實用新型所得的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，末級通流面積 0. 358m2，可以在0. 05 0. 25背壓下運行，最高轉(zhuǎn)速可達到11880rpm,最大質(zhì)量流量可達到 22. ^g/s，可以滿足合成氣壓縮機用汽輪機對末級葉片的要求。

圖1是實施例1動葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實施例1動葉片側(cè)視圖；圖3是實施例1動葉片俯視圖；圖4是實施例1動葉片型線示意圖；圖5是實施例1動葉片凸臺拉筋結(jié)構(gòu)剖視圖；圖6是實施例1相鄰兩只葉片用雙錐棒連接的示意圖；圖中葉身1，葉根2，拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)3、雙錐棒4、凸臺5、拉筋孔6、斜切面7。
具體實施方式
下面通過實施例結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。實施例1 如圖1、2、3所示，本實施例所描述的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片， 它包括動葉片，所述動葉片為變截面扭葉片，其主要由葉身1和葉根2組成，并通過葉根2 安裝在轉(zhuǎn)子外圓的葉輪槽中，所述葉身1上設(shè)有拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)3，所述拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)3 主要由凸臺5和拉筋孔6組成，所述凸臺5位于葉身1前后兩側(cè)，所述拉筋孔6位于凸臺5 內(nèi)；如圖5、6所示，還包括雙錐棒4，所述雙錐棒4的兩端分別設(shè)置在相鄰兩個動葉片的拉筋孔6內(nèi)使相鄰兩個動葉片形成松拉筋連接。所述的動葉片頂部為斜切面7 ；所述葉身1的寬度、厚度及橫截面積由根部到頂部逐漸減小且平滑過渡；在葉身1的出汽邊背弧處設(shè)有淬硬段；所述葉根2為四叉形葉根2，所述拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)3位于葉身1中上部。其中，所述葉根2軸向?qū)挾葹?5. 2mm ；所述拉筋孔6直徑7. 6mm,且距葉身1底部 108. 2mm，所述斜切面7與水平線呈角，所述動葉片葉身1橫截面積為528. 134mm2 105. 04mm2 ；葉身1的軸向?qū)挾葹?2. 15mm 21. 34mm ；弦長為63. 30mm 56. 27mm ；安裝角為78. 72° 16°，最大厚度為9. 39mm 2. 38mm，出汽邊厚度為1. Imm 0.44mm。所述葉身1高度為192. 33mm ；在葉身1上高度為48. 09mm、96. 17mm、144. 24mm三處的橫截面積依次為 304. 66mm2、193. 80mm2、135. 38mm2,弦長依次為58. 46mm,56. 56mm,56. 41mm,安裝角依次為65.16° ,49. 13° ,33. 39°，最大厚度依次為6. 36mm、4. 42mm、3. 14mm，出汽邊厚度依次為0. 48mm、0. 45mm>0. 44mm。葉身1部分各截面基本參數(shù)如下表
截面號葉片高度弦長軸向?qū)挾茸畲蠛穸劝惭b角截面面積出汽邊厚度mmmmmmmmOmm2mmA-A063.362.159.3978.72528.131.1E-E48.0958.4653.056.3665.16304.660.48J-J96.1756.5642.904.4249.13193.800.45N-N144.2456.4131.263.1433.39135.380.44R-R192.3356.2721.342.3824.16105.040.44本實施例所描述的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，葉身1中上部具有凸臺5和拉筋孔6，葉片間采用雙錐棒4松拉筋結(jié)構(gòu)，在離心力的作用下，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有很好的阻尼特性，使該葉片具有良好的強度和振動性能；這樣，靜態(tài)時葉片為單片結(jié)構(gòu)， 雙錐棒4不與拉筋孔6上部貼合，在工作轉(zhuǎn)速下，由于離心力的作用，雙錐棒4將與拉筋孔6 上部貼合，并產(chǎn)生較大的正壓力，在離心力的作用下，這種結(jié)構(gòu)一方面使雙錐棒4與拉筋孔 6之間產(chǎn)生摩擦力，增加了系統(tǒng)的阻尼；另一方面，使葉片整圈成組，提高葉片的振動性能， 因而具有良好的變工況性能和強度性能。本實施例所描述的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，其子午面結(jié)構(gòu)尺寸很好地滿足了 S2流面的氣動設(shè)計要求，葉片頂部沿沈度角方向切去，使得頂部氣流流動情況良好，葉身1的部分扭曲滿足各葉片截面速度三角形的要求，葉片為扭葉片，動葉片各出汽角沿葉高逐漸變小，葉身1部分在兼顧強度的同時滿足了氣動設(shè)計的要求，經(jīng)計算流體動力學軟件驗證，具有良好的變工況運行性能；葉根2采用大剛性的叉形葉根2設(shè)計，連接牢固、裝配方便，具有較廣的市場應用前景。本實施例所描述的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，末級通流面積 0. 358m2，可以在0. 05 0. 25背壓下運行，最高轉(zhuǎn)速可達到11880rpm,最大質(zhì)量流量可達到 22. ^g/s，可以滿足合成氣壓縮機用汽輪機對末級葉片的要求。需要說明的是，本專利的保護范圍不限于上述實施例，在上述技術(shù)的啟示下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員無論作何種常規(guī)變動，應當都落入本專利的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，它包括動葉片，所述動葉片為變截面扭葉片，其主要由葉身和葉根組成，并通過葉根安裝在轉(zhuǎn)子外圓的葉輪槽中，其特征是所述葉身上設(shè)有拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)，所述拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)主要由凸臺和拉筋孔組成，所述凸臺位于葉身前后兩側(cè)，所述拉筋孔位于凸臺內(nèi)；還包括雙錐棒，所述雙錐棒的兩端分別設(shè)置在相鄰兩個動葉片的拉筋孔內(nèi)使相鄰兩個動葉片形成松拉筋連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，其特征是所述的動葉片頂部為斜切面；所述葉身的寬度、厚度及橫截面積由根部到頂部逐漸減小且平滑過渡；在葉身的出汽邊背弧處設(shè)有淬硬段；所述葉根為四叉形葉根，所述拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)位于葉身中上部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，其特征是所述葉根軸向?qū)挾葹?5. 2mm ；所述拉筋孔直徑7. 6mm,且距葉身底部108. 2mm，所述斜切面與水平線呈角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，其特征是所述動葉片葉身橫截面積為528. 134mm2 105. 04mm2 ；葉身的軸向?qū)挾葹?2. 15mm 21. 34mm ；弦長為63. 30mm 56. 27mm ；安裝角為78. 72° 16°，最大厚度為9. 39mm 2. 38mm,出汽邊厚度為1. Imm 0. 44mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，其特征是所述葉身高度為192. 33mm ；在葉身上高度為48. 09mm、96. 17mm、144. 24mm三處的橫截面積依次為 304. 66mm2、193. 80mm2、135. 38mm2，弦長依次為58. 46mm,56. 56mm,56. 41mm，安裝角依次為 65. 16°、49· 13°、33· 39°，最大厚度依次為6. 36mm、4. 42mm,3. 14mm,出汽邊厚度依次為 0. 48mm>0. 45mm>0. 44mm。
專利摘要本實用新型公開的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片，它包括動葉片，所述動葉片為變截面扭葉片，其主要由葉身和葉根組成，并通過葉根安裝在轉(zhuǎn)子外圓的葉輪槽中，所述葉身上設(shè)有拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)，所述拉筋孔凸臺結(jié)構(gòu)主要由凸臺和拉筋孔組成，所述凸臺位于葉身前后兩側(cè)，所述拉筋孔位于凸臺內(nèi)；還包括雙錐棒，所述雙錐棒的兩端分別設(shè)置在相鄰兩個動葉片的拉筋孔內(nèi)使相鄰兩個動葉片形成松拉筋連接。本實用新型所得的高轉(zhuǎn)速驅(qū)動用工業(yè)汽輪機的低壓末級葉片具有良好的變工況性能和強度性能。
文檔編號F01D5/14GK201934146SQ201020670460
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者丁旭東, 劉象拯, 應博芬, 徐旭嶺, 朱何釗, 陳金銓, 隋永楓 申請人:杭州汽輪機股份有限公司