專(zhuān)利名稱：半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)用的末級(jí)葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪機(jī)葉片，具體是一種半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)用的末級(jí)葉片。它適合用 于額定轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分的核電蒸汽輪機(jī)，尤其是適用于背壓為3 6kPa、功率為1000 1700麗、轉(zhuǎn)速為1500rpm的核電汽輪機(jī)。
背景技術(shù)：
核電作為清潔能源之一，具有穩(wěn)定生產(chǎn)大量電力的特點(diǎn)，它有效應(yīng)對(duì)了能源耗竭、 地球溫室效應(yīng)以及控制二氧化碳排放等一系列環(huán)境問(wèn)題。近年來(lái)，積極推進(jìn)核電建設(shè)成為我國(guó)的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略，對(duì)于滿足經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展 不斷增長(zhǎng)的能源需求，保障能源供應(yīng)與安全，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)我國(guó)溫室氣體控制目標(biāo)，達(dá)到 電力工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展，提升我國(guó)綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力、工業(yè)技術(shù)水平和國(guó)際地位，都具 有重要的意義。截止目前，我國(guó)電力總裝機(jī)容量中，核電機(jī)組僅占其中的1.8%，發(fā)電量?jī)H占 2.3%，但這一局面正在逐步改變。根據(jù)國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的規(guī)劃設(shè)想，到2020年，我國(guó)核 電在全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量中的比例要占到4 %，占總發(fā)電量的6 %，即核電投運(yùn)規(guī)模將達(dá) 到3600 4000萬(wàn)千瓦?？梢灶A(yù)見(jiàn)，作為一種技術(shù)成熟，可大規(guī)模生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟(jì)、清潔的 能源，核電在我國(guó)的遠(yuǎn)景規(guī)劃中將有更大的發(fā)展空間。蒸汽輪機(jī)是核電廠主力設(shè)備之一，安裝于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸上的動(dòng)葉片又是汽輪機(jī)中重 要的關(guān)鍵部件，特別是末級(jí)動(dòng)葉片設(shè)計(jì)技術(shù)，還因其涉及的技術(shù)面廣、技術(shù)含金量高而成為 汽輪機(jī)設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)，世界頂級(jí)的末級(jí)長(zhǎng)葉片技術(shù)是世界上各大汽輪機(jī)制造商致力研 發(fā)的目標(biāo)。核電汽輪機(jī)低壓末級(jí)葉片需要承受很大的蒸汽流量和負(fù)荷，末級(jí)葉片的長(zhǎng)度決定 了低壓缸數(shù)量和汽輪機(jī)全長(zhǎng)，且極大影響汽輪機(jī)整體效率。排汽損失在汽輪機(jī)整體損失中 占比很大，使用更長(zhǎng)的末級(jí)葉片可以大幅度降低汽輪機(jī)整體損失。在現(xiàn)有的合金鋼性能水 平下，設(shè)計(jì)出更長(zhǎng)的末葉片是提高汽輪機(jī)效率的最有效的途徑。由于葉片的設(shè)計(jì)與制造是 尖端技術(shù)，每一系列的葉片研制均面臨著諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是末級(jí)葉片更為突出，末級(jí)葉 片的研制需要結(jié)合考慮材料強(qiáng)度、氣動(dòng)和強(qiáng)度振動(dòng)設(shè)計(jì)、制造等各種因素。因而，汽輪機(jī)末 級(jí)長(zhǎng)葉片的開(kāi)發(fā)成為世界上各大汽輪機(jī)制造商關(guān)注的重點(diǎn)，也是其設(shè)計(jì)制造的難點(diǎn)，其水 平代表了開(kāi)發(fā)者的綜合實(shí)力。先進(jìn)的末級(jí)長(zhǎng)葉片技術(shù)是制造商的核心技術(shù)，對(duì)外高度保密， 一般不會(huì)轉(zhuǎn)讓?zhuān)词罐D(zhuǎn)讓?zhuān)滟M(fèi)用也非常高昂。因此，世界上各大汽輪機(jī)制造廠商均在積極 開(kāi)發(fā)具有自己風(fēng)格的末級(jí)長(zhǎng)葉片系列，這些末級(jí)長(zhǎng)葉片的結(jié)構(gòu)形式大體可分為二種，其中 一種為揪樹(shù)形葉根、變截面扭曲葉身(氣道)、一道整體拉筋和一層整體圍帶的結(jié)構(gòu)，另一種 為叉形葉根、變截面扭曲葉身(氣道)、一道整體拉筋和一層整體圍帶的結(jié)構(gòu)。雖然世界上各 廠家開(kāi)發(fā)的核電末級(jí)葉片的基本結(jié)構(gòu)相近，但具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)選擇仍然是重重之重的 技術(shù)難點(diǎn)，各廠家的核電末級(jí)葉片的根徑、葉片數(shù)、葉寬、葉高、葉型形狀、成型規(guī)律、拉筋、 圍帶的結(jié)構(gòu)要素等不盡同，各有自己的特點(diǎn)。目前國(guó)際已知最長(zhǎng)的核電末級(jí)葉片為三菱重 工的74英寸動(dòng)葉片，國(guó)內(nèi)已知最長(zhǎng)的核電末級(jí)葉片為上海汽輪機(jī)廠的68英寸動(dòng)葉片。由于核電末級(jí)葉片高技術(shù)含量的這一特性，使得從國(guó)外進(jìn)口時(shí)，始終處于被動(dòng)，接受其苛刻的 一系列條件，價(jià)格也極其高昂；而國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的核電末級(jí)葉片，因其技術(shù)限制，應(yīng)用范圍有限， 無(wú)法在更大功率的核電汽輪機(jī)上應(yīng)用，這直接影響了我國(guó)核電事業(yè)前進(jìn)步伐，進(jìn)而影響了 國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有核電汽輪機(jī)用的末級(jí)葉片不足，提供一種自主 研發(fā)的半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)用的末級(jí)葉片，該葉片為72英寸葉片，適合用于額定轉(zhuǎn)速為1500 轉(zhuǎn)/分的核電蒸汽輪機(jī)，尤其是適用于背壓為3 6kPa、功率為1000 1700麗、轉(zhuǎn)速為 1500rpm的核電汽輪機(jī)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)用的末級(jí)葉片，具有葉根和葉身，所述葉身頂部設(shè)有圍帶，腰部 設(shè)有凸臺(tái)拉筋，葉根、葉身、凸臺(tái)拉筋和圍帶是整體結(jié)構(gòu)；所述葉身是由若干特征截面按一 特定規(guī)律迭合而成的異形體；所述特征截面的輪廓型線是由內(nèi)弧曲線和背弧曲線圍成的封 閉曲線，具有特征參數(shù)安裝角Cl、弦長(zhǎng)bl、最大厚度W1、軸向?qū)挾?Ca、截面積A ；截面的迭合 規(guī)律是沿葉高方向自根端向頂端各截面連續(xù)光滑過(guò)渡；所述葉身的有效高度為H、根徑為 Dr ；葉高H的相對(duì)值由0. 0單調(diào)增加到1. 0 ；與之相對(duì)應(yīng)，安裝角cl的絕對(duì)值由80. 99°單 調(diào)減小到10. 8° ；從根截面到頂截面的截面積A的相對(duì)值變化規(guī)律為5. 564 ^ A ^ 1. 0 ； 從根截面到頂截面的軸向?qū)挾萬(wàn)e的相對(duì)值變化規(guī)律為8. 437 ^ Xa ^ 1. 0 ；從根截面到頂 截面的弦長(zhǎng)bl的相對(duì)值變化規(guī)律為1. 556 ^bl ^ 1.0 ；從根截面到頂截面的最大厚度Wl 的相對(duì)值變化規(guī)律為3. 131彡Wl彡1. 0。所述圍帶具有背弧工作面Sl和內(nèi)弧工作面Pl，Sl和Pl是相互平行的平面，在轉(zhuǎn) 速m轉(zhuǎn)/分時(shí)，圍帶背弧工作面Sl與相鄰葉片圍帶內(nèi)弧工作面Pl接觸，產(chǎn)生壓應(yīng)力F1， Al為工作面Si、Pl間的距離，Tl為工作面Si、Pl幾何中心間的距離；
所述圍帶厚度Hl滿足關(guān)系式 10 < Hl < 25mm ；
所述內(nèi)弧工作面Pl與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中軸線X軸的夾角Bl滿足關(guān)系式
A1=T1*C0SB1,30° ^ Bl ^ 50° ；
所述相鄰葉片的圍帶接觸轉(zhuǎn)速W滿足關(guān)系式
0 ^ Nl ^ 1000 轉(zhuǎn) / 分；
所述工作面的壓應(yīng)力Fl滿足關(guān)系式
0. 01 < Fl ^ 0. 05倍材料的強(qiáng)度極限。所述凸臺(tái)拉筋截面為橢圓形，凸臺(tái)拉筋在葉身上形成背弧工作面S2和內(nèi)弧工作 面P2，S2和P2是相互平行的平面，A2為工作面S2、P2間的距離，T2為工作面S2、P2幾何 中心間的距離；
所述凸臺(tái)拉筋的高度Lj滿足關(guān)系式 0. 55 < Lj/H < 0. 7 ；
所述凸臺(tái)拉筋的厚度W2和寬度V2分別滿足關(guān)系式 15mm ^ W2 ^ 35mm ； 40mm 彡 V2 彡 60mm ；所述凸臺(tái)拉筋輪廓中軸線與水平面的夾角X2滿足關(guān)系式 12° ^ X2 ^ 28° ；
所述凸臺(tái)拉筋內(nèi)弧工作面P2與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中軸線X軸的夾角B2滿足關(guān)系式 A2=T2*C0SB2，25° 彡 B2 彡 55° ；
所述凸臺(tái)拉筋背弧工作面S2與相鄰面的拔模角度C2滿足關(guān)系式 3° 彡 C2 彡 9°。所述葉根為揪樹(shù)型葉根。所述葉根為斜置式四齒斜齒形揪樹(shù)型葉根；
所述葉根中心線與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中軸線X軸的水平夾角D2滿足關(guān)系式
60° ^ D2 ^ 140° ；
所述葉根的軸向?qū)挾菳滿足關(guān)系式
450 ^ B ^ 650mm。本發(fā)明的有益效果是上述結(jié)構(gòu)的末級(jí)葉片自主研發(fā)而成，具有良好的動(dòng)態(tài)性能， 氣動(dòng)性好，動(dòng)應(yīng)力小，剛性和阻尼特性好，強(qiáng)度高，安全可靠，能夠滿足葉片的安全性要求； 葉根為斜置式斜齒形揪樹(shù)型葉根設(shè)計(jì)，能使葉片與轉(zhuǎn)子結(jié)合牢固、穩(wěn)定；它填補(bǔ)了我國(guó)在核 電汽輪機(jī)用末級(jí)長(zhǎng)葉片技術(shù)方面的空白，滿足了市場(chǎng)對(duì)大容量核電汽輪機(jī)的需要，使我國(guó) 葉片的技術(shù)水平達(dá)到世界先進(jìn)水平，具有較高的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，提高了我國(guó)核電汽輪機(jī) 在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，也擺脫了我國(guó)核電汽輪機(jī)長(zhǎng)期受制于人的局面，利國(guó)利民。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是凸臺(tái)拉筋結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圍帶結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是葉身截面示意圖。圖5是葉根結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖5的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，本發(fā)明由葉根1和葉身2組成，葉身2頂部設(shè)有圍帶3，腰部設(shè)有凸臺(tái)拉 筋4，葉根1、葉身2、凸臺(tái)拉筋4和圍帶3是整體結(jié)構(gòu)，采用合適的高強(qiáng)度合金鋼葉片和轉(zhuǎn)子 材料整體制造完成。葉片通過(guò)葉根1安裝在轉(zhuǎn)軸外圓上的葉輪槽中，每圈輪槽安裝60只葉 片，當(dāng)葉輪上一周的葉輪槽中均裝上葉片后，就形成了汽輪機(jī)的末級(jí)?，F(xiàn)以載體為1400MW等級(jí)的核電半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)為例，對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明，此機(jī)最適 宜的設(shè)計(jì)背壓為3. 6kPa，在此設(shè)計(jì)背壓范圍內(nèi)，最終方案確定的末級(jí)葉片葉身的有效高度 H為18 . 8mm，根徑Dr為3000 mm，其環(huán)形面積等于27. 66m2，以此根徑和葉身為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)完 成了低壓模塊的通流。一般的設(shè)計(jì)原則是低壓末三級(jí)作為一個(gè)積木塊進(jìn)行通流匹配設(shè)計(jì)， 針對(duì)不同的機(jī)型，通過(guò)設(shè)計(jì)低壓前幾級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)不同功率的低壓通流模塊。參見(jiàn)圖1至圖5，本發(fā)明的相關(guān)變量定義如下
6H為葉身的有效高度，即葉身頂截面與葉身根截面之間的距離。Dr為根徑，即葉片安裝于轉(zhuǎn)子后，葉身根截面所在圓的直徑(圖中未標(biāo)出)。cl為安裝角，即弦長(zhǎng)bl與周向(Y向)的夾角。bl為弦長(zhǎng)，即葉身截面進(jìn)、出氣邊的距離。Wl為最大厚度，即葉身截面切向?qū)挾取為截面積，即葉身橫截面的面積(圖中未標(biāo)出)。Sl為圍帶背弧工作面。Pl為圍帶內(nèi)弧工作面。Hl為圍帶厚度。Bl為圍帶內(nèi)弧工作面Pl與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中軸線X軸的夾角。Al為工作面Si、Pl間的距離。Tl為工作面Si、Pl幾何中心間的距離。S2為凸臺(tái)拉筋在葉身上形成的背弧工作面。P2為凸臺(tái)拉筋在葉身上形成的內(nèi)弧工作面。A2為工作面S2、P2間的距離。T2為工作面S2、P2幾何中心間的距離。Lj為凸臺(tái)拉筋在葉身上的高度。W2為凸臺(tái)拉筋的厚度。V2為凸臺(tái)拉筋的寬度。X2為凸臺(tái)拉筋輪廓中軸線與水平面的夾角。B2為凸臺(tái)拉筋內(nèi)弧工作面P2與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中軸線X軸的夾角。C2為凸臺(tái)拉筋背弧工作面S2與相鄰面的拔模角度。D2為葉根中心線與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中軸線X軸的水平夾角。B為葉根的軸向?qū)挾取?1為葉身根截面出口喉寬度，即出口邊與相鄰葉身截面背弧的最小距離。α 1° 為出口幾何角，sin—1 (01/Τ)。T為節(jié)距，即相鄰兩葉片同一高度截面在周向的安裝距離。(1)葉型設(shè)計(jì)，沿葉高若干個(gè)特征葉身截面的氣動(dòng)設(shè)計(jì)
采用專(zhuān)用的通流設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)了本末級(jí)葉片沿葉高各截面的基本葉型要素及安裝位 置，沿葉高各基本葉型的特征是根部為亞音速葉型、中部為跨音速葉型、頂部為超音速 葉型?；救~型的橫截面積沿高度單調(diào)減小，呈塔形變化，葉高H的相對(duì)值(葉片的某一 截面高度與總的葉高值之比)由0. 0單調(diào)增加到1. 0 ；與之相對(duì)應(yīng)，安裝角cl的絕對(duì)值由 80.99°單調(diào)減小到10.8° ；從根截面到頂截面的截面積A的相對(duì)值(頂截面為1.0)變化 規(guī)律為5. 564 ^A ^ 1.0 ；從根截面到頂截面的軸向?qū)挾萬(wàn)e的相對(duì)值(頂截面為1. 0)變化 規(guī)律為8. 437 ^ Xa ^ 1. 0 ；從根截面到頂截面的弦長(zhǎng)bl的相對(duì)值(頂截面為1. 0)變化規(guī) 律為1. 556 ^bl ^ 1.0 ；從根截面到頂截面的最大厚度Wl的相對(duì)值(頂截面為1. 0)變化 規(guī)律為3. 131 > Wl ^ 1.0。基本葉型沿高度單調(diào)扭轉(zhuǎn)成型，基本葉型的出口幾何角α 1° 沿高度單調(diào)可控地減小。(2)凸臺(tái)拉筋結(jié)構(gòu)一大變形阻尼葉片的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于在工作狀態(tài)下，葉片中上部分的截面相對(duì)于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)有較大的扭轉(zhuǎn)變形，采用 結(jié)構(gòu)有限元分析方法優(yōu)化設(shè)計(jì)了葉片的連接結(jié)構(gòu)。在葉身上高度為L(zhǎng)j的位置設(shè)置凸臺(tái)拉 筋，凸臺(tái)拉筋的高度Lj滿足關(guān)系式0. 55 < Lj/H < 0. 7，凸臺(tái)拉筋截面為橢圓形，凸臺(tái)拉筋 在葉身上形成背弧工作面S2和內(nèi)弧工作面P2，其背弧工作面S2、內(nèi)弧工作面P2是相互平 行的平面；A2為工作面S2、P2間的距離，T2為工作面S2、P2幾何中心間的距離。凸臺(tái)拉筋 內(nèi)弧工作面P2與X軸的夾角B2滿足關(guān)系式A2=T2*C0SB2，25°彡B2彡55° ；凸臺(tái)拉筋背 弧工作面S2與相鄰面的拔模角度為C2，其滿足關(guān)系式3°；凸臺(tái)拉筋的厚度為
W2，寬度為V2，凸臺(tái)拉筋輪廓中軸線與水平面的夾角為X2，厚度W2、寬度V2和夾角X2分別 滿足關(guān)系式15mm ^ W2 ^ 35mm, 40mm 彡 V2 彡 60mm, 12° 彡 C2 彡 28°。本凸臺(tái)拉筋結(jié)構(gòu)的功能是在額定轉(zhuǎn)速時(shí)工作面接觸形成合適的壓應(yīng)力，增加葉片 的阻尼，大幅度降低葉片動(dòng)應(yīng)力，同時(shí)提高葉片剛性。(3)圍帶結(jié)構(gòu)一大變形阻尼葉片的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
與葉身自成一體的圍帶厚度為H1，厚度Hl滿足關(guān)系式10mm < Hl < 25mm,自帶圍帶 結(jié)構(gòu)在氣動(dòng)方面阻止了葉頂?shù)臋M向竄流和徑向流，在約轉(zhuǎn)速m轉(zhuǎn)/分時(shí)，圍帶背弧工作面 Sl與相鄰葉片圍帶內(nèi)弧工作面Pl接觸，產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力F1，接觸轉(zhuǎn)速m滿足關(guān)系式 0 ^ Nl ^ 1000轉(zhuǎn)/分；工作面壓應(yīng)力Fl滿足關(guān)系式0. 01 < Fl ^ 0. 05倍材料的強(qiáng)度 極限；圍帶內(nèi)弧工作面Pl與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中軸線X軸的夾角Bl滿足關(guān)系式A1=T1*C0SB1， 30° ^ Bl ^ 500。圍帶在葉片工作時(shí)增加葉片剛性，使靜態(tài)下的自由葉片在額定轉(zhuǎn)速時(shí)較大地限制 了葉頂?shù)呐まD(zhuǎn)恢復(fù)，形成整圈約束結(jié)構(gòu)，大幅度降低葉片動(dòng)應(yīng)力。(4)葉根設(shè)計(jì)
葉根為斜置式四齒斜齒形揪樹(shù)型葉根，該結(jié)構(gòu)能使葉片與轉(zhuǎn)子結(jié)合牢固、穩(wěn)定，且便于 與轉(zhuǎn)子裝配，操作簡(jiǎn)便、快捷。葉根中心線與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中軸線X軸的水平夾角為D2，夾 角為D2滿足關(guān)系式60°140°，葉根的軸向?qū)挾葹锽，軸向?qū)挾菳滿足關(guān)系式
450 彡 D2 彡 650mm。
權(quán)利要求
1.一種半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)用的末級(jí)葉片，具有葉根和葉身，所述葉身頂部設(shè)有圍帶， 腰部設(shè)有凸臺(tái)拉筋，葉根、葉身、凸臺(tái)拉筋和圍帶是整體結(jié)構(gòu)；所述葉身是由若干特征截 面按一特定規(guī)律迭合而成的異形體；所述特征截面的輪廓型線是由內(nèi)弧曲線和背弧曲線 圍成的封閉曲線，具有特征參數(shù)安裝角Cl、弦長(zhǎng)bl、最大厚度W1、軸向?qū)挾萖a、截面積A ； 截面的迭合規(guī)律是沿葉高方向自根端向頂端各截面連續(xù)光滑過(guò)渡；其特征在于，所述葉 身的有效高度為H、根徑為Dr ；葉高H的相對(duì)值由0. 0單調(diào)增加到1. 0 ；與之相對(duì)應(yīng)，安裝 角cl的絕對(duì)值由80. 99°單調(diào)減小到10.8° ；從根截面到頂截面的截面積A的相對(duì)值 變化規(guī)律為5. 564 ^ A ^ 1. 0 ；從根截面到頂截面的軸向?qū)挾萬(wàn)e的相對(duì)值變化規(guī)律為 8. 437 ^ Xa ^ 1. 0 ；從根截面到頂截面的弦長(zhǎng)bl的相對(duì)值變化規(guī)律為1. 556彡bl彡1. 0 ； 從根截面到頂截面的最大厚度Wl的相對(duì)值變化規(guī)律為3. 131 ^ffl ^ 1. 0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)用的末級(jí)葉片，其特征在于，所述圍帶具有 背弧工作面Si和內(nèi)弧工作面P1，SI和PI是相互平行的平面，在轉(zhuǎn)速m轉(zhuǎn)/分時(shí)，圍帶背 弧工作面Sl與相鄰葉片圍帶內(nèi)弧工作面Pl接觸，產(chǎn)生壓應(yīng)力Fl，Al為工作面Si、Pl間的 距離，Tl為工作面Si、Pl幾何中心間的距離；所述圍帶厚度Hl滿足關(guān)系式 10 < Hl < 25mm ；所述內(nèi)弧工作面Pl與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中軸線X軸的夾角Bl滿足關(guān)系式A1=T1*C0SB1,30° ^ Bl ^ 50° ；所述相鄰葉片的圍帶接觸轉(zhuǎn)速W滿足關(guān)系式0 ^ Nl ^ 1000 轉(zhuǎn) / 分；所述工作面的壓應(yīng)力Fl滿足關(guān)系式0. 01 < Fl ^ 0. 05倍材料的強(qiáng)度極限。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)用的末級(jí)葉片，其特征在于，所述凸臺(tái)拉筋 截面為橢圓形，凸臺(tái)拉筋在葉身上形成背弧工作面S2和內(nèi)弧工作面P2，S2和P2是相互平 行的平面，A2為工作面S2、P2間的距離，T2為工作面S2、P2幾何中心間的距離；所述凸臺(tái)拉筋的高度Lj滿足關(guān)系式 0. 55 < Lj/H < 0. 7 ；所述凸臺(tái)拉筋的厚度W2和寬度V2分別滿足關(guān)系式 15mm ^ W2 ^ 35mm ； 40mm 彡 V2 彡 60mm ； 所述凸臺(tái)拉筋輪廓中軸線與水平面的夾角X2滿足關(guān)系式 12° ^ X2 ^ 28° ；所述凸臺(tái)拉筋內(nèi)弧工作面P2與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中軸線X軸的夾角B2滿足關(guān)系式 A2=T2*C0SB2，25° 彡 B2 彡 55° ；所述凸臺(tái)拉筋背弧工作面S2與相鄰面的拔模角度C2滿足關(guān)系式 3° 彡 C2 彡 9°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)用的末級(jí)葉片，其特征在于，所述葉根為揪 樹(shù)型葉根。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)用的末級(jí)葉片，其特征在于，所述葉根為斜 置式四齒斜齒形揪樹(shù)型葉根；所述葉根中心線與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中軸線χ軸的水平夾角D2滿足關(guān)系式，60° ≤ D2 ≤ 140° ；所述葉根的軸向?qū)挾菳滿足關(guān)系式，450 ≤ B ≤ 650mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)用的末級(jí)葉片，葉身是由若干特征截面按一特定規(guī)律迭合而成的異形體，葉身的有效高度為H、根徑為Dr；具有特征參數(shù)安裝角c1、弦長(zhǎng)b1、最大厚度W1、軸向?qū)挾萖a、截面積A；截面的迭合規(guī)律是沿葉高方向自根端向頂端各截面連續(xù)光滑過(guò)渡；葉高H的相對(duì)值由0.0單調(diào)增加到1.0；與之相對(duì)應(yīng)，安裝角c1由80.99°單調(diào)減小到10.8°；截面積A的變化規(guī)律為5.564≥A≥1.0；軸向?qū)挾萖a的變化規(guī)律為8.437≥Xa≥1.0；弦長(zhǎng)b1的變化規(guī)律為1.556≥b1≥1.0；最大厚度W1的變化規(guī)律為3.131≥W1≥1.0。它能大幅度降低葉片動(dòng)應(yīng)力、增加葉片剛性、滿足葉片安全性要求，適合用于額定轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分的核電蒸汽輪機(jī)，尤其是適用于背壓為3～6kPa、功率為1000～1700MW、轉(zhuǎn)速為1500rpm的核電汽輪機(jī)。
文檔編號(hào)F01D5/30GK102108882SQ201110068840
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者吳其林, 周顯丁, 孫奇, 巫志華, 曹守洪, 李音, 范小平, 范志飛, 鐘剛云, 雷雨, 靳亞峰 申請(qǐng)人:東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司