汽輪機(jī)末級(jí)長葉片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，包括依次相連的葉根、中間體、葉身和圍帶，所述葉身的高度C為1905mm；沿葉身的高度方向，葉身截面面積的相對(duì)值由7.33逐漸減小至1.0，葉身型線軸向?qū)挾萕的相對(duì)值由5.61逐漸減小至1.0，葉身型線周向?qū)挾菻的相對(duì)值由1.0逐漸增大至1.67，葉身型線弦長L的相對(duì)值由1.40逐漸減小至1.0，葉身型線最大厚度TMAX的相對(duì)值由5.89逐漸減小至1.0，安裝角α由12°逐漸增加至76°。該汽輪機(jī)末級(jí)長葉片通過增加葉片的長度（也就是高度）來增大末級(jí)葉片的排汽面積，其排汽面積高達(dá)30m2，可滿足CAP1400/CAP1700等不同背壓、機(jī)組等級(jí)核電汽輪機(jī)的應(yīng)用需求。
【專利說明】汽輪機(jī)末級(jí)長葉片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種安裝在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的動(dòng)葉片，特別是涉及一種汽輪機(jī)末級(jí)長葉片。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國核電事業(yè)的蓬勃發(fā)展，核電機(jī)組的單機(jī)容量也在逐步增大，從1000MW到1700MW均有相應(yīng)的機(jī)組在建設(shè)中或規(guī)劃中。機(jī)組容量越大，低壓缸的數(shù)量和汽輪機(jī)的全長也會(huì)越大，這將極大影響汽輪機(jī)的整體效率。目前，可通過增加汽輪機(jī)末級(jí)葉片的長度來減少低壓缸的數(shù)量和汽輪機(jī)的全長。
[0003]汽輪機(jī)末級(jí)葉片是汽輪機(jī)的核心部件，特別是對(duì)于大容量核電汽輪機(jī)，其代表著核電汽輪機(jī)的技術(shù)水平。目前，第三代反應(yīng)堆機(jī)組的容量比1000MW等級(jí)機(jī)組的容量增加了20%?80%，加上沿海和中、北部地區(qū)低冷卻水溫的要求，第三代反應(yīng)堆機(jī)組需要更大的排汽面積要求。而已投運(yùn)的半速核電汽輪機(jī)中末級(jí)長葉片均為排汽面積15-20m2等級(jí)，汽道高度為1400mm等級(jí)，其排汽面積偏小，不能滿足第三代反應(yīng)堆核電汽輪機(jī)組的要求。為了滿足CAP1400/CAP1700等不同背壓及機(jī)組等級(jí)的核電汽輪機(jī)的應(yīng)用需求，各公司都在集中力量開發(fā)更大排汽面積的長葉片，但由于空氣動(dòng)力學(xué)和強(qiáng)度振動(dòng)方面的問題，又限制了末級(jí)葉片的長度，從而限制末級(jí)葉片的排汽面積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，以克服現(xiàn)有技術(shù)中因末級(jí)葉片排汽面積小而不能滿足CAP1400/CAP1700等不同背壓及機(jī)組等級(jí)的核電汽輪機(jī)應(yīng)用需求的缺陷。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，包括依次相連的葉根、中間體、葉身和圍帶，所述葉身的型線為變截面扭曲型線，葉身的相鄰兩個(gè)截面之間有相對(duì)扭轉(zhuǎn)，所述葉身的高度C為1905mm;沿葉身的高度方向，葉身截面面積的相對(duì)值由7.33逐漸減小至1.0，葉身型線軸向?qū)挾萕的相對(duì)值由5.61逐漸減小至1.0，葉身型線周向?qū)挾菻的相對(duì)值由1.0逐漸增大至1.67，葉身型線弦長L的相對(duì)值由1.40逐漸減小至1.0，葉身型線最大厚度TMAX的相對(duì)值由5.89逐漸減小至1.0，安裝角a由12°逐漸增加至76°。
[0006]優(yōu)選地,所述葉身截面面積的實(shí)際值由17600mm2逐漸減小至2400mm2，葉身型線軸向?qū)挾萕的實(shí)際值由432mm逐漸減小至77mm，葉身型線周向?qū)挾菻的實(shí)際值由183mm逐漸增大至306mm，葉身型線弦長L的實(shí)際值由442mm逐漸減小至315mm，葉身型線最大厚度TMAX的實(shí)際值由53mm逐漸減小至9mm。
[0007]進(jìn)一步地，所述中間體的軸向?qū)挾群腿~根的軸向?qū)挾菶相同，均為480mm;中間體和葉根的高度之和D為153.62mm。
[0008]優(yōu)選地，所述圍帶的軸向?qū)挾華為TL 59mm,圍帶的高度B為15?50mm。
[0009]進(jìn)一步地，所述葉根為大圓角、低應(yīng)力集中的揪樹型葉根。[0010]優(yōu)選地，所述葉根底部的兩側(cè)均開設(shè)有定位槽。
[0011]進(jìn)一步地，所述葉身中橫設(shè)有一橫截面為橢圓的凸臺(tái)，該凸臺(tái)與葉身一體成型，所述凸臺(tái)包括第一稱合前端和第一稱合后端。
[0012]優(yōu)選地，所述葉身的上端在進(jìn)汽邊側(cè)設(shè)有防水蝕區(qū)，所述防水蝕區(qū)通過激光熔覆涂覆在葉身的表面。
[0013]如上所述，本發(fā)明涉及的汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，具有以下有益效果:
[0014]該汽輪機(jī)末級(jí)長葉片通過增加葉片的長度(也就是高度)來增大末級(jí)葉片的排汽面積，其排汽面積高達(dá)30m2，可滿足CAP1400/CAP1700等不同背壓、機(jī)組等級(jí)核電汽輪機(jī)的
應(yīng)用需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0017]圖3為葉身型線尺寸示意圖。 [0018]圖4為葉身型線積疊示意圖。
[0019]圖5為中間體的俯視圖。
[0020]圖6為本發(fā)明中凸臺(tái)的俯視圖。
[0021]圖7為兩個(gè)凸臺(tái)耦合時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖8為本發(fā)明中圍帶的俯視圖。
[0023]圖9為兩個(gè)圍帶耦合時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]元件標(biāo)號(hào)說明
[0025]I葉根
[0026]2中間體
[0027]3葉身
[0028]4圍帶
[0029]41第二耦合前端
[0030]42第二耦合后端
[0031]5定位槽
[0032]6凸臺(tái)
[0033]61第一稱合前端
[0034]62第一稱合后端
[0035]7防水蝕區(qū)
[0036]8進(jìn)汽邊
[0037]9出汽邊
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0039]須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0040]本發(fā)明提供一種排汽面積可高達(dá)30m2的汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，如圖1和圖2所示，該汽輪機(jī)末級(jí)長葉片包括依次相連的葉根1、中間體2、葉身3和圍帶4，且葉根1、中間體2、葉身3和圍帶4為一體結(jié)構(gòu)。所述葉身3為采用全三維設(shè)計(jì)分析方法確定的變截面扭葉片，即該葉身3的型線為變截面扭曲型線，沿葉片的高度方向，葉身3相鄰兩個(gè)截面的形狀不同，且葉身3相鄰兩個(gè)截面之間有相對(duì)扭轉(zhuǎn)。本發(fā)明中，為了提高末級(jí)長葉片的排汽面積，將所述葉身3的高度C設(shè)計(jì)為1905mm，該高度即為汽輪機(jī)末級(jí)葉片的汽道長度。在增加葉片高度(也就是葉片長度)的同時(shí)還要使葉片滿足氣動(dòng)性能、強(qiáng)度等方面的設(shè)計(jì)要求，故需要對(duì)葉片中葉身3的幾何形狀進(jìn)行反復(fù)修改，亦即反復(fù)修改葉身3各截面的型線。
[0041]如圖3所示，葉身型線具有如下特征參數(shù):
[0042]截面面積:葉身截面的面積；
[0043]弦長L:葉身截面中進(jìn)汽邊8和出汽邊9之間的距離；
[0044]最大厚度TMAX:葉身截面的切向?qū)挾龋?br> [0045]安裝角α:弦長L與軸向(X向)的夾角。
[0046]本申請(qǐng)中，經(jīng)反復(fù)修改后的葉身3各截面型線具有以下特征:沿葉身3的高度方向，也就是沿葉根I到圍帶4的方向，葉身截面面積的相對(duì)值由7.33逐漸減小至1.0,葉身型線軸向?qū)挾萕的相對(duì)值由5.61逐漸減小至1.0,葉身型線周向?qū)挾菻的相對(duì)值由1.0逐漸增大至1.67，葉身型線弦長L的相對(duì)值由1.40逐漸減小至1.0,葉身型線最大厚度TMAX的相對(duì)值由5.89逐漸減小至1.0，安裝角α由12°逐漸增加至76°。
[0047]下面給出葉身3 —較優(yōu)的實(shí)施例:
[0048]表I各截面基本參數(shù)
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，包括依次相連的葉根(I)、中間體(2 )、葉身(3 )和圍帶(4 )，所述葉身(3)的型線為變截面扭曲型線，葉身(3)的相鄰兩個(gè)截面之間有相對(duì)扭轉(zhuǎn)，所述葉身(3)的高度C為1905mm;沿葉身(3)的高度方向，葉身截面面積的相對(duì)值由7.33逐漸減小至1.0，葉身型線軸向?qū)挾萕的相對(duì)值由5.61逐漸減小至1.0，葉身型線周向?qū)挾菻的相對(duì)值由1.0逐漸增大至1.67，葉身型線弦長L的相對(duì)值由1.40逐漸減小至1.0,葉身型線最大厚度TMAX的相對(duì)值由5.89逐漸減小至1.0，安裝角α由12°逐漸增加至76°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，其特征在于:沿葉身(3)的高度方向，所述葉身截面面積的實(shí)際值由17600mm2逐漸減小至2400mm2，葉身型線軸向?qū)挾萕的實(shí)際值由432mm逐漸減小至77mm，葉身型線周向?qū)挾菻的實(shí)際值由183mm逐漸增大至306mm，葉身型線弦長L的實(shí)際值由442mm逐漸減小至315mm，葉身型線最大厚度TMAX的實(shí)際值由53mm逐漸減小至9mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，其特征在于:所述中間體(2)的軸向?qū)挾群腿~根(I)的軸向?qū)挾菶相同，均為480mm ;中間體(2)和葉根(I)的高度之和D為153.62mm0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，其特征在于:所述圍帶(4)的軸向?qū)挾華為77.59_，圍帶(4)的高度B為15?50_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，其特征在于:所述葉根(I)為大圓角、低應(yīng)力集中的揪樹型葉根。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，其特征在于:所述葉根(I)底部的兩側(cè)均開設(shè)有定位槽(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，其特征在于:所述葉身(3)中橫設(shè)有一橫截面為橢圓的凸臺(tái)(6)，該凸臺(tái)(6)與葉身(3) —體成型，所述凸臺(tái)(6)包括第一耦合前端(61)和第一稱合后端(62)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)末級(jí)長葉片，其特征在于:所述葉身(3)的上端在進(jìn)汽邊(8)側(cè)設(shè)有防水蝕區(qū)(7)，所述防水蝕區(qū)(7)通過激光熔覆涂覆在葉身(3)的表面。
【文檔編號(hào)】F01D5/28GK103742203SQ201410047845
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年2月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月11日
【發(fā)明者】李文福, 余德啟, 費(fèi)惟慶, 陸偉, 周英, 徐德強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海電氣電站設(shè)備有限公司