一種小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片，該動葉片包括：葉頂、葉片及葉根，其中：葉頂、葉片和葉根為一體結(jié)構(gòu)；葉片的型線為變截面扭轉(zhuǎn)狀，葉片的型線部分沿葉片高度方向由根部至頂部的截面面積逐漸減小，且相鄰兩截面之間存在扭轉(zhuǎn)；葉根與輪緣固定連接。本實(shí)用新型在一定程度上解決了現(xiàn)有小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級葉片所存在的工作效率低、工作安全性差等問題，工況適應(yīng)范圍更廣。
【專利說明】一種小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及動力機(jī)械設(shè)備制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種小型高背壓供熱工業(yè) 汽輪機(jī)動葉片。

【背景技術(shù)】
[0002] 低真空循環(huán)水供熱是將凝汽器中乏汽的壓力提高，即降低凝汽器的真空度，提高 冷卻水溫，將凝汽器改為供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)加熱器，而冷卻水直接用作熱網(wǎng)的循環(huán)水，充分利 用凝汽式機(jī)組排汽的汽化潛熱加熱循環(huán)水，將冷源損失降低為零，從而提高機(jī)組的循環(huán)熱 效率的一種供熱方式。采用該方法供熱在不增加機(jī)組規(guī)模的前提下，減小了供熱抽汽量，增 大了供熱面積，同時由于其施工周期短、經(jīng)濟(jì)效益顯著，因此在供熱企業(yè)中多有應(yīng)用。
[0003]目前，在國家節(jié)能減排政策的鼓勵和推動下，各發(fā)電企業(yè)在具備供熱條件的地區(qū) 實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)并通過技術(shù)改造增加供熱能力，已經(jīng)成為一種必然的趨勢。
[0004] 對于配置汽動給水泵組的主機(jī)，且小機(jī)和主機(jī)共用一臺凝汽器來說，實(shí)施熱電聯(lián) 產(chǎn)時，必然要考慮小機(jī)的工況適應(yīng)能力。而小機(jī)的適應(yīng)能力在一定程度上取決于末葉片。小 機(jī)末葉片的設(shè)計(jì)是關(guān)系熱電聯(lián)產(chǎn)能否成功的一個關(guān)鍵點(diǎn)。小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級 葉片既要承受冬季高背壓時可能的鼓風(fēng)工況，又要承受夏季低背壓時可能的阻塞工況，這 對汽輪機(jī)整體效率產(chǎn)生很大的影響。增加末級葉片各截面的最大厚度，改進(jìn)葉片變工況性 能，能有效地降低占汽輪機(jī)整體損失份額較大的排汽損失，提高葉片強(qiáng)度，是保證汽輪機(jī)安 全可靠高效率運(yùn)行的最有效的方法之一。
[0005] 小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片夏季長期處于濕蒸汽區(qū)運(yùn)行，水蝕影響嚴(yán) 重，所以目前廣泛采用司太立合金片防止水蝕，但是司太立合金片型線設(shè)計(jì)得不合理，使得 焊縫處極易開裂，嚴(yán)重影響了葉片強(qiáng)度和汽輪機(jī)的運(yùn)行安全。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型的目的是提供一種小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片，可供小型 高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)安全可靠運(yùn)行，而工作效率又高，從而能夠解決現(xiàn)有小型高背壓供 熱工業(yè)汽輪機(jī)末級葉片工作效率低、工作安全性差的問題。
[0007] 本實(shí)用新型提出的一種小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片包括：葉頂、葉片 及葉根，其中：
[0008] 所述葉頂、葉片和葉根為一體結(jié)構(gòu)；
[0009] 所述葉片的型線為變截面扭轉(zhuǎn)狀，所述葉片的型線部分沿葉片高度方向由根部至 頂部的截面面積逐漸減小，且相鄰兩截面之間存在扭轉(zhuǎn)；
[0010] 所述葉根與輪緣固定連接。
[0011] 可選地，所述葉頂為冠阻尼馬鞍形圍帶。
[0012] 可選地，相鄰葉頂之間彼此獨(dú)立。
[0013] 可選地，相鄰兩馬鞍形圍帶工作面之間的間隙為0?0. 03_，非工作面之間的間 隙為0. 3?0. 6mm，馬鞍形圍帶的切向距離為59. 39mm。
[0014] 可選地，從根部至頂部方向上，葉片型線部分的根部截面到頂部截面的截面高度 為0?194mm，軸向?qū)挾葹?4. 00?33. 689mm，弦長為90. 892?73. 486mm，幾何出汽角為 22.078° ?16. 193。，安裝角為 67. 69° ?26.93°，葉型截面積為 1L 1810 ?2. 7574cm2， 最大厚度為17. 209?6. 513mm，出汽邊厚度為1. 3559?1. 2953mm。
[0015] 可選地，所述葉片根部為K型通道葉柵，中部為收縮型通道葉柵，頂部為縮放通道 葉柵。
[0016] 可選地，葉頂與葉片型線部分的頂部型線采用同葉片型線的方式過渡。
[0017] 可選地，所述葉根為直齒揪樹形葉根。
[0018] 可選地，直齒揪樹形葉根的軸向?qū)挾葹?4. 00mm，直齒揪樹型葉根的總高度為 53. 12mm〇
[0019] 可選地，所述葉片進(jìn)汽邊背弧側(cè)中上部設(shè)有激光強(qiáng)化區(qū)域。
[0020] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：1)本實(shí)用新型的葉片頂部采用自帶冠馬鞍形圍帶，不存在 鉚接造成的應(yīng)力集中問題，減少損失，提高機(jī)組效率；2)使得葉片在較高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，將該 葉片的安全性和高效性有機(jī)結(jié)合，并保證該葉片具有較高的變工況特性，即機(jī)組在變工況 下，亦能高效而安全地運(yùn)行；3)本實(shí)用新型采用直齒揪樹形葉根，保證葉片強(qiáng)度；4)本實(shí)用 新型采用馬鞍形圍帶的結(jié)構(gòu)，大大降低了圍帶的離心拉應(yīng)力，從而提高了運(yùn)行的安全性；5) 本實(shí)用新型采用先進(jìn)的激光強(qiáng)化方法來防止水蝕，馬鞍形圍帶與葉片型線部分的頂部型線 采用同葉片型線的過渡方式，激光強(qiáng)化至頂部端面，極大地降低了水滴沖擊對葉片的不利 影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為本實(shí)用新型的一種小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片的整體結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0022] 圖2為圖1所示小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片的俯視圖；
[0023] 圖3為圖1所示小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片的葉型幾何結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的動葉片型線部分的截面輪廓的疊合圖，其中圖 4(a)、圖4(b)、圖4(c)分別為根部、中部、頂部截面的葉柵通道示意圖；
[0025] 圖5為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的葉頂馬鞍形圍帶間隙示意圖；
[0026] 圖6為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的葉根與輪緣定位方式的示意圖；
[0027] 圖7為圖1所示末級動葉片型線疊合圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并 參照附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029] 本實(shí)用新型綜合了末級葉片的端壁和葉片形狀的流體情況、對靜葉片尾跡在動葉 片葉柵內(nèi)的流動、二次流的干涉、沖擊波和附面層形成二次流之間的干涉以及葉片強(qiáng)度等 多方面影響因素進(jìn)行全面評估分析，在一定程度上解決了現(xiàn)有小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī) 末級葉片所存在的工作效率低、工作安全性差等問題，工況適應(yīng)范圍更廣。
[0030] 圖1為本實(shí)用新型的一種小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片的整體結(jié)構(gòu)示 意圖，圖2為圖1所示末級動葉片的俯視圖；圖3為圖1所示末級動葉片的葉型幾何結(jié)構(gòu)示 意圖，圖7為圖1所示末級動葉片型線疊合圖，圖7中，A-A，F(xiàn)-F，K-K表示截面號。
[0031] 參見圖1?3和圖7,本實(shí)用新型提出的小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片， 包括：葉頂1、葉片2及葉根3,其中：
[0032] 葉頂1、葉片2和葉根3為一體結(jié)構(gòu)，即葉頂1、葉片2和葉根3由上到下模鍛成一 體；
[0033] 所述葉片2的型線為變截面扭轉(zhuǎn)狀，即所述葉片2為變截面扭葉片，具有很好的氣 動性能和強(qiáng)度性能，其中，所述葉片2的型線部分沿葉片高度方向由根部至頂部的截面面 積逐漸減小，且相鄰兩截面之間存在扭轉(zhuǎn)；
[0034] 所述葉根3與輪緣5固定連接。
[0035] 在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述葉頂1為自帶冠阻尼馬鞍形圍帶。
[0036] 相鄰兩葉頂1之間彼此獨(dú)立，不焊接成整體。
[0037] 圖5為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的葉頂馬鞍形圍帶間隙示意圖，如圖5所示，相 鄰兩馬鞍形圍帶1工作面之間的間隙W1為0?0. 03mm，非工作面之間的間隙W2為0. 3? 0· 6mm,馬鞍形圍帶1的切向距離W3為59. 39mm。
[0038] 如圖1、圖3所示，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，葉片2的型線部分高度為194mm， 葉片2型線部分的根部軸向?qū)挾菳1為84. 00mm，葉片2型線部分的頂部軸向?qū)挾菳2為 33. 69mm。葉片2型線部分從根部至頂部的截面幾何數(shù)據(jù)為：根部截面A-A到頂部截面 K-K的截面高度H1為0?194mm，軸向?qū)挾菳為84. 00?33. 689mm，弦長b為90. 892? 73. 486mm，幾何出汽角為22. 078°?16. 193°，安裝角為67. 69°?26. 93°，葉型截面積 為11. 1810?2. 7574cm2,最大厚度0為17. 209?6. 513mm，出汽邊厚度δ為1. 3559? 1. 2953mm。
[0039] 在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，葉片2根部為K型通道葉柵，如圖4(a)所示，中部為收 縮型通道葉柵，如圖4(b)所示，頂部為縮放通道葉柵，如圖4(c)所示，圖中的圓形表示各個 位置的葉柵通道的直徑。
[0040] 在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述葉根3為高強(qiáng)度的直齒揪樹形葉根，承載能力大， 更適用于高轉(zhuǎn)速小功率的工業(yè)汽輪機(jī)末級葉片。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，直齒揪樹形葉 根3的軸向?qū)挾菳0為84. 00mm，直齒揪樹型葉根3的總高度H2為53. 12mm。
[0041] 其中，葉頂1與葉片2型線部分的頂部型線采用同葉片2型線的方式過渡。采用 自帶冠馬鞍形圍帶的葉頂1，進(jìn)汽邊側(cè)設(shè)計(jì)盡可能貼合葉片型線。
[0042] 在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述葉片2所述葉片2進(jìn)汽邊背弧側(cè)中上部還設(shè)有激 光強(qiáng)化區(qū)域4,用于增強(qiáng)葉片表面的局部硬度，降低水滴對葉片型線的沖蝕作用，提高葉片 的安全性。
[0043] 圖6為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的葉根與輪緣定位方式示意圖，如圖6所示，所述 葉根3與輪緣5的定位采用定位銷6和定位螺釘7的方式，在葉根3和輪緣5相接面上，葉 根3底部以及輪緣5的相應(yīng)位置處設(shè)有與定位銷6和定位螺釘相適配的凹槽和螺釘孔，如 圖6所示。
[0044] 在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述葉根3與輪緣5的裝配方式為軸向裝配。本實(shí)用新 型的葉片2頂部采用自帶冠馬鞍形圍帶，因此不存在鉚接造成的應(yīng)力集中問題，減少損失， 葉片2頂部還可裝配多片汽封齒，防止漏氣，提高機(jī)組效率；同時還極大地降低了馬鞍形圍 帶1的離心拉應(yīng)力，從而提高了運(yùn)行的安全性。本實(shí)用新型所采用的強(qiáng)化變截面扭葉型，合 理控制葉片2根部反動度及反動度沿葉高的分布等辦法，使該葉片2的安全性和高效性有 機(jī)結(jié)合，使該葉片2具有較高的變工況特性，從而保證機(jī)組在變工況下，亦能高效而安全地 運(yùn)行。直齒揪樹形葉根3在保證了葉片強(qiáng)度的前提下，使得葉片2的裝配方式更為簡便。而 激光強(qiáng)化區(qū)域4可以用于防止水蝕，提高了葉片2的安全性。在整體裝配方面，馬鞍形圍帶 1、葉片2型線部分與葉根3為一體的結(jié)構(gòu)形式，裝配十分方便。
[0045] 在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，各截面的具體參數(shù)如表1所示：
[0046]

【權(quán)利要求】
1. 一種小型高背壓供熱工業(yè)汽輪機(jī)末級動葉片，其特征在于，該動葉片包括：葉頂、葉 片及葉根，其中： 所述葉頂、葉片和葉根為一體結(jié)構(gòu)； 所述葉片的型線為變截面扭轉(zhuǎn)狀，所述葉片的型線部分沿葉片高度方向由根部至頂部 的截面面積逐漸減小，且相鄰兩截面之間存在扭轉(zhuǎn)； 所述葉根與輪緣固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動葉片，其特征在于，所述葉頂為冠阻尼馬鞍形圍帶。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動葉片，其特征在于，相鄰葉頂之間彼此獨(dú)立。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的動葉片，其特征在于，相鄰兩馬鞍形圍帶工作面之間的間隙 為0?0· 03mm，非工作面之間的間隙為0· 3?0· 6mm，馬鞍形圍帶的切向距離為59. 39mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動葉片，其特征在于，從根部至頂部方向上，葉片型線部分 的根部截面到頂部截面的截面高度為〇?194mm，軸向?qū)挾葹?4.00?33. 689mm，弦長為 90. 892 ?73. 486mm，幾何出汽角為 22. 078。?16. 193。，安裝角為 67. 69° ?26. 93°，葉 型截面積為11. 1810?2. 7574cm2,最大厚度為17. 209?6. 513mm，出汽邊厚度為1. 3559? 1. 2953mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動葉片，其特征在于，所述葉片根部為K型通道葉柵，中部為 收縮型通道葉柵，頂部為縮放通道葉柵。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動葉片，其特征在于，葉頂與葉片型線部分的頂部型線采用 同葉片型線的方式過渡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動葉片，其特征在于，所述葉根為直齒揪樹形葉根。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的動葉片，其特征在于，直齒揪樹形葉根的軸向?qū)挾葹?84. 00mm，直齒揪樹型葉根的總高度為53. 12mm。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動葉片，其特征在于，所述葉片進(jìn)汽邊背弧側(cè)中上部設(shè)有激 光強(qiáng)化區(qū)域。
【文檔編號】F01D5/30GK204060801SQ201420442956
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】徐克鵬, 姚宏, 蘭大輝, 張建英, 冉祥坤, 王武剛 申請人:北京全四維動力科技有限公司