本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)葉片，尤其是一種給水泵工業(yè)汽輪機(jī)用的末級(jí)動(dòng)葉片。

背景技術(shù)：

鍋爐給水泵是火電機(jī)組的重要輔機(jī)，它將除氧器出口給水加壓后通過各級(jí)加熱器再進(jìn)入鍋爐，水泵出口的給水壓力等于鍋爐所需給水壓力、鍋爐汽包正常水位與除氧器給水箱正常水位間靜壓差、除氧器至鍋爐間介質(zhì)流動(dòng)總阻力之和。

管阻大小隨著流量而變化，流量隨著主機(jī)負(fù)荷而變化。為滿足主機(jī)汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)給水流量、壓力和鍋爐匹配的要求，給水泵必須變負(fù)荷運(yùn)行，從而要求驅(qū)動(dòng)給水泵的汽輪機(jī)滿足變功率、變轉(zhuǎn)速運(yùn)行。滿足功率、轉(zhuǎn)速、參數(shù)三“變”要求是鍋爐給水泵汽輪機(jī)運(yùn)行的最大特點(diǎn)。在主機(jī)單機(jī)容量達(dá)到百萬(wàn)千瓦等級(jí)時(shí)，對(duì)給水泵汽輪機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍、排氣面積等提出了更高的要求，其葉型設(shè)計(jì)難度急劇加大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而設(shè)計(jì)的給水泵工業(yè)汽輪機(jī)用的末級(jí)動(dòng)葉片，該葉片具有良好的變工況性能和強(qiáng)度性能，結(jié)構(gòu)合理，裝配方便。

本技術(shù)方案為：一種給水泵工業(yè)汽輪機(jī)用的末級(jí)動(dòng)葉片，包括依次相連的葉根、葉身和用于使葉片形成整圈自鎖的圍帶，所述葉身設(shè)有拉筋凸臺(tái)，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)，其特征在于：沿葉根到圍帶高度方向，隨著葉身相對(duì)葉高H由0％單調(diào)增加到100％，葉底截面到葉頂截面的節(jié)距(相鄰兩個(gè)葉片之間的柵距)與弦長(zhǎng)(葉身截面中葉型前緣進(jìn)汽邊和葉型后緣出汽邊之間的距離)比T/b變化規(guī)律為：0.2≤T/b≤1.0；從葉底截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面軸向?qū)挾缺萒/B變化規(guī)律為：0.2≤T/B≤4.0；從葉底截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面最大厚度比T/Dmax變化規(guī)律為：2.4≤T/Dmax≤17.6；從葉底截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面面積比T/A變化規(guī)律為：0.02≤T/A≤0.3；從葉底截面到葉頂截面的葉型前緣半徑R0變化規(guī)律為：1.6mm≤R0≤2.2mm；從葉底截面到葉頂截面的葉型尾緣半徑R1變化規(guī)律為：0.7mm≤R1≤1.1mm。

所述葉身高度為550mm。

所述葉根為樅樹型葉根，葉根軸向?qū)挾葹?81.5mm。

所述葉身的進(jìn)汽邊背弧處設(shè)有淬硬部分。

所述凸臺(tái)橫截面為橢圓，該凸臺(tái)與葉身一體成型，所述凸臺(tái)包括第一耦合前端和第一耦合后端。

各相鄰葉片凸臺(tái)間、相鄰圍帶間均有0.1-0.7mm的間隙。

凸臺(tái)中心距葉身底部302.5mm。

本發(fā)明所得的給水泵工業(yè)汽輪機(jī)用的550mm末級(jí)動(dòng)葉片，葉身采用三元流場(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)而成，截面的寬度、厚度及橫截面面積由根部到頂部逐漸減小，單調(diào)平滑過渡，沿葉高方向葉身具有一定的扭曲規(guī)律，兼顧了葉片靜強(qiáng)度要求，沿葉身各熱力參數(shù)分布規(guī)律合理，使得葉片具有很好的氣動(dòng)性能。經(jīng)專業(yè)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件CFX和Numeca等驗(yàn)證，在背壓為0.06bar出口馬赫數(shù)0.5的工況下，所在低壓級(jí)組的氣動(dòng)效率在81％左右，最大流量在120t/h以上，同時(shí)具有良好的變工況性能；葉片為自帶圍帶整圈自鎖阻尼型的長(zhǎng)葉片，葉身中上部具有凸臺(tái)，葉頂有圍帶，各葉片凸臺(tái)間和圍帶間均有0.1-0.7mm的間隙，在工作轉(zhuǎn)速下，由于離心力的作用，葉身產(chǎn)生一定的反扭，使葉片間凸臺(tái)與凸臺(tái)、圍帶與圍帶間貼合，產(chǎn)生正壓力和摩擦力，增加了系統(tǒng)的阻尼；同時(shí)達(dá)到葉片整圈自鎖結(jié)構(gòu)，提高葉片的振動(dòng)性能，降低葉片所受的動(dòng)應(yīng)力；葉根采用樅樹型葉根設(shè)計(jì)，葉片裝配方便，可在背壓0.05bar～0.1bar，轉(zhuǎn)速2270rpm～5200rpm下安全運(yùn)行，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明葉片正視圖；

圖2是本發(fā)明葉片側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明葉片俯視圖；

圖4是本發(fā)明葉片型線積疊示意圖；

圖5相鄰兩葉片圍帶俯視圖；

圖6是本發(fā)明相鄰兩葉片凸臺(tái)剖視圖；

圖7是本發(fā)明相鄰五葉片自鎖連接示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的介紹：

如圖1、2、3所示，本實(shí)施例所描述的一種給水泵工業(yè)汽輪機(jī)用的末級(jí)動(dòng)葉片，它是一種變截面扭葉片，包括葉身3、葉根4及用于使葉片形成整圈自鎖的圍帶1和拉筋凸臺(tái)2，該凸臺(tái)橫截面為橢圓，該凸臺(tái)與葉身一體成型，所述凸臺(tái)包括第一耦合前端和第一耦合后端。

所述葉身相對(duì)葉高Ld由0％單調(diào)增加到100％，從葉底截面到葉頂截面的節(jié)距(相鄰兩個(gè)葉片之間的柵距)與弦長(zhǎng)比T/b變化規(guī)律為：0.2≤T/b≤1.0；從葉底截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面軸向?qū)挾缺萒/B變化規(guī)律為：0.2≤T/B≤4.0；從葉底截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面最大厚度比T/Dmax變化規(guī)律為：2.4≤T/Dmax≤17.6；從葉底截面到葉頂截面的節(jié)距與葉型截面面積比T/A變化規(guī)律為：0.02≤T/A≤0.30；從葉底截面到葉頂截面的葉型前緣半徑R0變化規(guī)律為：1.6mm≤R0≤2.2mm；從葉底截面到葉頂截面的葉型尾緣半徑R1變化規(guī)律為：0.7mm≤R1≤1.1mm。葉片通過樅樹型葉根1安裝在葉輪槽中，軸向裝配；所述凸臺(tái)為橢圓臺(tái)，橫截面為橢圓，該凸臺(tái)6與葉身3一體成型，所述凸臺(tái)6包括第一耦合前端和第一耦合后端。并且，葉身高度為550mm，凸臺(tái)中心距葉身2底部302.5mm，葉根為樅樹型葉根，葉根軸向?qū)挾葹?81.5mm。；所述的葉身2，其進(jìn)汽邊背弧處設(shè)有淬硬部分，淬硬長(zhǎng)度根據(jù)需要而定。

如圖4、5、6、7所示，靜態(tài)時(shí)葉片為單片結(jié)構(gòu)，凸臺(tái)2與凸臺(tái)之間，圍帶與圍帶1之間均不貼合，優(yōu)選參數(shù)為各相鄰葉片凸臺(tái)間、相鄰圍帶間均有0.1-0.7mm的間隙。在工作轉(zhuǎn)速下，由于離心力的作用，葉身3產(chǎn)生一定的反扭，使凸臺(tái)與凸臺(tái)2、圍帶1與圍帶1間產(chǎn)生正壓力和摩擦力，增加了系統(tǒng)的阻尼；同時(shí)使葉片整圈成組(如圖7)，提高葉片的振動(dòng)性能。

本發(fā)明所得的給水泵工業(yè)汽輪機(jī)用的550mm末級(jí)動(dòng)葉片，葉身采用三元流場(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)而成，截面的寬度、厚度及橫截面面積由根部到頂部逐漸減小，單調(diào)平滑過渡，沿葉高方向葉身具有一定的扭曲規(guī)律，兼顧了葉片靜強(qiáng)度要求，沿葉身各熱力參數(shù)分布規(guī)律合理，使得葉片具有很好的氣動(dòng)性能。經(jīng)專業(yè)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件CFX和Numeca等驗(yàn)證，在背壓為0.06bar出口馬赫數(shù)0.5的工況下，所在低壓級(jí)組的氣動(dòng)效率在81％左右，最大流量在120t/h以上，同時(shí)具有良好的變工況性能；葉片為自帶圍帶1整圈自鎖阻尼型的長(zhǎng)葉片，葉身3中上部具有凸臺(tái)，葉頂有圍帶1，各葉片凸臺(tái)間和圍帶1間均有0.1-0.7mm的間隙，在工作轉(zhuǎn)速下，由于離心力的作用，葉身3產(chǎn)生一定的反扭，使葉片間凸臺(tái)與凸臺(tái)、圍帶1與圍帶1間貼合，產(chǎn)生正壓力和摩擦力，增加了系統(tǒng)的阻尼；同時(shí)達(dá)到葉片整圈自鎖結(jié)構(gòu)，提高葉片的振動(dòng)性能，降低葉片所受的動(dòng)應(yīng)力；葉根4采用樅樹型葉根4設(shè)計(jì)，葉片裝配方便，可在背壓0.05bar～0.1bar，轉(zhuǎn)速2270rpm～5200rpm下安全運(yùn)行，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。