专利名称：：变转速汽轮机末级动叶片的制作方法
技术领域：
：本发明涉及汽轮机叶片，尤其涉及一种变转速汽轮机的末级动叶片。技术背景汽轮机作为一种动力装置，可以用作各种负载的驱动器。负载的运行状态不同，有的恒速运行，有的需调速，对汽轮机的性能要求也就不同，例如，大型火力发电机组中，其主汽轮机的给水泵，需根据主汽轮机的运行状况调节给水量，该给水泵就是由变转速汽轮机驱动的。显然，变转速汽轮机的结构设计要比定转速汽轮机复杂，特别是叶片，运转速度变化时，所受的激振力不同，叶片的动应力须满足调速范围内的使用要求。目前，用于大型火力发电机组上的给水泵汽轮机，我国尚不能生产，都是从国外引进，原因是，尚未自主开发出变转速汽轮机的末级动叶片。另外，国外的给水泵汽轮机，其规格也有限，目前只有亚临界300MW等级、亚临界600MW等级和超临界600丽、14000MW等级发电机组配套的给水泵汽轮机，为更高等级发电机组配套的给水泵汽轮机，仍然还是空白，见下表l。表1现有给水泵汽轮机及其末级动叶片对比<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>而且，现有的发电机组配套的给水泵汽轮机，其末级动叶片的特征参数各不相同，没有统一的设计规范。
发明内容本发明的目的之一，是提供一种变转速汽轮机末级动叶片，该叶片的结构与现有同类产品不同，具有自身的特征参数。本发明的目的之二，是提供一种变转速汽轮机末级动叶片，该叶片适合更大功率的变转速汽轮机，例如，为功率14000MW以上的火力发电机组配套的给水泵汽轮机。实现上述目的技术方案如下一种变转速汽轮机末级动叶片，具有整体构造的叶身、叶根和叶冠；所述叶身为变截面扭曲结构，叶身的宽度、厚度及横截面积由根部到顶部递减，平滑过渡；所述叶身的形状满足如下关系式(2XL+D)Xf>70500或LX(L+D)Xf4X107(1)式中L-叶身有效长度；D-叶身根部所在处的转子直径；f-转子的旋转频率；0.2《T/Bd《2.5(2)式中Bd-叶型截面的轴向宽度；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；0.55《T/H1《1.05(3)式中Hl-叶型截面的切向宽度；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；0.25《T/b《0.85(4)式中b-叶型截面的弦长；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距;2.55《T/D《16.55(5)式中D-叶型截面最大厚度；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距。所述的变转速汽轮机末级动叶片，所述叶身的形状还满足以下关系式0.02《T/A《0.267(6)式中A-叶型截面的面积；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；43.5《T/Rc《225(7)式中Rc-叶型后缘半径；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；10《T/Rj《65(8)式中Rj-叶型前缘半径；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距。所述叶冠具有阻尼工作面，相邻两叶片的阻尼工作面吻合，且满足下式150《P/S(9)式中S-相邻两叶片阻尼工作面之间的间隙；P-相邻两叶片叶冠顶部节距。所述叶根为枞树型叶根。所述叶片用不锈钢制成。上述构造的汽轮机末级动叶片，具有良好的动态性能，阻尼特性好，动应力小。用其做成的变转速汽轮机，调速范围广，例如，为14000MW火力发电机组配套的给水泵汽轮机，调速范围在40.8Hz至110Hz之间，完全符合使用要求。图1是本叶片结构简2是图1的叶身截面剖示图图3是图1的叶根剖示图图4是图1的叶冠俯视图難麯放参见图1至图4:本变转速汽轮机末级动叶片，具有叶身1、叶根2和叶冠3三个部分，这三部分是整体结构。其中，叶身1为变截面扭曲结构，叶身的宽度、厚度及横截面积由根部到顶部递减，平滑过渡；本叶片的突出特点是，叶身1的形状满足如下关系式(2XL+D)Xf>70500或LX(L+D)Xf4X107(1)式中L-叶身有效长度；D-叶身根部所在处的转子直径；f-转子的旋转频率；0.2《T/Bd《2.5(2)式中Bd-叶型截面的轴向宽度；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；0KT/H1《1.05(3)式中Hl-叶型截面的切向宽度；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；0.25《T/b《0.85(4)式中b-叶型截面的弦长；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；2.55《T/D《16.55(5)式中D-叶型截面最大厚度；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距。所述叶身的形状还满足以下关系式0.02《T/A《0.267(6)式中A-叶型截面的面积；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；43.5《T/Rc《225(7)式中Rc-叶型后缘半径；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；10《T/Rj《65(8)式中Rj-叶型前缘半径；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距。上述数学模型确定了叶身的结构，这种结构的叶身，振动衰减速率很大，可大幅度降低叶片的动应力。本叶片的另一特点是，叶冠3具有阻尼工作面，相邻两叶片的阻尼工作面吻合，且满足下式150《P/S(9)式中S-相邻叶片阻尼工作面之间的间隙；P-相邻两叶片叶冠顶部节距。叶冠的这种结构，具有很好的阻尼效果，可进一步降低叶片的动应力。以上两个特点，使本叶片具备很强的转速适应性，用其做成的变转速汽轮机，可获得较宽的调速范围。例如，为14000MW火力发电机组配套的给水泵汽轮机，调速范围在40.8Hz至110Hz之间，动应力仍在设计允许的范围内，完全符合使用要求。本叶片的再一特点是，叶根2为枞树型叶根，叶片与转子结合牢固、稳定，且便于与转子装配，操作简便、快捷。权利要求1.一种变转速汽轮机末级动叶片，具有整体构造的叶身、叶根和叶冠；所述叶身为变截面扭曲结构，叶身的宽度、厚度及横截面积由根部到顶部递减，平滑过渡；其特征在于，所述叶身的形状满足如下关系式(2×L+D)×f≥70500或L×(L+D)×f≥5.4×107(1)式中L-叶身有效长度；D-叶身根部所在处的转子直径；f-转子的旋转频率；0.2≤T/Bd≤2.5(2)式中Bd-叶型截面的轴向宽度；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；0.55≤T/H1≤1.05(3)式中H1-叶型截面的切向宽度；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；0.25≤T/b≤0.85(4)式中b-叶型截面的弦长；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；2.55≤T/D≤16.55(5)式中D-叶型截面最大厚度；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距。2.55《T/D《16.55(5)式中D-叶型截面最大厚度；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距。2.根据权利要求1所述的变转速汽轮机末级动叶片，其特征在于，所述叶身的形状还满足以下关系式0.02《T/A《0.267(6)式中A-叶型截面的面积；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；43.5《T/Rc《225(7)式中Rc-叶型后缘半径；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距；10《T/Rj《65(8)式中Rj-叶型前缘半径；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距。3.根据权利要求1所述的变转速汽轮机末级动叶片，其特征在于，所述叶冠具有阻尼工作面，相邻两叶片的阻尼工作面吻合，且满足下式150《P/S(9)式中S-相邻两叶片阻尼工作面之间的间隙；P-相邻两叶片叶冠顶部节距。4.根据权利要求1所述的变转速汽轮机末级动叶片，其特征在于，所述叶根为枞树型叶根。5.根据权利要求1所述的变转速汽轮机末级动叶片，其特征在于，所述叶片用不锈钢制成。全文摘要本发明公开一种变转速汽轮机的末级动叶片，具有整体构造的叶身、叶根和叶冠，叶身为变截面扭曲结构，叶身的宽度、厚度及横截面积由根部到顶部递减，平滑过渡；叶身的形状满足关系式(2×L+D)×f≥70500或L×(L+D)×f≥5.4×10<sup>7</sup>；0.2≤T/Bd≤2.5；0.55≤T/H1≤1.05；0.25≤T/b≤0.85；2.55≤T/D≤16.55。式中L-叶身有效长度；D-叶身根部所在处的转子直径；f-转子的旋转频率；Bd-叶型截面的轴向宽度；H1-叶型截面弦长；b-叶型截面最大厚度；D-叶型截面面积；T-相邻两叶片在该叶型截面位置处的节距。叶冠具有阻尼工作面，相邻两叶片的阻尼工作面吻合，且满足150≤P/X式中X-相邻叶片阻尼工作面之间的间隙；P-相邻两叶片叶冠顶部节距。文档编号F01D5/28GK101117895SQ200710049979公开日2008年2月6日申请日期2007年9月6日优先权日2007年9月6日发明者斌冯,吴其林,周显丁,李伯武,李银凤,范小平,钟刚云申请人:东方电气集团东方汽轮机有限公司