专利名称：不调频的整级汽轮机短动叶片的制作方法
不调频的整级汽轮机短动叶片
狀鄉
本发明涉及汽轮机整级动叶片，尤其涉及不调频的整级汽轮机短动叶片。
背景技术：
汽轮机是一种能量转换设备，其将热能转换为机械能。汽轮机叶片是汽 轮机能量转换过程中的核心部件，尤其动叶片的设计优劣对于汽轮机的安全 性至关重要。
事实上动叶片的损坏绝大部份都是由于动应力过大产生的。为确保汽轮 机动叶片的安全运行，必须控制动叶片工作时的动应力， 一般要求将叶片的 固有频率避开可能有的激振力频率范围，即调开共振。即使作为阻尼叶片， 避开共振也能减少其工作时的动应力，从而提高动叶片的安全裕度。但是，
对于短的调频叶片(通常是指汽道高度在200mm以下)，由于叶片较短，根部 连接刚性，切力和转动惯量等因素对叶片自振频率的影响很大，所以对其振 动很难计算准确，其振动特性是很难把握的。
翻崎
本发明的目的，是提供一种不调频的整级汽轮机短动叶片。避开共振是 通过改进叶根结构来实现的。
本发明的技术解决方案是
一种不调频的整级汽轮机短动叶片，由多只短动叶片装配在叶轮上构成
整级，所述短叶片具有整体结构的叶身、叶根、叶冠，叶根具有型线部分和
中间体部分；其特征在于，该级叶片分为两种，两种叶片的叶根型线部分高 度不同，两种叶片相间布置在叶轮上。
所述两种叶片的叶根中间体之间留有间隙。
所述叶冠具有阻尼结构。
所述叶根是轴向装入式叶根。
本发明的有益技术效果
在本结构的整级叶片系统内，即便是一半的动叶片(叶片A或叶片B)固 有频率与激振力频率发生共振，但是另一半叶片(叶片A或叶片B)总是不共
振的。而且从叶片排列来看，每只处于共振状态的叶片其相邻的动叶片都不 是处于共振状态，所以激振力对共振叶片输入能量的一部分将被不共振叶片 吸收，还有一部分能量由于阻尼而耗散。虽然不处于共振状态的叶片振幅会 有所增加，但是就整级系统来说，叶片动应力得以大大降低。所以，可以通 过调整两种叶片的固有频率相&差别，也就是控制叶根尺寸L长度差别来控 制整个系统的响应和动应力在安全范围之内。
關iM
图1是叶片A结构示意图 图2是图1的P向视图 图3是叶片B结构示意图 图4是图3的K向视图 图5是轮槽结构示意图(轴向视图) 图6是图5中局部I的放大图 图7是叶片叶轮装配结构示意图 图8是图7中局部N的放大图
图9是图7中局部M的放大图
参见图7:汽轮机的动叶片20是装在叶轮10上的。
参见图1至图4:叶片20具有叶身1、叶根2、叶冠3，三者是整体结 构。其中，叶根2具有叶根型线部分2.1和中间体部分2.2，两部分是整体结 构。叶根型线部分2.1的高度尺寸为L。
本发明的主要特点是叶片20被设计成两种，即A、 B,该两种叶片除叶 根2型线部分2.1的高度尺寸L不同以外，其余部分完全相同。图l、图2是 A叶片的结构，叶根型线部分2.1的高度尺寸La，图3、图4是B叶片的结 构，叶根型线部分2.1的高度尺寸Lb， La〉Lb。相应地，叶轮10上的轮槽也 是两种，参见图6、图7,两种轮槽的几何尺寸分别适配两种叶片的叶根尺 寸。两种轮槽是相间布置的，两种叶片分别对应装于各自适配的轮槽内，也 就是说，叶片A、 B也是相间布置的。显然，叶片的总数量必然是偶数。
参见图9，本发明的另一特点是叶冠3设有阻尼结构4，阻尼结构4位 于相邻两叶片叶冠配合面上，所有叶片安装完毕后，叶冠3组合成圈，构成 整圈阻尼围带。
参见图8，本发明的再一特点是相邻叶片叶根中间体部分2.2之间留有 间隙X。
由上述三个特点共同形成的一圈动叶片就成为不调频的整级动叶片。 本发明的原理
采用该结构之后，整级叶片的气流通道都是一样的，不影响汽轮机的通 流效果。但是由于相邻叶片叶根中间体2.2之间有一定的间隙X,叶片A和叶 片B的振动起始位置都在叶根与轮槽联接的接触面(P、 Q)附近，参见图7， 又由于叶片A和叶片B的叶根型线部分2.1的高度尺寸为L不一样，所以这
两种动叶片固有频率总是不一样的。
在该种结构的整级系统内，即便是一半的动叶片(叶片A或叶片B)固有 频率与激振力频率发生共振，但是另一半叶片(叶片A或叶片B)总是不共振
的。而且从叶片排列来看，每只处于共振状态的叶片其相邻的动叶片都不是 处于共振状态，又因为相邻叶片之间有阻尼连接结构，所以激振力对共振叶 片输入能量的一部分将被不共振叶片吸收，还有一部分能量由于阻尼而耗 散。虽然不处于共振状态的叶片振幅会有所增加，但是就整级系统来说，叶 片动应力得以大大降低。所以，可以通过调整两种叶片的固有频率相对差 别，也就是控制叶根尺寸L长度差别来控制整个系统的响应和动应力在安全 范围之内。
权利要求
1.一种不调频的整级汽轮机短动叶片，由多只短动叶片装配在叶轮上构成整级，所述短叶片具有整体结构的叶身、叶根、叶冠，叶根具有型线部分和中间体部分；其特征在于该级叶片分为两种，两种叶片的叶根型线部分高度不同，两种叶片相间布置在叶轮上。
2. 根据权利要求1所述的不调频的整级汽轮机短动叶片，其特征在于 所述两种叶片的叶根中间体之间留有间隙。
3. 根据权利要求1所述的不调频的整级汽轮机短动叶片，其特征在于 所述叶冠具有阻尼结构。
4. 根据权利要求1所述的不调频的整级汽轮机短动叶片，其特征在于 所述叶根是轴向装入式叶根。
全文摘要
本发明公开一种不调频的整级汽轮机短动叶片，由多只短动叶片装配在叶轮上构成整级，所述短叶片具有整体结构的叶身、叶根、叶冠，叶根具有型线部分和中间体部分；该级叶片分为两种，两种叶片的叶根型线部分高度不同，两种叶片相间布置在叶轮上；两种叶片的叶根中间体之间留有间隙；叶冠具有阻尼结构；所述叶根是轴向装入式叶根。它可以通过调整两种叶片的固有频率相对差别，也就是控制叶根尺寸L长度差别来控制整个系统的响应和动应力在安全范围之内。
文档编号F01D5/16GK101349169SQ20081004606
公开日2009年1月21日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者吴其林, 周振杰, 张东连, 曹守洪, 李银凤, 江生科, 牛久芳, 伟 贺, 钟刚云, 彪 黄 申请人:东方电气集团东方汽轮机有限公司