专利名称：一种大型汽轮机末级动叶片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽轮机叶片，特别是大型汽轮机末级动叶片。
背景技术：
大容量汽轮机，其低压缸的功率约占整机容量的35%左右，而末级长叶片如能增 加10%，就能使整机效率提高1 2%。因此开发末级长叶片成为国内外汽轮机行业的重 要课题。设计低压末级长叶片要求符合特定的气动力学和强度。
实用新型内容本实用新型的目的是公开一种大型汽轮机末级动叶片，为末级长叶片，以解决现 有大型汽轮机末级叶片工作效率低、工作安全性差的问题，其可供大型汽轮机安全可靠运 行，且工作效率高。为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案是一种大型汽轮机末级动叶片，叶片型线为变截面扭叶片，沿叶片高度由根部至 顶部的截面面积逐渐减小，相邻两截面之间有扭转；其叶片型线部分(2)的高度(H2)为 902mm，叶片型线部分(2)的根部轴向宽度(BO)为202. 42mm，叶片型线部分(2)的顶轴向宽 度(B2)为 39. 63mm ；叶片型线部分(2)从根部至顶部的截面几何数据截面号(A-A)到截面号(U-U) 的截面高度为0 902mm，轴向宽度(B)为202. 42 39. 63mm,弦长b为202. 67 125. 8mm, 最大厚度(0)为26. 96 6. 45mm,出汽边厚度(δ )为3. 186 1. 627mm ；叶根为高强度的圆弧揪树形叶根，叶片的装配方式为轴向装配，叶根(4)轴向宽 度(Bi)为247mm，叶根的总高度(Hl)为67. 05mm ；叶顶部分的拉筋和围带分别为自带凸台阻尼拉筋、自带冠阻尼围带，拉筋凸台(3) 为阶梯式椭圆体。所述的大型汽轮机末级动叶片，其所述轴向装配，是叶根与轮缘的轴向定位采用 定位销的结构；定位销分两种普通定位销(9)和末叶片定位销(10)，普通定位销(9)是倒置的 L状，其截面形状为长方形，边角倒棱，末叶片定位销(10)是长方体结构，边角倒棱，侧面有 一个方形凹槽；在叶根和叶轮相接面上设有与定位销相适配的凹槽及通孔。所述的大型汽轮机末级动叶片，其所述轴向装配，其流程是a)动叶片装配前，先试装末叶片(8)及末叶片定位销(10)，装入轮缘后修配末叶 片定位销(10)，使定位销(10)缺口与末叶片中间体缺口对齐；b)装配时，先装入首叶片(7)，并装入普通定位销(9)；c)然后按顺序装入背弧侧叶片，装入时从出汽侧装入，每装入一只叶片后装入一 只普通定位销(9)，最后，装到末叶片(8)时，从进汽侧向出汽侧装入；[0016]d)末叶片⑶装入时，围带⑴或拉筋凸台⑶相互干涉，要把两侧叶片向两侧撑 开，将末叶片(8)挤入装到位；e)末叶片定位销(10)装入后，从出汽侧装钢带条(11)；f)当出汽端埋入轮缘后，把进汽端伸出轮缘的部分折弯并适当截短，完毕。所述的大型汽轮机末级动叶片，其所述叶顶相邻围带(1)工作面A、B之间的间隙 Wl为0 0. 5mm，相邻凸台拉筋(3)工作面C、D之间的间隙W2为0 0. 4mm。所述的大型汽轮机末级动叶片，其所述叶片拉筋部分(3)的位置距根部型线的距 离(H3)为 541. 2mm。所述的大型汽轮机末级动叶片，其所述自带围带(1)相邻两个工作面之间的距离 (K)为 96. 19_。本实用新型的优点是一.本实用新型通过设计专用强化叶型，合理控制叶片根 部反动度及反动度沿叶高的分布等办法，从而使该叶片设计的安全性和高效性有机地结合 起来。二.本实用新型的末级叶片采用围带(1)、叶片型线部分(2)与叶根(4)为一体的结 构形式，装配十分方便，静态时，相邻叶片的围带之间、凸台拉筋之间存在间隙，工作时，在 离心力的作用下，通过扭转恢复使动叶片形成整圈连接。三.本实用新型的叶片顶部采用 自带围带，不存在铆接造成的应力集中问题，减少损失，顶部可装配多片汽封齿，防止漏气， 提高机组效率。四.本实用新型采用钎焊司太利合金片的方法来防止水蚀磨损对叶片安全 及机组经济性的不利影响。五.本实用新型采用圆弧揪树形叶根，叶片的装配方式为轴向 装配。六.本实用新型采用凸台拉筋的结构，增大了振动阻尼，消除了发生BO型振动的可 能性。七.本实用新型采用骨型围带的结构，大大降低了围带的离心拉应力，从而提高了叶 片运行的安全性。八.骨形围带(1)与型线部分(2)的顶部型线采用特殊的过渡方式，使 司太利合金片(5)能够伸入围带部分，通过围带间的搭接，合金片的端部被围带保护，水滴 不会直接冲蚀合金片的端部叶型部分，提高了叶片的安全性。
图1为本实用新型的一种大型汽轮机末级动叶片整体结构示意图；图2为图1的V-V剖视图；图3为图2的俯视图；图4为本实用新型的一种大型汽轮机末级动叶片型线部分的俯视图；图5为本实用新型的一种大型汽轮机末级动叶片型线部分的截面轮廓的叠合图； 其中图5a、图5b、图5c分别为根部、中部、顶部截面的叠合图；图6为凸台拉筋间隙图；图7为叶顶围带间隙图；图8为本实用新型的一种大型汽轮机末级动叶片型线叠合图；图9为叶根与叶轮轮缘轴向定位方式示意图；其中图9a为叶片的装配示意图；图9b为A-A处的剖视图，表示定位销与叶片、轮缘的装配关系；图9c为普通定位销的结构简图；图9d为末叶片定位销的结构简4[0036]图9e为紧密钢带的结构简图。
具体实施方式
见图1、图2、图3、图4，本实用新型的一种大型汽轮机末级动叶片，分为三个部分 叶型部分、叶根部分、叶顶部分。其中(1)叶片型线为变截面扭叶片，沿叶片高度由根部至顶部的截面面积逐渐减小，相 邻两截面之间有扭转。(2)叶根为高强度的圆弧揪树形叶根，叶片的装配方式为轴向装配。(3)叶顶部分的拉筋和围带分别为自带凸台阻尼拉筋、自带冠阻尼围带。图1、图2、图3中，骨型围带1、叶片型线部分2、凸台拉筋3、叶根4、司太利合金片 5。同时参见图8，其中，A-A，K-K，U_U表示截面号。叶片型线部分2的高度为902_， 叶片型线部分2的根部轴向宽度(BO)为202. 42mm,叶片型线部分2的顶轴向宽度(B2)为 39.63mm。叶片型线部分2从根部至顶部的截面几何数据截面号(A-A)到截面号(U-U)的 截面高度为0 902mm，轴向宽度B为202. 42 39. 63mm,弦长b为202. 67 125. 8mm,最 大厚度(0)为26. 96 6. 45mm，出汽边厚度(δ)为3. 186 1. 627mm。叶根4轴向宽度 (Bi)为247mm，叶根的总高度(Hl)为67. 05mm。拉筋凸台为阶梯式椭圆体。图8中各截面的具体参数，如表1所示表 1 同时参见图5所示，其中，图5a、图5b、图5c分别为根部、中部、顶部截面的叠合 图。叶片根部为K型通道叶栅，中部为收缩型通道叶栅，顶部为缩放通道叶栅。同时参见图6、7所示，叶顶相邻围带1工作面A、B之间的间隙Wl为0 0. 5mm, 相邻凸台拉筋工作面C、D之间的间隙W2为0 0. 4mm。叶片拉筋部分(3)的位置距根部型线的距离(H3)为541. 2mm。自带围带1相邻两个工作面A、B之间的距离⑷为96. 19mm。叶根4与轮缘6的轴向定位采用定位销的结构。同时参见图9所示，其中，图9a为叶片的装配示意图，图9b为A-A处的剖视图，表 示定位销与叶片、轮缘的装配关系，图9c为普通定位销的结构简图，图9d为末叶片定位销 的结构简图，图9e为紧密钢带的结构简图。定位销分两种普通定位销9和末叶片定位销 10。普通定位销9是倒置的L状，其截面形状为长方形，边角倒棱。末叶片定位销10 是长方体结构，边角倒棱，侧面有一个方形凹槽。在叶根和轮缘6相接面上设有与定位销相适配的凹槽及通孔。动叶片装配前，先试装末叶片8及末叶片定位销10，装入轮缘后修配末叶片定位 销10，使定位销10缺口与末叶片中间体缺口对齐。装配时，先装入首叶片7，并装入普通定 位销9，然后按顺序装入背弧侧叶片，装入时从出汽侧装入，每装入一只叶片后装入一只普 通定位销9，最后装到末叶片8时，从进汽侧向出汽侧装入。末叶片8装入时，围带1或拉筋凸台相互干涉，要把两侧叶片向两侧撑开，将末叶 片8挤入装到位。末叶片定位键10装入后，从出汽侧装钢带条11。当出汽端埋入轮缘后，把进汽端 伸出轮缘的部分折弯并适当截短。
权利要求一种大型汽轮机末级动叶片，叶片型线为变截面扭叶片，沿叶片高度由根部至顶部的截面面积逐渐减小，相邻两截面之间有扭转；其特征在于叶片型线部分(2)的高度(H2)为902mm，叶片型线部分(2)的根部轴向宽度(B0)为202.42mm，叶片型线部分(2)的顶轴向宽度(B2)为39.63mm；叶片型线部分(2)从根部至顶部的截面几何数据截面号(A-A)到截面号(U-U)的截面高度为902mm，轴向宽度B为202.42～39.63mm，弦长b为202.67～125.8mm，最大厚度(O)为26.96～6.45mm，出汽边厚度(δ)为3.186～1.627mm；叶根为高强度的圆弧枞树形叶根，叶片的装配方式为轴向装配，叶根(4)轴向宽度(B1)为247mm，叶根的总高度(H1)为67.05mm；叶顶部分的拉筋和围带分别为自带凸台阻尼拉筋、自带冠阻尼围带，拉筋凸台为阶梯式椭圆体。
2.根据权利要求1所述的大型汽轮机末级动叶片，其特征在于所述轴向装配，是叶根 (4)与轮缘(6)的轴向定位采用定位销的结构；定位销分两种普通定位销(9)和末叶片定位销(10)，普通定位销(9)是倒置的L状， 其截面形状为长方形，边角倒棱，末叶片定位销(10)是长方体结构，边角倒棱，侧面有一个 方形凹槽；在叶根和轮缘相接面上设有与定位销相适配的凹槽及通孔。
3.根据权利要求1所述的大型汽轮机末级动叶片，其特征在于所述叶顶相邻围带(1) 工作面A、B之间的间隙Wl为0 0. 5mm，相邻凸台拉筋(3)工作面C、D之间的间隙W2为 0 0. 4mm。
4.根据权利要求1所述的大型汽轮机末级动叶片，其特征在于所述叶片拉筋部分(3) 的位置距根部型线的距离(H3)为541. 2mm。
5.根据权利要求1所述的大型汽轮机末级动叶片，其特征在于所述自带围带(1)相 邻两个工作面之间的距离(K)为96. 19mm。
专利摘要本实用新型公开了一种大型汽轮机末级动叶片，该叶片型线部分的高度(H2)为902mm，该动叶片型线为变截面扭叶片，沿叶片高度各个截面的截面形状不同，截面面积减小，且相邻截面之间有扭转；叶根为高强度的圆弧枞树型叶根，叶根轴向宽度(B1)为247mm，叶根的总高度(H1)为67.05mm；叶顶为自带冠阻尼拉筋和自带冠阻尼围带，叶片拉筋部分的位置距根部型线的距离(H3)为541.2mm，自带围带相邻两个工作面之间的距离(K)为96.19mm。本实用新型的叶片无论是经济性还是运行的安全可靠性均达到了先进水平，可作为300MW-600MW等级亚临界、超临界汽轮机组末级动叶片用。
文档编号F01D5/14GK201620917SQ200920277820
公开日2010年11月3日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者安俊伟, 徐克鹏, 徐星仲, 李宝清, 王武刚, 王胜利, 陈春峰 申请人:北京全四维动力科技有限公司