汽轮机末级长叶片的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种汽轮机末级长叶片，包括依次相连的叶根、中间体、叶身和围带，所述叶身的高度C为1905mm；沿叶身的高度方向，叶身截面面积的相对值由7.33逐渐减小至1.0，叶身型线轴向宽度W的相对值由5.61逐渐减小至1.0，叶身型线周向宽度H的相对值由1.0逐渐增大至1.67，叶身型线弦长L的相对值由1.40逐渐减小至1.0，叶身型线最大厚度TMAX的相对值由5.89逐渐减小至1.0，安装角α由12°逐渐增加至76°。该汽轮机末级长叶片通过增加叶片的长度（也就是高度）来增大末级叶片的排汽面积，其排汽面积高达30m2，可满足CAP1400/CAP1700等不同背压、机组等级核电汽轮机的应用需求。
【专利说明】汽轮机末级长叶片
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种安装在汽轮机转子上的动叶片，特别是涉及一种汽轮机末级长叶片。
【背景技术】
[0002]随着我国核电事业的蓬勃发展，核电机组的单机容量也在逐步增大，从1000MW到1700MW均有相应的机组在建设中或规划中。机组容量越大，低压缸的数量和汽轮机的全长也会越大，这将极大影响汽轮机的整体效率。目前，可通过增加汽轮机末级叶片的长度来减少低压缸的数量和汽轮机的全长。
[0003]汽轮机末级叶片是汽轮机的核心部件，特别是对于大容量核电汽轮机，其代表着核电汽轮机的技术水平。目前，第三代反应堆机组的容量比1000MW等级机组的容量增加了20%?80%，加上沿海和中、北部地区低冷却水温的要求，第三代反应堆机组需要更大的排汽面积要求。而已投运的半速核电汽轮机中末级长叶片均为排汽面积15-20m2等级，汽道高度为1400mm等级，其排汽面积偏小，不能满足第三代反应堆核电汽轮机组的要求。为了满足CAP1400/CAP1700等不同背压及机组等级的核电汽轮机的应用需求，各公司都在集中力量开发更大排汽面积的长叶片，但由于空气动力学和强度振动方面的问题，又限制了末级叶片的长度，从而限制末级叶片的排汽面积。
【发明内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽轮机末级长叶片，以克服现有技术中因末级叶片排汽面积小而不能满足CAP1400/CAP1700等不同背压及机组等级的核电汽轮机应用需求的缺陷。
[0005]为实现上述目的，本发明提供一种汽轮机末级长叶片，包括依次相连的叶根、中间体、叶身和围带，所述叶身的型线为变截面扭曲型线，叶身的相邻两个截面之间有相对扭转，所述叶身的高度C为1905mm;沿叶身的高度方向，叶身截面面积的相对值由7.33逐渐减小至1.0，叶身型线轴向宽度W的相对值由5.61逐渐减小至1.0，叶身型线周向宽度H的相对值由1.0逐渐增大至1.67，叶身型线弦长L的相对值由1.40逐渐减小至1.0，叶身型线最大厚度TMAX的相对值由5.89逐渐减小至1.0，安装角a由12°逐渐增加至76°。
[0006]优选地,所述叶身截面面积的实际值由17600mm2逐渐减小至2400mm2，叶身型线轴向宽度W的实际值由432mm逐渐减小至77mm，叶身型线周向宽度H的实际值由183mm逐渐增大至306mm，叶身型线弦长L的实际值由442mm逐渐减小至315mm，叶身型线最大厚度TMAX的实际值由53mm逐渐减小至9mm。
[0007]进一步地，所述中间体的轴向宽度和叶根的轴向宽度E相同，均为480mm;中间体和叶根的高度之和D为153.62mm。
[0008]优选地，所述围带的轴向宽度A为TL 59mm,围带的高度B为15?50mm。
[0009]进一步地，所述叶根为大圆角、低应力集中的揪树型叶根。[0010]优选地，所述叶根底部的两侧均开设有定位槽。
[0011]进一步地，所述叶身中横设有一横截面为椭圆的凸台，该凸台与叶身一体成型，所述凸台包括第一稱合前端和第一稱合后端。
[0012]优选地，所述叶身的上端在进汽边侧设有防水蚀区，所述防水蚀区通过激光熔覆涂覆在叶身的表面。
[0013]如上所述，本发明涉及的汽轮机末级长叶片，具有以下有益效果:
[0014]该汽轮机末级长叶片通过增加叶片的长度(也就是高度)来增大末级叶片的排汽面积，其排汽面积高达30m2，可满足CAP1400/CAP1700等不同背压、机组等级核电汽轮机的
应用需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图。
[0016]图2为图1的侧视图。
[0017]图3为叶身型线尺寸示意图。 [0018]图4为叶身型线积叠示意图。
[0019]图5为中间体的俯视图。
[0020]图6为本发明中凸台的俯视图。
[0021]图7为两个凸台耦合时的结构图。
[0022]图8为本发明中围带的俯视图。
[0023]图9为两个围带耦合时的结构图。
[0024]元件标号说明
[0025]I叶根
[0026]2中间体
[0027]3叶身
[0028]4围带
[0029]41第二耦合前端
[0030]42第二耦合后端
[0031]5定位槽
[0032]6凸台
[0033]61第一稱合前端
[0034]62第一稱合后端
[0035]7防水蚀区
[0036]8进汽边
[0037]9出汽边
【具体实施方式】
[0038]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0039]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0040]本发明提供一种排汽面积可高达30m2的汽轮机末级长叶片，如图1和图2所示，该汽轮机末级长叶片包括依次相连的叶根1、中间体2、叶身3和围带4，且叶根1、中间体2、叶身3和围带4为一体结构。所述叶身3为采用全三维设计分析方法确定的变截面扭叶片，即该叶身3的型线为变截面扭曲型线，沿叶片的高度方向，叶身3相邻两个截面的形状不同，且叶身3相邻两个截面之间有相对扭转。本发明中，为了提高末级长叶片的排汽面积，将所述叶身3的高度C设计为1905mm，该高度即为汽轮机末级叶片的汽道长度。在增加叶片高度(也就是叶片长度)的同时还要使叶片满足气动性能、强度等方面的设计要求，故需要对叶片中叶身3的几何形状进行反复修改，亦即反复修改叶身3各截面的型线。
[0041]如图3所示，叶身型线具有如下特征参数:
[0042]截面面积:叶身截面的面积；
[0043]弦长L:叶身截面中进汽边8和出汽边9之间的距离；
[0044]最大厚度TMAX:叶身截面的切向宽度；
[0045]安装角α:弦长L与轴向(X向)的夹角。
[0046]本申请中，经反复修改后的叶身3各截面型线具有以下特征:沿叶身3的高度方向，也就是沿叶根I到围带4的方向，叶身截面面积的相对值由7.33逐渐减小至1.0,叶身型线轴向宽度W的相对值由5.61逐渐减小至1.0,叶身型线周向宽度H的相对值由1.0逐渐增大至1.67，叶身型线弦长L的相对值由1.40逐渐减小至1.0,叶身型线最大厚度TMAX的相对值由5.89逐渐减小至1.0，安装角α由12°逐渐增加至76°。
[0047]下面给出叶身3 —较优的实施例:
[0048]表I各截面基本参数
[0049]
【权利要求】
1.一种汽轮机末级长叶片，包括依次相连的叶根(I)、中间体(2 )、叶身(3 )和围带(4 )，所述叶身(3)的型线为变截面扭曲型线，叶身(3)的相邻两个截面之间有相对扭转，所述叶身(3)的高度C为1905mm;沿叶身(3)的高度方向，叶身截面面积的相对值由7.33逐渐减小至1.0，叶身型线轴向宽度W的相对值由5.61逐渐减小至1.0，叶身型线周向宽度H的相对值由1.0逐渐增大至1.67，叶身型线弦长L的相对值由1.40逐渐减小至1.0,叶身型线最大厚度TMAX的相对值由5.89逐渐减小至1.0，安装角α由12°逐渐增加至76°。
2.根据权利要求1所述的汽轮机末级长叶片，其特征在于:沿叶身(3)的高度方向，所述叶身截面面积的实际值由17600mm2逐渐减小至2400mm2，叶身型线轴向宽度W的实际值由432mm逐渐减小至77mm，叶身型线周向宽度H的实际值由183mm逐渐增大至306mm，叶身型线弦长L的实际值由442mm逐渐减小至315mm，叶身型线最大厚度TMAX的实际值由53mm逐渐减小至9mm。
3.根据权利要求1所述的汽轮机末级长叶片，其特征在于:所述中间体(2)的轴向宽度和叶根(I)的轴向宽度E相同，均为480mm ;中间体(2)和叶根(I)的高度之和D为153.62mm0
4.根据权利要求1所述的汽轮机末级长叶片，其特征在于:所述围带(4)的轴向宽度A为77.59_，围带(4)的高度B为15?50_。
5.根据权利要求1所述的汽轮机末级长叶片，其特征在于:所述叶根(I)为大圆角、低应力集中的揪树型叶根。
6.根据权利要求1或5所述的汽轮机末级长叶片，其特征在于:所述叶根(I)底部的两侧均开设有定位槽(5)。
7.根据权利要求1所述的汽轮机末级长叶片，其特征在于:所述叶身(3)中横设有一横截面为椭圆的凸台(6)，该凸台(6)与叶身(3) —体成型，所述凸台(6)包括第一耦合前端(61)和第一稱合后端(62)。
8.根据权利要求1所述的汽轮机末级长叶片，其特征在于:所述叶身(3)的上端在进汽边(8)侧设有防水蚀区(7)，所述防水蚀区(7)通过激光熔覆涂覆在叶身(3)的表面。
【文档编号】F01D5/28GK103742203SQ201410047845
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年2月11日 优先权日:2014年2月11日
【发明者】李文福, 余德启, 费惟庆, 陆伟, 周英, 徐德强 申请人:上海电气电站设备有限公司