專利名稱：用于半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)上的1800mm末級(jí)動(dòng)葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大功率半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)動(dòng)葉片。
背景技術(shù)：
面對(duì)核電的迅速發(fā)展，核電汽輪機(jī)組單機(jī)功率越來越大，這就迫切需要更長的末級(jí)動(dòng)葉片。目前，我國核電機(jī)組1400MW 1700MW等級(jí)的半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組屬首次生產(chǎn)， 1400MW 1700MW等級(jí)的半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組的末級(jí)動(dòng)葉片，其長度為1800mm，通常所處的環(huán)境比較惡劣，因此，對(duì)它的強(qiáng)度振動(dòng)和安全性能要求更為嚴(yán)格；而現(xiàn)有半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組的動(dòng)葉片長度均為1400mm等級(jí)，其葉片排汽面積小，不能用于1400MW 1700MW等級(jí)的半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組的動(dòng)葉片長度均為1400mm等級(jí)，其葉片排汽面積小，不能用于1400MW 1700MW等級(jí)的半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組上的問題， 提供一種用于半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)上的1800mm末級(jí)動(dòng)葉片。本發(fā)明由葉片工作部分、葉根、圍帶、凸臺(tái)拉筋和司太立合金片組成，圍帶、葉片工作部分和葉根由上至下模鍛成一體，凸臺(tái)拉筋位于葉片工作部分的中部，且與葉片工作部分制成一體，葉片工作部分的型線為變截面扭葉片，即相鄰兩截面間有相對(duì)扭轉(zhuǎn)，葉片工作部分從根部至頂部的截面面積逐漸減小，葉片工作部分上部的進(jìn)氣側(cè)貼有司太立合金片， 葉片工作部分的高度為1800mm，葉片工作部分的根部軸向?qū)挾葹?72mm，葉片工作部分的根部直徑為Φ 2750mm,葉片工作部分的排汽面積25. 73m2，葉根為斜齒縱樹形葉根，葉根的軸向?qū)挾葹?10mm，圍帶的厚度為50mm，圍帶工作面軸向距離為84. 93mm。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是一、本發(fā)明1800mm長葉片以一維/準(zhǔn)三維/全三維氣動(dòng)、熱力分析計(jì)算為基礎(chǔ)，采用了彎扭聯(lián)合成型全三維設(shè)計(jì)，動(dòng)葉沿葉高扭曲形成扭曲長葉片級(jí)，其葉片排汽面積大，可適應(yīng)大功率半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)的需求，葉片頂部采用自帶圍帶，減少損失，頂部可裝配多片氣封齒，減少漏氣，提高機(jī)組效率；裝配方便，通過予扭裝配使動(dòng)葉片形成整圈連接，有利于調(diào)頻，運(yùn)行安全可靠，本發(fā)明已成功應(yīng)用在1400MW 1700MW等級(jí)的半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組上，解決了國內(nèi)外市場上未有1400MW 1700MW等級(jí)的半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組的末級(jí)動(dòng)葉片的難題，本發(fā)明的設(shè)計(jì)標(biāo)志著中國核電汽輪機(jī)長葉片已達(dá)到國際先進(jìn)水平。二、本發(fā)明采用流體動(dòng)力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度綜合優(yōu)化，解決了氣動(dòng)/結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)優(yōu)化問題，使1800mm葉片的流動(dòng)效率和強(qiáng)度振動(dòng)特性都達(dá)到了最優(yōu)。三、使用1800mm葉片后，可將現(xiàn)有的1250MW四缸六排汽核電機(jī)組在功率不變的情況下，縮小至三缸四排汽；或保持現(xiàn)有結(jié)構(gòu)將機(jī)組功率由1250MW提升至1500MW。四、汽輪機(jī)末級(jí)葉輪上一圈有78只動(dòng)葉片，78 只動(dòng)葉片組成的葉輪可作為功率變化范圍1250MW 1700MW等級(jí)的半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組的末級(jí)葉片，無論是在經(jīng)濟(jì)性，強(qiáng)度振動(dòng)特性、靜強(qiáng)度及保證機(jī)組的安全可靠性方面均達(dá)到先進(jìn)水平。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圍帶3的俯視圖，圖3是葉片工作部分1 各截面斷層疊合示意圖，圖4是凸臺(tái)拉筋4的俯視圖(圖中標(biāo)記X為凸臺(tái)拉筋X軸，Y為凸臺(tái)拉筋Y軸)，圖5是葉片工作部分1橫截面示意圖，圖6是圖5的II局部放大圖，圖7是圖5的I局部放大圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1 圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由葉片工作部分 1、葉根2、圍帶3、凸臺(tái)拉筋4和司太立合金片5組成，圍帶3、葉片工作部分1和葉根2由上至下模鍛成一體，凸臺(tái)拉筋4位于葉片工作部分1的中部，且與葉片工作部分1制成一體，葉片工作部分1的型線為變截面扭葉片，即相鄰兩截面間有相對(duì)扭轉(zhuǎn)，葉片工作部分1 從根部至頂部的截面面積逐漸減小，葉片工作部分1上部的進(jìn)氣側(cè)貼有司太立合金片5，司太立合金片5用于防止水蝕；葉片工作部分1的高度L為1800mm，葉片工作部分1的根部軸向?qū)挾萔為372mm，葉片工作部分1的根部直徑為Φ 2750mm，葉片工作部分1的排汽面積 25. 73m2，葉根2為斜齒縱樹形葉根，葉根2的軸向?qū)挾萕為410mm，圍帶3的厚度h為50mm， 圍帶3工作面軸向距離Bl為84. 93mm。在裝配整個(gè)葉片時(shí)，葉根處裝入鎖緊片避免葉片軸向躥動(dòng)；葉頂為自帶冠阻尼圍帶；整個(gè)葉片松裝配(松裝配就是相鄰葉片的圍帶和圍帶、拉筋和拉筋之間不接觸)，運(yùn)行時(shí)通過扭轉(zhuǎn)恢復(fù)，相鄰葉片的圍帶和圍帶接觸、拉筋和拉筋接觸，使動(dòng)葉片形成整圈連接。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖1、圖5、圖6和圖7說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的葉片工作部分1的根部軸向?qū)挾萔至葉片工作部分1的頂部軸向?qū)挾萔l的變化范圍為372mm 80. 27mm、弦長b的變化范圍為376. 18mm 觀9. 14mm、安裝角β y的變化范圍為82° 15.82°、型線最大厚度T的變化范圍為41. 75mm 13. 36mm、進(jìn)口角α的變化范圍為 61. 46mm 147. 37mm，出口角θ的變化范圍為39. 74mm 32. 91mm。采用上述結(jié)構(gòu)參數(shù)，在保證葉片的外形結(jié)構(gòu)尺寸滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，還可使葉片容易裝配。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖1、圖5、圖6和圖7說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的葉片工作部分1的高度L分別為180mm、540mm、900mm、U60mm、1620mm處所對(duì)應(yīng)的葉片工作部分 1 的軸向?qū)挾?V 依次分別為328. 26mm,265. 34mm、211. 67mm、144. 48mm、87. 13mm，所對(duì)應(yīng)的弦長 b 依次分別為333. 19mm,291. 71mm,269. 24mm,285. 46mm,292. 53mm，所對(duì)應(yīng)的安裝角β y依次分別為80. 59° ,70. 69° ,51.89° ,30. 20° ,17. 03°，所對(duì)應(yīng)的型線最大厚度 T 依次分別為41. 95mm、39. 97mmJ9. 54mm、20. 06mm、13. 72mm，所對(duì)應(yīng)的進(jìn)口角 α 依次分別為53. 61° ,55. 55° ,73. 64° ,117. 70° ,143. 14°，所對(duì)應(yīng)的出口角θ依次分別為 39.32° ,35. 25° ,29. 96° ,34. 36° ,33. 16°。采用上述結(jié)構(gòu)參數(shù)，在保證葉片的外形結(jié)構(gòu)尺寸滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，還可使葉片容易裝配。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的葉根2的總高度K為 159.4mm。這種結(jié)構(gòu)使葉片能牢固地裝入輪緣，裝配穩(wěn)定、安全可靠。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的凸臺(tái)拉筋4的橫截面為橢圓形，其長軸f為50mm，短軸t為20mm。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。各截面具體參數(shù)如下表
權(quán)利要求
1.一種用于半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)上的1800mm末級(jí)動(dòng)葉片，它由葉片工作部分(1)、葉根 O)、圍帶(3)、凸臺(tái)拉筋(4)和司太立合金片(5)組成，圍帶(3)、葉片工作部分⑴和葉根 (2)由上至下模鍛成一體，凸臺(tái)拉筋(4)位于葉片工作部分(1)的中部，且與葉片工作部分 (1)制成一體，葉片工作部分(1)的型線為變截面扭葉片，即相鄰兩截面間有相對(duì)扭轉(zhuǎn)，葉片工作部分(1)從根部至頂部的截面面積逐漸減小，葉片工作部分(1)上部的進(jìn)氣側(cè)貼有司太立合金片(5)，其特征在于葉片工作部分(1)的高度(L)為1800mm，葉片工作部分(1) 的根部軸向?qū)挾?V)為372mm，葉片工作部分(1)的根部直徑為Φ 2750mm，葉片工作部分 ⑴的排汽面積25. 73m2，葉根⑵為斜齒縱樹形葉根，葉根(2)的軸向?qū)挾?W)為410mm， 圍帶(3)的厚度(h)為50mm，圍帶(3)工作面軸向距離(Bi)為84. 93mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)上的1800mm末級(jí)動(dòng)葉片，其特征在于 所述葉片工作部分⑴的根部軸向?qū)挾?V)至葉片工作部分⑴的頂部軸向?qū)挾?Vl)的變化范圍為372mm 80. 27匪、弦長(b)的變化范圍為376. 18mm 沘9· 14匪、安裝角(β y)的變化范圍為82° 15. 82°、型線最大厚度(T)的變化范圍為41. 75mm 13. 36mm、進(jìn)口角 (α )的變化范圍為61. 46mm 147. 37mm,出口角(θ )的變化范圍為39. 74mm 32. 91_。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)上的1800mm末級(jí)動(dòng)葉片，其特征在于 所述葉片工作部分(1)的高度(L)分別為180mm、540mm、900mm、U60mm、1620mm處所對(duì)應(yīng)的葉片工作部分(1)的軸向?qū)挾?V)依次分別為:328. 26mm,265. 34mm,211. 67mmU44. 48mm, 87. 13mm,所對(duì)應(yīng)的弦長(b)依次分別為333. 19mm,291. 71mm,269. 24mm,285. 46mm、 四2. 53mm，所對(duì)應(yīng)的安裝角(β y)依次分別為80. 59 °、70. 69 °、51. 89 °、30. 20 °、 17.03°，所對(duì)應(yīng)的型線最大厚度(T)依次分別為41. 95mm、39. 97mmJ9. 54mm、20. 06mm、 13. 72mm，所對(duì)應(yīng)的進(jìn)口角(α )依次分別為53. 61 °、55· 55 °、73· 64 °、117. 70°、 143.14°，所對(duì)應(yīng)的出口角(θ)依次分別為39.32 °、35· 25 °、29· 96 °、34· 36 °、 33. 16°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)上的1800mm末級(jí)動(dòng)葉片，其特征在于 所述葉根O)的總高度(K)為159. 4mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)上的1800mm末級(jí)動(dòng)葉片，其特征在于 所述凸臺(tái)拉筋⑷的橫截面為橢圓形，其長軸(f)為50mm，短軸⑴為20mm。
全文摘要
用于半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)上的1800mm末級(jí)動(dòng)葉片，它涉及一種大功率半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)動(dòng)葉片，以解決現(xiàn)有半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組的動(dòng)葉片長度均為1400mm等級(jí)，其葉片排汽面積小，不能用于1400MW～1700MW等級(jí)的半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組上的問題。圍帶、葉片工作部分和葉根由上至下模鍛成一體，凸臺(tái)拉筋位于葉片工作部分的中部，且與葉片工作部分制成一體，葉片工作部分上部的進(jìn)氣側(cè)貼有司太立合金片，葉片工作部分的高度為1800mm、根部軸向?qū)挾葹?72mm、根部直徑為φ2750mm，葉片工作部分的排汽面積25.73m2，葉根的軸向?qū)挾葹?10mm。本發(fā)明用于功率在1250MW～1700MW的半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)組上。
文檔編號(hào)F01D5/14GK102251812SQ20111017168
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者劉書秀, 劉長春, 呂智強(qiáng), 吳波, 張秋鴻, 李宇峰, 李慶, 杜連慶, 楊其國, 梅永林, 王麗華, 管繼偉, 鄭磊 申請(qǐng)人:哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司