半转速核电汽轮机用的末级叶片.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102108882A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102108882A(43)申请公布日2011.06.29(21)申请号201110068840.8F01D5/30(2006.01)(22)申请日2011.03.22(71)申请人东方电气集团东方汽轮机有限公司地址618000四川省德阳市高新技术产业园区金沙江西路666号(72)发明人吴其林范小平钟刚云范志飞曹守洪孙奇周显丁李音巫志华雷雨靳亚峰(74)专利代理机构成都蓉信三星专利事务所51106代理人刘克勤贺元(51)Int.Cl.F01D5/14(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称半转速核电汽轮机用的末级叶片(57)摘要本发明公开了一种半转速核电汽轮机用的末级叶片，叶身是由若干特征截面按一特定规律迭合而成的异形体，叶身的有效高度为H、根径为Dr；具有特征参数安装角c1、弦长b1、最大厚度W1、轴向宽度Xa、截面积A；截面的迭合规律是沿叶高方向自根端向顶端各截面连续光滑过渡；叶高H的相对值由0.0单调增加到1.0；与之相对应，安装角c1由80.99°单调减小到10.8°；截面积A的变化规律为：5.564≥A≥1.0；轴向宽度Xa的变化规律为：8.437≥Xa≥1.0；弦长b1的变化规律为：1.556≥b1≥1.0；最大厚度W1的变化规律为：3.131≥W1≥1.0。它能大幅度降低叶片动应力、增加叶片刚性、满足叶片安全性要求，适合用于额定转速为1500转/分的核电蒸汽轮机，尤其是适用于背压为3～6kPa、功率为1000～1700MW、转速为1500rpm的核电汽轮机。CN1028ACCNN110210888202108885A权利要求书1/2页1.一种半转速核电汽轮机用的末级叶片，具有叶根和叶身，所述叶身顶部设有围带，腰部设有凸台拉筋，叶根、叶身、凸台拉筋和围带是整体结构；所述叶身是由若干特征截面按一特定规律迭合而成的异形体；所述特征截面的轮廓型线是由内弧曲线和背弧曲线围成的封闭曲线，具有特征参数安装角c1、弦长b1、最大厚度W1、轴向宽度Xa、截面积A；截面的迭合规律是沿叶高方向自根端向顶端各截面连续光滑过渡；其特征在于，所述叶身的有效高度为H、根径为Dr；叶高H的相对值由0.0单调增加到1.0；与之相对应，安装角c1的绝对值由80.99°单调减小到10.8°；从根截面到顶截面的截面积A的相对值变化规律为：5.564≥A≥1.0；从根截面到顶截面的轴向宽度Xa的相对值变化规律为：8.437≥Xa≥1.0；从根截面到顶截面的弦长b1的相对值变化规律为：1.556≥b1≥1.0；从根截面到顶截面的最大厚度W1的相对值变化规律为：3.131≥W1≥1.0。2.根据权利要求1所述半转速核电汽轮机用的末级叶片，其特征在于，所述围带具有背弧工作面S1和内弧工作面P1，S1和P1是相互平行的平面，在转速N1转/分时，围带背弧工作面S1与相邻叶片围带内弧工作面P1接触，产生压应力F1，A1为工作面S1、P1间的距离，T1为工作面S1、P1几何中心间的距离；所述围带厚度H1满足关系式：10＜H1＜25mm；所述内弧工作面P1与汽轮机转子中轴线X轴的夹角B1满足关系式：A1=T1*COSB1，300≤B1≤500；所述相邻叶片的围带接触转速N1满足关系式：0≤N1≤1000转/分；所述工作面的压应力F1满足关系式：0.01＜F1≤0.05倍材料的强度极限。3.根据权利要求1所述半转速核电汽轮机用的末级叶片，其特征在于，所述凸台拉筋截面为椭圆形，凸台拉筋在叶身上形成背弧工作面S2和内弧工作面P2，S2和P2是相互平行的平面，A2为工作面S2、P2间的距离，T2为工作面S2、P2几何中心间的距离；所述凸台拉筋的高度Lj满足关系式：0.55＜Lj/H＜0.7；所述凸台拉筋的厚度W2和宽度V2分别满足关系式：15mm≤W2≤35mm；40mm≤V2≤60mm；所述凸台拉筋轮廓中轴线与水平面的夹角X2满足关系式：12°≤X2≤28°；所述凸台拉筋内弧工作面P2与汽轮机转子中轴线X轴的夹角B2满足关系式：A2=T2*COSB2，25°≤B2≤55°；所述凸台拉筋背弧工作面S2与相邻面的拔模角度C2满足关系式：3°≤C2≤9°。4.根据权利要求1所述半转速核电汽轮机用的末级叶片，其特征在于，所述叶根为枞树型叶根。5.根据权利要求4所述半转速核电汽轮机用的末级叶片，其特征在于，所述叶根为斜置式四齿斜齿形枞树型叶根；2CCNN110210888202108885A权利要求书2/2页所述叶根中心线与汽轮机转子中轴线X轴的水平夹角D2满足关系式：60°≤D2≤140°；所述叶根的轴向宽度B满足关系式：450≤B≤650mm。3CCN