*CN201934148U*
(10)授权公告号 CN 201934148 U(45)授权公告日 2011.08.17
(12)实用新型专利
(21)申请号 201020670556.9(22)申请日 2010.12.20
(73)专利权人杭州汽轮机股份有限公司
地址310022 浙江省杭州市下城区石桥路
357号(72)发明人隋永枫 丁旭东 陈金铨 杨雄民
马鑫磊 刘象拯 应博芬(74)专利代理机构杭州金源通汇专利事务所
(普通合伙) 33236
代理人唐迅(51)Int.Cl.
F01D 5/14(2006.01)
F01D 5/16(2006.01)F01D 5/26(2006.01)F01D 5/30(2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 5 页
(54)实用新型名称
变转速工业汽轮机的低压末级叶片(57)摘要
本实用新型公开的变转速工业汽轮机的低压末级叶片它是主要由叶身和叶根组成变截面扭叶片，并通过叶根安装在转子外圆的叶轮槽中，所述叶身上设有拉筋孔凸台结构，所述拉筋孔凸台结构主要由凸台和拉筋孔组成，所述凸台位于叶身前后两则，所述拉筋孔位于凸台内；还包括双锥棒，所述双锥棒的两端分别设置在相邻两个动叶片的拉筋孔内使相邻两个动叶片形成松拉筋连接；所述叶身顶部为斜切面；所述叶身的宽度、厚度及横截面积由根部到顶部逐渐减小且平滑过渡；在叶身的出汽边背弧处设有淬硬段；所述叶根为三叉形叶根。本实用新型所得的变转速工业汽轮机的低压末级叶片，具有良好的变工况性能和强度性能。
CN 201934148 UCN 201934148 UCN 201934150 U
权 利 要 求 书
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1.一种变转速工业汽轮机的低压末级叶片，它是主要由叶身和叶根组成变截面扭叶片，并通过叶根安装在转子外圆的叶轮槽中，其特征是所述叶身上设有拉筋孔凸台结构，所述拉筋孔凸台结构主要由凸台和拉筋孔组成，所述凸台位于叶身前后两则，所述拉筋孔位于凸台内；还包括双锥棒，所述双锥棒的两端分别设置在相邻两个动叶片的拉筋孔内使相邻两个动叶片形成松拉筋连接；所述叶身顶部为斜切面；所述叶身的宽度、厚度及横截面积由根部到顶部逐渐减小且平滑过渡；在叶身的出汽边背弧处设有淬硬段；所述叶根为三叉形叶根。
2.根据权利要求2所述的变转速工业汽轮机的低压末级叶片，其特征是所述叶根轴向宽度为185mm；所述拉筋孔凸台结构位于叶身中上部，所述拉筋孔直径19.1mm，距叶身底部332.63mm。
3.根据权利要求1或2所述的变转速工业汽轮机的低压末级叶片，其特征是所述叶身横截面积为33.33～5.72cm2，轴向宽度从156.26mm到48.56mm，弦长从159.07mm到127.87mm，安装角从78.78°到23.87°，最大厚度从23.61mm到5.75mm，出汽边厚度从2.77mm到0.99mm。
4.根据权利要求3所述的变转速工业汽轮机的低压末级叶片，其特征是所述叶身高度为483.83mm，在叶身上高度为120.74mm、241.91mm、362.87mm三处的横截面面积分别依次为17.38cm2、10.31cm2、6.20cm2，弦长依次为：146.18mm、135.35mm、129.43mm，安装角依次为：64.92°、46.66°、30.72°，最大厚度依次为：14.36mm、9.84mm、6.20mm，出汽边厚度依次为：1.20mm、1.07mm、1.00mm。
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说 明 书
变转速工业汽轮机的低压末级叶片
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技术领域
[0001]
本实用新型涉及一种汽轮机叶片，尤其是一种变转速工业汽轮机的低压末级叶
片。
背景技术
[0002] 汽轮机作为一种动力装置，根据负载状态的不同，大致可区分为定转速发电用汽轮机和变转速驱动用汽轮机。工业驱动用汽轮机普遍转速较高，且转速不固定，变化范围比较大，因此，变转速汽轮机结构设计要比定转速汽轮机复杂，特别是变转速工业汽轮机的低压末级叶片，运转速度变化时，所受的激振力不同，叶片的动应力须满足调速范围内的使用要求，即在所有调速范围内叶片均需设计成不调频叶片，这是整个低压叶片级组设计的最关键技术之一。随着工业汽轮机输出功率的不断提升，对排汽面积更大、气动和强度性能更好的低压末级叶片的要求也越来越迫切，本实用新型就是在此种背景下设计的。发明内容
[0003] 本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种具有良好的变工况性能和强度性能的变转速工业汽轮机的低压末级叶片。
[0004] 本实用新型所设计的变转速工业汽轮机的低压末级叶片，它是主要由叶身和叶根组成变截面扭叶片，并通过叶根安装在转子外圆的叶轮槽中，所述叶身上设有拉筋孔凸台结构，所述拉筋孔凸台结构主要由凸台和拉筋孔组成，所述凸台位于叶身前后两则，所述拉筋孔位于凸台内；还包括双锥棒，所述双锥棒的两端分别设置在相邻两个动叶片的拉筋孔内使相邻两个动叶片形成松拉筋连接；所述叶身顶部为斜切面；所述叶身的宽度、厚度及横截面积由根部到顶部逐渐减小且平滑过渡；在叶身的出汽边背弧处设有淬硬段；所述叶根为三叉形叶根。[0005] 作为优选，所述叶根轴向宽度为185mm；所述拉筋孔凸台结构位于叶身中上部，所述拉筋孔直径19.1mm，距叶身底部332.63mm。[0006] 作为优选，所述叶身横截面积为33.33～5.72cm2，轴向宽度从156.26mm到48.56mm，弦长从159.07mm到127.87mm，安装角从78.78°到23.87°，最大厚度从23.61mm到5.75mm，出汽边厚度从2.77mm到0.99mm。[0007] 作为优选，所述叶身高度为483.83mm，在叶身上高度为120.74mm、241.91mm、362.87mm三处的横截面面积分别依次为17.38cm2、10.31cm2、6.20cm2，弦长依次为：146.18mm、135.35mm、129.43mm，安装角依次为：64.92°、46.66°、30.72°，最大厚度依次为：14.36mm、9.84mm、6.20mm，出汽边厚度依次为：1.20mm、1.07mm、1.00mm。[0008] 本实用新型所得的变转速工业汽轮机的低压末级叶片，叶身中上部具有凸台和拉筋孔，叶片间采用双锥棒松拉筋结构，在离心力的作用下，这样的结构设计具有很好的阻尼特性，使该叶片具有良好的强度和振动性能；这样，静态时叶片为单片结构，双锥棒不与拉筋孔上部贴合，在工作转速下，由于离心力的作用，双锥棒将与拉筋孔上部贴合，并产生较
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大的正压力，在离心力的作用下，这种结构一方面使双锥棒与拉筋孔之间产生摩擦力，增加了系统的阻尼；另一方面，使叶片整圈成组，提高叶片的振动性能，因而具有良好的变工况性能和强度性能。
[0009] 本实用新型所得的变转速工业汽轮机的低压末级叶片，基于三元流场设计技术得到的，子午面结构尺寸很好地满足了S2流面的气动设计要求，叶片顶部可根据不同的结构适当切去，使得很容易控制顶部气流的流动，叶身的部分是根据各叶片截面的速度三角形进行设计的，叶片为扭叶片，动叶片各出汽角逐渐变小，叶身部分在兼顾强度的同时满足了气动设计的要求，经专业计算流体动力学软件验证，具有良好的变工况运行性能；叶身中上部具有凸台和拉筋孔，叶片间采用双锥棒松拉筋结构连接，在离心力的作用下，这样的结构设计具有很好的阻尼特性，使该叶片具有良好的强度和振动性能；叶根采用大刚性的叉形叶根设计，可在4000rpm以下安全运行，所允许的最大流量在300t/h以上，具有较广的市场应用前景。
附图说明
[0010] 图1是实施例1变转速工业汽轮机的低压末级叶片的结构示意图；[0011] 图2是实施例1变转速工业汽轮机的低压末级叶片侧视图；[0012] 图3是实施例1变转速工业汽轮机的低压末级叶片俯视图；[0013] 图4是实施例1变转速工业汽轮机的低压末级叶片型线示意图；[0014] 图5是实施例1变转速工业汽轮机的低压末级叶片凸台剖视图；[0015] 图6是相邻三只叶片用双锥棒连接的示意图；[0016] 图中：叶身1，叶根2，拉筋孔凸台结构3、双锥棒4、凸台5、拉筋孔6、斜切面7。具体实施方式
[0017] 下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。[0018] 实施例1：[0019] 如图1所示，本实施例所描述的变转速工业汽轮机的低压末级叶片，是排汽面积2.2m2变转速工业汽轮机的低压末级叶片，它是主要由叶身1和叶根2组成变截面扭叶片，并通过叶根2安装在转子外圆的叶轮槽中，所述叶身1上设有拉筋孔凸台结构3，所述拉筋孔凸台结构3主要由凸台5和拉筋孔6组成，所述凸台5位于叶身1前后两则，所述拉筋孔6位于凸台5内；还包括双锥棒4，所述双锥棒4的两端分别设置在相邻两个动叶片的拉筋孔6内使相邻两个动叶片形成松拉筋连接；所述叶身1顶部为斜切面7；所述叶身1的宽度、厚度及横截面积由根部到顶部逐渐减小且平滑过渡；在叶身1的出汽边背弧处设有淬硬段；所述叶根2为三叉形叶根2。其中，所述叶根2轴向宽度为185mm；所述拉筋孔凸台结构3位于叶身1中上部，所述拉筋孔6直径19.1mm，距叶身1底部332.63mm。所述叶身1横截面积为33.33～5.72cm2，轴向宽度从156.26mm到48.56mm，弦长从159.07mm到127.87mm，安装角从78.78°到23.87°，最大厚度从23.61mm到5.75mm，出汽边厚度从2.77mm到0.99mm。所述叶身1高度为483.83mm，在叶身1上高度为120.74mm、241.91mm、362.87mm三处的横截面面积分别依次为17.38cm2、10.31cm2、6.20cm2，弦长依次为：146.18mm、135.35mm、129.43mm，安装角依次为：64.92°、46.66°、30.72°，最大厚度依次为：14.36mm、9.84mm、
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6.20mm，出汽边厚度依次为：1.20mm、1.07mm、1.00mm。[0020] 叶身11部分各截面基本参数如下表：[0021] 表1叶身1部分各截面基本参数
[0022]
[0023]
本实施例所描述的变转速工业汽轮机的低压末级叶片，叶身1中上部具有凸台5
和拉筋孔6，叶片间采用双锥棒4松拉筋结构，在离心力的作用下，这样的结构设计具有很好的阻尼特性，使该叶片具有良好的强度和振动性能；这样，静态时叶片为单片结构，双锥棒4不与拉筋孔6上部贴合，在工作转速下，由于离心力的作用，双锥棒4将与拉筋孔6上部贴合，并产生较大的正压力，在离心力的作用下，这种结构一方面使双锥棒4与拉筋孔6之间产生摩擦力，增加了系统的阻尼；另一方面，使叶片整圈成组，提高叶片的振动性能，因而具有良好的变工况性能和强度性能。
本实施例所描述的变转速工业汽轮机的低压末级叶片，基于三元流场设计技术得
到的，子午面结构尺寸很好地满足了S2流面的气动设计要求，叶片顶部可根据不同的结构适当切去，使得很容易控制顶部气流的流动，叶身1的部分是根据各叶片截面的速度三角形进行设计的，叶片为扭叶片，动叶片各出汽角逐渐变小，叶身1部分在兼顾强度的同时满足了气动设计的要求，经专业计算流体动力学软件验证，具有良好的变工况运行性能；叶身1中上部具有凸台5和拉筋孔6，叶片间采用双锥棒4松拉筋结构连接，在离心力的作用下，这样的结构设计具有很好的阻尼特性，使该叶片具有良好的强度和振动性能；叶根2采用大刚性的叉形叶根2设计，可在4000rpm以下安全运行，所允许的最大流量在300t/h以上，具有较广的市场应用前景。[0025] 需要说明的是，本专利的保护范围不限于上述实施例，在上述技术的启示下，本领域普通技术人员无论作何种常规变动，应当都落入本专利的保护范围。
[0024]
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