一种变转速汽轮机低压动叶片及变转速汽轮机的制作方法

本技术涉及一种变转速汽轮机低压动叶片及变转速汽轮机，属于汽轮机叶片。

背景技术：

1、在现代企业的工业生产过程中，大量存在既需动力、又有副产热能的各种生产流程，为提高能源利用率、达到节能的目的，对工业汽轮机的需求较为广泛。特别是在化工领域，工业汽轮机能直接驱动生产流程中的泵、鼓风机和压缩机等机械，并灵活稳定地与这些被驱动机械相互协调变速运行，以适应生产流程工况条件的变化，优势非常明显。

2、工业汽轮机与常规电站类汽轮机不同，其运行转速由被驱动装置决定，通常是变速运行，转速可达7000-10000r/min，甚至更高，功率从几千千瓦到上万千瓦。工业汽轮机转速高、运行工况变化范围大且频繁的特点，给低压通流末级叶片的气动、强度、振动设计带来极大难度，必须统筹兼顾，才能设计出高性能的末级叶片，同时还要考虑选材的合理性和制造难度等各种因素。

3、目前国内的工业汽轮机末级叶片大多处于6000rpm以下，更高转速的末级动叶片系列较少、且面积偏小，不能较好的满足现代工业对工业驱动汽轮机的实际需求，即高转速、高效和高负荷的需求。这极大的限制了我国现代工业的高端化、多元化、低碳发展，进而影响了国民经济的高质量发展。

技术实现思路

1、本实用新型目的在于：针对上述存在的问题，提供一种变转速汽轮机低压动叶片及变转速汽轮机，具有优良变工况气动性能和强度振动性能。

2、本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种变转速汽轮机低压动叶片，包括叶根，所述叶根的上方连接有叶身，所述叶身的中上部设有拉筋孔；所述叶身为扭叶片，所述叶身具有一基准截面，以所述基准截面为基准，从根截面至顶截面，截面高度li的相对值由0.0单调增加至1.21；安装角c的相对值由3.49单调减小至0.76；截面积a的相对值由6.747单调减小至0.84；轴向宽度xa的相对值由3.12单调减小至0.81；弦长b的相对值由1.21单调减小至0.93、再单调增加至1.05；最大厚度w的相对值由4.09单调减小至0.73；出口几何角α1的相对值由1.75单调减小至0.78。

4、可供选择的，所述叶身的叶身汽道长度ld为270mm、根径dr为550mm。

5、可供选择的，所述拉筋孔的周围设有应力分布改善区。

6、可供选择的，所述拉筋孔的直径φ满足关系式：7.0mm≤φ≤11.5mm。

7、可供选择的，所述拉筋孔的中心距叶身底部的高度lj与叶身汽道长度ld满足关系式：0.72≤lj/ld≤0.87。

8、可供选择的，所述叶根为斜置式三齿纵树型。

9、可供选择的，所述叶根的轴向宽度bg满足关系式：106mm≤bg≤150mm。

10、可供选择的，所述叶根的中心线与汽轮机转子是中轴线u轴的水平夹角d1满足关系式：0°≤d1≤15°。

11、可供选择的，所述叶根的底部出汽侧开设有定位槽，所述定位槽中放置有轴向定位键。

12、一种变转速汽轮机，包括转轴，所述转轴的周向上设有若干如上所述的变转速汽轮机低压动叶片，多个所述变转速汽轮机低压动叶片的拉筋孔之间连接有松拉筋，所述松拉筋由多个半拉筋组成，所述半拉筋的截面为半圆形，所述半拉筋在轴向之间交错贴合。

13、综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

14、1、本实用新型所提供的一种变转速汽轮机低压动叶片及变转速汽轮机，采用了斜置式三齿枞树型叶根+半剖松拉筋整圈连接结构，具有优良的变工况气动性能，结构承载性能高、阻尼特性较优，叶片叶根与转子轮槽结合稳定，能够满足工业汽轮机对转动部件的安全性要求。

15、2、本实用新型所提供的一种变转速汽轮机低压动叶片及变转速汽轮机，具有较高的经济性和可靠性。适用于额定背压为5～25kpa、长期连续运行转速范围5500rpm～8500rpm、排汽流量～100t/h范围内的工业汽轮机；在中温中压、高温高压及高温超高压蒸汽环境下，机组的纯凝功率涵盖了8mw～30mw。满足了国内市场对8000rpm等级高转速大功率工业汽轮机的系列化需求，提升了在国际市场上的竞争力，具有广阔的市场应用前景。

技术特征：

1.一种变转速汽轮机低压动叶片，其特征在于：包括叶根(1)，所述叶根(1)的上方连接有叶身(2)，所述叶身(2)的中上部设有拉筋孔(4)；所述叶身(2)为扭叶片，所述叶身(2)具有一基准截面，以所述基准截面为基准，从根截面至顶截面，截面高度li的相对值由0.0单调增加至1.21；安装角c的相对值由3.49单调减小至0.76；截面积a的相对值由6.747单调减小至0.84；轴向宽度xa的相对值由3.12单调减小至0.81；弦长b的相对值由1.21单调减小至0.93、再单调增加至1.05；最大厚度w的相对值由4.09单调减小至0.73；出口几何角α1的相对值由1.75单调减小至0.78。

2.如权利要求1所述的变转速汽轮机低压动叶片，其特征在于：所述叶身(2)的叶身汽道长度ld为270mm、根径dr为550mm。

3.如权利要求1所述的变转速汽轮机低压动叶片，其特征在于：所述拉筋孔(4)的周围设有应力分布改善区。

4.如权利要求1所述的变转速汽轮机低压动叶片，其特征在于：所述拉筋孔(4)的直径φ满足关系式：7.0mm≤φ≤11.5mm。

5.如权利要求1所述的变转速汽轮机低压动叶片，其特征在于：所述拉筋孔(4)的中心距叶身(2)底部的高度lj与叶身汽道长度ld满足关系式：0.72≤lj/ld≤0.87。

6.如权利要求1所述的变转速汽轮机低压动叶片，其特征在于：所述叶根(1)为斜置式三齿纵树型。

7.如权利要求6所述的变转速汽轮机低压动叶片，其特征在于：所述叶根(1)的轴向宽度bg满足关系式：106mm≤bg≤150mm。

8.如权利要求6所述的变转速汽轮机低压动叶片，其特征在于：所述叶根(1)的中心线与汽轮机转子是中轴线u轴的水平夹角d1满足关系式：0°≤d1≤15°。

9.如权利要求1所述的变转速汽轮机低压动叶片，其特征在于：所述叶根(1)的底部出汽侧开设有定位槽，所述定位槽中放置有轴向定位键。

10.一种变转速汽轮机，其特征在于：包括转轴，所述转轴的周向上设有若干如权利要求1-9任一所述的变转速汽轮机低压动叶片，多个所述变转速汽轮机低压动叶片的拉筋孔(4)之间连接有松拉筋，所述松拉筋由多个半拉筋(5)组成，所述半拉筋(5)的截面为半圆形，所述半拉筋(5)在轴向之间交错贴合。

技术总结本技术公开了一种变转速汽轮机低压动叶片及变转速汽轮机。一种变转速汽轮机低压动叶片，包括叶根，所述叶根的上方连接有叶身，所述叶身的中上部设有拉筋孔；所述叶身为扭叶片，所述叶身具有一基准截面，以所述基准截面为基准，从根截面至顶截面，截面高度Li的相对值由0.0单调增加至1.21；安装角C的相对值由3.49单调减小至0.76；截面积A的相对值由6.747单调减小至0.84；轴向宽度Xa的相对值由3.12单调减小至0.81；弦长B的相对值由1.21单调减小至0.93、再单调增加至1.05；最大厚度W的相对值由4.09单调减小至0.73；出口几何角α1的相对值由1.75单调减小至0.78。具有优良的变工况气动性能，结构承载性能高、阻尼特性较优，叶片叶根与转子轮槽结合稳定。技术研发人员：刘全,尹刚,张鹏飞,罗小川,钱冬杰,陈乾林,陈铁宁,师春燕,楚涛,王东锋,杨嘉俊,彭福金受保护的技术使用者：东方电气集团东方汽轮机有限公司技术研发日：20231107技术公布日：2024/7/18