一种饱和汽轮机末级空心静叶片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种饱和汽轮机末级空心静叶片，涉及饱和汽轮机叶片技术与除湿技术，叶片型线部分为变截面扭叶片，有很好的气动性能和强度性能；叶片压力面开有两列除湿槽，蒸汽中凝结水滴能够有效地通过除湿槽进入叶片空腔内，这样就极大地减少了直接冲蚀动叶片的水滴，提高了叶片的安全性；本叶片可在蒸汽湿度0～17%的条件下应用。

【技术实现步骤摘要】
一种饱和汽轮机末级空心静叶片
本技术涉及汽轮机技术，具体涉及一种饱和汽轮机末级空心静叶片。
技术介绍
饱和汽轮机末级叶片承担了汽轮机较高的出力，同时处于蒸汽湿度较大的工作环境，对汽轮机整机效率有很大影响。末级静叶片采用空心叶片并在压力面开除湿槽，能有效地除去蒸汽所含凝结水滴，减少凝结水滴对动叶的冲蚀，同时也能够提高蒸汽在末级的做功效率，是提高汽轮机稳定性与效率的有效方法之一。 由于目前饱和汽轮机的各制造厂均采用末级动叶片表面强化或镶嵌合金片等被动防护措施，并没有从根本上解决动叶片水蚀的问题；而蒸汽中的凝结水滴也使得末级效率下降，造成很大的湿汽损失；另外，饱和汽轮机进汽即为饱和蒸汽，末级动叶片长期处于湿度较大的湿蒸汽区运行，水蚀问题比常规汽轮机要严重得多，所以目前广泛采用司太立合金片防止水蚀，但是司太立合金片型线设计得不合理使得焊缝处极易开裂，严重影响叶片强度和汽轮机运行安全，这些都是业界内各研究院所和科研单位当前亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种饱和汽轮机末级空心静叶片，可保证饱和汽轮机安全可靠地运行，提高工作效率，以解决现有饱和汽轮机末级叶片工作效率低、工作安全性差的问题。 本技术提出的饱和汽轮机末级空心静叶片包括:叶片、空腔、除湿槽，叶片型线为变截面扭转状，沿叶片高度由根部至顶部截面积逐渐增大，相邻两截面之间有扭转，叶片内部为空腔结构，除湿槽为两列不连续结构，与出汽边平行，叶片与空腔之间最小壁厚大于等于4mm、叶片最小厚度大于等于8mm,除湿槽与叶片表面切向呈45°角，使水滴能够自由进入空腔内部，而蒸汽不能自由进入空腔，达到有效分离水滴与蒸汽的目的。 优选地，叶片型线部分的高度Hl为449mm，叶片型线部分的根部轴向宽度BI为70mm，叶片型线部分的顶部轴向宽度B2为110mm。 优选地，叶片型线部分从根部至顶部的截面几何数据为:根部截面B-B到顶部截面L-L的截面高度为O?449_，轴向宽度B为70?110_，弦长b为95.778?143.341mm,几何出汽角为19.396°?23.383 °，安装角为47.866°?51.094°，叶型截面积为 11.6897?26.1854cm2，最大厚度O为22.369?33.479mm，出汽边厚度δ为0.488? 0.730mm。 优选地，叶片根部、中部和顶部均为收缩型通道叶栅。 优选地,叶片压力面两列除湿槽之间展向距离为8?12mm,轴向距离为5?15mm。两列除湿槽顶部高度差为15?25mm。每列除湿槽由五段与空腔相贯通的除湿矩形槽组成，每段除湿矩形槽长度为15?25mm,轴向宽度为2?3mm。 本技术的优点是:1)本技术的叶片采用空心结构，能够有效地除去凝结水滴，减小湿汽损失，提高机组效率；2)叶片在不同工作条件下，将该叶片的安全性和高效性有机结合，保证该叶片具有优良的变工况特性，即机组在变工况下，亦能高效安全地运行；3)本技术采用铸造空腔结构，保证叶片强度；4)本技术采用十段不连续除湿矩形槽组成两列除湿槽，不影响结构稳定性，从而保证了运行的安全性；5)本技术以除湿槽方法将凝结水滴汇集至空腔内，极大地减少了对动叶产生水蚀作用的凝结水滴数量，不仅提高了动叶的运行安全性，也降低了末级的湿汽损失，从而提高了级效率。 【附图说明】 图1为本技术的饱和汽轮机末级空心静叶片的整体结构示意图； 图2为图1所示饱和汽轮机末级空心静叶片的俯视图； 图3为叶型几何结构示意图； 图4为本技术除湿槽结构图，其中图4(a)、图4(b)、图4(c)分别为俯视剖面图、局部放大图与侧向视图； 图5为叶片型线叠合图，B-B, G-G, L-L表示截面号。 【具体实施方式】 为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚地说明，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。 本技术综合了末级静叶片的流体情况、对湿蒸汽两相流动、蒸汽凝结、静叶片尾迹在动叶片叶栅内的流动、二次流的干涉、冲击波和附面层形成二次流之间的干涉以及叶片强度等多方面影响因素进行全面评估分析，在一定程度上解决了现有饱和汽轮机末级叶片所存在的水蚀严重、工作安全性差、效率低等问题。 图1为本技术的一种饱和汽轮机末级空心静叶片的整体结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为叶型几何结构示意图；图5为叶片型线叠合图，B-B, G-G, L-L表示截面号。 参见图1?3和图5，本技术提出的饱和汽轮机末级空心静叶片包括叶片1、空腔2、除湿槽3。叶片I型线为变截面扭转状，沿叶片I高度方向截面面积由根部至顶部逐渐增大，相邻两截面之间有扭转，叶片I根部、中部和顶部为收缩型通道叶栅；叶片内部为空腔结构2 ;除湿槽3为两列不连续结构，与出汽边平行。叶片I与空腔2的之间最小壁厚大于等于4mm,叶片最小厚度大于等于8mm ;除湿槽3与叶片2表面切向呈45°角，使水滴能够自由进入空腔内部，而蒸汽不能自由进入空腔，有效地分离了水滴与蒸汽。 图4为除湿槽结构图。如图4所示，两列除湿槽距出汽边的距离Wl与W2的范围分别为40?50mm、50?60mm,除湿矩形槽轴向宽度W3的范围为2?3mm,除湿矩形槽中侧面与叶片表面夹角A3在42?47°之间。 具体地，叶片I的型线部分为变截面扭转状，叶片I的型线部分由根部至顶部的截面面积逐渐减小，相邻两截面之间有扭转。叶片I的型线部分高度为449mm，叶片I型线部分的根部轴向宽度(BI)为70mm，叶片I型线部分的顶部轴向宽度(B2)为110mm。叶片I型线部分从根部至顶部的截面几何数据为:根部截面(B-B)到顶部截面(L-L)的截面高度为O?449mm，轴向宽度B为70?110mm，弦长b为95.778?143.341mm,几何出汽角为19.396。~23.383。，安装角为47.866。~51.094°，叶型截面面积为11.6897~26.1854cm2，最大厚度(O)为 22.369 ~33.479mm,出汽边厚度(δ )为 0.488 ~0.730mm。如图4所示，图4(a)所示是叶片表面除湿槽示意图，图4(b)所示是除湿槽结构放大图，图4(c)所示是除湿槽侧面视图。 叶片压力面上除湿槽(2)有两列，每列由五段除湿矩形槽构成。每段除湿矩形槽长度为15~25mm,轴向宽度为2~3mm ;相邻两段除湿矩形槽之间展向距离为8~12mm,轴向距离为5~15mm。两列除湿槽顶部高度差为15~25mm。 在本实施例中，空心静叶片的数量为64只。 本技术的叶片I采用十段除湿矩槽组成两列除湿槽，保证了叶片结构的强度特性，两列除湿槽交错分布保证了优良的除湿效果；凝结水滴由除湿槽进入空腔排走，从而提高了运行的安全性。所采用的强化变截面扭叶型，合理控制叶片I表面与径向压力分布等办法，使该叶片I的安全性和高效性有机结合。通过不同湿度条件下的综合分析与优化，并考虑凝结水滴与蒸汽的相对运动，使该叶片I具有较高的变工况特性，除湿槽在不同工况下均能有效地除去凝结水份，从而保证机组在不同工况下，亦能有效去除凝结水滴，安全、高效地运行。本技术的叶片I考虑了湿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种饱和汽轮机末级空心静叶片，包括叶片（1）、空腔（2）、除湿槽（3），叶片(1)型线为变截面扭转状，沿叶片(1)高度由根部至顶部截面积逐渐增大，相邻两截面之间有扭转，叶片（1）内部为空腔结构(2)，除湿槽(3)为两列不连续结构，与出汽边平行，其特征在于：叶片(1)与空腔(2)之间最小壁厚大于等于4mm、叶片（1）最小厚度大于等于8mm，除湿槽(3)与叶片(2)表面切向呈45°角，使水滴能够自由进入空腔（2）内部，而蒸汽不能自由进入空腔，达到有效分离水滴与蒸汽的目的。

【技术特征摘要】
1.一种饱和汽轮机末级空心静叶片，包括叶片(I)、空腔(2)、除湿槽(3)，叶片(I)型线为变截面扭转状，沿叶片(I)高度由根部至顶部截面积逐渐增大，相邻两截面之间有扭转，叶片(I)内部为空腔结构(2)，除湿槽(3)为两列不连续结构，与出汽边平行，其特征在于:叶片⑴与空腔⑵之间最小壁厚大于等于4mm、叶片(I)最小厚度大于等于8mm，除湿槽⑶与叶片⑵表面切向呈45°角，使水滴能够自由进入空腔(2)内部，而蒸汽不能自由进入空腔，达到有效分离水滴与蒸汽的目的。2.根据权利要求1所述的饱和汽轮机末级空心静叶片，其特征在于:所述叶片(I)型线部分的高度Hl为449mm，叶片(I)型线部分的根部轴向宽度BI为70mm，叶片(I)型线部分的顶部轴向宽度B2为110mm。3.根据权利要求2所述的饱和汽轮机末级空心静叶片，其特征在于:叶片(I)型线部分从根部至顶部的截面几...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐克鹏，姚宏，王胜利，王武刚，张建英，
申请(专利权)人：北京全四维动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11