用于半速大容量核电涡轮机的末级转子叶片制造技术

本发明专利技术涉及用于半速大容量核电涡轮机的末级转子叶片，具体而言，提供了一种用于以50Hz或60Hz操作的半速核蒸汽涡轮机的末级叶片(10)。该叶片(10)包括单件式钢叶片主体(12)，其包括具有在末梢(16)和基部(14)之间延伸1850mm到2000mm之间的高度(h)的翼型件(13)和2900mm到3050mm之间的基部直径(D)。此外，翼型件(13)具有对于限定的翼型件高度(H)的翼型件质量(M)，其中翼型件质量(M)对高度(H)的比值在70kg/m到80kg/m的范围内，从而实现在转子上显著更小的离心力。叶片(10)还包括叶根(18)，其从基部延伸，构造成可附接地安装在转子的转子凹槽中。这样的构造能够承受1.5倍的对于半速涡轮机的涡轮机转速。

Last rotor blade for a half speed large capacity nuclear power turbine

The present invention relates to a last stage rotor blade for a half speed large capacity nuclear power turbine, and in particular provides a last stage blade (10) for a half speed nuclear steam turbine operated by means of 50Hz or 60Hz. The blade (10) comprises a one-piece steel blade body (12) including a base diameter (D) between an airfoil (13) and a height of 2900mm (H) between the ends (16) and the base (14) extending 1850mm to 2000mm (3050mm). In addition, the airfoil (13) is highly qualified for the quality of the airfoil (H) airfoil (M), the quality of the airfoil (M) height (H) the ratio of the 70kg/m to 80kg/m range, thus significantly smaller centrifugal force on the rotor. The blade (10) also includes a blade root (18) extending from the base and is attachable to the rotor recess of the rotor. Such a structure can withstand 1.5 times the speed of a turbine for a half speed turbine.

【技术实现步骤摘要】
用于半速大容量核电涡轮机的末级转子叶片
本专利技术公开大体上涉及涡轮机叶片，且更具体地，涉及用于半速大容量核电涡轮机的末级转子叶片。
技术介绍
近年来，由于核电是一种清洁能源的事实，具有电力生产稳定的特性，并且能够有效地响应于能量消耗、全球变暖和二氧化碳排放控制以及其他环境问题，因此对于核电设备的需求在全球都得到了增长。蒸汽涡轮机是核电设备的主要装备项之一，并且因此其设计影响核电设备的效率。核蒸汽涡轮机典型地设计成全速(其中涡轮轴与电力系统的频率同步操作，例如，对于50Hz的系统为3000rpm)或者半速(其中对于50Hz的系统涡轮轴以1500rpm的速度操作)涡轮机。蒸汽涡轮机包括安装在涡轮轴上的转子叶片。转子叶片，尤其是末级叶片(LSB)对于限定环状排放面积是重要的部件，其对于半速涡轮机的效率有重大影响。环状排放面积可由LSB的可用长度和排放流的数量决定。继而，最大LSB长度受LSB的强度及其承受叶根区段中离心应力的能力限制。对于具有更长长度的叶片一直存在需求，这些叶片能够满足包括转子上的叶片的应力、频率特性、腐蚀和有限且最优的离心力在内的标准。
技术实现思路
本专利技术公开公开了用于半速核蒸汽涡轮机的末级叶片，其将在以下的简要概述中呈现，以提供本专利技术公开的一个或更多个方面的基础理解，该一个或更多个方面旨在克服所讨论的缺陷，但包括其所有优点，并提供一些附加的优点。此概述并非是本专利技术公开的广泛综述。其既不意图确定本公开的关键或重要元件，也不意图描绘本专利技术公开的范围。相反，此概述的唯一目的是以简化的形式作为在后文中呈现的更详细描述的前奏而呈现本专利技术公开的一些概念、其多个方面和优点。本专利技术公开的大体目标是提供一种用于以50Hz或60Hz操作的半速核蒸汽涡轮机的末级叶片，且该叶片长度以如下方式延伸得更远，可以能够满足各种其他标准，诸如叶片的应力、频率特性、腐蚀以及有限的且最优的离心力。在本专利技术公开的一个方面，提供了一种用于以50Hz或60Hz操作的半速核蒸汽涡轮机的末级叶片。叶片包括单件式钢叶片主体，其包括具有末梢、基部和在末梢和基部之间延伸的翼型件高度的翼型件。翼型件高度可在1850mm到2000mm的范围内，并且基部可具有2900mm到3050mm范围内的基部直径。此外，翼型件具有对于限定的翼型件高度的翼型件质量，其中该翼型件质量对高度的比值在70kg/m到80kg/m的范围内。这样的翼型件高度(H)和翼型件质量(M)组合可实现在转子上低的离心力。叶片还包括叶根，其从基部延伸，构造成可附接地安装在转子的转子凹槽中。叶片的构造可为能够承受1.5倍的对于半速涡轮机的涡轮机转速。在最优选的实施例中，翼型件高度为1900mm。此外，当翼型件高度为1900mm时，对于翼型件的翼型件质量为大约142kg。在最优选的实施例中，基部直径为2940mm。在最优选的实施例中，叶片具有在3.5到4范围内的翼型件高度对叶片弦长比值。在一个实施例中，叶根包括在翼型件的基部沿着弦长弯曲的杉树型根部(fir-treeroot)，其中曲率具有500到400mm范围内的半径。在最优选的实施例中，叶根包括在450mm到550mm范围内的根部轴向宽度。在一个实施例中，叶片还可包括在主体上构造在翼型件高度的大约70%到85%位置处的减振器(snubber)。在最优选的实施例中，该减振器可在主体上定位在翼型件高度的81%处。在本专利技术公开的另一个方面，如以上所概述的的末级叶片的圆周列构造成具有用于由其流出的流的在27m2到31m2范围内的出口面积。在这样的圆周列中，相邻的叶片限定其间的节距，此外在末梢处节距对弦长的比值在0.9到1.1的范围内。在本专利技术公开的又一个方面，在以50Hz或60Hz操作的半速核蒸汽涡轮机中使用末级叶片的圆周列。在本专利技术公开的又另一个方面，提供了一种用来制造用于以50Hz或60Hz操作的半速核蒸汽涡轮机的末级叶片的过程。该方法包括将单件式钢叶片主体构造成包括翼型件和叶根，如上所概述的。此外，步骤包括将该叶片构造成承受1.5倍的涡轮机的转速。在另一个步骤中，当多个叶片安装在半速核蒸汽涡轮机中以形成末级叶片的圆周列时，将叶片构造成为由其流出的流提供在27m2到31m2范围内的出口面积。本专利技术的第一技术方案提供了一种用于以50Hz或60Hz操作的半速核蒸汽涡轮机的末级叶片(10)，所述叶片(10)具有单件式钢叶片主体(12)，其包括：具有末梢(16)、基部(14)和在所述末梢(16)与所述基部(14)之间延伸的翼型件高度(H)的翼型件(13)，其中所述翼型件高度(H)在1850mm到2000mm的范围内，且所述基部(14)具有在2900mm到3050mm范围内的基部直径(D)，所述翼型件(13)具有对于限定的翼型件高度(H)的翼型件质量(M)，其中翼型件质量(M)对高度(H)的比值在70kg/m到80kg/m的范围内，其中所述翼型件高度(H)和所述翼型件质量(M)实现在转子上低的离心力；以及叶根(18)，其从所述基部(14)延伸，构造成可附接地安装在所述转子的转子凹槽中。本专利技术的第二技术方案是在第一技术方案中，所述翼型件高度(H)为1900mm。本专利技术的第三技术方案是在第二技术方案中，具有约142kg的质量。本专利技术的第四技术方案是在第一技术方案中，所述基部直径(D)为2940mm。本专利技术的第五技术方案是在第一技术方案中，所述叶片(10)具有在3.5到4范围内的翼型件高度(H)对叶片弦长(C)比值。本专利技术的第六技术方案是在第一技术方案中，所述叶根(18)包括在所述翼型件(13)的所述基部处沿着弦长弯曲的杉树型根部，其中曲率具有在500到400mm范围内的半径(Rr)。本专利技术的第七技术方案是在第一技术方案中，所述叶根(18)包括在450mm到550mm内的根部轴向宽度(Rw)。本专利技术的第八技术方案是在第一技术方案中，还包括在所述主体(12)上构造在所述翼型件高度(H)的大约70%到85%位置处的减振器(19)。本专利技术的第九技术方案是在第八技术方案中，所述减振器(19)在所述主体(12)上定位在所述翼型件高度(H)的81%处。本专利技术的第十技术方案提供了一种根据技术方案1至9中的任一项所述的末级叶片(10)的圆周列(30)，其构造成具有用于由其流出的流的在27m2到31m2范围内的出口面积。本专利技术的第十一技术方案是在第十技术方案中，相邻叶片(10)在其间限定节距(P)，而且在所述末梢(16)处的节距(P)对弦长(C)的比值在0.9到1.1的范围内。本专利技术的第十二技术方案提供了一种根据技术方案10或11所述的末级叶片(10)的圆周列(30)在以50Hz或60Hz操作的半速核蒸汽涡轮机中的使用。本专利技术的第十三技术方案提供了一种用来制造用于以50Hz或60Hz操作的半速核蒸汽涡轮机的末级叶片(10)的过程，包括如下步骤：将单件式钢叶片主体(12)构造成包括：具有末梢(16)、基部(14)和在所述末梢(16)与所述基部(14)之间延伸的翼型件高度(H)的翼型件(13)，其中所述翼型件高度(H)在1850mm到2000mm的范围内，且所述基部(14)具有在2900mm到3050mm范围内的基部直径(D)，所述翼型件(13)具有对于限定的翼型件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于以50Hz或60Hz操作的半速核蒸汽涡轮机的末级叶片(10)，所述叶片(10)具有单件式钢叶片主体(12)，其包括：具有末梢(16)、基部(14)和在所述末梢(16)与所述基部(14)之间延伸的翼型件高度(H)的翼型件(13)，其中所述翼型件高度(H)在1850mm到2000mm的范围内，且所述基部(14)具有在2900mm到3050mm范围内的基部直径(D)，所述翼型件(13)具有对于限定的翼型件高度(H)的翼型件质量(M)，其中翼型件质量(M)对高度(H)的比值在70kg/m到80kg/m的范围内，其中所述翼型件高度(H)和所述翼型件质量(M)实现在转子上低的离心力；以及叶根(18)，其从所述基部(14)延伸，构造成可附接地安装在所述转子的转子凹槽中。

【技术特征摘要】
2015.10.09 EP 15290256.51.一种用于以50Hz或60Hz操作的半速核蒸汽涡轮机的末级叶片(10)，所述叶片(10)具有单件式钢叶片主体(12)，其包括：具有末梢(16)、基部(14)和在所述末梢(16)与所述基部(14)之间延伸的翼型件高度(H)的翼型件(13)，其中所述翼型件高度(H)在1850mm到2000mm的范围内，且所述基部(14)具有在2900mm到3050mm范围内的基部直径(D)，所述翼型件(13)具有对于限定的翼型件高度(H)的翼型件质量(M)，其中翼型件质量(M)对高度(H)的比值在70kg/m到80kg/m的范围内，其中所述翼型件高度(H)和所述翼型件质量(M)实现在转子上低的离心力；以及叶根(18)，其从所述基部(14)延伸，构造成可附接地安装在所述转子的转子凹槽中。2.根据权利要求1所述的叶片(10)，其特征在于，所述翼型件高度(H)为1900mm。3.根据权利要求2所述的叶片(10)，其特征在于，具有约142kg的质量。...

【专利技术属性】
技术研发人员：J勒迈尔，V诺瓦罗，C贝奎尔，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH