动叶片设计方法、动叶片及驱动空分压缩机的汽轮机技术

本申请涉及汽轮机动叶片设备技术领域，尤其是涉及一种动叶片设计方法、动叶片及驱动空分压缩机的汽轮机。该动叶片设计方法包括以下步骤：将动叶片设计为包括叶根、叶身和围带，将叶身和叶根作为基础部；将轮盘组件设计为包括轮盘及环绕轮盘的多个动叶片；保持轮盘组件的基础部不变，不断调整围带的参数，求轮盘组件的避开三重点的共振转速避开区间；直至目标运行区间落入轮盘组件的共振转速避开区间，将动叶片设计结果确定为轮盘组件所对应的动叶片。动叶片由动叶片设计方法设计而成。驱动空分压缩机的汽轮机包括动叶片。动叶片设计方法、动叶片和驱动空分压缩机的汽轮机，将仅在特定运行区间运行的定型叶片改进为满足各种运行区间的通用叶片。间的通用叶片。间的通用叶片。

【技术实现步骤摘要】
动叶片设计方法、动叶片及驱动空分压缩机的汽轮机


[0001]本申请涉及汽轮机动叶片设备
，尤其是涉及一种动叶片设计方法、动叶片及驱动空分压缩机的汽轮机。

技术介绍

[0002]整圈自锁阻尼叶片具有良好的降低共振动应力的性能，整圈自锁阻尼叶片的基本结构是单片结构在叶顶自带围带。
[0003]然而目前通常是针对每个使用场合的需求重新针对性地设计整圈自锁阻尼叶片，设计成本较高且设计周期较长，造成厂家动叶片生产成本较高。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种动叶片设计方法、动叶片及驱动空分压缩机的汽轮机，以在一定程度上解决现有技术中存在的动叶片设计成本过高且设计效率较低，导致动叶片的设备成本过高的技术问题。
[0005]本申请提供了一种动叶片设计方法，包括以下步骤：
[0006]将动叶片设计为包括叶根、叶身和围带，所述叶根和所述围带分别与所述叶身的底部和顶部相连接，将所述叶身和所述叶根作为基础部；
[0007]将轮盘组件设计为包括转子的轮盘及环绕所述转子的轮盘设置的多个所述动叶片，每个所述动叶片的所述叶根与所述转子的轮盘相连接，每相邻的两个所述动叶片的所述围带相抵接或留有初始间隙；
[0008]确定目标运行区间；
[0009]保持所述轮盘组件的基础部不变，调整所述轮盘组件的围带的参数，得到待定轮盘组件；
[0010]求取所述待定轮盘组件的避开共振三重点的共振转速避开区间；
[0011]判断所述目标运行区间是否落入所述待定轮盘组件的避开共振三重点的共振转速避开区间，如果所述目标运行区间没有落入所述待定轮盘组件的避开共振三重点的共振转速避开区间，则返回保持所述轮盘组件的基础部不变的步骤；
[0012]直至所述目标运行区间落入所述待定轮盘组件的避开共振三重点的共振转速避开区间，将所述待定轮盘组件作为选定轮盘组件；
[0013]将所述动叶片设计结果确定为所述选定轮盘组件所对应的所述动叶片。
[0014]在上述技术方案中，进一步地，所述求取所述待定轮盘组件的避开共振三重点的共振转速避开区间的步骤具体包括以下步骤：
[0015]求取所述待定轮盘组件避开共振三重点的共振转速避开区间。
[0016]在上述任一技术方案中，进一步地，所述求取所述待定轮盘组件避开共振三重点的共振转速避开区间的步骤具体包括以下步骤：
[0017]确定K阶工频倍频线和K+1阶工频倍频线，其中，K为正整数；
[0018]分别获取每种所述轮盘组件的第一固有频率曲线和第二固有频率曲线，所述第一固有频率曲线为每种所述轮盘组件的N节径的固有频率曲线，所述第二固有频率曲线为每种所述轮盘组件的N+1节径的固有频率曲线，N等于K；
[0019]求取每种所述轮盘组件的第一交点，所述第一交点为K阶工频倍频线与每种所述轮盘组件的所述第一固有频率曲线的交点；
[0020]求取每种所述轮盘组件的第二交点，所述第二交点为K+1阶工频倍频线与每种所述轮盘组件的所述第二固有频率曲线的交点；
[0021]将每种所述轮盘组件的避开共振三重点的共振转速避开区间选定为所述第一交点与所述第二交点之间转速区间。
[0022]在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一固有频率曲线为N节径的任一阶振动固有频率曲线。
[0023]在上述任一技术方案中，进一步地，所述第二固有频率曲线为N+1节径的任一阶振动固有频率曲线。
[0024]在上述任一技术方案中，进一步地，调整所述轮盘组件的围带的厚度参数。
[0025]在上述任一技术方案中，进一步地，所述保持所述轮盘组件的基础部不变的步骤之前还包括以下步骤：
[0026]选定一种所述基础部。
[0027]在上述任一技术方案中，进一步地，将所述动叶片设计为还包括凸台，所述凸台连接于所述叶身的侧壁，将所述叶根、所述叶身和所述凸台作为所述基础部，每相邻的两个所述动叶片的所述凸台相抵接或留有初始间隙。
[0028]本申请还提供了一种动叶片，包括上述任一技术方案所述的动叶片设计方法，因而，具有该动叶片设计方法的全部有益技术效果，在此，不再赘述。
[0029]本申请还提供了一种驱动空分压缩机的汽轮机，包括上述任一技术方案所述的动叶片，因而，具有该动叶片的全部有益技术效果，在此，不再赘述。
[0030]与现有技术相比，本申请的有益效果为：
[0031]本申请提供的动叶片设计方法，通过保持叶身和叶根不变，仅对围带进行调整，以得到能够在目标运行范围进行工作的动叶片，相较于传统的动叶片设计方法，设计效率显著提高，生产设计成本显著降低。
[0032]从而该动叶片设计方法，便于根据使用场合提出的目标运行区间，通过调整围带的参数，灵活且快捷地调整动叶片的安全运行区间，在此基础上，如果使用者提出多种目标运行区间的需求，能够快捷地设计出多种可替换地使用的动叶片，仅需告知使用者设计出的每种动叶片所对应的运行区间，即可满足使用者的使用需求，设计出的动叶片能够满足动应力小、高转速、变转速、大流量以及高效率的优势，不仅简化了叶片设计难度和工序，而且有利于降低厂商的采购成本。
[0033]本申请提供的动叶片，由上述的动叶片设计方法设计而成，因而具有该动叶片设计方法的所有有益效果。
[0034]本申请提供的驱动空分压缩机的汽轮机，包括上述的动叶片，因而能够实现该动叶片的所有有益效果。
[0035]此外，某些压缩机，特别是空分压缩机在实际工作中变转速范围窄，又对效率和功
率要求较高，且这类压缩机受到生产厂家及使用条件的影响会发生工作转速带的明显平移，通过包括该动叶片的汽轮机驱动空分压缩机，能够通过对围带进行分档调整，灵活应对工作转速带平移的情况，进一步降低设计成本并缩短设计周期，降低动叶片的设计、生产、采购和使用成本。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本申请实施例提供的动叶片设计方法的原理分析图；
[0038]图2为本申请实施例提供的动叶片设计方法所设计出的动叶片在使用状态下的第一示意图；
[0039]图3为本申请实施例提供的动叶片设计方法所设计出的动叶片在使用状态下的第二示意图。
[0040]附图标记：
[0041]1‑
动叶片；10
‑
叶身；11
‑
围带；12
‑
凸台；13
‑
叶根。
具体实施方式
[0042]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动叶片设计方法，其特征在于，包括以下步骤：将动叶片设计为包括叶根、叶身和围带，所述叶根和所述围带分别与所述叶身的底部和顶部相连接，将所述叶身和所述叶根作为基础部；将轮盘组件设计为包括转子的轮盘及环绕所述转子的轮盘设置的多个所述动叶片，每个所述动叶片的所述叶根与所述转子的轮盘相连接，每相邻的两个所述动叶片的所述围带相抵接或留有初始间隙；确定目标运行区间；保持所述轮盘组件的基础部不变，调整所述轮盘组件的围带的参数，得到待定轮盘组件；求取所述待定轮盘组件的避开共振三重点的共振转速避开区间；判断所述目标运行区间是否落入所述待定轮盘组件的避开共振三重点的共振转速避开区间，如果所述目标运行区间没有落入所述待定轮盘组件的避开共振三重点的共振转速避开区间，则返回所述保持所述轮盘组件的基础部不变的步骤；直至所述目标运行区间落入所述待定轮盘组件的避开共振三重点的共振转速避开区间，将所述待定轮盘组件作为选定轮盘组件；将所述动叶片设计结果确定为所述选定轮盘组件所对应的所述动叶片。2.根据权利要求1所述的动叶片设计方法，其特征在于，所述求取所述待定轮盘组件避开共振三重点的共振转速避开区间的步骤具体包括以下步骤：确定K阶工频倍频线和K+1阶工频倍频线，其中，K为正整数；分别获取每种所述轮盘组件的第一固有频率曲线和第二固有频率曲线，所述第一固有频率曲线为每种所述轮盘组件的N节径的固有频率曲线，所述第二固有频率曲线为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘象拯，丁旭东，闫志勇，高骥，郭则传，
申请(专利权)人：杭州汽轮机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：