一种排列球窝叶片抗水蚀结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种排列球窝叶片抗水蚀结构，包括在动叶压力侧和吸力侧两部分表面设置的排列球窝结构。本实用新型专利技术通过在动叶压力侧和吸力侧的表面设置排列球窝结构，减小湿蒸汽中的液滴对动叶表面撞击时的攻角，而撞击攻角越小，液滴对动叶表面的撞击力量越小，因此本实用新型专利技术的排列球窝结构可大大降低液滴对动叶表面的撞击力度，增强动叶的抗水蚀能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种排列球窝叶片抗水蚀结构


[0001]本技术属于叶片抗水蚀领域，特别涉及一种排列球窝叶片抗水蚀结构。

技术介绍

[0002]汽轮机组通过高温过热蒸汽在通流部分内膨胀做功带动透平机械旋转而向外输出能量。在机组的末级，由于压力和温度的降低，过热蒸汽穿过饱和线进入湿蒸汽区，部分水滴凝结析出致使水蒸气湿度增加。蒸汽湿度的增大不仅使汽轮机的运行效率降低，还会使透平叶片发生水蚀等现象。动叶表面发生水蚀轻则造成叶片表面出现凹坑与裂纹，降低叶片的使用寿命，重则造成叶片断裂，由于汽轮机组为高速旋转器械，断裂的叶片会进而打断其余的叶片，严重影响机组的安全运行，造成巨大的经济损失，因此汽轮机组叶片的水蚀问题不可忽视。
[0003]目前动叶抗水蚀的措施主要分为积极和消极两种方式，积极防水蚀方式主要是通过降低蒸汽湿度，以减少液滴数量，从而降低对动叶的冲击，例如采取去湿装置进行汽水分离，以及在静叶与动叶之间的轴向间隙增加一系列的疏水措施等等，而消极防水蚀方式主要是增强动叶的自身保护，以增强其抗水滴击打的能力，例如对动叶表面进行淬火硬化，在动叶表面进行电火花强化，以及焊司太立合金片等等。表面硬化和电火花强化的方法会在表面形成脆硬的薄层，水蚀后容易产生裂纹或者脱落，从而影响机组的运行；司太立合金片具有一定的硬度和塑性，同时其金属结构也具有良好的变形能力，抵御断裂的能力较好，但司太立合金较为昂贵，给叶片的制造增添了成本。而随着目前汽轮机组装机容量越来越大，汽轮机末级的动叶水蚀现象较之前更为严重。

技术实现思路

[0004]为应对目前汽轮机组整机容量越来越大、汽轮机末级蒸汽湿度越来越大导致末级动叶水蚀严重，影响汽轮机组安全稳定运行的问题，本技术提出了一种排列球窝叶片抗水蚀结构，在不改变主流蒸汽流通形式的情况下，通过在动叶表面设置排列球窝结构的方式，改变液滴撞击动叶的攻角，同时在动叶表面形成缓冲水垫，从而增强动叶的抗水蚀能力。
[0005]本技术采用如下技术方案来实现：
[0006]一种排列球窝叶片抗水蚀结构，包括动叶压力侧和吸力侧两部分表面设置的排列球窝结构。
[0007]本技术的进一步改进在于，动叶压力侧与吸力侧表面的排列球窝结构尺寸满足其中R1为叶片中弧线曲率最大处的曲率半径，R2为叶片表面排列球窝结构的曲率半径。
[0008]本技术的进一步改进在于，动叶压力侧的排列球窝结构分布于水蚀现象严重的叶中到叶顶的区域。
[0009]本技术的进一步改进在于，动叶压力侧的排列球窝结构分布于叶中到叶顶的
整个区域。
[0010]本技术的进一步改进在于，吸力侧表面的排列球窝结构分布于水蚀现象严重的叶中到叶顶的区域。
[0011]本技术的进一步改进在于，动叶吸力侧的排列球窝结构只分布于叶中到叶顶的靠近前缘的前半部分区域。
[0012]本技术的进一步改进在于，动叶压力侧和吸力侧表面的排列球窝结构在靠近叶中时分布稀疏，在靠近叶顶时分布密集。
[0013]本技术的进一步改进在于，动叶压力侧和吸力侧表面的排列球窝结构从叶中到叶顶的分布密度逐渐增加。
[0014]本技术至少具有如下有益的技术效果：
[0015]1、本技术通过在动叶压力侧和吸力侧的表面设置排列球窝结构，减小湿蒸汽中的液滴对动叶表面撞击时的攻角，而撞击攻角越小，液滴对动叶表面的撞击力量越小，因此本技术的排列球窝结构可大大降低液滴对动叶表面的撞击力度，增强动叶的抗水蚀能力。
[0016]2、本技术在动叶压力侧和吸力侧表面设置的排列球窝结构为小尺寸结构，相对叶片的尺寸，表面的排列球窝结构为小尺寸结构，其对主流蒸汽的影响较小，因此将原有的动叶替换为带有排列球窝结构的叶片不影响主流蒸汽的流通形式，即不改变机组的原设计效率，在设计新机组的叶片时也无需多余的计算，较为简单方便。
[0017]3、本技术通过在动叶压力侧和吸力侧表面设置排列球窝结构，由于排列球窝结构具有一定的储水能力，可吸收一定数量的液滴在动叶的表面形成具有一定厚度的水膜，形成缓冲水垫，在液滴撞击叶片时对液滴具有一定的缓冲作用，从而减小液滴对动叶表面的冲击力，可大大提高动叶的抗水蚀能力。
附图说明
[0018]图1为一种排列球窝叶片抗水蚀结构示意图。
[0019]图2为叶片压力侧表面排列球窝结构示意图。
[0020]图3为叶片吸力侧表面排列球窝结构示意图。
[0021]图4为动叶表面受到液滴冲击的主要区域示意图。
[0022]图5为叶片压力侧表面在靠近叶中区域和靠近叶顶区域排列球窝结构分布密度示意图，其中图5(b)为图5(a)中的A处放大图，图5(c)为图5(a)中的B处放大图。
[0023]图6为叶片吸力侧表面在靠近叶中区域和靠近叶顶区域排列球窝结构分布密度示意图，其中图6(b)为图6(a)中的C处放大图，图6(c)为图6(a)中的D处放大图。
[0024]图7为叶片表面排列球窝结构尺寸示意图，其中图7(b)为图7(a)中的E处放大图。
[0025]图8为叶片表面排列球窝结构对液滴撞击攻角的影响示意图，其中图8(a)为液滴撞击原始叶片攻角α1示意图，图8(b)为液滴撞击叶片表面排列球窝结构攻角α2示意图。
[0026]图9为叶片表面排列球窝结构形成的缓冲水垫对液滴撞击叶片力度影响的示意图。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图及具体实施方式对本技术做进一步详细说明：
[0028]请参阅图1、图2和图3，本技术提供的一种排列球窝叶片抗水蚀结构，在不改变主流蒸汽流通形式的情况下，通过在叶片压力侧1和吸力侧2表面设置排列球窝结构的方式，减小液滴撞击动叶表面时的攻角以及力量，从而大大提高动叶表面的抗水蚀能力。
[0029]请参阅图2、图3和图4，液滴在进入动叶的通流区域时，主要撞击位置为动叶压力侧1的大部分区域以及动叶吸力侧2靠近前缘3的部分区域，相对前缘3的另一部分为尾缘4。根据液滴撞击位置的差异，排列球窝结构在动叶压力侧1和吸力侧2的分布区域有所差异，在压力侧1排列球窝结构分布于整个区域，而在吸力侧2排列球窝结构只分布于靠近前缘3部分的区域。同时，液滴由静叶到动叶运动的过程中，由于受到离心力的左右，液滴主要撞击于动叶的叶中到叶顶区域，因此不管是压力侧1还是吸力侧2，排列球窝结构只分布于动叶的叶中到叶顶部分区域。
[0030]请参阅图5和图6，由于液滴在离心力的作用下被甩向叶顶方向，且越靠近叶顶区域，液滴的数量越多，动叶的水蚀现象也越严重。根据液滴的分布规律，动叶表面的排列球窝结构的分布在径向也应具有相同的分布规律，在靠近叶中部分分布较为稀疏，在靠近叶顶部分分布较为密集，具体的分布密度可根据实际情况选择，但应遵循从叶中到叶顶排列球窝结构分布密度逐渐增多，在叶顶部分覆盖水蚀较严重的绝大部分区域的原则，在叶根处没有分布。
[0031]请参阅图7和图8，在实际设计时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排列球窝叶片抗水蚀结构，其特征在于，在动叶压力侧和吸力侧两部分表面设置的排列球窝结构。2.根据权利要求1所述的一种排列球窝叶片抗水蚀结构，其特征在于，动叶压力侧与吸力侧表面的排列球窝结构尺寸满足力侧表面的排列球窝结构尺寸满足其中R1为叶片中弧线曲率最大处的曲率半径，R2为叶片表面排列球窝结构的曲率半径。3.根据权利要求1所述的一种排列球窝叶片抗水蚀结构，其特征在于，动叶压力侧的排列球窝结构分布于水蚀现象严重的叶中到叶顶的区域。4.根据权利要求3所述的一种排列球窝叶片抗水蚀结构，其特征在于，动叶压力侧的排列球窝结构分布于叶中到叶顶的整个区...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢永慧，徐涛，朱发挥，张荻，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：