一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片制造技术

一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片，属于燃气轮机叶片技术领域。其包括由上到下制成一体的叶片工作部分、中间体和叶根，叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，沿动叶片高度截面形状不同，截面面积由中间体至叶片工作部分的顶部逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转，以叶根靠近中间体的截面O

【技术实现步骤摘要】
一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片


[0001]本技术涉及一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片，属于燃气轮机叶片


技术介绍

[0002]燃气轮机是效率极高的热
‑
功转换设备，是发电和驱动领域的核心，由于其设计制造难度极大，也成为装备制造业关注的焦点。动叶片是燃气轮机涡轮的关键部件，由于其具有弯扭特性，对强度设计及气动设计要求较高，当前常用燃气轮机用涡轮第一级动叶片设计方法相对原始，计算精度较低，从而使叶片强度及气动性能相对较差，使用寿命短，对燃气轮机的安全运行及日常运维造成影响。

技术实现思路

[0003]本技术为克服上述缺陷，提供了一种中小型燃气轮机用动力涡轮的第一级动叶，该动叶片可以解决目前中等功率燃气轮机中动力涡轮第一级叶片效率低、使用寿命短、影响燃气轮机安全运行的问题。在下文中给出了关于本技术的简要概述，以便提供关于本技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本技术的穷举性概述。它并不是意图确定本技术的关键或重要部分，也不是意图限定本技术的范围。
[0004]本技术的技术方案：
[0005]一种中小型燃气轮机用动力涡轮的第一级动叶片，包括叶片工作部分、中间体和叶根，叶片工作部分、中间体和叶根由上到下制成一体，所述叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，沿动叶片高度截面形状不同，截面面积由中间体至叶片工作部分的顶部逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转，以叶根靠近中间体的截面O
‑
O为基准，由截面O
‑
O向上依次定义为截面A
‑
A、截面B
‑
B、截面C
‑
C、截面D
‑
D和截面E
‑
E，且截面A
‑
A至截面H
‑
H的截面高度的变化范围在34～204mm之间，与之对应的轴向宽度B的变化范围在64.3～72.41mm之间，弦长b的变化范围在71.945～75.9109mm之间，安装角β的变化范围在
‑
74.4541
°
～
‑
54.0056
°
之间，进气边厚度DE的变化范围在3.7～6mm之间，型线最大厚度Dmax的变化范围在6.3903～13.0848mm之间。
[0006]优选地，所述截面O
‑
O为叶片基准平面，截面相对高度为34mm，该位置所对应的轴向宽度B1为72.41mm、弦长b1为75.6274mm、安装角β为
‑
74.4541
°
、进气边厚度DE为6mm，型线最大厚度Dmax为13.0848mm。
[0007]优选地，所述截面A
‑
A位于叶身工作部分，截面相对高度为44mm，该位置所对应的轴向宽度B1为71.89mm、弦长b1为75.5796mm、安装角β为
‑
73.1629
°
、进气边厚度DE为5.8mm，型线最大厚度Dmax为12.539mm。
[0008]优选地，所述截面B
‑
B位于叶身工作部分，截面相对高度为84mm，该位置所对应的轴向宽度B1为69.91mm、弦长b1为75.7863mm、安装角β为
‑
68.1195
°
、进气边厚度DE为
5.14mm，型线最大厚度Dmax为10.5115mm。
[0009]优选地，所述截面C
‑
C位于叶身工作部分，截面相对高度为124mm，该位置所对应的轴向宽度B1为68.03mm、弦长b1为71.945mm、安装角β为
‑
63.2357
°
、进气边厚度DE为4.64mm，型线最大厚度Dmax为8.9606mm。
[0010]优选地，所述截面D
‑
D位于叶身工作部分，截面相对高度为164.5mm，该位置所对应的轴向宽度B1为66.22mm、弦长b1为73.6793mm、安装角β为
‑
58.5034
°
、进气边厚度DE为4.3mm，型线最大厚度Dmax为7.85mm。
[0011]优选地，所述截面E
‑
E位于叶身工作部分，截面相对高度为204mm，该位置所对应的轴向宽度B1为64.3mm、弦长b1为75.9109mm、安装角β为
‑
54.0056
°
、进气边厚度DE为3.7mm，型线最大厚度Dmax为6.3903mm。
[0012]本技术具有以下有益效果：
[0013]本技术是基于一维参数评估、二维通流优化及全三维气热耦合分析计算基础上完成的叶片全三维设计，计算结果经过多重校核，具有高度精确性，使得本技术的高效性得到验证，在强度校核基础上确保变工况下能够安全运行，经过反复迭代计算验证，可以确定本技术各项几何参数取值范围的组合方案使得该动叶片的气动效率提高了1.45％
‑
2％，可承受最大应力增加1.1
‑
1.5倍，并使得动叶片内部流线分布情况更加平顺，抑制了端壁处的分离损失，在满足外形结构要求的基础上，也使得制造工艺得到了优化。
附图说明
[0014]图1是本技术一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片的结构示意图；
[0015]图2是本技术一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片的叶片型线部分各截面断层叠合示意图；
[0016]图3是本技术一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片的叶片参数B、b、DE、Dmax的示意图；
[0017]图4是本技术一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片的叶片安装角β的示意图。
[0018]图中1
‑
叶片工作部分，2
‑
中间体，3
‑
叶根。
具体实施方式
[0019]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本技术。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。
[0020]本技术所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
[0021]具体实施方式一：结合图1
‑
图4说明本实施方式，本实施方式的一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片，包括叶片工作部分(1)、中间体(2)、叶根(3)，其特征在于：所述叶片工作部分(1)、中间体(2)和叶根(3)由上到下制成一体，所述叶片工作部分(1)的型线为变截面扭叶片，沿动叶片高度截面形状不同，截面面积由中间体(2)至叶片工作部分(1)的顶部逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转，以叶根靠近中间体(2)的截面O
‑
O为基准，由截面O
‑
O向上依次定义为截面A
‑
A、截面B
‑
B、截面C
‑
C、截面D
‑
D和截面E
‑
E，且截面A
‑
A至截面H
‑
H的截面高度的变化范围在34～204mm之间，与之对应的轴向宽度B的变化范围在64.3～72.41mm之间，弦长b的变化范围在71.945～75.9109mm之间，安装角β的变化范围在
‑
74.4541
°
～
‑
54.0056
°
之间，进气边厚度DE的变化范围在3.7～6mm之间，型线最大厚度Dmax的变化范围在6.3903～13.0848mm之间。2.根据权利要求1所述的一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片，其特征在于：所述截面O
‑
O为叶片基准平面，截面相对高度为34mm，该位置所对应的轴向宽度B1为72.41mm，弦长b1为75.6274mm，安装角β为
‑
74.4541
°
，进气边厚度DE为6mm，型线最大厚度Dmax为13.0848mm。3.根据权利要求2所述的一种中小型燃机用动力涡轮的第一级动叶片，其特征在于：所述截面A
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A位于叶片工作部分(1)，截面相对高度为44mm，该位置所对应的轴向宽度B1为71.89mm，弦...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑馨予，姜东坡，闫冬，王泽众，冯永志，冀文慧，邵志伟，张华杰，葛春醒，周驰，
申请(专利权)人：哈电发电设备国家工程研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：