专利名称：用于超临界汽轮机机组的高、中、低压缸静叶片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及66万千瓦超临界汽轮机机组高、中、低压缸静叶片。
二背景技术：
汽轮机的出现推动了电力工业的发展，其在社会经济的各部门中都有广泛的应 用。进入21世纪以来，中国发电设备制造业进入快速发展阶段，火电设备生产技术取得重 大进展，火电机组产能逐步提升，国产化程度不断提高。根据我国能源结构特点，在未来相 当长的一段时间内，以煤炭为主要燃料的火力发电依然是发电工业的主流。近几年来，火电行业在“上大压小”的政策导向下，积极推进产业结构优化升级，火 电项目的大型化使得高端火电设备迎来发展契机，超临界汽轮机组等大型火电设备成为发 展的重点。关闭大批能效低、污染重的小火电机组，在很大程度上加快了国内火电设备的更 新换代，拉动火电设备市场需求。为了解决火力发电资源浪费大、废气排放严重的问题，建 设超临界参数机组是电力工业发展的必然趋势。超临界机组效率比同容量亚临界机组提高 2-2. 4%，以60万千瓦机组为例，超临界机组比亚临界机组每年可节省约2. 5万吨标准煤。 汽轮机动、静叶片是构成汽轮机级的核心部件，现有的高、中、低压缸叶片多是采用直叶片、 扭叶片，其端部二次流损失比较大，以致超临界机组高、中、低压缸的效率一直得不到有效 提高，严重影响了汽轮机的热力性能。
三、发明内容本实用新型的目的是提供一种66万千瓦超临界汽轮机机组高、中、低压缸静叶 片，该高、中、低压缸静叶片能有效减少叶片端部二次流损失，提高高、中、低压缸气动效率。本实用新型是这样实现的此66万千瓦超临界汽轮机机组195高、中、低压缸静叶 片，包括叶根、叶型、围带，其特征是叶根沿长度方向的截面为“T”形和“L”形，叶型为采用 全三维粘性设计思想，利用先进的计算机及实验流体力学技术为基础的三维整体扭转弯曲 叶型，叶顶为动应力小，抗高温蠕变性好的整体围带形式。上述的66万千瓦超临界汽轮机机组195高、中、低压缸静叶片，叶片的叶型宽度 为24 119mm，叶片的汽道长度为53 274mm。因叶片是在高温、高压或一定的温差、压力差作用下长期工作，其工作条件恶 劣，受力情况复杂，只要有一片叶片断裂就会造成极其严重的事故，为了保证叶片在使用 中的安全性，此系列叶片的材料采用了耐高温的X20Crl3(淬火处理950°C -1000°C )、 X12CrMoffVNbN(淬火处理 1050°C -IlOO0C )、X19CrMoNbVN(淬火处理 1100°C -1130°C )材 料，其抗拉强度800 1050Mpa ；屈服强度750 830Mpa断面收缩率彡40 55% ；延伸 率彡12 15% ；冲击值彡20 50J ；硬度265 310HB。本实用新型特点是高、中、低压静叶片全部采用三维整体扭转弯曲叶型，叶片沿 周向弯曲，实质上是增加了一个新的设计自由度，它与原来的沿叶高变角度扭曲合理匹配， 使流场进一步优化，该叶型沿径向形成C形压力分布(压力两端高，中间低)，汽流由两侧向中间流动并汇入主流，从而使两端边界层减薄，大大减少了端部二次流损失，有效提高了超 临界机组的发电效率，其级效率比传统直、扭叶栅提高1. 5% 2%。
四
图1为高、中、低压静叶片三维整体扭转弯曲叶型三维图图2为高、中、低压静叶片正视图图3为高、中、低压静叶片右视图图4为本实用新型高、中、低压静叶片叶型的不同位置截面图图5为“L”形叶根图图中1为叶根，2为叶型，3为围带
五具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。本实用新型66万千 瓦超临界汽轮机机组高、中、低压缸静叶片(195型)，其形式由叶根1、叶型2、围带3三部分 组成(参见图2、图3、图5)。参见图1、图3、图4，此种静叶叶型2全部采用三维整体扭转弯曲叶型，从图4可以 清楚的看到此叶型是在扭叶片各截面型线在相应叶高上沿周向(Y向)作平移的基础上演 化而来。此种叶型实质上是增加了一个新的设计自由度，它与原来的沿叶高变角度扭曲合 理匹配，使流场进一步优化。从图1、图3中可见叶片沿周向的弯曲规律，通过叶片的弯曲规 律，使叶型沿径向(长度方向)形成C形压力分布(压力两端高，中间低)，汽流由两侧向中 间流动并汇入主流，减少汽流向叶根、围带端面的流动，从而使两端边界层减薄，不仅大大 减少端部二次流损失，同时还有利于改善叶栅内部的三维流场，有效提高超临界机组的发 电效率。图4中给出叶根处截面4、中间截面5、围带处截面6。参见图2、图3，此种高、中、低压缸静叶片型面宽度为 119mm，叶片汽道长度 为 53 274mm。参见图2、图5，叶根为“ T ”形和“ L”形叶根。参见图2、图3，叶顶为整体围带形式，此形式围带不仅动应力小，抗高温蠕变性 好，可以增加叶片的整体强度，还可在整圈叶片装配完毕后，将围带整圈精车与汽封片配合 形成迷宫式汽封，减少级间漏汽损失。本实用新型66万千瓦超临界汽轮机机组195高、中、低压缸静叶片具有良好的叶 栅通道流动性能，可大幅减弱叶片端部二次流损失，对提高叶栅效率有显著作用。其级效率 比传统直、扭叶栅提高1. 5% 2%。
权利要求1.用于超临界汽轮机机组的高、中、低压缸静叶片，包括叶根、叶型和围带，其特征是 所述叶根沿长度方向的截面为“T”形，叶型为三维整体扭转弯曲形状，叶顶为整体围带形式。
2.根据权利要求1所述的用于超临界汽轮机机组的高、中、低压缸静叶片，其特征是叶 片的叶型宽度为24 119mm，叶片的汽道长度为53 274mm。
3.根据权利要求1所述的用于超临界汽轮机机组的高、中、低压缸静叶片，其特征是叶 片沿周向弯曲，叶型沿径向形成C形压力分布，压力在近叶根、围带处的两端高，叶型中间 压力低。
专利摘要用于超临界汽轮机机组的高、中、低压缸静叶片，包括叶根、叶型和围带构成，其特征是叶根沿长度方向的截面为“T”形，叶型为三维整体扭转弯曲形状，叶顶为整体围带形式。叶顶为动应力小，抗高温蠕变性好的整体围带形式。本实用新型特点是高、中、低压静叶片全部采用三维整体扭转弯曲叶型，叶片沿周向弯曲，实质上是增加了一个新的设计自由度，它与原来的沿叶高变角度扭曲合理匹配，使流场进一步优化，减少了端部二次流损失，有效提高了超临界机组的发电效率，其级效率比传统直、扭叶栅提高1.5％～2％。
文档编号F01D9/02GK201851165SQ20102050116
公开日2011年6月1日 申请日期2010年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者丁艳, 唐志军, 窦爱国 申请人:无锡润和叶片制造有限公司