用于半速大容量核電汽輪機(jī)的次次末級(jí)動(dòng)葉片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于半速大容量核電汽輪機(jī)的次次末級(jí)動(dòng)葉片。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)范圍的擴(kuò)大，人類(lèi)對(duì)能源的訴求已不僅僅局限于擴(kuò)大 規(guī)模，而更多的考慮環(huán)境保護(hù)。核電W其功率大、效率高、環(huán)境污染可控，和碳排放極低的特 性，贏得了各國(guó)的青睞。可W預(yù)見(jiàn)，核電在中國(guó)有著巨大的市場(chǎng)，受到國(guó)內(nèi)外電站制造業(yè)的 密切關(guān)注。作為大容量核電汽輪機(jī)的關(guān)鍵部件，低壓長(zhǎng)葉片性能的優(yōu)劣在很大程度上決定 了核電汽輪機(jī)的功率等級(jí)和效率。通常，汽輪機(jī)長(zhǎng)葉片所指代的是低壓末Η級(jí)葉片，其設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)稱為汽輪機(jī)長(zhǎng)葉片開(kāi)發(fā)。每個(gè)低壓末級(jí)長(zhǎng)葉片和與其匹配的次末級(jí)、次次末級(jí)動(dòng)葉片 稱為一個(gè)長(zhǎng)葉片系列。
[0003] 目前市場(chǎng)上用于百萬(wàn)等級(jí)核電汽輪機(jī)組的低壓次次末級(jí)動(dòng)葉片主要有：為匹配排 汽面積約20nf的低壓末級(jí)長(zhǎng)葉片而設(shè)計(jì)的600mm高度等級(jí)的次次末級(jí)動(dòng)葉片，和為匹配排 汽面積約25nf的低壓末級(jí)長(zhǎng)葉片而設(shè)計(jì)的700mm高度等級(jí)的次次末級(jí)動(dòng)葉片。由于第Η 代反應(yīng)堆機(jī)組容量比目前1000MW等級(jí)的機(jī)組容量增加了 20% -80%，加上沿海和中、北部 地區(qū)低冷卻水溫的要求，原有的600mm、700mm高度等級(jí)的次次末級(jí)長(zhǎng)葉片排汽面積偏小， 已不能滿足現(xiàn)有需求。對(duì)于CAP1400/CAP1700(QiinaAdvanced化ssive-簡(jiǎn)稱CAP,表示中 國(guó)先進(jìn)非能動(dòng)核電技術(shù)）等不同背壓、機(jī)組等級(jí)的核電汽輪機(jī)的容量，亟需一種適用于單 側(cè)排汽面積為30m2的低壓缸的專用次末級(jí)長(zhǎng)葉片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于W上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種適用于第 Η代反應(yīng)堆機(jī)組的容量，設(shè)計(jì)合理、安全可靠的用于半速大容量核電汽輪機(jī)的次次末級(jí)動(dòng) 葉片。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種用于半速大容量核電汽輪機(jī)的 次次末級(jí)動(dòng)葉片，包括：圍帶、葉片工作部、中間體和葉根；所述葉片工作部的型線為變截 面扭葉片型線，所述葉片工作部的截面面積隨葉片截面高度的升高逐漸減小，所述葉片工 作部相鄰兩截面的型線之間有相對(duì)扭轉(zhuǎn)；
[0006]所述葉片工作部的高度為905mm，將所述葉片工作部十等分取截面，截面號(hào)為1-1 至11-11，各截面基本參數(shù)如下表：
[0007]
[0008] 所述圍帶位于葉片工作部的頂部；所述葉根位于所述葉片工作部的底部；所述中 間體位于所述葉片工作部與所述葉根之間；所述圍帶、葉片工作部、中間體和葉根一體成 型；靜態(tài)時(shí)，相鄰的兩個(gè)所述圍帶的工作面之間的間隙為零；工作轉(zhuǎn)速下，相鄰的所述圍帶 相互禪合使所述次次末級(jí)動(dòng)葉片整圈聯(lián)接成組。
[0009] 優(yōu)選地，所述葉根為側(cè)裝、大圓角、低應(yīng)力集中的秋樹(shù)型葉根。
[0010] 優(yōu)選地，所述葉根的軸向?qū)挾葹?24mm。
[00川優(yōu)選地，所述中間體與所述葉根的軸向?qū)挾认嗤?br>[0012] 優(yōu)選地，所述葉根底部的兩側(cè)開(kāi)有定位凹槽。
[0013] 如上所述，本發(fā)明提供的用于半速大容量核電汽輪機(jī)的次次末級(jí)動(dòng)葉片，具有W 下有益效果：整個(gè)次次末級(jí)動(dòng)葉片一體成型，避免應(yīng)力集中，增加了整體剛度，安全可靠性 提高；葉片工作部的高度即汽道高度達(dá)905mm，增加了次次末級(jí)動(dòng)葉片的面積，使排氣損失 得到有效的降低；葉片采用先進(jìn)的自帶圍帶整圈自鎖結(jié)構(gòu)形式，相鄰兩個(gè)次次末級(jí)動(dòng)葉片 的圍帶的工作面之間的間隙在靜止時(shí)和工作轉(zhuǎn)速下均為零，提高了葉片的剛性，大幅度降 低動(dòng)應(yīng)力水平，使葉片具有較小的調(diào)頻階數(shù)，頻率穩(wěn)定性好，抗顫振性能好，能夠在惡劣強(qiáng) 度環(huán)境下工作，且更有利于裝配調(diào)整。因此本發(fā)明提供的用于半速大容量核電汽輪機(jī)的次 次末級(jí)動(dòng)葉片可適用于AP1000 (Advanced化ssive-簡(jiǎn)稱AP，表示先進(jìn)非能動(dòng)核電技術(shù)）及 今后CAP1400/CAP1700等不同背壓、機(jī)組等級(jí)的核電汽輪發(fā)電機(jī)組，可W很好地滿足半速 大容量核電汽輪機(jī)在氣動(dòng)性能和強(qiáng)度方面的設(shè)計(jì)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1顯示為本發(fā)明的半速大容量核電汽輪機(jī)的次次末級(jí)動(dòng)葉片的主視圖。
[0015] 圖2顯示為本發(fā)明的半速大容量核電汽輪機(jī)的次次末級(jí)動(dòng)葉片的側(cè)視圖。
[0016] 圖3顯示為本發(fā)明的半速大容量核電汽輪機(jī)的次次末級(jí)動(dòng)葉片的俯視圖。
[0017] 圖4顯示為本發(fā)明的半速大容量核電汽輪機(jī)的次次末級(jí)動(dòng)葉片的型線積疊示意 圖。
[0018] 圖5顯示為本發(fā)明的半速大容量核電汽輪機(jī)的次次末級(jí)動(dòng)葉片的型線尺寸示意 圖。
[0019] 元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0020] 1 葉片工作部
[0021] 2 葉根
[002引 3 圍帶
[0023] 4 中間體
[0024] 5 定位凹槽
【具體實(shí)施方式】
[00巧]W下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū) 所掲露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可W通過(guò)另外不同的具體實(shí) 施方式加W實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可W基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0026] 請(qǐng)參閱圖1至圖5。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅W示意方式說(shuō)明 本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù) 目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其 組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0027] 圖1至圖3顯示為本發(fā)明提供的用于半速大容量核電汽輪機(jī)的次次末級(jí)動(dòng)葉片的 結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1至圖3所示，該用于半速大容量核電汽輪機(jī)的次次末級(jí)動(dòng)葉片（W下簡(jiǎn) 稱次次末級(jí)動(dòng)葉片）包括；圍帶3、葉片工作部1、中間體4和葉根2,整個(gè)次次末級(jí)動(dòng)葉片 一體成型，采用同一種高強(qiáng)度性能的合金鋼整體鍛造而成，避免了焊接等成型技術(shù)帶來(lái)的 應(yīng)力集中的缺點(diǎn)，增強(qiáng)了次次末級(jí)動(dòng)葉片的整體剛度，提高了安全可靠性。
[0028] 葉片工作部1的型線為變截面扭葉片，截面形狀沿截面高度的變化而變化，隨次 次末級(jí)動(dòng)葉片截面高度的升高其截面面積逐漸減小，而且相鄰兩截面間有相對(duì)扭轉(zhuǎn)，在氣 動(dòng)性能方面具有更好的變工況運(yùn)行性能。由于動(dòng)葉片流道中的流動(dòng)特性復(fù)雜，沿徑向存在 從亞音速-跨音速-超音速流動(dòng)變化。本發(fā)明中，采用全Η維反動(dòng)式葉片的設(shè)計(jì)方法，W氣 動(dòng)性能最佳為設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行葉片工作部1的型線設(shè)計(jì)，并采用大型全Η維粘性流場(chǎng)軟件進(jìn) 行流場(chǎng)優(yōu)化，在保證安全可靠性的前提下，大大降低了次次末級(jí)動(dòng)葉片的氣動(dòng)損失，使該次 次末級(jí)動(dòng)葉片具有良好的氣動(dòng)特性。同時(shí)還對(duì)靜葉進(jìn)行了全Η維優(yōu)化設(shè)計(jì)，W