用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片论文和设计-周建伟

全文摘要

本实用新型提出了一种用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片，包括叶根，叶根的底部设有第一定位凹槽，叶根沿长度方向的截面呈工字型，叶根的底部均设有一第一斜面，叶根的两侧相对设有两第二定位凹槽，每一第二定位凹槽的侧壁与底部之间均设有一第一过渡弧面，叶根顶部的一侧设有第三定位凹槽，第三定位凹槽的底部与侧壁之间设有一第二过渡弧面，叶根的上端焊接有叶型，叶型的下端与叶根之间设置有第一焊接结构，叶型的上端焊接有围带，围带与叶型之间设置有第二焊接结构，叶型的表面，叶型与叶根的焊接处，以及叶型与围带的焊接处均设有一层钝化膜，本实用新型具有耐腐蚀能力和耐磨性好，固定可靠性高，使用寿命长，安全性和经济性好的特点。

主设计要求

1.用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片，其特征在于，包括固定于汽轮机转子上的叶根，所述叶根的底部设有一半球形的第一定位凹槽，所述叶根沿长度方向的截面呈工字型，所述叶根的外壁的底部均设有一第一斜面，所述叶根的两侧分别设有一水平设置的第二定位凹槽，两个所述第二定位凹槽相对设置，每一所述第二定位凹槽的侧壁与所述第二定位凹槽的底部之间均设有一第一过渡弧面，所述叶根顶部的一侧设有一平行于所述第二定位凹槽的第三定位凹槽，所述第三定位凹槽的底部与所述第三定位凹槽的侧壁之间设有一第二过渡弧面，所述叶根的上端焊接有一竖向设置的叶型，所述叶型的下端与所述叶根之间设置有第一焊接结构，所述叶型的上端焊接有一呈整体形式的围带，所述围带与所述叶型之间设置有第二焊接结构，所述叶型的表面，所述叶型与所述叶根的焊接处，以及所述叶型与所述围带的焊接处均设有一层钝化膜。

设计方案

2.根据权利要求1所述的用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片，其特征在于，所述第一焊接结构包括设于所述叶根顶部的第一插接槽，所述第一插接槽的底部设有第一限位凹槽，所述叶型的底部设有插入所述第一限位凹槽内的第一限位凸块，所述第一插接槽内壁和底部分别设有一第一环形凸愣和一第二限位凸块，所述第一限位凸块的侧壁和底部分别设有一第一环形凹槽和一第二限位凹槽，所述第一环形凸愣插入所述第一环形凹槽内，所述第二限位凸块插入所述第二限位凹槽内，所述叶型的底部与所述第一插接槽的底部之间形成第一焊接缝隙，所述叶型的底部设有若干个环形排列第一焊接凸块，所述第一插接槽的底部设有若干个环形排列第二焊接凸块，所述第一焊接凸块与所述第二焊接凸块交错设置，全部所述第一焊接凸块与所述第二焊接凸块之间均填充有焊料并焊接在一起。

3.根据权利要求1所述的用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片，其特征在于，所述第一焊接结构包括设于所述围带底部的第二插接槽，所述第二插接槽的底部设有第三限位凹槽，所述叶型的顶部设有插入所述第三限位凹槽内的第三限位凸块，所述第二插接槽内壁和底部分别设有一第二环形凸愣和一第四限位凸块，所述第三限位凸块的侧壁和底部分别设有一第二环形凹槽和一第四限位凹槽，所述第二环形凸愣插入所述第二环形凹槽内，所述第四限位凸块插入所述第四限位凹槽内，所述叶型的顶部与所述第二插接槽的底部之间形成第二焊接缝隙，所述叶型的顶部设有若干个环形排列第三焊接凸块，所述第二插接槽的底部设有若干个环形排列第四焊接凸块，所述第三焊接凸块与所述第四焊接凸块交错设置，全部所述第三焊接凸块与所述第四焊接凸块之间均填充有焊料并焊接在一起。

4.根据权利要求1所述的用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片，其特征在于，所述叶型为弯扭叶型。

5.根据权利要求1所述的用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片，其特征在于，所述叶根的顶部与所述围带的底部均为斜面。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及汽轮机技术领域，尤其是涉及一种用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片。

背景技术

汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压的蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。现在，世界电量的80％的以上均是由汽轮机作为原动力生产的，汽轮机在世界国民经济中占有重要地位。燃气—蒸汽联合循环是当前动力工业发展的方向之一，使得联合循环电站在国际上日益得到重视和发展。

联合循环汽轮机能够快速启停，具有很好的负荷适应性、调峰性能优良，在电网中可作为承担高峰负荷的主力机组，它的技术水平直接影响到机组的循环效率、设备可用率及单位造价，联合循环汽轮机中的关键零件是叶片，叶片在汽轮机工作过程中不仅要受到离心力所产生的静应力以及气流作用的动应力，还要能够承受高温高压、腐蚀、冲蚀。

现有的联合循环汽轮机的叶片主要存在以下问题：第一是叶片的耐腐蚀能力和耐磨性较差，不能够长时间承受高温高压，腐蚀，冲蚀的作用，造成叶片使用寿命较短；第二是叶型、叶根、围带之间的固定可靠性较差，在汽轮机高速转动过程中，不能承受离心力所产生的静应力以及气流作用的动应力，导致叶片的使用寿命较短。

因此面对国内越来越活跃的联合循环市场，开发出能够解决上述问题的用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片势在必行。

实用新型内容

本实用新型提出一种用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片，具有耐腐蚀能力和耐磨性好，固定可靠性高，使用寿命长，安全性和经济性好的特点。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片，包括固定于汽轮机转子上的叶根，所述叶根的底部设有一半球形的第一定位凹槽，所述叶根沿长度方向的截面呈工字型，所述叶根的外壁的底部均设有一第一斜面，所述叶根的两侧分别设有一水平设置的第二定位凹槽，两个所述第二定位凹槽相对设置，每一所述第二定位凹槽的侧壁与所述第二定位凹槽的底部之间均设有一第一过渡弧面，所述叶根顶部的一侧设有一平行于所述第二定位凹槽的第三定位凹槽，所述第三定位凹槽的底部与所述第三定位凹槽的侧壁之间设有一第二过渡弧面，所述叶根的上端焊接有一竖向设置的叶型，所述叶型的下端与所述叶根之间设置有第一焊接结构，所述叶型的上端焊接有一呈整体形式的围带，所述围带与所述叶型之间设置有第二焊接结构，所述叶型的表面，所述叶型与所述叶根的焊接处，以及所述叶型与所述围带的焊接处均设有一层钝化膜。

作为一种优选的技术方案，所述第一焊接结构包括设于所述叶根顶部的第一插接槽，所述第一插接槽的底部设有第一限位凹槽，所述叶型的底部设有插入所述第一限位凹槽内的第一限位凸块，所述第一插接槽内壁和底部分别设有一第一环形凸愣和一第二限位凸块，所述第一限位凸块的侧壁和底部分别设有一第一环形凹槽和一第二限位凹槽，所述第一环形凸愣插入所述第一环形凹槽内，所述第二限位凸块插入所述第二限位凹槽内，所述叶型的底部与所述第一插接槽的底部之间形成第一焊接缝隙，所述叶型的底部设有若干个环形排列第一焊接凸块，所述第一插接槽的底部设有若干个环形排列第二焊接凸块，所述第一焊接凸块与所述第二焊接凸块交错设置，全部所述第一焊接凸块与所述第二焊接凸块之间均填充有焊料并焊接在一起。

作为一种优选的技术方案，所述第一焊接结构包括设于所述围带底部的第二插接槽，所述第二插接槽的底部设有第三限位凹槽，所述叶型的顶部设有插入所述第三限位凹槽内的第三限位凸块，所述第二插接槽内壁和底部分别设有一第二环形凸愣和一第四限位凸块，所述第三限位凸块的侧壁和底部分别设有一第二环形凹槽和一第四限位凹槽，所述第二环形凸愣插入所述第二环形凹槽内，所述第四限位凸块插入所述第四限位凹槽内，所述叶型的顶部与所述第二插接槽的底部之间形成第二焊接缝隙，所述叶型的顶部设有若干个环形排列第三焊接凸块，所述第二插接槽的底部设有若干个环形排列第四焊接凸块，所述第三焊接凸块与所述第四焊接凸块交错设置，全部所述第三焊接凸块与所述第四焊接凸块之间均填充有焊料并焊接在一起。

作为一种优选的技术方案，所述叶型为弯扭叶型。

作为一种优选的技术方案，所述叶根的顶部与所述围带的底部均为斜面。

采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

由于用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片，包括从下到上依次焊接在一起的叶根、叶型和围带，叶根沿长度方向的截面呈工字型，即为“T”形叶根，采用单个叶型与叶根、围带组成整体形式叶片，“T”形叶根与枞树叶根相比，加工更加简便，便于定位安装，且效果好；叶型的上端焊接有一呈整体形式的围带，整体形式的围带可以增加叶片整体强度，整圈叶片装配完毕后，可将围带整车，与汽封片配合成迷宫式汽封，减少级间漏汽损失；叶根与叶型之间设置有第一焊接结构，叶型与围带之间设置有第二焊接结构，在进行焊接叶根与叶型时，首先将第一限位凸块插入第一限位凹槽内，第一环形凸愣插入第一环形凹槽内，第二限位凸块插入第二限位凹槽内，完成叶根与叶型之间的定位，保证了只在第一插接槽底部与叶型底部之间形成第一焊接缝隙，对第一焊接缝隙进行焊接，使全部第一焊接凸块与第二焊接凸块之间填充满焊料，在对叶型和围带进行焊接时，将第三限位凸块插入第三限位凹槽内，第二环形凸愣插入第二环形凹槽内，第四限位凸块插入第四限位凹槽内，完成围带与叶型之间的定位，保证了只在第二插接槽底部与叶型顶部之间形成第二焊接缝隙，对第二焊接缝隙进行焊接，使全部第三焊接凸块与第四焊接凸块之间填充满焊料，第一焊接凸块，第二焊接凸块、第三焊接凸块和第四焊接凸块使得焊料在受到外力作用时不易发生形变或者位置，避免出现焊缝开焊漏水等问题，大大提高了焊接的质量与固定的可靠性，从而延长了高、中、低压缸的使用寿命，使联合循环汽轮机具有良好的安全性和经济性。

由于叶型的表面，叶型与叶根的焊接处，以及叶型与围带的焊接处均设有一层钝化膜，叶型采用具有良好气动性能的弯扭叶片，通过叶型酸洗钝化处理，酸洗钝化液由20％硝酸、10％氢氟酸、70％水混合而成，酸洗钝化前去除油污处理，叶根，围带涂上防护油漆，用常温酸洗钝化液浸泡15分钟，处理完成后取出，用清水冲洗干净后，再用碱水冲洗中和，使叶型表面形成一层钝化膜，提高了叶片的表面硬度及抗腐蚀能力和耐磨性，又可改善叶片心部组织性能，能有效缓解了叶片湿蒸汽浸蚀损坏问题，减少叶片因叶型部分遭受湿蒸汽浸蚀而失效的情况，提高了叶片的疲劳强度，从而延长了联合循环汽轮机高、中和低压缸叶片的使用寿命，使联合循环汽轮机具有良好的安全性和经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中叶型的结构示意图；

图3为图2中叶型的截面图；

图4为图3中I处的局部放大图；

图5为本实用新型中第一焊接结构的剖视图；

图6为本实用新型中第二焊接结构的剖视图。

其中：1、叶根；2、第一定位凹槽；3、第一斜面；4、第二定位凹槽；5、第一过渡弧面；6、第三定位凹槽；7、第二过渡弧面；8、叶型；9、围带；10、钝化膜；11、第一插接槽；12、第一限位凹槽；13、第一限位凸块；14、第一环形凸愣；15、第二限位凸块；16、第一环形凹槽；17、第二限位凹槽；18、第一焊接缝隙；19、第一焊接凸块；20、第二焊接凸块；21、第二插接槽；22、第三限位凹槽；23、第三限位凸块；24、第二环形凸愣；25、第四限位凸块；26、第二环形凹槽；27、第四限位凹槽；28、第二焊接缝隙；29、第三焊接凸块；30、第四焊接凸块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4共同所示，用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片，包括固定于汽轮机转子上的叶根1，叶根1的底部设有一半球形的第一定位凹槽2，叶根1沿长度方向的截面呈工字型，叶根1的外壁的底部均设有一第一斜面3，叶根1的两侧分别设有一水平设置的第二定位凹槽4，两个第二定位凹槽4相对设置，每一第二定位凹槽4的侧壁与第二定位凹槽4的底部之间均设有一第一过渡弧面5，叶根1顶部的一侧设有一平行于第二定位凹槽4的第三定位凹槽6，第三定位凹槽6的底部与第三定位凹槽6的侧壁之间设有一第二过渡弧面7，叶根1沿长度方向的截面呈工字型，即为“T”形叶根1，采用单个叶型与叶根1、围带组成整体形式叶片，“T”形叶根1与枞树叶根1相比，加工更加简便，便于定位安装，且效果好；叶根1的上端焊接有一竖向设置的叶型8，叶型8的下端与叶根1之间设置有第一焊接结构，叶型8的上端焊接有一呈整体形式的围带9，整体形式的围带9可以增加叶片整体强度，整圈叶片装配完毕后，可将围带9整车，与汽封片配合成迷宫式汽封，减少级间漏汽损失；围带9与叶型8之间设置有第二焊接结构，叶型8的表面，叶型8与叶根1的焊接处，以及叶型8与围带9的焊接处均设有一层钝化膜10。

由于叶型8的表面，叶型8与叶根1的焊接处，以及叶型8与围带9的焊接处均设有一层钝化膜10，叶型8采用具有良好气动性能的弯扭叶片，通过叶型8酸洗钝化处理，酸洗钝化液由20％硝酸、10％氢氟酸、70％水混合而成，酸洗钝化前去除油污处理，叶根1，围带9涂上防护油漆，用常温酸洗钝化液浸泡15分钟，处理完成后取出，用清水冲洗干净后，再用碱水冲洗中和，使叶型8表面形成一层钝化膜10，提高了叶片的表面硬度及抗腐蚀能力和耐磨性，又可改善叶片心部组织性能，能有效缓解了叶片湿蒸汽浸蚀损坏问题，减少叶片因叶型8部分遭受湿蒸汽浸蚀而失效的情况，提高了叶片的疲劳强度，从而延长了联合循环汽轮机高、中和低压缸叶片的使用寿命，使联合循环汽轮机具有良好的安全性和经济性。

如图5所示，第一焊接结构包括设于叶根1顶部的第一插接槽11，第一插接槽11的底部设有第一限位凹槽12，叶型8的底部设有插入第一限位凹槽12内的第一限位凸块13，第一插接槽11内壁和底部分别设有一第一环形凸愣14和一第二限位凸块15，第一限位凸块13的侧壁和底部分别设有一第一环形凹槽16和一第二限位凹槽17，第一环形凸愣14插入第一环形凹槽16内，第二限位凸块15插入第二限位凹槽17内，叶型8的底部与第一插接槽11的底部之间形成第一焊接缝隙18，叶型8的底部设有若干个环形排列第一焊接凸块19，第一插接槽11的底部设有若干个环形排列第二焊接凸块20，第一焊接凸块19与第二焊接凸块20交错设置，全部第一焊接凸块19与第二焊接凸块20之间均填充有焊料并焊接在一起。

如图6所示，第一焊接结构包括设于围带9底部的第二插接槽21，第二插接槽21的底部设有第三限位凹槽22，叶型8的顶部设有插入第三限位凹槽22内的第三限位凸块23，第二插接槽21内壁和底部分别设有一第二环形凸愣24和一第四限位凸块25，第三限位凸块23的侧壁和底部分别设有一第二环形凹槽26和一第四限位凹槽27，第二环形凸愣24插入第二环形凹槽26内，第四限位凸块25插入第四限位凹槽27内，叶型8的顶部与第二插接槽21的底部之间形成第二焊接缝隙28，叶型8的顶部设有若干个环形排列第三焊接凸块29，第二插接槽21的底部设有若干个环形排列第四焊接凸块30，第三焊接凸块29与第四焊接凸块30交错设置，全部第三焊接凸块29与第四焊接凸块30之间均填充有焊料并焊接在一起。

叶根1与叶型8之间设置有第一焊接结构，叶型8与围带9之间设置有第二焊接结构，在进行焊接叶根1与叶型8时，首先将第一限位凸块13插入第一限位凹槽12内，第一环形凸愣14插入第一环形凹槽16内，第二限位凸块15插入第二限位凹槽17内，完成叶根1与叶型8之间的定位，保证了只在第一插接槽11底部与叶型8底部之间形成第一焊接缝隙18，对第一焊接缝隙18进行焊接，使全部第一焊接凸块19与第二焊接凸块20之间填充满焊料；在对叶型8和围带9进行焊接时，将第三限位凸块23插入第三限位凹槽22内，第二环形凸愣24插入第二环形凹槽26内，第四限位凸块25插入第四限位凹槽27内，完成围带9与叶型8之间的定位，保证了只在第二插接槽21底部与叶型8顶部之间形成第二焊接缝隙28，对第二焊接缝隙28进行焊接，使全部第三焊接凸块29与第四焊接凸块30之间填充满焊料，第一焊接凸块19，第二焊接凸块20、第三焊接凸块29和第四焊接凸块30使得焊料在受到外力作用时不易发生形变或者位置，避免出现焊缝开焊漏水等问题，大大提高了焊接的质量与固定的可靠性，从而延长了高、中、低压缸的使用寿命，使联合循环汽轮机具有良好的安全性和经济性。

其中，叶型8为弯扭叶型。

此外，叶根1的顶部与围带9的底部均为斜面。

综上，本实用新型提出的用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片，具有耐腐蚀能力和耐磨性好，固定可靠性高，使用寿命长，安全性和经济性好的特点，若运用该系列叶片在180MW联合循环汽轮机，可以提高180MW联合循环汽轮机高、中和低压缸的使用寿命，使联合循环汽轮机具有良好的安全性和经济性，并且在长期使用过程中维修频率明显降低，大大减少了维修成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

用于联合循环汽轮机的高、中和低压缸叶片论文和设计

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