新型135MW汽轮机调节级叶片开发设计.pdf

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1、摘要：调节级动叶片处于大负荷、高温及部分进汽工作环境，结构安全性是设计工作的难点。新型135MW调节级动叶采用单只自带冠设计，叶冠上安装周向楔块形成成圈结构。叶片按动应力比较评价设计，按不调频叶片设计准则进行校核，结构满足共振状态下成圈条件，共振状态叶片动应力小于不调频叶片设计许用动应力。产品叶片多年安全运行经历证明叶片结构设计具有较高的安全可靠性。关键词：调节级动叶；楔块；成圈；动应力中图分类号：TK263．3’文献标识码：A文章编号：1001—9006(2010)01—0033—03DesignofN

2、ewGoverningStageBladefor135MWSteamTurbineFANXiao-ping．ZH0UZhen-jie，LIXi—bin(DongfangSteamTurbineCo．Ltd．，618000，Deyang，Siehuan，China)Abstract：Governingstagebladesworkingintheconditionofhightemperatureandlargeloadandpartial-·arcadmissionresultinthedifi-cult

3、iesindesignofstructuresecurity．NewGoverningStageBladeof135MWsteamturbineadoptsintegralcover，continuouslycoupledstructurebyfixingcircumferentialwedgedampers．Thecomparingmethodaboutdynamicstressisusedforthedesignofthisblade，andtheruleofuntunedbladeisusedtoc

4、heck．Dynamicstressinresonanceconditionissmallerthanthepermissionofuntunedblade，continuous—lycoupledstructureisachievedintheconditionofresonance．Safetyrunningexperienceformanyyearshasprovedthehighreliabilityofthedesignofthisblade．Keywords：governingstagebla

5、de；wedgedamper；continuoulsycoupledstructure；dynamicstress由于大负荷、高温以及部分进汽等因素，调结构对叶片动强度的明显改善，世界各透平制造节级在大功率汽轮机所有零部件中，其工作条件厂家多次尝试对调节级使用成圈结构，但由于激都是最为苛刻的。设计和开发一个相对高效率、振力大和温度高等原因难度极大。成圈调节级结安全和制作较容易的调节级，面临的具体问题很构型式均有严格的工艺要求，一方面为保证成圈，多，但其核心问题是安全性和经济性矛盾突出，另外还要保证成圈后系

6、统的动力学特性并防止共尤其是安全性制约着经济性。振。一般情况下，大功率汽轮机单只和成组结构135MW调节级动叶按动应力比较评价设计，的调节级叶片不可能设计成不调频叶片。国内外按不调频叶片设计准则进行设计校核。叶片采用有关事故和试验表明，大功率汽轮机调节级动叶普通的枞树形叶根，在叶冠槽上装有周向楔块，自振频率与施工过程关系甚大，尤其是叶根装配楔块的离心力实现相邻叶片的轴向约束和径向自状况的差别可使自振频率相差甚远，实际上很难锁，从而实现其成圈。其基本特征为：只可能发保证批量生产时频率值的稳定。因此，对调节级

7、Z生m=(为该级动叶片只数)节径共振；工作时的调频(计算和试验)不仅难度大、投人多，实际2。上都存在风险。分析表明，一个好的成圈结构可楔块径向自锁，中间体阻尼片与叶片挤压成圈；在很大程度上减小高频和低频激振响应，以至于叶片动应力小于不调频叶片设计许用动应力，即可以把某些调节级设计成不调频叶片。由于成圈结构可以保证叶片在完全共振下长期安全运行。收稿日期：2009—07—02作者简介：范小平(1971一)，男，高级工程师，现在东汽产品开发处工作。1调寺激术，擦--薯2嘞动结j}搬计=薯_≤1．1级通流设计数据

8、调节级动叶片采用大宽度枞树形叶根，降低135MW调节级动、静叶采用性能优良的调节了叶根平均静应力，避免了高温带来的热应力影级型线模化设计，综合考虑二次流和尾迹损失，响，叶根承载能力良好。同时为了保证轮缘的安调节级喷嘴当量只数在较佳范围内选取。通过高全性，在锁口叶片上使用了方条轴向止动结构，度的合理设计以及局部圆滑过渡保证级具有光滑它既不伤及叶根及轮缘而且拆装方便。的子午流道。在叶冠槽上装有周向楔块，楔块的离心力实表l调节级通流