汽轮机级的结构设计与轴向推力计算

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1、汽轮机级的结构设计与轴向推力计算发电设备(2003No.2)理论分析与计算汽轮机级的结构设计与轴向推力计算崔叔存(北京汽轮电机有限责任公司,北京100031)　　摘　要:该文对大功率汽轮机级的结构上的改进与发展进行了总结并指出了发展趋势。对汽轮机级轴向推力计算进行了系统的研究并推导出新的公式,针对典型机组的级进行了详细计算。　　关键词:汽轮机级;隔板;叶轮;叶片;围带;汽封;轴向推力;计算　　中图分类号:TK262文献标识码:A文章编号:16712086X(2003)0220044207StructuralDesig

2、nofSteamTurbineStagesandCalculationoftheAxialThrustCUIShu2cun(BeijingSteamTurbine&GeneratorCo.Ltd.,Beijing100031,China)Abstract:Thepaperepitomizesimprovementsanddevelopmentofstagesoflargesteamturbines,simultaneous2lypointingoutthetrendoffurtherdevelopment.Thepa

3、perinadditionreportsonsystematicstudiesoftheaxialthrustcalculationofturbinestagesandthederivationofanewformula,accompaniedbyadetailedcalculationoftyp2icalturbinestage.Keywords:steamturbinestage;diaphragm;disc;blade;shroud;gland;axialthrust;calculation汽轮机级的设计应选择

4、具有良好变工况性能0　前言的静动叶栅,其叶片型线应当进行过静动试验研汽轮机级的结构设计为汽轮机设计的基本单究。且其性能良好者。静、动叶栅的选择应根据元。本文对20世纪90年代以来,我国汽轮机行进出口角度α0、α1(β1,β2)、出口汽流马赫数M1业在汽轮机级结构上的改进与发展作了一个简要(M2),以及相对栅距€t=t/b、相对叶高LŠ=L/b概括,并提出了发展方向。并对级轴向推力计算来进行。最后确定静、动叶栅的安装角度αs(βs)。方面存在的问题及其理论与公式进行了研究,得在汽轮机级设计时,应适当选择叶片反动度出了新

5、的计算公式,并以典型机组的级进行了计使其根部反动度ρr在10%左右。因为当负荷下算。希望能得到广大设计、制造运行方面同志的降时,根部反动度会逐渐下降,甚至变成负反动支持与帮助。度。这会增加损失,降低级效率。原苏制K300224023机组,取ρr=6%,250MWTCDF233.5机1　汽轮机级的设计组大部分级取ρr>12%,这都为了提高级效率。汽轮机设计时,首先应选择冲动式还是反动反动度沿叶片高度的变化规律,汽轮机的调式。一般在高、中压缸冲动式为腔室型,隔板叶轮节级以及较短叶片,径高比d/L>10的级采用直式、反动式

6、为鼓式结构型。随着汽轮机组容量的叶片(等截面叶片),这时设计是从节圆直径上的增加,在低压缸中冲动式与反动式在结构上已无截面(平均截面)上进行设计的。这时沿叶片高度太大区别。反动度的变化可按平均截面上反动度ρm由下列收稿日期:2002208202作者简介:崔叔存(1931-),男,北京汽轮电机有限责任公司退休,教授级高工。·45·©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.发电设备(2003No.2)汽轮机级的结构设计与轴向推力计算公式求

7、出。封,具有大的消耗动能腔室及小重叠度汽封。2ρr=1-(1-ρm)(Dm/Dr)(1-ρ2ρt=1-m)(Dm/Dt)或更精确(1-ρ22ρr=1-m)(Dm/Dr)(Φcosα1)22ρt=1-(1-ρm)(Dm/Dt)(Φcosα1)　　扭曲叶片级可根据设计扭曲规律确定。以上公式已通过N5028.82/535,N200212.74/535/535,K300224023以及250MWTCDF233.5调节级,第二、第三级计算所证实。20世纪80年代之前,汽轮机级按径高比d/L(相对直径)值来选用直叶片和扭曲叶片,

8、当d/L>10采用直叶片,而当d/L<10时采用扭曲叶片。300MW反动式汽轮机原引进型高中压缸及低压缸前几级均采用直叶片,只有末二级静叶及末三级动叶当d/L<10时才采用扭曲叶片。90年代之后为了提高效率,用控制涡理论设计了图1　北重厂与AA合作生产典型级使用螺旋全部静叶,采用了扭曲静叶,而动叶采用新型线动弹簧隔板汽封叶,仍用直叶片,只有当d