簡要介紹了哈汽公司1500r/min核電汽輪機71英寸末級葉片在氣動、結(jié)構(gòu)和頻率特性等方面的設(shè)計思路,特別介紹了遵循葉片�；O(shè)計相似準則由1500r/min71英寸葉片�；O(shè)計的3000 r/min35.5英寸葉片的運行業(yè)績,由此證明了1500r/min71英寸葉片的安全可靠性。 

【文章來源】：汽輪機技術(shù). 2016,58(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

英寸葉片的余速損失曲線

圖2氣流角沿葉高的分布規(guī)律圖3馬赫數(shù)沿葉高的分布規(guī)律圖45%、50%和95%徑向高度上S1流面上的馬赫數(shù)等值線分布度的分離流動。動葉根部吸力面前緣存在局部的高速區(qū)，來源于動葉根部的正攻角。在葉展的中部和頂部，靜、動葉氣動匹配良好。數(shù)值模擬方法清晰地捕捉到了動葉頂部葉型尾緣處的燕尾型激波。圖5給出了子午面上的馬赫數(shù)等值線分布，靜葉出口絕對馬赫數(shù)沿徑向逐漸降低，動葉出口相對馬赫數(shù)沿徑向逐漸升高，在靜、動葉出口馬赫數(shù)沿徑向的變化規(guī)律非常合理，整個子午面上沒有局部大梯度的氣動參數(shù)變化。圖5子午面上的馬赫數(shù)等值線分布3結(jié)構(gòu)強度和頻率特性如圖6所示，哈汽71英寸葉片采用樅樹形葉根、整體圍帶和凸臺拉筋的先進結(jié)構(gòu)，每個葉片完全相同，裝配時整圈葉片同時裝入。運行時葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力引起葉片扭轉(zhuǎn)恢復變形使相鄰葉片拉筋和圍帶的工作面貼合在一起，形成整圈連接結(jié)構(gòu)。試驗研究與運行經(jīng)驗表明:此類整圈連接葉片結(jié)構(gòu)振型相對簡單、結(jié)構(gòu)阻尼大、振動應力小，特別適合圖671英寸葉片的結(jié)構(gòu)圖7有限元分析網(wǎng)格于大容量汽輪機低壓末級長葉片。采用有限元分析方法進行了葉片的應力和頻率特性分析，如圖7所示，采用了以六面體為主的網(wǎng)格，在非關(guān)鍵區(qū)域使用了少量的五面體網(wǎng)格，單個葉片的網(wǎng)格單元數(shù)約為10萬個。應用循環(huán)對稱法模擬整圈連接葉片結(jié)構(gòu)，A1和A2、B1和B2、C1和C2設(shè)定為循環(huán)對稱邊界條件，圍帶、拉筋接觸面以及葉根和輪緣的接觸面設(shè)定為接觸邊界條件，輪緣底部設(shè)定為全約束邊界條件，葉根端面設(shè)定軸向位移為零的約束邊界條件。圖8、圖9為葉身和葉根的應力分布計算結(jié)果，應力峰值均在葉片材料的屈服強度以下。圖10、圖11為一階3節(jié)徑和4節(jié)徑的模態(tài)振型。在研究和確定葉片調(diào)頻方案的過程中，對圍帶的形狀和?

圖2氣流角沿葉高的分布規(guī)律圖3馬赫數(shù)沿葉高的分布規(guī)律圖45%、50%和95%徑向高度上S1流面上的馬赫數(shù)等值線分布度的分離流動。動葉根部吸力面前緣存在局部的高速區(qū)，來源于動葉根部的正攻角。在葉展的中部和頂部，靜、動葉氣動匹配良好。數(shù)值模擬方法清晰地捕捉到了動葉頂部葉型尾緣處的燕尾型激波。圖5給出了子午面上的馬赫數(shù)等值線分布，靜葉出口絕對馬赫數(shù)沿徑向逐漸降低，動葉出口相對馬赫數(shù)沿徑向逐漸升高，在靜、動葉出口馬赫數(shù)沿徑向的變化規(guī)律非常合理，整個子午面上沒有局部大梯度的氣動參數(shù)變化。圖5子午面上的馬赫數(shù)等值線分布3結(jié)構(gòu)強度和頻率特性如圖6所示，哈汽71英寸葉片采用樅樹形葉根、整體圍帶和凸臺拉筋的先進結(jié)構(gòu)，每個葉片完全相同，裝配時整圈葉片同時裝入。運行時葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力引起葉片扭轉(zhuǎn)恢復變形使相鄰葉片拉筋和圍帶的工作面貼合在一起，形成整圈連接結(jié)構(gòu)。試驗研究與運行經(jīng)驗表明:此類整圈連接葉片結(jié)構(gòu)振型相對簡單、結(jié)構(gòu)阻尼大、振動應力小，特別適合圖671英寸葉片的結(jié)構(gòu)圖7有限元分析網(wǎng)格于大容量汽輪機低壓末級長葉片。采用有限元分析方法進行了葉片的應力和頻率特性分析，如圖7所示，采用了以六面體為主的網(wǎng)格，在非關(guān)鍵區(qū)域使用了少量的五面體網(wǎng)格，單個葉片的網(wǎng)格單元數(shù)約為10萬個。應用循環(huán)對稱法模擬整圈連接葉片結(jié)構(gòu)，A1和A2、B1和B2、C1和C2設(shè)定為循環(huán)對稱邊界條件，圍帶、拉筋接觸面以及葉根和輪緣的接觸面設(shè)定為接觸邊界條件，輪緣底部設(shè)定為全約束邊界條件，葉根端面設(shè)定軸向位移為零的約束邊界條件。圖8、圖9為葉身和葉根的應力分布計算結(jié)果，應力峰值均在葉片材料的屈服強度以下。圖10、圖11為一階3節(jié)徑和4節(jié)徑的模態(tài)振型。在研究和確定葉片調(diào)頻方案的過程中，對圍帶的形狀和?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]深度調(diào)峰下核電汽輪機的小容積流量工況淺析[J]. 高清林,高嘉锜,黃朵,黃慶專,陳敦炳.  江西電力. 2021(02)
[2]深度調(diào)峰下核電汽輪機的小容積流量工況淺析[J]. 高清林,高嘉锜,黃朵,黃慶專,陳敦炳.  電站輔機. 2020(04)
[3]高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機低壓級組長扭葉片氣動設(shè)計與分析[J]. 隋永楓,初鵬,藍吉兵,馬曉飛,潘慧斌,王永欣.  汽輪機技術(shù). 2020(03)
[4]1000MW核電汽輪機低壓轉(zhuǎn)子動葉片釬焊缺陷風險評估[J]. 鄭忠偉,陳穎,何劍坤,耿漢亭.  汽輪機技術(shù). 2018(04)



本文編號：3296810