本发明专利技术涉及用于蒸汽轮机发动机的低压段的蒸汽轮机旋转叶片。公开了一种用于蒸汽轮机发动机（１０）的低压段的蒸汽轮机旋转叶片（２０）。蒸汽轮机旋转叶片（２０）包括翼型部分（４２）。根部段（４４）附连到翼型部分（４２）的一个端部上。鸠尾榫段（４０）自根部段（４４）凸出，其中，鸠尾榫段（４０）包括斜的轴向进入鸠尾榫。顶部段（４６）在与根部段（４４）相对的端部处附连到翼型部分（４２）上。罩（４８）一体地形成为顶部段（４６）的一部分。叶片（２０）包括大约３０．５ｆｔ↑［２］（２．８３ｍ↑［２］）或更大的出口环面积。
【技术实现步骤摘要】
能够增加本专利技术大体涉及用于蒸汽轮机的旋转叶片，且更具体地涉及具有劲何结构的旋转叶片
技术介绍
蒸汽轮机的蒸汽流径大体由固定的壳体和转子形成。在该构造中，许多固定的机叶以周边排列的形式附连到壳体上，且向内延伸到蒸汽流径中。类似地，许多旋转叶片以周边排列的形式附连到转子上，且向外延伸到蒸汽流径中。固定机叶和旋转叶片设置成交错的排，从而使得一排机叶和紧接在下游的叶片排形成级。机叶用来引导蒸汽流，从而使得蒸汽流以正确的角度进入下游的叶片排。叶片的翼型从蒸汽中汲取能量，从而产生驱动转子和附连到转子上的负载所必需的动力。当蒸汽流过蒸汽轮机时，其压力经过各个随后的级而下降，直到4获得期望的排出压力。因此，诸如温度、压力、速度和水分含量等蒸汽属性在排与排之间变化，因为蒸汽会通过流径而膨胀。所以，各个叶片排釆用具有针对与该排相关联的蒸汽条件进行了优化的翼型形状的叶片。除了蒸汽条件之外，叶片还设计成将在运行期间经受的离心负载考虑在内。特别地，高离心负载由于转子的高旋转速度而施加在叶片上，而高离心负载又使叶片产生应力。减小叶片上的应力集中是一个设计挑战，尤其是在其中叶片由于大尺寸而更大和更重且由于蒸汽流中的水分而易受应力腐蚀影响的蒸汽轮机低压段的净^排叶片中。与设计用于涡轮机的低压段的旋转叶片相关联的这个挑战由于这样的事实而加重即叶片的翼型形状通常确定施加到叶片上的力、叶片的机械强度、叶片的共振频率以及叶片的热动性能。这些考虑对叶片的翼型形状的选择施加了限制。因此，用于给定排的叶片的最优翼型形状是在与形状相关联的机械和空气动力学属性之间进行折衷的问题。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，提供了一种蒸汽轮机旋转叶片。该旋转叶片包括翼型部分。根部段附连到翼型部分的一个端部上。鸠尾榫段自根部段凸出，其中，鸡尾榫段包括斜的轴向进入鳩尾榫。顶部段在与根部段相对的端部处附连到翼型部分上。罩一体地形成为顶部段的一部分。叶片包括大约30.5ff(2.83n )或更大的出口环面积。在本专利技术的另一方面中，提供了 一种蒸汽轮机的低压涡轮机段。在本专利技术的该方面中，多个较后级蒸汽轮机叶片设置在涡轮机转子叶轮周围。该多个较后级蒸汽轮机叶片中的各个均包括具有大约18.5英寸(46.99厘米)或更大的长度的翼型部分。根部段附连到翼型部分的一个端部上。鸡尾榫段自根部段凸出，其中，鸿尾榫段包括斜的轴向进入鳩尾榫。顶部段在与根部段相对的端部处附连到翼型部分上。罩一体地形成为顶部段的一部分。该多个较后级蒸汽轮机叶片包括大约30.5ft2 (2.83m或更大的出口环面积。附图说明图1是蒸汽轮机的透视局部剖面图2是根据本专利技术的一个实施例的蒸汽轮机旋转叶片的透视图3是根据本专利技术的一个实施例的、图2的叶片中显示的轴向进入鳩尾榫的放大的透视图4是显示了根据本专利技术的一个实施例的、图2中所描绘的罩的放大视图的透视侧视图；以及图5是显示了根据本专利技术的一个实施例的相邻的罩的相互关系的透视图。部件列表10蒸气轮机12转子14轴18转子叶轮20旋转叶片22机叶24蒸气26入口30压力侧32吸力侧34前缘36后缘38径向长度40鳩尾榫段41轴向保持钩42翼型部分44根部段46顶部段48罩50罩和顶部段之间的圆角半径52罩的第一部分54罩的第二部分56罩的顶点58根部段与鳩尾榫段之间的圆角半径60平台62非4妄触面64接触面66应力消除槽具体实施例方式以下参照本专利技术的至少一个实施例结合蒸汽轮4几发动才几的应用以及蒸汽轮机发动机的运行对本专利技术的该至少 一个实施例进行了描述。另外，以下参照公称大小且包括一组7>称尺寸而对本专利技术的至少一个实施例进行了描述。但是，对本领域的以及由本文的教导指导的技术人员将显而易见的是，本专利技术同样可应用于任何适当的涡轮机和/或发动机。另外，对本领域的以及由本文的教导指导的技术人员将显而易见的是，本专利技术同样可应用于该公称大小和/或公称尺寸的各种比例。参看附图，图1显示了蒸汽轮机10的透视局部剖面图。蒸汽轮机10包括转子12，转子12包括轴14和多个轴向地隔开的转子叶轮18。多个旋转叶片20以机械的方式联接到各个转子叶轮18上。更特别地，叶片20设置成在各个转子叶轮18周围沿周边延伸的排。多个7固定机叶22在轴14周围沿周边延伸，且轴向地定位在相邻的叶片20排之间。固定机叶22与叶片20合作，以形成涡轮机级并且限定通过涡轮机10的蒸汽流径的一部分。在运行中，蒸汽24进入涡轮机10的入口 26，且被引导穿过固定机叶22。机叶22对着叶片20向下游引导蒸汽24。蒸汽24穿过剩余的级，从而对叶片20施加力，致使轴14旋转。涡轮机10的至少一个端部可轴向地延伸远离转子12，且可附连到负载或机器(未示出)-例如但不限于发电机和/或另一个涡轮机上。因此，大型蒸汽轮机单元实际上可包括全部共轴地联接到相同的轴14上的几个涡轮机。这样的单元可例如包括联接到中压涡轮机上的高压涡轮机，中压涡轮机联接到低压涡轮机上。 .在本专利技术的且如图1所示的一个实施例中，涡轮才几IO包括五级，被称为LO、 Ll、 L2、 L3和L4。级L4是第一级，且为五级中最小的(在径向方向上)级。级L3是第二级，且为在轴向方向上的下一级。级L2是第三级，且显示为在五级中的中间。级Ll是第四级，且为在最后一级附近的级。级LO是最后一级，且为最大的(在径向方向上)级。将理解的是，五级作为一个实例而示出，且低压涡轮机可具有不止五级或少于五级。图2是根据本专利技术的一个实施例的蒸汽轮机旋转叶片20的透视图。叶片20包括在前缘34和后缘36处连l妄在一起的压力侧30和吸力侧32。叶舷距离是在沿径向长度38在任何一点处从后缘36到前缘34测量得到的距离。在一个示例性实施例中，径向长度38或叶片长度为大约18.5英寸(46.99厘米)。虽然这个示例性实施例中的叶片长度为大约18.5英寸(46.99厘米)，但是本领域技术人员将理解，本文的教导可应用于这个公称大小的各种比例。例如，本领域技术人员可按诸如1.2、 2和2.4等比例因子来按比例确定叶片20,以分别产生22.20英寸(56.39厘米)、37.0英寸(93.98厘米)和44.4英寸(l 12.78厘米)的叶片长度。叶片20形成有鸡尾榫段40、翼型部分42和在鳩尾榫段40与翼型部分42之间延伸的根部段44。翼型部分42自根部段44径向地向外延伸到顶部段46。罩48—体地形成为顶部段46的一部分，且有圆角半径50位于罩48和顶部段46之间的过渡区处。如图2所示，罩48是V形的，且具有悬于压力侧30之上的第一部分52和悬于吸力侧32之上的第二部分54。 V形罩48包括顶点56，罩48的第一部分52和第二部分54在该顶点56处相接。顶点56自前缘34延伸到后缘36。在一个示例性实施例中，鳩尾榫段40、翼型部分42、根部段44、顶部段46和罩48全部由12%铬不锈钢材料制造成整体的构件。在该实施例中，叶片20通过鸿尾榫段40联接到涡轮机转子叶轮18(如图1所示)上，且自转子叶轮18径向地向外延伸。图3是根据本专利技术的一个实施例的、图2的叶片中所示的鳩尾榫段40的放大的透视图。在这个实施例中，鸡尾榫段40包括接合限定在涡轮机转子叶轮18(如图1所示)中的配合狭槽的、具有大约本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蒸汽轮机旋转叶片（２０），其包括： 翼型部分（４２）； 附连到所述翼型部分（４２）的一个端部上的根部段（４４）； 自所述根部段（４４）凸出的鸠尾榫段（４０），其中，所述鸠尾榫段（４０）包括斜的轴向进入鸠尾榫； 在 与所述根部段（４４）相对的端部处附连到所述翼型部分（４２）上的顶部段（４６）； 一体地形成为所述顶部段（４６）的一部分的罩（４８）；以及 其中，所述叶片（２０）包括大约３０．５ｆｔ２（２．８３ｍ２）或更大的出口环面积。
【技术特征摘要】
US 2008-9-8 12/2059401.一种蒸汽轮机旋转叶片(20)，其包括翼型部分(42)；附连到所述翼型部分(42)的一个端部上的根部段(44)；自所述根部段(44)凸出的鸠尾榫段(40)，其中，所述鸠尾榫段(40)包括斜的轴向进入鸠尾榫；在与所述根部段(44)相对的端部处附连到所述翼型部分(42)上的顶部段(46)；一体地形成为所述顶部段(46)的一部分的罩(48)；以及其中，所述叶片(20)包括大约30.5ft2(2.83m2)或更大的出口环面积。2. 根据权利要求1所述的蒸汽轮机旋转叶片(20)，其特征在于， 所述斜的轴向进入鳩尾榫(40)包括25度的斜角。3. 根据权利要求1所述的蒸汽轮机旋转叶片(20),其特征在于，轴向保持钩(41)。4. 根据权利要求1所述的蒸汽轮机旋转叶片(20)，其特征在于， 所述罩(48)是V形的，所述V形罩(48)具有悬于所述翼型部分(42)的压 力侧(30)之上的第一部分(52)和悬于所述翼型部分(42)的吸力侧(32)之 上的第二部分(54),所述V形罩(48)的、在所述罩(48)的所述第一部分 (52)和所述第二部分(54)相接的地方处的顶点(56)自所述翼型部分(42) 的前缘(34)延伸到所述翼型部分(42)的后缘(36)。5. 根据权利要求4所述的蒸汽轮机旋转叶片(20),其特征在于， 所述第一部分(52)包括成角度的表面，且所述第二部分(54)包括平的表 面，其中，所述第一部分(52)的所述成角度的表面相对于所述压力侧 (30)向下成角度...
【专利技术属性】
技术研发人员：MS里亚兹，V菲利亚耶夫，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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