軸流式渦輪機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及在發(fā)電設備等中使用的燃氣輪機、蒸汽輪機等軸流式渦輪機。
【背景技術】
[0002]在發(fā)電設備等中使用的燃氣輪機、蒸汽輪機根據(jù)其工作流體的流動方向而大致分為如下三種:流體沿渦輪機的旋轉軸向流動的軸流式渦輪機；流體以從旋轉軸斜向地擴散的方式流動的斜流式渦輪機；流體沿旋轉徑向流動的徑流式渦輪機。其中，尤其軸流式渦輪機適用于中、大容量的發(fā)電設備，一般在大型的火力發(fā)電站的蒸汽輪機等中廣泛地采用。
[0003]然而，近幾年，從經濟性提高和環(huán)境負荷減少的觀點來看，要求發(fā)電設備的發(fā)電效率的更進一步的提高，從而對于渦輪機的高性能化成為重要的課題。作為支配渦輪機性能的要因，可以舉出級損失、排氣損失、機械損失等，但尤其認為減少級損失對于性能提高是最有效的。該級損失的方式各種各樣，但大致分為:(I)由葉片形狀其本身引起的葉片式損失；(2)由在葉片間流路橫穿的流動引起的二次流動損失；(3)因工作流體向葉片間流路外泄漏而產生的泄漏損失等。其中，(3)的泄漏損失包括:(a)作為泄漏流動而在主流以外的路徑流動、從而不能有效利用蒸汽所具有的能量的旁通損失；(b)從主流偏離的泄漏流動再次向主流流入時產生的混合損失；以及(C)因再流入的泄漏流動與下游葉片組干涉而產生的干涉損失。因此，為了減少這些泄漏損失，減少泄漏流動量并且使泄漏流動不損失地向主流返回變得重要。
[0004]對于這樣的課題，專利文獻I中，提出了在動葉片的葉片端的泄漏流動流路部設置引導泄漏流動的引導板的技術。利用該引導板，使泄漏流動的流出方向與從上述動葉片流出的主流方向一致，從而能夠減少泄漏流動與主流合流時的混合損失。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2011-106474號公報
[0007]然而，專利文獻I中未公開渦輪機的運轉狀態(tài)與引導板的關系，因渦輪機的運轉狀態(tài)而有無法充分發(fā)揮引導板對泄漏流動的轉向的效果的可能性。尤其，在渦輪機的運轉狀態(tài)變化、主流的朝向改變的情況下，設置引導板的最佳朝向發(fā)生變化，從而由于設置有引導板，而產生泄漏流動的朝向和主流的朝向的不匹配，進而認為有相反地助長混合損失的可能性。

【發(fā)明內容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于提供如下高效率且高性能的軸流式渦輪機，S卩、與渦輪機的運轉狀態(tài)一致地使泄漏流動的流出方向與主流的朝向一致，從而能夠減少泄漏流動與主流合流時的混合損失。
[0009]為了克服上述的課題，本發(fā)明的軸流式渦輪機具有:渦輪機轉子，其被支承為能夠旋轉；渦輪機動葉片，其固定于渦輪機轉子；圍帶，其設于渦輪機動葉片的前端；隔板外環(huán)，其與圍帶空開間隙地對置；徑向密封凸片，其在圍帶與隔板外環(huán)的間隙內，以從隔板外環(huán)沿渦輪機轉子的徑向突出的方式設置；軸向密封凸片，其在圍帶與隔板外環(huán)的間隙內，以從隔板外環(huán)沿渦輪機轉子的旋轉軸向突出的方式設置；多個肋，其在圍帶與隔板外環(huán)的間隙內，以被隔板外環(huán)和軸向密封凸片夾持的方式設置且從隔板外環(huán)朝向圍帶沿渦輪機轉子的徑向以及旋轉軸向延長；以及引導板，其沿軸向密封凸片和隔板外環(huán)的與渦輪機轉子對置的面延伸且沿渦輪機轉子的旋轉徑向延長地設置。
[0010]發(fā)明的效果如下。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供如下高效率且高性能的軸流式渦輪機，即、與渦輪機的運轉狀態(tài)一致地使泄漏流動的流出方向與主流的朝向一致，從而能夠減少泄漏流動與主流合流時的混合損失。
[0012]除上述以外的課題、結構以及效果通過以下的實施方式的說明變得清楚。
【附圖說明】
[0013]圖1是示意地表示本發(fā)明的一個實施例的蒸汽輪機的一部分的剖視圖。
[0014]圖2是示意地表示本發(fā)明的一個實施例的蒸汽輪機的一部分的剖視圖。
[0015]圖3是示意地表示本發(fā)明的一個實施例的葉片前端側中的葉片間以及泄漏流動的狀況的圖。
[0016]圖4是示意地表示本發(fā)明的一個實施例的葉片前端側的泄漏流動的狀況的剖視圖。
[0017]圖5是示意地表示本發(fā)明的一個實施例的葉片前端側的葉片間以及泄漏流動的狀況的圖。
[0018]圖6是示意地表示本發(fā)明的一個實施例的渦輪機動葉片前端下游側的空腔內的泄漏流動的狀況的圖。
[0019]圖7是表示本發(fā)明的一個實施例的主流與泄漏流動的偏移角對混合損失產生的影響的圖。
[0020]圖8是表示本發(fā)明的一個實施例的泄漏流動對渦輪機動葉片下游的絕對流出角的在葉片的徑向分布產生的影響的圖。
[0021]圖9是表示本發(fā)明的一個實施例的泄漏流動對渦輪機動葉片下游的動葉片損失系數(shù)的在葉片的徑向分布產生的影響的圖。
[0022]圖10是示意地表示本發(fā)明的一個實施例的蒸汽輪機的一部分的剖視圖。
[0023]圖11是示意地表示本發(fā)明的一個實施例的蒸汽輪機的一部分的剖視圖。
[0024]圖12是示意地表示本發(fā)明的一個實施例的蒸汽輪機的一部分的俯視圖。
[0025]圖中:
[0026]I一隔板外環(huán)，2—隔板內環(huán)，3—渦輪機轉子，4一渦輪機靜葉片，5—渦輪機動葉片，6—圍帶，7—徑向密封凸片，8—軸向密封凸片，9—肋，10—引導板，11—蒸汽主流，12—泄漏流動，13—靜葉片出口絕對速度，14一靜葉片出口相對速度，15—葉片旋轉速度，16—動葉片出口絕對速度，17—動葉片出口相對速度，18—循環(huán)流，19一引導板支承部件，20—靜壓孔I，21 —靜壓孔2，22—管道，23—向主流合流時的泄漏流動方向，24—偏移角。
【具體實施方式】
[0027]以下，使用附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
[0028]此外，通過各附圖，對同等的結構要素標記相同的符號。另外，以下的各實施例是將本發(fā)明應用于蒸汽輪機的例子進行說明，但本發(fā)明的作用效果即使在工作流體不同的燃氣輪機中也相同，本發(fā)明也能夠應用于軸流式渦輪機整體。另外，為了容易理解本發(fā)明的各實施例的結構，夸張地表示了附圖的一部分的尺寸。
[0029]實施例1
[0030]圖1以及圖2表示本發(fā)明的實施例1的蒸汽輪機的級構造。本實施例的蒸汽輪機的渦輪機級具備:被支承為能夠旋轉的渦輪機轉子3 ;固定于渦輪機轉子3的渦輪機動葉片
5;設于渦輪機動葉片5的前端的圍帶6 ;與圍帶6空開間隙地對置的隔板外環(huán)I ;徑向密封凸片7，其在圍帶6與隔板外環(huán)I的間隙內，以從隔板外環(huán)I沿渦輪機轉子3的徑向突出的方式設置；軸向密封凸片8，其在圍帶6與隔板外環(huán)I的間隙內，以從隔板外環(huán)I沿渦輪機轉子3的旋轉軸向突出的方式設置；多個肋9，其在圍帶6與隔板外環(huán)I的間隙內，以被隔板外環(huán)I和軸向密封凸片8夾持的方式設置，且從隔板外環(huán)I朝向圍帶6沿渦輪機轉子3的徑向以及旋轉軸向延長；以及引導板10，其沿軸向密封凸片8和隔板外環(huán)I的與渦輪機轉子3對置的面延伸且沿渦輪機轉子3的旋轉徑向延長地設置。
[0031]另外，引導板10的位置根據(jù)蒸汽輪機的運轉狀態(tài)在渦輪機轉子3的周向可變地設置。
[0032]另外，引導板10以及軸向密封凸片8具有沿渦輪機轉子3的徑向貫通的孔，利用在該孔內設置的引導板支承部件19，引導板10與軸向密封凸片8連結。
[0033]另外，設于引導板10的孔相比引導板10的中心部設置在靠近圍帶6側的位置。
[0034]另外，引導板10的與渦輪機轉子3對置的面相比圍帶6的渦輪機動葉片5側的面沿渦輪機轉子3的徑向配置在內側。
[0035]本實施例的蒸汽輪機的渦輪機級包括:沿渦輪機轉子3的周向固定的一片或者多片渦輪機動葉片5 ;和在隔板外環(huán)I與隔板內環(huán)2之間沿渦輪機周向固定的一片或者多片渦輪機靜葉片4。在渦輪機動葉片5的渦輪機旋轉徑向外周側的前端設有圍帶6。另外，在設于渦輪機動葉片5的前端的圍帶6的外周側壁面和與外周側壁面對置的靜止部即隔板外環(huán)I之間，沿渦輪機轉子3的旋轉軸向設有多片徑向密封凸片7，該多片徑向密封凸片7使旋轉體即圍帶