蒸汽輪機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蒸汽輪機。
【背景技術(shù)】
[0002]在低壓渦輪的最后級及其前I?2級中，由于一般壓力非常低，作為動作流體的蒸汽為含有已經(jīng)液化的細微的水滴(水滴核)的濕潤蒸汽狀態(tài)。凝結(jié)并附著于葉片面上的水滴核結(jié)合并在葉片面上形成液膜。而且，該液膜被動作流體主流的蒸汽牽拉，作為遠遠大于初始的水滴核的粗大水滴向下流噴霧。該粗大水滴之后由主流蒸汽稍微細微化，可是，保持某種程度的大小流下。該粗大水滴由于其慣性力而不能像氣體蒸汽那樣沿流道急劇轉(zhuǎn)向，在下流的動葉片上高速碰撞，成為侵蝕葉片表面的腐蝕原因，妨礙渦輪葉片旋轉(zhuǎn)而成為損失的原因。
[0003]對于此，一直以來，為了防止由腐蝕現(xiàn)象而產(chǎn)生的侵蝕作用，使用鎢鉻鈷合金等的硬且強度高的材料形成的密封材料覆蓋動葉片前緣的前端部?；蛘撸鐚＠墨II所述，有通過在葉片的前緣部表面進行多種凹凸加工形成粗面，緩和液滴碰撞時的沖擊力的方法。
[0004]可是，從其加工性問題看未必設(shè)置密封材料，另外，一般來說，只保護葉片面作為腐蝕對策并不完全，所以，通常，與其他的腐蝕對策方法并用。
[0005]一般來說，為了減低腐蝕的影響，除去液滴自身是最有效的。作為該方法的一例，如專利文獻2及專利文獻3所表示，為了除去液滴使用在空心靜葉片和其葉片表面設(shè)置狹縫降低空心靜葉片內(nèi)的壓力而吸引液膜的方法。這些狹縫在具有空心結(jié)構(gòu)的靜葉片結(jié)構(gòu)的葉片表面上直接加工的情況多。另外，如在專利文獻4中所述，也存在將狹縫部作為其他部件安裝在加工靜葉片上的方法。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻1:日本實開昭61-142102號公報
[0008]專利文獻2:日本特開平1-110812號公報
[0009]專利文獻3:日本特開平11-336503號公報
[0010]專利文獻4:日本特開2007-23895號公報
[0011]在此，一般來說，包含葉片后緣的葉片的葉片尾部為壁厚小的尖銳形狀。因此，無論在通過彎曲一張板并在葉片尾部結(jié)合而形成靜葉片的空心結(jié)構(gòu)況、還是挖空實心材料的內(nèi)部形成空心部的情況中的任意一個，從專利文獻2及專利文獻3那樣的能夠從葉片表面到達葉片空心區(qū)域的狹縫由于加工問題，不得不在距葉片后緣某種程度的位置加工。
[0012]另外，如專利文獻4中所記載的那樣，關(guān)于作為其他部件加工狹縫部并安裝在靜葉片上的方法，得到尖銳的葉片尾形狀的同時，為了確保將液滴從狹縫引導(dǎo)至空心部的路徑，狹縫施工位置與上述例同樣，需要距葉片后緣某種程度。
[0013]另一方面，為了更有效地除去液膜，狹縫位置成為重要因素。例如，在靜葉片的下游側(cè)由于蒸汽流速加速，所以聚集在葉片面上的水分增加。因此，狹縫位置在如現(xiàn)有的狹縫加工那樣用葉片結(jié)構(gòu)規(guī)定的位置上，即使在不是充分的下游側(cè)而是在狹縫下游，也具有水分再次附著在葉片上而形成液膜的可能性。
[0014]而且，在設(shè)置狹縫的區(qū)域上，由于蒸汽流速加速，液膜被蒸汽流牽拉也有從葉片面飛散的情況。在這種情況下，即使設(shè)置狹縫進行降壓吸引，除去脫離葉片面的水分也是不可能的。
[0015]在此，為了在空心靜葉片的葉片后緣部上實施狹縫加工，需要將葉片尾部作為與葉片主體不同體進行組裝，接合葉片尾部和葉片主體時使用焊接。焊接即使在葉片尾部件的組裝，以及在葉片尾部與葉片主體的接合上也使用。
[0016]在與形成空心葉片和狹縫的葉片尾部的接合中，伴隨焊接時的熱應(yīng)力在薄板部的狹縫上容易出現(xiàn)熱變形的影響。另外，即使在葉片尾部件的組裝中，在組裝中使用焊接時也會產(chǎn)生相同的問題?？赡艽嬖谟捎诤附訒r的熱變形而產(chǎn)生狹縫的位置及形狀變化，在變形大的情況下，不只會降低由狹縫而產(chǎn)生的水分分離的效率，由于因熱變形而增加的狹縫寬度導(dǎo)致伴隨蒸汽量增加，伴隨渦輪效率的低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]因此，本發(fā)明的目的提供一種蒸汽輪機，能夠降低由濕潤水蒸氣生成的水滴碰撞引起的腐蝕而導(dǎo)致的動葉片的侵蝕作用，提高可靠性，防止渦輪效率下降。
[0018]為了解決上述課題，例如，采用在專利要求保護的范圍內(nèi)記載的結(jié)構(gòu)。
[0019]本發(fā)明包含多個解決上述課題的方法，如果舉出其中一例，是具備由在葉片壁面上具有將附著在該葉片壁面的液滴導(dǎo)向葉片內(nèi)部的狹縫的靜葉片、以及設(shè)置在該靜葉片的動作流體流動方向下游側(cè)的動葉片構(gòu)成的渦輪級的蒸汽輪機，上述靜葉片具備通過對金屬板進行塑性加工而形成的空心葉片狀結(jié)構(gòu)的主體、以及將葉片背側(cè)金屬板及在該葉片背側(cè)金屬側(cè)的一部分設(shè)置掘入部的葉片腹側(cè)金屬板重合而形成的葉片尾部，上述狹縫設(shè)置在上述葉片尾部的上述葉片腹側(cè)金屬板的上述掘入部的位置。
[0020]本發(fā)明的效果如下。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，能夠沒有加工時變形的影響地將除去生成于靜葉片的葉片壁面上的液膜的狹縫設(shè)置在靜葉片后緣附近，能夠充分地除去液膜。因此，能夠降低由腐蝕而導(dǎo)致的動葉片侵蝕作用，提高可靠性。而且，能夠減少伴隨蒸汽，防止渦輪性能低下。
【附圖說明】
[0022]圖1是表示蒸汽輪機的級、流經(jīng)靜葉片面上的液膜的情況的模式圖。
[0023]圖2是模式化表示液滴從在蒸汽輪機的靜葉片面上發(fā)展出的液膜飛散的情況的葉片間流道剖視圖。
[0024]圖3是從涉及本發(fā)明的實施例的靜葉片的腹側(cè)觀察的大致立體圖。
[0025]圖4是從圖3中S-S線的箭頭方向觀察的葉片的剖視圖。
[0026]圖5是從涉及本發(fā)明的實施例的靜葉片的背側(cè)觀察的大致立體圖。
[0027]圖6是涉及本發(fā)明的實施例的靜葉片的葉片尾部的上方部位的大致立體圖。
[0028]圖7是涉及本發(fā)明的實施例的靜葉片的葉片尾部的下方部位的大致立體圖。
[0029]圖8是表示生成于葉片面上的液膜厚度與液膜流量的關(guān)系的圖。
[0030]圖中一靜葉片，2—動葉片，5—主體部，8—葉片尾上方部，9一葉片尾下方部，23—焊接線，24—空心部，25—第一狹縫，26—第二狹縫，27—掘入部，28—肋，29—背側(cè)凸部。
【具體實施方式】
[0031]首先，最初使用圖1及圖2說明在渦輪葉片面上產(chǎn)生液膜和液滴的情況。
[0032]圖1是表示蒸汽輪機的級和在其靜葉片的壁面上產(chǎn)生的液膜流動的情況的模式圖，圖2是模式化表示液滴從在靜葉片的葉片面上產(chǎn)生的液膜飛散的情況的葉片間流道剖視圖。
[0033]如圖1所示，蒸汽輪機的渦輪級具有被外周側(cè)隔板4和內(nèi)周側(cè)隔板6固定的靜葉片1、在該靜葉片I的動作流體流動方向下流側(cè)相對于轉(zhuǎn)子軸3而被固定的動葉片2。在動葉片2的前端的外周側(cè)，設(shè)置構(gòu)成流道壁面的外殼7。
[0034]通過上述結(jié)構(gòu)，作為動作流體的蒸汽主流在通過靜葉片I時增速，將能量供給至動葉片2而使轉(zhuǎn)子軸3旋轉(zhuǎn)。
[0035]在具有這樣結(jié)構(gòu)的低壓渦輪等中，作為動作流體的蒸汽主流為潮濕的蒸汽狀態(tài)的情況下，包含在蒸汽主流中的液滴附著在靜葉片I上，該液滴在葉片面上聚集形成液膜。該液膜在由位于與氣體蒸汽的界面上的壓力與剪切力的合力而確定的力的方向上流動，移動至靜葉片后緣端附近。將移動的液膜的流動11在圖1中表示。移動至葉片后緣端附近的液膜成為液滴13并與蒸汽主流一起向動葉片2飛散。
[0036]如圖2所示，氣流蒸汽10通過靜葉片間時，在靜葉片I上附著液滴，液滴在靜葉片面上聚集并發(fā)展成為液膜12。在靜葉片I的葉片面上發(fā)展出的液膜12移動至葉片后緣端，從葉片后緣端成為液滴13飛散。飛散的液滴13與設(shè)置在下游的動葉片2碰撞，成為侵蝕該動葉片2的表面的腐蝕的原因，或妨礙動葉片2旋轉(zhuǎn)而成為損失的原因。
[0037]在經(jīng)過以上的基礎(chǔ)上，關(guān)于本發(fā)明的實施例，參照圖3至圖8，以下詳細說明。
[0038]本實施例是在圖1的靜葉片I中適用本發(fā)明的情況。
[0039]圖3是從涉及本實施例的靜葉片的葉片腹側(cè)觀察的大致立體圖，圖4是在以圖3中的雙點劃線(S-S)表示的位置的剖視