轴流式汽轮机制造技术

本发明专利技术提供能够减少周向的压力差并减少损耗的轴流式汽轮机。轴流式汽轮机具备沿周向排列的多个静叶片(3)和连结多个静叶片(3)的内周侧并具有构成主流路(8)的壁面的外周面(10)的隔膜内圈(4)。隔膜内圈(4)的外周面(10)具有多个凹入部(18)。各凹入部(18)在比相邻的静叶片(3A)的负压面(15)与静叶片(3B)的正压面(16)之间的距离最小的喉部(17)靠下游侧且在周向上从静叶片(3A)的负压面(15)上的喉部位置(P1)至静叶片(3A)的后缘位置(P2)的范围内，形成于在轴向上包含外周面(10)的后缘位置的范围内。

【技术实现步骤摘要】
轴流式汽轮机
本专利技术涉及一种在发电厂的汽轮机、燃气轮机等中使用的轴流式汽轮机。
技术介绍
轴流式汽轮机例如具备：设于外壳的内周侧的环状的隔膜外圈；设于隔膜外圈的内周侧并沿周向排列的多个静叶片；设于多个静叶片的内周侧的隔膜内圈；转子；设于转子的外周侧并位于多个静叶片的下游侧且沿周向排列的多个动叶片；以及设于多个动叶片的外周侧的围板(例如参照专利文献1)。轴流式汽轮机的主流路由形成于隔膜外圈的内周面与隔膜内圈的外周面之间的流路、和形成于围板的内周面与转子的外周面之间的流路构成。流经主流路的工作流体被静叶片增速、转向，之后对动叶片赋予旋转力。在隔膜内圈与转子之间形成有第一空腔。工作流体的一部分从主流路的静叶片的上游侧流入第一空腔，并从第一空腔向主流路的静叶片的下游侧流出。该工作流体未被静叶片增速、转向，因而产生损耗。为了减少该损耗，在第一空腔设有迷宫式密封件。在围板与隔膜外圈(或外壳)之间形成有第二空腔。工作流体的一部分从主流路的动叶片的上游侧流入第二空腔，并从第二空腔向主流路的动叶片的下游侧流出。该工作流体不会对动叶片赋予旋转力，因而产生损耗。为了减少该损耗，在第二空腔设有迷宫式密封件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-008756号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，一般在主流路的静叶片或动叶片的出口侧产生周向的压力分布。详细而言，在比相邻的一个叶片的负压面(背侧面)与另一个叶片的正压面(腹侧面)之间的距离最小的喉部靠下游侧且在周向上从一个叶片的负压面上的喉部位置至一个叶片的后缘位置的范围内，静压较低。因此，在该范围内，产生从空腔朝向主流路的吹出流动。另一方面，在比喉部靠下游侧且在周向上从一个叶片的负压面上的喉部位置至另一个叶片的后缘位置的范围内，静压较高。因此，在该范围内，产生从主流路朝向空腔的泄漏流动。而且，因周向上的流动的差异，干涉损耗(详细而言，在空腔的出口侧是合流损耗，在空腔的入口侧是分流损耗)变大。并且，受到上述的流动的差异的影响，下游侧的叶片的二次流动损耗变大。本专利技术提供一种能够减少周向的压力差来减少损耗的轴流式汽轮机。用于解决课题的方案为了实现上述目的，本专利技术提供一种轴流式汽轮机，具备沿周向排列的多个叶片和连结上述多个叶片的内周侧或外周侧并且具有构成主流路的壁面的周面的部件，上述轴流式汽轮机的特征在于，上述部件的上述周面具有多个凹入部，上述多个凹入部的各凹入部在相邻的一个叶片的负压面与另一个叶片的正压面之间的距离最小的喉部靠下游侧且在周向上从上述一个叶片的负压面上的喉部位置至上述一个叶片的后缘位置的范围内，形成于在轴向上包含上述周面的后缘位置的范围内。专利技术的效果根据本专利技术，能够减少周向的压力差来减少损耗。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的第一实施方式中的汽轮机的部分构造的轴向剖视图。图2是图1中截面II-II的周向剖视图，示出主流路内的流动。图3是表示本专利技术的第一实施方式中的隔膜内圈的外周面的构造的展开图。图4是从图3中箭头IV方向观察的图。图5是表示本专利技术的第一实施方式及比较例中的静叶片表面静压分布的图。图6是表示本专利技术的第二实施方式中的隔膜内圈的外周面的构造的展开图。图7是从图6中箭头VII方向观察的图。符号的说明2—隔膜外圈，3、3A、3B—静叶片，4—隔膜内圈，5—转子，6—动叶片，7—围板，8—主流路，9—隔膜外圈的内周面，10—隔膜内圈的外周面，11—围板的内周面，12—转子的外周面，15—负压面，16—正压面，17—喉部，18—凹入部，19—突起部。具体实施方式以下，参照附图对将本专利技术应用于汽轮机的情况的实施方式进行说明。图1是示意性地表示本专利技术的第一实施方式中的汽轮机的部分构造的轴向剖视图。图2是图1中截面II-II处的周向剖视图，示出主流路内的流动。本实施方式的汽轮机具备：设于外壳1的内周侧的环状的隔膜外圈2；设于该隔膜外圈2的内周侧的多个静叶片3；以及设于上述静叶片3的内周侧的环状的隔膜内圈4。多个静叶片3沿周向以预定间隔排列在隔膜外圈2与隔膜内圈4之间。并且，汽轮机具备：转子5；设于该转子5的外周侧的多个动叶片；以及设于上述动叶片6的外周侧的环状的围板7。多个动叶片6沿周向以预定间隔排列在转子5与围板7之间。汽轮机的主流路8由形成于隔膜外圈2的内周面9与隔膜内圈4的外周面10之间的流路、形成于围板7的内周面11与转子5的外周面12之间的流路构成。即，隔膜外圈2连结多个静叶片3的外周侧并且具有构成主流路8的壁面的内周面9。隔膜内圈4连结多个静叶片3的内周侧并且具有构成主流路8的壁面的外周面10。围板7连结多个动叶片6的外周侧并且具有构成主流路8的壁面的内周面11。转子5连结多个动叶片6的内周侧并且具有构成主流路8的壁面的外周面12。在主流路8配置有多个静叶片3(即、一个静叶片列)，并且在其下游侧(图1中右侧)配置有多个动叶片6(即、一个动叶片列)，上述静叶片3和动叶片6的组合构成一个级。此外，图1中，为便于说明，仅示出第一级动叶片6和第二级静叶片3及动叶片6，但一般而言，为了高效地回收蒸气(工作流体)的内部能量，在轴向上设置三级以上。主流路8内的蒸气如图1中空心箭头所示地流动。而且，由静叶片3将蒸气的内部能量(即压力能等)变换成动能(即速度能)，并由动叶片6将蒸气的动能变换成转子5的旋转能量。并且，在转子5的端部连接发电机(未图示)，由该发电机将转子5的旋转能量变换成电能。使用图2对主流路8内的蒸气的流动(主流)进行说明。蒸气从静叶片3的前缘侧(图2中上侧)以绝对速度矢量C1(详细为几乎不具有周向速度成分的绝对流动)流入。而且，在静叶片3之间通过时被增速、转向而成为绝对速度矢量C2(详细为具有较大的周向速度成分的绝对流动)，并从静叶片3的后缘侧(图2中下侧)流出。从静叶片3流出的蒸气的大部分碰撞到动叶片6而使转子5以速度U旋转。此时，蒸气在通过动叶片6时被减速、转向，从相对速度矢量W2变成相对速度矢量W3。因此，从动叶片6流出的蒸气成为绝对速度矢量C3(详细为几乎不具有周向速度成分的绝对流动)。返回上述的图1，在隔膜内圈4与转子5之间形成有空腔13A。蒸气的一部分从主流路8的静叶片3的上游侧流入空腔13A，并从空腔13A向主流路8的静叶片3的下游侧流出。该蒸气未被静叶片3增速、转向，因而产生损耗。为了减少该损耗，在空腔13A设有迷宫式密封件14A。迷宫式密封件14A例如由设于隔膜内圈4侧的多个翅片和形成于转子5侧的多个突起构成。在围板7与外壳1之间形成有空腔13B。蒸气的一部分从主流路8的动叶片6的上游侧流入空腔13B，并从空腔13B向主流路8的动叶片6的下游侧流出。该蒸气不会对动叶片6赋予旋转力，因而产生损耗。为了减少该损耗，在空腔13B设有迷宫式密封件14B。迷宫式密封件14B例如由设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴流式汽轮机，具备：沿周向排列的多个叶片；和连结上述多个叶片的内周侧或外周侧并且具有构成主流路的壁面的周面的部件，上述轴流式汽轮机的特征在于，/n上述部件的上述周面具有多个凹入部，/n上述多个凹入部的各凹入部在比相邻的一个叶片的负压面与另一个叶片的正压面之间的距离最小的喉部靠下游侧且在周向上从上述一个叶片的负压面上的喉部位置至上述一个叶片的后缘位置的范围内，形成于在轴向上包含上述周面的后缘位置的范围内。/n

【技术特征摘要】
20190228 JP 2019-0359231.一种轴流式汽轮机，具备：沿周向排列的多个叶片；和连结上述多个叶片的内周侧或外周侧并且具有构成主流路的壁面的周面的部件，上述轴流式汽轮机的特征在于，
上述部件的上述周面具有多个凹入部，
上述多个凹入部的各凹入部在比相邻的一个叶片的负压面与另一个叶片的正压面之间的距离最小的喉部靠下游侧且在周向上从上述一个叶片的负压面上的喉部位置至上述一个叶片的后缘位置的范围内，形成于在轴向上包含上述周面的后缘位置的范围内。


2.根据权利要求1所述的轴流式汽轮机，其特征在于，
上述多个凹入部的各凹入部形成于在轴向上不仅包含比上述一个叶片的后缘位置靠下游侧的位置还包含靠上游侧的位置的范围内。


3.根据权利要求1所述的轴流式汽轮机，其特征在于，

【专利技术属性】
技术研发人员：妹尾茂树，门间和弘，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP