涡轮静叶片及蒸汽涡轮制造技术

该涡轮静叶片具备：静叶片主体，沿与蒸气的流动方向交叉的径向延伸；亲水性区域，形成于静叶片主体的表面，具有比其他部分相对高的亲水性，并且随着趋向流动方向的下游侧而径向尺寸逐渐扩大；及回收部，设置于亲水性区域的下游侧，并回收沿着亲水性区域流动的液膜。并回收沿着亲水性区域流动的液膜。并回收沿着亲水性区域流动的液膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮静叶片及蒸汽涡轮


[0001]本专利技术涉及一种涡轮静叶片及蒸汽涡轮。本申请主张基于2020年8月12申请的日本专利申请2020
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136246号的优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0002]蒸汽涡轮具备：旋转轴，围绕轴线可以旋转；多个涡轮动叶片叶栅，在该旋转轴的外周面上，沿轴线方向隔开间隔地排列；壳体，从外周侧覆盖旋转轴及涡轮动叶片叶栅；及多个涡轮静叶片叶栅，在壳体的内周侧，由内圈和外圈从径向支承。各涡轮动叶片叶栅具有沿旋转轴的周向排列的多个动叶片，各涡轮静叶片叶栅具有沿旋转轴的周向排列的多个静叶片。涡轮动叶片叶栅通过与涡轮静叶片叶栅在轴线方向的下游侧相邻配置而形成一个级。在壳体的上游侧形成有与从外部吸入蒸气的入口配管相连的吸入口，在下游侧形成有排气室。在锅炉中生成的蒸气由几个调节阀来调节压力和温度，由涡轮入口阀调节流量，并向涡轮流入。从入口配管吸入的高温高压蒸气在涡轮静叶片叶栅中被调节流动方向和速度之后，在涡轮动叶片叶栅中转换为旋转轴的旋转力。
[0003]穿过涡轮内部的蒸气随着从上游侧趋向下游侧而失去能量，温度(和压力)降低。尤其，火力发电用蒸汽涡轮通常由高压涡轮、中压涡轮及低压涡轮构成。在从低压涡轮的最下游侧起数两个级(一对涡轮静叶片叶栅与涡轮动叶片叶栅)中成为气液两相流环境。从而，在最下游侧的级中，蒸气的一部分液化而作为微小液滴(水滴)存在于气流中，该水滴的一部分附着于涡轮静叶片的表面。该液滴在涡轮静叶片的表面上从上游侧存在至下游侧，这些液滴通过在叶片表面上聚集而生长并成为液膜。液膜始终暴露于高速蒸气流。若液膜进一步生长而厚度增加，则其一部分被蒸气流撕裂，或者附着于静叶片上的液膜从静叶片后缘向下游飞散，作为粗大液滴向下游侧飞散。飞散的液滴一边由蒸气流逐渐加速，一边向下游侧流动。越是大的液滴，惯性力越大，因此无法顺着蒸气流穿过涡轮动叶片之间，而是与涡轮动叶片碰撞。越趋向前端侧，涡轮动叶片的圆周速度越大，有时超过声速，因此在飞散的液滴与涡轮动叶片碰撞的情况下，在涡轮动叶片的表面可能产生侵蚀(erosion)。并且，也可能因液滴的碰撞而阻碍涡轮动叶片的旋转，并产生制动损失。
[0004]为了防止这种液滴的附着和生长，迄今为止，提出了各种技术。例如，在下述专利文献1中记载的装置中，在涡轮静叶片的表面上形成有用于吸入液膜的抽吸口，并且形成有朝向该抽吸口从涡轮静叶片的前缘侧延伸的亲水性去除面。去除面构成为随着从上游侧趋向下游侧而宽度(径向尺寸)逐渐变窄。换言之，随着宽度变窄而亲水性去除面的面积变小。在液膜沿着该去除面移动之后，能够通过抽吸口将其吸出。
[0005]以往技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利公开2017
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106451号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的技术课题
[0009]然而，如上述专利文献1那样，在去除面的宽度随着趋向下游侧而变窄的情况下，越趋向该去除面的下游侧，液膜越集中在狭窄的区域，导致其厚度增加。并且，在去除面内形成有多个液滴流(液脉)的情况下，这些多个液脉通过随着趋向下游侧而集中而彼此结合，导致液膜的厚度增加。若如此比抽吸口更靠上游侧的液膜的厚度增加，则更容易被蒸气流撕裂，液滴有可能再次飞散到下游侧。并且，若液膜变厚，则难以被抽吸口吸入，未被抽吸口吸入的液膜到达比抽吸口更靠下游侧的静叶片后缘并滞留在静叶片后缘的液膜的厚度增加。其结果，向下游飞散的液滴的直径变大，并且液滴量也可能增加。即，在上述专利文献1所涉及的装置中仍存在改进的余地。
[0010]本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种可以进一步降低液膜的生长以使更有效地容易回收液膜的涡轮静叶片及蒸汽涡轮。
[0011]用于解决技术课题的手段
[0012]为了解决上述课题，本专利技术所涉及的涡轮静叶片具备：叶片主体，沿与蒸气的流动方向交叉的径向延伸；亲水性区域，形成于该叶片主体的表面，具有比其他部分相对高的亲水性，并且随着趋向所述流动方向的下游侧而径向尺寸逐渐扩大；及回收部，设置于该亲水性区域的下游侧，并回收沿着该亲水性区域流动的液膜。
[0013]专利技术效果
[0014]根据本专利技术，能够提供一种可以进一步降低液膜的生长以使可以更有效地容易回收液膜的涡轮静叶片及蒸汽涡轮。
附图说明
[0015]图1是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的蒸汽涡轮的结构的截面示意图。
[0016]图2是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的蒸汽涡轮的主要部分放大截面图。
[0017]图3是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的蒸汽涡轮的变形例的主要部分放大截面图。
[0018]图4是表示本专利技术的第二实施方式所涉及的蒸汽涡轮的主要部分放大截面图。
[0019]图5是表示本专利技术的第三实施方式所涉及的蒸汽涡轮的主要部分放大截面图。
[0020]图6是表示本专利技术的第四实施方式所涉及的蒸汽涡轮的主要部分放大截面图。
具体实施方式
[0021]＜第一实施方式>
[0022](蒸汽涡轮的结构)
[0023]以下，参考图1和图2，对本专利技术的第一实施方式所涉及的蒸汽涡轮1(尤其，低压蒸汽涡轮)及静叶片10(涡轮静叶片)进行说明。如图1所示，蒸汽涡轮1具备转子2和壳体3。
[0024]转子2具有沿轴线Ac延伸的圆形截面的旋转轴6、以及设置于该旋转轴6的外周面上的多个动叶片叶栅7。旋转轴6围绕轴线Ac可以旋转。多个动叶片叶栅7沿轴线Ac方向隔开间隔地排列。各动叶片叶栅7具有沿轴线Ac的周向排列的多个动叶片8。动叶片8从旋转轴6的外周面朝向径向外侧延伸。关于动叶片8的详细结构，在后面进行叙述。
[0025]壳体3具有从外周侧覆盖上述转子2的壳体主体3H、以及由设置在该壳体主体3H的内周侧的外圈21(后述)和内圈23(后述)从外周侧和内周侧支承的多个静叶片叶栅9。壳体主体3H呈以轴线Ac为中心的筒状。多个静叶片叶栅9沿轴线Ac方向隔开间隔地排列。蒸汽涡轮1具备与静叶片叶栅9相同数量的动叶片叶栅7，一个动叶片叶栅7位于在轴线Ac方向上相邻的一对静叶片叶栅9彼此之间。即，动叶片叶栅7和静叶片叶栅9在轴线Ac方向上交替排列。一个静叶片叶栅9和一个动叶片叶栅7形成一个“级”。各静叶片叶栅9具有沿轴线Ac的周向排列的多个静叶片10。静叶片10朝向相对于轴线Ac的径向延伸。
[0026]在壳体主体3H中的轴线Ac方向的一侧形成有蒸气流路11，该蒸气流路11用于将从入口配管导入的高温高压的蒸气吸入到壳体主体3H的级内。在壳体主体3H中的轴线Ac方向的另一侧设置承担蒸气的压力恢复的排气室12。
[0027]流入到蒸气流路11的蒸气在流过壳体主体3H内的级之后，穿过排气室12并输送到冷凝器(未图示)。在以下说明中，从排气室12观察时，将蒸气流路11所在位置的一侧称为蒸气的流动方向中的上游侧。从蒸气流路11观察时，将排气室12所在位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮静叶片，其具备：静叶片主体，沿与蒸气的流动方向交叉的径向延伸；亲水性区域，形成于该静叶片主体的表面，具有比其他部分相对高的亲水性，并且随着趋向所述流动方向的下游侧而径向尺寸逐渐扩大；及回收部，设置于该亲水性区域的下游侧，并回收沿着该亲水性区域流动的液膜。2.根据权利要求1所述的涡轮静叶片，其具有沿所述径向排列的多个所述亲水性区域。3.根据权利要求1或2所述的涡轮静叶片，其中，所述亲水性区域从所述静叶片主体的前缘延伸至所述回收部。4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮静叶片，其还具有分离带，所述分离带通过从所述亲水性区域中的比前缘侧更靠下游侧的位置朝向下游侧延伸，将该亲水性区域区划为多个。5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮静叶片，其中，所述回收部是狭缝，该狭缝形成于所述静叶片主体的后缘侧，并沿着该后缘延伸且与该静叶片主体的内部连通。6.根据权利要求5所述的涡轮静叶片，其具有沿所述径向排列的多个所述亲水性区域，在所述狭缝的上游侧的端缘上，所述多个亲水性区域彼此连续。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：段冲非，水见俊介，田畑创一朗，石桥光司，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：