一种轴流式涡轮，具备：涡轮喷嘴，其沿着在隔膜外轮和隔膜内轮之间形成的环状流路的圆周方向被列状地配置，并沿旋转中心轴方向配置在每个涡轮级上；涡轮动叶片，其在沿着由上述隔膜内轮形成的筒状流路的上述旋转中心轴方向设置的涡轮转子的转子盘上，沿上述圆周方向列状地植设，沿着上述旋转中心轴方向在各个上述涡轮喷嘴的下游侧在上述每个涡轮级设置；隔热板，其被设置为在与沿着上述旋转中心轴方向相邻的两个上述转子盘间的上述涡轮转子外表面之间具有空间部；第1连通孔，其形成于上述涡轮转子内，流入冷却剂，并与上述空间部连接；第1开口部，其形成于相邻的两个上述转子盘中的至少一个上，以与上述空间部连接；第2连通孔，其经由上述第1开口部和上述空间部连接，将上述转子盘中的上述涡轮动叶片的植入部连通；第3连通孔，其与上述第2连通孔连接，沿着上述涡轮动叶片的有效长度部连通；与上述第3连通孔连接，在上述涡轮动叶片的侧面开口的第2开口部，和与上述第3连通孔连接，或者在上述涡轮动叶片的外周端面开口的第3开口部。
【技术实现步骤摘要】
轴流式涡轮和发电设备
本专利技术的实施方式涉及轴流式润轮(turbine)和发电设备/发电厂(electricalgenerating plant)。本申请基于2012年7月20日在日本提出的专利申请2012-161734号要求优先权，将其内容援引于本申请中。
技术介绍
近年来，迫切希望抑制地球温室化，其中，希望通过在发电设备中改善发电效率来减少发电用的燃料消耗，抑制C02、SOx, NOx等的产生量。在使用蒸汽涡轮或燃气涡轮等的火力发电设备/火力发电厂中，作为高效率化的有效方法，采用使涡轮的入口温度上升的方法。另一方面，涡轮具备静止部件和转子、动叶片等的旋转部件，为了在静止部件和旋转部件之间避免接触，设置间隙是必不可少的。因此，涡轮叶片列以外的间隙中必定会有工作流体泄漏，金属表面被暴露在工作流体的温度下。因此，在高温工作流体的情况下，可能会出现不能满足耐热合金中所要求的强度特性的情况。因此，曾提出了根据需要部分地进行冷却的结构。例如，以下记载的专利文献I中，曾提出了下述结构:将在涡轮级的中途的下游结束工作、温度降低了的工作流体的一部分导向上游级的涡轮转子的外表面或动叶片前端的外周壁进行冷却，并将冷却了的工作流体从压盖(gland)排出。在该结构中，虽然认为在主流的温度成为600°C左右的蒸汽涡轮中没有障碍，但在燃气涡轮等主流的气体温度超过1000°C的情况下，即使在涡轮级下游也成为高温因此不能得到充分的冷却。另外，由于从中途级抽取工作流体用于冷却并向压盖排出，因此在不能作为动力回收的状态下排出，效率不得不降低。另外，例如在专利文献2中，具有通路部的王流接触的外面、和在保持有叶片的外面上被作出的空间，并且在动叶片的植入部具备导通部。根据该结构，动叶片的上游和下游的空间连通，使冷却介质通过来进行冷却。在这样连通的结构中，明确的是，越向冷却空间的下游冷却介质的温度就越上升，冷却效率下降。认为在主流的工作流体的温度不高的情况下，由于冷却介质的温度上升较少，因此没有特别的障碍。但是，在高温的工作流体中进行充分的冷却较困难。这样，在主流的工作流体的温度变为高温的情况下，现有技术难以得到充分的冷却效果。因此，通过增多冷却介质的量来进行冷却。但是，较多地使用冷却介质，会招致设备整体的效率降低，高温化成为了使发电效率提高的阻碍。
技术实现思路
本专利技术的一方式涉及的轴流式涡轮，具备:涡轮喷嘴，其沿着在隔膜(导流板，diaphragm)外环和隔膜内环之间形成的环状流路的圆周方向被列状地配置，并沿旋转中心轴方向在每个涡轮级上配置；涡轮动叶片，其在沿着由上述隔膜内环形成的筒状流路的上述旋转中心轴方向设置的涡轮转子的转子盘上，沿上述圆周方向被列状地植设，沿着上述旋转中心轴方向在各个上述涡轮喷嘴的下游侧在每个上述涡轮级配置；隔热板，其被设置为在与沿着上述旋转中心轴方向相邻的两个上述转子盘间的上述涡轮转子的外表面之间具有空间部；第I连通(贯通)孔，其形成于上述涡轮转子内，流入冷却介质，并与上述空间部连接；第I开口部，其形成于相邻的两个上述转子盘中的至少一个上，以与上述空间部连接；第2连通孔，其经由上述第I开口部与上述空间部连接，将上述转子盘中的上述涡轮动叶片的植入部连通；第3连通孔，其与上述第2连通孔连接，沿着上述涡轮动叶片的有效长度部连通；和与上述第3连通孔连接，在上述涡轮动叶片的侧面开口的第2开口部，或者与上述第3连通孔连接，在上述涡轮动叶片的外周端面开口的第3开口部。【附图说明】图1是表示本专利技术的实施方式I的轴流式涡轮的涡轮级的概略构成的纵截面图。图2是将相同实施方式I的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。图3是将本专利技术的实施方式2的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。图4是将本专利技术的实施方式3的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。图5是将本专利技术的实施方式4的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。图6是将本专利技术的实施方式5的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。图7是将本专利技术的实施方式6的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。图8是将本专利技术的实施方式7的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。图9是表示以CO2为工作流体的CO2涡轮的主要构成的纵截面图。图10是表示可应用上述实施方式I?7的轴流式涡轮的以CO2为工作流体的火力发电设备的构成的系统图。图11是将上述实施方式I和2的变形例的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。【具体实施方式】以下，对于本专利技术的实施方式的轴流式涡轮，参照附图进行说明。(I)实施方式I将本专利技术的实施方式I的轴流式涡轮中的涡轮级的概略构成示于图1。沿在隔膜外环17和隔膜内环16之间形成的环状流路的圆周方向，多枚涡轮喷嘴I列状地配置，并且沿着旋转中心轴以多级进行配置。在隔膜内环16和转子13之间，为了减少工作流体的泄漏，沿圆周方向安装有迷宫式密封件18。在这样形成的各涡轮喷嘴I的各自的下游侧，与各涡轮喷嘴I相对地在每一级配置有涡轮动叶片5。该涡轮动叶片5，沿设置有涡轮动叶片5的植入部23的转子盘21的外周的圆周方向以一定间隔列状地植设，通过从工作流体得到转动能从而获取输出功率。在涡轮动叶片5的前端设有抑制振动用的减振器20，在减振器20和隔膜外环17之间，为了减少工作流体的泄漏沿圆周方向安装有密封鳍(seal fin)4。沿着旋转中心轴，图中从左向右分别按顺序配置有第I级涡轮喷嘴、第I级涡轮动叶片、第2级涡轮喷嘴、第2级涡轮动叶片。在图1中，将沿着第I级涡轮动叶片5的半径方向的截面结构、以及与第2级涡轮喷嘴I的隔膜内环16相对的第I级涡轮动叶片5和第2级涡轮动叶片5之间的部分的用虚线围成的部分201放大地示于图2。本实施方式I中，在第I级涡轮动叶片5和第2级涡轮动叶片5之间，以在与涡轮转子13外表面之间形成空间部9的方式，遍及全周地设置有隔热板3。该隔热板3，将从主流泄漏的高温的泄漏流体22从涡轮转子13上隔离，以使得涡轮转子13的外表面不被加热。该隔热板3，在沿着旋转中心轴方向相邻的两个转子盘21上，沿着旋转中心轴方向的两端部连接地设置。在涡轮转子13的内部，形成有从外部供给冷却介质的连通孔2。连通孔2与形成于隔热板3和涡轮转子13的外表面之间的空间部9连接。另外，空间部9与转子盘21的开口部6连接，还与通过涡轮动叶片5的植入部23，遍及涡轮动叶片5内的有效长度部而形成的连通孔7连接。连通孔7与在涡轮动叶片5的侧面开口的开口部7a连接，或者连通孔7与在涡轮动叶片5的外周端面的减振器20上开口的开口部7b连接。冷却介质通过涡轮转子13的连通孔2，并依次通过空间部9、转子盘21的开口部6、涡轮动叶片5内的连通孔7。最终从连通孔7通过开口部7a或者开口部7b向主流流出。因此,需要使冷却介质的流体压力高于主流的流体压力。从外部供给的冷却介质在隔热板3和涡轮转子13的外表面的空间部9中通过，由此涡轮转子13的外表面被冷却保护。并且，冷却介质通过涡轮动叶片5的植入部23、并遍及有效长度地通过涡轮动叶片5内部的连通孔7，由此该部分也被冷却保护。并且，最终地，通过使温度上升了的冷却介质向主流流入，能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轴流式涡轮，具备：涡轮喷嘴，其沿着在隔膜外环和隔膜内环之间形成的环状流路的圆周方向被列状地配置，并沿旋转中心轴方向在每个涡轮级上配置；涡轮动叶片，其在沿着由所述隔膜内环形成的筒状流路的所述旋转中心轴方向设置的涡轮转子的转子盘上，沿所述圆周方向被列状地植设，沿着所述旋转中心轴方向在各个所述涡轮喷嘴的下游侧在每个所述涡轮级配置；隔热板，其被设置为在与沿着所述旋转中心轴方向相邻的两个所述转子盘间的所述涡轮转子的外表面之间具有空间部；第1连通孔，其形成于所述涡轮转子内，流入冷却介质，并与所述空间部连接；第1开口部，其形成于相邻的两个所述转子盘中的至少一个上，以与所述空间部连接；第2连通孔，其经由所述第1开口部与所述空间部连接，将所述转子盘中的所述涡轮动叶片的植入部连通；第3连通孔，其与所述第2连通孔连接，沿着所述涡轮动叶片的有效长度部连通；和与所述第3连通孔连接，在所述涡轮动叶片的侧面开口的第2开口部，和与所述第3连通孔连接，或者在所述涡轮动叶片的外周端面开口的第3开口部。
【技术特征摘要】
2012.07.20 JP 161734/20121.一种轴流式涡轮，具备: 涡轮喷嘴，其沿着在隔膜外环和隔膜内环之间形成的环状流路的圆周方向被列状地配置，并沿旋转中心轴方向在每个涡轮级上配置； 涡轮动叶片，其在沿着由所述隔膜内环形成的筒状流路的所述旋转中心轴方向设置的涡轮转子的转子盘上，沿所述圆周方向被列状地植设，沿着所述旋转中心轴方向在各个所述涡轮喷嘴的下游侧在每个所述涡轮级配置； 隔热板，其被设置为在与沿着所述旋转中心轴方向相邻的两个所述转子盘间的所述涡轮转子的外表面之间具有空间部； 第I连通孔，其形成于所述涡轮转子内，流入冷却介质，并与所述空间部连接； 第I开口部，其形成于相邻的两个所述转子盘中的至少一个上，以与所述空间部连接；第2连通孔，其经由所述第I开口部与所述空间部连接，将所述转子盘中的所述涡轮动叶片的植入部连通； 第3连通孔，其与所述第2连通孔连接，沿着所述涡轮动叶片的有效长度部连通；和与所述第3连通孔连接，在所述涡轮动叶片的侧面开口的第2开口部，和与所述第3连通孔连接，或者在所述涡轮动叶片的外周端面开口的第3开口部。2.根据权利要求1所述的轴流式涡轮，所述隔热板的沿着所述旋转中心轴方向的两端部，与沿着所述旋转中心轴方向相邻的两个所述转子盘连接。3.根据权利要求1所述的轴流式涡轮，所述第I连通孔的相对于所述空间部的出口，位于沿着所述旋转中心轴方向相邻的所述转子盘间的中心的下游侧， 所述第I开口部，形成于相邻的两个所述转子盘中上游侧的所述转子盘上，所述第I开口部，位于所述第I连通孔的出口的上游侧。4.根据权利要求1所述的轴流式涡轮，所述隔热板，被设置为:在至少以第2级所述涡轮喷嘴为间隔相邻的两个所述转子盘间的所述涡轮转子外表面具有所述空间部， 所述第3连通孔，至少形成于第I级所述涡轮动叶片上。5.根据权利要求1所述的轴流式涡轮，还具备形成于所述涡轮转子内，将所述第I连通孔和所述第2连通孔直接连接的第4连通孔， 所述第I连通孔的相对于所述空间部的出口，位于沿着所述旋转中心轴方向相邻的所述转子盘间的中心的上游侧， 所述第I开口部，形成于相邻的两个所述转子盘中下游侧的...
【专利技术属性】
技术研发人员：小野田昭博，见村勇树，佃知彦，佐藤岩太郎，鹤田和孝，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：
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