[发明专利]蒸汽轮机及用于将长动叶栅保持在其中的中间支撑结构

说明书

技术领域

本发明涉及用于固定蒸汽轮机中的长动叶栅的中间支撑结构。更具体地，本发明涉及用于固定蒸汽轮机低压级中的长动叶栅的中间支撑结构，并且涉及蒸汽轮机。

背景技术

在典型的蒸汽轮机中，动叶栅布置在汽轮机转子外圆周表面周围，并且安置在汽轮机转子的外圆周表面上。静叶栅固定到汽轮机壳体。动叶栅和静叶栅沿汽轮机转子轴向交替布置。一个动叶栅和一个静叶栅(称为“喷嘴”)形成叶栅对，即已知的“级”。所述级沿轴向布置，构成汽轮机。当流体流经每一级的叶片之间的间隙时，蒸汽轮机转子旋转。

因而，蒸汽轮机的动叶片将蒸汽能量转换为机械旋转力，所述机械旋转力被传送到汽轮机转子。处于高温和高压下的蒸汽逐渐膨胀，流经每一级包括动叶片和喷嘴的各级，并且向每一个动叶片施加旋转力。

动叶片安置到汽轮机转子上，并且汽轮机转子以高速旋转。大的离心力和旋转振动不可避免地施加到特别是用于蒸汽轮机低压级中的长动叶片上。另外，由于其显著影响整个汽轮机的效率、汽轮机的输出功率和包括汽轮机的设备的尺寸，因此长动叶栅为非常重要的部件。因此，在蒸汽轮机设计过程中确保长动叶栅具有适当强度很重要。

为了增强长动叶栅，使其足够强来抵抗上述大的离心力和旋转振动，目前已经使用了例如捆绑丝(tie wire)或凸耳(lug)等的中间支撑部件，以将动叶片沿外周方向彼此结合。由此增强动叶栅(参见日本专利申请特开公开号Nos.06-248902和06-010613)。

如图1和2中所示，增强动叶栅强度的传统的中间支撑部件为凸耳3(图2)或凸耳和套管，或捆绑丝(未显示)。中间支撑部件具有圆形或椭圆形横截面。制成这样的形状，中间支撑部件显著地阻挡了经过任两个相邻动叶片1之间间隙的主蒸汽流。因此，如图3和4中所示导致主蒸汽流分离，不可避免地造成流体损失。

发明内容

已经提出本发明来解决上面指出的问题。本发明的目的是提供一种蒸汽轮机，其中，中间支撑结构将动叶片彼此结合，防止主蒸汽流分离，由此减小流体损失，同时保持动叶栅具有大的强度。

根据本发明的一方面，提供一种用于蒸汽轮机的动叶栅，所述动叶栅包括：多个动叶片(1)，沿径向延伸，围绕汽轮机转子外周布置，并且固定到汽轮机转子上；和中间支撑结构(4，6，7)，用于在径向中间位置处将所述叶片彼此固定，其特征在于，所述中间支撑结构具有流线型横截面的形状。

根据本发明的另一方面，提供一种包括至少一个上述动叶栅的蒸汽轮机。

附图说明

本发明的上述和其他特征和优点将从下面其结合附图示出的具体的示例性实施例变得显而易见，附图中：

图1是显示了具有传统凸耳的传统长动叶片的图示；

图2是沿图1中II-II线的剖视图，显示了具有传统凸耳的动叶片；

图3是示出当蒸汽经过传统凸耳时其怎样流动的示意图；

图4是沿图3中IV-IV线的剖视图，图示出当蒸汽经过传统凸耳时其怎样流动；

图5是显示了根据本发明第一实施例的一个长动叶片的图示；

图6是沿图5中VI-VI线的剖视图，显示了具有第一实施例的凸耳的动叶片；

图7是凸耳的沿图6中VII-VII线的剖视图；

图8是示出蒸汽经过根据本发明第一实施例的凸耳时其怎样流动的示意图；

图9是沿图8中IX-IX线的剖视图，图示出蒸汽经过根据本发明第一实施例的凸耳时其怎样流动；

图10是显示了不使用凸耳时、使用传统凸耳时和使用根据本发明第一实施例的凸耳时观察到的压力损失的曲线；

图11是显示了压力损失怎样随凸耳长度变化的曲线；

图12是显示了第一实施例中每一个凸耳的固定方式的概念图；

图13是显示了本发明第一实施例的另一个示例中使用的捆绑丝之一的图示；

图14是显示了本发明第二实施例中使用的一个“凸耳套管”结构的图示；

图15是根据本发明第三实施例的锐角流线型凸耳的剖视图；

图16是根据本发明第三实施例的另一个示例的钝角流线型凸耳的剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图描述根据本发明的用于固定蒸汽轮机中长动叶栅的中间支撑结构的实施例。

(第一实施例)

本发明的第一实施例将参照图5到7进行描述。与上面描述的背景技术的那些等同或类似的部件在这里由相同的附图标记标示。