[发明专利]轴流涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及用于发电设备的蒸汽涡轮机、燃气轮机等的轴流涡轮机。

背景技术

近年来，为了提高发电设备的发电效率，强烈要求进一步提高涡轮机性能。涡轮机性能存在涡轮机的级损失、排气损失、机械损失等，在这些当中，减少级损失是最有效的。

级损失包括多种，大致分为：

（1）以叶片形状本身为起因的叶片式损失；

（2）以不沿主流的流动为起因的二次流动损失；

（3）由于动作流体（蒸汽、气体等）向主流道以外泄漏而产生的泄漏损失等。

上述泄漏损失包括：

（a）动作流体的一部分（泄漏流体）在主流道以外的间隙流道（分支流道）中流动，无法有效利用泄漏流体具有的能量，从而产生的分支损失；

（b）在泄漏流体从间隙流道流入主流道时产生的混合损失；

（c）流入主流道的泄漏流体与下游侧的叶片列干涉而产生的干涉损失。

并且，近年来，不仅上述分支损失，减少上述混合损失、上述干涉损失也成为重要的课题。即，不仅只减少从主流道向间隙流道的泄漏流体的流量（泄漏量），如何没有损失地使泄漏流体从间隙流道返回主流道也成为重要的课题。

因此，为了解决这种课题，提出了下述方案：在间隙流道的下游侧设置多个引导板，以利用这些引导板使泄漏流体的流动方向与主流方向一致的方式使泄漏流体的流动方向转向（例如参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2011-106474号公报

但是，上述现有技术具有以下的改进余地。即，在专利文献1记载的现有技术中，为了使泄漏流体的流动方向转向，使泄漏流体只在引导板之间通过。因此，如果增加引导板的数量，缩小引导板的间隔，则无法充分发挥使泄漏流体的流动方向转向的效果，有可能无法充分地得到混合损失的降低效果。并且，当增加引导板的数量而缩小引导板的间隔时，接触面积增大而使摩擦损失增加，存在抵消混合损失的降低效果的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供能够提高混合损失的降低效果的轴流涡轮机。

为了实现上述目的，本发明具有：多个静叶片，其设在静止体的内周侧，沿圆周方向排列；多个动叶片，其设在旋转体的外周侧，沿圆周方向排列；主流道，其配置有上述多个静叶片，并且在多个静叶片的下游侧配置上述多个动叶片，供动作流体流通；护罩，其设在上述多个动叶片的外周侧；环状的槽部，其形成在上述静止体上，收纳上述护罩；间隙流道，其形成在上述槽部与上述护罩之间，动作流体的一部分从上述主流道的上述静叶片的下游侧流入，并流出到上述主流道的上述动叶片的下游侧；多级密封片，其设在上述间隙流道中；循环流生成室，其形成在上述间隙流道的下游侧；以及多个遮蔽板，其以位于上述循环流生成室内的方式固定在上述静止体上，并沿上述旋转体的轴向及径向延伸。

在本发明中，动作流体的一部分（泄漏流体）从主流道的静叶片的下游侧（换言之，动叶片的上游侧）流入间隙流道，泄漏流体经过间隙流道流出到主流道的动叶片的下游侧。此时，从主流道的静叶片的下游侧流入间隙流道的泄漏流体是具有较大的圆周方向速度成分的流体，但是其一部分流入循环流生成室并与遮蔽板碰撞，由此能够生成抑制圆周方向速度成分的循环流。并且，通过这样生成的循环流的干涉，相对于从间隙流道向主流道的动叶片的下游侧流出的泄漏流体的流动，能够有效减少圆周方向速度成分。因此，能够使泄漏流体的流动方向与通过了动叶片的动作流体（主流流体）的流动方向一致，从而能够提高混合损失的降低效果。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够提高混合损失的降低效果。

附图说明

图1是示意地表示本发明的第一实施方式的蒸汽涡轮机的局部结构的转子轴向的剖视图。

图2是图1中II部的局部放大剖视图，表示本发明的第一实施方式的间隙流道的详细结构。

图3是图1中截面III-III的转子圆周方向的剖视图，表示主流道内的气流。

图4是图1中截面IV-IV的转子圆周方向的剖视图，与主流炉内的气流一起表示间隙流道内的气流。

图5是分别表示本发明的第一实施方式及现有技术的动叶片流出角的分布的图。

图6是分别表示本发明的第一实施方式及现有技术的动叶片损失系数的分布的图。

图7是表示本发明的一个变形例的间隙流道的详细结构的局部放大剖视图。

图8是表示本发明的另一变形例的间隙流道的详细结构的局部放大剖视图。