[發明專利]軸流式渦輪機的噴嘴箱以及軸流式渦輪機

有效

• 申請號: 201010133079.7
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN101832155A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 巖井保憲;大石勉;新關良樹;川端太郎
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強

相關申請的交叉引用

本申請基于并且要求來自2009年3月13日遞交的現有日本專利申請No.2009-062048的優先權權益，其全文以引用的方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及構成將工作流體導向軸流式渦輪機的第一級噴嘴的工作流體通道的噴嘴箱，并且涉及包括所述噴嘴箱的軸流式渦輪機。

背景技術

軸流式旋轉機械，例如用于熱電站等中的蒸汽渦輪，包括葉柵，所述葉柵由多級噴嘴和轉子葉片的組合組成，所述噴嘴的用于工作流體通過的通道是靜止的，所述轉子葉片旋轉。蒸汽渦輪根據作為工作流體的蒸汽的條件通常分為高壓部分、中壓部分和低壓部分。為了提高在每一個葉柵部分中的工作流體的工作效率，葉柵之間的通道必須以允許工作流體平滑流動的形狀設計。

傳統地，在發電機中，為了實現能源的有效使用和CO₂排放的減少，發電機的效率提高已經成為重要任務。提高蒸汽渦輪效率的措施的示例是將給定能量有效地轉變為機器功。這樣的一個措施是降低各種內部損失。

蒸汽渦輪的蒸汽渦輪葉柵中的內部損失包括可歸因于葉片形狀的葉型損失、歸因于二次流的二次損失、歸因于工作流泄漏到葉柵外部的泄露損失和歸因于排出的水分損失，水分損失只在末級葉片組存在。內部損失還包括蒸汽閥、將蒸汽引導到某葉柵的通道部分和從某葉柵直到下一個葉柵的通道部分中的損失，低壓末級中的排氣損失等。

例如，JP-A?2008-38741(KOKAI)公開了一種用于將工作流體均勻地引導到葉柵來降低連接某個葉柵和另一葉柵的通道部分中的壓力損失的技術。根據該技術，為了均勻地將工作流體引導到軸流式渦輪機的葉柵，工作流體通過的通道部分的寬度朝向下游側單調地增大。

這里將描述傳統噴嘴箱300的結構，該噴嘴箱300為軸流式渦輪機的工作流體(例如蒸汽)入口。圖9是顯示了傳統噴嘴箱300的局部的立體視圖。圖10是以其從第一級噴嘴303側看的垂直于渦輪轉子的橫截面顯示的傳統的噴嘴箱300的視圖。圖11是顯示沿通道中心線截取的傳統噴嘴箱300的橫截面的視圖。貫穿地設置在噴嘴箱300中心的渦輪轉子的圖示在這里省略。

例如，如圖9中所示，噴嘴箱300為形成蒸汽通道的結構，引導到導入管302中的蒸汽通過所述蒸汽通道被引導到第一級噴嘴303中。

如圖10中所示，噴嘴箱300分為上和下兩個空間，并且將來自鍋爐(未顯示)的蒸汽301通過兩個導入管302引導到每一個空間中。

如圖10中所示，將引導到由圓柱狀管制成的導入管302中的蒸汽301通過環形通道304引導到第一級噴嘴303。在第一級噴嘴303的下游側，通道部分的整個外周相連，并且將已經經過第一級噴嘴303的蒸汽301引導到第一級轉子葉片(未顯示)。

這里，圖10中所示的Sa-1到Sn-1的每一個為沿第一方向的蒸汽通道寬度，第一方向與在由噴嘴箱300形成的蒸汽通道的預定位置處的通道中心線305相交。圖11中所示的Sa-2到Sn-2的每一個為沿第二方向的蒸汽通道寬度，第二方向與通道中心線305相交并且垂直于第一方向。沿第一方向的蒸汽通道寬度和沿第二方向的蒸汽通道寬度存在于與蒸汽通道的通道中心線305垂直相交的相同的通道橫截面上。而且，當沿第一方向的蒸汽通道寬度和沿第二方向的蒸汽通道寬度彼此不同時，沿第一方向的蒸汽通道寬度為通道橫截面上沿縱向方向的蒸汽通道寬度。即，沿第一方向的蒸汽通道寬度為該通道橫截面上最大的通道寬度。

例如，如圖9中所示，在噴嘴箱300的入口部分處，蒸汽通道的橫截面形狀為圓形。因此，沿第一方向的蒸汽通道寬度和沿第二方向的蒸汽通道寬度彼此相等。這里，沿某個方向的蒸汽通道寬度設置為Sa-1，其對應于在蒸汽通道的橫截面形狀為圓形的并且因而沿第一方向的蒸汽通道寬度和沿第二方向的蒸汽通道寬度彼此不同的橫截面下游側的通道橫截面的縱向方向的蒸汽通道寬度。而且，沿在噴嘴箱300的出口處、即在第一級噴嘴303的入口處與通道中心線305相交的第一方向的蒸汽通道寬度顯示為Sn-1，并且沿與通道中心線305相交并且垂直于該第一方向的第二方向的蒸汽通道寬度顯示為Sn-2。