[發(fā)明專利]靜葉柵、靜葉柵裝配方法以及蒸汽輪機(jī)

有效

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• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103161511A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田島嗣久;村上格;吉川基貴
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡勝利

技術(shù)領(lǐng)域

這里描述的實施例大致涉及靜葉柵，靜葉柵的裝配方法，以及蒸汽輪機(jī)。

背景技術(shù)

在蒸汽輪機(jī)中，具有廣泛應(yīng)用的軸流式蒸汽輪機(jī)，其中多個汽輪機(jī)級設(shè)置在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向方向上，蒸汽在該方向上流動，每個汽輪機(jī)級由靜葉柵和動葉柵構(gòu)成。考慮到提升空間效率，需要這種蒸汽輪機(jī)具有緊湊的結(jié)構(gòu)。

蒸汽輪機(jī)中的動葉柵分別包括在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的周向方向上植設(shè)的多個動葉片。另一方面，對于靜葉柵，其中一些具有在隔板外環(huán)和隔板內(nèi)環(huán)之間在周向方向上設(shè)置的多個靜葉片，另外一些具有在殼體內(nèi)周上在周向方向上設(shè)置的多個靜葉片。

圖22的視圖示出了傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)的包括中心軸線的子午斷面，所述蒸汽輪機(jī)包括隔板外環(huán)312和隔板內(nèi)環(huán)314之間的靜葉柵310。在圖22中，示出了由靜葉柵310和動葉柵320構(gòu)成的單一汽輪機(jī)級。

靜葉柵310形成在隔板外環(huán)312和隔板內(nèi)環(huán)314之間，隔板外環(huán)312具有朝向內(nèi)徑側(cè)開放并且在隔板外環(huán)312的周向方向上繼續(xù)的溝槽311，隔板內(nèi)環(huán)314具有朝向外徑側(cè)開放并且在隔板內(nèi)環(huán)314的周向方向上繼續(xù)的溝槽313。靜葉片315分別在其外周側(cè)上包括用于隔板外環(huán)的植入部316，并且用于隔板外環(huán)的植入部316配合在溝槽311內(nèi)。

靜葉片315分別在其內(nèi)周側(cè)上包括用于隔板內(nèi)環(huán)的植入部317，用于隔板內(nèi)環(huán)的植入部317配合在溝槽313內(nèi)。也就是，靜葉片315不是通過焊接而是通過配合的方式支撐在隔板外環(huán)312和隔板內(nèi)環(huán)314上。此外，在隔板外環(huán)312的外周上，殼體330被提供用于防止高溫、高壓蒸汽泄露到外面。

圖23的視圖示出了傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)的包括中心軸線的子午斷面，所述蒸汽輪機(jī)包括靜葉柵355，每個靜葉柵355具有在殼體350的內(nèi)周上在周向方向上布置的靜葉片。如圖23所示，配合安裝溝槽351被在殼體350的內(nèi)周中整個沿周向方向形成。靜葉片352的安裝部353被嵌合在配合安裝溝槽351內(nèi)，以被固定到殼體350，由此形成靜葉柵355。此外，壓力銷354徑向向內(nèi)壓在靜葉片352上，以將靜葉片352牢固固定至殼體350。

在隔板外環(huán)312和隔板內(nèi)環(huán)314之間包括靜葉柵310的傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)內(nèi)，用于允許熱膨脹的間隙δr被設(shè)置于殼體330和隔板外環(huán)312之間，如圖22所示。也就是，殼體330的內(nèi)徑通過靜葉片315的外徑、隔板外環(huán)312的徑向厚度、間隙δr等確定。

這里，靜葉片315的外徑的尺寸設(shè)定使得根據(jù)蒸汽流速和蒸汽環(huán)境而優(yōu)化性能，并且間隙δr被設(shè)定以允許熱膨脹，但不允許很大的變化。

此外，例如，在溝槽311和用于隔板外環(huán)的植入部316之間，整個沿周向方向形成有些微的縫隙。因此，在具有上半體和下半體二分結(jié)構(gòu)的隔板外環(huán)312的水平端表面（水平結(jié)合表面）上，用于緊固上半體和下半體的緊固螺栓以及用于定位的銷、鍵和類似構(gòu)件需要被提供，以防止蒸汽泄露。然而，減小隔板外環(huán)312的徑向厚度需要減小緊固螺栓、銷、鍵等的尺寸。這導(dǎo)致緊固力和定位不足，導(dǎo)致蒸汽在水平端表面很容易泄露的危險。

如上所述，在隔板外環(huán)和隔板內(nèi)環(huán)之間包括靜葉柵的傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)中，很難實現(xiàn)尺寸的減小。

在包括靜葉柵355的傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)中，其中，靜葉柵分別具有在殼體350的內(nèi)周上在周向方向上設(shè)置的靜葉片，在熱膨脹的時候，靜葉柵355徑向向內(nèi)膨脹，并且汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子356和殼體350徑向向外膨脹，如圖23中的箭頭所述。這時，殼體350的膨脹很小但靜葉柵355和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子356的膨脹很大。因而，靜葉柵355和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子356之間的縫隙變小，這使得它們具有相互接觸造成嚴(yán)重事故的危險。

附圖說明

圖1的視圖示出了第一實施例的蒸汽輪機(jī)的包括汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的中心軸線的子午斷面，其中所述蒸汽輪機(jī)包括靜葉柵。

圖2的視圖示出了第一實施例的靜葉柵的子午斷面。

圖3的透視圖示出了包括在第一實施例的靜葉柵中的靜葉片結(jié)構(gòu)。

圖4的透視圖示出了包括在第一實施例的靜葉柵中的支撐結(jié)構(gòu)的下半體。

圖5的視圖示出了第一實施例中的在支撐結(jié)構(gòu)上包括蒸汽密封結(jié)構(gòu)的靜葉柵的子午斷面。

圖6的透視圖示出了第一實施例的靜葉柵的下半體。

圖7的透視圖示出了第一實施例的靜葉柵。

圖8的視圖示出了，當(dāng)?shù)谝粚嵤├撵o葉柵的下半體安裝在內(nèi)殼體下半體上時，垂直于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向方向的水平端部側(cè)的截面圖的一部分。