[發明專利]蒸汽輪機以及蒸汽輪機的靜翼

有效

• 申請號: 201310321345.2
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103628929A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 中野晉;水見俊介;工藤健;榊原和也;石橋光司;松田政喜
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 呂林紅

技術領域

本發明涉及蒸汽輪機，特別是涉及為了降低由潮濕蒸汽所生成的水滴的碰撞引起的動翼腐蝕，將生成于靜翼面的液膜去除的靜翼構造。

背景技術

通常，在低壓渦輪的最終級組和其1～2級組前面的級組處壓力非常低，因此作為工作流體的蒸汽成為含有液化的微小水滴（水滴核）的潮濕蒸汽狀態。凝結并附著于翼面的水滴核合為一體而在翼面上形成液膜。另外，該液膜被工作流體主流的蒸汽破壞，從翼后緣端再次飛散到蒸汽流中。這些水滴作為遠大于初始產生的水滴核的粗大水滴向下游進行噴霧。雖然該粗大水滴之后在主流蒸汽的作用下稍微實現微細化，但還是保持一定程度的大小并向下流。然后，粗大水滴由于其慣性力而不能像蒸汽那樣沿著流路急劇地轉向，與下游的動翼高速地碰撞，成為侵蝕翼表面的腐蝕的原因，并且作用對抗渦輪翼的旋轉的力，因此構成損失的原因。

針對上述情況，長久以來，為了防止由腐蝕現象造成的浸蝕作用，動翼前緣的前端部被由鎢鉻鈷合金等硬度較高的材料制成的保護件覆蓋。或者，存在如專利文獻1所述的方法：通過對翼的前緣部表面進行各種凹凸加工而形成粗糙面，緩和液滴碰撞時的沖擊力。但是，從其加工性的問題來說，并非一定能夠設置保護件，此外，一般來說僅保護翼面作為腐蝕對策而言還不夠全面，因此，通常還一并采用其它腐蝕對策方法。

一般，為了減少腐蝕的影響，去除液滴自身是最有效的。使用專利文獻2以及專利文獻3所示那樣的方法：為了去除液滴，在中空靜翼與其翼表面之間設置狹縫，對中空靜翼內進行減壓而吸引液膜。多數情況下，這些狹縫被直接加工到具有中空構造的靜翼構造的翼表面上。此外，如專利文獻4所述那樣，也存在將狹縫部作為獨立構件進行加工并安裝于靜翼的方法。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本實開昭61-142102號公報

專利文獻2：日本特開平1-110812號公報

專利文獻3：日本特開平11-336503號公報

專利文獻4：日本特開2007-23895號公報

發明要解決的課題

包含翼后緣的翼的翼尾部成為壁厚較小的尖銳形狀。因此，無論在通過使一片板彎曲且由翼尾部結合而形成靜翼的中空構造或挖空實心件的內部而形成中空部中的哪一種情況下，都不得不在一定程度遠離翼后緣端的位置加工能夠從翼表面到達至翼中空區域的狹縫。

此外，如專利文獻4所述，即使對于將狹縫部作為獨立構件進行加工并安裝于靜翼的方法，為了獲得尖銳的翼尾形狀并且確保將液滴從狹縫導入中空部的路線，必須使狹縫施工位置與上述例子相同地一定程度遠離翼后緣端。

另一方面，為了有效地去除液膜，狹縫位置是重要的因素。在靜翼的下游側蒸汽流速增速，因此集聚在翼面上的水分增加，因此，在狹縫位置是如以往的狹縫加工那樣由翼構造規定的位置的情況下，有可能未在足夠下游區域而是在狹縫下游處水分就再度附著于翼而形成液膜。

另外，在設有狹縫的區域中，蒸汽流速增速，因此也存在液膜被蒸汽流破壞而從翼面飛散的情況。在這種情況下，即使設置狹縫而進行減壓吸引，也不能將脫離翼面的水分去除。

發明內容

因此，本發明的目的在于，在蒸汽輪機中，降低由腐蝕引起的動翼的浸蝕作用，并提高可靠性。

用于解決課題的手段

為了實現上述目的，在本發明中，蒸汽輪機具備渦輪級組，該渦輪級組包括靜翼以及設置在該靜翼的工作流體流動方向下游側的動翼，靜翼通過對金屬板進行塑性加工而形成為中空翼狀，在靜翼的翼尾部處使翼背側的金屬板與翼腹側的金屬板之間隔開間隙地重疊，從而在翼壁面處形成將附著于該翼壁面的液滴向翼內部導向的狹縫。

發明效果

根據本發明，能夠將去除在靜翼的翼壁面上生成的液膜的狹縫設置在靜翼后緣附近，能夠充分地去除液膜，因此能夠降低由腐蝕引起的動翼的浸蝕作用，提高可靠性。

附圖說明

圖1是表示以往的蒸汽輪機的級組與在靜翼面上流動的液膜的樣子的示意圖。

圖2是示意性地表示液滴在翼后緣端處從以往的在蒸汽輪機的靜翼面上擴大的液膜飛散的樣子的翼間流路剖視圖。

圖3是本發明的第一實施例的靜翼的概略立體圖。

圖4是圖3的由雙點劃線表示的位置處的剖視圖。

圖5是將圖4的翼尾部放大了的放大圖。

圖6是表示在翼面上生成的液膜厚度與液膜流量的關系的圖。

圖7是本發明的第二實施例的靜翼的概略立體圖。

圖8是本發明的第三實施例的靜翼的翼剖視圖。