本發明專利技術的目的在于通過靜葉片的簡單加工，提高形成于靜葉片葉片面的水膜流的除去效率，并且通過抑制蒸氣流的泄漏損失，抑制渦輪效率的下降，具備形成在靜葉片(12)的內部的中空部(12a)和在靜葉片葉片面開口、與中空部(12a)連通且沿著靜葉片(12)的葉片高度方向(b)延伸的狹縫孔(22)，狹縫孔(22)由刻設于靜葉片葉片面且長邊沿著葉片高度方向(b)延伸并且具有平坦的底面(24a)的凹部(24)和貫通于凹部(24)的底面(24a)和中空部(12a)的一個以上的貫通孔(26)形成，在底面(24a)開口的貫通孔(26)的入口開口(c)的區域在將狹縫孔(22)的截面向葉片高度方向投影的投影面上占據凹部(24)的投影寬度的一部分。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】蒸氣渦輪的水分除去裝置及狹縫孔的形成方法
本專利技術涉及能夠將蒸氣渦輪的濕潤蒸氣流中包含的水分高效率地除去的水分除去裝置、及在靜葉片葉片面上形成用于將附著于靜葉片葉片面的水分取入的狹縫孔的方法。
技術介紹
在蒸氣渦輪的最終級附近，蒸氣流的濕潤度成為8％以上。由于從該濕潤蒸氣流產生的水滴而產生濕潤損失，渦輪效率下降。而且，從該濕潤蒸氣產生的水滴與以高速旋轉的動葉片碰撞而引起浸蝕現象。在濕潤蒸氣流中包含的水滴附著于靜葉片表面而形成水膜。該水膜由濕潤蒸氣流施力，成為水膜流而向靜葉片后緣側流動。并且，在靜葉片后緣撕碎，在靜葉片的下游側形成粗大水滴。該粗大水滴成為引起動葉片的腐蝕的較大的原因之一。圖16示出蒸氣渦輪中的蒸氣流的流動部位。靜葉片100連接在設于轉子軸(圖示省略)側的隔膜104與設于尖端側的支承環106之間。濕潤蒸氣流s中包含的微小水滴dw較多地附著于靜葉片100的表面、尤其是與靜葉片背面bs相比面向濕潤蒸氣s的靜葉片腹面fs，在靜葉片葉片面處集聚而形成朝向靜葉片后緣側的水膜流sw。靜葉片葉片面的水膜流sw從靜葉片前緣fe側向靜葉片后緣re側流動，在靜葉片后緣re處撕碎而成為粗大水滴cw，粗大水滴cw與下游側的動葉片發生碰撞而浸蝕動葉片表面。圖17示出靜葉片出口部的濕潤蒸氣流s的速度三角形。與靜葉片出口部的濕潤蒸氣流s的絕對速度Vs相比，粗大水滴cw的絕對速度Vcw減小。因此，在考慮了動葉片102的周速U的相對速度場中，與濕潤蒸氣流s的相對速度Ws相比，粗大水滴cw的相對速度Wcw增大，入射角減小而以高速與動葉片102的葉片面碰撞。由此，在動葉片102的尤其是周速大的葉片前端部附近容易受到粗大水滴cw產生的浸蝕。而且，由于粗大水滴cw的碰撞而動葉片102的制動損失增加。因此，為了除去附著于靜葉片表面的水滴，以往進行了形成在靜葉片表面開口的狹縫孔，將附著于靜葉片表面的水滴從該狹縫孔取入，并從蒸氣流的流動部位中除去的方法。專利文獻1及2公開了形成有上述狹縫孔的靜葉片的結構。圖18～圖21示出形成有上述狹縫孔的靜葉片的例子。在圖18中，靜葉片100的軸向兩端連接在設于轉子軸108側且與轉子軸108分體的隔膜104和尖端側的支承環106上。動葉片102經由輪盤轉子110而與轉子軸108一體形成。在靜葉片腹面fs沿靜葉片100的軸向形成有多個狹縫孔112，在靜葉片背面bs沿靜葉片100的軸向形成有多個狹縫孔114。在支承環106的內部形成有中空部106a。如圖19及圖20所示，在靜葉片100的內部形成有中空部100a。中空部100a經由形成于支承環106的孔106b而與中空部106a連通。中空部100a經由孔106c而與低壓區域連通。附著于靜葉片表面且朝向后緣流動的水膜流sw從狹縫孔112及114向中空部100a取入。在支承環106的后端也形成有狹縫槽116，狹縫槽116與低壓區域連通。所述低壓區域相對于蒸氣流的流動部位，只要存在從狹縫孔112及114吸入水膜流sw并能夠將吸入的水分向中空部106a排出的差壓即可。圖20示出形成有在靜葉片腹面開口的狹縫孔112的以往的例子。形成于靜葉片腹面fs的水膜流sw越從靜葉片前緣fe向靜葉片后緣re行進，越聚集水滴而集聚量越增大。因此，在靜葉片腹面fs形成狹縫孔的情況下，為了增多水分除去量，在能夠與中空部100a連通的范圍內，盡可能地形成在靜葉片后緣側。而且，如圖21所示，以往，形成于靜葉片腹面fs的狹縫孔112的靜葉片后緣側壁面112a及靜葉片前緣側壁面112b如專利文獻1公開那樣，靜葉片腹面fs相對于前緣側基準面的傾斜角度A形成得大于90°。其理由是，與狹縫孔112的狹縫寬度h相比，稍擴寬狹縫孔112的入口開口e及出口開口f的寬度，并且通過使狹縫孔112朝向濕潤蒸氣流s的流動方向，而濕潤蒸氣流s容易進入狹縫孔。由此，將濕潤蒸氣流s向狹縫孔112積極地取入，伴隨著濕潤蒸氣流s而將水膜流sw向狹縫孔112取入。【在先技術文獻】【專利文獻】【專利文獻1】日本特開平64-080705號公報【專利文獻2】日本特開平09-025803號公報
技術實現思路
【專利技術要解決的課題】在圖21所示的以往的狹縫孔112中，將大量的蒸氣與水分一起取入，因此，蒸氣流的泄漏損失增加，存在渦輪效率下降這樣的問題。本專利技術鑒于上述的問題點而作出，其目的在于通過靜葉片的簡單的加工，提高形成在靜葉片葉片面上的水膜流的除去效率，并抑制蒸氣流的泄漏損失，由此能夠抑制渦輪效率的下降。【用于解決課題的方案】為了實現所述目的，本專利技術的蒸氣渦輪的水分除去裝置具備：水分除去流路，形成在靜葉片的內部；及狹縫孔，在靜葉片葉片面開口，與水分除去流路連通，且沿著與蒸氣流交叉的方向延伸。并且，所述狹縫孔包括：相對于靜葉片葉片面具有高低差的凹部；及與該凹部的底面和水分除去流路連通的一個以上的貫通孔。此外，在將狹縫孔的截面向靜葉片高度方向投影后的投影面上，在凹部的底面開口的貫通孔的入口開口的區域占據凹部的投影寬度的一部分。在本專利技術中，形成所述凹部而擴寬狹縫孔的入口開口(水分采取面積)，由此能夠提高水分除去效率。另一方面，縮小與水分除去流路連通的貫通孔的截面積，由此能抑制作為能量存在利用價值的蒸氣流的泄漏，并能夠除去水分。而且，在將狹縫孔的截面向靜葉片高度方向投影后的投影面上，向凹部的底面開口的貫通孔的入口開口的區域占據凹部的投影寬度的一部分，由此在貫通孔的周圍能夠形成相對于靜葉片葉片面具有高低差的凹部底面。從靜葉片葉片面將水膜流先取入該凹部底面，之后，使水膜流流入貫通孔，由此能夠提高從蒸氣流的水分的分離效果。貫通孔的形狀可以采用各種形狀。例如，貫通孔的軸向可以與凹部的底面垂直，或者可以與凹部的底面傾斜，根據設計條件能夠適當地設定。而且，貫通孔的截面形狀可以是例如圓形或方形，或者可以將貫通孔呈狹縫狀地形成得細長。例如，若將入口開口側區域形成為倒梯形形狀的截面，則容易取入水分。作為本專利技術的一方案，可以將狹縫孔的貫通孔形成在靜葉片葉片面的尖端側區域。在蒸氣流動部位中，靜葉片的輪轂側區域比尖端側區域的壓力高。因此，若在葉片高度方向整個區域形成狹縫孔，則從形成于輪轂側區域的貫通孔流入水分除去流路的蒸氣形成從形成于尖端側區域的貫通孔向蒸氣流動部位逆流的循環流，水分除去效率可能會下降。因此，通過將貫通孔形成于尖端側區域，能夠消除上述循環流的形成。作為本專利技術的一方案，可以是，使狹縫孔在靜葉片葉片面開口，并使貫通孔的入口開口向與水分除去流路的后緣側端部對應的靜葉片葉片面側開口，并使狹縫孔的出口開口與狹縫孔的后緣側端部連通。形成于靜葉片葉片面的水膜流通過蒸氣流而朝向靜葉片后緣流動，因此隨著向靜葉片后緣行進而水量增大。尤其是如前所述，形成于靜葉片腹面的水膜流越從靜葉片前緣向靜葉片后緣行進，越聚集水滴而集聚量越增大。因此，將向靜葉片腹面開口的狹縫在能夠與水分除去流路連通的范圍內盡可能形成于靜葉片后緣側，由此能夠增加水分除去量。因此，在設有向靜葉片腹面開口的狹縫孔的情況下，能夠特別地增加水分除去量。而且，在所述結構的基礎上，可以使狹縫孔的軸向相對于靜葉片葉片面的前緣側基準面成為銳角。需要說明的是，本說明書中，“靜葉片葉片面的前緣側基準面”在表現構成狹縫本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種蒸氣渦輪的水分除去裝置，除去附著于靜葉片葉片面的水分，其特征在于，所述蒸氣渦輪的水分除去裝置具備：水分除去流路，形成在靜葉片的內部；及狹縫孔，在所述靜葉片葉片面開口，且沿著與蒸氣流交叉的方向延伸，所述狹縫孔包括：相對于所述靜葉片葉片面具有高低差的凹部；及與該凹部的底面和所述水分除去流路連通的一個以上的貫通孔，在將所述狹縫孔的截面向靜葉片高度方向投影后的投影面上，在所述凹部的底面開口的所述貫通孔的入口開口的區域占據所述凹部的投影寬度的底面的一部分。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.07.30 JP 2013-1583131.一種蒸氣渦輪的水分除去裝置，除去附著于靜葉片葉片面的水分，其特征在于，所述蒸氣渦輪的水分除去裝置具備：水分除去流路，形成在靜葉片的內部；及狹縫孔，在所述靜葉片葉片面開口，且沿著與蒸氣流交叉的方向延伸，所述狹縫孔包括：凹部，具有平坦的底面，所述底面相對于所述靜葉片葉片面具有高低差并且與所述靜葉片葉片面平行；及一個以上的貫通孔，與該凹部的底面和所述水分除去流路連通，在將所述狹縫孔的截面向靜葉片高度方向投影后的投影面上，在所述凹部的底面開口的所述貫通孔的入口開口的區域占據所述凹部的投影寬度的底面的一部分，所述貫通孔是在所述凹部的平坦的所述底面開口的鉆孔。2.根據權利要求1所述的蒸氣渦輪的水分除去裝置，其特征在于，所述狹縫孔的貫通孔形成在所述靜葉片葉片面的尖端側區域。3.根據權利要求1所述的蒸氣渦輪的水分除去裝置，其特征在于，所述狹縫孔形成于靜葉片葉片面，所述貫通孔的入口開口在與所述水分除去流路的后緣側端部對應的靜葉片葉片面側開口，并且所述狹縫孔的出口開口與所述狹縫孔的后緣側端部連通。4.根據權利要求1～3中任一項所述的蒸氣渦輪的水分除去裝置，其特征在于，所述貫通孔的入口開口形成在所述凹部的底面的靜葉片后端側端部。5.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高田亮，
申請(專利權)人：三菱日立電力系統株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP
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