CN117203407A - 初级静叶片节段、静止单元、初级静叶片节段单元及蒸汽涡轮 - Google Patents
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Abstract
初级静叶片节段具备:外圈,沿周向延伸;及多个初级静叶片,在所述外圈的径向内侧沿所述周向排列安装。所述初级静叶片具有:叶片体,沿所述径向延伸;及外侧护罩,形成于所述叶片体的相对于所述轴线的径向外侧。所述外侧护罩具有:护罩主体;及埋入部,连接于所述护罩主体的所述径向外侧。所述埋入部具有:埋入前端面,朝向所述轴线上游侧;及埋入后端面,朝向所述轴线下游侧。所述外圈具有供所述多个初级静叶片的每一个的所述外侧护罩进入的外圈槽。所述埋入前端面位于比所述叶片体的前缘更靠所述轴线上游侧的位置。所述埋入后端面位于比所述叶片体的后缘更靠所述轴线上游侧的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有多个初级静叶片的初级静叶片节段、具备初级静叶片节段的初级静叶片节段单元、具备初级静叶片节段的静止单元、具备初级静叶片节段的蒸汽涡轮。
本申请根据2021年6月24日在日本申请的日本特愿2021-104776号主张优先权,并将其内容援用于此。
背景技术
作为蒸汽涡轮的种类,例如有以下的专利文献1中所记载的双分流式蒸汽涡轮。该双分流式蒸汽涡轮具备第一蒸汽涡轮部和第二蒸汽涡轮部。第一蒸汽涡轮部及第二蒸汽涡轮部均具备以轴线为中心进行旋转的转子、覆盖转子的壳体、固定于壳体的多个静叶片节段、蒸汽流入管及分流部件。另外,为了便于以下的说明,将轴线延伸的方向设为轴线方向。并且,轴线方向上的两侧中,将其中一侧设为第一侧,将另一侧设为第二侧。
第一蒸汽涡轮部和第二蒸汽涡轮部共用蒸汽流入管及分流部件。在第一蒸汽涡轮部中,除该蒸汽流入管及分流部件以外的组件以蒸汽流入管为基准配置于轴线方向上的第一侧。在该第一蒸汽涡轮部中,第二侧形成轴线上游侧,第一侧形成轴线下游侧。并且,在第二蒸汽涡轮部中,除该蒸汽流入管以外的组件以该蒸汽流入管为基准配置于第二侧。在第二蒸汽涡轮部中,第一侧形成轴线上游侧,第二侧形成轴线下游侧。
第一蒸汽涡轮部和第二蒸汽涡轮部中的各转子具有以轴线为中心沿轴线方向延伸的转子轴和固定于该转子轴的外周并沿轴线方向排列的多个动叶片列。各动叶片列具有沿相对于轴线的周向排列的多个动叶片。在各动叶片列的轴线上游侧的位置配置有多个静叶片列中的任一个静叶片列。各静叶片列具有沿周向排列的多个静叶片。静叶片节段具有沿周向延伸的外圈和配置于外圈的径向内侧的多个静叶片。在外圈中形成有外圈槽,该外圈槽从相对于轴线的径向内侧朝向径向外侧凹陷,并沿周向延伸。多个静叶片的外侧护罩嵌入到该外圈的外圈槽中。该外圈固定于壳体(或叶片环)的径向内侧部分。第一蒸汽涡轮部的转子和第二蒸汽涡轮部的转子位于同一轴线上,且彼此连结。
静叶片具有与相对于轴线的径向垂直的截面的形状呈叶片形并沿径向延伸的叶片体、形成于叶片体的径向内侧的内侧护罩及形成于叶片体的径向外侧的外侧护罩。
分流部件连接第一蒸汽涡轮部中的多个初级静叶片的内侧护罩和第二蒸汽涡轮部中的初级静叶片的内侧护罩。通过该分流部件,能够将从蒸汽流入管流入的蒸汽的一部分引导到第一蒸汽涡轮部中的初级静叶片,并且能够将从蒸汽流入管流入的蒸汽的剩余一部分引导到第二蒸汽涡轮部中的初级静叶片。
初级静叶片的外侧护罩具有护罩主体、埋入部及下游侧伸出部。护罩主体具有外侧气体路径面,该外侧气体路径面朝向径向内侧且连接有叶片体。埋入部从护罩主体朝向径向外侧突出。外侧护罩中的埋入部嵌入到初级外圈的外圈槽中。下游侧伸出部从护罩主体向轴线下游侧突出。下游侧伸出部和初级动叶片在径向上对置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本实开昭60-082502号公报
发明内容
发明要解决的课题
在蒸汽涡轮中,从涡轮效率等观点而言,静叶片节段、壳体及转子彼此受到设计上的限制。然而,期望这些组件满足涡轮效率等的要求,并且设计自由度高。
因此,本发明的目的在于提供能够满足涡轮效率等的要求并且提高壳体的设计自由度的技术。
用于解决课题的手段
作为用于实现上述目的的本发明的一方式的初级静叶片节段具备:
外圈,沿相对于轴线的周向延伸;及多个初级静叶片,在所述外圈的相对于所述轴线的径向内侧沿所述周向排列安装。所述轴线延伸的轴线方向上的第一侧和第二侧中,所述第二侧形成轴线上游侧,所述第一侧形成轴线下游侧。所述多个初级静叶片分别具有:叶片体,沿相对于所述轴线的径向延伸;内侧护罩,形成于所述叶片体的所述径向内侧;及外侧护罩,形成于所述叶片体的相对于所述轴线的径向外侧。所述叶片体具有:前缘,形成所述轴线上游侧的边缘;及后缘,形成所述轴线下游侧的边缘。所述内侧护罩具有内侧气体路径面,所述内侧气体路径面朝向所述径向外侧且连接有所述叶片体。所述外侧护罩具有:护罩主体,具有朝向所述径向内侧且连接有所述叶片体的外侧气体路径面;及埋入部,连接于所述护罩主体的所述径向外侧。所述埋入部具有:埋入前端面,朝向所述轴线上游侧;埋入后端面,朝向所述轴线下游侧且与所述埋入前端面具有背靠背的关系;及埋入底面,朝向所述径向外侧并连接所述埋入前端面和所述埋入后端面。所述外圈具有供所述多个初级静叶片的每一个的所述外侧护罩进入的外圈槽、外圈气体路径面、外圈后端面及外圈外周面。所述外圈槽从所述外圈气体路径面的所述轴线下游侧的端朝向所述径向外侧凹陷并沿所述周向延伸。所述外圈槽具有:槽前侧面,朝向所述轴线下游侧而与所述埋入前端面对置;槽后侧面,朝向所述轴线上游侧而与所述埋入后端面对置;及槽底面,朝向所述径向内侧而与所述埋入底面对置。所述外圈气体路径面具有如下的面,所述面以随着从比所述槽前侧面更靠所述轴线上游侧且比所述外侧气体路径面更靠所述径向外侧的位置朝向所述径向内侧而朝向所述轴线下游侧逐渐延伸且与所述外侧气体路径面相连的方式弯曲。所述外圈后端面位于比所述外圈槽更靠所述轴线下游侧的位置,并朝向所述轴线下游侧。所述外圈外周面朝向所述径向外侧,并连接所述外圈气体路径面的所述径向外侧的边缘和所述外圈后端面的所述径向外侧的边缘。所述埋入前端面位于比所述前缘更靠所述轴线上游侧的位置。所述埋入后端面位于比所述后缘更靠所述轴线上游侧的位置。
在本方式的初级静叶片节段中,初级静叶片中的埋入部的埋入前端面位于比该初级静叶片中的叶片体的前缘更靠轴线上游侧的位置,该埋入部的埋入后端面位于比该叶片体的后缘更靠轴线上游侧的位置。因此,在本方式的初级静叶片节段中的初级静叶片中,埋入部相对于叶片体向轴线上游侧位移。因此,供初级静叶片的埋入部进入的外圈槽中的槽后侧面位于比叶片体的后缘更靠轴线上游侧的位置,能够抑制外圈后端面相对于初级静叶片位于轴线下游侧。换言之,在本方式中,能够减少在外圈中比初级静叶片向轴线下游侧突出的部分,或者,能够消除在外圈中比初级静叶片向轴线下游侧突出的部分。
因此,在本方式中,能够提高安装有外圈的壳体的设计自由度。如此,由于能够提高壳体的设计自由度,因此在初级动叶片所存在的轴线方向上的区域与外圈所存在的径向上的区域的共同区域内,也能够使壳体的一部分存在。若能够使壳体的一部分存在于该共同区域内,则无需扩展初级静叶片与初级动叶片之间的轴线方向上的间隔而能够在该壳体的一部分安装密封壳体与初级动叶片之间的间隙的初级密封环。
若扩展初级静叶片与初级动叶片之间的轴线方向上的间隔,则涡轮效率下降的可能性大。然而,在本方式中,如上所述,无需扩展初级静叶片与初级动叶片之间的轴线方向上的间隔而能够在该壳体的一部分安装初级密封环。因此,在本方式中,能够满足涡轮效率等的要求,并且提高壳体的设计自由度。
作为用于实现上述目的的本发明的一方式的静止单元具备:
作为所述一方式的初级静叶片节段;及叶片环,安装有所述初级静叶片节段及初级密封环。所述叶片环具有:叶片环气体路径面,朝向所述径向内侧;外圈安装部,安装有所述外圈;及初级密封环安装部,安装有所述初级密封环。所述初级密封环安装部从所述叶片环气体路径面朝向所述径向外侧凹陷,并沿所述周向延伸。所述外圈安装部的整体位于比所述初级密封环安装部更靠所述轴线上游侧的位置。
作为用于实现上述目的的本发明的一方式的蒸汽涡轮具备:
作为所述一方式的静止单元;蒸汽流入管;转子,能够以所述轴线为中心进行旋转;及壳体,覆盖所述转子的外周。所述壳体具有所述叶片环。所述蒸汽流入管配置成蒸汽从所述轴线上游侧流入到所述转子的外周侧与所述壳体的内周侧之间。
作为用于实现上述目的的本发明的一方式的初级静叶片节段单元具备:
作为所述一方式的初级静叶片节段即第一初级静叶片节段;第二初级静叶片节段,相对于所述第一初级静叶片节段在所述第二侧隔开间隔地配置;及分流部件,沿所述周向延伸,并连接所述第一初级静叶片节段和所述第二初级静叶片节段。所述第二初级静叶片节段具备:第二外圈,沿所述周向延伸,且形状与所述第一初级静叶片节段的所述外圈即第一外圈相同,并且将所述第一侧作为轴线上游侧并将所述第二侧作为轴线下游侧;及多个第二初级静叶片,在所述第二外圈的所述径向内侧沿所述周向排列安装,且形状与所述第一初级静叶片节段的所述多个初级静叶片即多个第一初级静叶片相同,并且将所述第一侧作为轴线上游侧并将所述第二侧作为轴线下游侧。所述分流部件具有:第一连接部,连接于所述多个第一初级静叶片的每一个的所述内侧护罩;第二连接部,连接于所述多个第二初级静叶片的每一个的所述内侧护罩;及主体,连接所述第一连接部和所述第二连接部。所述主体具有气体路径面,所述气体路径面朝向所述径向外侧沿所述轴线方向延伸,并与所述多个第一初级静叶片的每一个的所述内侧气体路径面及所述多个第二初级静叶片的每一个的所述内侧气体路径面相连。
作为用于实现上述目的的本发明的另一方式的蒸汽涡轮具备:
作为所述一方式的所述初级静叶片节段单元;蒸汽流入管;第一转子,能够以所述轴线为中心进行旋转;多个第一后级静叶片列,在所述第一转子的外周侧沿所述轴线方向排列;第一壳体,覆盖所述第一转子的外周侧,并且安装有所述第一初级静叶片节段及所述多个第一后级静叶片列;第二转子,能够以所述轴线为中心进行旋转;多个第二后级静叶片列,在所述第二转子的外周侧沿所述轴线方向排列;及第二壳体,覆盖所述第二转子的外周侧,并且安装有所述第二初级静叶片节段及所述多个第二后级静叶片列。所述第一转子和所述第二转子位于同一所述轴线上,且彼此连结。所述蒸汽流入管配置于从所述分流部件的所述气体路径面向所述径向外侧分开的位置,并连接所述第一壳体和所述第二壳体。
发明效果
根据本发明的一方式,能够满足涡轮效率等的要求,并且提高壳体的设计自由度。
附图说明
图1是本发明所涉及的一实施方式中的蒸汽涡轮的剖视图。
图2是图1中的II部的放大图。
图3是图1中的III部的放大图。
图4是图2中的IV部的放大图。
图5是本发明所涉及的一实施方式中的初级静叶片节段单元的立体图。
图6是图5中的VI部的放大图。
图7是图5中的VII部的放大图。
具体实施方式
以下,参考图1~图7对本发明所涉及的蒸汽涡轮的实施方式进行详细说明。
如图1所示,本实施方式中的蒸汽涡轮有双分流式蒸汽涡轮。该蒸汽涡轮具有第一蒸汽涡轮部ST1和第二蒸汽涡轮部ST2。第一蒸汽涡轮部ST1及第二蒸汽涡轮部ST2均具备以轴线Ar为中心进行旋转的转子10、覆盖转子10的壳体20、安装于壳体20的多个静叶片列50、轴承15、蒸汽流入管16及分流部件71。第一蒸汽涡轮部ST1的转子10和第二蒸汽涡轮部ST2的转子10彼此位于同一轴线Ar上,且可一体旋转地连结。另外,为了便于以下的说明,将轴线Ar延伸的方向设为轴线方向Da。并且,轴线方向Da上的两侧中,将其中一侧设为第一侧Da1,将另一侧设为第二侧Da2。
第一蒸汽涡轮部ST1和第二蒸汽涡轮部ST2共用蒸汽流入管16及分流部件71。在第一蒸汽涡轮部ST1中,除该蒸汽流入管16及分流部件71以外的组件以蒸汽流入管16为基准配置于轴线方向Da上的第一侧Da1。在该第一蒸汽涡轮部ST1中,第二侧Da2形成轴线上游侧Dau,第一侧Da1形成轴线下游侧Dad。并且,在第二蒸汽涡轮部ST2中,除该蒸汽流入管16及分流部件71以外的组件以该蒸汽流入管16为基准配置于第二侧Da2。在第二蒸汽涡轮部ST2中,第一侧Da1形成轴线上游侧Dau,第二侧Da2形成轴线下游侧Dad。第一蒸汽涡轮部ST1和第二蒸汽涡轮部ST2的形状及结构相同。但是,第二蒸汽涡轮部ST2中的轴线上游侧Dau和第一蒸汽涡轮部ST1中的轴线上游侧Dau在轴线方向Da上为相反的侧。
如图2所示,第一蒸汽涡轮部ST1和第二蒸汽涡轮部ST2中的各转子10具有以轴线Ar为中心沿轴线方向Da延伸的转子轴11和固定于该转子轴11的外周并沿轴线方向Da排列的多个动叶片列12。在转子轴11的轴线下游侧Dad部分设置有可旋转地支撑转子轴11的轴承15(参考图1)。各动叶片列12具有沿相对于轴线Ar的周向Dc排列的多个动叶片13。动叶片13具有叶片体,该叶片体的与相对于轴线Ar的径向Dr垂直的截面形状呈叶片形,并沿径向Dr延伸。多个静叶片列50沿轴线方向Da排列。在各动叶片列12的轴线上游侧Dau的位置配置有多个静叶片列50中的任一静叶片列50。各静叶片列50具有沿周向Dc排列的多个静叶片51。
静叶片51具有叶片体52、内侧护罩53及外侧护罩55。叶片体52的与径向Dr垂直的截面形状呈叶片形,并沿径向Dr延伸。内侧护罩53设置于叶片体52的径向内侧Dri的端。外侧护罩55设置于叶片体52的径向外侧Dro的端。内侧护罩53与外侧护罩55之间形成供蒸汽S流过的蒸汽流路17的一部分。因此,叶片体52配置于该蒸汽流路17内。
在此,沿轴线方向Da排列的多个静叶片列50中,将最靠轴线上游侧Dau的静叶片列50设为初级静叶片列50a。此外,沿轴线方向Da排列的多个静叶片列50中,将除初级静叶片列50a以外的多个静叶片列50设为后级静叶片列50r。在本实施方式中,多个后级静叶片列50r具有第二级静叶片列50b、第三级静叶片列50c、第四级静叶片列50d、第五级静叶片列50e、第六级静叶片列50f(参考图3)及第七级静叶片列50g(参考图3)。
并且,如图1所示,将第一蒸汽涡轮部ST1的转子10设为第一转子10f,将第二蒸汽涡轮部ST2的转子10设为第二转子10s。如图2所示,将第一蒸汽涡轮部ST1的初级静叶片列50a设为第一初级静叶片列50af,将第二蒸汽涡轮部ST2的初级静叶片列50a设为第二初级静叶片列50as。将第一蒸汽涡轮部ST1的多个后级静叶片列50r设为多个第一后级静叶片列50rf,将第二蒸汽涡轮部ST2的多个后级静叶片列50r设为多个第二后级静叶片列50rs。并且,将第一蒸汽涡轮部ST1的壳体20设为第一壳体20f,将第二蒸汽涡轮部ST2的壳体20设为第二壳体20s。如上所述,第一蒸汽涡轮部ST1和第二蒸汽涡轮部ST2的形状及结构相同。因此,以下,主要对第一蒸汽涡轮部ST1进行说明。并且,以下,当不区分“第一”和“第二”时,表示第一蒸汽涡轮部ST1及第二蒸汽涡轮部ST2各自的构成要件。
第一蒸汽涡轮部ST1和第二蒸汽涡轮部ST2中的各壳体20具有内侧壳体21、排气壳体22及三个叶片环30。三个叶片环30均以轴线Ar为中心呈筒状。并且,三个叶片环30沿轴线方向Da排列。如图2所示,在三个叶片环30中最靠轴线上游侧Dau的叶片环30即第一叶片环30a上安装有初级静叶片列50a、第二级静叶片列50b、第三级静叶片列50c、第四级静叶片列50d、第五级静叶片列50e。如图3所示,在三个叶片环30中与第一叶片环30a的轴线下游侧Dad相邻的第二叶片环30b上安装有第六级静叶片列50f。在三个叶片环30中与第二叶片环30b的轴线下游侧Dad相邻的第三叶片环30c上安装有第七级静叶片列50g。三个叶片环30均具有构成比轴线Ar更靠上侧的部分的半圆弧状的上半叶片环和构成比轴线Ar更靠下侧的部分的半圆弧状的下半叶片环。
如图1所示,内侧壳体21以轴线Ar为中心呈筒状。在该内侧壳体21的内周侧安装有多个叶片环30。排气壳体22具有扩压器23和下游侧端板24、上游侧端板25、侧周板26。
扩压器23相对于轴线Ar呈环状,并且形成随着朝向轴线下游侧Dad而向径向外侧Dro逐渐扩展的扩压器空间23s。通过了转子10的末级动叶片列12g的蒸汽S流入到扩压器空间23s内。另外,末级动叶片列12g是多个动叶片列12中配置于最靠轴线下游侧Dad的位置的动叶片列。
排气壳体22具有排气口27。该排气口27从内部朝向径向外侧Dro且铅垂向下方向开口。在该排气口27连接有使蒸汽S恢复为水的冷凝器C。排气壳体22的下游侧端板24、上游侧端板25及侧周板26形成供通过了扩压器空间23s的蒸汽S流过的排气空间22s。该排气空间22s在扩压器23的外周沿相对于轴线Ar的周向Dc扩展而将从扩压器空间23s流入的蒸汽S引导到排气口27。
下游侧端板24划定排气空间22s的轴线下游侧Dad的边缘。该下游侧端板24实质上相对于轴线Ar垂直。下游侧端板24中比轴线Ar更靠上侧的部分从轴线方向Da观察的形状呈大致半圆形。另一方面,下游侧端板24中比轴线Ar更靠下侧的部分从轴线方向Da观察的形状呈大致长方形。该下游侧端板24的下缘形成排气口27的边缘的一部分。
上游侧端板25配置于比扩压器23更靠轴线上游侧Dau的位置。该上游侧端板25划定排气空间22s的轴线上游侧Dau的边缘。该上游侧端板25实质上相对于轴线Ar垂直。因此,该上游侧端板25在轴线方向Da上隔开间隔地与下游侧端板24对置。在上游侧端板25的径向内侧Dri的边缘连接有内侧壳体21。上游侧端板25的下缘形成排气口27的边缘的一部分。
侧周板26连接于下游侧端板24的径向外侧Dro的边缘及上游侧端板25的径向外侧Dro的边缘,并且沿轴线方向Da扩展且以轴线Ar为中心沿周向Dc扩展而划定排气空间22s的径向外侧Dro的边缘部分。该侧周板26为上侧形成半圆筒的半圆筒形(semi-cylindricalshape)。该侧周板26的下缘形成排气口27的边缘的一部分。
第一蒸汽涡轮部ST1的排气壳体22和第二蒸汽涡轮部ST2的排气壳体22彼此连接而成为一体化。
蒸汽流入管16以管轴线Ap为中心呈筒状。管轴线Ap通过轴线方向Da上的第一初级静叶片列50af与第二初级静叶片列50as之间的中间位置并沿铅垂方向延伸。蒸汽流入管16配置于比轴线Ar更靠上侧的位置。在该蒸汽流入管16的第一侧Da1连接有第一蒸汽涡轮部ST1的内侧壳体21及侧周板26。并且,在该蒸汽流入管16的第二侧Da2连接有第二蒸汽涡轮部ST2的内侧壳体21及侧周板26。
如图2及图4所示,第一叶片环30a具有朝向径向内侧Dri的叶片环气体路径面32、外圈安装部33a、初级密封环安装部36a、第二级静叶片列安装部33b、第二级密封环安装部36b、第三级静叶片列安装部33c、第三级密封环安装部36c、第四级静叶片列安装部33d、第四级密封环安装部36d、第五级静叶片列安装部33e及第五级密封环安装部36e。外圈安装部33a、初级密封环安装部36a、第二级静叶片列安装部33b、第二级密封环安装部36b、第三级静叶片列安装部33c、第三级密封环安装部36c、第四级静叶片列安装部33d、第四级密封环安装部36d、第五级静叶片列安装部33e及第五级密封环安装部36e按以上的顺序从轴线上游侧Dau朝向轴线下游侧Dad排列。并且,外圈安装部33a、初级密封环安装部36a、第二级静叶片列安装部33b、第二级密封环安装部36b、第三级静叶片列安装部33c、第三级密封环安装部36c、第四级静叶片列安装部33d、第四级密封环安装部36d、第五级静叶片列安装部33e及第五级密封环安装部36e均从叶片环气体路径面32朝向径向外侧Dro凹陷。
如上所述,第一叶片环30a具有构成比轴线Ar更靠上侧的部分的半圆弧状的第一上半叶片环30au和构成比轴线Ar更靠下侧的部分的半圆弧状的第一下半叶片环。第一上半叶片环30au的周向Dc上的端部和第一下半叶片环的周向Dc上的端部由叶片环连结螺栓32b连结。供该叶片环连结螺栓32b插穿的螺栓孔31形成于第一上半叶片环30au和第一下半叶片环各自的周向Dc上的两端区域中配置有初级密封环安装部36a的轴线方向Da上的区域且比初级密封环安装部36a更靠径向外侧Dro的区域。
如图4所示,外圈安装部33a具有安装侧面34和安装内周面35。安装侧面34从叶片环气体路径面32中比初级密封环安装部36a更靠轴线上游侧Dau的位置向径向外侧Dro延伸,且沿周向Dc延伸。安装内周面35从安装侧面34的径向外侧Dro的边缘向轴线上游侧Dau延伸,且沿周向Dc延伸。在该外圈安装部33a安装有初级静叶片节段60的外圈61。
初级静叶片节段60具有以轴线Ar为中心沿周向Dc延伸的前述的外圈61、安装于该外圈61的径向内侧Dri的初级静叶片列50a、填缝部件63及多个固定螺母64。静止单元80具有该初级静叶片节段60和第一叶片环30a而构成。
如图5所示,初级静叶片节段60的外圈61也具有构成比轴线Ar更靠上侧的部分的半圆弧状的上半外圈61u和构成比轴线Ar更靠下侧的部分的半圆弧状的下半外圈61d。如图5及图7所示,上半外圈61u中的周向Dc上的端部和下半外圈61d中的周向Dc上的端部由外圈连结螺栓62连结。前述的初级静叶片列50a由安装于上半外圈61u的多个初级静叶片51a和安装于下半外圈61d的多个初级静叶片51a构成。并且,上半外圈61u安装于第一上半叶片环30au中的外圈安装部33a,下半外圈61d安装于第一下半叶片环中的外圈安装部33a。在下半外圈61d中的周向Dc上的两端部设置有从下半外圈61d向径向外侧Dro突出的支撑板69。通过外圈连结螺栓62连结有上半外圈61u的下半外圈61d介由该支撑板69支撑于第一下半叶片环。
如上所述,初级静叶片51a具有叶片体52、内侧护罩53及外侧护罩55。如图4所示,叶片体52具有形成轴线上游侧Dau的边缘的前缘52f和形成轴线下游侧Dad的边缘的后缘52r。
初级静叶片51a的内侧护罩53具有内侧气体路径面53p、气体路径相反面53q及连接槽53g。内侧气体路径面53p朝向径向外侧Dro,且连接有叶片体52。该内侧气体路径面53p为划定蒸汽流路17的一部分的面。气体路径相反面53q朝向径向内侧Dri,且与内侧气体路径面53p具有背靠背的关系。连接槽53g从气体路径相反面53q向径向外侧Dro凹陷且沿周向Dc延伸。连接槽53g形成为随着朝向径向外侧Dro而轴线方向Da上的槽宽度逐渐变大。即,该连接槽53g为燕尾槽。
初级静叶片51a的外侧护罩55具有护罩主体56和连接于护罩主体56的径向外侧Dro的埋入部57。护罩主体56具有外侧气体路径面56p、护罩前端面56f及护罩后端面56r。外侧气体路径面56p朝向径向内侧Dri,且连接有叶片体52。该外侧气体路径面56p为划定蒸汽流路17的一部分的面。护罩前端面56f朝向轴线上游侧Dau,并从外侧气体路径面56p的轴线上游侧Dau的边缘向径向外侧Dro延伸。护罩后端面56r朝向轴线下游侧Dad,并从外侧气体路径面56p的轴线下游侧Dad的边缘向径向外侧Dro延伸。埋入部57具有埋入前端面57f、埋入后端面57r、埋入底面57b及卡合槽57g。埋入前端面57f朝向轴线上游侧Dau,并位于比叶片体52的前缘52f更靠轴线上游侧Dau的位置。埋入后端面57r朝向轴线下游侧Dad且与埋入前端面57f具有背靠背的关系,并且位于比叶片体52的后缘52r更靠轴线上游侧Dau的位置。埋入底面57b朝向径向外侧Dro并连接埋入前端面57f和埋入后端面57r。卡合槽57g从埋入后端面57r向轴线上游侧Dau凹陷,并沿周向Dc延伸。
外圈61具有供多个初级静叶片51a的每一个的外侧护罩55进入的外圈槽65、外圈气体路径面61p、外圈后端面61r及外圈外周面61o。外圈槽65具有朝向轴线下游侧Dad而与埋入前端面57f对置的槽前侧面65f、朝向轴线上游侧Dau而与埋入后端面57r对置的槽后侧面65r、朝向径向内侧Dri而与埋入底面57b对置的槽底面65b及凸部65c。凸部65c从槽后侧面65r向轴线上游侧Dau突出,并沿周向Dc延伸。该凸部65c嵌入到多个初级静叶片51a中的埋入部57的卡合槽57g的每一个中。外圈气体路径面61p具有如下的面,该面以随着从比槽前侧面65f更靠轴线上游侧Dau且比槽底面65b更靠径向外侧Dro的位置朝向径向内侧Dri而朝向轴线下游侧Dad逐渐延伸且与外侧气体路径面56p相连的方式弯曲。外圈气体路径面61p具有如下的面,该面以随着从比槽前侧面65f更靠轴线上游侧Dau且比外侧气体路径面56p更靠径向外侧Dro的位置朝向径向内侧Dri而朝向轴线下游侧Dad逐渐延伸且与外侧气体路径面56p相连的方式弯曲。另外,外圈气体路径面61p也可以从比槽前侧面65f更靠轴线上游侧Dau且比槽底面65b更靠径向外侧Dro的位置朝向径向内侧Dri而朝向轴线下游侧Dad逐渐延伸。前述的外圈槽65从该外圈气体路径面61p的轴线下游侧Dad的边端朝向径向外侧Dro凹陷,并沿周向Dc延伸。外圈后端面61r朝向轴线下游侧Dad,并位于比外圈槽65更靠轴线下游侧Dad的位置。该外圈后端面61r和第一叶片环30a的安装侧面34在轴线方向Da上对置。外圈外周面61o朝向径向外侧Dro,并连接外圈气体路径面61p的径向外侧Dro的边缘和外圈后端面61r的径向外侧Dro的边缘。该外圈外周面61o和第一叶片环30a的安装内周面35在径向Dr上对置。
外圈61中的槽后侧面65r与外圈后端面61r之间的轴线方向Da上的最大距离do小于外侧护罩55中的埋入前端面57f与埋入后端面57r之间的轴线方向Da上的最小距离ds。并且,外圈后端面61r与护罩后端面56r呈同一水平面。另外,该同一水平面不仅包括外圈后端面61r和护罩后端面56r位于同一虚拟平面上的情况,还包括包含外圈后端面61r的第一虚拟平面和包含护罩后端面56r的第二虚拟平面彼此平行且第一虚拟平面与第二虚拟平面之间的距离例如在2mm以内的情况。
外圈61还具有容纳空间形成部67。容纳空间形成部67连接于槽前侧面65f的径向内侧Dri的端。该容纳空间形成部67与多个初级静叶片51a的外侧护罩55共同地形成供填缝部件63进入的容纳空间67s。该容纳空间67s的径向内侧Dri开口。
容纳空间形成部67具有空间底面67b、空间内表面67r、空间底对置面67o及空间侧面67p。空间底面67b朝向径向内侧Dri,并沿周向Dc延伸,且从槽前侧面65f的径向内侧Dri的端朝向轴线上游侧Dau延伸。空间内表面67r朝向轴线下游侧Dad,并沿周向Dc延伸,且从空间底面67b的轴线上游侧Dau的端向径向内侧Dri延伸。空间底对置面67o朝向径向外侧Dro,并沿周向Dc延伸,且从空间内表面67r的径向内侧Dri的端向轴线下游侧Dad延伸。该空间底对置面67o在径向Dr上与空间底面67b对置。空间侧面67p朝向轴线下游侧Dad,并沿周向Dc延伸,且从空间底对置面67o的轴线下游侧Dad的端朝向径向内侧Dri延伸。该空间侧面67p的径向内侧Dri的端形成容纳空间67s的开口68的边缘的一部分。
容纳空间67s由容纳空间形成部67的各面67b、67o、67p、67r和进入到外圈槽65中的外侧护罩55划定。该容纳空间67s的与周向Dc垂直的截面形状呈L形。填缝部件63由比形成静叶片51的金属柔软的金属形成。该填缝部件63在将多个初级静叶片51a的外侧护罩55放入外圈槽65内之后,从容纳空间67s的开口68插入到容纳空间67s内。此时,用锤子等敲击填缝部件63,使该填缝部件63进入到容纳空间67s内。若填缝部件63落入容纳空间67s内,则该填缝部件63与容纳空间形成部67的各面67b、67o、67p、67r接触,并且与外侧护罩55接触。因此,填缝部件63的与周向Dc垂直的截面形状呈L形,以落入L形的容纳空间67s中。另外,该填缝部件63的一部分从容纳空间67s的开口68露出。该填缝部件63担负如下任务:约束多个初级静叶片51a相对于外圈槽65沿轴线方向Da及径向Dr相对移动。
前述的固定螺母64横跨安装于上半外圈61u的多个初级静叶片51a中位于周向Dc上的端的初级静叶片51a和上半外圈61u而被旋入。此外,其他固定螺母64横跨安装于下半外圈61d的多个初级静叶片51a中位于周向Dc上的端的初级静叶片51a和下半外圈61d而被旋入。这些固定螺母64担负如下任务:约束多个初级静叶片51a相对于外圈槽65沿周向Dc相对移动。
如图2所示,在初级密封环安装部36a安装有初级密封环40a。在第二级密封环安装部36b安装有第二级密封环40b。在第三级密封环安装部36c安装有第三级密封环40c。在第四级密封环安装部36d安装有第四级密封环40d。在第五级密封环安装部36e安装有第五级密封环40e。转子10所具有的多个动叶片列12中的初级动叶片列12a在径向Dr与初级密封环40a对置。转子10所具有的多个动叶片列12中的第二级动叶片列12b在径向Dr上与第二级密封环40b对置。转子10所具有的多个动叶片列12中的第三级动叶片列12c在径向Dr上与第三级密封环40c对置。转子10所具有的多个动叶片列12中的第四级动叶片列12d在径向Dr上与第四级密封环40d对置。转子10所具有的多个动叶片列12中的第五级动叶片列12e在径向Dr上与第五级密封环40e对置。
如图4所示,各密封环均具有以轴线Ar为中心呈筒状的密封环底座41、从密封环底座41的内周面向径向内侧Dri突出并沿周向Dc延伸的多个翅片42及从密封环底座41的外周面向径向外侧Dro突出并沿周向Dc延伸的一对底座支撑脚43。各密封环安装部36a~36b具有从叶片环气体路径面32朝向径向外侧Dro凹陷并沿周向Dc延伸的底座容纳槽37和从底座容纳槽37的槽底面朝向径向外侧Dro凹陷并沿周向Dc延伸的脚容纳槽38。在底座容纳槽37中以能够沿径向Dr移动的方式容纳有密封环底座41。在脚容纳槽38中以能够沿径向Dr移动的方式容纳有一对底座支撑脚43。
前述的外圈安装部33a整体位于比以上说明的初级密封环安装部36a更靠轴线上游侧Dau的位置。
在第二级静叶片列安装部33b安装有第二级静叶片列50b。在第三级静叶片列安装部33c安装有第三级静叶片列50c。在第四级静叶片列安装部33d安装有第四级静叶片列50d。在第五级静叶片列安装部33e安装有第五级静叶片列50e。各静叶片列安装部33b~33e均具有供静叶片51中的外侧护罩55嵌入的叶片环槽39。另外,外侧护罩55相对于叶片环槽39的约束结构与初级静叶片51a的外侧护罩55相对于外圈槽65的约束结构实质上相同。即,使用填缝部件和连结螺栓约束外侧护罩55无法相对于叶片环槽39相对移动。
在此,如图2及图5所示,将第一蒸汽涡轮部ST1的初级静叶片节段60设为第一初级静叶片节段60f,将第二蒸汽涡轮部ST2的初级静叶片节段60设为第二初级静叶片节段60s。第二初级静叶片节段60s相对于第一初级静叶片节段60f在第二侧Da2隔开间隔地配置。该第二初级静叶片节段60s为与第一初级静叶片节段60f相同形状及相同结构。因此,第二初级静叶片节段60s具有与第一初级静叶片节段60f中的外圈61即第一外圈61f相同形状及相同结构的第二外圈61s、与第一初级静叶片节段60f中的多个初级静叶片51a的多个第一初级静叶片51af相同形状及相同结构的多个第二初级静叶片51as、与第一初级静叶片节段60f中的填缝部件63相同形状及相同结构的填缝部件63及多个固定螺母64。但是,该第二初级静叶片节段60s中的轴线上游侧Dau为轴线方向Da上的第一侧Da1,该第二初级静叶片节段60s中的轴线下游侧Dad为轴线方向Da上的第二侧Da2。
初级静叶片节段单元70具有前述的分流部件71和以上说明的第一初级静叶片节段60f及第二初级静叶片节段60s。分流部件71以轴线Ar为中心呈筒状,并连接第一初级静叶片节段60f和第二初级静叶片节段60s。如图5所示,该分流部件71具有构成比轴线Ar更靠上侧的部分的上半分流部件71u和构成比轴线Ar更靠下侧的部分的下半分流部件71d。上半分流部件71u连接安装于第一初级静叶片节段60f的上半外圈61u的多个第一初级静叶片51af和安装于第二初级静叶片节段60s的上半外圈61u的多个第二初级静叶片51as。并且,下半分流部件71d连接安装于第一初级静叶片节段60f的下半外圈61d的多个第一初级静叶片51af和安装于第二初级静叶片节段60s的下半外圈61d的多个第二初级静叶片51as。上半分流部件71u及下半分流部件71d均具有第一分流部件71f、第二分流部件71s及连结件76。
如图2、图4及图6所示,第一分流部件71f具有连接于多个第一初级静叶片51af的每一个的内侧护罩53的第一连接部72f和从第一连接部72f向第二侧Da2延伸的第一主体73f。第一主体73f具有第一气体路径面74f和第一凸缘75f。第一气体路径面74f朝向径向外侧Dro从第一连接部72f向轴线方向Da上的第二侧Da2延伸。该第一气体路径面74f与多个第一初级静叶片51af的每一个的内侧气体路径面53p相连。第一凸缘75f从第一气体路径面74f的第二侧Da2的端向径向内侧Dri突出。第一连接部72f具有嵌入到多个第一初级静叶片51af的每一个的内侧护罩53中的连接槽53g中的凸部72fc。与连接槽53g的形状同样地,该凸部72fc形成为随着朝向径向外侧Dro而轴线方向Da上的凸宽度逐渐变大。
第二分流部件71s具有连接于多个第二初级静叶片51as的每一个的内侧护罩53的第二连接部72s和从第二连接部72s向第一侧Da1延伸的第二主体73s。第二主体73s具有第二气体路径面74s和第二凸缘75s。第二气体路径面74s朝向径向外侧Dro从第二连接部72s向轴线方向Da上的第一侧Da1延伸。该第二气体路径面74s与多个第二初级静叶片51as的每一个的内侧气体路径面53p相连。第二凸缘75s从第二气体路径面74s的第一侧Da1的端向径向内侧Dri突出。第二连接部72s具有嵌入到多个第二初级静叶片51as的每一个的内侧护罩53中的连接槽53g中的凸部72sc。与连接槽53g的形状同样地,该凸部72sc形成为随着朝向径向外侧Dro而轴线方向Da上的凸宽度逐渐变大。另外,由第一主体73f和第二主体73s构成分流部件71的主体73。
第一分流部件71f的第一凸缘75f和第二分流部件71s的第二凸缘75s介由间隔件77由作为连结件76的螺栓连结。
分流部件71中的轴线方向Da上的中央位置与前述的管轴线Ap中的轴线方向Da上的位置大致一致。并且,分流部件71配置于从蒸汽流入管16向径向内侧Dri分开的位置。换言之,蒸汽流入管16配置于从分流部件71的气体路径面74f、74s向径向外侧Dro分开的位置。
通过了蒸汽流入管16的蒸汽S被分流部件71的气体路径面74f、74s向轴线方向Da上的第一侧Da1和第二侧Da2分流。朝向第一侧Da1的蒸汽S流入到第一蒸汽涡轮部ST1的蒸汽流路17内。并且,朝向第二侧Da2的蒸汽S流入到第二蒸汽涡轮部ST2的蒸汽流路17内。
如上,在本实施方式中的初级静叶片节段60中,初级静叶片51a中的埋入部57的埋入前端面57f位于比该初级静叶片51a中的叶片体52的前缘52f更靠轴线上游侧Dau的位置,该埋入部57的埋入后端面57r位于比该叶片体52的后缘52r更靠轴线上游侧Dau的位置。因此,在本实施方式中的初级静叶片节段60中的初级静叶片51a中,埋入部57相对于叶片体52向轴线上游侧Dau位移。因此,供初级静叶片51a的埋入部57进入的外圈槽65中的槽后侧面65r位于比叶片体52的后缘52r更靠轴线上游侧Dau的位置,能够抑制外圈后端面61r相对于初级静叶片51a位于轴线下游侧Dad。换言之,在本实施方式中,能够减少在外圈61中比初级静叶片51a向轴线下游侧Dad突出的部分,或者,能够消除在外圈61中比初级静叶片51a向轴线下游侧Dad突出的部分。另外,在本实施方式中,外圈后端面61r与护罩后端面56r呈同一水平面,因此在外圈61中不存在比初级静叶片51a向轴线下游侧Dad突出的部分。
因此,在本实施方式中,能够提高安装有该外圈61的第一叶片环30a(壳体20的一部分)的设计自由度。如此,由于能够提高第一叶片环30a的设计自由度,因此在初级动叶片列12a所存在的轴线方向Da的区域与外圈61所存在的径向Dr的区域的共同区域内,也能够使第一叶片环30a的一部分存在。因此,在本实施方式中,通过使第一叶片环30a的一部分存在于该共同区域内,无需扩展初级静叶片51a与初级动叶片13之间的轴线方向Da上的间隔而能够在该第一叶片环30a的一部分安装密封叶片环30与初级动叶片13之间的间隙的初级密封环40a。
若扩展初级静叶片51a与初级动叶片13之间的轴线方向Da上的间隔,则涡轮效率下降的可能性大。然而,在本实施方式中,如上所述,无需扩展初级静叶片51a与初级动叶片13之间的轴线方向Da上的间隔而能够在第一叶片环30a的一部分安装初级密封环40a。因此,在本实施方式中,能够满足涡轮效率等的要求,并且提高作为壳体20的一部分的第一叶片环30a的设计自由度。
若能够在第一叶片环30a的一部分而不是在外圈61的一部分安装初级密封环40a,则能够加大叶片环30中的初级密封环安装部36a的径向Dr上的宽度,能够将初级密封环40a相对于叶片环30沿径向Dr可移动地安装。而且,即使加大初级密封环安装部36a的径向Dr上的宽度,也能够将供叶片环连结螺栓32b插穿的螺栓孔31形成于第一叶片环30a中的初级密封环安装部36a的径向外侧Dro的区域。
在本实施方式中,即使不将多个第一初级静叶片51af的每一个的外侧护罩55和第一外圈61f进行焊接连接,也能够利用填缝部件63和固定螺母64将多个第一初级静叶片51af的每一个的外侧护罩55牢固地安装于第一外圈61f。并且,即使不将多个第二初级静叶片51as的每一个的外侧护罩55和第二外圈61s进行焊接连接,也能够利用填缝部件63和固定螺母64将多个第二初级静叶片51as的每一个的外侧护罩55牢固地安装于第二外圈61s。此外,在本实施方式中,即使不将多个第一初级静叶片51af的每一个的内侧护罩53和分流部件71进行焊接连接,也能够将多个第一初级静叶片51af的每一个的内侧护罩53和分流部件71牢固地连接。并且,在本实施方式中,即使不将多个第二初级静叶片51as的每一个的内侧护罩53和分流部件71进行焊接连接,也能够将多个第二初级静叶片51as的每一个的内侧护罩53和分流部件71牢固地连接。
因此,在本实施方式中,即使不将构成初级静叶片节段单元70的组件彼此进行焊接连接,也能够牢固地连接。
并且,在本实施方式中,分流部件71分为第一分流部件71f和第二分流部件71s,因此无需并行实施将第一分流部件71f中的第一连接部72f的凸部72fc插入到多个第一初级静叶片51af的每一个的连接槽53g中的作业和将第二分流部件71s中的第二连接部72s的凸部72sc插入到多个第二初级静叶片51as的每一个的连接槽53g中的作业。因此,在本实施方式中,能够容易将分流部件71的第一连接部72f连接于多个第一初级静叶片51af,并且能够容易将分流部件71的第二连接部72s连接于多个第二初级静叶片51as。
在分流部件71的轴线方向Da上的中间部分存在第一分流部件71f的第一凸缘75f和第二分流部件71s的第二凸缘75s。因此,在分流部件71中的主体73的轴线方向Da上的中间部,这些凸缘75f、75s作为主体73的加强筋发挥作用。因此,在本实施方式中,能够提高分流部件71的刚性。
以上,对本发明的实施方式进行了详细叙述,但本发明并不限定于上述实施方式。在不脱离根据技术方案中规定的内容及其均等物导出的本发明的概念性思想和宗旨的范围内,可以进行各种追加、变更、替换、局部删除等。
“附记”
以上的实施方式中的初级静叶片节段例如可以如下掌握。
(1)第一方式中的初级静叶片节段具备:
外圈61,沿相对于轴线Ar的周向Dc延伸;及多个初级静叶片51a,在所述外圈61的相对于所述轴线Ar的径向内侧Dri沿所述周向Dc排列安装。
所述轴线Ar延伸的轴线方向Da上的第一侧Da1和第二侧Da2中,所述第二侧Da2形成轴线上游侧Dau,所述第一侧Da1形成轴线下游侧Dad。所述多个初级静叶片51a分别具有:叶片体52,沿相对于所述轴线Ar的径向Dr延伸;内侧护罩53,形成于所述叶片体52的所述径向内侧Dri;及外侧护罩55,形成于所述叶片体52的相对于所述轴线Ar的径向外侧Dro。所述叶片体52具有:前缘52f,形成所述轴线上游侧Dau的边缘;及后缘52r,形成所述轴线下游侧Dad的边缘。所述内侧护罩53具有内侧气体路径面53p,所述内侧气体路径面53p朝向所述径向外侧Dro,且连接有所述叶片体52。所述外侧护罩55具有:护罩主体56,具有朝向所述径向内侧Dri且连接有所述叶片体52的外侧气体路径面56p;及埋入部57,连接于所述护罩主体56的所述径向外侧Dro。所述埋入部57具有:埋入前端面57f,朝向所述轴线上游侧Dau;埋入后端面57r,朝向所述轴线下游侧Dad且与所述埋入前端面57f具有背靠背的关系;及埋入底面57b,朝向所述径向外侧Dro并连接所述埋入前端面57f和所述埋入后端面57r。所述外圈61具有供所述多个初级静叶片51a的每一个的所述外侧护罩55进入的外圈槽65、外圈气体路径面61p、外圈后端面61r及外圈外周面61o。所述外圈槽65从所述外圈气体路径面61p的所述轴线下游侧Dad的端朝向所述径向外侧Dro凹陷,并沿所述周向Dc延伸。所述外圈槽65具有:槽前侧面65f,朝向所述轴线下游侧Dad而与所述埋入前端面57f对置;槽后侧面65r,朝向所述轴线上游侧Dau而与所述埋入后端面57r对置;及槽底面65b,朝向所述径向内侧Dri而与所述埋入底面57b对置。所述外圈气体路径面61p具有如下的面,所述面以随着从比所述槽前侧面65f更靠所述轴线上游侧Dau且比所述外侧气体路径面56p更靠所述径向外侧Dro的位置朝向所述径向内侧Dri而朝向所述轴线下游侧Dad逐渐延伸且与所述外侧气体路径面56p相连的方式弯曲。所述外圈后端面61r位于比所述外圈槽65更靠所述轴线下游侧Dad的位置,并朝向所述轴线下游侧Dad。所述外圈外周面61o朝向所述径向外侧Dro,并连接所述外圈气体路径面61p的所述径向外侧Dro的边缘和所述外圈后端面61r的所述径向外侧Dro的边缘。所述埋入前端面57f位于比所述前缘52f更靠所述轴线上游侧Dau的位置。所述埋入后端面57r位于比所述后缘52r更靠所述轴线上游侧Dau的位置。
在本方式的初级静叶片节段60中,初级静叶片51a中的埋入部57的埋入前端面57f位于比该初级静叶片51a中的叶片体52的前缘52f更靠轴线上游侧Dau的位置,该埋入部57的埋入后端面57r位于比该叶片体52的后缘52r更靠轴线上游侧Dau的位置。因此,在本方式的初级静叶片节段60中的初级静叶片51a中,埋入部57相对于叶片体52向轴线上游侧Dau位移。因此,供初级静叶片51a的埋入部57进入的外圈槽65中的槽后侧面65r位于比叶片体52的后缘52r更靠轴线上游侧Dau的位置,能够抑制外圈后端面61r相对于初级静叶片51a位于轴线下游侧Dad。换言之,在本方式中,能够减少在外圈61中比初级静叶片51a向轴线下游侧Dad突出的部分,或者,能够消除在外圈61中比初级静叶片51a向轴线下游侧Dad突出的部分。
因此,在本方式中,能够提高安装有外圈61的壳体20的设计自由度。如此,由于能够提高壳体20的设计自由度,因此在初级动叶片13所存在的轴线方向Da上的区域与外圈61所存在的径向Dr上的区域的共同区域内,也能够使壳体20的一部分存在。若能够使壳体20的一部分存在于该共同区域内,则无需扩展初级静叶片51a与初级动叶片13之间的轴线方向Da上的间隔而能够在该壳体20的一部分安装密封壳体20与初级动叶片13之间的间隙的初级密封环40a。
若扩展初级静叶片51a与初级动叶片13之间的轴线方向Da上的间隔,则涡轮效率下降的可能性大。然而,在本方式中,如上所述,无需扩展初级静叶片51a与初级动叶片13之间的轴线方向Da上的间隔而能够在该壳体20的一部分安装初级密封环40a。因此,在本方式中,能够满足涡轮效率等的要求,并且提高壳体20的设计自由度。
(2)第二方式中的初级静叶片节段在所述第一方式中的初级静叶片节段60中,
所述槽后侧面65r与所述外圈后端面61r之间的所述轴线方向Da上的最大距离do小于所述埋入前端面57f与所述埋入后端面57r之间的所述轴线方向Da上的最小距离ds。
在本方式中,与第一方式相比,能够可靠地减少在外圈61中比初级静叶片51a向轴线下游侧Dad突出的部分,或者,能够消除在外圈61中比初级静叶片51a向轴线下游侧Dad突出的部分。
(3)第三方式中的初级静叶片节段在所述第一方式或所述第二方式中的初级静叶片节段60中,
还具备填缝部件63,所述填缝部件63约束多个所述初级静叶片51a相对于所述外圈61的相对移动。
所述外圈61还具有容纳空间形成部67。所述容纳空间形成部67与多个所述初级静叶片51a中的所述外侧护罩55共同地具有如下的面,所述面形成供所述填缝部件63进入且所述径向内侧Dri开口的容纳空间67s。所述埋入部57还具有卡合槽57g,所述卡合槽57g从所述埋入后端面57r向所述轴线上游侧Dau凹陷,并沿所述周向Dc延伸。所述外圈槽65还具有凸部65c,所述凸部65c从所述槽后侧面65r向所述轴线上游侧Dau突出,并沿所述周向Dc延伸,并且嵌入到多个所述初级静叶片51a中的所述埋入部57的所述卡合槽57g的每一个中。所述容纳空间形成部67连接于所述槽前侧面65f的所述径向内侧Dri的端。所述填缝部件63沿所述周向Dc延伸,且落入所述容纳空间67s中,并与所述容纳空间形成部67所具有的所述面接触,并且与多个所述初级静叶片51a中的所述外侧护罩55的每一个接触,并从所述容纳空间67s的开口68露出。
在本方式中,能够利用填缝部件63来约束初级静叶片51a相对于外圈61的相对移动。
(4)第四方式中的初级静叶片节段在所述第一方式至所述第三方式中任一方式中的初级静叶片节段60中,
所述护罩主体56具有护罩后端面56r,所述护罩后端面56r朝向所述轴线下游侧Dad,并从所述外侧气体路径面56p的所述轴线下游侧Dad的端向所述径向外侧Dro延伸。
所述外圈后端面61r与所述护罩后端面56r呈同一水平面。
在本方式中,能够消除在外圈61中比初级静叶片51a向轴线下游侧Dad突出的部分。
以上的实施方式中的静止单元例如可以如下掌握。
(5)第五方式中的静止单元具备:
所述第一方式至所述第四方式中任一方式中的初级静叶片节段60;及叶片环30a,安装有所述初级静叶片节段60及初级密封环40a。
所述叶片环30a具有:叶片环气体路径面32,朝向所述径向内侧Dri;外圈安装部33a,安装有所述外圈61;及初级密封环安装部36a,安装有所述初级密封环40a。所述初级密封环安装部36a从所述叶片环气体路径面32朝向所述径向外侧Dro凹陷,并沿所述周向Dc延伸。所述外圈安装部33a整体位于比所述初级密封环安装部36a更靠所述轴线上游侧Dau的位置。
在本方式中,无需扩展初级静叶片51a与初级动叶片13之间的轴线方向Da上的间隔而能够在构成该壳体20的一部分的叶片环30a上安装密封叶片环30a与初级动叶片13之间的间隙的初级密封环40a。
(6)第六方式中的静止单元在所述第五方式中的静止单元80中,
所述叶片环30a的所述外圈安装部33a具有安装侧面34和安装内周面35。
所述安装侧面34从所述叶片环气体路径面32中比所述初级密封环安装部36a更靠所述轴线上游侧Dau的位置向所述径向外侧Dro延伸,且沿所述周向Dc延伸并与所述外圈后端面61r对置。所述安装内周面35从所述安装侧面34的所述径向外侧Dro的边缘朝向所述轴线上游侧Dau延伸,且沿所述周向Dc延伸,并与所述外圈外周面61o对置。
在本方式中,能够使叶片环30a的安装侧面34与外圈后端面61r靠近地对置。
(7)第七方式中的静止单元在所述第五方式或所述第六方式中的静止单元80中,
还具备沿所述轴线方向Da排列的多个后级静叶片列50r。
所述多个后级静叶片列50r分别具有沿所述周向Dc延伸的多个静叶片51。所述叶片环30a在比所述初级密封环安装部36a更靠所述轴线下游侧Dad的区域内具有沿所述轴线方向Da延伸的多个叶片环槽39。所述多个叶片环槽39均从所述叶片环气体路径面32向所述径向外侧Dro凹陷且沿所述周向Dc延伸。在所述多个叶片环槽39的每一个中嵌入有构成所述多个后级静叶片列50r中的任一个静叶片列50的所述多个静叶片51。
以上的实施方式中的蒸汽涡轮例如可以如下掌握。
(8)第八方式中的蒸汽涡轮具备:
所述第五方式至所述第七方式中任一方式中的静止单元80;蒸汽流入管16;转子10,能够以所述轴线Ar为中心进行旋转;及壳体20,覆盖所述转子10的外周。
所述壳体20具有所述叶片环30a。所述蒸汽流入管16配置成蒸汽S从所述轴线上游侧Dau流入到所述转子10的外周侧与所述壳体20的内周侧之间。
以上的实施方式中的初级静叶片节段单元例如可以如下掌握。
(9)第九方式中的初级静叶片节段单元具备:
所述第一方式至所述第四方式中任一方式中的初级静叶片节段60即第一初级静叶片节段60f;第二初级静叶片节段60s,相对于所述第一初级静叶片节段60f在所述第二侧Da2隔开间隔地配置;及分流部件71,沿所述周向Dc延伸,并连接所述第一初级静叶片节段60f和所述第二初级静叶片节段60s。
所述第二初级静叶片节段60s具备:第二外圈61s,沿所述周向Dc延伸,且形状与所述第一初级静叶片节段60f的所述外圈61即第一外圈61f相同,并且将所述第一侧Da1作为轴线上游侧Dau并将所述第二侧Da2作为轴线下游侧Dad;及多个第二初级静叶片51as,在所述第二外圈61s的所述径向内侧Dri沿所述周向Dc排列安装,且形状与所述第一初级静叶片节段60f的所述多个初级静叶片51a即多个第一初级静叶片51af相同,并且将所述第一侧Dal作为轴线上游侧Dau并将所述第二侧Da2作为轴线下游侧Dad。所述分流部件71具有:第一连接部72f,连接于所述多个第一初级静叶片51af的每一个的所述内侧护罩53;第二连接部72s,连接于所述多个第二初级静叶片51as的每一个的所述内侧护罩53;及主体73,连接所述第一连接部72f和所述第二连接部72s。所述主体73具有气体路径面74f、74s,所述气体路径面74f、74s朝向所述径向外侧Dro沿所述轴线方向Da延伸,并与所述多个第一初级静叶片51af的每一个的所述内侧气体路径面53p及所述多个第二初级静叶片51as的每一个的所述内侧气体路径面53p相连。
在本方式中,能够将从分流部件71的径向外侧Dro朝向径向内侧Dri流过来的蒸汽S的一部分引导到第一初级静叶片51af,并且将该蒸汽S的剩余的一部分引导到第二初级静叶片51as。
(10)第十方式中的初级静叶片节段单元在所述第九方式中的初级静叶片节段单元70中,
所述内侧护罩53具有:气体路径相反面53q,朝向所述径向内侧Dri并与所述内侧气体路径面53p具有背靠背的关系;及连接槽53g,从所述气体路径相反面53q向所述径向外侧Dro凹陷且沿所述周向Dc延伸。
所述第一连接部72f具有凸部72fc,所述凸部72fc嵌入到所述多个第一初级静叶片51af的每一个的所述内侧护罩53中的所述连接槽53g中。所述第二连接部72s具有凸部72sc,所述凸部72sc嵌入到所述多个第二初级静叶片51as的每一个的所述内侧护罩53中的所述连接槽53g中。所述连接槽53g形成为随着朝向所述径向外侧Dro而所述轴线方向Da上的槽宽度逐渐变大。所述凸部72fc、72sc形成为随着朝向径向外侧Dro而所述轴线方向Da上的凸宽度逐渐变大。
在本方式中,即使不将多个第一初级静叶片51af的每一个的内侧护罩53和分流部件71进行焊接连接,也能够将多个第一初级静叶片51af的每一个的内侧护罩53和分流部件71牢固地连接。并且,在本方式中,即使不将多个第二初级静叶片51as的每一个的内侧护罩53和分流部件71进行焊接连接,也能够将多个第二初级静叶片51as的每一个的内侧护罩53和分流部件71牢固地连接。
(11)第十一方式中的初级静叶片节段单元在所述第九方式或所述第十方式中的初级静叶片节段单元70中,
所述分流部件71具有第一分流部件71f、第二分流部件71s及连结件76。
所述第一分流部件71f具有:所述第一连接部72f;及第一主体73f,从所述第一连接部72f朝向所述第二侧Da2延伸并形成所述主体的一部分。所述第二分流部件71s具有:所述第二连接部72s;及第二主体73s,从所述第二连接部72s朝向所述第一侧Da1延伸并形成所述主体的剩余的一部分。所述连结件76连结所述第一主体73f和所述第二主体73s。
在本方式中,分流部件71分为第一分流部件71f和第二分流部件71s,因此无需并行实施将第一分流部件71f中的第一连接部72f的凸部72fc插入到多个第一初级静叶片51af的每一个的连接槽53g中的作业和将第二分流部件71s中的第二连接部72s的凸部72sc插入到多个第二初级静叶片51as的每一个的连接槽53g中的作业。因此,在本方式中,能够容易将分流部件71的第一连接部72f连接于多个第一初级静叶片51af,并且能够容易将分流部件71的第二连接部72s连接于多个第二初级静叶片51as。
以上的实施方式中的蒸汽涡轮例如可以如下掌握。
(12)第十二方式中的蒸汽涡轮具备:
所述第九方式至所述第十一方式中任一方式中的初级静叶片节段单元70;蒸汽流入管16;第一转子10f,能够以所述轴线Ar为中心进行旋转;多个第一后级静叶片列50rf,在所述第一转子10f的外周侧沿所述轴线方向Da排列;第一壳体20f,覆盖所述第一转子10f的外周侧,并且安装有所述第一初级静叶片节段60f及所述多个第一后级静叶片列50rf;第二转子10s,能够以所述轴线Ar为中心进行旋转;多个第二后级静叶片列50rs,在所述第二转子10s的外周侧沿所述轴线方向Da排列;及第二壳体20s,覆盖所述第二转子10s的外周侧,并且安装有所述第二初级静叶片节段60s及所述多个第二后级静叶片列50rs。
所述第一转子10f和所述第二转子10s位于同一所述轴线Ar上,且彼此连结。所述蒸汽流入管16配置于从所述分流部件71的所述气体路径面向所述径向外侧Dro分开的位置,并连接所述第一壳体20f和所述第二壳体20s。
产业上的可利用性
根据本发明的一方式,能够满足涡轮效率等的要求,并且提高壳体的设计自由度。
符号说明
10-转子,10f-第一转子,10s-第二转子,11-转子轴,12-动叶片列,12a-初级动叶片列,12b-第二级动叶片列,12c-第三级动叶片列,12d-第四级动叶片列,12e-第五级动叶片列,12g-末级动叶片列,13-动叶片,15-轴承,16-蒸汽流入管,17-蒸汽流路,20-壳体,20f-第一壳体,20s-第二壳体,21-内侧壳体,22-排气壳体,22s-排气空间,23-扩压器,23s-扩压器空间,24-下游侧端板,25-上游侧端板,26-侧周板,27-排气口,30-叶片环,30a-第一叶片环,30au-第一上半叶片环,30b-第二叶片环,30c-第三叶片环,31-螺栓孔,32b-叶片环连结螺栓,32-叶片环气体路径面,33a-外圈安装部,33b-第二级静叶片列安装部,33c-第三级静叶片列安装部,33d-第四级静叶片列安装部,33e-第五级静叶片列安装部,34-安装侧面,35-安装内周面,36a-初级密封环安装部,36b-第二级密封环安装部,36c-第三级密封环安装部,36d-第四级密封环安装部,36e-第五级密封环安装部,37-底座容纳槽,38-脚容纳槽,39-叶片环槽,40a-初级密封环,40b-第二级密封环,40c-第三级密封环,40d-第四级密封环,40e-第五级密封环,41-密封环底座,42-翅片,43-底座支撑脚,50-静叶片列,50a-初级静叶片列,50af-第一初级静叶片列,50as-第二初级静叶片列,50r-后级静叶片列,50rf-第一后级静叶片列,50rs-第二后级静叶片列,50b-第二级静叶片列,50c-第三级静叶片列,50d-第四级静叶片列,50e-第五级静叶片列,50f-第六级静叶片列,50g-第七级静叶片列,51-静叶片,51a-初级静叶片,51af-第一初级静叶片,51as-第二初级静叶片,52-叶片体,52f-前缘,52r-后缘,53-内侧护罩,53p-内侧气体路径面,53q-气体路径相反面,53g-连接槽,55一外侧护罩,56-护罩主体,56p-外侧气体路径面,56f-护罩前端面,56r-护罩后端面,57-埋入部,57f-埋入前端面,57r-埋入后端面,57b-埋入底面,57g-卡合槽,60-初级静叶片节段,60f-第一初级静叶片节段,60s-第二初级静叶片节段,61-外圈,61f-第一外圈,61s-第二外圈,61u-上半外圈,61d-下半外圈,61p-外圈气体路径面,61r-外圈后端面,61o-外圈外周面,62-外圈连结螺栓,63-填缝部件,64-固定螺母,65-外圈槽,65f-槽前侧面,65r-槽后侧面,65b-槽底面,65c-凸部,67-容纳空间形成部,67s-容纳空间,67b-空间底面,67r-空间内表面,67o-空间底对置面,67p-空间侧面,68-开口,69-支撑板,70-初级静叶片节段单元,71-分流部件,71u-上半分流部件,71d-下半分流部件,71f-第一分流部件,71s-第二分流部件,72f-第一连接部,72s-第二连接部,72fc、72sc-凸部,73-主体,73f-第一主体,73s-第二主体,74f-第一气体路径面,74s-第二气体路径面,75f-第一凸缘,75s-第二凸缘,76-连结件,77-间隔件,80-静止单元,Ar-轴线,Ap-管轴线,Da-轴线方向,Da1-第一侧,Da2-第二侧,Dau-轴线上游侧,Dad-轴线下游侧,Dc-周向,Dr-径向,Dri-径向内侧,Dro-径向外侧,C-冷凝器,S-蒸汽,ST1-第一蒸汽涡轮部,ST2-第二蒸汽涡轮部。
Claims (12)
1.一种初级静叶片节段,其具备:
外圈,沿相对于轴线的周向延伸;及
多个初级静叶片,在所述外圈的相对于所述轴线的径向内侧沿所述周向排列安装,
所述轴线延伸的轴线方向上的第一侧和第二侧中,所述第二侧形成轴线上游侧,所述第一侧形成轴线下游侧,
所述多个初级静叶片分别具有:叶片体,沿相对于所述轴线的径向延伸;内侧护罩,形成于所述叶片体的所述径向内侧;及外侧护罩,形成于所述叶片体的相对于所述轴线的径向外侧,
所述叶片体具有:前缘,形成所述轴线上游侧的边缘;及后缘,形成所述轴线下游侧的边缘,
所述内侧护罩具有内侧气体路径面,所述内侧气体路径面朝向所述径向外侧且连接有所述叶片体,
所述外侧护罩具有:护罩主体,具有朝向所述径向内侧且连接有所述叶片体的外侧气体路径面;及埋入部,连接于所述护罩主体的所述径向外侧,
所述埋入部具有:埋入前端面,朝向所述轴线上游侧;埋入后端面,朝向所述轴线下游侧且与所述埋入前端面具有背靠背的关系;及埋入底面,朝向所述径向外侧并连接所述埋入前端面和所述埋入后端面,
所述外圈具有供所述多个初级静叶片的每一个的所述外侧护罩进入的外圈槽、外圈气体路径面、外圈后端面及外圈外周面,
所述外圈槽从所述外圈气体路径面的所述轴线下游侧的端朝向所述径向外侧凹陷并沿所述周向延伸,
所述外圈槽具有:槽前侧面,朝向所述轴线下游侧与所述埋入前端面对置;槽后侧面,朝向所述轴线上游侧而与所述埋入后端面对置;及槽底面,朝向所述径向内侧与所述埋入底面对置,
所述外圈气体路径面具有如下的面,所述面以随着从比所述槽前侧面更靠所述轴线上游侧且比所述外侧气体路径面更靠所述径向外侧的位置朝向所述径向内侧而朝向所述轴线下游侧逐渐延伸且与所述外侧气体路径面相连的方式弯曲,
所述外圈后端面位于比所述外圈槽更靠所述轴线下游侧的位置,并朝向所述轴线下游侧,
所述外圈外周面朝向所述径向外侧,并连接所述外圈气体路径面的所述径向外侧的边缘和所述外圈后端面的所述径向外侧的边缘,
所述埋入前端面位于比所述前缘更靠所述轴线上游侧的位置,
所述埋入后端面位于比所述后缘更靠所述轴线上游侧的位置。
2.根据权利要求1所述的初级静叶片节段,其中,
所述槽后侧面与所述外圈后端面之间的所述轴线方向上的最大距离小于所述埋入前端面与所述埋入后端面之间的所述轴线方向上的最小距离。
3.根据权利要求1或2所述的初级静叶片节段,其还具备填缝部件,所述填缝部件约束多个所述初级静叶片相对于所述外圈的相对移动,
所述外圈还具有容纳空间形成部,
所述容纳空间形成部与多个所述初级静叶片中的所述外侧护罩共同地具有如下的面,所述面形成供所述填缝部件进入且所述径向内侧开口的容纳空间,
所述埋入部还具有卡合槽,所述卡合槽从所述埋入后端面向所述轴线上游侧凹陷,并沿所述周向延伸,
所述外圈槽还具有凸部,所述凸部从所述槽后侧面向所述轴线上游侧突出,并沿所述周向延伸,并且嵌入到多个所述初级静叶片中的所述埋入部的所述卡合槽的每一个中,
所述容纳空间形成部连接于所述槽前侧面的所述径向内侧的端,
所述填缝部件沿所述周向延伸,且落入所述容纳空间中,并与所述容纳空间形成部所具有的所述面接触,并且与多个所述初级静叶片中的所述外侧护罩的每一个接触,并从所述容纳空间的开口露出。
4.根据权利要求1或2所述的初级静叶片节段,其中,
所述护罩主体具有护罩后端面,所述护罩后端面朝向所述轴线下游侧,并从所述外侧气体路径面的所述轴线下游侧的端向所述径向外侧延伸,
所述外圈后端面与所述护罩后端面呈同一水平面。
5.一种静止单元,其具备:
权利要求1或2所述的初级静叶片节段;及
叶片环,安装有所述初级静叶片节段及初级密封环,
所述叶片环具有:叶片环气体路径面,朝向所述径向内侧;外圈安装部,安装有所述外圈;及初级密封环安装部,安装有所述初级密封环,
所述初级密封环安装部从所述叶片环气体路径面朝向所述径向外侧凹陷,并沿所述周向延伸,
所述外圈安装部的整体位于比所述初级密封环安装部更靠所述轴线上游侧的位置。
6.根据权利要求5所述的静止单元,其中,
所述叶片环的所述外圈安装部具有安装侧面和安装内周面,
所述安装侧面从所述叶片环气体路径面中比所述初级密封环安装部更靠所述轴线上游侧的位置向所述径向外侧延伸,且沿所述周向延伸,并与所述外圈后端面对置,
所述安装内周面从所述安装侧面的所述径向外侧的边缘向所述轴线上游侧延伸,且沿所述周向延伸,并与所述外圈外周面对置。
7.根据权利要求5所述的静止单元,其还具备沿所述轴线方向排列的多个后级静叶片列,
所述多个后级静叶片列分别具有沿所述周向排列的多个静叶片,
所述叶片环在比所述初级密封环安装部更靠所述轴线下游侧的区域内具有沿所述轴线方向排列的多个叶片环槽,
所述多个叶片环槽均从所述叶片环气体路径面向所述径向外侧凹陷且沿所述周向延伸,
在所述多个叶片环槽的每一个中嵌入有构成所述多个后级静叶片列中的任一个静叶片列的所述多个静叶片。
8.一种蒸汽涡轮,其具备:
权利要求5所述的静止单元;
蒸汽流入管;
转子,能够以所述轴线为中心进行旋转;及
壳体,覆盖所述转子的外周,
所述壳体具有所述叶片环,
所述蒸汽流入管配置成蒸汽从所述轴线上游侧流入到所述转子的外周侧与所述壳体的内周侧之间。
9.一种初级静叶片节段单元,其具备:
权利要求1或2所述的初级静叶片节段即第一初级静叶片节段;
第二初级静叶片节段,相对于所述第一初级静叶片节段在所述第二侧隔开间隔地配置;及
分流部件,沿所述周向延伸,并连接所述第一初级静叶片节段和所述第二初级静叶片节段,
所述第二初级静叶片节段具备:
第二外圈,沿所述周向延伸,且形状与所述第一初级静叶片节段的所述外圈即第一外圈相同,并且将所述第一侧作为轴线上游侧并将所述第二侧作为轴线下游侧;及
多个第二初级静叶片,在所述第二外圈的所述径向内侧沿所述周向排列安装,且形状与所述第初级静叶片节段的所述多个初级静叶片即多个第一初级静叶片相同,并且将所述第一侧作为轴线上游侧并将所述第二侧作为轴线下游侧,
所述分流部件具有:第一连接部,连接于所述多个第一初级静叶片的每一个的所述内侧护罩;第二连接部,连接于所述多个第二初级静叶片的每一个的所述内侧护罩;及主体,连接所述第一连接部和所述第二连接部,
所述主体具有气体路径面,所述气体路径面朝向所述径向外侧沿所述轴线方向延伸,并与所述多个第一初级静叶片的每一个的所述内侧气体路径面及所述多个第二初级静叶片的每一个的所述内侧气体路径面相连。
10.根据权利要求9所述的初级静叶片节段单元,其中,
所述内侧护罩具有:气体路径相反面,朝向所述径向内侧且与所述内侧气体路径面具有背靠背的关系;及连接槽,从所述气体路径相反面向所述径向外侧凹陷且沿所述周向延伸,
所述第一连接部具有凸部,所述凸部嵌入到所述多个第一初级静叶片的每一个的所述内侧护罩中的所述连接槽中,
所述第二连接部具有凸部,所述凸部嵌入到所述多个第二初级静叶片的每一个的所述内侧护罩中的所述连接槽中,
所述连接槽形成为随着朝向所述径向外侧而所述轴线方向上的槽宽度逐渐变大,
所述凸部形成为随着朝向径向外侧而所述轴线方向上的凸宽度逐渐变大。
11.根据权利要求9所述的初级静叶片节段单元,其中,
所述分流部件具有第一分流部件、第二分流部件及连结件,
所述第一分流部件具有:所述第一连接部;及第一主体,从所述第一连接部朝向所述第二侧延伸并形成所述主体的一部分,
所述第二分流部件具有:所述第二连接部;及第二主体,从所述第二连接部朝向所述第一侧延伸并形成所述主体的剩余的一部分,
所述连结件连结所述第一主体和所述第二主体。
12.一种蒸汽涡轮,其具备:
权利要求9所述的初级静叶片节段单元;
蒸汽流入管;
第一转子,能够以所述轴线为中心进行旋转;
多个第一后级静叶片列,在所述第一转子的外周侧沿所述轴线方向排列;
第一壳体,覆盖所述第一转子的外周侧,并且安装有所述第一初级静叶片节段及所述多个第一后级静叶片列;
第二转子,能够以所述轴线为中心进行旋转;
多个第二后级静叶片列,在所述第二转子的外周侧沿所述轴线方向排列;及
第二壳体,覆盖所述第二转子的外周侧,并且安装有所述第二初级静叶片节段及所述多个第二后级静叶片列,
所述第一转子和所述第二转子位于同一所述轴线上,且彼此连结,
所述蒸汽流入管配置于从所述分流部件的所述气体路径面向所述径向外侧分开的位置,并连接所述第一壳体和所述第二壳体。
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