[发明专利]汽轮机和涡轮转子

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据2006年4月26日提交的日本专利申请 No.2006-121411并要求以其作为优先权；其全部内容在此引入作为 参考。

技术领域

本发明涉及一种汽轮机以及一种涡轮转子，更具体地涉及一种 可以使用620℃或更高的高温蒸汽的汽轮机以及涡轮转子。

背景技术

对于火力发电设备中的大多高温部件来说，一直采用具有较高 制造性能和经济效率的铁素体耐热钢。这种常规的火力发电设备的 汽轮机通常处于不高于600℃量级的蒸汽温度条件下，因此其主要 部件例如涡轮转子和运动叶片由铁素体耐热钢制成。

然而，近年来，从环境保护的角度一直积极促进火力发电设备 效率的提高，并且对利用大约600℃高温蒸汽的汽轮机进行操作。 这种汽轮机包括需要具有铁素体耐热钢不具备的特性的部件，因 此，这些部件有时由耐高温性表现更好的耐热合金或奥氏体耐热钢 制成。

例如，JP-A 7-247806(KOKAI)、JP-A 2000-282808(KOKAI)、 以及日本专利No.3095745中描述了通过采用最少的奥氏体材料制 造利用650℃或更高高温蒸汽的汽轮机而构成汽轮机火力发电设 备。例如，在JP-A 2000-282808(KOKAI)描述的汽轮机火力发电 设备中，超高压涡轮、高压涡轮、中等压涡轮、低压涡轮、第二低 压涡轮、以及发电机单轴相连，并且超高压涡轮与高压涡轮组装在 同一外壳中并因而与其它涡轮分隔。

此外，从全球环境保护的角度，对能够更高效率地降低CO₂、 SO_x、以及NO_x排放的要求目前一直在提高。提高火力发电设备中 的装置的热效率最有效的方案之一是提高蒸汽温度，并且考虑开发 在700℃量级的汽轮机。

另外，例如JP-A 2004-353603(KOKAI)描述了一种通过冷却 蒸汽来冷却汽轮机部件的方法，以对付前述的温度升高。

在开发上述700℃量级的汽轮机时，目前探寻的是可以确保涡 轮部件具有多大强度。在火力发电设备中，通常采用改进的耐热钢 制成涡轮部件例如包含在汽轮机中的涡轮转子、喷嘴、运动叶片、 喷嘴箱(蒸汽室)、以及蒸汽供给管，但是当再热蒸汽的温度变为 700℃或更高时，难以保证使涡轮部件的强度保持在高等级。

在这种情况下，需要提供一种即使在采用常规改进耐热钢制成 汽轮机中的涡轮部件时也可以确保涡轮部件的强度保持在高等级 的新技术。实现这一点的一种预期方案是采用用于冷却上述涡轮部 件的冷却蒸汽。然而，通过冷却蒸汽冷却涡轮转子和外壳而对例如 与第一级涡轮相对应并在其之后的部件采用常规材料，所需的冷却 蒸汽量达到总蒸汽量的百分之几。而且，由于冷却蒸汽流入通道部 分，因此产生的问题是因叶片级联性能变差而使涡轮本身的内效率 变差。

发明内容

为了解决上述问题做出本发明，其目的是通过有限地使用耐腐 蚀和耐热材料制成预定涡轮部件而提供一种能够由具有热效率提 高的由高温蒸汽驱动并且经济效率较高的汽轮机和涡轮转子。

根据本发明的一方面，提供一种导入620℃或更高的高温蒸汽 的汽轮机，该汽轮机包括涡轮转子，所述涡轮转子包括：位于从第 一级上的喷嘴延伸到蒸汽温度变为550℃的级上的运动叶片的区 域中并由耐腐蚀且耐热材料制成的高温涡轮转子组成部件；以及与 高温涡轮转子组成部件相连并将其夹在中间以及由与高温涡轮转 子组成部件的材料不同的材料制成的低温涡轮转子组成部件。

根据本发明的另一方面，提供一种贯穿设置在导入620℃或更 高的高温蒸汽的汽轮机中的涡轮转子，该涡轮转子包括：位于从第 一级上的喷嘴延伸到蒸汽温度变为550℃的级上的运动叶片的区 域中并由耐腐蚀且耐热材料制成的高温涡轮转子组成部件；以及与 高温涡轮转子组成部件相连并将其夹在中间以及由与高温涡轮转 子组成部件的材料不同的材料制成的低温涡轮转子组成部件。

附图说明

将参照附图描述本发明，但这些附图仅仅是示意的目的而决不 是要限制本发明。

图1是表示第一实施方式的再热汽轮机的上壳体部件的横截 面的视图。