[发明专利]轴流式涡轮和发电设备

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及轴流式涡轮（turbine）和发电设备/发电厂（electrical generating plant）。

本申请基于2012年7月20日在日本提出的专利申请2012-161734号要求优先权，将其内容援引于本申请中。

背景技术

近年来，迫切希望抑制地球温室化，其中，希望通过在发电设备中改善发电效率来减少发电用的燃料消耗，抑制CO₂、SOx、NOx等的产生量。

在使用蒸汽涡轮或燃气涡轮等的火力发电设备/火力发电厂中，作为高效率化的有效方法，采用使涡轮的入口温度上升的方法。

另一方面，涡轮具备静止部件和转子、动叶片等的旋转部件，为了在静止部件和旋转部件之间避免接触，设置间隙是必不可少的。

因此，涡轮叶片列以外的间隙中必定会有工作流体泄漏，金属表面被暴露在工作流体的温度下。因此，在高温工作流体的情况下，可能会出现不能满足耐热合金中所要求的强度特性的情况。

因此，曾提出了根据需要部分地进行冷却的结构。例如，以下记载的专利文献1中，曾提出了下述结构：将在涡轮级的中途的下游结束工作、温度降低了的工作流体的一部分导向上游级的涡轮转子的外表面或动叶片前端的外周壁进行冷却，并将冷却了的工作流体从压盖（gland）排出。在该结构中，虽然认为在主流的温度成为600℃左右的蒸汽涡轮中没有障碍，但在燃气涡轮等主流的气体温度超过1000℃的情况下，即使在涡轮级下游也成为高温因此不能得到充分的冷却。另外，由于从中途级抽取工作流体用于冷却并向压盖排出，因此在不能作为动力回收的状态下排出，效率不得不降低。

另外，例如在专利文献2中，具有通路部的主流接触的外面、和在保持有叶片的外面上被作出的空间，并且在动叶片的植入部具备导通部。根据该结构，动叶片的上游和下游的空间连通，使冷却介质通过来进行冷却。在这样连通的结构中，明确的是，越向冷却空间的下游冷却介质的温度就越上升，冷却效率下降。认为在主流的工作流体的温度不高的情况下，由于冷却介质的温度上升较少，因此没有特别的障碍。但是，在高温的工作流体中进行充分的冷却较困难。

这样，在主流的工作流体的温度变为高温的情况下，现有技术难以得到充分的冷却效果。因此，通过增多冷却介质的量来进行冷却。但是，较多地使用冷却介质，会招致设备整体的效率降低，高温化成为了使发电效率提高的阻碍。

发明内容

本发明的一方式涉及的轴流式涡轮，具备：

涡轮喷嘴，其沿着在隔膜（导流板，diaphragm）外环和隔膜内环之间形成的环状流路的圆周方向被列状地配置，并沿旋转中心轴方向在每个涡轮级上配置；

涡轮动叶片，其在沿着由上述隔膜内环形成的筒状流路的上述旋转中心轴方向设置的涡轮转子的转子盘上，沿上述圆周方向被列状地植设，沿着上述旋转中心轴方向在各个上述涡轮喷嘴的下游侧在每个上述涡轮级配置；

隔热板，其被设置为在与沿着上述旋转中心轴方向相邻的两个上述转子盘间的上述涡轮转子的外表面之间具有空间部；

第1连通（贯通）孔，其形成于上述涡轮转子内，流入冷却介质，并与上述空间部连接；

第1开口部，其形成于相邻的两个上述转子盘中的至少一个上，以与上述空间部连接；

第2连通孔，其经由上述第1开口部与上述空间部连接，将上述转子盘中的上述涡轮动叶片的植入部连通；

第3连通孔，其与上述第2连通孔连接，沿着上述涡轮动叶片的有效长度部连通；和

与上述第3连通孔连接，在上述涡轮动叶片的侧面开口的第2开口部，或者与上述第3连通孔连接，在上述涡轮动叶片的外周端面开口的第3开口部。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的轴流式涡轮的涡轮级的概略构成的纵截面图。

图2是将相同实施方式1的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。

图3是将本发明的实施方式2的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。

图4是将本发明的实施方式3的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。

图5是将本发明的实施方式4的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。

图6是将本发明的实施方式5的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。

图7是将本发明的实施方式6的轴流式涡轮的涡轮级的构成部分地放大表示的纵截面图。