專利名稱：汽輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪機(jī)；并且更具體地，本發(fā)明涉及利用溫度范圍從大約650°C至 750°C的高溫蒸汽的汽輪機(jī)。
背景技術(shù)：
利用具有大致600°C的溫度的主流蒸汽的汽輪機(jī)從提高汽輪機(jī)效率的觀點(diǎn)看是實(shí)用的。為了進(jìn)一步提高汽輪機(jī)效率，已經(jīng)進(jìn)行了有關(guān)將主流蒸汽的溫度增加至范圍從大約 650°C至750°C的值的研究，并且根據(jù)所述研究的開發(fā)已經(jīng)完成。在這種汽輪機(jī)中，因?yàn)橹髁髡羝哂懈邷?，所以必須像燃?xì)廨啓C(jī)的情況那樣采用耐熱合金。然而，因?yàn)槟蜔岷辖鸢嘿F并且很難加工成大的部件，所以無(wú)法使用耐熱合金。在這種情況中，汽輪機(jī)的材料強(qiáng)度是不足的并且必須冷卻汽輪機(jī)的部件。日本專利公開文獻(xiàn)No. 11-200801 (專利文獻(xiàn)1)公開了一種用于轉(zhuǎn)子輪盤的冷卻機(jī)構(gòu)，其中所述轉(zhuǎn)子輪盤與轉(zhuǎn)子一體形成并嵌接有葉片。冷卻機(jī)構(gòu)冷卻轉(zhuǎn)子輪盤、尤其第二級(jí)和隨后級(jí)的轉(zhuǎn)子輪盤的嵌接有葉片的部分的附近。在該冷卻機(jī)構(gòu)內(nèi)，冷卻流體通過(guò)在轉(zhuǎn)子內(nèi)形成的冷卻路徑孔被直接供入到由轉(zhuǎn)子輪盤的側(cè)表面和翼片的內(nèi)側(cè)表面所形成的冷卻空間內(nèi)。然而，在轉(zhuǎn)子輪盤內(nèi)側(cè)在轉(zhuǎn)子內(nèi)方便地形成像專利文獻(xiàn)1那樣設(shè)置成冷卻轉(zhuǎn)子輪盤的嵌接有葉片的部分附近的冷卻路徑孔并不是容易的，并且從確保轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的觀點(diǎn)看形成冷卻路徑孔也不總是優(yōu)選的。此外，在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)、例如轉(zhuǎn)子輪盤中，冷卻蒸汽有助于上游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)的冷卻，并且然后在下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中冷卻升溫的冷卻蒸汽，否則這可以造成冷卻不足的情況。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)考慮到上述情況提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種包括冷卻結(jié)構(gòu)的汽輪機(jī)，所述冷卻結(jié)構(gòu)適于確保轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子輪盤和汽輪機(jī)的其它部件的強(qiáng)度，以甚至在使用高溫蒸汽時(shí)維持它們的完整性。本發(fā)明的另一目的是提供一種汽輪機(jī)，其中，在需要冷卻的范圍內(nèi)安置的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的汽輪機(jī)部件能夠高效地被冷卻。設(shè)置成實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的汽輪機(jī)包括轉(zhuǎn)子；與所述轉(zhuǎn)子一體形成的轉(zhuǎn)子輪盤；多個(gè)葉片，其中所述轉(zhuǎn)子輪盤沿所述轉(zhuǎn)子的周向與所述多個(gè)葉片嵌接；包覆所述轉(zhuǎn)子的殼體；多個(gè)沿所述轉(zhuǎn)子的周向連接至所述殼體的翼片，所述翼片的位置與所述葉片相鄰并且沿所述轉(zhuǎn)子的軸向位于上游側(cè)上；以及
沿所述轉(zhuǎn)子的軸向在所述翼片的轉(zhuǎn)子側(cè)表面上安置的內(nèi)隔板，以使得所述內(nèi)隔板朝向所述轉(zhuǎn)子輪盤，其中，沿所述轉(zhuǎn)子的軸向彼此相鄰的翼片和葉片形成汽輪機(jī)級(jí)，在所述汽輪機(jī)級(jí)中的至少一個(gè)汽輪機(jī)級(jí)中，轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑沿所述轉(zhuǎn)子的軸向穿過(guò)所述轉(zhuǎn)子輪盤形成，并且隔板側(cè)冷卻路徑沿所述轉(zhuǎn)子的軸向穿過(guò)所述內(nèi)隔板形成，并且流經(jīng)所述轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑的冷卻媒介分流到所述隔板側(cè)冷卻路徑中以及在所述內(nèi)隔板與所述轉(zhuǎn)子之間設(shè)置的迷宮式流路徑中。在如上所述的汽輪機(jī)中，形成多個(gè)汽輪機(jī)級(jí)，每個(gè)所述汽輪機(jī)級(jí)具有沿轉(zhuǎn)子的軸向穿過(guò)所述內(nèi)隔板的隔板側(cè)冷卻路徑，并且所述冷卻媒介流經(jīng)所述隔板側(cè)冷卻路徑，在所述多個(gè)汽輪機(jī)級(jí)中的每個(gè)中形成有隔板側(cè)冷卻路徑，在所述多個(gè)汽輪機(jī)級(jí)中，所述隔板側(cè)冷卻路徑在上游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中與轉(zhuǎn)子的軸線平行地被形成，并且隔板側(cè)冷卻路徑的出口在下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中與隔板側(cè)冷卻路徑的入口相比更靠近所述轉(zhuǎn)子地被定位。根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)槔鋮s媒介在從上游側(cè)至下游側(cè)的寬范圍的汽輪機(jī)級(jí)中能夠使得轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子輪盤、內(nèi)隔板與其它部件冷卻，所以諸如轉(zhuǎn)子的每個(gè)汽輪機(jī)部件的強(qiáng)度能夠被確保，并且因此，每個(gè)汽輪機(jī)部件的完整性甚至在高溫蒸汽被采用時(shí)也可以被維持。


圖1是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的汽輪機(jī)的一部分；圖2是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的汽輪機(jī)的一部分；圖3示出了如圖2所示的內(nèi)隔板中的隔板側(cè)冷卻路徑的改型，并且圖3 (A)至3 (F) 是示出了第一至第六改型的剖視圖；圖4是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的汽輪機(jī)的一部分；圖5是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的汽輪機(jī)的一部分；圖6示出了體現(xiàn)冷卻媒介(冷卻蒸汽)的溫度、主流蒸汽的溫度以及轉(zhuǎn)子輪盤的嵌接有葉片的部分的目標(biāo)溫度之間的關(guān)系的曲線；圖7是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的汽輪機(jī)的一部分；圖8是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的汽輪機(jī)的一部分。
具體實(shí)施例方式以下參照

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式。然而，應(yīng)該注意的是本發(fā)明并不限于以下的實(shí)施例。此外，在以下的說(shuō)明中，應(yīng)該理解的是術(shù)語(yǔ)“上側(cè)”、“下側(cè)”、“右側(cè)”、“左側(cè)” 以及其它與方向有關(guān)的術(shù)語(yǔ)僅僅在視圖的說(shuō)明或?qū)嶋H安裝中被采用。A第一實(shí)施例(圖1)圖1是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的汽輪機(jī)的一部分。在如圖1 所示的汽輪機(jī)10中，高溫主流蒸汽11具有范圍從大致650°C至750°C的溫度，所述高溫主流蒸汽11經(jīng)由翼片(靜片)12被引導(dǎo)至葉片(動(dòng)片)13，以使得轉(zhuǎn)子14旋轉(zhuǎn)，其中所述葉片13嵌接至所述轉(zhuǎn)子，從而與所述轉(zhuǎn)子14相連的未示出的發(fā)電機(jī)被旋轉(zhuǎn)。這種高溫主流蒸汽11的采用能夠提高汽輪機(jī)效率。多個(gè)葉片13嵌接至每個(gè)轉(zhuǎn)子輪盤15的外周部分，其中所述轉(zhuǎn)子輪盤15沿轉(zhuǎn)子14的周向與轉(zhuǎn)子14 一體形成。轉(zhuǎn)子14由一殼體16包圍，多個(gè)翼片12在與葉片13相鄰的位置并沿轉(zhuǎn)子14的軸向在上游側(cè)經(jīng)由外隔板17沿轉(zhuǎn)子14的周向連接。內(nèi)隔板18沿轉(zhuǎn)子14的周向在翼片12 上安置，從而內(nèi)隔板18朝向轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)子輪盤15。多個(gè)由外隔板17和內(nèi)隔板18所支承的翼片12將主流蒸汽11引導(dǎo)至葉片13。翼片12和葉片13沿轉(zhuǎn)子14的軸向交替地布置，并且一組相鄰的翼片12和葉片 13形成一汽輪機(jī)級(jí)。汽輪機(jī)級(jí)沿主流蒸汽11從上游側(cè)流至下游側(cè)的方向如下地標(biāo)號(hào)第一級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)等。翼片12和葉片13沿轉(zhuǎn)子14的軸向在其中交替布置的空間形成一蒸汽路徑19，主流蒸汽11流經(jīng)所述蒸汽路徑19。在由此所構(gòu)造的汽輪機(jī)10中，在汽輪機(jī)級(jí)中的至少一個(gè)汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)設(shè)置一冷卻結(jié)構(gòu)20，以使得汽輪機(jī)的部件、尤其轉(zhuǎn)子14、轉(zhuǎn)子輪盤15以及內(nèi)隔板18冷卻，從而確保每個(gè)部件的強(qiáng)度。汽輪機(jī)內(nèi)的冷卻結(jié)構(gòu)20包括隔板側(cè)冷卻路徑21以及轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22。轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22在轉(zhuǎn)子輪盤15內(nèi)形成在嵌接有葉片13的部分15A附近，其中所述轉(zhuǎn)子輪盤15與轉(zhuǎn)子14 一體形成。轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22沿轉(zhuǎn)子14的軸向以與轉(zhuǎn)子14 的軸線平行的直線的方式延伸穿過(guò)轉(zhuǎn)子輪盤15。轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22實(shí)際上由多個(gè)沿轉(zhuǎn)子 14的周向以預(yù)定間隔布置的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑形成。另一方面，隔板側(cè)冷卻路徑21被形成為沿轉(zhuǎn)子14的軸向以與轉(zhuǎn)子14的軸線平行的直線的方式延伸經(jīng)過(guò)內(nèi)部隔板18。隔板側(cè)冷卻路徑21實(shí)際上由多個(gè)沿轉(zhuǎn)子14的周向以預(yù)定的間隔布置的隔板側(cè)冷卻路徑形成。迷宮式區(qū)段23形成一迷宮式流路徑M，其中所述迷宮式區(qū)段23在內(nèi)隔板18與轉(zhuǎn)子14之間設(shè)置。迷宮式區(qū)段23包括迷宮齒25，其由內(nèi)隔板18伸出；以及迷宮件沈，其從轉(zhuǎn)子14伸出，以使得迷宮齒25和迷宮件沈沿轉(zhuǎn)子14的軸向交替地布置。迷宮式區(qū)段23 基本上密封內(nèi)隔板18與轉(zhuǎn)子14之間的間隙，以防止流經(jīng)蒸汽路徑19的主流蒸汽11通過(guò)間隙泄漏。迷宮式流路徑M由內(nèi)隔板18的內(nèi)周表面和轉(zhuǎn)子14的外周表面形成并由迷宮齒25和迷宮件沈分隔。冷卻媒介27流經(jīng)轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22、隔板側(cè)冷卻路徑21和迷宮式流路徑24，其中所述冷卻媒介例如為溫度比主流蒸汽11低的冷卻蒸汽。也就是說(shuō)，引入到上游轉(zhuǎn)子輪盤 15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中的并經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22的冷卻媒介27分流到下游內(nèi)隔板18中的隔板側(cè)冷卻路徑21和迷宮式冷卻路徑M中。冷卻媒介27的分流后的流然后合流，合流后的冷卻媒介27流經(jīng)同一下游轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中，如箭頭A 所示。隔板側(cè)冷卻路徑21的設(shè)置防止或基本上防止已經(jīng)流經(jīng)上游轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22的冷卻媒介27流入到蒸汽路徑19中，但是允許冷卻媒介27朝向下游級(jí)流動(dòng)。在已經(jīng)從已經(jīng)從上游轉(zhuǎn)子輪盤15的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22流出的冷卻媒介27流經(jīng)迷宮式流路徑M時(shí)并且在已經(jīng)流經(jīng)迷宮式流路徑M的冷卻媒介27流入到下游轉(zhuǎn)子輪盤15的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中時(shí)，上游和下游轉(zhuǎn)子輪盤15以及內(nèi)隔板18(尤其轉(zhuǎn)子輪盤1 被冷卻。如上所述，基于隔板側(cè)冷卻路徑21中的壓力損失以及迷宮式流路徑M中的壓力損失、也就是說(shuō)通過(guò)控制隔板側(cè)冷卻路徑21中的壓力損失以及迷宮式流路徑M中的壓力損失而確定冷卻媒介27從轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22流出的和分流到隔板側(cè)冷卻路徑21和迷宮式流路徑M中的比例。隔板側(cè)冷卻路徑21中的壓力損失取決于在內(nèi)隔板18內(nèi)形成的隔板側(cè)冷卻路徑21的數(shù)量、每個(gè)隔板側(cè)冷卻路徑21的橫截面和其它因素。迷宮式流路徑24 中的壓力損失取決于迷宮齒25的數(shù)量、從迷宮齒25至轉(zhuǎn)子14的外周表面的尺寸“t”和其它因素。因此，本發(fā)明提供了以下的有利效果⑴和O)。(1)已經(jīng)流經(jīng)上游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15內(nèi)的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22的冷卻媒介27分流到下游側(cè)內(nèi)隔板18中的隔板側(cè)冷卻路徑21中以及內(nèi)隔板18與轉(zhuǎn)子14之間設(shè)置的迷宮式流路徑M中，因此，冷卻媒介27不被允許流到主流蒸汽11所流經(jīng)的蒸汽路徑19中，或者流入到蒸汽路徑19中的冷卻媒介27的流速能夠被減小，并且冷卻媒介27實(shí)際上能夠通過(guò)隔板側(cè)冷卻路徑21被引導(dǎo)到下游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中。因此，冷卻媒介 27能夠在使得與轉(zhuǎn)子14 一體形成的轉(zhuǎn)子輪盤15、內(nèi)隔板18和從上游側(cè)至下游側(cè)的寬范圍的汽輪機(jī)級(jí)的范圍內(nèi)的其它部件冷卻，并且因此氣輪機(jī)的每個(gè)部件(尤其轉(zhuǎn)子14和轉(zhuǎn)子輪盤15)的強(qiáng)度能夠被確保，并且因此，甚至在汽輪機(jī)內(nèi)所使用的主流蒸汽11具有范圍從大致650°C至750°C的高溫時(shí)，每個(gè)汽輪機(jī)部件的完整性能夠被維持。(2)因?yàn)槔鋮s媒介27流經(jīng)在與轉(zhuǎn)子14 一體形成的轉(zhuǎn)子輪盤15內(nèi)形成的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22以及在支承翼片12的內(nèi)隔板18中形成的擱板側(cè)冷卻路徑21，所以與在轉(zhuǎn)子14 內(nèi)形成的情況相比，各冷卻路徑能夠更加容易地被制造，并且轉(zhuǎn)子14的強(qiáng)度將不會(huì)降低。B第二實(shí)施例(圖2和3)圖2是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的汽輪機(jī)的一部分。圖3示出了如圖2所示的每個(gè)內(nèi)隔板中的隔板側(cè)冷卻路徑的改型，其中，圖3(A)至3(F)是示出第一改型至第六改型的剖視圖。在第二實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記添加給與如上所述第一實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)或類似的部分或構(gòu)件，并且這些部分的說(shuō)明將被簡(jiǎn)化或省略。根據(jù)第二實(shí)施例的汽輪機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)30與第一實(shí)施例的區(qū)別之處在于在每個(gè)內(nèi)隔板18內(nèi)形成的隔板側(cè)冷卻路徑31的形狀。隔板側(cè)冷卻路徑31的形狀由尤其需要冷卻的部分、迷宮式流路徑M中的壓力損失和其它因素確定。也就是說(shuō)，隔板側(cè)冷卻路徑31以這樣的方式在內(nèi)隔板18內(nèi)形成，所述隔板側(cè)冷卻路徑31從轉(zhuǎn)子14所位于的側(cè)部相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的軸線朝向翼片12傾斜并且大致沿轉(zhuǎn)子14 的軸向以直線的方式延伸穿過(guò)內(nèi)隔板18。實(shí)際上，隔板側(cè)冷卻路徑31由多個(gè)沿轉(zhuǎn)子14的周向以預(yù)定的間隔布置的隔板側(cè)冷卻路徑形成。已經(jīng)從上游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22流出的冷卻媒介22在與比第一實(shí)施例更靠近轉(zhuǎn)子14的位置分流到下游側(cè)內(nèi)隔板 18中的隔板側(cè)冷卻路徑31中和內(nèi)隔板18與轉(zhuǎn)子14之間的迷宮式流路徑M中。冷卻媒介 27的分流后的流流經(jīng)隔板側(cè)冷卻路徑31和迷宮式流路徑M并然后合流，并且合流后的冷卻媒介27流經(jīng)同一下游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22，如箭頭B所示。根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)或構(gòu)造，因?yàn)橐呀?jīng)從上游轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑 22流出的冷卻媒介27在靠近轉(zhuǎn)子14的位置分流，所以上游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15的下游側(cè)區(qū)域 α將特別地被冷卻。根據(jù)如圖3(A)所示的第一改型的隔板側(cè)冷卻路徑32在每個(gè)內(nèi)隔板18中形成，從而所述隔板側(cè)冷卻路徑從翼片12所位于的側(cè)部相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的軸線朝向轉(zhuǎn)子14傾斜(見圖2)并且大致沿轉(zhuǎn)子14的軸向以直線的方式延伸穿過(guò)內(nèi)隔板18。隔板側(cè)冷卻路徑32實(shí)際上由多個(gè)沿轉(zhuǎn)子14的周向以預(yù)定間隔布置的隔板側(cè)冷卻路徑形成。已經(jīng)從上游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22流出的冷卻媒介27分流到下游側(cè)內(nèi)隔板18中的隔板側(cè)冷卻路徑32中和內(nèi)隔板18與轉(zhuǎn)子14之間的迷宮式流路徑M中。冷卻媒介27的分流后的流從隔板側(cè)冷卻路徑32和迷宮式流路徑M流出，并且在靠近轉(zhuǎn)子14的位置合流，并且合流后的冷卻媒介27流入到同一下游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中。在這種情況中，因?yàn)橐呀?jīng)從下游內(nèi)隔板18中的隔板側(cè)冷卻路徑32流出的冷卻媒介27和已經(jīng)從迷宮式流路徑M流出的冷卻媒介27在靠近轉(zhuǎn)子14的位置合流，并且因?yàn)楹狭骱蟮睦鋮s媒介27流入到同一下游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中，所以下游級(jí)轉(zhuǎn)子輪盤15的上游側(cè)區(qū)域β (圖幻能夠特別地被冷卻。另一方面，根據(jù)如圖3(B)所示的第二改型的隔板側(cè)冷卻路徑22在每個(gè)內(nèi)隔板18 中形成，從而所述隔板側(cè)冷卻路徑從轉(zhuǎn)子14(見圖2、所位于的側(cè)部相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的軸線朝向翼片12傾斜、直線地延伸至內(nèi)隔板18的中央處的某點(diǎn)并且進(jìn)一步沿轉(zhuǎn)子14的軸向與轉(zhuǎn)子14的軸線平行地延伸穿過(guò)內(nèi)隔板18。隔板側(cè)冷卻路徑33實(shí)際上由多個(gè)沿轉(zhuǎn)子14的周向以預(yù)定的間隔布置的隔板側(cè)冷卻路徑形成。冷卻媒介27大致以與如圖2所示的隔板側(cè)冷卻路徑31的情況相同的方式流動(dòng)，并且上游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15的下游側(cè)區(qū)域α (圖2)能夠特別地被冷卻。此外，通過(guò)將流經(jīng)隔板側(cè)冷卻路徑33的冷卻媒介27引導(dǎo)至比圖2更靠近轉(zhuǎn)子14的位置，下游轉(zhuǎn)子輪盤15的期望的區(qū)域?qū)⒑线m地被冷卻并且冷卻媒介27將被防止流入到蒸汽路徑19中。根據(jù)如圖3(C)所示的第三實(shí)施例的隔板側(cè)冷卻路徑34在每個(gè)內(nèi)隔板18中形成， 從而所述隔板側(cè)冷卻路徑自翼片12所位于的側(cè)部相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的軸線朝向轉(zhuǎn)子14(見圖 2)傾斜、直線地延伸至內(nèi)隔板18的中央處的某點(diǎn)并且進(jìn)一步沿轉(zhuǎn)子14的軸向與轉(zhuǎn)子14的軸線平行地延伸穿過(guò)內(nèi)隔板18。隔板側(cè)冷卻路徑34實(shí)際上由多個(gè)沿轉(zhuǎn)子14的周向以預(yù)定的間隔布置的隔板側(cè)冷卻路徑形成。冷卻媒介27大致以與如圖3(A)所示的隔板側(cè)冷卻路徑32的情況相同的方式流動(dòng)，但是已經(jīng)從隔板側(cè)冷卻路徑34流出的冷卻媒介27與已經(jīng)從迷宮式流路徑M流出的冷卻媒介27合流的位置能夠設(shè)在與上游側(cè)區(qū)域β相比更靠近葉片13的期望的位置。分別如圖3(D) ,3(E)和3 (F)所示的第四、第五和第六改型所體現(xiàn)的隔板側(cè)冷卻路徑35、36和37在每個(gè)內(nèi)隔板18中形成，并且具有與隔板側(cè)冷卻路徑21 (圖1)、隔板側(cè)冷卻路徑31(圖2、和隔板側(cè)冷卻路徑32(圖3(A))相同的形狀，但是每個(gè)所述隔板側(cè)冷卻路徑35、36和37實(shí)際上由多個(gè)與轉(zhuǎn)子14的徑向平行布置的隔板側(cè)冷卻路徑形成，但是每個(gè)所述隔板側(cè)冷卻路徑的橫截面更小。多個(gè)隔板側(cè)冷卻路徑35、36和37中的每個(gè)也由多個(gè)沿轉(zhuǎn)子14的周向以預(yù)定的間隔布置的隔板側(cè)冷卻路徑形成。在第四、第五和第六改型中，多個(gè)隔板側(cè)冷卻路徑35、36和37中的每個(gè)具有更小的橫截面，導(dǎo)致了其中產(chǎn)生更大的壓力損失。因此，第四、第五和第六改型在這樣的情況中采用，即每個(gè)內(nèi)隔板18與轉(zhuǎn)子14之間的迷宮式流路徑M產(chǎn)生大壓力損失并且能夠使得從上游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22(見圖2、流出的冷卻媒介27以令人滿意的方式分流到隔板側(cè)冷卻路徑35、36和37中以及迷宮式流路徑M中。當(dāng)然，第四、第五和第六改型分別以與第一實(shí)施例(圖1)、第二實(shí)施例(圖2~)和第三改型(圖3(A))類似的方式起作用。
根據(jù)第二實(shí)施例的汽輪機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)30包括如上所述第一至第六改型，所述汽輪機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)還實(shí)現(xiàn)了或提供了與在之前所述的第一實(shí)施例中提出的有利效果(1)和(2)相同的有利效果。C第三實(shí)施例(圖4)圖4是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的汽輪機(jī)的一部分。在第三實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記添加給與如上所述第一實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)或類似的部分或構(gòu)件， 并且這些部分的說(shuō)明將被簡(jiǎn)化或省略。根據(jù)該實(shí)施例的汽輪機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)40與如上所述的第一實(shí)施例的不同之處在于在該第四實(shí)施例的每個(gè)內(nèi)隔板18中安置能夠移動(dòng)的翅片41，其中所述能夠移動(dòng)的翅片通過(guò)冷卻媒介27沿轉(zhuǎn)子14的軸向移動(dòng)。也就是說(shuō)，在內(nèi)隔板18中形成分叉的隔板側(cè)冷卻路徑42。該分叉的隔板側(cè)冷卻路徑42是根據(jù)第一實(shí)施例(圖1)的隔板側(cè)冷卻路徑21與根據(jù)第二實(shí)施例的第一改型(圖 3(A))的隔板側(cè)冷卻路徑32的組合。能夠移動(dòng)的翅片41在隔板側(cè)冷卻路徑42的下游側(cè)上布置于其與隔板側(cè)冷卻路徑21對(duì)應(yīng)的部分，能夠移動(dòng)的翅片41由彈簧43或任何其它合適的推壓構(gòu)件推壓。能夠移動(dòng)的翅片41設(shè)置成，在能夠移動(dòng)的翅片41由于彈簧43所產(chǎn)生的推壓力而在內(nèi)隔板18中大致退回時(shí)，所述能夠移動(dòng)的翅片并不與在相鄰的轉(zhuǎn)子輪盤15上設(shè)置的固定的翅片44重合。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在翼片12、外隔板17和內(nèi)隔板18被組裝至殼體16時(shí)， 防止能夠移動(dòng)的翅片41與固定的翅片44干涉。在冷卻媒介27被引入到上游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22 (見圖1)中時(shí)，已經(jīng)從轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22流出的冷卻媒介27分流到下游側(cè)內(nèi)隔板18中的隔板側(cè)冷卻路徑42中以及迷宮式流路徑M中。冷卻媒介27的分流后的流從隔板側(cè)冷卻路徑42的與隔板側(cè)冷卻路徑32對(duì)應(yīng)的部分以及迷宮式流路徑M流出并且然后合流，并且合流后的冷卻媒介27流入到同一下游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中。在該過(guò)程中，上游側(cè)和下游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤15 (尤其下游側(cè)轉(zhuǎn)子輪盤1 被冷卻。此時(shí)，已經(jīng)流入到隔板側(cè)冷卻路徑42的與隔板側(cè)冷卻路徑21對(duì)應(yīng)的部分中的冷卻媒介27沿轉(zhuǎn)子14的軸向推壓能夠移動(dòng)的翅片41抵抗著由彈簧43所產(chǎn)生的推壓力。然后，能夠移動(dòng)的翅片41朝向相鄰的轉(zhuǎn)子輪盤15伸出并如圖4所示與在其上的固定的翅片 44重合，因而縮窄能夠移動(dòng)的翅片41與固定的翅片44之間的間隙。由此構(gòu)造的該實(shí)施例不僅提供了與由如上所述第一實(shí)施例所獲得的有利效果(1) 和( 相同的有利效果，還提供了以下有利效果(3)。(3)因?yàn)槊總€(gè)內(nèi)隔板18在其中安置有能夠移動(dòng)的翅片41，其中所述能夠移動(dòng)的翅片能夠由冷卻媒介27沿轉(zhuǎn)子14的軸向移動(dòng)以縮窄能夠移動(dòng)的翅片41與相鄰的轉(zhuǎn)子輪盤 15上的固定的翅片44之間的間隙，所以冷卻媒介27將不會(huì)流入到蒸汽路徑19中，并且蒸汽路徑19中的主流蒸汽11將不會(huì)流入到轉(zhuǎn)子輪盤15與內(nèi)隔板18之間的空間(其中，冷卻媒介27流到所述空間中)中。D第四實(shí)施例(圖5和6)圖5是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的汽輪機(jī)的一部分。在該第四實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記添加給與如上所述第一實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)或類似的部分或構(gòu)件，并且這些部分的說(shuō)明將被簡(jiǎn)化或省略。根據(jù)該實(shí)施例的汽輪機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)50與根據(jù)第一至第三實(shí)施例的不同之處在于， 在多個(gè)沿轉(zhuǎn)子14的軸向安置的汽輪機(jī)級(jí)中，其中轉(zhuǎn)子14、轉(zhuǎn)子輪盤15、內(nèi)隔板18和其它汽輪機(jī)部件需要冷卻的需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍(例如，該需要冷卻的范圍包括第一至第六汽輪機(jī)級(jí))具有在內(nèi)隔板18上形成的隔板側(cè)冷卻路徑51A、51B、51C、51D等，并且在需要冷卻的范圍內(nèi)，隔板側(cè)冷卻路徑51A至51D等的形狀在上游側(cè)與下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)之間是不同的。隔板側(cè)冷卻路徑51A至51D等沿轉(zhuǎn)子14的軸向被形成穿過(guò)內(nèi)隔板18，并且諸如冷卻蒸汽的冷卻媒介27流經(jīng)隔板側(cè)冷卻路徑51A至51D等，像根據(jù)如前所述的第一至第三實(shí)施例的隔板側(cè)冷卻路徑21等的情況那樣。隔板側(cè)冷卻路徑51A至51D等中的每個(gè)實(shí)際上由多個(gè)沿轉(zhuǎn)子14的周向以預(yù)定的間隔穿過(guò)內(nèi)隔板18形成的隔板側(cè)冷卻路徑形成。每個(gè)上游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)(例如第一和第二汽輪機(jī)級(jí))中的內(nèi)隔板18中的隔板側(cè)冷卻路徑51A被形成為其與轉(zhuǎn)子14的軸線平行地直線延伸，像根據(jù)第一實(shí)施例的隔板側(cè)冷卻路徑21的情況那樣。下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)(例如第三至第六級(jí))中的內(nèi)隔板18中的隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等被形成為自翼片12所位于的側(cè)部相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的軸線朝向轉(zhuǎn)子14 傾斜并直線地延伸。因此，隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等的出口 53與其入口 52相比沿內(nèi)隔板18的徑向更靠近轉(zhuǎn)子14。也就是說(shuō)，在該實(shí)施例中，上游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑51A的入口 52和出口 53在相同的徑向位置中形成，而下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等的出口 53在相對(duì)于隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等的入口 52徑向內(nèi)側(cè)的位置中形成。在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍中，已經(jīng)從相鄰的汽輪機(jī)級(jí)中的轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22流出的冷卻媒介27分流到該汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑51A至51D等中的一個(gè)中以及迷宮式流路徑M中。已經(jīng)從隔板側(cè)冷卻路徑51A至51D等中的一個(gè)流出的冷卻媒介27以及已經(jīng)從迷宮式流路徑M流出的冷卻媒介27合流，并且合流后的冷卻媒介27流入到同一汽輪機(jī)級(jí)中的轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中。根據(jù)如上所述的構(gòu)造或結(jié)構(gòu)，冷卻媒介27被防止或大致被防止流入到蒸汽路徑19中，并且轉(zhuǎn)子14、轉(zhuǎn)子輪盤15和內(nèi)隔板18能夠因此被冷卻。如圖6所示，因?yàn)槔鋮s媒介27 (例如，冷卻蒸汽)在其向下游流經(jīng)各汽輪機(jī)級(jí)時(shí)吸收更多的熱量，所以冷卻媒介27的溫度(冷卻媒介溫度Tc)逐漸變高，而因?yàn)橹髁髡羝?1 在其向下游流經(jīng)各汽輪機(jī)級(jí)時(shí)消散更多的熱量，所以主流蒸汽11的溫度(主流蒸汽溫度 Tg)逐漸變小。另一方面，轉(zhuǎn)子輪盤15的溫度、尤其轉(zhuǎn)子輪盤15的嵌接有葉片的部分15A 的目標(biāo)溫度Tm在更下游側(cè)的汽輪機(jī)級(jí)中設(shè)置為更低的值。為此的原因在于，葉片13的高度在更下游側(cè)的汽輪機(jī)級(jí)中變得更大，并且在葉片上作用的離心力增加或者在轉(zhuǎn)子輪盤15 的嵌接有葉片的部分15A上作用的力相應(yīng)地增加，并且在這種情況中，僅僅通過(guò)降低目標(biāo)溫度Tm才能夠確保其必要的強(qiáng)度。此外，轉(zhuǎn)子輪盤15的嵌接有葉片的部分15A的溫度幾乎等于主流蒸汽11的溫度， 除非該部分15A由冷卻媒介27冷卻。為了將轉(zhuǎn)子輪盤15的嵌接有葉片的部分15A的溫度至少降低至該目標(biāo)溫度Tm，必須滿足以下表達(dá)式(1)XlX (Tg-Tm) ^ X2X (Tm-Tc)(1)
在表達(dá)式(1)中，每個(gè)系數(shù)Xl和X2是以下參數(shù)的函數(shù)即同一汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑51A至51D等和轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中的一個(gè)所形成的冷卻路徑長(zhǎng)度、冷卻媒介 27的流速以及其它因素。也就是說(shuō)，表達(dá)式(1)表明了通過(guò)冷卻媒介27 (例如冷卻蒸汽) 自轉(zhuǎn)子輪盤15所消散的熱量必須等于或大于從主流蒸汽11傳遞至轉(zhuǎn)子輪盤15的熱量。在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)，因?yàn)槔鋮s媒介27的溫度Tc顯著低于在上游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)(例如，圖6中的汽輪機(jī)級(jí)A和與其靠近的汽輪機(jī)級(jí))中的轉(zhuǎn)子輪盤15的嵌接有葉片的部分15A的目標(biāo)溫度Tm，所以溫差(Tm-Tc)變大，并且因此，汽輪機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)50利用冷卻媒介27的冷卻能力具有額外的能力。因此，表達(dá)式(1)的右側(cè)值大于表達(dá)式(1)的左側(cè)值，并且表達(dá)式(1)得到滿足。 在這種情況中，在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的上游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中，轉(zhuǎn)子14、轉(zhuǎn)子輪盤15 和內(nèi)隔板18、尤其轉(zhuǎn)子輪盤15的嵌接有葉片的部分15A被適當(dāng)?shù)乩鋮s，即使隔板側(cè)冷卻路徑51A被形成為如圖5所示與轉(zhuǎn)子14的軸線平行地以直線的方式延伸。相反地，在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)(例如如圖6所示的汽輪機(jī)級(jí)C和與其靠近的汽輪機(jī)級(jí))中，因?yàn)檗D(zhuǎn)子輪盤15的嵌接有葉片的部分15A的目標(biāo)溫度Tm與冷卻媒介27的溫度Tc之間的溫差(Tm-Tc)降低，所以系數(shù)X2必須更大，以便獲得表達(dá)式⑴的右側(cè)的更大的值。為此目的，例如，可以想到的是增加隔板側(cè)冷卻路徑51B至 51D等和轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中的一個(gè)所形成的冷卻路徑長(zhǎng)度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中，隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等被形成為相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的軸線傾斜并且出口 53被形成為與入口 52 相比更靠近轉(zhuǎn)子14定位，如圖5所示。根據(jù)如上所述的構(gòu)造，可以增加從隔板側(cè)冷卻路徑 51B至51D等中的任何一個(gè)的出口 53至同一汽輪機(jī)級(jí)中的轉(zhuǎn)子輪盤15中的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22的入口的長(zhǎng)度。因此，隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等與轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中的任何一個(gè)所形成的冷卻路徑長(zhǎng)度被增加，并且冷卻媒介27從隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等中的任何一個(gè)流出并且沖擊到同一汽輪機(jī)級(jí)中的轉(zhuǎn)子輪盤15的側(cè)表面上，并且轉(zhuǎn)子輪盤15 (包括嵌接有葉片的部分15A)因而通過(guò)該側(cè)表面被冷卻。汽輪機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)50的冷卻能力因而增加。在此所使用的需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍中的下游汽輪機(jī)級(jí)指的是這樣一個(gè)汽輪機(jī)級(jí)(例如，如圖6所示的汽輪機(jī)級(jí)B)的下游的汽輪機(jī)級(jí)，在前者的汽輪機(jī)級(jí)中，轉(zhuǎn)子輪盤 15的嵌接有葉片的部分15A的目標(biāo)溫度Tm與冷卻媒介27的溫度Tc之間的溫差(Tm-Tc) 至少等于轉(zhuǎn)子輪盤15的嵌接有葉片的部分15A的目標(biāo)溫度Tm與主流蒸汽11的溫度Tg之間的溫差(Tg-Tm)。溫差(Tm-Tc)等于溫差(Tg-Tm)的汽輪機(jī)級(jí)也可以被構(gòu)造為一下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)， 在后者中，隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等中的任何一個(gè)被形成為相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的軸線傾斜。這種下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)例如是如上所述的第三至第六汽輪機(jī)級(jí)，并且需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的上游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)是除了如上所述的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)以外的汽輪機(jī)級(jí)，例如第一和第二汽輪機(jī)級(jí)。此外，在該實(shí)施例中，在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等被形成為，它們相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的軸線的斜度在進(jìn)一步下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中設(shè)置成更大，并且它們的出口 53在進(jìn)一步下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中定位成徑向更靠近轉(zhuǎn)子14(沿徑向進(jìn)一步向內(nèi))。這樣做的原因是處理冷卻媒介27的溫度Tc在進(jìn)一步下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中逐漸變高并且冷卻媒介27的冷卻能力相應(yīng)地逐漸降低的情況。為了考慮到如上的事實(shí)而將轉(zhuǎn)子輪盤15的嵌接有葉片的部分15A的溫度至少降低至其目標(biāo)溫度Tm，隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等和轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中的至少一個(gè)所形成的冷卻路徑長(zhǎng)度在進(jìn)一步下游側(cè)的汽輪機(jī)級(jí)中必須逐漸更長(zhǎng)。因此，由此所構(gòu)造的該實(shí)施例不僅提供了與如上所述在第一實(shí)施例中提出的有利效果⑴和(2)相同的有利效果，還提供了以下的有利效果⑷至(6)。(4)在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的需要冷卻的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中，因?yàn)閮?nèi)隔板 18中所形成的隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等被形成為所述隔板側(cè)冷卻路徑的出口 53比其入口 52定位成更靠近轉(zhuǎn)子14，所以隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等和在同一汽輪機(jī)級(jí)中的轉(zhuǎn)子輪盤15中所設(shè)置的轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中的每個(gè)所形成的冷卻路徑長(zhǎng)度能夠增加。此外，已經(jīng)從隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等中的每個(gè)的出口 53流出的冷卻媒介27 沖擊到同一汽輪機(jī)級(jí)中的轉(zhuǎn)子輪盤15的側(cè)表面上，并且因此，包括嵌接有葉片的部分15A 的轉(zhuǎn)子輪盤15能夠通過(guò)側(cè)表面被冷卻。需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的汽輪機(jī)部件、尤其包括嵌接有葉片的部分15A的轉(zhuǎn)子輪盤15能夠適合地被冷卻，即使流經(jīng)下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等的冷卻媒介27的溫度增加。(5)在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的上游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑51A與轉(zhuǎn)子14的軸線平行地被形成并且直線穿過(guò)內(nèi)隔板18。在上游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中，因?yàn)槔鋮s媒介 27的溫度Tc足夠低，所以冷卻媒介27能夠合適地冷卻轉(zhuǎn)子14、內(nèi)隔板18和包括嵌接有葉片的部分15A的轉(zhuǎn)子輪盤15。此外，隔板側(cè)冷卻路徑51A在與轉(zhuǎn)子14的軸線平行的狀態(tài)中能夠容易地被加工穿過(guò)內(nèi)隔板18，導(dǎo)致了加工成本的降低。(6)在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑51B至 51D等被形成為它們的出口 53在進(jìn)一步下游側(cè)的汽輪機(jī)級(jí)中逐漸更靠近轉(zhuǎn)子14地定位。 因而，冷卻媒介27的溫度Tc在進(jìn)一步下游側(cè)的汽輪機(jī)中變得更高，并且冷卻媒介的冷卻能力降低，并且相應(yīng)地，在如上所述的結(jié)構(gòu)中，隔板側(cè)冷卻路徑51B至51D等和轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑22中的任何一個(gè)所形成的冷卻路徑的長(zhǎng)度能夠在進(jìn)一步下游側(cè)汽輪機(jī)中被制造得逐漸更長(zhǎng)。因此，轉(zhuǎn)子輪盤15的嵌接有葉片的部分15A的溫度能夠至少高效地冷卻至該嵌接有葉片的部分15A的目標(biāo)溫度Tm。E第五實(shí)施例(圖7)圖7是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的汽輪機(jī)的的一部分。在第五實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記添加給與如上所述第一實(shí)施例(圖1)和第四實(shí)施例(圖5) 中的對(duì)應(yīng)或類似的部分或構(gòu)件，并且這些部分的說(shuō)明將被簡(jiǎn)化或省略。根據(jù)該實(shí)施例的汽輪機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)60與根據(jù)第四實(shí)施例的汽輪機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)50的區(qū)別之處在于在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的內(nèi)隔板18中所形成的隔板側(cè)冷卻路徑61B至61D等的傾斜角度和出口 53的位置。也就是說(shuō)，需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的內(nèi)隔板18中所形成的隔板側(cè)冷卻路徑61B至61D等設(shè)置成具有相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的軸線相同的傾斜角度(這在最下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中是必要的)以及出口 53的一致的徑向位置(這在最下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中是必要的)。隔板側(cè)冷卻路徑61B至61D等中的每個(gè)實(shí)際上由多個(gè)沿轉(zhuǎn)子14的軸線以預(yù)定的間隔布置的并大致沿轉(zhuǎn)子14的軸向穿過(guò)內(nèi)隔板18的隔板側(cè)冷卻路徑形成。最下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中所必須的傾斜角度與最下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中所必須的出口位置設(shè)置成提供具有必要長(zhǎng)度的冷卻路徑，以考慮到流經(jīng)需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的最下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)的冷卻媒介27的溫度Tc而將最下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的轉(zhuǎn)子輪盤15的嵌接有葉片的部分15A的溫度至少降低至其目標(biāo)溫度Tm。因此，由此構(gòu)造的該實(shí)施例不僅提供了與如上所述在第一實(shí)施例中提出的有利效果(1)和( 相同的有利效果以及與如上所述第四實(shí)施例中提供的有利效果(4)和(5)相同的有利效果，還提供了以下的有利效果(7)。(7)需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑61B至 61D等的出口 53的位置設(shè)置為最下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中所必要的同一出口位置。隔板側(cè)冷卻路徑61B至61D等因此能夠容易地被加工，并且因此，與隔板側(cè)冷卻路徑61B至61D等的出口 53的位置在進(jìn)一步下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中被定位更靠近轉(zhuǎn)子14的情況相比，加工成本能夠降低。F第六實(shí)施例(圖8)圖8是局部剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的汽輪機(jī)的一部分。在該第六實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記添加給與如上所述第一實(shí)施例(圖1)和第四實(shí)施例(圖5) 中的對(duì)應(yīng)或類似的部分或構(gòu)件，并且這些部分的說(shuō)明將被簡(jiǎn)化或省略。根據(jù)該實(shí)施例的汽輪機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)70與根據(jù)第四實(shí)施例的汽輪機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)50的不同之處在于在需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的內(nèi)隔板18中所形成的隔板側(cè)冷卻路徑71的形狀。也就是說(shuō)，下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑71被形成穿過(guò)內(nèi)隔板18，從而從翼片12所位于的側(cè)部相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的軸線朝向轉(zhuǎn)子14傾斜、直線地延伸至內(nèi)隔板18的中央處的某點(diǎn)并且進(jìn)一步沿轉(zhuǎn)子14的軸向與轉(zhuǎn)子14的軸線平行地延伸。隔板側(cè)冷卻路徑71實(shí)際上由多個(gè)穿過(guò)內(nèi)隔板18的沿轉(zhuǎn)子14的周向以預(yù)定的間隔布置的隔板側(cè)冷卻路徑形成。隔板側(cè)冷卻路徑71的入口 52在隔板側(cè)冷卻路徑71的傾斜部分的端部處設(shè)置，并且隔板側(cè)冷卻路徑71的出口 53在隔板側(cè)冷卻路徑71的平行部分的端部處設(shè)置。也就說(shuō)，在該實(shí)施例中，隔板側(cè)冷卻路徑71其特征在于其至少一部分具有與轉(zhuǎn)子14的軸線平行的部分。隔板側(cè)冷卻路徑71的出口 53可選地像第四實(shí)施例那樣在進(jìn)一步下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中更靠近轉(zhuǎn)子14地被定位，或者可選地具有與第五實(shí)施例相同的最下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中必須的位置。圖8示出了后者情況的實(shí)例(同一位置設(shè)定)。因此，由此所構(gòu)造的該實(shí)施例除了與如上所述第一實(shí)施例中提供的有利效果(1) 和( 相同的有利效果、與如上所述第四實(shí)施例中提供的有利效果(4)至(6)相同的有利效果和與如上所述第五實(shí)施例中提供的有利效果(7)相同的有利效果以外還提供了以下的有利效果(8)。(8)需要冷卻的汽輪機(jī)級(jí)范圍內(nèi)的下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的內(nèi)隔板18中所形成的隔板側(cè)冷卻路徑71被形成為相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的軸線傾斜、延伸至內(nèi)隔板18的中央處的某點(diǎn)并且進(jìn)一步與轉(zhuǎn)子14的軸線平行地延伸。入口 52設(shè)置在傾斜部分的端部處，并且出口 53設(shè)置在平行部分的端部處。根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榱鹘?jīng)隔板側(cè)冷卻路徑71的平行部分的并從所述隔板側(cè)冷卻路徑的出口 53流出的冷卻媒介27以直角沖擊到同一汽輪機(jī)級(jí)中的轉(zhuǎn)子輪盤15的側(cè)表面上，所以冷卻媒介27能夠高效地冷卻(包括嵌接有葉片的部分15A的) 轉(zhuǎn)子輪盤15。 應(yīng)該注意的是，本發(fā)明并不限于如上所述的實(shí)施例，并且在不脫離權(quán)利要求書的范圍的前提下可以實(shí)現(xiàn)多種其它的改變和改型。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)，其包括轉(zhuǎn)子；與所述轉(zhuǎn)子一體形成的轉(zhuǎn)子輪盤；多個(gè)以沿所述轉(zhuǎn)子的周向布置的方式在所述轉(zhuǎn)子輪盤內(nèi)嵌接的葉片；包覆所述轉(zhuǎn)子的殼體；多個(gè)沿所述轉(zhuǎn)子的周向連接至所述殼體的翼片，所述翼片的位置與所述葉片相鄰并且沿所述轉(zhuǎn)子的軸向位于上游側(cè)上；以及沿所述轉(zhuǎn)子的軸向在所述翼片的轉(zhuǎn)子側(cè)表面上安置的內(nèi)隔板，以使得所述內(nèi)隔板朝向所述轉(zhuǎn)子輪盤，其中，沿所述轉(zhuǎn)子的軸向彼此相鄰的翼片和葉片形成汽輪機(jī)級(jí)，在所述汽輪機(jī)級(jí)中的至少一個(gè)汽輪機(jī)級(jí)中，轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑沿所述轉(zhuǎn)子的軸向穿過(guò)所述轉(zhuǎn)子輪盤形成，并且隔板側(cè)冷卻路徑沿所述轉(zhuǎn)子的軸向穿過(guò)所述內(nèi)隔板形成，并且流經(jīng)所述轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑的冷卻媒介分流到所述隔板側(cè)冷卻路徑中以及在所述內(nèi)隔板與所述轉(zhuǎn)子之間設(shè)置的迷宮式流路徑中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)，其特征在于，分流到所述隔板側(cè)冷卻路徑和所述迷宮式流路徑中的冷卻媒介的比例基于所述隔板側(cè)冷卻路徑中的壓力損失與所述迷宮式流路徑中的壓力損失被確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)，其特征在于，所述隔板側(cè)冷卻路徑的形狀根據(jù)需要冷卻的部分、所述迷宮式流路徑中的壓力損失和其它因素被確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)，其特征在于，所述汽輪機(jī)還包括在所述內(nèi)隔板中安置的能夠移動(dòng)的翅片，所述能夠移動(dòng)的翅片通過(guò)所述冷卻媒介沿所述轉(zhuǎn)子的軸向被移動(dòng)， 以縮窄所述內(nèi)隔板與相鄰的轉(zhuǎn)子輪盤之間的間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)，其特征在于，形成多個(gè)汽輪機(jī)級(jí)，每個(gè)所述汽輪機(jī)級(jí)具有沿轉(zhuǎn)子的軸向穿過(guò)所述內(nèi)隔板的隔板側(cè)冷卻路徑，并且所述冷卻媒介流經(jīng)所述隔板側(cè)冷卻路徑，在所述多個(gè)汽輪機(jī)級(jí)中的每個(gè)中形成有隔板側(cè)冷卻路徑，在所述多個(gè)汽輪機(jī)級(jí)中，所述隔板側(cè)冷卻路徑在上游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中與轉(zhuǎn)子的軸線平行地被形成，并且隔板側(cè)冷卻路徑的出口在下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中與隔板側(cè)冷卻路徑的入口相比更靠近所述轉(zhuǎn)子地被定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽輪機(jī)，其特征在于，所述下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)是在這樣的前一汽輪機(jī)級(jí)的下游設(shè)置的汽輪機(jī)級(jí)，在所述前一汽輪機(jī)級(jí)中，溫差Tm-Tc至少等于溫差 Tg-Tm，其中，Tc為冷卻媒介的溫度，Tg為主流蒸汽的溫度，并且Tm為轉(zhuǎn)子輪盤的目標(biāo)溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽輪機(jī)，其特征在于，所述下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑的出口在更加下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中更靠近轉(zhuǎn)子地被定位。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽輪機(jī)，其特征在于，所述下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的隔板側(cè)冷卻路徑的出口位于最下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中所需的一致徑向位置中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽輪機(jī)，其特征在于，所述下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的每個(gè)中的隔板側(cè)冷卻路徑被形成為相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子的軸線傾斜。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽輪機(jī)，其特征在于，所述下游側(cè)汽輪機(jī)級(jí)中的每個(gè)中的隔板側(cè)冷卻路徑的至少一部分具有與所述轉(zhuǎn)子的軸線平行的部分。
全文摘要
多個(gè)葉片沿轉(zhuǎn)子的周向嵌接在與轉(zhuǎn)子一體的轉(zhuǎn)子輪盤中，多個(gè)翼片沿轉(zhuǎn)子的周向連接包覆轉(zhuǎn)子的殼體，并且內(nèi)隔板在翼片的轉(zhuǎn)子側(cè)表面上安置成內(nèi)隔板朝向轉(zhuǎn)子輪盤。沿轉(zhuǎn)子的軸向彼此相鄰的翼片和葉片形成汽輪機(jī)級(jí)。轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑沿轉(zhuǎn)子的軸向穿過(guò)轉(zhuǎn)子輪盤形成，并且隔板側(cè)冷卻路徑沿轉(zhuǎn)子的軸向闖過(guò)內(nèi)隔板形成，并且流經(jīng)轉(zhuǎn)子側(cè)冷卻路徑的冷卻媒介分流到所述隔板側(cè)冷卻路徑和在所述內(nèi)隔板與所述轉(zhuǎn)子之間設(shè)置的迷宮式流路徑中。
文檔編號(hào)F01D25/00GK102282338SQ201080004717
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者山下勝也, 池田一隆, 犬飼隆夫, 豬亦麻子, 齊藤和宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝