專利名稱：熱量回收式燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于綜合成套設(shè)備等工業(yè)用高溫燃?xì)廨啓C(jī)葉片冷卻的熱量回收式燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子。
現(xiàn)有的燃?xì)廨啓C(jī)動葉的冷卻有靠空氣冷卻與蒸汽冷卻的熱量回收式。
空氣冷卻式如圖4所示，在各個渦輪盤12間設(shè)有空腔8a；同時，設(shè)有空腔連接通路20，用以連接空腔8a間與第1級渦輪盤前方。
冷卻空氣14從各級動葉1～4的前緣供入，冷卻動葉之后，從后緣15排入渦輪內(nèi)。
蒸汽冷卻回收式如圖3所示，從轉(zhuǎn)子5的第4級動葉4的后方到第1級動葉1的前緣設(shè)有冷卻蒸汽供給通路13。同時各渦輪盤12之間設(shè)有空腔8a。另外，設(shè)有從第4級動葉4的渦輪盤的空腔8a，通過渦輪盤向后方離開的返回通路11。
還有在第1級動葉1到第3級動葉3上，從冷卻蒸汽供給通路13的前端，經(jīng)過渦輪盤，設(shè)有葉片冷卻流路6與通過空腔8a的串連流路。
這樣，冷卻蒸汽從冷卻蒸汽供給通路13依次冷卻第1級動葉1至第3級動葉3后，經(jīng)返回通路11返回。
上述現(xiàn)有空氣冷卻式燃?xì)廨啓C(jī)冷動葉片中，利用壓縮機(jī)排出的空氣進(jìn)行冷卻，冷卻媒體(空氣)排入渦輪內(nèi)。但是，在工業(yè)用大容量燃?xì)廨啓C(jī)中，和蒸汽渦輪的綜合循環(huán)是主流，利用蒸汽進(jìn)行冷卻，而且通過依靠蒸氣循環(huán)活用冷卻中獲取的熱量，可望得到較好成套設(shè)備的效率。
另外，在依靠一系統(tǒng)串連的蒸汽冷卻的回收方式中，后階段的蒸汽溫度升得過高，存在后階段的動葉得不到充分冷卻的問題。
因而，本發(fā)明的目的就是要解決上述這些問題。
在具有各渦輪盤上安裝著多級動葉的熱量回收式燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子中設(shè)有在上述各渦輪盤間設(shè)置的內(nèi)側(cè)空腔與外側(cè)空腔；從最后一級以外的上述各動葉的根部出來，在頂端部按U型轉(zhuǎn)彎的葉片冷卻流路；設(shè)于從上述燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子最后一級動葉后方到最前一級動葉前緣間的冷卻蒸汽供給通路；設(shè)于最前一級上述渦輪盤上，基端連通上述冷卻蒸汽供給通路，而其頂端分支，其中一分支連通上述葉片冷卻流路的一方、而另一分支連通相鄰的上述外側(cè)空腔的分支路；設(shè)于最前一級的上述渦輪盤上，基端連通上述葉片冷卻流路的另一邊，頂端連通相鄰的上述內(nèi)側(cè)空腔的葉片回路；連接上述各內(nèi)側(cè)空腔間的空腔連接通路；從上述最后一級動葉內(nèi)側(cè)空腔，沿上述冷卻蒸汽供給通路設(shè)備的返回通路；設(shè)于上述最前一級與最后一極渦輪盤以外的各渦輪盤上，連接上述葉片冷卻流路及相鄰的外側(cè)空腔間的葉片連接通路；連接上述最后一級的相鄰的外側(cè)空腔與內(nèi)側(cè)空腔間的空腔間通路。
上述結(jié)構(gòu)中，從冷卻蒸汽供給通路供給的蒸汽經(jīng)過分支路的一支，通過最前一級動葉的葉片冷卻流路、冷卻該葉片之后，經(jīng)過葉片回路、內(nèi)側(cè)空腔與空腔連接通路以及返回通路返回。從而，熱負(fù)荷最大的最前一級動葉得到充分冷卻。
另一方面，第2級動葉以后，經(jīng)分支路的另一支、外側(cè)空腔與葉片連接通路，通過各動葉的葉片冷卻流路，依次冷卻各動葉之后，經(jīng)最后一級動葉的外側(cè)空腔、內(nèi)側(cè)空腔及返回通路返回。
這樣，在熱負(fù)荷稍小的第2級動葉以后，由與前者不同的系統(tǒng)的冷卻蒸汽進(jìn)行冷卻。因此，通過取最適當(dāng)?shù)姆种返姆至鞅?，可幾乎相同地設(shè)定維持最前一級與最后一級的前一級的動葉溫度。而且，返回的蒸汽還可用于熱回收的其他場合。
圖面簡單說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例斷面圖；圖2是該實(shí)施例作用說明圖；圖3是現(xiàn)有實(shí)施例斷面圖；圖4是其他現(xiàn)有實(shí)施例斷面圖。
實(shí)施發(fā)明最佳形態(tài)借圖1～2說明本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)在圖1上，在高溫渦輪轉(zhuǎn)子5的各渦輪盤12上裝有第1～第4級動葉4。
在各渦輪盤12間設(shè)有內(nèi)側(cè)空腔9與外側(cè)空腔8。
在第4級動葉以外的各動葉1～3中，從葉片根部到頂端設(shè)有U型轉(zhuǎn)彎葉片冷卻流路6。
從轉(zhuǎn)子5的第4級動葉4的后方到第1級動葉1的前緣之間設(shè)有冷卻蒸汽供給通路13。
分支路16設(shè)于第1級動葉1的渦輪盤12中，其基端連通冷卻蒸汽供給通路13的頂端，同時在其頂端又分為兩分支，其中的一支16a與葉片冷卻流路6的一個流路相連通，另一支16b與相鄰的外側(cè)空腔8相連通。另外，葉片中回路17設(shè)于第1級動葉1的渦輪盤12中，其基端連通葉片冷卻流路6的另外一端，而其頂端與相鄰的內(nèi)側(cè)空腔9相連通。
空腔連接通路20與軸向并列的內(nèi)側(cè)空腔9連接。另外，從第4級動葉4(前方)的內(nèi)側(cè)空腔9沿冷卻蒸汽供給通路13且朝后方地設(shè)置有返回通路11。
葉片連接通路18設(shè)于第1級動葉1與第4級動葉4的渦輪盤12以外的各渦輪盤上，連接于葉片冷卻流路6與相鄰的外側(cè)空腔8間。另外，空腔間通路19連接于第4級動葉4(前方)的相鄰的外側(cè)空腔8與內(nèi)側(cè)空腔9之間。
以冷卻蒸汽供給通路13供給的蒸汽經(jīng)過分支路16的一分支16a，通過最前邊一級動葉1的葉片冷卻流路6冷卻其葉片之后，再經(jīng)過葉片回路17、內(nèi)側(cè)空腔9、空腔連接通路20、以及返回通路11返回。從而，熱負(fù)荷最大的最前一級動葉1得到充分冷卻。
而對于第2級與第3級動葉，冷卻介質(zhì)經(jīng)過分支路16的另外一分支16b、外側(cè)空腔8、、與葉片連接通路18，通過各動葉的葉片冷卻通路6，依次冷卻各動葉后，再經(jīng)過最后一級動葉4(前方)的外側(cè)空腔8、內(nèi)側(cè)空腔9以及返回通路11返回。
這樣，在熱負(fù)荷稍低的第2級動葉之后，由與前邊不同的系統(tǒng)的冷卻蒸汽進(jìn)行冷卻。因此，通過最適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各分支路的分流比，可將最前邊一級與最后一級的前一個動葉溫度維持大致一樣的設(shè)定值。
各級冷卻蒸汽溫度的關(guān)系以實(shí)線與點(diǎn)劃線表示于圖2上。圖中實(shí)線表示通過分支16a的系統(tǒng)；點(diǎn)劃線表示通過分支16b的系統(tǒng)。另外，虛線表示象圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)例那樣作為一個系統(tǒng)的場合。由該圖2可以看出，在做成如上兩系統(tǒng)的本實(shí)施例的情況下，各支葉1～3與4的蒸汽溫度均能維持在渦輪盤壽命臨界溫度以下。
如依照以上所述的本發(fā)明，由于設(shè)了兩個系統(tǒng)的蒸汽冷卻流路，可對多級動葉與各渦輪盤進(jìn)行有效的蒸汽冷卻，可以避免渦輪盤材料出現(xiàn)蠕變損壞等的危險，可以實(shí)現(xiàn)可靠性很高的熱量回收式蒸汽冷卻。從而，可將其應(yīng)用于成套設(shè)備等的工業(yè)用高溫渦輪葉片的冷卻。
權(quán)利要求
1.一種熱量回收式燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子，在各級渦輪盤上裝有多級動葉，其特征在于，它包括在上述各渦輪盤間設(shè)置的內(nèi)側(cè)空腔與外側(cè)空腔；從最后一級以外的上述各動葉的根部出來，在頂端U型轉(zhuǎn)彎的葉片冷卻流路；從上述燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子的最后一級動葉后方到最前一級動葉前緣間設(shè)置的冷卻蒸汽供給通路；設(shè)置于最前一級的上述渦輪盤上，基端連通上述冷卻蒸汽供給通路，同時，頂端分支，其中一分支連通上述葉片冷卻流路的一邊，另一分支連通相鄰的上述外側(cè)空腔的分支路；設(shè)置于最前端的上述渦輪盤上，基端連通上述葉片冷卻流路的另一邊，頂端連通相鄰的上述內(nèi)側(cè)空腔的葉片回路；連接于上述各內(nèi)側(cè)空腔間的空腔連接通路；從上述最后一級動葉的內(nèi)側(cè)空腔、沿上述冷卻蒸汽供給通路設(shè)置的返回通路；設(shè)置于上述最前一級和最后一級渦輪盤以外的各渦輪盤上、連接于上述葉片冷卻流路與相鄰的外側(cè)空腔間的葉片連接通路；連接于上述最后一級相鄰的外側(cè)空腔與內(nèi)側(cè)空腔間的空腔間通路。
全文摘要
一種具有多級動葉的熱量回收式燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子上包括有級間內(nèi)側(cè)與外側(cè)空腔；中間各級U形葉片冷卻流路；穿過各級的冷卻蒸汽供給通路；第一級輪盤中設(shè)有分支路，分別連接冷卻蒸汽供給通路、葉片冷卻流路、外側(cè)空腔、葉片中回路；內(nèi)側(cè)空腔連接通路；設(shè)于最后一級中的返回通路；中間各級葉片冷卻流路與相鄰?fù)鈧?cè)空腔的葉片連接通路；最后一級相鄰?fù)鈧?cè)空腔與內(nèi)側(cè)空腔間的空腔間通路。
文檔編號F01D5/08GK1169174SQ96191589
公開日1997年12月31日 申請日期1996年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月24日
發(fā)明者末永潔, 笠井剛州 申請人:三菱重工業(yè)株式會社