專利名稱：汽輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及ー種汽輪機(jī)，在蒸汽入口管周圍具備密封構(gòu)造。
背景技術(shù)：
從提高渦輪效率的觀點(diǎn)出發(fā)，使用溫度為600°C程度的蒸汽的汽輪機(jī)目前已被實(shí)用化。為了進(jìn)一步提高渦輪效率，正在研究、開發(fā)使蒸汽溫度為650°C以上的渦輪。在這種汽輪機(jī)中，由于蒸汽為高溫，因此需要使用能夠耐受該溫度的耐熱合金。但是，這種耐熱合金，由于為高價(jià)、難以進(jìn)行大型部件的制作等理由，其使用的范圍被限定。 例如，流動(dòng)高溫蒸汽的入口套管等的蒸汽入口管，由耐熱性優(yōu)良的Ni基合金等構(gòu)成，與其接觸的密封環(huán)、與該密封環(huán)接觸的殼體等，由CrMoV鋼、12Cr鋼等構(gòu)成。如上所述，在入口套管內(nèi)流動(dòng)高溫的主蒸汽，熱經(jīng)由與該入口套管接觸的密封環(huán)傳遞到殼體。因此，隨著主蒸汽的高溫化，密封環(huán)及殼體的溫度上升，在用以往的材料構(gòu)成密封環(huán)及殼體吋，需要實(shí)施隔熱對(duì)策。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的課題為，提供一種汽輪機(jī)，即使在主蒸汽被高溫化了的情況下，也能夠抑制殼體等的溫度上升。實(shí)施方式的汽輪機(jī)為，在被導(dǎo)入蒸汽的蒸汽入口管和該蒸汽入口管所接入的殼體之間，具備圓環(huán)狀的密封環(huán)。上述密封環(huán)具備高溫側(cè)密封環(huán)，內(nèi)周與上述蒸汽入口管的外周接觸而配置；以及低溫側(cè)密封環(huán)，與上述高溫側(cè)密封環(huán)相比內(nèi)徑及外徑構(gòu)成為更大，外周與上述殼體接觸而配置。而且，在(I)上述高溫側(cè)密封環(huán)的內(nèi)周和上述蒸汽入口管的外周之間以及上述高溫側(cè)密封環(huán)和上述低溫側(cè)密封環(huán)之間，(2)上述高溫側(cè)密封環(huán)和上述低溫側(cè)密封環(huán)之間，或者(3)上述低溫側(cè)密封環(huán)的外周和上述殼體之間，具備隔熱層。


圖I是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)的子午截面的圖。圖2是將本發(fā)明第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)的從外部殼體的入口部到噴嘴箱為止的截面放大表示的圖。圖3是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)的入口套管和外部殼體之間的密封環(huán)的放大截面的圖。圖4是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的汽輪機(jī)的入口套管和外部殼體之間的密封環(huán)的放大截面的圖。圖5是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的汽輪機(jī)的入口套管和外部殼體之間的密封環(huán)的放大截面的圖。圖6是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的汽輪機(jī)的入口套管和外部殼體之間的密封環(huán)的放大截面的圖。
符號(hào)的說明10、11、12、け..汽輪機(jī)，20...內(nèi)部殼體，20&、2卜..入ロ部，2013、21レ.端部，21...外
部殼體，22…動(dòng)葉片，23...渦輪轉(zhuǎn)子，24...轉(zhuǎn)子軸承，25…靜葉片，26a、26b、26c、26d…迷宮密封部，27…噴嘴箱，28…主蒸汽管，29…排氣流路，40…入口套管，50···凹部，60···密封環(huán)，70···高溫側(cè)密封環(huán)，80···低溫側(cè)密封環(huán)，90···隔熱層，100···隔熱涂層，110…耐磨耗涂層
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。(第一實(shí)施方式)圖I是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)10的子午截面的圖。圖2是將本發(fā)明第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)10的從外部殼體21的入口部21a到噴嘴箱27為止的斷面放大表 不的圖。另外，在以下的實(shí)施方式中，對(duì)于同一構(gòu)造部分賦予同一符號(hào)，而省略或簡(jiǎn)略重復(fù)的說明。如圖I所示，汽輪機(jī)10具備雙重構(gòu)造的殼體，該雙重構(gòu)造的殼體具有內(nèi)部殼體20和設(shè)置在其外側(cè)的外部殼體21。此外，在內(nèi)部殼體20內(nèi)貫通設(shè)置有渦輪轉(zhuǎn)子23，該渦輪轉(zhuǎn)子23上嵌入設(shè)置有動(dòng)葉片22。該渦輪轉(zhuǎn)子23通過轉(zhuǎn)子軸承24支持為能夠旋轉(zhuǎn)。在內(nèi)部殼體20的內(nèi)側(cè)面上，以在渦輪轉(zhuǎn)子23的軸向上與動(dòng)葉片22交替的方式配設(shè)有靜葉片25。在渦輪轉(zhuǎn)子23和各殼體之間，為了防止作為工作流體的蒸汽向外部漏泄，而設(shè)置有迷宮密封部26a、26b、26c、26d。如圖I及圖2所示，在內(nèi)部殼體20的入口部20a設(shè)置有噴嘴箱27。噴嘴箱27配置在內(nèi)部殼體20和渦輪轉(zhuǎn)子23之間(即內(nèi)部殼體20的入口部20a的內(nèi)側(cè)部分)，在噴嘴箱27的出ロ部具備第一級(jí)靜葉片25 (第一級(jí)噴嘴)。向噴嘴箱27供給的蒸汽，通過第一級(jí)靜葉片25而被向第一級(jí)動(dòng)葉片22引導(dǎo)。在外部殼體21的入口部21a和內(nèi)部殼體20的入口部20a之間，設(shè)置有與它們相連結(jié)的、作為蒸汽入ロ管起作用的入口套管40。該入ロ套管40將來自主蒸汽管28的蒸汽向噴嘴箱27內(nèi)引導(dǎo)。如圖2所示，入口套管40經(jīng)由多個(gè)密封環(huán)60插入到凹部50中，該凹部50形成在外部殼體21的入口部21a的內(nèi)部殼體20側(cè)以及內(nèi)部殼體20的入口部20a的外部殼體21偵牝該凹部50由具有比外部殼體21的蒸汽入口的口徑大的口徑的擴(kuò)大口徑部形成。另外，入口套管40的內(nèi)徑優(yōu)選構(gòu)成為，與外部殼體21的蒸汽入口的口徑相同或者比其大若干。入口套管40通過經(jīng)由多個(gè)密封環(huán)60插入到凹部50中而被固定，例如入ロ套管40向軸向的移動(dòng)被抑制。另外，入口套管40的內(nèi)部殼體20側(cè)的端部成為自由端，能夠在入口套管40的軸向上伸縮。構(gòu)成凹部50的外部殼體21的入口部21a的內(nèi)部殼體20側(cè)的端部21b以及內(nèi)部殼體20的入口部20a的外部殼體21側(cè)的端部20b，例如通過螺栓緊固等能夠拆裝地設(shè)置在各個(gè)殼體上。而且，在將入口套管40以及密封環(huán)60設(shè)置到凹部50內(nèi)之后，將端部20b、21b分別安裝到外部殼體21或內(nèi)部殼體20上，密封環(huán)60向上下方向(入口套管40的軸向)的移動(dòng)被抑制。密封環(huán)60具有高溫側(cè)密封環(huán)70，內(nèi)周與入口套管40的外周接觸而配置；以及低溫側(cè)密封環(huán)80，與高溫側(cè)密封環(huán)70相比內(nèi)徑及外徑構(gòu)成為更大，外周與內(nèi)部殼體20或外部殼體21接觸而配置。高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80，例如優(yōu)選成為在入口套管40的軸向上相互錯(cuò)開地層疊的構(gòu)造。通過具備這種密封環(huán)60的層疊構(gòu)造，能夠可靠地進(jìn)行入ロ套管40和內(nèi)部殼體20或外部殼體21之間的蒸汽的封固(密封)。汽輪機(jī)10具備排氣流路29，該排氣流路29將在進(jìn)行膨脹做功的同時(shí)在內(nèi)部殼體20內(nèi)的蒸汽通路中流動(dòng)、通過了最后級(jí)的動(dòng)葉片22的作為工作流體的蒸汽，從內(nèi)部殼體20內(nèi)引導(dǎo)到汽輪機(jī)10的外部。接著，對(duì)密封環(huán)60的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說明。圖3是表不本發(fā)明第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)10的入口套管40和外部殼體21之間的密封環(huán)60的放大截面的圖。另外，在此，雖然表示的是入口套管40和外部殼體21之間的密封環(huán)60的構(gòu)成，但入口套管40和內(nèi)部殼體20之間的密封環(huán)60的構(gòu)成也與該構(gòu)成相 同。如圖3所示，在高溫側(cè)密封環(huán)70的內(nèi)周和入口套管40的外周之間以及高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80之間，設(shè)置有隔熱層90。作為隔熱層90，例如能夠由隔熱涂層100構(gòu)成，該隔熱涂層100形成在高溫側(cè)密封環(huán)70的、與入口套管40的外周接觸的內(nèi)周面以及與低溫側(cè)密封環(huán)80接觸的上下面上。另外，在此，雖然遍及高溫側(cè)密封環(huán)70的上下面的整面而形成有隔熱涂層100，但也可以僅在與低溫側(cè)密封環(huán)80接觸的部分上形成隔熱涂層100。此外，在高溫側(cè)密封環(huán)70位于所層疊的端部的情況下，在該端部的高溫側(cè)密封環(huán)70上，在上下面中、與低溫側(cè)密封環(huán)80接觸一側(cè)的面上形成有隔熱涂層100。隔熱涂層100由導(dǎo)熱系數(shù)比構(gòu)成高溫側(cè)密封環(huán)70以及低溫側(cè)密封環(huán)80的材料的導(dǎo)熱系數(shù)低的材料構(gòu)成。隔熱涂層100例如由氧化鋯(ZrO2)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈰(CeO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鎂(MgO)以及稀土鋯酸鹽(X2Zr2O7, X為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd等稀土元素)等氧化物材料構(gòu)成。在此，構(gòu)成高溫側(cè)密封環(huán)70以及低溫側(cè)密封環(huán)80的材料，例如由CrMoV鋼、12Cr等金屬材料構(gòu)成，這些材料的導(dǎo)熱系數(shù)例如為25W 45W/(m · K)程度。與此相対，構(gòu)成隔熱涂層100的氧化物材料的導(dǎo)熱系數(shù)，例如為IW IOW/(m ·Κ)程度，比構(gòu)成高溫側(cè)密封環(huán)70以及低溫側(cè)密封環(huán)80的材料的導(dǎo)熱系數(shù)低。在上述的構(gòu)成隔熱涂層100的氧化物材料中，稀土鋯酸鹽、氧化鉿的導(dǎo)熱系數(shù)較低、熱膨脹系數(shù)比較大，因此優(yōu)選作為形成在金屬材料的表面上的隔熱涂層100。另外，在高溫側(cè)密封環(huán)70和隔熱涂層100之間也可以設(shè)置中間層，該中間層具有構(gòu)成高溫側(cè)密封環(huán)70和隔熱涂層100的材料的中間的熱膨脹系數(shù)，由MCrAlY合金(Μ為以Ni、Co、Fe等為主成分的金屬元素)等形成。由此，隔熱涂層100的熱應(yīng)カ被緩和。隔熱涂層100通過大氣等離子噴鍍等噴鍍、物理蒸鍍等來形成。此外，隔熱涂層100也可以通過料漿涂敷法等來形成，該料漿涂敷法為對(duì)含有上述氧化物材料的粒子的料漿進(jìn)行涂敷、之后進(jìn)行燒成。此外，為了得到隔熱效果，隔熱涂層100的厚度優(yōu)選形成為O. Imm I. Omm 程度。另外，在此，作為高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80之間的隔熱層90，表示了在高溫側(cè)密封環(huán)70的上下面上形成了隔熱涂層100的一例，但隔熱涂層100也可以形成在低溫側(cè)密封環(huán)80的上下面上。此外，作為高溫側(cè)密封環(huán)70的內(nèi)周和入口套管40的外周之間的隔熱層90，表示了在高溫側(cè)密封環(huán)70的內(nèi)周面上形成了隔熱涂層100的一例，但隔熱涂層100也可以形成在入口套管40的外周面上。接著，說明汽輪機(jī)10的入口套管40和外部殼體21之間的熱移動(dòng)。從主蒸汽管28導(dǎo)入到汽輪機(jī)10內(nèi)的蒸汽，經(jīng)過入口套管40被導(dǎo)入到噴嘴箱27中。被導(dǎo)入到噴嘴箱27中的蒸汽，在進(jìn)行膨脹做功的同時(shí)，在配設(shè)在內(nèi)部殼 體20上的靜葉片25和嵌入設(shè)置在渦輪轉(zhuǎn)子23上的動(dòng)葉片22之間的蒸汽通路中流動(dòng)，使渦輪轉(zhuǎn)子23旋轉(zhuǎn)。然后，通過了最后級(jí)的動(dòng)葉片22的蒸汽，經(jīng)過排氣流路29向汽輪機(jī)10的外部排氣。如上所述，從主蒸汽管28導(dǎo)入的高溫蒸汽在入口套管40內(nèi)通過。此時(shí)，產(chǎn)生從蒸汽向入口套管40的熱傳遞導(dǎo)致的熱移動(dòng)。從入口套管40，產(chǎn)生向與該入口套管40接觸的高溫側(cè)密封環(huán)70的熱傳導(dǎo)導(dǎo)致的熱移動(dòng)，但在它們之間具有隔熱涂層100，因此熱移動(dòng)被抑制。并且，在高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80之間也具有隔熱涂層100，因此熱移動(dòng)被抑制。由此，從入口套管40向高溫側(cè)密封環(huán)70、低溫側(cè)密封環(huán)80以及外部殼體21的熱移動(dòng)被抑制，能夠抑制高溫側(cè)密封環(huán)70、低溫側(cè)密封環(huán)80以及外部殼體21的溫度上升。因此，即使在汽輪機(jī)10的蒸汽溫度被高溫化了的情況下，也能夠用與以往相同的材料來構(gòu)成高溫側(cè)密封環(huán)70、低溫側(cè)密封環(huán)80以及外部殼體21。另外，入口套管40和內(nèi)部殼體20之間的熱移動(dòng)也與上述熱移動(dòng)同樣，向高溫側(cè)密封環(huán)70、低溫側(cè)密封環(huán)80以及內(nèi)部殼體20的熱移動(dòng)被抑制，能夠抑制高溫側(cè)密封環(huán)70、低溫側(cè)密封環(huán)80以及內(nèi)部殼體20的溫度上升。因此，即使在汽輪機(jī)10的蒸汽溫度被高溫化了的情況下，也能夠用與以往相同的材料來構(gòu)成高溫側(cè)密封環(huán)70、低溫側(cè)密封環(huán)80及外部殼體21。根據(jù)第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)10，通過在高溫側(cè)密封環(huán)70的內(nèi)周和入口套管40的外周之間以及高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80之間設(shè)置隔熱層90，能夠抑制從入口套管40朝向外部殼體21及內(nèi)部殼體20的熱移動(dòng)。在此，在高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80之間，也可以代替在高溫側(cè)密封環(huán)70或者低溫側(cè)密封環(huán)80的上下面上形成隔熱涂層100的情況，而在其之間設(shè)置隔熱片作為隔熱層90。隔熱片由具有比構(gòu)成高溫側(cè)密封環(huán)70以及低溫側(cè)密封環(huán)80的材料的導(dǎo)熱系數(shù)低的導(dǎo)熱系數(shù)的材料構(gòu)成。作為隔熱片，例如能夠使用氧化鋁纖維、硅石纖維、氧化鋯纖維、氧化鉿纖維等。具體而言，作為隔熱片，例如能夠使用Almax(三井礦山公司制品)、Nextel (3M公司制品)、Altex (住友化學(xué)公司制品)、Saffil (Saffil公司制品)、ZY系列(Zircar公司制品)等。隔熱片例如能夠通過如下方法等來制作如無機(jī)鹽法、溶膠法、料漿法以及前驅(qū)聚合物法那樣的前驅(qū)體纖維化法，使各種材料的前軀體纖維化，之后進(jìn)行燒成；以及熔融紡絲法，通過通電加熱等使原材料熔融，在空氣流中或通過旋轉(zhuǎn)圓板使熔融液延伸。這些隔熱片的導(dǎo)熱系數(shù)例如為O. Iff O. 5ff/ (m -K)程度，比構(gòu)成高溫側(cè)密封環(huán)70以及低溫側(cè)密封環(huán)80的材料的導(dǎo)熱系數(shù)低。
如此，在高溫側(cè)密封環(huán)70與低溫側(cè)密封環(huán)80之間具備隔熱片的構(gòu)成中，也能夠得到與上述作用效果相同的作用效果。(第二實(shí)施方式)本發(fā)明第二實(shí)施方式的汽輪機(jī)11的構(gòu)成為，除了入口套管40與內(nèi)部殼體20或外部殼體21之間的密封環(huán)60的構(gòu)成以外，與第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)10的構(gòu)成相同，因此在此主要對(duì)不同的構(gòu)成即密封環(huán)60的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖4是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的汽輪機(jī)11的入口套管40和外部殼體21之間的密封環(huán)60的放大截面的圖。另外，在 此雖然表示的是入口套管40和外部殼體21之間的密封環(huán)60的構(gòu)成，但入口套管40和內(nèi)部殼體20之間的密封環(huán)60的構(gòu)成也與該構(gòu)成相同。如圖4所示，在高溫側(cè)密封環(huán)70的、與入口套管40的外周接觸的內(nèi)周面以及與低溫側(cè)密封環(huán)80接觸的上下面上形成有隔熱涂層100，并且在隔熱涂層100的表面上形成有耐磨耗涂層110。即，耐磨耗涂層110形成了最外層。隔熱涂層100與第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)10的隔熱涂層相同。在此，構(gòu)成隔熱涂層100的上述氧化物材料的硬度比較高，對(duì)于單純的滑動(dòng)來說能夠發(fā)揮優(yōu)良的耐磨耗性，但在用于密封環(huán)的情況下，除了滑動(dòng)以外還會(huì)被施加振動(dòng)等導(dǎo)致的局部的沖擊性負(fù)荷。因此，隔熱涂層100有可能產(chǎn)生缺損、厚度減薄。因此，在此，在隔熱涂層100的表面上具備耐磨耗涂層110。根據(jù)上述情況，耐磨耗涂層110優(yōu)選由比構(gòu)成隔熱涂層100的氧化物材料更耐磨耗的材料構(gòu)成。因此，作為構(gòu)成耐磨耗涂層110的材料，例如優(yōu)選使用在金屬底材中含有WCXrC等化合物的材料，通過基于氮化處理或硼化處理等的氮或硼向金屬內(nèi)部的擴(kuò)散而形成了硬質(zhì)化合物的材料等。作為在金屬底材中含有WC、CrC等化合物的材料，例如能夠使用金屬陶瓷(WC-X、CrC-X，X為金屬元素，優(yōu)選以Ni、Co等為主成分)等。作為通過基于氮化處理或硼化處理等的氮或硼向金屬內(nèi)部的擴(kuò)散而形成了硬質(zhì)化合物的材料，能夠使用氮化物(TiN、AlN、Fe2-3N)、硼化物(FeB、Fe2B)等。此外，除此以外，例如能夠使用氧化鉻(Cr203)、類金剛石碳等。耐磨耗涂層110通過噴鍍、物理蒸鍍、化學(xué)蒸鍍、氮化處理、硼化處理等來形成。在此，對(duì)于耐磨耗涂層110的形成方法，具體地進(jìn)行例示。例如，在形成隔熱涂層100之后，在隔熱涂層100的表面上，對(duì)上述耐磨耗材料中的例如金屬陶瓷等耐磨耗材料進(jìn)行噴鍍施工。此時(shí)，耐磨耗材料例如優(yōu)選被進(jìn)行高速火焰噴鍍。此外，在對(duì)耐磨耗材料進(jìn)行噴鍍施工之前，也可以對(duì)隔熱涂層100的表面進(jìn)行噴砂處理，而提高耐磨耗材料的機(jī)械性的緊貼性。并且，也可以在隔熱涂層100和耐磨耗涂層110之間設(shè)置中間層，該中間層具有構(gòu)成隔熱涂層100和耐磨耗涂層110的材料的中間的熱膨脹系數(shù)、由MCrAlY合金(M是以Ni、Co、Fe等為主成分的金屬元素)等形成。由此，隔熱涂層100的熱應(yīng)カ被緩和。例如，在形成隔熱涂層100之后，通過物理蒸鍍來形成類金剛石等的耐磨耗涂層110。例如，在形成隔熱涂層100之后，在隔熱涂層100的表面上，通過噴鍍形成金屬層(例如以Ni、Co等為主成分的金屬)，對(duì)金屬層實(shí)施氮化處理或者硼化處理，而形成耐磨耗涂層110。另外，氮化處理是暴露在含有氨或者氮的氣體環(huán)境中、使氮滲透到表面中而使其硬化的方法。硼化處理是使硼滲透擴(kuò)散而生成硼化層的方法。為了維持耐磨耗性，耐磨耗涂層110的厚度優(yōu)選形成為O. Imm I. Omm程度。另外，在此，表示了在高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80之間，將隔熱涂層100以及耐磨耗涂層Iio形成在高溫側(cè)密封環(huán)70的上下面上的一例，但也可以形成在低溫側(cè)密封環(huán)80的上下面上。此外，表示了在高溫側(cè)密封環(huán)70的內(nèi)周和入口套管40的外周之間，在高溫側(cè)密封環(huán)70的內(nèi)周面上形成了隔熱涂層100以及耐磨耗涂層110的一例，但隔熱涂層100以及耐磨耗涂層Iio也可以形成在入口套管40的外周面上。根據(jù)第二實(shí)施方式的汽輪機(jī)11，通過在密封環(huán)60上具備耐磨耗涂層110，由此能夠提高入口套管40和高溫側(cè)密封環(huán)70的接觸部、高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80的接觸部的機(jī)械強(qiáng)度。此外，通過具備隔熱涂層100，能夠抑制從入口套管40朝向外部殼體 21、內(nèi)部殼體20的熱移動(dòng)。(第三實(shí)施方式)本發(fā)明第三實(shí)施方式的汽輪機(jī)12的構(gòu)成為，除了入口套管40與內(nèi)部殼體20或者外部殼體21之間的密封環(huán)60的構(gòu)成以外，與第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)10的構(gòu)成相同，因此在此主要對(duì)不同的構(gòu)成即密封環(huán)60的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖5是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的汽輪機(jī)12的入口套管40和外部殼體21之間的密封環(huán)60的放大截面的圖。另外，在此雖然表示的是入口套管40和外部殼體21之間的密封環(huán)60的構(gòu)成，但入口套管40和內(nèi)部殼體20之間的密封環(huán)60的構(gòu)成也與該構(gòu)成相同。如圖5所示，在高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80之間設(shè)置有隔熱層90。作為隔熱層90例如能夠由隔熱涂層100構(gòu)成，該隔熱涂層100形成在高溫側(cè)密封環(huán)70的與低溫側(cè)密封環(huán)80接觸的上下面上。另外，在此雖然遍及高溫側(cè)密封環(huán)70的上下面的整面而形成有隔熱涂層100，但也可以僅在與低溫側(cè)密封環(huán)80接觸的部分上形成隔熱涂層100。此外，隔熱涂層100也可以形成在低溫側(cè)密封環(huán)80的與高溫側(cè)密封環(huán)70接觸的上下面上。此外，作為隔熱層90，也可以代替在高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80之間形成隔熱涂層100的情況，而在其之間設(shè)置隔熱片。隔熱涂層100以及隔熱片與第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)10的隔熱涂層以及隔熱片相同。在此，高溫側(cè)密封環(huán)70直接接觸入口套管40，因此根據(jù)蒸汽溫度，例如除了 CrMoV鋼、12Cr等金屬材料以外，也可以使用耐熱性比這些材料優(yōu)良的Ni基合金。另外，Ni基合金的導(dǎo)熱系數(shù)例如為IOW 30W/(m ·Κ)程度。因此，構(gòu)成隔熱涂層100的氧化物材料的導(dǎo)熱系數(shù)(例如IW IOW/(m · K)程度)，也比構(gòu)成高溫側(cè)密封環(huán)70的材料的導(dǎo)熱系數(shù)低。在如上述那樣構(gòu)成了密封環(huán)60的情況下，產(chǎn)生從入口套管40向高溫側(cè)密封環(huán)70、低溫側(cè)密封環(huán)80以及外部殼體21的熱傳導(dǎo)導(dǎo)致的熱移動(dòng)。在高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80之間具有隔熱涂層100，因此熱移動(dòng)被抑制。由此，從高溫側(cè)密封環(huán)70向低溫側(cè)密封環(huán)80、外部殼體21的熱移動(dòng)被抑制，能夠抑制低溫側(cè)密封環(huán)80以及外部殼體21的溫度上升。因此，即使在汽輪機(jī)10的蒸汽溫度被高溫化了的情況下，也至少能夠用與以往相同的材料來構(gòu)成低溫側(cè)密封環(huán)80以及外部殼體21。
另外，入口套管40和內(nèi)部殼體20之間的熱移動(dòng)也與上述熱移動(dòng)同樣，向低溫側(cè)密封環(huán)80、內(nèi)部殼體20的熱移動(dòng)被抑制，能夠抑制低溫側(cè)密封環(huán)80以及內(nèi)部殼體20的溫度上升。因此，即使在汽輪機(jī)10的蒸汽溫度被高溫化了的情況下，也至少能夠用與以往同樣的材料來構(gòu)成低溫側(cè)密封環(huán)80以及內(nèi)部殼體20。根據(jù)第三實(shí)施方式的汽輪機(jī)12，通過在高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80之間設(shè)置隔熱層90，能夠抑制從入口套管40朝向外部殼體21、內(nèi)部殼體20的熱移動(dòng)。在此，在上述隔熱涂層100的表面上，也可以與第二實(shí)施方式同樣地形成耐磨耗涂層110。通過形成耐磨耗涂層110，能夠抑制從入ロ套管40朝向外部殼體21、內(nèi)部殼體20的熱移動(dòng)，并且能夠提高高溫側(cè)密封環(huán)70和低溫側(cè)密封環(huán)80之間的接觸部的機(jī)械強(qiáng)度。(第四實(shí)施方式)本發(fā)明第四實(shí)施方式的汽輪機(jī)13的構(gòu)成為，除了入口套管40與內(nèi)部殼體20或者外部殼體21之間的密封環(huán)60的構(gòu)成以外，與第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)10的構(gòu)成相同，因此在此主要對(duì)不同的構(gòu)成即密封環(huán)60的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖6是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的汽輪機(jī)13的入口套管40和外部殼體21之間的密封環(huán)60的放大截面的圖。另外，在此雖然表示的是入口套管40和外部殼體21之間的密封環(huán)60的構(gòu)成，但入口套管40和內(nèi)部殼體20之間的密封環(huán)60的構(gòu)成也與該構(gòu)成相同。如圖6所示，在低溫側(cè)密封環(huán)80和外部殼體21之間設(shè)置有隔熱層90。作為隔熱層90例如能夠由隔熱涂層100構(gòu)成，該隔熱涂層100形成在低溫側(cè)密封環(huán)80的與外部殼體21接觸的外周面上。另外，隔熱涂層100也可以形成在與低溫側(cè)密封環(huán)80接觸的外部殼體21的周面上。另外，隔熱涂層100與第一實(shí)施方式的汽輪機(jī)10的隔熱涂層相同。在此，高溫側(cè)密封環(huán)70直接接觸入ロ套管40，低溫側(cè)密封環(huán)80直接接觸該高溫側(cè)密封環(huán)70。因此，高溫側(cè)密封環(huán)70以及低溫側(cè)密封環(huán)80，根據(jù)蒸汽溫度，例如除了 CrMoV鋼、12Cr等金屬材料以外，也可以由耐熱性比這些材料優(yōu)良的Ni基合金構(gòu)成。在如上述那樣構(gòu)成了密封環(huán)60的情況下，產(chǎn)生從入口套管40向高溫側(cè)密封環(huán)70、低溫側(cè)密封環(huán)80以及外部殼體21的熱傳導(dǎo)導(dǎo)致的熱移動(dòng)。在低溫側(cè)密封環(huán)80和外部殼體21之間具有隔熱涂層100，因此熱移動(dòng)被抑制。由此，從低溫側(cè)密封環(huán)80向外部殼體21的熱移動(dòng)被抑制，能夠抑制外部殼體21的溫度上升。因此，即使在汽輪機(jī)10的蒸汽溫度被高溫化了的情況下,也至少能夠用與以往相同的材料來構(gòu)成外部殼體21。另外，入口套管40和內(nèi)部殼體20之間的熱移動(dòng)也與上述熱移動(dòng)同樣，向內(nèi)部殼體20的熱移動(dòng)被抑制，能夠抑制內(nèi)部殼體20的溫度上升。因此，即使在汽輪機(jī)10的蒸汽溫度被高溫化了的情況下，也至少能夠用與以往同樣的材料來構(gòu)成內(nèi)部殼體20。根據(jù)第四實(shí)施方式的汽輪機(jī)13，通過在低溫側(cè)密封環(huán)80和外部殼體21之間、低溫側(cè)密封環(huán)80和內(nèi)部殼體20之間設(shè)置隔熱涂層100，能夠抑制從入口套管40朝向外部殼體 21、內(nèi)部殼體20的熱移動(dòng)。在此，在上述隔熱涂層100的表面上，也可以與第二實(shí)施方式同樣地形成耐磨耗涂層110。通過形成耐磨耗涂層110，能夠抑制從入口套管40朝向外部殼體21、內(nèi)部殼體20的熱移動(dòng)，并且能夠提高低溫側(cè)密封環(huán)80和外部殼體21之間的接觸部、低溫側(cè)密封環(huán)80和內(nèi)部殼體20之間的接觸部的機(jī)械強(qiáng)度。
在上述的實(shí)施方式中，例如對(duì)具備內(nèi)部殼體以及外部殼體的高壓渦輪中的入口套管和殼體之間的密封環(huán)進(jìn)行了例示以及說明，但不限于此。例如，本實(shí)施方式也能夠應(yīng)用在靜葉片25與內(nèi)部殼體20之間、內(nèi)部殼體20和外部殼體21之間以及噴嘴箱27和內(nèi)部殼體20之間等。根據(jù)以上說明的實(shí)施方式，即使在主蒸汽被高溫化了的情況下，也能夠抑制殼體等的溫度上升。對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式是作為例子來提示的，不意圖限定發(fā)明的范圍。這些新的實(shí)施方式能夠通過其他各種方式來實(shí) 施，在不脫離發(fā)明精神的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換和變更。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)，在被導(dǎo)入蒸汽的蒸汽入口管和該蒸汽入口管所接入的殼體之間具備圓環(huán)狀的密封環(huán)，其特征在干， 上述密封環(huán)具備 高溫側(cè)密封環(huán)，內(nèi)周與上述蒸汽入口管的外周接觸而配置；以及低溫側(cè)密封環(huán)，與上述高溫側(cè)密封環(huán)相比內(nèi)徑及外徑構(gòu)成為更大，外周與上述殼體接觸而配置， 在(I)上述高溫側(cè)密封環(huán)的內(nèi)周和上述蒸汽入口管的外周之間以及上述高溫側(cè)密封環(huán)和上述低溫側(cè)密封環(huán)之間，(2)上述高溫側(cè)密封環(huán)和上述低溫側(cè)密封環(huán)之間，或者(3)上述低溫側(cè)密封環(huán)的外周和上述殼體之間，具備隔熱層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽輪機(jī)，其特征在干， 上述隔熱層由具有比構(gòu)成上述高溫側(cè)密封環(huán)以及上述低溫側(cè)密封環(huán)的材料的導(dǎo)熱系數(shù)低的導(dǎo)熱系數(shù)的材料構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的汽輪機(jī)，其特征在干， 上述高溫側(cè)密封環(huán)和上述低溫側(cè)密封環(huán)交替地層疊配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的汽輪機(jī)，其特征在干， 在(I)上述高溫側(cè)密封環(huán)的內(nèi)周和上述蒸汽入口管的外周之間以及上述高溫側(cè)密封環(huán)和上述低溫側(cè)密封環(huán)之間具備隔熱層的情況下， 上述隔熱層是在上述高溫側(cè)密封環(huán)的、與上述蒸汽入口管的外周的接觸面以及與上述低溫側(cè)密封環(huán)的接觸面上形成的隔熱涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的汽輪機(jī)，其特征在干， 在(2)上述高溫側(cè)密封環(huán)和上述低溫側(cè)密封環(huán)之間具備隔熱層的情況下， 上述隔熱層是在上述高溫側(cè)密封環(huán)的、與上述低溫側(cè)密封環(huán)的接觸面上形成的隔熱涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的汽輪機(jī)，其特征在干， 在(3)上述低溫側(cè)密封環(huán)的外周和上述殼體之間具備隔熱層的情況下， 上述隔熱層是在上述低溫側(cè)密封環(huán)的、與上述殼體的接觸面上形成的隔熱涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽輪機(jī)，其特征在干， 在上述隔熱涂層的表面上還具備耐磨耗涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽輪機(jī)，其特征在干， 代替在上述高溫側(cè)密封環(huán)的與上述低溫側(cè)密封環(huán)的接觸面上形成上述隔熱涂層的情況，而在上述高溫側(cè)密封環(huán)和上述低溫側(cè)密封環(huán)之間設(shè)置隔熱片，作為上述隔熱層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽輪機(jī)，其特征在干， 上述隔熱片由具有比構(gòu)成上述高溫側(cè)密封環(huán)以及上述低溫側(cè)密封環(huán)的材料的導(dǎo)熱系數(shù)低的導(dǎo)熱系數(shù)的材料構(gòu)成。
全文摘要
提供一種汽輪機(jī)，即使在主蒸汽被高溫化了的情況下也能夠抑制殼體等的溫度上升。實(shí)施方式的汽輪機(jī)(10)為，在被導(dǎo)入蒸汽的入口套管(40)和該入口套管(40)所接入的內(nèi)部殼體(20)及外部殼體(21)之間具備密封環(huán)(60)。密封環(huán)(60)具備高溫側(cè)密封環(huán)(70)，內(nèi)周與入口套管(40)的外周接觸而配置；以及低溫側(cè)密封環(huán)(80)，與高溫側(cè)密封環(huán)(70)相比內(nèi)徑及外徑構(gòu)成為更大，外周與內(nèi)部殼體(20)或外部殼體(21)接觸而配置。而且，在高溫側(cè)密封環(huán)(70)的內(nèi)周和入口套管(40)的外周之間以及高溫側(cè)密封環(huán)(70)和低溫側(cè)密封環(huán)(80)之間具備隔熱層(90)。
文檔編號(hào)F01D11/00GK102691530SQ201210080580
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者和田國(guó)彥, 山下勝也, 巖井章吾, 犬飼隆夫, 豬亦麻子, 鈴木悠介, 須賀威夫, 齊藤和宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝