[发明专利]密封结构、具备该密封结构的涡轮机、以及具备该涡轮机的发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及密封结构、具备该密封结构的涡轮机、以及具备该涡轮机的发电设备，特别是涉及与从封固单元与叶片前端的护罩之间漏出的流体相关的密封结构、具备该密封结构的涡轮机、以及具备该涡轮机的发电设备。

背景技术

一般来说，如图5所示，在涡轮的多个动叶片51的各前端以与涡轮壳体52对置的方式设置有动叶片护罩53。动叶片护罩53在上述动叶片51的旋转过程中使相邻的每个动叶片护罩53接触而形成为环状。在动叶片护罩53与涡轮壳体52之间，从涡轮壳体52朝向动叶片护罩53而设置有供密封片(seal fin)54与涡轮壳体52侧连接的密封部。为了减少导向动叶片51的主流流体从动叶片护罩53与涡轮壳体52之间漏出的流体(以下，称作“漏喷流(leak jet)”。)的泄漏量而设置有密封片54(例如，关于蒸汽涡轮的专利文献1以及专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-214051号公报

专利文献2：日本特开2006-138259号公报

专利文献3：日本特开2006-291967号公报

发明要解决的问题

然而，在专利文献1、专利文献3所记载的发明中，在密封部漏出的漏喷流的流动方向的下游侧存在有涡轮壳体的下游侧的壁部而未向大气开放，这是显而易见的。因此，如图5所示，向由涡轮壳体52的下游侧的壁部52a、动叶片护罩53、以及密封片54形成的空间部55导出的漏喷流(在图5中由虚线表示。)，与涡轮壳体52的下游侧的壁部52a发生碰撞并沿着该壁部52a而向径向内侧移动，并与作用于动叶片51之后的主流流体(在图5中由实线表示。)以大角度(例如90°)合流。当漏喷流与主流流体合流时，由于漏喷流相对于主流流体的流入角度变大，因此存在漏喷流使主流流体严重混乱而产生混合损失(混合损耗)并导致涡轮效率降低的问题。

另外，漏喷流与涡轮壳体52的下游侧的壁部52a发生碰撞，由此碰撞过的漏喷流沿着涡轮壳体52的下游侧的壁部52a而向径向内侧移动。沿着涡轮壳体52的壁部52a而向径向内侧移动的漏喷流卷进主流流体的一部分并如图5的虚线所示那样在空间部55内产生漩涡。由于主流流体的一部分卷进空间部55内，因此存在主流流体的流严重混乱而产生混合损失(混合损耗)的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制从密封部漏出的流体所导致的主流流体的流的混乱的密封结构、具备该密封结构的涡轮机、以及具备该涡轮机的发电设备。

用于解决问题的方法

为了解决上述课题，本发明的密封结构、具备该密封结构的涡轮机、以及具备该涡轮机的发电设备采用以下的方法。

即，根据本发明的第一方式所涉及的密封结构，具备：护罩，其设置在主流流体产生作用的多个叶片的前端，相邻护罩分别接触而成为筒状；封固单元，其与结构体连接，该结构体以与该护罩对置的方式设置；以及空间部，其由所述护罩的下游侧、所述封固单元的下游侧、以及所述结构体的下游侧的壁部形成，且与作用于所述叶片的主流流体连通，其中，所述结构体的下游侧的所述壁部的端部从护罩用延长线和封固单元用延长线远离，并且在从所述封固单元用延长线观察时位于所述护罩用延长线的相反一侧，所述护罩用延长线朝所述护罩的下游侧延伸，所述封固单元用延长线以与该护罩用延长线之间具有规定的间隙的方式与该护罩用延长线大致平行地设置，并朝所述封固单元的下游侧延伸。

从封固单元与护罩之间漏到空间部内的流体沿着延伸至护罩的下游侧的护罩用延长线以及与护罩用延长线平行且延伸至封固单元的下游侧的封固单元用延长线而被导出。因此，在由封固单元用延长线以及护罩用延长线夹在中间的区域、即供漏出的流体流通的区域的延伸方向具有涡轮壳体、旋转轴体等结构体的下游侧的壁部的情况下，漏出的流体通过空间部内而与结构体的下游侧的壁部发生碰撞。与结构体的壁部发生过碰撞的漏出的流体沿着结构体的下游侧的壁部而朝结构体的相反方向、即主流流体侧流通。由于空间部与作用于叶片的主流流体连通，因此沿着壁部而漏出的流体与作用于叶片的主流流体以大角度(例如90°)合流。因此，作用于叶片的主流流体的流严重混乱。