[发明专利]涡轮静叶以及蒸汽轮机

说明书

涡轮静叶(21)具有沿与蒸汽的流动方向交叉的径向延伸、并且朝向流动方向的上游侧的腹面(21P)，在腹面(21P)中的下游侧，形成有对蒸汽液化而产生的液滴进行捕捉的狭缝(5)，在比狭缝(5)靠上游侧处，形成有将附着于腹面(21P)的液滴沿径向引导以使该液滴随着从上游侧朝向下游侧而趋向狭缝(5)的微细凹凸区域(6)，在微细凹凸区域(6)中，相对于液滴的流动阻力随着从径向内侧朝向外侧而逐渐变大。

技术领域

本发明涉及涡轮静叶以及蒸汽轮机。

本申请基于2019年2月27日在日本提出申请的特愿2019-033540号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

蒸汽轮机具备：能够绕轴线旋转的旋转轴、在该旋转轴的外周面上沿轴线方向隔开间隔地排列的多个涡轮动叶级、从外周侧覆盖旋转轴及涡轮动叶级的外壳、以及在外壳的内周面上与涡轮动叶级交替地排列的多个涡轮静叶级。在外壳的上游侧形成有从外部取入蒸汽的吸入口，在下游侧形成有排气口。从吸入口取入的高温高压的蒸汽在被涡轮静叶级调整了流动的方向和速度后，被涡轮动叶级转换为旋转轴的旋转力。

在涡轮内通过的蒸汽随着从上游侧朝向下游侧而损失能量、且温度(和压力)降低。因此，在最下游侧的涡轮静叶级中，蒸汽的一部分液化而以微细的水滴的形式存在于气流中。该水滴的一部分附着于涡轮静叶的表面。该水滴在叶片面上迅速沉积而成为液膜。液膜的周围始终暴露于高速的蒸汽流，但当该液膜进一步沉积而厚度增加时，其一部分被蒸汽流破碎而以粗大液滴的状态飞散。飞散的液滴在蒸汽流的作用下逐渐加速，同时随着主流向下游侧流动。越大的液滴则作用于自身的惯性力越大，因此无法随着主流蒸汽通过涡轮动叶之间，从而与涡轮动叶碰撞。由于存在涡轮动叶的周速超过音速的情况，因此在飞散的液滴碰撞到涡轮动叶的情况下，有可能腐蚀涡轮动叶的表面而发生侵蚀。另外，也有可能由于液滴的碰撞而阻碍涡轮动叶的旋转，从而产生制动损失。

为了防止上述那样的液滴的附着和沉积，迄今为止提出了各种技术。在例如下述专利文献1所记载的装置中，在涡轮静叶的表面形成有用于吸入液膜的抽出口，并且形成有随着朝向该抽出口而从涡轮静叶的前缘侧变宽的亲水性的除去面。在液膜沿着除去面移动之后，能够通过抽出口吸取该液膜。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-106451号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述专利文献1所记载的装置中，也只是除去面朝向抽出口均匀地形成。换句话说，在除去面内，亲水性是恒定的。另外，没有与相对于处理面上的液膜的流动阻力相关的说明，且也未考虑基于流动阻力的不同的液膜控制。因此，对于到达该除去面的液滴，不一定作用朝向狭缝的力。其结果是，存在液滴从除去面向外部溢出的可能性。即，对于上述专利文献1所记载的装置依然存在改善的余地。

本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，提供一种能够更高效地回收液淌的涡轮静叶、以及具备该涡轮静叶的蒸汽轮机。

用于解决课题的手段

本发明的一方式的涡轮静叶具有沿与蒸汽的流动方向交叉的径向延伸、并且朝向该流动方向的上游侧的腹面，在所述腹面中的下游侧，形成有对所述蒸汽液化而产生的液滴进行捕捉的狭缝，在比该狭缝靠上游侧处，形成有将附着于所述腹面的液滴沿径向引导以使该液滴随着从上游侧朝向下游侧而趋向所述狭缝的微细凹凸区域，在该微细凹凸区域中，相对于所述液滴的流动阻力随着从所述径向内侧朝向外侧而逐渐变大。