DE112020001759T5

DE112020001759T5 - Dampfturbinenleitschaufel, dampfturbine, und herstellungsverfahren für dampfturbinenleitschaufel

Info

Publication number: DE112020001759T5
Application number: DE112020001759.1T
Authority: DE
Inventors: Ryo Takata; Yasuhiro Sasao; Naoto Tochitani; Soichiro TABATA
Original assignee: Mitsubishi Power Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-06-10
Filing date: 2020-05-01
Publication date: 2021-12-30
Anticipated expiration: 2040-05-02
Also published as: KR102674948B1; WO2020250596A1; JP7378970B2; DE112020001759B4; KR20210148280A; US20220228510A1; JP2020200792A; US11840938B2; CN113785105B; CN113785105A

Abstract

Eine Dampfturbinenleitschaufel umfasst einen Schaufelkörperabschnitt, der eine Schaufeloberfläche aufweist, die eine Druckoberfläche und eine Saugoberfläche umfasst, einen Feuchtigkeitsentfernungskanal, der in dem Schaufelkörperabschnitt angeordnet ist, mindestens einen Schlitz, der zu der Schaufeloberfläche offen ist, um mit dem Feuchtigkeitsentfernungskanal in Verbindung zu stehen, und der sich entlang einer Höhenrichtung von einem Basisendabschnitt zu einem Außenendabschnitt des Schaufelkörperabschnitts erstreckt, und mindestens einen Nutabschnitt, der in der Schaufeloberfläche angeordnet ist und sich von dem Basisendabschnitt entlang der Höhenrichtung erstreckt, wobei mindestens ein Teil des mindestens einen Nutabschnitts den mindestens einen Schlitz entlang der Höhenrichtung überlappt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Dampfturbinenleitschaufel, eine Dampfturbine, die die Dampfturbinenleitschaufel umfasst, und ein Herstellungsverfahren für die Dampfturbinenleitschaufel.
HINTERGRUND
In der Nähe einer letzten Stufe einer Dampfturbine beträgt die Nässe oder Feuchtigkeit einer Dampfströmung nicht weniger als 8%. Die von der Nassdampfströmung erzeugten Wassertröpfchen verursachen einen Feuchtigkeitsverlust, der die Turbineneffizienz verringert. Außerdem haften die von der Nassdampfströmung erzeugten Wassertröpfchen an der Oberfläche der Leitschaufel und bilden einen Wasserfilm. Der oben beschriebene Wasserfilm wird zu einer Wasserfilmströmung an der Oberfläche der Leitschaufel, strömt zu einer Hinterkantenseite der Leitschaufel und wird an der Hinterkante der Leitschaufel zerstreut, wobei grobe Wassertröpfchen gebildet werden. Die Kollision der oben beschriebenen groben Wassertröpfchen mit einer mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Laufschaufel ist eine der Hauptursachen für die Auslösung der Erosion der Laufschaufel.
Um die Erosion und den Feuchtigkeitsverlust der Dampfturbine zu verhindern, ist die Entfernung bzw. Abfuhr einer an der Oberfläche der Leitschaufel anhaftenden Flüssigkeit (Wassertröpfchen) wirksam. Üblicherweise werden zum Entfernen bzw. Abführen einer an der Oberfläche einer Leitschaufel anhaftenden Flüssigkeit eine Nut und ein Schlitz in die Oberfläche der Leitschaufel eingebracht (siehe Patentschriften 1, 2). Die an der Oberfläche der Leitschaufel anhaftende Flüssigkeit wird in die Nut und den Schlitz geleitet und aus der Nut und dem Schlitz zu der Außenseite eines Systems ausgetragen. Das Patentdokument 1 offenbart die Ausbildung einer oder einer Vielzahl von Nuten in der Oberfläche der Leitschaufel. Die in Patentschrift 1 beschriebene Nut erstreckt sich in der Radialrichtung einer Dampfturbine über einen Endabschnitt zu einem anderen Endabschnitt der Leitschaufel in der Längsrichtung. Patentdokument 2 offenbart die Ausbildung eines oder einer Vielzahl von Schlitzen, die mit dem Hohlraum in Verbindung stehen, in der Oberfläche einer hohlen Leitschaufel, die im Inneren einen Hohlraum umfasst.
Zitierliste
Patentliteratur

Patentschrift 1: US6474942B
Patentschrift 2: JPH3-26802A

ZUSAMMENFASSUNG
Technisches Problem
Um die Entfernungs- oder Abfuhreffizienz der an der Oberfläche der Leitschaufel anhaftenden Flüssigkeit zu verbessern, wird erwogen, zwei der in Patentdokument 1 beschriebenen Nuten parallel in der Oberfläche der Leitschaufel entlang der Höhenrichtung anzuordnen. Aufgrund der geringen Entfernungseffizienz der oben beschriebenen Nuten selbst ist die Entfernungsmenge der Flüssigkeit jedoch gering, selbst wenn die oben beschriebenen zwei Nuten parallel angeordnet sind, was die Entfernungseffizienz der Flüssigkeit nicht verbessern kann.
Um die Entfernungseffizienz der oben beschriebenen Flüssigkeit zu verbessern, wird ferner erwogen, zwei der in Patentdokument 2 beschriebenen Schlitze parallel in der Oberfläche der Leitschaufel entlang der Höhenrichtung anzuordnen. In diesem Fall kann durch die Druckdifferenz zwischen dem ersten Schlitz, der stromaufwärts in der oben beschriebenen Axialrichtung angeordnet ist, und dem zweiten Schlitz, der stromabwärts in der oben beschriebenen Axialrichtung angeordnet ist, die vom ersten Schlitz zu dem Hohlraum angesaugte Flüssigkeit von dem zweiten Schlitz, der einen niedrigeren Druck als der erste Schlitz aufweist, ausströmen (zurückströmen). Auf diese Weise ist es unmöglich, die Entnahmemenge der Flüssigkeit zu erhöhen, was die Entfernungseffizienz der Flüssigkeit nicht verbessern kann. Um die Rückströmung der Flüssigkeit zu verhindern, wird, wenn die Weite des Schlitzes vergrößert wird, um den Saugdruck des Schlitzes zu verbessern, die Menge des Antriebsdampfes, der durch den Schlitz in den Hohlraum austritt, erhöht, was die Leistung der Dampfturbine verringern kann.
In Anbetracht der obigen Probleme besteht eine Aufgabe von zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, eine Dampfturbinenleitschaufel, die die Leistungsabnahme der Dampfturbine verhindern und die Entfernungs- oder Abfuhreffizienz der an der Oberfläche der Leitschaufel anhaftenden Flüssigkeit verbessern kann, sowie eine Dampfturbine, die die Dampfturbinenleitschaufel umfasst, bereitzustellen.
Lösung des Problems
(1) Eine Dampfturbinenleitschaufel gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schaufelkörperabschnitt, der eine Schaufeloberfläche aufweist, die eine Druck- oder Überdruckoberfläche und eine Saug- oder Unterdruckoberfläche umfasst, einen Feuchtigkeitsentfernungskanal, der in dem oben beschriebenen Schaufelkörperabschnitt angeordnet ist, mindestens einen Schlitz, der zu der oben beschriebenen Schaufeloberfläche offen ist, um mit dem oben beschriebenen Feuchtigkeitsentfernungskanal in Verbindung zu stehen, und sich entlang einer Höhenrichtung von einem Basisendabschnitt zu einem Außenendabschnitt des oben beschriebenen Schaufelkörperabschnitts erstreckt, und mindestens einen Nutabschnitt, der in der oben beschriebenen Schaufeloberfläche angeordnet ist und sich von dem oben beschriebenen Basisendabschnitt entlang der oben beschriebenen Höhenrichtung erstreckt, wobei mindestens ein Teil des mindestens einen Nutabschnitts den oben beschriebenen mindestens einen Schlitz entlang der oben beschriebenen Höhenrichtung überlappt.
Bei der obigen Konfiguration (1) umfasst die Dampfturbinenleitschaufel den Schlitz und den Nutabschnitt, die in der Schaufeloberfläche angeordnet sind, die die Oberfläche der Leitschaufel ist, und der Schlitz und der Nutabschnitt überlappen sich zumindest teilweise entlang der Höhenrichtung. Auf diese Weise kann eine an der Schaufeloberfläche angesammelte Flüssigkeit durch einen Bereich (stromaufwärtiger Drainagebereich) des Schlitzes und des Nutabschnitts, die stromaufwärts von der Schaufeloberfläche angeordnet sind, entfernt werden. Ferner kann eine an der Schaufeloberfläche stromabwärts von dem stromaufwärtigen Drainageabschnitt gesammelte Flüssigkeit durch einen Bereich (stromabwärtiger Drainagebereich) des Schlitzes und des stromabwärts von der Schaufeloberfläche angeordneten Nutabschnitts entfernt werden. Die oben beschriebene Dampfturbinenleitschaufel kann also die an der Schaufeloberfläche anhaftende Flüssigkeit entfernen, indem der Nutabschnitt und der Schlitz eine höhere Entfernungseffizienz der Flüssigkeit aufweisen als der Nutabschnitt. Auf diese Weise kann die Entfernungseffizienz der Flüssigkeit, die an der Schaufeloberfläche anhaftet, verbessert werden.
Da einer von dem stromaufwärtigen Drainagebereich oder dem stromabwärtigen Drainagebereich der Nutabschnitt ist, der nicht mit dem Feuchtigkeitsentfernungskanal in Verbindung steht, kann die oben beschriebene Dampfturbinenleitschaufel die Menge von Antriebsdampf, der durch den Schlitz zu dem Feuchtigkeitsentfernungskanal austritt, im Vergleich zu einer Konfiguration reduzieren, bei der zwei Schlitze, die entlang der Höhenrichtung überlappen, in der Schaufeloberfläche angeordnet sind, wie in einer Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem Vergleichsbeispiel. Ferner ist die oben beschriebene Dampfturbinenleitschaufel im Gegensatz zu der Konfiguration, bei der die beiden Schlitze, die entlang der Höhenrichtung überlappen, in der Schaufeloberfläche angeordnet sind, wie bei der Dampfturbinenleitschaufel gemäß dem Vergleichsbeispiel, frei von der Gefahr, dass die Flüssigkeit von dem Feuchtigkeitsentfernungskanal über den Schlitz rückströmt, und auf diese Weise eine Schlitzweite nicht vergrößert werden muss, um einen Ansaugdruck des Schlitzes zu verbessern. Durch die Verringerung des Saugdrucks des Schlitzes kann die Menge von Antriebsdampf, der durch den Schlitz in den Feuchtigkeitsentfernungskanal austritt, weiter verringert werden. Auf diese Weise kann die oben beschriebene Dampfturbinenleitschaufel die Menge von Antriebsdampf, die durch den Schlitz in den Feuchtigkeitsentfernungskanal austritt, verringern, wodurch eine Leistungsminderung der Dampfturbine verhindert werden kann.
(2) Gemäß einigen Ausführungsformen ist bei der Dampfturbinenleitschaufel gemäß der obigen Konfiguration (1) der oben beschriebene mindestens eine Nutabschnitt so konfiguriert, dass er von dem oben beschriebenen Außenendabschnitt zu dem oben beschriebenen Basisendabschnitt zu einer Seite einer Hinterkante geneigt ist.
Da bei der obigen Konfiguration (2) der mindestens eine Nutabschnitt so konfiguriert ist, dass er zu der Seite der Hinterkante von dem Außenendabschnitt zu dem Basisendabschnitt geneigt ist, wird die in dem Nutabschnitt gespeicherte Flüssigkeit durch die Dampfströmung, die durch die Dampfturbine strömt, gedrückt und strömt zu dem Basisendabschnitt, der eine Austragsseite der Flüssigkeit ist. Auf diese Weise kann der oben beschriebene Nutabschnitt die Entfernungseffizienz der in dem Nutabschnitt gespeicherten Flüssigkeit verbessern.
(3) Bei einigen Ausführungsformen in der Dampfturbinenleitschaufel gemäß der obigen Konfiguration (1) oder (2) umfasst der oben beschriebene mindestens eine Schlitz eine Vielzahl von Schlitzen, die in der oben beschriebenen Höhenrichtung getrennt voneinander angeordnet sind.
Da bei der obigen Konfiguration (3) die Vielzahl von Schlitzen in der Höhenrichtung getrennt voneinander angeordnet sind, kann im Vergleich zu einem Fall, in dem sich der einzelne Schlitz entlang der Höhenrichtung erstreckt, die Festigkeit der Dampfturbinenleitschaufel in der Nähe des Schlitzes verbessert werden. Durch die Verbesserung der Festigkeit der Dampfturbinenleitschaufel in der Nähe des Schlitzes kann die Dicke der Dampfturbinenleitschaufel verringert werden, und auf diese Weise können die Herstellungskosten der Dampfturbinenleitschaufel verringert werden.
(4) Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Dampfturbinenleitschaufel gemäß der obigen Konfiguration (3) ferner eine Ausnehmung, die in der oben beschriebenen Schaufeloberfläche angeordnet ist und zu der die oben beschriebene Vielzahl von Schlitzen offen ist.
Da bei der obigen Konfiguration (4) die Vielzahl von Schlitzen, die getrennt voneinander angeordnet sind, zu der in der Schaufeloberfläche angeordneten Ausnehmung offen sind, wird die an der Schaufeloberfläche anhaftende Flüssigkeit in der Ausnehmung gespeichert. Auf diese Weise kann die Dampfturbinenleitschaufel, die die oben beschriebene Ausnehmung umfasst, verhindern, dass die an der Schaufeloberfläche anhaftende Flüssigkeit stromabwärts von den Schlitzen in der Schaufeloberfläche durch die Schlitze strömt. Auf diese Weise kann die Dampfturbinenleitschaufel, die die oben beschriebene Ausnehmung umfasst, die Entfernungseffizienz der an der Schaufeloberfläche anhaftenden Flüssigkeit verbessern.
(5) Bei einigen Ausführungsformen ist bei der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer der obigen Konfigurationen (1) bis (4) der oben beschriebene mindestens eine Schlitz zwischen dem oben beschriebenen mindestens einen Nutabschnitt und einer Vorderkante angeordnet.
Bei der obigen Konfiguration (5) kann durch den Nutabschnitt, der zwischen dem Schlitz und der Hinterkante an der Schaufeloberfläche angeordnet ist, die Flüssigkeit entfernt werden, die durch den Schlitz oder die zwischen dem Schlitz und der Hinterkante an der Schaufeloberfläche anhaftende Flüssigkeit nicht von der Schaufeloberfläche entfernt werden kann.
(6) Bei einigen Ausführungsformen ist bei der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer der obigen Konfigurationen (1) bis (4) der oben beschriebene mindestens eine Schlitz zwischen dem oben beschriebenen mindestens einen Nutabschnitt und einer Hinterkante angeordnet.
Bei der obigen Konfiguration (6) kann durch den Schlitz, der zwischen dem Nutabschnitt und der Hinterkante an der Schaufeloberfläche angeordnet ist, die Flüssigkeit entfernt werden, die durch den Nutabschnitt oder die zwischen dem Nutabschnitt und der Hinterkante an der Schaufeloberfläche anhaftende Flüssigkeit nicht von der Schaufeloberfläche entfernt werden kann. Der Nutabschnitt kann die Menge von Flüssigkeit, die den Schlitz erreicht, verringern, und der Schlitz hat eine höhere Entfernungseffizienz von Flüssigkeit, die an der Schaufeloberfläche anhaftet, als der Nutabschnitt, wodurch die Flüssigkeit, die den Schlitz erreicht, entfernt werden kann. Auf diese Weise kann bei der obigen Konfiguration durch Anordnung des Schlitzes zwischen dem Nutabschnitt und der Hinterkante die an der Schaufeloberfläche anhaftende Flüssigkeit wirksam entfernt werden.
(7) Bei einigen Ausführungsformen umfasst der oben beschriebene Schaufelkörperabschnitt in der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer der obigen Konfiguration (1) bis (6) eine gekrümmte Platte, die den oben beschriebenen Feuchtigkeitsentfernungskanal umschließt und derart konfiguriert ist, dass eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert einer Dicke der oben beschriebenen gekrümmten Platte 40% eines Durchschnittswertes der oben beschriebenen Dicke beträgt.
Mit der obigen Konfiguration (7) ist es durch Ausgleichen der Dicke der gekrümmten Platte möglich, die Materialkosten der gekrümmten Platte zu verringern, indem der verschwenderische Verbrauch eines die gekrümmte Platte bildenden Materials reduziert wird, und auf diese Weise die Herstellungskosten der Leitschaufel zu verringern.
(8) Bei einigen Ausführungsformen in der Dampfturbinenleitschaufel gemäß der obigen Konfiguration (7) umfasst die oben beschriebene gekrümmte Platte eine druckoberflächenseitige gekrümmte Platte, die eine Oberfläche aufweist, die zumindest einen Teil der oben beschriebenen Druckoberfläche einschließt, und eine saugoberflächenseitige gekrümmte Platte, die eine Oberfläche aufweist, die zumindest einen Teil der oben beschriebenen Saugoberfläche einschließt, und einer von dem oben beschriebenen mindestens einen Schlitz oder dem oben beschriebenen mindestens einen Nutabschnitt konfiguriert ist, um eine Verbindung zu umfassen, wo ein Endabschnitt der oben beschriebenen druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte und ein Endabschnitt der oben beschriebenen saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte durch Schweißen verbunden sind.
Bei der obigen Konfiguration (8) umfasst einer von dem Schlitz oder dem Nutabschnitt die Verbindung, wo der eine Endabschnitt der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte und der eine Endabschnitt der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte durch Schweißen verbunden sind. Die Form von einem von dem Schlitz oder dem Nutabschnitt wird gebildet, wenn die gekrümmte Platte durch Schweißen des einen Endabschnitts der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte und des einen Endabschnitts der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte gebildet wird. Da bei der obigen Konfiguration keine zusätzlichen Vorgänge wie beispielsweise Schneiden oder Spanen erforderlich sind, um einen von dem Schlitz oder dem Nutabschnitt zu bilden, können die Verarbeitungskosten verringert und auf diese Weise die Herstellungskosten der Leitschaufel reduziert werden. Ferner kann mit der obigen Konfiguration, da einer von dem Schlitz oder dem Nutabschnitt ohne einen Vorgang wie beispielsweise Schneiden oder Spanen gebildet werden kann, eine Abnahme der Festigkeit in der Nähe von einem von dem Schlitz oder dem Nutabschnitt verhindert werden.
(9) Bei einigen Ausführungsformen in der Dampfturbinenleitschaufel gemäß der obigen Konfiguration (8) umfasst der oben beschriebene Schaufelkörperabschnitt ferner einen Hinterkantenabschnitt, der zwischen der oben beschriebenen Verbindung und einer Hinterkante angeordnet ist, wobei der Hinterkantenabschnitt eine hinterkantenseitige Druckoberfläche, die mit der oben beschriebenen Hinterkante verbunden ist, und eine hinterkantenseitige Wandoberfläche, die sich von einem vorderen Endabschnitt an der oben beschriebenen hinterkantenseitigen Druckoberfläche entlang einer Richtung erstreckt, die die oben beschriebene hinterkantenseitige Druckoberfläche schneidet, aufweist, und der oben beschriebene mindestens eine Nutabschnitt die oben beschriebene Verbindung umfasst, und ein Teil des oben beschriebenen mindestens einen Nutabschnitts durch die oben beschriebene hinterkantenseitige Wandoberfläche definiert ist.
Bei der obigen Konfiguration (9) umfasst der mindestens eine Nutabschnitt die Verbindung, und ein Teil des mindestens einen Nutabschnitts wird von der hinterkantenseitigen Wandoberfläche definiert. Die Form des Nutabschnitts wird also als Teil der hinterkantenseitigen Wandoberfläche des hinterkantenseitigen Abschnitts gebildet, wenn die gekrümmte Platte durch Schweißen gebildet wird. Da ein Teil des oben beschriebenen Nutabschnitts durch die hinterkantenseitige Wandoberfläche definiert ist, die sich entlang der Richtung erstreckt, die die hinterkantenseitige Druckoberfläche schneidet, kann wirksam verhindert werden, dass die an der Schaufeloberfläche anhaftende Flüssigkeit von der hinterkantenseitigen Wandoberfläche zu der hinterkantenseitigen Druckoberfläche strömt.
(10) Bei einigen Ausführungsformen in der Dampfturbinenleitschaufel gemäß der obigen Konfiguration (8) umfasst der oben beschriebene Schaufelkörperabschnitt ferner einen Hinterkantenabschnitt, der zwischen der oben beschriebenen Verbindung und einer Hinterkante angeordnet ist, wobei der Hinterkantenabschnitt eine hinterkantenseitige Druckoberfläche, die mit der oben beschriebenen Hinterkante verbunden ist, und eine hinterkantenseitige Wandoberfläche, die sich von einem vorderen Endabschnitt an der oben beschriebenen hinterkantenseitigen Druckoberfläche entlang einer Richtung erstreckt, die die oben beschriebene hinterkantenseitige Druckoberfläche schneidet, aufweist, und der oben beschriebene mindestens eine Schlitz die oben beschriebene Verbindung umfasst, und ein Teil des oben beschriebenen mindestens einen Schlitzes durch die oben beschriebene hinterkantenseitige Wandoberfläche definiert ist.
Bei der obigen Konfiguration (10) umfasst der mindestens eine Schlitz die Verbindung, und ein Teil des Schlitzes wird durch die hinterkantenseitige Wandoberfläche definiert. Die Form des Schlitzes wird also als Teil der hinterkantenseitigen Wandoberfläche des Hinterkantenabschnitts gebildet, wenn die gekrümmte Platte durch Schweißen geformt wird. Da ein Teil des oben beschriebenen Schlitzes durch die hinterkantenseitige Wandoberfläche definiert ist, die sich entlang der Richtung erstreckt, die die hinterkantenseitige Druckoberfläche schneidet, wird die Flüssigkeit, die an der Schaufeloberfläche anhaftet, von der Schaufeloberfläche durch den Schlitz in der hinterkantenseitigen Wandoberfläche entfernt. Auf diese Weise kann mit der obigen Konfiguration wirksam verhindert werden, dass die an der Schaufeloberfläche anhaftende Flüssigkeit von der hinterkantenseitigen Wandoberfläche zu der hinterkantenseitigen Druckoberfläche strömt.
(11) Bei einigen Ausführungsformen in der Dampfturbinenleitschaufel gemäß der obigen Konfiguration (8) umfasst die oben beschriebene saugoberflächenseitige gekrümmte Platte einen Erstreckungsabschnitt, der sich von einer Hinterkante zu einer Vorderkante erstreckt, wobei der Erstreckungsabschnitt eine Oberfläche aufweist, die zumindest einen Teil der oben beschriebenen Druckoberfläche umfasst, wobei der oben beschriebene eine Endabschnitt der oben beschriebenen saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte einen vorderen Endabschnitt des oben beschriebenen Erstreckungsabschnitts umfasst, der sich an einer Seite der Vorderkante befindet, und wobei der oben beschriebene mindestens eine Nutabschnitt die oben beschriebene Verbindung umfasst, und ein Teil des oben beschriebenen mindestens einen Nutabschnitts durch eine Endoberfläche an dem oben beschriebenen vorderen Endabschnitt des oben beschriebenen Erstreckungsabschnitts definiert ist.
Bei der obigen Konfiguration (11) umfasst der mindestens eine Nutabschnitt die Verbindung, und ein Teil des mindestens einen Nutabschnitts wird durch die Endoberfläche an dem vorderen Endabschnitt des Erstreckungsabschnitts definiert. Die Form des Nutabschnitts wird also als ein Teil der Endoberfläche an dem vorderen Endabschnitt des Erstreckungsabschnitts gebildet, wenn die gekrümmte Platte durch Schweißen des einen Endabschnitts der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte und des oben beschriebenen vorderen Endabschnitts gebildet wird. Da ein Teil des oben beschriebenen Nutabschnitts durch die Endoberfläche an dem vorderen Endabschnitt des Erstreckungsabschnitts definiert ist, der sich an der Seite der Vorderkante befindet, kann wirksam verhindert werden, dass die an der Endoberfläche anhaftende Flüssigkeit zu der Druckoberfläche des Erstreckungsabschnitts strömt.
(12) Eine Dampfturbine gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer der obigen Konfigurationen (1) bis (11), ein ringförmiges Element zum Tragen der oben beschriebenen Dampfturbinenleitschaufel und einen Hohlraum, der in dem oben beschriebenen ringförmigen Element angeordnet und konfiguriert ist, um eine Flüssigkeit sowohl von dem oben beschriebenen Feuchtigkeitsentfernungskanal als auch von dem oben beschriebenen mindestens einen Nutabschnitt in dem oben beschriebenen Schaufelkörperabschnitt aufzunehmen.
Mit der obigen Konfiguration (12), da die Dampfturbine den Hohlraum umfasst, der in dem ringförmigen Element angeordnet und so konfiguriert ist, dass er die Flüssigkeit von jedem der Feuchtigkeitsentfernungskanäle und dem mindestens einen Nutabschnitt in dem Schaufelkörperabschnitt aufnimmt, kann die Flüssigkeit, die von der Schaufeloberfläche durch den Schlitz und den Nutabschnitt entfernt wurde, in dem Hohlraum gespeichert werden. Durch die Speicherung der durch den Schlitz und den Nutabschnitt von der Schaufeloberfläche entfernten Flüssigkeit in dem Hohlraum kann verhindert werden, dass sich die Flüssigkeit in dem Schlitz und dem Feuchtigkeitsentfernungskanal in dem Schaufelkörperabschnitt ansammelt und die Entfernungseffizienz der an der Schaufeloberfläche durch den Schlitz und den Nutabschnitt anhaftenden Flüssigkeit verringert wird. Auf diese Weise kann die oben beschriebene Dampfturbine die an der Schaufeloberfläche anhaftende Flüssigkeit durch den Schlitz und den Nutabschnitt wirksam entfernen.
(13) Das Herstellungsverfahren für eine Dampfturbinenleitschaufel gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schlitz-Ausbildungsschritt zum Ausbilden mindestens eines Schlitzes, der zu einer Schaufeloberfläche eines Schaufelkörperabschnitts offen ist, der die oben beschriebene Schaufeloberfläche einschließlich einer Druckoberfläche und einer Saugoberfläche aufweist, um mit einem in dem oben beschriebenen Schaufelkörperabschnitt angeordneten Feuchtigkeitsentfernungskanal in Verbindung zu stehen, und sich entlang einer Höhenrichtung von einem Basisendabschnitt zu einem Außenendabschnitt des oben beschriebenen Schaufelkörperabschnitts erstreckt, und einen Nutabschnitt-Ausbildungsschritt zum Ausbilden mindestens eines Nutabschnitts, der sich von dem oben beschriebenen Basisendabschnitt entlang der oben beschriebenen Höhenrichtung in der oben beschriebenen Schaufeloberfläche erstreckt, wobei mindestens ein Teil des mindestens einen Nutabschnitts den oben beschriebenen mindestens einen Schlitz entlang der oben beschriebenen Höhenrichtung überlappt.
Mit dem obigen Verfahren (13) umfasst das Herstellungsverfahren für die Dampfturbinenleitschaufel den Schlitz-Ausbildungsschritt zum Ausbilden des mindestens einen Schlitzes und den Nutabschnitt-Ausbildungsschritt zum Ausbilden des mindestens einen Nutabschnitts. Die durch das Herstellungsverfahren für die Dampfturbinenleitschaufel hergestellte Dampfturbinenleitschaufel umfasst den Schlitz und den Nutabschnitt, die in der Schaufeloberfläche angeordnet sind, die die Schaufeloberfläche ist, und der Schlitz und der Nutabschnitt überlappen sich zumindest teilweise entlang der Höhenrichtung. Auf diese Weise kann die durch das Herstellungsverfahren für die Dampfturbinenleitschaufel hergestellte Turbinenleitschaufel die Entfernungseffizienz der an der Schaufeloberfläche anhaftenden Flüssigkeit verbessern und die Leistungsabnahme der Dampfturbine verhindern.
Vorteilhafte Effekte
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden eine Dampfturbinenleitschaufel, die eine Leistungsabnahme einer Dampfturbine verhindern und die Entfernungseffizienz einer an der Oberfläche einer Leitschaufel anhaftenden Flüssigkeit verbessern kann, und eine Dampfturbine, die die Dampfturbinenleitschaufel umfasst, bereitgestellt.
Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittansicht einer Dampfturbine mit einer Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Axialrichtung.
2 ist eine schematische, teilweise vergrößerte Querschnittansicht der Dampfturbine einschließlich der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Axialrichtung.
3 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang einer Richtung orthogonal zur Höhenrichtung.
4 ist eine schematische Ansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem Vergleichsbeispiel entlang der Axialrichtung.
5 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem Vergleichsbeispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung.
6 ist ein Diagramm zur Beschreibung einer Beziehung zwischen einer Schlitzweite und einer Dampfansaugmenge von jeder von der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und der Dampfturbinenleitschaufel gemäß dem Vergleichsbeispiel.
7 ist eine schematische Ansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem ersten modifizierten Beispiel entlang der Axialrichtung.
8 ist eine schematische Ansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem zweiten modifizierten Beispiel entlang einer Axialrichtung.
9 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß dem zweiten modifizierten Beispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung.
10 ist eine schematische Ansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem dritten modifizierten Beispiel entlang der Axialrichtung.
11 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß dem dritten modifizierten Beispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung.
12 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem vierten modifizierten Beispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung.
13 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem fünften modifizierten Beispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung.
14 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem sechsten modifizierten Beispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung.
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Herstellungsverfahren für die Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es ist jedoch beabsichtigt, dass, sofern sie nicht besonders gekennzeichnet sind, Abmessungen, Materialien, Formen, relative Positionen und dergleichen von Komponenten, die in den Zeichnungen als Ausführungsformen beschrieben oder gezeigt sind, nur als illustrativ zu verstehen sind und den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken sollen.
Beispielsweise ist ein Ausdruck für eine relative oder absolute Anordnung wie „in einer Richtung“, „entlang einer Richtung“, „parallel“, „orthogonal“, „zentriert“, „konzentrisch“ und „koaxial“ nicht so auszulegen, dass er nur die Anordnung in einem streng wörtlichen Sinne angibt, sondern umfasst auch einen Zustand, in dem die Anordnung relativ um eine Toleranz oder um einen Winkel oder einen Abstand versetzt ist, wodurch es möglich ist, die gleiche Funktion zu erreichen.
Beispielsweise ist der Ausdruck „gleich“, „entsprechend“ und „einheitlich“ nicht so zu verstehen, dass er nur den Zustand angibt, in dem das Merkmal streng gleich ist, sondern auch einen Zustand umfasst, in dem es eine Toleranz oder einen Unterschied gibt, mit dem dennoch die gleiche Funktion erreicht werden kann.
Ferner ist beispielsweise der Ausdruck einer Form wie beispielsweise einer rechteckigen Form oder einer röhrenförmigen Form nicht so zu verstehen, dass damit nur die geometrisch strenge Form gemeint ist, sondern umfasst auch eine Form mit Unebenheiten oder abgeschrägten Ecken innerhalb des Bereichs, in dem die gleiche Wirkung erzielt werden kann.
Andererseits sind die Ausdrücke „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ einem Gestaltungselement kein ausschließlicher Ausdruck, der das Vorhandensein anderer Gestaltungselemente ausschließt.
Die gleichen Konfigurationen sind durch die gleichen Bezugszeichen angegeben und werden möglicherweise nicht noch einmal im Detail beschrieben.
1 ist eine schematische Querschnittansicht einer Dampfturbine mit einer Dampfturbinenleit- oder statorschaufel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Axialrichtung. Jeder Pfeil FS in 1 und 2 bis 5 und 7 bis 14, die später beschrieben werden, zeigt schematisch eine Dampfströmungsrichtung. Im Folgenden wird die Dampfturbinenleitschaufel einfach als Leitschaufel und eine Dampfturbinenlauf- oder rotorschaufel einfach als Laufschaufel bezeichnet.
Wie in 1 dargestellt umfasst eine Dampfturbine 1 einen Rotor 11, der konfiguriert ist, um um eine Achse LA rotierbar zu sein, mindestens eine Laufschaufel 12, die mechanisch mit dem Rotor 11 gekoppelt ist, ein ringförmiges Element 13 zur rotierbaren Aufnahme des Rotors 11 und der Laufschaufel 12, und mindestens eine Leitschaufel 3, die gegenüber der Laufschaufel 12 über einen Zwischenraum angeordnet und mechanisch mit dem ringförmigen Element 13 gekoppelt ist. Der Rotor 11 ist durch ein Lager 14 drehbar getragen.
Das ringförmige Element 13 definiert einen Innenraum 15 mit dem Rotor 11. Das ringförmige Element 13 und die Leitschaufel 3 stehen still, ohne mit den Rotationen des Rotors 11 und der Laufschaufel 12 gekoppelt zu sein. Die Leitschaufel 3 erstreckt sich entlang der Radialrichtung (einer Richtung orthogonal zur Achsenrichtung LA der Dampfturbine 1), so dass sie den Innenraum 15 von dem ringförmigen Element 13 zu dem Rotor 11 durchquert. Die Laufschaufel 12 erstreckt sich entlang der Radialrichtung, so dass sie den Innenraum 15 von dem Rotor 11 zu dem ringförmigen Element 13 durchquert.
Wie in 1 dargestellt umfasst die Dampfturbine 1 ferner ein Gehäuse 16 zum Tragen des ringförmigen Elements 13 sowie zur Aufnahme des ringförmigen Elements 13. Das Gehäuse 16 definiert im Inneren eine Auslasshaube 17. Ferner sind in dem Gehäuse 16 ein Dampfeinlass 18 zum Einleiten von Dampf zu dem Innenraum 15 und ein Dampfauslass 19 zum Austragen von Dampf zu der Außenseite der Dampfturbine 1 ausgebildet.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist der Dampfeinlass 18 konfiguriert, um das Einströmen von Dampf zu ermöglichen, der von einer Dampferzeugungsvorrichtung 21 zum Erzeugen von Dampf über eine Dampfeinlassleitung 20 ausgetragen wird. Als Dampferzeugungsvorrichtung 21 kann beispielsweise ein Heizkessel angegeben werden. Als Dampfeinlassleitung 20 kann beispielsweise ein Dampfzuführungsrohr zur Verbindung des Dampfeinlasses 18 und der Dampferzeugungsvorrichtung 21 angegeben werden. Der von der Dampferzeugungsvorrichtung 21 ausgetragene und den Dampfeinlass 18 durchströmende Dampf strömt in den Innenraum 15.
Der in den Innenraum 15 eingeleitete Dampf strömt hauptsächlich entlang der Axialrichtung (eine Richtung, in der sich die Achse LA der Dampfturbine 1 erstreckt). Im Folgenden kann stromaufwärts von der Dampfströmungsrichtung einfach als „stromaufwärts“ und stromabwärts von der Dampfströmungsrichtung einfach als „stromabwärts“ bezeichnet werden.
Da der durch den Innenraum 15 entlang der Axialrichtung strömende Dampf ein Arbeitsfluid ist, ist die Dampfturbine 1 konfiguriert, um die Energie des Arbeitsfluids in Rotationsenergie des Rotors 11 umzuwandeln. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Dampfturbine 1 eine Vielzahl von Stufen, vorausgesetzt, dass die Kombination aus einer Leitschaufelreihe der Leitschaufeln 3 und einer Laufschaufelreihe der Laufschaufeln 12 eine Stufe ist. Die Leitschaufeln 3 einer jeden Stufe sind in vorbestimmten Abständen entlang der Umfangsrichtung angeordnet. Die Laufschaufeln 12 einer jeden Stufe sind in vorbestimmten Abständen entlang der Umfangsrichtung des Rotors 11 angeordnet. Die Leitschaufeln 3 jeder Stufe richten Dampf gleich, wenn der Dampf zwischen den Leitschaufeln 3 jeder Stufe hindurchströmt, und bei Aufnahme des von den Leitschaufeln 3 gleichgerichteten Dampfes wandeln die Laufschaufeln 12 jeder Stufe eine vom Dampf aufgenommene Kraft in eine Rotationskraft um, um den Rotor 11 zu drehen. Durch die Drehung des Rotors 11 wird ein mit dem Rotor 11 mechanisch verbundener Generator (nicht dargestellt) angetrieben.
Wie in 1 dargestellt ist die Auslasshaube 17 stromabwärts von dem Innenraum 15 angeordnet. Der Dampf, der die Leitschaufeln 3 und die Laufschaufeln 12 in dem Innenraum 15 durchströmt hat, strömt in die Auslasshaube 17 von einem Auslasshaubeneinlass 22 aus, der sich stromabwärts von einer Laufschaufel 12A der letzten Stufe befindet, bei der es sich um eine in der Dampfströmungsrichtung am weitesten stromabwärts liegende Laufschaufel handelt. Der einströmende Dampf durchströmt die Auslasshaube 17 und wird anschließend von dem oben beschriebenen Dampfauslass 19 zu der Außenseite der Dampfturbine 1 ausgetragen.
2 ist eine schematische, teilweise vergrößerte Querschnittansicht der Dampfturbine, die die Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, entlang der Axialrichtung. 3 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, entlang einer Richtung orthogonal zur Höhenrichtung.
Wie in 2 dargestellt, umfasst die Leitschaufel 3 einen Schaufelkörperabschnitt 4, der sich entlang der Höhenrichtung (der Vertikalrichtung in 2) erstreckt. Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst der Schaufelkörperabschnitt 4 einen Basisendabschnitt 41, der an einem Ende in der Höhenrichtung angeordnet ist, und einen Außenendabschnitt 42, der an einem anderen Ende in der Höhenrichtung angeordnet ist. Der Basisendabschnitt 41 ist mit dem oben beschriebenen ringförmigen Element 13 verbunden, und der Außenendabschnitt 42 ist mit einer ringförmigen Membran 23 verbunden, die einen kleineren Durchmesser als das ringförmige Element 13 hat.
Wie in 3 gezeigt weist der Schaufelkörperabschnitt 4 eine Schaufeloberfläche 47 auf, die eine Druck- oder Überdruckoberfläche 45 umfasst, die eine Oberfläche ist, die sich zwischen einer Vorderkante 43 und einer Hinterkante 44 erstreckt, und eine Saug- oder Unterdruckoberfläche 46, die eine andere Oberfläche ist, die sich zwischen der Vorderkante 43 und der Hinterkante 44 erstreckt. Die Druckoberfläche 45 umfasst eine Oberfläche, die in einer konkaven Form gekrümmt ist, und die Saugoberfläche 46 umfasst eine Oberfläche, die in einer konvexen Form gekrümmt ist.
Die Leitschaufel 3 ist in einer Region 15A des Innenraums 15 angeordnet, wo eine Nassdampfströmung strömt. In einer bestimmten Ausführungsform ist der Region 15A eine Region, die eine Bedingung erfüllt, bei der die Nässe der Dampfströmung während des Betriebs der Dampfturbine 1 nicht weniger als 5% beträgt. Der Schaufelkörperabschnitt 4 ist derart angeordnet, dass sich die Vorderkante 43 stromaufwärts und die Hinterkante 44 stromabwärts in der Dampfströmungsrichtung befindet. Die Druckoberfläche 45 ist so angeordnet, dass sie die Dampfströmungsrichtung schneidet, um Dampf anzunehmen. Die Feuchtigkeit in der Nassdampfströmung haftet an der Schaufeloberfläche 47 (der Druckoberfläche 45 und der Saugoberfläche 46) als Wassertröpfchen (Flüssigkeit) an.
Wie in 3 dargestellt bildet der Schaufelkörperabschnitt 4 im Inneren einen Feuchtigkeitsentfernungskanal 5. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Schaufelkörperabschnitt 4 eine gekrümmte Platte 6, die den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 umschließt. Der Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 ist durch eine innere Oberfläche 61 definiert, die sich gegenüber der Schaufeloberfläche 47 der gekrümmten Platte 6 mit der Schaufeloberfläche 47 befindet. Bei einigen anderen Ausführungsformen kann der Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 in dem hohlen Schaufelkörperabschnitt 4 ausgebildet sein.
Wie in 2 gezeigt erstreckt sich der Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 von einem basisendseitigen Öffnungsabschnitt 51, der zu dem Basisendabschnitt 41 offen ist, entlang der Höhenrichtung zu dem Außenendabschnitt 42. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 von dem basisendseitigen Öffnungsabschnitt 51 zu einem außenendseitigen Öffnungsabschnitt 52, der zu dem Außenendabschnitt 42 offen ist.
Wie in 3 gezeigt umfasst die Leitschaufel 3 mindestens einen Schlitz 7, der zu der Schaufeloberfläche 47 offen ist und in Verbindung mit dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 steht, und mindestens einen Nutabschnitt 8, der in der Schaufeloberfläche 47 angeordnet ist. Der mindestens eine Nutabschnitt 8 ist konfiguriert, um nicht in Verbindung mit dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 zu stehen. Wie in 2 dargestellt erstreckt sich der mindestens eine Schlitz 7 entlang einer Höhenrichtung vom Basisendabschnitt 41 zu dem Außenendabschnitt 42 des Schaufelkörperabschnitts 4. Ferner erstreckt sich der mindestens eine Nutabschnitt 8 von dem Basisendabschnitt 41 des Schaufelkörperabschnitts 4 entlang der Höhenrichtung, wobei mindestens ein Teil des Nutabschnitts 8 den mindestens einen Schlitz entlang der Höhenrichtung überlappt.
Wie in 2 gezeigt ist im Inneren des ringförmigen Elements 13 ein Hohlraum 24 angeordnet, der eine Flüssigkeit speichern kann. Der Hohlraum 24 ist konfiguriert, um eine Flüssigkeit W von jedem von dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 und dem mindestens einen Nutabschnitt 8 in dem Schaufelkörperabschnitt 4 aufzunehmen. Bei dieser Ausführungsform bildet das ringförmige Element 13 im Inneren ein erstes Verbindungsloch 131, durch das der Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 und der Hohlraum 24 miteinander in Verbindung stehen, ein zweites Verbindungsloch 132, durch das der Nutabschnitt 8 und der Hohlraum 24 miteinander in Verbindung stehen, und ein drittes Verbindungsloch 133, durch das der Hohlraum 24 und die Auslasshaube 17 in Verbindung stehen. Während des Betriebs der Dampfturbine 1 steht die Auslasshaube 17 unter einem niedrigeren Druck als der Hohlraum 24, und der Hohlraum 24 steht unter einem niedrigeren Druck als der Feuchtigkeitsentfernungskanal 5. Der Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 steht dann unter einem niedrigeren Druck als ein Bereich 15B der Region 15A, die der Schaufeloberfläche 47 zugewandt ist.
Die zwischen der Vorderkante 43 und dem Schlitz 7 in der Schaufeloberfläche 47 anhaftende Flüssigkeit W wird durch einen Differenzdruck zwischen dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 und dem Bereich 15B der Region 15A, die der Schaufeloberfläche 47 zugewandt ist, über den Schlitz 7 zum Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 gesaugt. Die in den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 gesaugte Flüssigkeit W wird über das erste Verbindungsloch 131 durch einen Differenzdruck zwischen dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 und dem Hohlraum 24 in den Hohlraum 24 gesaugt.
Die Flüssigkeit W, die zwischen der Vorderkante 43 und dem Nutabschnitt 8 in der Schaufeloberfläche 47 anhaftet, wird durch die Dampfströmung, die durch die Region 15A strömt, gedrückt und tritt in den Nutabschnitt 8 ein. Die in den Nutabschnitt 8 eintretende Flüssigkeit W wird über das zweite Verbindungsloch 132 durch einen Differenzdruck zwischen dem Nutabschnitt 8 und dem Hohlraum 24 in den Hohlraum 24 gesaugt.
Die in dem Hohlraum 24 gespeicherte Flüssigkeit W wird über das dritte Verbindungsloch 133 durch einen Differenzdruck zwischen dem Hohlraum 24 und der Auslasshaube 17 in die Auslasshaube 17 ausgetragen. Bei einigen anderen Ausführungsformen kann die Flüssigkeit W zur Außenseite der Dampfturbine 1 ausgetragen werden, oder sie kann derart konfiguriert sein, dass die Flüssigkeit W von einer (nicht dargestellten) Saugvorrichtung, beispielsweise einer Saugpumpe, angesaugt wird.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform sind der Schlitz 7 und der Nutabschnitt 8 jeweils zwischen dem Zentrum und dem Basisendabschnitt 41 in der Höhenrichtung angeordnet. Bei einigen anderen Ausführungsformen können sich der Schlitz 7 und der Nutabschnitt 8 jeweils zwischen dem Zentrum und dem Außenendabschnitt 42 in der Höhenrichtung erstrecken, oder sie können sich über die gesamte Länge in der Höhenrichtung erstrecken.
Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform sind der Schlitz 7 und der Nutabschnitt 8 jeweils zwischen der Hinterkante 44 und dem Zentrum der Druckoberfläche 45 angeordnet. Der Schlitz 7 umfasst eine Einlassöffnung 71, die zur Druckoberfläche 45 offen ist, und eine Auslassöffnung 72, die zur inneren Oberfläche 61 der gekrümmten Platte 6 offen ist und mit einem hinterkantenseitigen Endabschnitt 53 des Feuchtigkeitsentfernungskanals 5 in Verbindung steht. Der Nutabschnitt 8 ist zwischen dem Schlitz 7 und der Vorderkante 43 angeordnet.
Bei einigen anderen Ausführungsformen können der Schlitz 7 und der Nutabschnitt 8 jeweils zwischen der Vorderkante 43 und dem Zentrum der Druckoberfläche 45 oder in der Saugoberfläche 46 angeordnet sein. Da sich jedoch die Flüssigkeit (Wasserfilmströmung) an der Seite der Hinterkante 44 in der Druckoberfläche 45 sammelt, ist jeder von dem Schlitz 7 und dem Nutabschnitt 8 vorzugsweise in der Druckoberfläche 45 relativ zu der Saugoberfläche 46 angeordnet und ist vorzugsweise in der Nähe der Hinterkante 44 in der Druckoberfläche 45 angeordnet. Ferner kann der Nutabschnitt 8 zwischen dem Schlitz 7 und der Hinterkante 44 angeordnet sein.
4 ist eine schematische Ansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem Vergleichsbeispiel entlang der Axialrichtung. 5 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem Vergleichsbeispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung.
Wie in 4, 5 dargestellt unterscheidet sich die Leitschaufel 30 gemäß dem Vergleichsbeispiel von der Leitschaufel 3 gemäß 2, 3 dadurch, dass anstelle des Nutabschnitts 8 ein zweiter Schlitz 70 in der Druckoberfläche 45 (Schaufeloberfläche 47) angeordnet ist. Wie in 5 dargestellt steht der zweite Schlitz 70 ebenso wie der Schlitz 7 in Verbindung mit dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5. Der Schlitz 7 ist zwischen dem zweiten Schlitz 70 und der Hinterkante 44 angeordnet und hat einen niedrigeren Druck als der zweite Schlitz 70. In diesem Fall wird die an der Schaufeloberfläche 47 anhaftende Flüssigkeit W durch den zweiten Schlitz 70 in den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 gesaugt, und die in den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 gesaugte Flüssigkeit W kann durch den Differenzdruck zwischen dem Schlitz 7 und dem zweiten Schlitz 70 aus dem Schlitz 7 ausströmen (zurückströmen).
6 ist ein Diagramm zur Beschreibung einer Beziehung zwischen einer Schlitzweite und einer Dampfansaugmenge jeder der Dampfturbinenleitschaufeln gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und der Dampfturbinenleitschaufel gemäß dem Vergleichsbeispiel. In 6 gibt die Abszisse die Schlitzweite des Schlitzes 7 bzw. des zweiten Schlitzes 70 an, und die Ordinate gibt die Ansaugmenge des von der Außenseite der Leitschaufel 3 über den Schlitz 7 bzw. den zweiten Schlitz 70 in den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 angesaugten Dampfes an. Wie in 6 dargestellt erhöht sich die Ansaugmenge des in den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 gesaugten Dampfes, wenn die Schlitzweite vergrößert wird. Außerdem hat die Leitschaufel 3, bei der ein Schlitz 7 in Verbindung mit dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 steht, eine geringere Dampfansaugmenge entsprechend einer beliebigen Schlitzweite als eine Leitschaufel 30, bei der zwei Schlitze (der Schlitz 7 und der zweite Schlitz 70) in Verbindung mit dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 stehen. Die Leitschaufel 3 kann also im Vergleich zur Leitschaufel 30 die Ansaugmenge des in den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 gesaugten Dampfes verringern. Durch die Verringerung der Ansaugmenge des in den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 angesaugten Dampfes kann eine Verringerung der Menge von Antriebsdampf zum Drehen der Laufschaufel 12 verhindert werden, wodurch ein Leistungsabfall der Dampfturbine 1 verhindert werden kann.
Wie oben beschrieben umfasst die Leitschaufel 3 gemäß einigen Ausführungsformen, beispielsweise wie in 2, 3 gezeigt, den oben beschriebenen Schaufelkörperabschnitt 4, den oben beschriebenen Feuchtigkeitsentfernungskanal 5, den oben beschriebenen mindestens einen Schlitz 7 und den oben beschriebenen mindestens einen Nutabschnitt 8, von dem zumindest ein Teil den mindestens einen Schlitz 7 entlang der Höhenrichtung überlappt.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform umfasst der mindestens eine Schlitz 7 einen einzelnen Schlitz 7A, der sich entlang der Höhenrichtung erstreckt. Der mindestens eine Nutabschnitt 8 hat eine Querschnittsform, die zu einer U-Form geformt ist, und umfasst einen Öffnungsendabschnitt 81, der zu dem Basisendabschnitt 41 offen ist.
Bei der obigen Konfiguration umfasst die Leitschaufel 3 den Schlitz 7 und den Nutabschnitt 8, die in der Schaufeloberfläche 47 angeordnet sind, die die Oberfläche der Leitschaufel 3 ist, und der Schlitz 7 und der Nutabschnitt 8 überlappen sich zumindest teilweise entlang der Höhenrichtung. Auf diese Weise kann die in der Schaufeloberfläche 47 angesammelte Flüssigkeit W durch einen Bereich (stromaufwärtigen Drainagebereich) des Schlitzes 7 und des Nutabschnitts 8, der stromaufwärts (der Seite der Vorderkante 43) von der Schaufeloberfläche 47 angeordnet ist, entfernt werden. Ferner kann die Flüssigkeit W, die sich stromabwärts von dem oben beschriebenen stromaufwärtigen Drainagebereich in der Schaufeloberfläche 47 angesammelt hat, durch einen Bereich (stromabwärtiger Drainagebereich) des Schlitzes 7 und des Nutabschnitts 8, der stromabwärts (der Seite der Hinterkante 44) von der Schaufeloberfläche 47 angeordnet ist, entfernt werden. Die Leitschaufel 3 kann also die an der Schaufeloberfläche 47 anhaftende Flüssigkeit W entfernen, indem der Nutabschnitt 8 und der Schlitz 7 eine höhere Entfernungseffizienz der Flüssigkeit W aufweisen als der Nutabschnitt 8. Auf diese Weise kann die Entfernungseffizienz der Flüssigkeit W, die an der Schaufeloberfläche 47 anhaftet, verbessert werden.
Da einer der oben beschriebenen stromaufwärtigen Drainagebereiche oder der oben beschriebene stromabwärtige Drainagebereich der Nutabschnitt 8 ist, der nicht mit dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 in Verbindung steht, kann die Leitschaufel 3 die Menge von Antriebsdampf, der durch den Schlitz in den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 entweicht, reduzieren, verglichen mit der Konfiguration, bei der die beiden Schlitze (der Schlitz 7, der zweite Schlitz 70), die sich entlang der Höhenrichtung überlappen, in der Schaufeloberfläche 47 angeordnet sind, wie bei der Leitschaufel 30 gemäß dem Vergleichsbeispiel. Ferner besteht bei der Leitschaufel 3 im Gegensatz zu der Konfiguration, bei der die beiden sich entlang der Höhenrichtung überlappenden Schlitze in der Schaufeloberfläche 47 angeordnet sind, wie bei der Leitschaufel 30 gemäß dem Vergleichsbeispiel, nicht die Gefahr, dass die Flüssigkeit W aus dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 über den Schlitz 7 zurückströmt, und auf diese Weise muss die Schlitzweite nicht erhöht werden, um einen Saugdruck des Schlitzes 7 zu verbessern. Durch die Verringerung des Saugdrucks des Schlitzes 7 kann die Menge von Antriebsdampf, der durch den Schlitz 7 in den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 austritt, weiter verringert werden. Auf diese Weise kann die Leitschaufel 3 die Menge von Antriebsdampf, die durch den Schlitz 7 in den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 austritt, verringern, wodurch ein Leistungsabfall der Dampfturbine 1 verhindert werden kann.
Bei einigen Ausführungsformen, wie beispielsweise in 2 gezeigt, ist der oben beschriebene mindestens eine Nutabschnitt 8 so konfiguriert, dass er zur Seite der Hinterkante 44 von dem Außenendabschnitt 42 zu dem Basisendabschnitt 41 geneigt ist. In diesem Fall wird, da der mindestens eine Nutabschnitt 8 so konfiguriert ist, dass er zur Seite der Hinterkante 44 vom Außenendabschnitt 42 zu dem Basisendabschnitt 41 geneigt ist, die in dem Nutabschnitt 8 gespeicherte Flüssigkeit W durch die Dampfströmung, die durch die Region 15A (in der Dampfturbine 1) strömt, wo die Dampfströmung strömt, gedrückt und strömt zur Seite des Basisendabschnitts 41, der eine Auslassseite der Flüssigkeit W ist. Auf diese Weise kann der oben beschriebene Nutabschnitt 8 die Entfernungseffizienz der in dem Nutabschnitt 8 gespeicherten Flüssigkeit verbessern.
7 ist eine schematische Ansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem ersten modifizierten Beispiel entlang der Axialrichtung. 8 ist eine schematische Ansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem zweiten modifizierten Beispiel entlang der Axialrichtung. 9 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß dem zweiten modifizierten Beispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung.
Bei einigen Ausführungsformen, beispielsweise wie in 7, 8 dargestellt, umfasst der mindestens eine Schlitz 7 eine Vielzahl von Schlitzen 7B, die in der Höhenrichtung getrennt voneinander angeordnet sind. In den dargestellten Ausführungsformen ist die Vielzahl von Schlitzen 7B in Reihe entlang der Höhenrichtung angeordnet und erstreckt sich entlang der Höhenrichtung.
Da bei der obigen Konfiguration die Vielzahl von Schlitzen 7B in der Höhenrichtung getrennt voneinander angeordnet sind, kann die Festigkeit der Leitschaufel 3 in der Nähe des Schlitzes 7 im Vergleich zu einem Fall, in dem sich der einzelne Schlitz 7A entlang der Höhenrichtung erstreckt, verbessert werden. Durch die Verbesserung der Festigkeit der Leitschaufel 3 in der Nähe des Schlitzes 7 kann die Dicke der Leitschaufel 3 verringert werden, und auf diese Weise können die Herstellungskosten der Leitschaufel 3 verringert werden.
Bei einigen Ausführungsformen, wie beispielsweise in 8, 9 gezeigt, umfasst die oben beschriebene Leitschaufel 3 eine Ausnehmung 9, die in der Schaufeloberfläche 47 angeordnet ist und zu der die Vielzahl von Schlitzen 7B offen ist. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Ausnehmung 9 von dem Basisendabschnitt 41 des Schaufelkörperabschnitts 4 entlang der Höhenrichtung, und zumindest ein Teil der Ausnehmung 9 überlappt den mindestens einen Nutabschnitt 8 entlang der Höhenrichtung. Die Ausnehmung 9 hat eine Querschnittsform, die zu einer U-Form geformt ist, und umfasst einen Öffnungsendabschnitt 91, der zu dem Basisendabschnitt 41 offen ist. In jedem der Vielzahl von Schlitzen 7B ist die Einlassöffnung 71 zum Boden der Ausnehmung 9 offen.
Bei der in 8 dargestellten Ausführungsform ist die Ausnehmung 9 zwischen dem Zentrum und dem Basisendabschnitt 41 in der Höhenrichtung angeordnet. Bei einigen anderen Ausführungsformen kann sich die Ausnehmung 9 zwischen dem Zentrum und dem Außenendabschnitt 42 in der Höhenrichtung erstrecken oder sich über die gesamte Länge in der Höhenrichtung erstrecken.
Da bei der obigen Konfiguration die Vielzahl der getrennt voneinander angeordneten Schlitze 7B zu der in der Schaufeloberfläche 47 angeordneten Ausnehmung 9 offen sind, wird die an der Schaufeloberfläche 47 anhaftende Flüssigkeit W durch die Strömung des durch die Region 15A strömenden Dampfes gedrückt, tritt in die Ausnehmung 9 ein und wird in der Ausnehmung 9 gespeichert. Auf diese Weise kann die Leitschaufel 3, die die Ausnehmung 9 umfasst, verhindern, dass die an der Schaufeloberfläche 47 anhaftende Flüssigkeit W stromabwärts von den Schlitzen 7B in der Schaufeloberfläche 47 durch die Schlitze 7B strömt. Auf diese Weise kann die Leitschaufel 3, die die Ausnehmung 9 umfasst, die Entfernungseffizienz der an der Schaufeloberfläche 47 anhaftenden Flüssigkeit W verbessern.
Bei einigen Ausführungsformen, wie in 8 gezeigt, ist die oben beschriebene Ausnehmung 9 so konfiguriert, dass sie vom Außenendabschnitt 42 zu dem Basisendabschnitt 41 zu der Seite der Hinterkante 44 geneigt ist. Da die Aussparung 9 in diesem Fall so konfiguriert ist, dass sie von dem Außenendabschnitt 42 zu dem Basisendabschnitt 41 zu der Seite der Hinterkante 44 geneigt ist, wird die in der Aussparung 9 gespeicherte Flüssigkeit W durch die Dampfströmung, die durch die Region 15A (in der Dampfturbine 1) strömt, wo die Dampfströmung strömt, gedrückt und strömt zu der Seite des Basisendabschnitts 41, die die Austragsseite der Flüssigkeit W ist. Die Flüssigkeit W, die zu der Seite des Basisendabschnitts 41 strömt, tritt durch den Schlitz 7B, der sich an der Seite des Basisendabschnitts 41 befindet, oder wird von dem Öffnungsendabschnitt 91, der sich zu dem Basisendabschnitt 41 öffnet, ausgetragen, um in den Hohlraum 24 geleitet zu werden. Somit kann die oben beschriebene Aussparung 9 die Entnahmeeffizienz der in der Aussparung 9 gespeicherten Flüssigkeit W verbessern.
10 ist eine schematische Ansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem dritten modifizierten Beispiel entlang der Axialrichtung. 11 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß dem dritten modifizierten Beispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung. 12 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß dem vierten modifizierten Beispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung. 13 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß dem fünften modifizierten Beispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung. 14 ist eine schematische Querschnittansicht der Dampfturbinenleitschaufel gemäß dem sechsten modifizierten Beispiel entlang der Richtung orthogonal zur Höhenrichtung.
Bei einigen Ausführungsformen, wie in 10 bis 13 gezeigt ist, ist der oben beschriebene Schlitz 7 zwischen dem oben beschriebenen Nutabschnitt 8 und der Vorderkante 43 angeordnet. In diesem Fall kann durch den Nutabschnitt 8, der zwischen dem Schlitz 7 und der Hinterkante 44 an der Schaufeloberfläche 47 angeordnet ist, die Flüssigkeit W entfernt werden, die durch den Schlitz 7 nicht von der Schaufeloberfläche 47 entfernt werden kann oder die zwischen dem Schlitz 7 und der Hinterkante 44 an der Schaufeloberfläche 47 anhaftende Flüssigkeit W.
Bei einigen Ausführungsformen, wie in den 2, 3, 7 bis 9 und 14 gezeigt ist, ist der oben beschriebene Schlitz 7 zwischen dem oben beschriebenen Nutabschnitt 8 und der Hinterkante 44 angeordnet. In diesem Fall kann durch den zwischen dem Nutabschnitt 8 und der Hinterkante 44 auf der Schaufeloberfläche 47 angeordneten Schlitz 7 die Flüssigkeit W entfernt werden, die durch den Nutabschnitt 8 nicht von der Schaufeloberfläche 47 entfernt werden kann oder die zwischen dem Nutabschnitt 8 und der Hinterkante 44 an der Schaufeloberfläche 47 anhaftende Flüssigkeit W. Der Nutabschnitt 8 kann die Menge von Flüssigkeit W, die den Schlitz 7 erreicht, verringern, und der Schlitz 7 hat eine höhere Entfernungseffizienz der Flüssigkeit W, die an der Schaufeloberfläche 47 anhaftet, als der Nutabschnitt 8, wodurch die Flüssigkeit W, die den Schlitz 7 erreicht, entfernt werden kann. Auf diese Weise kann bei der obigen Konfiguration durch Anordnung des Schlitzes 7 zwischen dem Nutabschnitt 8 und der Hinterkante 44 die an der Schaufeloberfläche 47 anhaftende Flüssigkeit W wirksam entfernt werden.
Bei einigen Ausführungsformen, wie in 3, 9 und 11 bis 14 gezeigt ist, umfasst der oben beschriebene Schaufelkörperabschnitt 4 die oben beschriebene gekrümmte Platte 6, die den Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 umschließt und derart konfiguriert ist, dass eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert einer Dicke T der gekrümmten Platte 6 40% eines Durchschnittswertes der Dicke T beträgt. In diesem Fall können durch den Ausgleich der Dicke T der gekrümmten Platte 6 die Materialkosten der gekrümmten Platte 6 verringert werden, indem der verschwenderische Verbrauch eines die gekrümmte Platte 6 bildenden Materials reduziert wird, und auf diese Weise können die Herstellungskosten der Leitschaufel 3 verringert werden.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Schaufelkörperabschnitt 4, der die oben beschriebene gekrümmte Platte 6 umfasst, ein Blechteil, wobei die Form des Schaufelkörperabschnitts 4 durch Ausführen einer Blechbearbeitung an mindestens einem Blech gebildet wird. In diesem Fall kann der Schaufelkörperabschnitt 4 einschließlich der gekrümmten Platte 6 durch Ausführen von Blechbearbeitungsvorgängen (beispielsweise Schneiden, Biegen und Schweißen) an einem oder einer Vielzahl von Blechen (beispielsweise Metallplattenmaterialien, die jeweils durch Walzen oder Ähnliches in eine dünne flache Form gebracht werden) geformt werden. Auf diese Weise können die Materialkosten und die Bearbeitungskosten des Schaufelkörperabschnitts 4 verringert werden. Auf diese Weise können die Herstellungskosten der Leitschaufel 3 mit der obigen Konfiguration verringert werden, da die Materialkosten und die Bearbeitungskosten für den Schaufelkörperabschnitt 4 verringert werden können.
Bei einigen Ausführungsformen, wie in 10 bis 14 gezeigt ist, umfasst die oben beschriebene gekrümmte Platte 6 eine druckoberflächenseitige gekrümmte Platte 62, die eine Oberfläche 621 aufweist, die zumindest einen Teil der oben beschriebenen Druckoberfläche 45 umfasst, und eine saugoberflächenseitige gekrümmte Platte 63, die eine Oberfläche 631 aufweist, die zumindest einen Teil der oben beschriebenen Saugoberfläche 46 umfasst. Einer von dem oben beschriebenen mindestens einen Schlitz 7 oder dem oben beschriebenen mindestens einen Nutabschnitt 8 ist so konfiguriert, dass er eine Verbindung WP umfasst, wo ein Endabschnitt 622 der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 und ein Endabschnitt 632 der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63 durch Schweißen verbunden sind.
Bei der dargestellten Ausführungsform, wie sie in den 10 bis 14 gezeigt ist, weisen die druckoberflächenseitige gekrümmte Platte 62 und die saugoberflächenseitige gekrümmte Platte 63 jeweils eine Form auf, die durch Falten eines Blechs in eine V-Form derart gebildet wird, dass die Vorderkante 43 gebildet wird. Anschließend verbinden sich der eine Endabschnitt 622 (hinterer Endabschnitt) der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 und der eine Endabschnitt 632 (hinterer Endabschnitt) der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63 durch Schweißen, wodurch die oben beschriebene gekrümmte Platte 6 und einer der Schlitze 7 oder der Nutabschnitt 8 gebildet werden. Bei einigen anderen Ausführungsformen kann die Form der gekrümmten Platte 6 dadurch gebildet werden, dass die Vielzahl von Blechen durch Schweißen verbunden werden.
Bei der obigen Konfiguration umfasst einer von dem Schlitz 7 oder dem Nutabschnitt 8 die Verbindung WP, wo der eine Endabschnitt 622 der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 und der eine Endabschnitt 632 der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63 durch Schweißen verbunden werden. Die Form des Schlitzes 7 oder des Nutabschnitts 8 wird also gebildet, wenn die gekrümmte Platte 6 durch Schweißen des einen Endabschnitts 622 der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 und des einen Endabschnitts 632 der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63 gebildet wird. Da bei der obigen Konfiguration keine zusätzlichen Vorgänge wie Schneiden oder Spanen erforderlich sind, um den Schlitz 7 oder den Nutabschnitt 8 auszubilden, können die Verarbeitungskosten und auf diese Weise die Herstellungskosten für die Leitschaufel 3 verringert werden. Ferner kann mit der obigen Konfiguration, da einer von dem Schlitz 7 oder dem Nutabschnitt 8 ohne eine Bearbeitung wie beispielsweise Schneiden oder Spanen gebildet werden kann, eine Abnahme der Festigkeit in der Nähe von einem von dem Schlitz 7 oder dem Nutabschnitt 8 verhindert werden.
Bei einigen Ausführungsformen, wie in 10 bis 12 gezeigt, umfasst der oben beschriebene Schaufelkörperabschnitt 4 die oben beschriebene gekrümmte Platte 6, die die druckoberflächenseitige gekrümmte Platte 62 und die saugoberflächenseitige gekrümmte Platte 63 umfasst, und einen Hinterkantenabschnitt 64, der zwischen der oben beschriebenen Verbindung WP und der Hinterkante 44 angeordnet ist. Der Hinterkantenabschnitt 64 hat eine hinterkantenseitige Druckoberfläche 642, die mit der Hinterkante 44 verbunden ist, und eine hinterkantenseitige Wandoberfläche 644, die sich von einem vorderen Endabschnitt 643 an der hinterkantenseitigen Druckoberfläche 642 entlang einer Richtung erstreckt, die die hinterkantenseitige Druckoberfläche 642 schneidet. Der oben beschriebene mindestens eine Nutabschnitt 8 umfasst die oben beschriebene Verbindung WP, und ein Teil des Nutabschnitts 8 wird durch die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 definiert.
Bei der in 10, 11 gezeigten Ausführungsform ist der Hinterkantenabschnitt 64 integral mit dem einen Endabschnitt 632 der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63 angeordnet, und die hinterkantenseitige Saugoberfläche 641 des Hinterkantenabschnitts 64 ist lose mit der Oberfläche 631 der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63 verbunden. Der Hinterkantenabschnitt 64 ist durch das Blech geformt, aus dem die gekrümmte Platte 63 ausgebildet ist, und die Form des Hinterkantenabschnitts 64 ist durch die Blechbearbeitung entstanden. Der Nutabschnitt 8 hat eine U-förmige Querschnittsform, die durch eine Endoberfläche 623 an dem einen Endabschnitt 622 der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62, die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 und eine Bodenoberfläche 645 definiert ist, die Endabschnitte der Endoberfläche 623 und die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 an der Seite der Saugoberfläche 46 verbindet. Die oben beschriebene Verbindung WP verbindet einen Bereich zwischen der Endoberfläche 623 und der Bodenoberfläche 645. Der Schlitz 7 (beispielsweise 7B) ist in der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 angeordnet, die sich zwischen dem Nutabschnitt 8 und der Vorderkante 43 befindet.
Bei der in 10, 11 gezeigten Ausführungsform sind in einem Bereich des Schaufelkörperabschnitts 4, in dem sich der Nutabschnitt 8 nicht in der Höhenrichtung erstreckt, eine vorstehende Endoberfläche 624, die zwischen der oben beschriebenen Endoberfläche 623 und der Hinterkante 44 vorsteht, und eine hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 durch Schweißen verbunden.
Bei der in 12 gezeigten Ausführungsform ist der Hinterkantenabschnitt 64 integral mit dem einen Endabschnitt 632 der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63 angeordnet, und die hinterkantenseitige Saugoberfläche 641 des Hinterkantenabschnitts 64 ist lose mit der Oberfläche 631 der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63 verbunden. Der Hinterkantenabschnitt 64 wird durch das Blech gebildet, das die saugoberflächenseitige gekrümmte Platte 63 bildet, und die Form des Hinterkantenabschnitts 64 wird durch Blechbearbeitung gebildet. In dem einen Endabschnitt 622 der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 ist eine geneigte Oberfläche 625 ausgebildet, wobei ein Randabschnitt an der Seite der Druckoberfläche 45 zwischen der Hinterkante 44 und einem Randabschnitt an der Seite der Saugoberfläche 46 geneigt ist. Die oben beschriebene geneigte Oberfläche 625 ist durch Schweißen in Kontakt mit der inneren Oberfläche 633 an dem einen Endabschnitt 632 der saugoberflächenseitig gekrümmten Platte 63 verbunden. Der Nutabschnitt 8 wird definiert durch die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644, die Bodenoberfläche 645, die sich von dem saugoberflächenseitigen Endabschnitt 646 der hinterkantenseitigen Wandoberfläche 644 entlang der Richtung erstreckt, die die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 schneidet, und eine Oberfläche 621A der Oberfläche 621 der druckkantenseitigen gekrümmten Platte 62 in der Nähe des einen Endabschnitts 622. Die oben beschriebene Oberfläche 621A ist lose mit der Bodenoberfläche 645 verbunden. Die oben beschriebene Verbindung WP verbindet einen Bereich zwischen der Oberfläche 621A und der Bodenoberfläche 645. Der Schlitz 7 ist in der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 angeordnet, die sich zwischen dem Nutabschnitt 8 und der Vorderkante 43 befindet.
Bei der in 12 gezeigten Ausführungsform ist die hinterkantenseitige Druckoberfläche 642 so angeordnet, dass sie zwischen der Oberfläche 621 der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 und der in der Umfangsrichtung benachbarten Saugoberfläche 46 der Leitschaufel 3 vorsteht, und ein Zwischenraum zwischen der hinterkantenseitigen Druckoberfläche 642 und der oben beschriebenen Saugoberfläche 46 ist schmal. Ein Bereich zwischen der Hinterkante 44 der Leitschaufel 3 und der in der Umfangsrichtung benachbarten Saugoberfläche 46 der Leitschaufel 3 ist ein Verengungsabschnitt TH. In dem oben beschriebenen Verengungsabschnitt TH ist dieser derart konfiguriert, dass der Zwischenraum zwischen den Leitschaufeln 3 minimal ist. Die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes ist stromaufwärts von dem Verengungsabschnitt TH gering, und auf diese Weise ist der Druckverlust gering. Auf diese Weise beeinträchtigt die oben beschriebene hinterkantenseitige Druckoberfläche 642 die Dampfströmung nicht.
Bei der obigen Konfiguration umfasst der mindestens eine Nutabschnitt 8 die Verbindung WP, und ein Teil des Nutabschnitts 8 wird von der hinterkantenseitigen Wandoberfläche 644 definiert. Die Form des Nutabschnitts 8 wird also als ein Teil der hinterkantenseitigen Wandoberfläche 644 des Hinterkantenabschnitts 64 gebildet, wenn die gekrümmte Platte 6 durch Schweißen gebildet wird. Da ein Teil des oben beschriebenen Nutabschnitts 8 durch die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 definiert ist, die sich entlang der Richtung erstreckt, die die hinterkantenseitige Druckoberfläche 642 schneidet, kann wirksam verhindert werden, dass die an der Schaufeloberfläche 47 anhaftende Flüssigkeit W von der hinterkantenseitigen Wandoberfläche 644 zu der hinterkantenseitigen Druckoberfläche 642 strömt.
Bei einigen Ausführungsformen, wie in 13 gezeigt ist, umfasst der oben beschriebene Schaufelkörperabschnitt 4 die oben beschriebene gekrümmte Platte 6, einschließlich der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 und der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63, und den Hinterkantenabschnitt 64, der zwischen der oben beschriebenen Verbindung WP und der Hinterkante 44 angeordnet ist. Der Hinterkanten-Endabschnitt 64 weist die mit der Hinterkante 44 verbundene hinterkantenseitige Druckoberfläche 642 und die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 auf, die sich von dem vorderen Endabschnitt 643 an der hinterkantenseitigen Druckoberfläche 642 entlang der Richtung erstreckt, die die interkantenseitige Druckoberfläche 642 schneidet. Der oben beschriebene mindestens eine Schlitz 7 umfasst die oben beschriebene Verbindung WP, und ein Teil des Schlitzes 7 wird durch die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 definiert.
Bei der in 13 gezeigten Ausführungsform ist der Hinterkantenabschnitt 64 integral mit dem einen Endabschnitt 632 der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63 angeordnet. Die hinterkantenseitige Saugoberfläche 641 des hinterkantenseitigen Abschnitts 64 ist lose mit der Oberfläche 631 der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63 verbunden. Außerdem ist die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 mit der inneren Oberfläche 61 verbunden. Der Hinterkantenabschnitt 64 wird durch das Blech gebildet, aus dem die saugoberflächenseitige gekrümmte Platte 63 gebildet wird, und die Form des Hinterkantenabschnitts 64 wird durch Blechbearbeitung hergestellt. Der oben beschriebene eine Endabschnitt 632 kann den Hinterkantenabschnitt 64 umfassen. Der Hinterkantenabschnitt 64 umfasst einen dicken Abschnitt 64A, der derart konfiguriert ist, dass eine Dicke zu der Seite der Vorderkante 43 hin fortschreitend zunimmt.
Die Form des Schlitzes 7 wird durch die Endoberfläche 623 an dem einen Endabschnitt 622 der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62, die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 und die Verbindung WP, die einen Bereich zwischen der Endoberfläche 623 und der hinterkantenseitigen Wandoberfläche 644 verbindet, definiert. Der Nutabschnitt 8 ist in der hinterkantenseitigen Druckoberfläche 642 des dicken Abschnitts 64A (Hinterkantenabschnitt 64) angeordnet, der sich zwischen dem Schlitz 7 und der Hinterkante 44 befindet, und hat eine U-förmige Querschnittsform. Auf diese Weise kann die Entfernungseffizienz der an der Schaufeloberfläche 47 anhaftenden Flüssigkeit verbessert werden, indem sich der Nutabschnitt 8 in dem Hinterkantenabschnitt 64 befindet, der zwischen dem Schlitz 7 und der Hinterkante 44 angeordnet ist, im Vergleich zu einem Fall, in dem der Nutabschnitt 8 in der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 angeordnet ist, die zwischen dem Schlitz 7 und der Vorderkante 43 angeordnet ist. Darüber hinaus kann der Vorgang des Ausbildens des Nutabschnitts 8 in dem Hinterkantenabschnitt 64 einfacher ausgeführt werden als der Vorgang des Ausbildens des Nutabschnitts 8 in der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62. Darüber hinaus ist es bei der Konfiguration, bei der der Nutabschnitt 8 nicht in der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 angeordnet ist, möglich, die Dicke der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 (gekrümmte Platte 6) zu verringern.
Wenn die Verbindung WP an der hinterkantenseitigen Wandoberfläche 644 zu einem Bereich 644A festgelegt wird, der von dem vorderen Endabschnitt 643 zu der Seite der Saugoberfläche 46 beabstandet ist, ist es außerdem möglich, die oben beschriebene Ausnehmung 9 durch einen Bereich 644B der hinterkantenseitigen Wandoberfläche 644 zwischen dem oben beschriebenen Bereich 644A und dem vorderen Endabschnitt 643 und der Oberfläche 621 der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 zu bilden. Die Form der Ausnehmung 9 wird also als Teil der hinterkantenseitigen Wandoberfläche 644 des hinterkantenseitigen Abschnitts 64 ausgebildet, wenn die gekrümmte Platte 6 durch Schweißen gebildet wird.
Bei der obigen Konfiguration umfasst der mindestens eine Schlitz 7 die Verbindung WP, und ein Teil des Schlitzes 7 ist durch die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 definiert. Die Form des Schlitzes 7 wird also als ein Teil der hinterkantenseitigen Wandoberfläche 644 des Hinterkantenabschnitts 64 gebildet, wenn die gekrümmte Platte 6 durch Schweißen gebildet wird. Da ein Teil des oben beschriebenen Schlitzes 7 durch die hinterkantenseitige Wandoberfläche 644 definiert ist, die sich entlang der Richtung erstreckt, die sich mit der hinterkantenseitigen Druckoberfläche 642 schneidet, wird die an der Schaufeloberfläche 47 anhaftende Flüssigkeit W durch den Schlitz 7 in der hinterkantenseitigen Wandoberfläche 644 von der Schaufeloberfläche 47 entfernt. Auf diese Weise kann mit der obigen Konfiguration wirksam verhindert werden, dass die an der Schaufeloberfläche 47 anhaftende Flüssigkeit W von der hinterkantenseitigen Wandoberfläche 644 zu der hinterkantenseitigen Druckoberfläche 642 strömt.
Bei einigen Ausführungsformen, wie in 14 gezeigt, umfasst der oben beschriebene Schaufelkörperabschnitt 4 die oben beschriebene gekrümmte Platte 6 einschließlich der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 und der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63. Die oben beschriebene saugoberflächenseitige gekrümmte Platte 63 umfasst einen Erstreckungsabschnitt 65, der sich von der Hinterkante 44 zur Vorderkante 43 erstreckt und eine Oberfläche 651 aufweist, die zumindest einen Teil der Druckoberfläche 45 umfasst. Der eine Endabschnitt 632 der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte 63 umfasst einen vorderen Endabschnitt 652 des Erstreckungsabschnitts 65, der sich an der Seite der Vorderkante 43 befindet. Der oben beschriebene mindestens eine Nutabschnitt 8 umfasst die oben beschriebene Verbindung WP, und ein Teil des Nutabschnitts 8 wird durch eine Endoberfläche 653 an dem vorderen Endabschnitt 652 des Erstreckungsabschnitts 65 definiert.
Bei der in 14 gezeigten Ausführungsform weisen die saugoberflächenseitige gekrümmte Platte 63 und der Erstreckungsabschnitt 65 jeweils eine Form auf, die durch Falten eines Blechs in eine V-Form derart gebildet wird, dass die Hinterkante 44 gebildet wird. Die Endoberfläche 653 an dem vorderen Endabschnitt 652 erstreckt sich entlang der Richtung, die die Oberfläche 651 und die Oberfläche 621 der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 schneidet, und ist eine Stufenoberfläche, die die Oberfläche 621 und die Oberfläche 651 verbindet. Der Nutabschnitt 8 wird durch die Endoberfläche 653 und die Oberfläche 621A der Oberfläche 621 der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 in der Nähe des einen Endabschnitts 622 definiert. Die oben beschriebene Verbindung WP verbindet einen Bereich zwischen der Endoberfläche 653 und der Oberfläche 621A. Der Schlitz 7 ist in dem Erstreckungsabschnitt 65 angeordnet, der sich zwischen dem Nutabschnitt 8 und der Hinterkante 44 befindet, und die Einlassöffnung 71 ist zur Oberfläche 651 offen.
Bei der obigen Konfiguration umfasst der mindestens eine Nutabschnitt 8 die Verbindung WP, und ein Teil des Nutabschnitts 8 wird durch die Endoberfläche 653 an dem vorderen Endabschnitt 652 des Erstreckungsabschnitts 65 definiert. Die Form des Nutabschnitts 8 wird also als ein Teil der Endoberfläche 653 am vorderen Endabschnitt 652 des Erstreckungsabschnitts 65 gebildet, wenn die gekrümmte Platte 6 durch Schweißen des einen Endabschnitts 622 der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte 62 und des vorderen Endabschnitts 652 gebildet wird. Da ein Teil des oben beschriebenen Nutabschnitts 8 durch die Endoberfläche 653 an dem vorderen Endabschnitt 652 des Erstreckungsabschnitts 65 definiert ist, der sich an der Seite der Vorderkante 43 befindet, kann wirksam verhindert werden, dass die an der Endoberfläche 653 anhaftende Flüssigkeit W zur Oberfläche 651 (Druckoberfläche) des Erstreckungsabschnitts 65 strömt.
Wie in 2 gezeigt umfasst die Dampfturbine 1 gemäß einigen Ausführungsformen die oben beschriebene Leitschaufel 3, das oben beschriebene ringförmige Element 13 zum Tragen der Leitschaufel 3 und den oben beschriebenen Hohlraum 24, der in dem ringförmigen Element 13 angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass er die Flüssigkeit W voneinander aus dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 und dem mindestens einen Nutabschnitt 8 in dem Schaufelkörperabschnitt 4 aufnimmt.
Mit der obigen Konfiguration kann, da die Dampfturbine 1 den in dem ringförmigen Element 13 angeordneten Hohlraum 24 umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die Flüssigkeit von jedem von dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 und dem mindestens einen Nutabschnitt 8 in dem Schaufelkörperabschnitt 4 aufnimmt, die von der Schaufeloberfläche 47 durch den Schlitz 7 und den Nutabschnitt 8 entfernte Flüssigkeit W in dem Hohlraum 24 gespeichert werden. Durch die Speicherung der durch den Schlitz 7 und den Nutabschnitt 8 von der Schaufeloberfläche 47 entfernten Flüssigkeit W in dem Hohlraum 24 kann verhindert werden, dass sich die Flüssigkeit W in dem Schlitz 7 und dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5 in dem Schaufelkörperabschnitt 4 ansammelt, und die Entfernungseffizienz der an der Schaufeloberfläche 47 durch den Schlitz 7 und den Nutabschnitt 8 anhaftenden Flüssigkeit W wird verringert. Auf diese Weise kann die oben beschriebene Dampfturbine 1 die Flüssigkeit W, die an der Schaufeloberfläche 47 durch den Schlitz 7 und den Nutabschnitt 8 anhaftet, effektiv entfernen.
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren für die Dampfturbinenleitschaufel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 15 dargestellt umfasst ein Herstellungsverfahren 100 für die Dampfturbinenleitschaufel gemäß einigen Ausführungsformen einen Schlitz-Ausbildungsschritt S102 zum Ausbilden des oben beschriebenen mindestens einen Schlitzes 7 und einen Nutabschnitt-Ausbildungsschritt S103 zum Ausbilden des oben beschriebenen mindestens einen Nutabschnitts 8. In der in 15 gezeigten Ausführungsform umfasst das Herstellungsverfahren 100 für die Dampfturbinenleitschaufel ferner einen Ausbildungsschritt der gekrümmten Platte S101 zur Ausbildung der oben beschriebenen gekrümmten Platte 6. Der Ausbildungsschritt der gekrümmten Platte S101 umfasst das Ausbilden der oben beschriebenen gekrümmten Platte 6 aus einem oder einer Vielzahl von Blechen durch Blechbearbeitung.
Der Schlitz-Ausbildungsschritt S102 umfasst das Ausbilden des mindestens einen Schlitzes 7 (7A, 7B), der zu der Schaufeloberfläche 47 des Schaufelkörperabschnitts 4 offen ist, wobei die Schaufeloberfläche 47 die Druckoberfläche 45 und die Saugoberfläche 46 umfasst, um mit dem Feuchtigkeitsentfernungskanal 5, der in dem Schaufelkörperabschnitt 4 angeordnet ist, in Verbindung zu stehen, und sich entlang der Höhenrichtung von dem Basisendabschnitt 41 zu dem Außenendabschnitt 42 des Schaufelkörperabschnitts 4 erstreckt.
Der Nutabschnitt-Ausbildungsschritt S103 umfasst das Ausbilden des mindestens einen Nutabschnitts 8, der sich von dem Basisendabschnitt 41 entlang der Höhenrichtung in der Schaufeloberfläche 47 erstreckt und zumindest einen Teil davon mit dem mindestens einen Schlitz 7 entlang der Höhenrichtung überlappt.
Sowohl der Schlitz 7 als auch der Nutabschnitt 8 kann durch Schneiden oder Spanen gebildet werden, oder die Form von jedem von dem Schlitz 7 und dem Nutabschnitt 8 kann gebildet werden, wenn die gekrümmte Platte 6 wie oben beschrieben gebildet wird.
Mit dem obigen Verfahren umfasst das Herstellungsverfahren 100 für die Dampfturbinenleitschaufel den Schlitz-Ausbildungsschritt S102 zum Ausbilden des mindestens einen Schlitzes 7 und den Nutabschnitt-Ausbildungsschritt S103 zum Ausbilden des mindestens einen Nutabschnitts 8. Die Leitschaufel 3, die durch das Verfahren 100 zur Herstellung der Dampfturbinenleitschaufel hergestellt wird, umfasst den Schlitz 7 und den Nutabschnitt 8, die in der Schaufeloberfläche 47, die die Oberfläche der Leitschaufel 3 ist, angeordnet sind, und der Schlitz 7 und der Nutabschnitt 8 überlappen zumindest teilweise entlang der Höhenrichtung. Auf diese Weise kann die durch das Herstellungsverfahren 100 hergestellte Leitschaufel 3 für die Dampfturbinenleitschaufel die Entfernungseffizienz der an der Schaufeloberfläche 47 anhaftenden Flüssigkeit W verbessern und die Leistungsabnahme der Dampfturbine 1 verhindern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und umfasst auch eine Ausführungsform, die durch Modifizierung der oben beschriebenen Ausführungsformen erhalten wird, sowie eine Ausführungsform, die durch Kombination dieser Ausführungsformen erhalten wird, soweit dies angemessen ist.
Bezugszeichenliste

1: Dampfturbine
3: Leitschaufel
30: Leitschaufel gemäß Vergleichsbeispiel
4: Schaufelkörperabschnitt
41: Basisendabschnitt
42: Außenendabschnitt
43: Vorderkante
44: Hinterkante
45: Druckoberfläche
46: Saugoberfläche
47: Schaufeloberfläche
5: Feuchtigkeitsentfernungskanal
51: basisendseitiger Öffnungsabschnitt
52: außenendseitiger Öffnungsabschnitt
53: hinterkantenseitiger Endabschnitt
6: gekrümmte Platte
61: innere Oberfläche
62: druckoberflächenseitige gekrümmte Platte
63: saugoberflächenseitige gekrümmte Platte
64: Hinterkantenabschnitt
64A: dicker Abschnitt
65: Erstreckungsabschnitt
7,7A,7B: Schlitz
70: zweiter Schlitz
71: Einlassöffnung
72: Auslassöffnung
8: Nutabschnitt
81: Öffnungsendabschnitt
9: Ausnehmung
91: Öffnungsendabschnitt
11: Rotor
12: Laufschaufel
12A: Laufschaufel der letzten Stufe
13: ringförmiges Element
131: erstes Verbindungsloch
132: zweites Verbindungsloch
133: drittes Verbindungsloch
14: Lager
15: Innenraum
15A: Region
15B: Bereich
16: Gehäuse
17: Auslasshaube
18: Dampfeintritt
19: Dampfaustritt
20: Dampfeinleitungsleitung
21: Dampferzeugungsvorrichtung
22: Auslasshaubeneinlass
23: Membran
24: Hohlraum
100: Herstellungsverfahren für Leitschaufeln
LA: Achse
S101: Ausbildungsschritt der gekrümmten Platte
S102: Schlitz-Ausbildungsschritt
S103: Nutabschnitt-Ausbildungsschritt
T: Dicke
TH: Verengungsabschnitt
W: Flüssigkeit
WP: Verbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6474942 B [0003]

Claims

Eine Dampfturbinenleitschaufel mit: einem Schaufelkörperabschnitt, der eine Schaufeloberfläche aufweist, die eine Druckoberfläche und eine Saugoberfläche umfasst, einem Feuchtigkeitsentfernungskanal, der in dem Schaufelkörperabschnitt angeordnet ist, mindestens einem Schlitz, der zu der Schaufeloberfläche offen ist, um mit dem Feuchtigkeitsentfernungskanal in Verbindung zu stehen, und der sich entlang einer Höhenrichtung von einem Basisendabschnitt zu einem Außenendabschnitt des Schaufelkörperabschnitts erstreckt, und mindestens einem Nutabschnitt, der in der Schaufeloberfläche angeordnet ist und sich von dem Basisendabschnitt entlang der Höhenrichtung erstreckt, wobei mindestens ein Teil des mindestens einen Nutabschnitts den mindestens einen Schlitz entlang der Höhenrichtung überlappt.
Die Dampfturbinenleitschaufel gemäß Anspruch 1, wobei der mindestens eine Nutabschnitt so konfiguriert ist, dass er von dem Außenendabschnitt zu dem Basisendabschnitt zu einer Seite einer Hinterkante geneigt ist.
Die Dampfturbinenleitschaufel gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine Schlitz eine Vielzahl von Schlitzen umfasst, die in der Höhenrichtung getrennt voneinander angeordnet sind.
Die Dampfturbinenleitschaufel gemäß Anspruch 3, wobei die Dampfturbinenleitschaufel ferner eine Ausnehmung umfasst, die in der Schaufeloberfläche angeordnet ist und zu der die Vielzahl von Schlitzen offen ist.
Die Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der mindestens eine Schlitz zwischen dem mindestens einen Nutabschnitt und einer Vorderkante angeordnet ist.
Die Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der mindestens eine Schlitz zwischen dem mindestens einen Nutabschnitt und einer Hinterkante angeordnet ist.
Die Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Schaufelkörperabschnitt eine gekrümmte Platte umfasst, die den Feuchtigkeitsentfernungskanal umschließt und derart konfiguriert ist, dass eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert einer Dicke der gekrümmten Platte 40% eines Durchschnittswertes der Dicke beträgt.
Die Dampfturbinenleitschaufel gemäß Anspruch 7, wobei die gekrümmte Platte eine druckoberflächenseitige gekrümmte Platte, die eine Oberfläche aufweist, die zumindest einen Teil der Druckoberfläche einschließt, und eine saugoberflächenseitige gekrümmte Platte, die eine Oberfläche aufweist, die zumindest einen Teil der Saugoberfläche einschließt, umfasst, und wobei einer von dem mindestens einen Schlitz oder dem mindestens einen Nutabschnitt konfiguriert ist, um eine Verbindung zu umfassen, wo ein Endabschnitt der druckoberflächenseitigen gekrümmten Platte und ein Endabschnitt der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte durch Schweißen verbunden sind.
Die Dampfturbinenleitschaufel gemäß Anspruch 8, wobei der Schaufelkörperabschnitt ferner einen Hinterkantenabschnitt umfasst, der zwischen der Verbindung und einer Hinterkante angeordnet ist, wobei der Hinterkantenabschnitt eine hinterkantenseitige Druckoberfläche, die mit der Hinterkante verbunden ist, und eine hinterkantenseitige Wandoberfläche, die sich von einem vorderen Endabschnitt an der hinterkantenseitigen Druckoberfläche entlang einer Richtung erstreckt, die die hinterkantenseitige Druckoberfläche schneidet, aufweist, und wobei der mindestens eine Nutabschnitt die Verbindung umfasst, und ein Teil des mindestens einen Nutabschnitts durch die hinterkantenseitige Wandoberfläche definiert ist.
Die Dampfturbinenleitschaufel gemäß Anspruch 8, wobei der Schaufelkörperabschnitt ferner einen Hinterkantenabschnitt umfasst, der zwischen der Verbindung und einer Hinterkante angeordnet ist, wobei der Hinterkantenabschnitt eine hinterkantenseitige Druckoberfläche, die mit der Hinterkante verbunden ist, und eine hinterkantenseitige Wandoberfläche, die sich von einem vorderen Endabschnitt an der hinterkantenseitigen Druckoberfläche entlang einer Richtung erstreckt, die die hinterkantenseitige Druckoberfläche schneidet, aufweist, und wobei der mindestens eine Schlitz die Verbindung umfasst und ein Teil des mindestens einen Schlitzes durch die hinterkantenseitige Wandoberfläche definiert ist.
Die Dampfturbinenleitschaufel gemäß Anspruch 8, wobei die saugoberflächenseitige gekrümmte Platte einen Erstreckungsabschnitt umfasst, der sich von einer Hinterkante zu einer Vorderkante erstreckt, wobei der Erstreckungsabschnitt eine Oberfläche aufweist, die zumindest einen Teil der Druckoberfläche umfasst, wobei der eine Endabschnitt der saugoberflächenseitigen gekrümmten Platte einen vorderen Endabschnitt des Erstreckungsabschnitts umfasst, der sich an einer Seite der Vorderkante befindet, und wobei der mindestens eine Nutabschnitt die Verbindung umfasst und ein Teil des mindestens einen Nutabschnitts durch eine Endoberfläche an dem vorderen Endabschnitt des Erstreckungsabschnitts definiert ist.
Eine Dampfturbine mit: der Dampfturbinenleitschaufel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, einem ringförmigen Element zum Tragen der Dampfturbinenleitschaufel, und einem Hohlraum, der in dem ringförmigen Element angeordnet und konfiguriert ist, um eine Flüssigkeit sowohl von dem Feuchtigkeitsentfernungskanal als auch von dem mindestens einen Nutabschnitt in dem Schaufelkörperabschnitt aufzunehmen.
Ein Herstellungsverfahren für eine Dampfturbinenleitschaufel, wobei das Verfahren aufweist: einen Schlitz-Ausbildungsschritt zum Ausbilden mindestens eines Schlitzes, der zu einer Schaufeloberfläche eines Schaufelkörperabschnitts offen ist, welcher die Schaufeloberfläche einschließlich einer Druckoberfläche und einer Saugoberfläche aufweist, um mit einem in dem Schaufelkörperabschnitt angeordneten Feuchtigkeitsentfernungskanal in Verbindung zu stehen, und sich entlang einer Höhenrichtung von einem Basisendabschnitt zu einem Außenendabschnitt des Schaufelkörperabschnitts erstreckt, und einen Nutabschnitt-Ausbildungsschritt zum Ausbilden mindestens eines Nutabschnitts, der sich von dem Basisendabschnitt entlang der Höhenrichtung in der Schaufeloberfläche erstreckt, wobei mindestens ein Teil des mindestens einen Nutabschnitts den mindestens einen Schlitz entlang der Höhenrichtung überlappt.