静叶栅、静叶栅装配方法以及蒸汽轮机

摘要

一种实施例的静叶栅（29）包括静叶片结构（50）和支撑静叶片结构（50）的环形支撑结构（40）。每个静叶片结构（50）包括：蒸汽经过的静叶片部（51）；和外周侧构成部（52），其形成在静叶片部（51）的外周侧上并且具有嵌合槽（56），所述嵌合槽整个沿周向方向穿过并且具有在外周侧构成部（52）的下游端表面（54）上的整个沿周向方向的开口（55）。支撑结构（40）包括环状支撑部（42），所述环状支撑部具有嵌合在外周侧构成部（52）的嵌合槽（56）内的安装部（41）。多个静叶片结构（50）通过环状支撑部（42）沿周向方向支撑。

说明书

技术领域

这里描述的实施例大致涉及静叶栅，静叶栅的装配方法，以及蒸汽轮 机。

背景技术

在蒸汽轮机中，具有广泛应用的轴流式蒸汽轮机，其中多个汽轮机级 设置在汽轮机转子轴向方向上，蒸汽在该方向上流动，每个汽轮机级由静 叶栅和动叶栅构成。考虑到提升空间效率，需要这种蒸汽轮机具有紧凑的 结构。

蒸汽轮机中的动叶栅分别包括在汽轮机转子的周向方向上植设的多个 动叶片。另一方面，对于静叶栅，其中一些具有在隔板外环和隔板内环之 间在周向方向上设置的多个静叶片，另外一些具有在壳体内周上在周向方 向上设置的多个静叶片。

图22的视图示出了传统的蒸汽轮机的包括中心轴线的子午断面，所述 蒸汽轮机包括隔板外环312和隔板内环314之间的静叶栅310。在图22中， 示出了由静叶栅310和动叶栅320构成的单一汽轮机级。

静叶栅310形成在隔板外环312和隔板内环314之间，隔板外环312 具有朝向内径侧开放并且在隔板外环312的周向方向上继续的沟槽311，隔 板内环314具有朝向外径侧开放并且在隔板内环314的周向方向上继续的 沟槽313。静叶片315分别在其外周侧上包括用于隔板外环的植入部316， 并且用于隔板外环的植入部316配合在沟槽311内。

静叶片315分别在其内周侧上包括用于隔板内环的植入部317，用于隔 板内环的植入部317配合在沟槽313内。也就是，静叶片315不是通过焊 接而是通过配合的方式支撑在隔板外环312和隔板内环314上。此外，在 隔板外环312的外周上，壳体330被提供用于防止高温、高压蒸汽泄露到 外面。

图23的视图示出了传统的蒸汽轮机的包括中心轴线的子午断面，所述 蒸汽轮机包括静叶栅355，每个静叶栅355具有在壳体350的内周上在周向 方向上布置的静叶片。如图23所示，配合安装沟槽351被在壳体350的内 周中整个沿周向方向形成。静叶片352的安装部353被嵌合在配合安装沟 槽351内，以被固定到壳体350，由此形成静叶栅355。此外，压力销354 径向向内压在静叶片352上，以将静叶片352牢固固定至壳体350。

在隔板外环312和隔板内环314之间包括静叶栅310的传统的蒸汽轮 机内，用于允许热膨胀的间隙δr被设置于壳体330和隔板外环312之间， 如图22所示。也就是，壳体330的内径通过静叶片315的外径、隔板外环 312的径向厚度、间隙δr等确定。

这里，静叶片315的外径的尺寸设定使得根据蒸汽流速和蒸汽环境而 优化性能，并且间隙δr被设定以允许热膨胀，但不允许很大的变化。

此外，例如，在沟槽311和用于隔板外环的植入部316之间，整个沿 周向方向形成有些微的缝隙。因此，在具有上半体和下半体二分结构的隔 板外环312的水平端表面（水平结合表面）上，用于紧固上半体和下半体 的紧固螺栓以及用于定位的销、键和类似构件需要被提供，以防止蒸汽泄 露。然而，减小隔板外环312的径向厚度需要减小紧固螺栓、销、键等的 尺寸。这导致紧固力和定位不足，导致蒸汽在水平端表面很容易泄露的危 险。

如上所述，在隔板外环和隔板内环之间包括静叶栅的传统的蒸汽轮机 中，很难实现尺寸的减小。

在包括静叶栅355的传统的蒸汽轮机中，其中，静叶栅分别具有在壳 体350的内周上在周向方向上设置的静叶片，在热膨胀的时候，静叶栅355 径向向内膨胀，并且汽轮机转子356和壳体350径向向外膨胀，如图23中 的箭头所述。这时，壳体350的膨胀很小但静叶栅355和汽轮机转子356 的膨胀很大。因而，静叶栅355和汽轮机转子356之间的缝隙变小，这使 得它们具有相互接触造成严重事故的危险。

附图说明

图1的视图示出了第一实施例的蒸汽轮机的包括汽轮机转子的中心轴 线的子午断面，其中所述蒸汽轮机包括静叶栅。

图2的视图示出了第一实施例的静叶栅的子午断面。

图3的透视图示出了包括在第一实施例的静叶栅中的静叶片结构。

图4的透视图示出了包括在第一实施例的静叶栅中的支撑结构的下半 体。

图5的视图示出了第一实施例中的在支撑结构上包括蒸汽密封结构的 静叶栅的子午断面。

图6的透视图示出了第一实施例的静叶栅的下半体。

图7的透视图示出了第一实施例的静叶栅。

图8的视图示出了，当第一实施例的静叶栅的下半体安装在内壳体下 半体上时，垂直于汽轮机转子轴向方向的水平端部侧的截面图的一部分。

图9A的视图示出了，当第一实施例的静叶栅的下半体安装在内壳体下 半体上时，垂直于汽轮机转子轴向方向的水平端部侧的截面图的一部分。

图9B的视图示出了，当第一实施例的静叶栅的下半体安装在内壳体下 半体上时，垂直于汽轮机转子轴向方向的水平端部侧的截面图的一部分。

图10A的视图示出了，当第一实施例的静叶栅的下半体安装在内壳体 下半体上时，垂直于汽轮机转子轴向方向的最低部分的截面图的一部分。

图10B的视图示出了，当第一实施例的静叶栅的下半体安装在内壳体 下半体上时，垂直于汽轮机转子轴向方向的最低部分的截面图的一部分。

图11的视图示出了，当第一实施例的静叶栅的下半体安装在内壳体下 半体上时，垂直于汽轮机转子轴向方向的最低部分的截面图的一部分。

图12的流程图示出了第一实施例的静叶栅的装配方法的装配工艺的概 要图。

图13的视图示出了第一实施例的静叶栅的子午断面，并且示出了在支 撑结构的配合安装部和外周侧构成部的配合安装沟槽之间的安装结构的另 一结构。

图14的视图示出了第一实施例的静叶栅的子午断面，并且示出了在支 撑结构的安装部和外周侧构成部的安装槽之间的安装结构的另一结构。

图15的视图示出了第一实施例的静叶栅的子午断面，并且示出外周侧 构成部的配合安装沟槽与支撑结构的其它形状。

图16的视图示出了第一实施例的静叶栅的子午断面，并且示出外周侧 构成部的配合安装沟槽与支撑结构的其它形状。

图17的视图示出了第一实施例的静叶栅的子午断面，并且示出外周侧 构成部的配合安装沟槽与支撑结构的其它形状。

图18的透视图示出了具有包括在第一实施例的静叶栅中的另一结构的 静叶片结构。

图19的视图示出了第二实施例的静叶栅的子午断面。

图20的视图示出了第三实施例的静叶栅的子午断面。

图21的视图示出了第四实施例的静叶栅的子午断面。

图22的视图示出了传统的蒸汽轮机的包括中心轴线的子午断面，所述 蒸汽轮机包括隔板外环和隔板内环之间的静叶栅。

图23的视图示出了传统的蒸汽轮机的包括中心轴线的子午断面，所述 蒸汽轮机包括静叶栅，所述静叶栅具有在壳体的内周上在周向方向上设置 的静叶片。

具体实施方式

在一个实施例中，静叶栅是用于包括多个静叶片的蒸汽轮机的静叶栅， 所述多个静叶片布置在周向方向上并且形成为环状。静叶栅包括静叶片结 构，每个静叶片结构包括：蒸汽经过的静叶片部；和外周侧构成部，其形 成在静叶片部的外周侧上并且具有配合安装沟槽，所述配合安装沟槽整个 沿周向方向穿过并且在外周侧构成部的上游端表面或下游端表面上具有整 个沿周向方向的开口。静叶栅还包括具有环状支撑部的环形的支撑结构， 所述环状支撑部具有嵌合在外周侧构成部的嵌合槽内的安装部并且沿周向 方向支撑所述多个静叶片结构。

下文中，将参考附图描述本发明的实施例。

（第一实施例）

图1的视图示出了第一实施例的蒸汽轮机10的包括汽轮机转子的中心 轴线的子午断面，蒸汽轮机10包括静叶栅29。请注意在下面，相同的构成 部分用相同的参考标记所示，并且重复的描述将被省略或简化。

此外，在下面的描述中，作为蒸汽轮机10，将以高压汽轮机作为示例， 但本实施例的结构也适用于低压汽轮机，中压汽轮机，以及此外非常高压 的汽轮机。此外，这里的描述基于包括双重结构的壳体作为壳体的示例， 但壳体可以是单一结构的壳体。

如图1示出，蒸汽轮机10包括双重结构的壳体，由内壳体20和设置 于内壳体20的外侧上的外壳体21构成。在内壳体20中，蒸汽轮机转子22 被以贯穿的方式地安装。在蒸汽轮机转子22上，多级转子盘23被设置在 汽轮机转子轴向方向上。在每个转子盘23上，多个动叶片24被植设在周 向方向上而形成动叶栅25。

在内壳体20的内周侧上，设有静叶栅29，在每个静叶栅29中，多个 静叶片结构50通过支撑结构40支撑。多级静叶栅29与动叶栅25交替设 置在汽轮机转子轴向方向上。静叶栅29和直接设置于静叶栅29下游的动 叶栅25形成一个汽轮机级。下面将详细描述静叶栅29的结构。

这里，下游侧所指按照主蒸汽（main steam）流动的方向的下游侧，上 游侧是指按照主蒸汽流动的方向的上游侧（下述中也是相同的含义）。

在静叶片结构50和蒸汽轮机转子22之间，设置有蒸汽密封结构30以 防止蒸汽从静叶片结构50和蒸汽轮机转子22之间泄漏到下游侧。

此外，在蒸汽轮机10中，蒸汽进口管31被提供以穿过外壳体21和内 壳体20，并且蒸汽进口管31的端部部分被连接至喷嘴箱32以与其连通。 请注意，初始级（第一级）静叶栅29包括在周向方向上附接到喷嘴箱32 出口的静叶片28，并且具有与下游侧静叶栅29的结构不同的结构。

多个迷宫式轴封密封件33被沿汽轮机转子轴向方向设置在内壳体20 和外壳体21的内周上，被定位在比设置喷嘴箱32的位置更向外（在沿蒸 汽轮机转子22的方向上向外，在图1中比喷嘴箱32更向左）的位置。这 些重要的迷宫式密封件33防止蒸汽在内和外壳体20，21与蒸汽轮机转子 22之间泄漏到外面。

在具有这种结构的蒸汽轮机10中，经由蒸汽进口管31流进喷嘴箱32 的蒸汽在经过汽轮机级时进行膨胀做功，以转动汽轮机转子22。然后，已 经进行膨胀做功的蒸汽经过排出通道（未示出）而被排放到蒸汽轮机10外 面。

这里，下面详细描述第一实施例的静叶栅29的结构。

图2的视图示出了第一实施例的静叶栅29的子午断面。图3的透视图 示出了包括在第一实施例的静叶栅29中的静叶片结构50。图4的透视图示 出了包括在第一实施例的静叶栅29中的支撑结构40的下半体。图5的视 图示出了第一实施例中的在支撑结构40上包括蒸汽密封结构的静叶栅29 的子午断面。图6的透视图示出了第一实施例的静叶栅29的下半体。图7 的透视图示出了第一实施例的静叶栅29。

如图2中所示，静叶栅29包括静叶片结构50和支撑静叶片结构50的 环形支撑结构40。静叶片结构50分别包括静叶片部51，外周侧构成部52， 和内周侧构成部53。

如图2和图3所示，静叶片部51在蒸汽经过的地方形成通道，并且具 有其上游端部作为前缘而其下游端部作为尾缘的翼形状。

外周侧构成部52形成在静叶片部51的外周侧上并且形成为环形块结 构。在外周侧构成部52上，嵌合槽56被形成为整个沿周向方向穿过并且 在下游端表面54上具有整个沿周向方向的开口55。如图2所示，嵌合槽 56被形成为具有径向方向上的预定沟槽宽度，并且在上游侧（图2中的左 侧）上，沟槽径向向外变宽，以增大沟槽宽度。也就是，在图2中示出的 断面图中，嵌合槽56被形成为L形状。

如图1所示，在外周侧构成部52上，外周侧构成部52的径向向外部 分被配合安装于在内壳体20的内壁上整个沿周向方向形成的沟槽20c中， 以在汽轮机转子轴向方向上并且径向向外可动。在蒸汽轮机的操作过程中， 外周侧构成部52的下游端表面54邻接在沟槽20c的下游端表面上，使得 静叶栅29在汽轮机转子轴向方向上的运动被防止。

内周侧构成部53被形成在静叶片部51的内周侧上并且被形成为环形 块结构。在内周侧构成部53的内周侧上，例如，蒸汽密封结构被提供。蒸 汽密封结构的示例是迷宫式封装或类似。例如，在内周侧构成部53的内周 侧上，形成了凹凸不平结构，其被设置成面对着设置在汽轮机转子22的表 面上的密封鳍60（参考图1）。

这里，具有上述结构的静叶片结构50例如通过精密铸造或机械加工形 成，静叶片部51、外周侧构成部52和内周侧构成部53一体地形成。由于 这种结构不使用焊接或类似，使尺寸误差位于加工误差的累积范围内以及 另外降低焊接所需的成本等是可能的。

如图2和图4所示，支撑结构40包括具有嵌合部41的环状支撑部42， 嵌合部41被嵌合在外周侧构成部52的嵌合槽56内。支撑结构40具有上 半体和下半体的二分结构，例如，如图4所示。也就是，支撑结构40由沿 水平结合位置分开的两个半圆形环构成。嵌合部41具有与外周侧构成部52 的嵌合槽56相同的形状，并且包括作为其径向向外突出的一个边缘（上游 侧边缘）的脊部43。也就是，在图2中的截面图中，支撑结构40被形成为 L形状。

顺带提及，这里的示例是支撑结构40具有上半体和下半体的二分结构， 但支撑结构40的构造并不限于此，而是可以是分成更多数目部分的结构。 在这种情况下，支撑结构40的上半体和支撑结构40的下半体分别通过接 合多段支撑结构40形成。

如图2中所示，环状支撑部42在汽轮机转子轴向方向上延伸，并且， 例如，可在汽轮机转子轴向方向上延伸以覆盖直接设置于静叶栅29下游的 动叶栅的外周。在这种情况下，如图1和图5中所示，蒸汽密封结构可以 被提供于面对着动叶栅25的环状支撑部42的内周侧上。例如，如图5中 所示，迷宫式封装71可以设置于在面对着动叶栅25的环状支撑部42的内 周侧上整个沿周向方向形成的嵌合槽70内。

这里，如图2中所示，在操作过程中，支撑结构40的脊部43的下游 端表面43a邻接在嵌合槽56的内壁表面56a上，并且环状支撑部42的内周 侧端表面42a邻接在嵌合槽56的内壁表面56b上，以防止蒸汽泄漏。这时， 脊部43（嵌合部41）的上游端表面43b和嵌合槽56的内壁表面56c之间 的缝隙以及环状支撑部42的径向外侧端表面42b和嵌合槽56的内壁表面 56d之间的缝隙优选设定在0.03mm至0.12mm的范围内。当缝隙比0.03mm 窄时，不可能容易装配。另一方面，当缝隙宽于0.12mm时，操作过程中发 生咔哒的响声。请注意通过FEM（有限元方法）分析、实体模型测试或类 似手段还证实上述这些缝隙的尺寸是最合适的数值。

通过将上述静叶片结构50的嵌合槽56嵌合到支撑结构40的嵌合部41 以在周向方向上安装多个静叶片结构50，可以形成静叶栅29的下半体，如 图6中所示。此外，在静叶栅29的下半体上，安装类似于静叶栅29的下 半体装配的静叶栅29的上半体，由此可以形成环形的静叶栅29，如图7中 所示。

这里，下面描述用于将静叶栅29的下半体支撑在内壳体20的下半体 上的结构。

图8，图9A，和图9B的视图分别示出了当第一实施例的静叶栅29的 下半体安装在内壳体20的下半体上时，垂直于汽轮机转子轴向方向的水平 端部侧的截面图的一部分。图10A，图10B，和图11的视图分别示出了当 第一实施例的静叶栅29的下半体安装在内壳体20的下半体上时，垂直于 汽轮机转子轴向方向的最低部分的截面图的一部分。

如图8，图9A，和图9B中所示，在嵌合到环状支撑部42的下半体的 嵌合部41上的静叶片结构50中的位于水平端部侧的静叶片结构50的外周 侧构成部52中的每一个上，或在环状支撑部42上，设置有接合止动部57， 其与形成在内壳体20的下半体的水平端部侧上并且径向向外突伸的阶梯部 20a接合。当接合止动部57与阶梯部20a接合时，静叶栅29的下半体被竖 直地定位并且静叶栅29的下半体通过内壳体20的下半体支撑。

这里，换句话说，水平端部是上半体和下半体两个部分中的每一个的 水平结合部（水平结合表面）。此外，定位于水平端部侧上的静叶片结构50 是指最靠近水平结合表面定位的静叶片结构50。

例如，如图8中所示，定位在水平端部侧上的静叶片结构50的外周侧 构成部52被径向向外延伸，由此可以形成接合止动部57。可选地，例如， 如图9A中所示，径向向外突伸的接合制动构件58被接合到定位于水平端 部侧上的静叶片结构50的外周侧构成部52的外周上，从而可以形成接合 止动部57。可选地，例如，如图9B中所示，径向向外突伸的接合制动构 件58被接合到环状支撑部42上，从而也可以形成接合止动部57。接合制 动构件58可以通过，例如，螺栓连接、焊接或其它方式接合。图9A示出 了，在静叶栅29的水平端部侧，螺栓85被从径向外侧紧固到接合制动构 件58以及外周侧上的外周侧构成部52的示例。此外，图9B示出了，在静 叶栅29的水平端部侧，螺栓85被从径向外侧紧固到接合制动构件58和环 状支撑部42的示例。

此外，如图10A中所示，例如由圆柱形凹进沟槽形成的凹部59被形成 于在嵌合到环状支撑部42的下半体的嵌合部41中的静叶片结构50中被定 位成最低的静叶片结构50的外周侧构成部52的外周端表面上。这里，由 圆柱形凹进沟槽形成的凹部59可穿过外周侧上的外周侧构成部52，并且可 整个沿环状支撑部42的外周端表面形成，如图10B中所示。此外，在面对 着凹部59的内壳体20的内周表面上，形成有与凹部59具有相同形状的凹 部20b。

为了通过内壳体20的下半体支撑静叶栅29的下半体，嵌合在凹部59 和凹部20b内的嵌合构件80被附接。嵌合构件80例如由嵌合到凹部59和 凹部20b内的柱状销构件或类似构件形成。由此，附接嵌合到凹部59和凹 部20b内的嵌合构件80导致在周向方向上以及垂直于和水平于汽轮机转子 轴向方向（图10A和图10B中的左和右方向）上的定位。

如上所述，静叶栅29的下半体主要经由接合止动部57通过内壳体20 的下半体支撑，在除位于水平端部侧上的那些静叶片结构50之外的静叶片 结构50的外周侧构成部52与内壳体20之间具有径向方向上的预定缝隙δa。

这里，定位成最低的静叶片结构50的外周侧构成部52的结构不被限 制于上述结构，并且可以是图11中所示的结构。特别是，具有预定厚度的 平板形状的阻挡构件95可被焊接或螺栓紧固到定位成最低的静叶片结构50 的外周侧构成部52的外周端表面，并且由圆柱形凹进沟槽形成的上述凹部 59可形成在阻挡构件95中。

在这种情况下，如图11中所示，在面对着阻挡构件95的内壳体20的 内周表面上，形成有径向向外伸出的沟槽部96。凹部20b形成在形成有沟 槽部96的内壳体20的内周表面上。

在这种结构中，凹部59不形成在外周侧构成部52上。因此，可以防 止外周侧构成部52的径向厚度的局部减小，这可以防止强度降低。

顺带提及，具有凹部59的阻挡构件95可设置在定位成最低的静叶片 结构50的外周侧构成部52的上游端表面上。在这种情况下，阻挡构件95 可以被构造成不从外周侧构成部52的外周端表面径向向外突伸。因此，不 需要在内壳体20的内周表面上形成沟槽部96。这使得在不增大静叶片结构 50的外径和内壳体20的外径的情况下提供定位结构是可能的。

这里，阻挡构件95不被设置于外周侧构成部52的下游端表面54上的 原因是不阻碍后面描述的形成在内壳体20的内壁上的沟槽20c的下游端表 面与端表面54的接触。

此外，为了防止当静叶栅29的下半体由内壳体20的下半体支撑时水 平端部侧上的静叶片结构50从环状支撑部42的嵌合部41脱离，防脱开构 件90被设置于下半体侧上的水平端部侧上，如图8，图9A，和图9B中所 示。

防脱开构件90可被如下地进行构造，例如。如图8，图9A和图9B中 所示，凹部91整个沿着环状支撑部42以及比环状支撑部42更加径向向外 的外周侧构成部52的水平端部形成。与外周侧构成部52侧的凹部底表面 和环状支撑部42的凹部底表面接触并且用作防脱开构件90的块形成构件 被，例如通过螺栓或类似构件，固定到环状支撑部42。

通过防脱开构件90与外周侧构成部52侧的凹部底表面和环状支撑部 42的凹部底表面相接触，可以防止水平端部侧上的静叶片结构50从环状支 撑部42的嵌合部41脱开。

为了防止水平端部侧上的静叶片结构50从静叶栅29的上半体内的环 状支撑部42的嵌合部41脱开，上述防脱开构件90也被提供于上半体侧上 的水平端部侧上。

此外，如6图中所示，在定位于下半体侧上的水平端部侧上的静叶片 结构50的外周侧构成部52的水平端表面52a中的每一个中，形成有当静 叶栅29的上半体被安装到静叶栅29的下半体上时用于定位静叶栅29的上 半体的定位孔81。此外，在定位于上半体侧上的水平端部侧上的静叶片结 构50的外周侧构成部52的水平端表面中的每一个中，例如，设置有嵌合 在定位孔81中的定位销，未示出了。为了保留设置定位销的位置的部分， 定位于上半体侧上的水平端部侧上的静叶片结构50的外周侧构成部52被 构造成径向向外突伸，如图7中所示。

顺带提及，另一可能的结构是也在被定位于上半体侧上的水平端部侧 上的静叶片结构50的外周侧构成部52上形成定位孔并且在定位孔中安装 定位销。此外，为了进行定位和固定，在上半体侧上的水平端部侧上的外 周侧构成部52和在下半体侧上的水平端部侧上的外周侧构成部52可，例 如通过螺栓，紧固。

下面，描述静叶栅29的装配方法。

图12的流程图示出了第一实施例的静叶栅29的装配方法的装配工艺 的概要图。这里，将描述用于装配形成上述静叶栅29的构成部件的工艺。

首先，静叶片结构50的嵌合槽56被嵌合到环状支撑部42的下半体的 嵌合部41内，由此在周向方向上安装多个静叶片结构50（步骤S1）。例如， 静叶片结构50被从环状支撑部42的下半体的水平端部安装，在滑动的同 时在周向方向上移动，并且被密集地设置于周向方向上。

随后，附接用于防止静叶片结构50从环状支撑部42的下半体的水平 端部上脱开的防脱开构件90（步骤S2）。顺带提及，前面描述了附接防脱 开构件90的方法。因此，可附接到内壳体20的下半体上的静叶栅29的下 半体被完成。

随后，静叶栅29的下半体被附接到内壳体20（步骤S3）。这里，如前 面所述的，使形成于嵌合在环状支撑部42的下半体上的静叶片结构50当 中的位于水平端部侧上的静叶片结构50的外周侧构成部52上的接合止动 部57与形成在内壳体20的下半体的水平端部侧上的阶梯部20a接合。此 外，当静叶栅29与阶梯部20a接合时，嵌合构件80被嵌合在凹部59和凹 部20b之间，凹部59形成于嵌合在环状支撑部42的下半体上的静叶片结 构50当中的定位成最低的静叶片结构50的外周侧构成部52的外周端表面 上，而凹部20b形成在内壳体20的下半体的内周上。

在与上述工艺类似的工艺中，安装将被安装在汽轮机转子轴向方向上 的多级静叶栅29的下半体。

随后，安装其中对应于静叶栅29而形成动叶栅25的汽轮机转子22， 以使动叶栅25与环状支撑部42的下半体，也就是与静叶栅29的下半体， 在汽轮机转子轴向方向上交替布置（步骤S4）。

随后，静叶片结构50的嵌合槽56被嵌合到环状支撑部42的上半体的 嵌合部41，由此在周向方向上安装多个静叶片结构50（步骤S5）。静叶片 结构50例如被从环状支撑部42的上半体的水平端部安装，在滑动的同时 在周向方向上移动，并且被密集地设置在周向方向上。

随后，附接用于防止静叶片结构50从环状支撑部42的下半体的水平 端部上脱开的防脱开构件90（步骤S6）。顺带提及，前面描述了附接防脱 开构件90的方法。因此，可附接到已经安装的静叶栅29的下半体上的静 叶栅29的上半体被完成。

这里不必需进行装配静叶栅29的上半体的程序，但可以在静叶栅29 的装配工艺开始时进行。也就是，用于装配静叶栅29的上半体的工艺可与 用于装配静叶栅29的下半体的工艺一起进行。

随后，附接防脱开构件90的环状支撑部42的上半体，也就是静叶栅 29的上半体，被安装到静叶栅29的下半体上，由此形成环形的静叶栅29 （步骤S7）。例如，环形的静叶栅29具有如图7所示的结构。请注意在图 7中，内壳体20的下半体以及包括动叶栅25的汽轮机转子22没有被示出。

这时，为了进行定位，例如，设置在被定位于上半体侧上的水平端部 侧上的静叶片结构50的外周侧构成部52的水平端表面上的定位销（未示 出）被安装在定位孔81内，所述定位孔81形成在被定位于下半体侧上的 水平端部侧上的静叶片结构50的外周侧构成部52的水平端表面上。

在与用于装配静叶栅29的上半体的上述工艺类似的工艺中，安装多级 静叶栅29的上半体，它们将对应于静叶栅29的下半体安装在汽轮机转子 轴向方向上。

通过上述工艺，多级环形的静叶栅29可以形成在汽轮机转子轴向方向 上。请注意对于本实施例的静叶栅29，只有一级可以至少布置在蒸汽轮机 中。因此，除布置在喷嘴箱32上的初级静叶栅29之外，所有静叶栅29可 以具有本实施例的静叶栅29的结构，或只有一些静叶栅29可以具有本实 施例的静叶栅29的结构。

根据如上所述的第一实施例的静叶栅29，可以通过设置在壳体的内侧 上的支撑结构40支撑静叶片结构50，而不设置隔板外环。这使得静叶栅 29和内壳体20的外径很小以提升空间效率成为可能。

此外，支撑结构40通过内壳体20的下半体支撑，并且在除位于水平 端部侧上的那些静叶片结构50之外的静叶片结构50的外周侧构成部52与 内壳体20之间具有预定缝隙δa。这使得保持该结构不受壳体或类似构件的 变形的约束成为可能，即便在热膨胀时。

这里，第一实施例的静叶栅29的结构不被限制于上述结构，并且静叶 栅29可具有下面描述的第一实施例的任何其它结构。请注意当静叶栅29 具有下面描述的任何结构时也能够获得与前面描述的那些相同的操作和效 果。

在上述第一实施例中，静叶片结构50和汽轮机转子22之间的蒸汽密 封结构以及面对着动叶栅25的环状支撑部42的内周侧和动叶栅25的外周 表面之间的蒸汽密封结构不被限制于在图1和图5中示出的结构。蒸汽密 封结构没有被特别限制，并且可以是能够防止蒸汽从这些部分之间的缝隙 泄漏的任何结构。

另一可能结构的示例是在其中一个表面上设置密封鳍并且在面对着该 表面的另一表面上具有凹凸不平结构。在这种情况下，软层，例如切割而 成的可磨耗层，即便当密封鳍与其接触时，可形成在该另一表面的凹凸不 平结构的表面上。软层通过在凹凸不平结构的表面上热喷涂软材料而形成。 此外，蒸汽密封结构可还包括，例如，刷密封件，以减少蒸汽泄漏。

图13和图14的视图分别示出了第一实施例的静叶栅29的子午断面， 并且示出了在支撑结构40的嵌合部41和外周侧构成部52的嵌合槽56之 间的配合安装结构的其它结构。

如图13中所示，沟槽部100，101可在脊部43（嵌合部41）的上游端 表面43b和径向外侧端表面43c上整个沿周向方向形成。接着，板形状的 紧固构件102可插入这些整个沿周向方向的沟槽部100，101内。因此，脊 部43被向着下游侧上并且向内加压，使得脊部43的下游端表面43a邻接 在嵌合槽56的内壁表面56a上，环状支撑部42的内周侧端表面42a邻接在 嵌合槽56的内壁表面56b上。

顺带提及，由沟槽部100，101和紧固构件102构成的结构优选地都如 上所述地形成，但也可以其中一个被如上形成。

另一可能的结构是，如图14a中所示，压构件110例如螺钉朝向下游 侧压脊部43，使脊部43的下游端表面43a邻接在嵌合槽56的内壁表面56a 上。

在这些情况下，即使脊部43的上游端表面43b和嵌合槽56的内壁表 面56c之间的缝隙以及环状支撑部42的径向外侧端表面42b和嵌合槽56 的内壁表面56d之间的缝隙没有设定在0.03mm至0.12mm的范围内，也可 以在操作过程中防止卡嗒响声及类似问题。此外，因为这些缝隙不需要严 格设定在0.03mm至0.12mm的范围内，所以可以降低制造成本。

此外，支撑结构40的形状并不限制于上述L形状。图15至图17的视 图示出了第一实施例的静叶栅29的子午断面，并且示出外周侧构成部52 的嵌合槽56与支撑结构40的其它形状。

如图15中所示，支撑结构40的嵌合部41包括作为其径向向内突出的 一个边缘（上游边缘）的脊部43。也就是，在图15中的截面图中，嵌合部 41被形成为L形状。此外，外周侧构成部52的嵌合槽56被形成为配合嵌 合部41的形状。

这里，如图15中所示，在操作过程中，支撑结构40的脊部43的下游 端表面43a邻接在嵌合槽56的内壁表面56a上，并且环状支撑部42的内周 侧端表面42a邻接在嵌合槽56的内壁表面56b上，以防止蒸汽泄漏。这时， 脊部43（嵌合部41）的上游端表面43b和嵌合槽56的内壁表面56c之间 的缝隙以及环状支撑部42的径向外侧端表面42b和嵌合槽56的内壁表面 56d之间的缝隙优选设定在0.03mm至0.12mm的范围内。当缝隙比0.03mm 窄时，不可能容易装配。另一方面，当缝隙宽于0.12mm时，操作过程中发 生咔哒的响声。顺带提及，通过FEM（有限元方法）分析、实体模型测试 或类似手段还证实上述这些缝隙的尺寸是最合适的数值。

如图16中所示，支撑结构40的嵌合部41包括作为其分别径向向外和 径向向内突出的一个边缘（上游边缘）的脊部44，45。也就是，在图16中 的截面图中，嵌合部41被形成为T形状。此外，外周侧构成部52的嵌合 槽56被形成为配合嵌合部41的形状。

这里，如图16中所示，在操作过程中，支撑结构40的脊部44的下游 端表面44a邻接在嵌合槽56的内壁表面56a上，并且支撑结构40的脊部 45的内周侧端表面45a邻接在嵌合槽56的内壁表面56b上，以防止蒸汽泄 漏。这时，嵌合部41的上游端表面41a和嵌合槽56的内壁表面56c之间的 缝隙以及环状支撑部42的径向外侧端表面42b和嵌合槽56的内壁表面56d 之间的缝隙优选设定在0.03mm至0.12mm的范围内。当缝隙比0.03mm窄 时，不可能容易装配。另一方面，当缝隙宽于0.12mm时，操作过程中发生 咔哒的响声。顺带提及，通过FEM（有限元方法）分析、实体模型测试或 类似手段还证实上述这些缝隙的尺寸是最合适的数值。

如图17中所示，支撑结构40的嵌合部41在汽轮机转子轴向方向上延 伸，不存在径向向外或径向向内突出的一个边缘（上游边缘）。也就是，支 撑结构40被形成为圆环，其外径和内径沿汽轮机转子轴向方向恒定。因此， 在图17中示出的截面图中，嵌合部41被形成为I形状。此外，外周侧构成 部52的嵌合槽56被形成为配合嵌合部41的形状。

这里，如图17中所示，在操作过程中，支撑结构40的嵌合部41的内 周侧端表面41b邻接在嵌合槽56的内壁表面56b上，以防止蒸汽泄漏。这 时，支撑结构40的嵌合部41的外周侧端表面41c和嵌合槽56的内壁表面 56d之间的缝隙优选设定在0.03mm至0.12mm的范围内。当缝隙比0.03mm 窄时，不可能容易装配。另一方面，当缝隙宽于0.12mm时，操作过程中发 生咔哒的响声。顺带提及，通过FEM（有限元方法）分析、实体模型测试 或类似手段还证实上述这些缝隙的尺寸是最合适的数值。

此外，图18的透视图示出了具有包括在第一实施例的静叶栅29中的 另一结构的静叶片结构50。作为静叶片结构50，在上面示出了在外周侧构 成部52和内周侧构成部53之间包括一个静叶片部51的示例，但静叶片结 构不限制于此。如图18中所示，多个（在这里为三个）静叶片部51可在 周向方向上设置于外周侧构成部52和内周侧构成部53之间。

（第二实施例）

图19的视图示出了第二实施例的静叶栅29的子午断面。请注意内壳 体20的一部分也在图19中示出了。

这里，将描述其中支撑结构40的环状支撑部42不在汽轮机转子轴向 方向上延伸并且主要用作嵌合部41的结构。如图19中所示，支撑结构40 的下游端表面40a基本上被定位于与形成在外周侧构成部52的下游端表面 54上的开口55相同的汽轮机转子轴向方向位置。

因此，这里，安装槽120被在内壳体20的内周上在静叶栅29的直接 下游整个沿周向方向形成，并且迷宫式封装71被嵌合在安装槽120内。迷 宫式封装71被设置成以预定的间隔覆盖位于静叶栅29直接下游的动叶栅 25的外周。因此，设置迷宫式封装71使得减少从动叶栅25和内壳体20之 间泄漏的蒸汽流量成为可能。

根据第二实施例静叶栅29，可以通过设置在壳体的内侧上的支撑结构 40支撑静叶片结构50，而不设置隔板外环。这使得减小静叶栅29和内壳 体20的外径以提升空间效率成为可能。

此外，支撑结构40通过内壳体20的下半体支撑，并且在除位于水平 端部侧上的那些静叶片结构50之外的静叶片结构50的外周侧构成部52与 内壳体20之间具有预定缝隙δa。这使得保持该结构不受壳体或类似构件的 变形的约束成为可能，即便在热膨胀时。

这里，示出了其中支撑结构40的下游端表面40a基本上被定位于与形 成在外周侧构成部52的下游端表面54上的开口55相同的汽轮机转子轴向 方向位置。通过调整支撑结构40的下游端表面40a的汽轮机转子轴向方向 位置，也就是，支撑结构40的朝向下游侧的长度，可以调整支撑结构40 （环状支撑部42）的自然频率以避免发生共振。因此，可以提供高度可靠 的汽轮机级。

这里，考虑到保持支撑结构40的强度，支撑结构40的下游端表面40a 的汽轮机转子轴向方向位置优选与形成在外周侧构成部52的下游端表面54 上的开口55相同或位于其下游。

顺带提及，外周侧构成部52的嵌合槽56以及支撑结构40的嵌合部41 等的形状与第一实施例中的相同。此外，动叶栅25和内壳体20之间的蒸 汽密封结构不限制于由迷宫式封装71形成的结构，而是可采用第一实施例 中示出的蒸汽密封结构。

（第三实施例）

图20的视图示出了第三实施例的静叶栅29的子午断面。请注意内壳 体20的一部分也在图20中示出了。

如图20中所示，外周侧构成部52形成在静叶片部51的外周侧上并且 形成为环形块结构。在外周侧构成部52上，嵌合槽56被形成为整个沿周 向方向穿过并且具有在上游端表面130上的整个沿周向方向的开口55。如 图20所示，嵌合槽56被形成为具有径向方向上的预定沟槽宽度，并且在 下游侧（图20中的右侧）上，沟槽径向向外变宽，以增大沟槽宽度。也就 是，在图20中示出的断面图中，嵌合槽56被形成为L形状。

如图20中所示，在外周侧构成部52上，外周侧构成部52的外周的一 部分被嵌合到在内壳体20的内壁上整个沿周向方向形成的沟槽20c中，以 在汽轮机转子轴向方向上并且径向向外可动。在蒸汽轮机的操作过程中， 外周侧构成部52的下游端表面54邻接在沟槽20c的下游端表面20d上， 使得静叶栅29在汽轮机转子轴向方向上的运动被防止。

如图20中所示，支撑结构40包括具有嵌合部41的环状支撑部42，嵌 合部41被嵌合在外周侧构成部52的嵌合槽56内。嵌合部41具有与外周 侧构成部52的嵌合槽56相同的形状，并且包括作为其径向向外突出的一 个边缘（上游侧边缘）的脊部43。也就是，在图20中的截面图中，支撑结 构40被形成为L形状。

支撑结构40的环状支撑部42不在汽轮机转子轴向方向上延伸并且主 要用作嵌合部41。这里，如图20中所示，支撑结构40的上游端表面40b 基本上被定位于与形成在外周侧构成部52的上游端表面130上的开口55 相同的汽轮机转子轴向方向位置。

通过调整支撑结构40的上游端表面40b的汽轮机转子轴向方向位置， 也就是，支撑结构40的朝向上游侧的长度，可以调整支撑结构40（环状支 撑部42）的自然频率以避免发生共振。因此，可以提供高度可靠的汽轮机 级。

这里，考虑到保持支撑结构40的强度，支撑结构40的上游端表面40b 的汽轮机转子轴向方向位置优选与形成在外周侧构成部52的上游端表面 130上的开口55相同或位于其上游。

此外，安装槽120被在内壳体20的内周上在静叶栅29的直接下游整 个沿周向方向形成，并且迷宫式封装71被嵌合在安装槽120内。迷宫式封 装71被设置成以预定的间隔覆盖位于静叶栅29直接下游的动叶栅25的外 周。因此，设置迷宫式封装71使得减少从动叶栅25和内壳体20之间泄漏 的蒸汽流量成为可能。

这里，如图20中所示，在操作过程中，支撑结构40的嵌合部41的下 游端表面41d邻接在嵌合槽56的内壁表面56e上，并且嵌合部41的内周 侧端表面41e邻接在嵌合槽56的内壁表面56b上，以防止蒸汽泄漏。这时， 脊部43的上游端表面43b和嵌合槽56的内壁表面56c之间的缝隙以及嵌 合部41的径向外侧端表面41c和嵌合槽56的内壁表面56d之间的缝隙优 选设定在0.03mm至0.12mm的范围内。当缝隙比0.03mm窄时，不可能容 易装配。另一方面，当缝隙宽于0.12mm时，操作过程中发生咔哒的响声。 顺带提及，通过FEM（有限元方法）分析、实体模型测试或类似手段还证 实上述这些缝隙的尺寸是最合适的数值。

在第三实施例的静叶栅29中，因为开口55形成在外周侧构成部52的 上游端表面130上，定位成最低的静叶片结构50的外周侧构成部52的结 构优选是图11中示出的结构。也就是，优选其中阻挡构件95被设置在定 位成最低的静叶片结构50的外周侧构成部52的外周端表面上并且凹部59 形成在阻挡构件95上的结构。

这种结构可以防止阻挡构件95和环状支撑部42之间的干涉。请注意， 为了尽可能大地防止静叶片结构50的外径的增大，阻挡构件95的厚度优 选在能够保持强度的范围内尽可能小。

根据第三实施例的静叶栅29，可以通过设置在壳体内侧上的支撑结构 40支撑静叶片结构50而不需要设置隔板外环。这使得减小静叶栅29和内 壳体20的外径以提升空间效率成为可能。

此外，支撑结构40通过内壳体20的下半体支撑，并且在除位于水平 端部侧上的那些静叶片结构50之外的静叶片结构50的外周侧构成部52与 内壳体20之间具有预定缝隙δa。这使得保持该结构不受壳体或类似构件的 变形的约束成为可能，即便在热膨胀时。

顺带提及，外周侧构成部52的嵌合槽56和支撑结构40的嵌合部41 等的形状与第一实施例中的那些相同。此外，动叶栅25和内壳体20之间 的蒸汽密封结构不被限制于由迷宫式封装71形成的结构，而是可采用第一 实施例中示出的蒸汽密封结构。

（第四实施例）

图21的示出了第四实施例的静叶栅29的子午断面。

在图21中示出的结构是在第一实施例的静叶栅29的内周侧上包括隔 板内环140的结构。也就是，图21示出的结构包括：第四实施例的静叶栅 29，其包括静叶片结构50和支撑静叶片结构50的支撑结构40；和静叶栅 29的内周侧上的隔板内环140。隔板内环140由具有包括上半体和下半体 的二分结构的环形构件形成，类似于环状支撑部42。

在静叶栅29的内周侧构成部53的内周侧上，径向向内突伸的突出部 53a被形成在周向方向上。另一方面，在隔板内环140的外周侧上，嵌合到 内周侧构成部53的突出部53a上的凹部140a被形成在周向方向上。例如， 隔板内环140在水平端部通过螺栓紧固或类似方式被固定到内周侧构成部 53。

在隔板内环140的内周侧上，嵌合槽141被整个沿周向方向形成。迷 宫式封装150嵌合在安装槽141内。迷宫式封装150被设置成以预定间隔 覆盖面对着迷宫式封装150的蒸汽轮机转子22的外周。

顺带提及，环状支撑部42在汽轮机转子轴向方向上延伸，以覆盖动叶 栅25的外周，在图21中未示出，动叶栅25如第一实施例中所示的直接设 置在静叶栅29的下游。因此，可以在面对着动叶栅25的环状支撑部42的 内周侧上设置蒸汽密封结构。请注意蒸汽密封结构如在第一实施例中示出 的。

下面将描述第四实施例的静叶栅29的装配方法。

除了在第一实施例的静叶栅29的上述装配方法中的用于完成可附接到 内壳体20的下半体上的静叶栅29的下半体的工艺之外，此装配方法还包 括用于将隔板内环140的下半体嵌合并且固定到内周侧构成部53的工艺。

特别是，静叶片结构50的嵌合槽56被嵌合到环状支撑部42的下半体 的嵌合部41，由此在周向方向上安装多个静叶片结构50。随后，内周侧构 成部53的突出部53a和隔板内环140的上半体的内周侧上的凹部140a嵌合 到一起。随后，用于防止静叶片结构50从环状支撑部42的下半体的水平 端部上脱开的防脱开构件90被附接，并且隔板内环140的下半体被固定到 内周侧构成部53，例如，在水平端部处通过螺栓紧固或类似方法。

顺带提及，用于将静叶片结构50安装到环状支撑部42的下半体的工 艺以及用于将内周侧构成部53的配合突出部53a嵌合到隔板内环140的下 半体的凹部140a内的工艺可同时进行。

此外，此装配方法还包括用于将隔板内环140的上半体嵌合并且固定 到内周侧构成部53的工艺，除了在第一实施例的静叶栅29的上述装配方 法中的用于完成可附接到内壳体20的下半体上的静叶栅29上半体的工艺 之外。

特别是，静叶片结构50的嵌合槽56被嵌合到环状支撑部42的上半体 的嵌合部41，因此在周向方向上安装多个静叶片结构50。随后，内周侧构 成部53的突出部53a和隔板内环140的上半体的内周侧上的凹部140a嵌合 到一起。随后，用于防止静叶片结构50从环状支撑部42的上半体的水平 端部上脱开的防脱开构件90被附接，并且隔板内环140的上半体被固定到 内周侧构成部53，例如，在水平端部处通过螺栓紧固或类似方法。

顺带提及，用于将静叶片结构50安装在环状支撑部42的上半体上的 工艺以及用于将内周侧构成部53的突出部53a嵌合到隔板内环140的上半 体的凹部140a内的工艺可以同时进行。

除上述工艺之外，此装配方法与前面描述的第一实施例的静叶栅29的 装配方法的那些具有相同的工艺。

根据第四实施例的静叶栅29，可以通过设置在壳体内侧上的支撑结构 40支撑静叶片结构50而不需要设置隔板外环。这使得减小静叶栅29和内 壳体20的外径以提升空间效率成为可能。

此外，支撑结构40通过内壳体20的下半体支撑，并且在除位于水平 端部侧上的那些静叶片结构50之外的静叶片结构50的外周侧构成部52与 内壳体20之间具有预定缝隙δa。这使得保持该结构不受壳体或类似构件的 变形的约束成为可能，即便在热膨胀时。

设置隔板内环140使得在其中静叶栅29的进口和出口之间的压力差很 大的汽轮机级中保持刚性稳定成为可能，这使得能够在广泛的蒸汽条件范 围下工作。

顺带提及，外周侧构成部52的嵌合槽56和支撑结构40的嵌合部41 等的形状与第一实施例中的那些相同。此外，也可采用第二或第三实施例 的结构。

根据上述实施例，通过实现尺寸减小，可以提升空间效率并且保持该 结构不受壳体或类似构件的变形的约束，即便在热膨胀时。

虽然已经描述了一些实施例，但这些实施例只是通过示例呈现，并且 不意于限制本发明的范围。这里描述的新颖实施例可体现为多种其它形式； 此外，在不偏离本发明的实质的情况下，可对这里描述的实施例的形式制 造各种省略、替代和改变。附图权利要求及等效内容意于涵盖落在本发明 的范围和实质内的这种形式或修改。