密封装置、轴流叶轮机、及发电成套设备的制作方法
【专利摘要】本发明为密封装置、轴流叶轮机、及发电成套设备。一个实施方式中的密封装置，具备在旋转体（1）的外周面与静止体的内周面之间的间隙中，以沿上述旋转体的轴向相邻的方式设置在上述静止体的内周面或上述旋转体的外周面的多个密封翅片（4）。进而，上述装置具备在上述静止体的内周面处设置在沿上述轴向相邻的上述密封翅片彼此间的位置，并具有朝上述静止体的内周面侧开口的多个孔（11a）的开口部件（11）。
【专利说明】密封装置、轴流叶轮机、及发电成套设备
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及密封装置、轴流叶轮机(日文:夕一 Ii > )及发电成套设备(日文:7。9 >卜)。
【背景技术】
[0002]轴流叶轮机在用来密闭工作流体的盒内具有叶轮(日文:口 一夕)，在叶轮的外周面侧与盒的内周面侧分别具有动翼与静翼(日文:静翼)。而且，在叶轮的外周面与静翼的内周面之间的间隙、盒的内周面与动翼的外周面之间的间隙中，设有用来对工作流体进行密封的密封装置。在用于大型的发电成套设备等的涡轮机械中，作为密封装置一般使用迷宫式密封装置。作为这样的技术，有日本的公开专利公报，日本特开平11-13404号公报(以下，称作专利文献I)。
【发明内容】
[0003]在密封装置中，当在密封件的漏泄流速存在周向成份的状态下叶轮朝径向位移时，密封件内的周向压力分布会发生不平衡，产生使叶轮不稳定化的流体力(以下称作"不稳定流体力")。不稳定流体力，在最坏的情况下，会引起叶轮的不稳定振动。尤其是，在叶轮高速旋转的场合、密封装置的入口与出口的差压大的场合，不稳定流体力变得更大。
[0004]已知在取代迷宫式密封装置采用在盒、静翼的内周面侧具有蜂巢状部件的蜂巢状密封装置的情况下，与迷宫式密封装置相比较，不稳定流体力的衰减效果大，所以，能够使叶轮的不稳定振动稳定化。但是，在蜂巢状密封装置中，由于轴向的大的压力下降，可能会使蜂巢状部件的蜂巢孔受到损伤。尤其是，在轴流叶轮机是由高压的工作流体驱动的蒸汽涡轮、CO2叶轮机的场合，蜂巢孔更容易损伤。
[0005]于是，本发明的课题是，提供能够通过具有多个孔的开口部件降低不稳定流体力，并能够抑制开口部件的孔的损伤的密封装置、轴流叶轮机及发电成套设备。
[0006]基于一个实施方式的密封装置，具备在旋转体的外周面与静止体的内周面之间的间隙中以沿上述旋转体的轴向相邻的方式设于上述静止体的内周面或上述旋转体的外周面的多个密封翅片。进而，上述装置具备在上述静止体的内周面处设于沿上述轴向相邻的上述密封翅片彼此间的位置的开口部件，该开口部件具有朝上述静止体的内周面侧开口的多个孔。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是表示第I实施方式的密封装置的结构的截面图及向视图。
[0008]图2是表示第2实施方式的密封装置的结构的截面图及向视图。
[0009]图3是表示第3实施方式的密封装置的结构的截面图及向视图。
[0010]图4是表示第4实施方式的密封装置的结构的截面图及向视图。
[0011]图5是表示第5实施方式的密封装置的结构的截面图。[0012]图6是表示第6实施方式的密封装置的结构的截面图。
[0013]图7是表示第7实施方式的密封装置的结构的截面图。
[0014]图8是表示第8实施方式的密封装置的结构的截面图。
[0015]图9是表示第9实施方式的密封装置的结构的截面图及向视图。
[0016]图10是表示第10实施方式的密封装置的结构的截面图。
[0017]图11是表示第11实施方式的密封装置的结构的截面图。
[0018]图12是表示第12实施方式的CO2叶轮机的结构的截面图。
[0019]图13是表示第13实施方式的火力发电系统的构成的示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0021](第I实施方式)
[0022]图1是表示第I实施方式的密封装置的结构的截面图及向视图。
[0023]图1中，作为一个例子，表示设置在轴流叶轮机内的密封装置。作为此轴流叶轮机的例子，可列举蒸汽涡轮、CO2叶轮机。图1 (a)是表示密封装置的结构的子午截面图。而且，图1 (b)是从图1 (a)的A方向看密封装置的向视图。而且，图1 (C)是沿图1 (a)的B 一 B线的截面图。
[0024]图1中，作为密封装置的构成要素，表示了叶轮1、静翼2、静翼内圈3、多个密封翅片4、多个蜂巢状部件5。
[0025]叶轮I是用来把旋转能量朝发电机传递的旋转轴。在图1中，表示了与叶轮I的轴向平行的X方向，和与叶轮I的轴向垂直的Y方向及Z方向。在叶轮I的外周面侧安装有未图示的动翼。叶轮I为本发明开示的旋转体的例子。
[0026]静翼2安装在未图示的盒的内周面侧。在静翼2的内周面侧设有与静翼2 —体形成或分体形成的静翼内圈3。静翼2与静翼内圈3为本发明开示的静止体的例子。
[0027]图1的密封装置设置在叶轮I的外周面与静翼内圈3的内周面之间的间隙中。另夕卜，后文中将对设置在盒的内周面与动翼的罩盖的外周面之间的间隙等处的密封装置进行描述。
[0028]密封翅片4为用来对工作流体进行密封的部件，在叶轮I与静翼内圈3之间的间隙中设于静翼内圈3的内周面。密封翅片4沿叶轮I的外周面朝叶轮I的周向延伸，以沿叶轮I的轴向彼此邻接的方式进行配置。而且，各密封翅片4的径向的长度被设定成，使叶轮I之间具有微小的间隙。通过这样的密封翅片4，降低从密封装置的上游侧朝下游侧的工作流体的泄漏。密封翅片4与静翼内圈3 —体形成或分体形成。
[0029]蜂巢状部件5安装在静翼内圈3的内周面，具有朝静翼内圈3的内周面侧开口的多个蜂巢孔5a。蜂巢孔5a是具有六棱柱状的形状的一直到头的孔。形成蜂巢孔5a的底面的部件，可以为蜂巢状部件5也可以为静翼内圈3。本实施方式的蜂巢状部件5，具有规范地配置的多个蜂巢孔5a，具体来说，具有多列沿周向排成列的蜂巢孔5a的列。蜂巢状部件5与蜂巢孔5a分别为本发明开不的开口部件和多个孔的例子。
[0030]本实施方式的密封装置不仅具备多条密封翅片4，而且还具备多个蜂巢状部件5。而且，各蜂巢状部件5在静翼内圈3的内周面处配置在轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置。而且，蜂巢状部件5的内周面与叶轮I的外周面的距离被设定成比密封翅片4的顶端与叶轮I的外周面的距离长。
[0031]以下，对第I实施方式的效果进行说明。
[0032]一般情况下，在密封装置中，当流体在密封翅片4与其相向面之间的微小间隙中通过时产生压力下降，在密封翅片4的上游侧与下游侧产生压力差。为此，如果在此相向面上设置蜂巢状部件5，则密封翅片4的下游侧的蜂巢孔5a内的压力变得比密封翅片4的上游侧的蜂巢孔5a内的压力低，蜂巢孔5a会沿轴向受力。其结果，蜂巢孔5a可能会受到损伤。尤其是，设置在工作流体的压力差大的叶轮机段落中的密封装置，其密封翅片4的上游侧与下游侧的压力差也变大，蜂巢孔5a受到损伤的风险变高。
[0033]对此，在本实施方式中，不把蜂巢状部件5设置在密封翅片4的相向面上，而是在与密封翅片4相同的静翼内圈3的内周面侧，设置在轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置。相对于密封翅片4的上游侧与下游侧的压力差大的情形，在轴向相邻的密封翅片4彼此之间的区域中几乎没有压力差。因此，根据本实施方式，可以降低蜂巢孔5a沿轴向受到过大的力的可能性，可以降低蜂巢孔5a受到损伤的风险。
[0034]而且，根据本实施方式，通过在由相邻的密封翅片4围住的区域中设置蜂巢状部件5，可以通过由蜂巢状部件5产生的减震效果来缓和周向压力分布的不平衡。因此，根据本实施方式，可以降低导致叶轮I不稳定化的不稳定流体力。
[0035]而且，根据本实施方式，由于一直到头的蜂巢孔5a相对于流体的周向流速起到阻力的作用，可以降低作为流体的周向压力分布的不平衡的发生源的空腔内的盘旋(日文:旋回)流速。因此，根据本实施方式，可以进一步降低致使叶轮I不稳定化的不稳定流体力。
[0036]如上所述，在本实施方式中，在叶轮I的轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置设置蜂巢状部件5。因此，根据本实施方式，可以由蜂巢状部件5降低不稳定流体力，并能抑制蜂巢孔5a的损伤。
[0037](第2实施方式)
[0038]图2是表示第2实施方式的密封装置的结构的截面图及向视图。
[0039]图2 (a)?图2 (C)分别是与图1 (a)?图1 (C)对应的子午截面图、A方向向视图、B — B线截面图。
[0040]在本实施方式中，密封翅片4不设置在静翼内圈3的内周面，而是设置在叶轮I的外周面。密封翅片4可以与叶轮I 一体地形成，也可以与叶轮I分体地形成。
[0041]而且，在本实施方式中，静翼内圈3的内周面具有作为蜂巢状部件5的内周面的第I面S1，和在轴向相邻的蜂巢状部件5彼此之间位于最上游的蜂巢状部件5的上游侧或最下游的蜂巢状部件5的下游侧的第2面S2。第I面S1为具有多个蜂巢孔5a的空心结构，对此，第2面S2形成为不存在这样的孔的实心结构。
[0042]而且，在本实施方式中，密封翅片4在叶轮I的外周面处设置在与第2面S2相向的位置。其结果，各蜂巢状部件5在静翼内圈3的内周面处配置在沿轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置。
[0043]以下，对第2实施方式的效果进行说明。
[0044]如上所述，在本实施方式中，与第I实施方式同样地，在沿叶轮I的轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置设置蜂巢状部件5。因此，根据本实施方式，与第I实施方式同样地，能够由蜂巢状部件5降低不稳定流体力，并能抑制蜂巢孔5a的损伤。
[0045]而且，在本实施方式中，通过把密封翅片4设置在叶轮I侧，例如，能在第2面S2形成易削材质(日文:快削材)层(未图示)。由此，可以减小密封翅片4与静翼内圈3之间的微小间隙，降低密封漏泄流量。
[0046]而且，在本实施方式中，当叶轮I旋转时万一密封翅片4与第2面S2接触时，由于叶轮I的表面积大，所以，从叶轮I容易散热。由此，可以避免叶轮I因热变形而造成不稳定振动等的风险。
[0047]另外，在本实施方式中，例如有时会因叶轮机运行中叶轮I的热胀而造成叶轮I的位置沿轴向错动。为此，如果第2面S2的轴向的宽度狭窄，则当叶轮I的位置沿轴向错动时，密封翅片4的位置可能会从与第2面S2相向的位置朝与第I面S1相向的位置错动。于是，在本实施方式中，第2面S2的轴向的宽度最好设定成具有余量的宽度，从而，即便叶轮I的位置错动密封翅片4也能继续与第2面S2相向。
[0048](第3实施方式)
[0049]图3是表示第3实施方式的密封装置的结构的截面图及向视图。
[0050]图3 (a)和图3 (b)分别是与图1 (a)和图1 (b)对应的子午截面图、A方向向视图。
[0051]在本实施方式中，与第I实施方式同样地，密封翅片4设置在静翼内圈3的内周面，蜂巢状部件5在静翼内圈3的内周面处配置在沿轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置(图3 (a))。但是，本实施方式的蜂巢状部件5如图3 (b)所示，沿叶轮I的周向被分割成多个部件5b、5c，在沿周向相邻的部件5b、5c彼此之间具有加强部件6。
[0052]以下，对第3实施方式的效果进行说明。
[0053]由于在各密封翅片4的上游侧面S3与下游侧面S4之间存在压力差，所以，各密封翅片4在从蜂巢状部件5的外周面的高度到内周面的高度的范围内，受到从上游侧面S3朝向下游侧面S4的力。于是，在本实施方式中，在沿周向相邻的部件5b、5c彼此之间，以与密封翅片4的侧面相接的方式设置用来对密封翅片4沿轴向进行加强的加强部件6。因此，在本实施方式中，从上游侧面S3朝向下游侧面S4的力被加强部件6承受，由此，可以抑制密封翅片4的变形、破损，提高密封翅片4的可靠性。
[0054]而且，在本实施方式中，把各蜂巢状部件5沿周向分割的分割数可以为任意数量。例如，在把各蜂巢状部件5沿周向分割成4个部件的情况下，在这些部件彼此之间设置4个加强部件6。而且，加强部件6的朝向、形状不限于图3 (b)所示的那样，例如，可以使加强部件6的朝向朝向与X方向不平行的方向，也可以使加强部件6的形状成为棒状以外的形状。而且，各加强部件6可以与两侧的密封翅片4相接，也可以仅仅与单侧的密封翅片4相接。
[0055](第4实施方式)
[0056]图4是表示第4实施方式的密封装置的结构的截面图及向视图。
[0057]图4 (a)和图4 (b)分别是与图2 (a)和图2 (b)对应的子午截面图、A方向向视图。
[0058]在本实施方式中，与第2实施方式同样地，密封翅片4设置在叶轮I的外周面，蜂巢状部件5，在静翼内圈3的外周面处配置在沿轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置(图4(a))。但是，本实施方式的蜂巢状部件5如图4 (b)所示，沿叶轮I的周向被分割成多个部件5b、5c，在沿周向相邻的部件5b、5c彼此之间具有加强部件6。这与第3实施方式相同。
[0059]以下，对第4实施方式的效果进行说明。
[0060]在沿轴向相邻的蜂巢状部件5间的壁的上游侧面S5与下游侧面S6之间存在压力差，因此，各壁在从蜂巢状部件5的外周面的高度到内周面的高度的范围内承受从上游侧面S5朝向下游侧面S6的力。于是，在本实施方式中，在沿周向相邻的部件5b、5c彼此之间，以与上述壁的侧面相接的方式设置有用来对上述壁沿轴向进行加强的加强部件6。因此，在本实施方式中，从上游侧面S5朝向下游侧面S6的力被加强部件6承受，由此，可以抑制上述壁的变形、破损，提高蜂巢状部件5的可靠性。
[0061](第5实施方式)
[0062]图5是表示第5实施方式的密封装置的结构的截面图。
[0063]图5 Ca)和图5 (b)分别是与图1 (a)和图1 (C)对应的子午截面图、B — B线截面图。
[0064]图5 (b)的箭头C表示叶轮I的旋转方向。而且，箭头D表示在静翼内圈3的内周面处向内的法线方向。而且，箭头E表示从蜂巢孔5a的底部朝向开口部的方向。
[0065]在本实施方式中，从蜂巢孔5a的底部朝向开口部的方向E，相对于相同位置的法线方向D，朝叶轮I的旋转方向C的相反方向侧倾斜。由此，与从蜂巢孔5a的底部朝开口部的方向E跟法线方向D相同的场合相比较，能使蜂巢孔5a对流体的周向流速赋予的阻力变大。因此，根据本实施方式，能够减小盘旋流速，进一步降低不稳定流体力。
[0066](第6实施方式)
[0067]图6是表示第6实施方式的密封装置的结构的截面图。
[0068]图6 (a)和图6 (b)分别是与图1 (a)和图1 (C)对应的子午截面图、B — B线截面图。
[0069]本实施方式的蜂巢状部件5如图6 (b)所示，沿叶轮I的周向，交替地包含有与内周面的高度不同的第I区域5d和第2区域5e。其结果，本实施方式的蜂巢状部件5沿叶轮I的周向，在第I区域5d和第2区域5e之间具有台阶7。根据本实施方式，台阶7对流体的周向流速起到阻力的作用，因此，可以减小盘旋流速，进一步降低不稳定流体力。
[0070]另外，台阶7例如也可以设置在静翼内圈3的片段(日文:七J >卜)彼此的边界处。在此情况下，各个片段具有第I区域5d和第2区域5e中的某一方。而且，蜂巢状部件5也可以通过包含大于等于3种内周面高度不同的区域来具有台阶7。
[0071](第7实施方式)
[0072]图7是表示第7实施方式的密封装置的结构的截面图。图7是对应于图1 (a)的子午截面图。
[0073]在本实施方式中，在蜂巢状部件5的内周面设有沿叶轮I的周向的狭缝8。根据本实施方式，狭缝8对流体的周向流速起到阻力作用，可以把盘旋流速进一步减小，进一步降低不稳定流体力。
[0074]另外，狭缝8可以在蜂巢状部件5的内周面设置在周向的整周的区间(即360度的区间)，也可以仅仅设置在周向的一部分区间。而且，尽管狭缝8可以不贯通蜂巢状部件5也可以贯通蜂巢状部件5，但是从尽量加大蜂巢状部件5的设置面积的观点出发，最好不贯通蜂巢状部件5。
[0075](第8实施方式)
[0076]图8是表示第8实施方式的密封装置的结构的截面图。图8是对应于图1 (a)的子午截面图。
[0077]图8的密封装置，在图1所示的构成要素之外，还具备上游侧蜂巢状部件9和下游侧蜂巢状部件10。上游侧蜂巢状部件9，在静翼内圈3的内周面处设置在最上游的密封翅片4的上游侧的位置，具有朝静翼内圈3的内周面侧开口的多个蜂巢孔9a。而且，下游侧蜂巢状部件10，在静翼内圈3的内周面处设置在最下游的密封翅片4的下游侧的位置，具有朝静翼内圈3的内周面侧开口的多个蜂巢孔10a。上游侧蜂巢状部件9与下游侧蜂巢状部件10为本发明开示的外侧开口部件的例子。
[0078]根据本实施方式，通过在静翼内圈3的内周面处不仅设置蜂巢状部件5还设置上游侧蜂巢状部件9与下游侧蜂巢状部件10，从而可以进一步提高减震效果，可以进一步降低不稳定流体力的发生。另外，本实施方式的密封装置，也可以仅仅具备上游侧蜂巢状部件9与下游侧蜂巢状部件10中的任一方。
[0079](第9实施方式)
[0080]图9是表示第9实施方式的密封装置的结构的截面图及向视图。
[0081]图9 (a)和图9 (b)分别是与图1 (a)和图1 (b)对应的子午截面图、A方向向视图。
[0082]在本实施方式中，蜂巢状部件5置换成了开口部件11。各开口部件11在静翼内圈3的内周面处设置在沿轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置，具有朝静翼内圈3的内周面侧开口的多个孔11a。孔Ila是具有圆柱状的形状的一直到头的孔。
[0083]根据本实施方式，通过在沿轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置设置开口部件11，不仅仅能够与第I?第8实施方式同样地由开口部件11降低不稳定流体力，而且可以抑制孔Ila的损伤。另外，孔Ila的形状也可以为圆柱状以外的形状(例如四棱柱状)。
[0084](第10实施方式)
[0085]图10是表示第10实施方式的密封装置的结构的截面图。图10是与图1 (a)对应的子午截面图。图10，作为一个例子，表示设置在轴流叶轮机内的密封装置。
[0086]图10，作为密封装置的构成要素，表示盒12、动翼13、罩盖14、多个密封翅片4，和多个蜂巢状部件5。
[0087]盒12是用来密闭工作流体的框体。上述的叶轮I设置在此盒12内。盒12为本发明开不的静止体的例子。
[0088]动翼13安装在上述的叶轮I的外周面侧。在动翼13的外周面侧设有与动翼13一体形成或分体形成的罩盖14。动翼13与罩盖14为本发明开示的旋转体的例子。
[0089]图10的密封装置设置在盒12的内周面与罩盖14的外周面之间的间隙中。
[0090]密封翅片4在盒12与罩盖14之间的间隙中设置在盒12的内周面。密封翅片4沿罩盖14的外周面顺周向延伸，配置成沿轴向彼此相邻。密封翅片4与盒12 —体形成或分体形成。
[0091]蜂巢状部件5安装在盒12的内周面上。具体来说，各蜂巢状部件5在盒12的内周面处配置在沿轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置。[0092]根据本实施方式，通过在沿轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置设置蜂巢状部件5，可以与第I实施方式等同样地通过蜂巢状部件5降低不稳定流体力，而且还可以抑制蜂巢孔5a的损伤。
[0093](第11实施方式)
[0094]图11是表示第11实施方式的密封装置的结构的截面图。图11是与图1 (a)对应的子午截面图。
[0095]在本实施方式中，密封翅片4不是设置在盒12的内周面，而是设置在罩盖14的外周面。密封翅片4可以与罩盖14 一体地形成，也可以与罩盖14分体地形成。
[0096]而且，在本实施方式中，盒12的内周面具有:作为蜂巢状部件5的内周面的第I面S1，和在沿轴向相邻的蜂巢状部件5彼此之间位于最上游的蜂巢状部件5的上游侧或最下游的蜂巢状部件5的下游侧的第2面S2。第I面S1为具有多个蜂巢孔5a的空心结构，而第2面S2为不具有这样的孔的实心结构。
[0097]而且，在本实施方式中，密封翅片4在罩盖14的外周面处设置在与第2面S2相向的位置。其结果，各蜂巢状部件5在盒12的内周面处配置在沿轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置。
[0098]根据本实施方式，通过在沿轴向相邻的密封翅片4彼此间的位置设置蜂巢状部件5，可以与第2实施方式等同样地通过蜂巢状部件5来降低不稳定流体力，而且还可以抑制蜂巢孔5a的损伤。
[0099]另外，第I?第11实施方式的密封装置，也可以设置在叶轮I的外周面与静翼内圈3的内周面之间的间隙、盒12的内周面与罩盖14的外周面之间的间隙之外的部位。密封装置，例如也可以设于轴流叶轮机的压盖填料。
[0100](第12实施方式)
[0101]图12是表示第12实施方式的CO2叶轮机101的结构的截面图。图12的CO2叶轮机101为本发明开示的轴流叶轮机的例子。
[0102]从叶轮机叶轮103朝径向外侧呈环状以固定间隔配设有动翼105。这些动翼105也按规定间隔沿轴向配设，在沿轴向邻接的动翼105之间，配设有静翼106。静翼106呈环状按固定间隔进行配设。动翼105的根部埋设于叶轮机叶轮103的外周面。
[0103]在图12中，举例表示了把动翼105与静翼106各沿轴向交替配设了各5个形成的5级结构的例子，但是动翼105与静翼106的级数无特别限制。
[0104]图12的CO2叶轮机101，把超临界状态的CO2 (二氧化碳)用作工作流体来驱动叶轮机叶轮103，而且，使从CO2叶轮机101排出的CO2循环并注入CO2叶轮机101内，用来对各部进行冷却。
[0105]CO2在31°C、7.4MPa存在临界点，图12的CO2叶轮机101把在温度和压力比此临界点高的情况下使用CO2作为前提。
[0106]在图12的CO2叶轮机101的上游侧设有套管107，从此套管107把超临界状态的CO2气体作为工作流体注入叶轮机内。被注入的CO2气体沿轴向从上游侧朝下游侧流动，从未图不的排气管排出。
[0107]叶轮机叶轮103是利用流体与动翼105碰撞的力进行旋转驱动的，必须在动翼105的外周面和相向的内侧盒102的内周面之间、及静翼106的内周面和相向的叶轮机叶轮103的外周面之间设置间隙。因此，流体的一部分会穿过动翼105的外周面侧的间隙与静翼106的内周面侧的间隙泄漏。为了抑制此泄漏，在动翼105的外周面侧与静翼106的内周面侧分别配设有密封装置108。
[0108]密封装置108，在叶轮机叶轮103侧的动翼105的外周面与内侧盒102的相向面，和静翼106的内周面与叶轮机叶轮103的相向面的至少一方，按规定间隔配设了密封翅片109，由此，缩小了间隙而使流体难以泄漏。
[0109]密封装置108不仅设置在动翼105或静翼106的外周面与其相向面处，而且还设置在最上那一级的静翼106的上游侧的压盖填料111处。
[0110]在此密封装置108中设置蜂巢状部件110的情况下，最好采用第I?第11实施方式的结构的蜂巢状部件110 (蜂巢状部件5)。
[0111](第13实施方式)
[0112]图13是表示第13实施方式的火力发电系统120的构成的示意图。图13的火力发电系统为本发明开示的发电成套设备的例子。
[0113]如图13所示，图12的CO2叶轮机101可以组装到能够同时进行发电和CO2的分离及回收的火力发电系统120中。图13的火力发电系统120具备制氧装置121、燃烧器122、图12所示的CO2叶轮机101、发电机123、再生热交换器124、冷却器125、水分分离器126和CO2 泵 127。
[0114]制氧装置121将空气中含有的氮除去，而仅仅抽取出氧。燃烧器122用制氧装置121抽取出的氧、燃料、CO2生成高温的燃烧气体。此燃烧气体的成份为CO2和水。燃烧器122使用的燃料，采用甲烷等不用氮的天然气体。
[0115]燃烧器122生成的高温且高压的CO2气体被注入图12所示的CO2叶轮机101，用来驱动叶轮机叶轮103旋转。发电机123与叶轮机叶轮103的旋转轴相连，发电机123利用叶轮机叶轮103的旋转驱动力进行发电。
[0116]从CO2叶轮机101排出的CO2和水蒸汽通过再生热交换器124被冷却，然后进一步由冷却器125进行冷却。然后，通过水分分离器126将水除去，仅仅抽取出C02。此CO2被CO2泵127压缩而升压。
[0117]被CO2泵127升压了的高压的CO2的一部分通过再生热交换器124升温到400°C左右。从再生热交换器124排出的CO2作为冷却CO2用来进行叶轮机101的冷却，而且还被供给到燃烧器122。
[0118]被CO2泵127升压了的高压的CO2中的、除了通过再生热交换器124在发电中进行再利用的CO2以外的剩余的CO2，储存、回收用于其它用途(例如，用于增大石油开采量)。
[0119]如上所述，本实施方式的发电系统120仅仅利用燃烧生成的CO2和水来进行发电，把CO2的大部分进行循环再利用，不用担心排出作为有害气体的NOx，而且不需要单独设置用来分离及回收CO2的设备。进而，剩余的CO2能直接以高纯度的状态被回收，能容易地用于发电以外的各种用途。
[0120]以上，对第I?第13实施方式进行了说明，但是这些实施方式是举例揭示的，不用来对发明的范围进行限定。这些实施方式可以以其它各种形态加以实施。而且，对于这些实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内，通过进行各种省略、置换、变更，可以获得各种各样的变型例。这些形态、变型例包含于发明的范围、主旨，这些形态、变型例包含在发明请求保护的范围及与此等同的范围内。
[0121]附图标记说明
[0122]1:叶轮、2:静翼、3:静翼内圈、4:密封翅片、5:蜂巢状部件、5a:蜂巢孔、5b、5c:部件、5d:第I区域、5e:第2区域、6:加强部件、7:台阶、8:狭缝、9:上游侧蜂巢状部件、9a:蜂巢孔、10:下游侧蜂巢状部件、IOa:蜂巢孔、11:开口部件、Ila:孔、12:盒、13:动翼、14:罩盖、101 =CO2叶轮机、102:内侧盒、103:叶轮机叶轮、105:动翼、106:静翼、107:套管、108:密封装置、109:密封翅片、110:蜂巢状部件、111:压盖填料、120:火力发电系统、121:制氧装置、122:燃烧器、123:发电机、124:再生热交换器、125:冷却器、126:水分分离器、127:CO2泵
【权利要求】
1.一种密封装置，其特征在于，具备开口部件和多个密封翅片， 所述多个密封翅片，在旋转体的外周面与静止体的内周面之间的间隙中，以沿所述旋转体的轴向相邻的方式设于所述静止体的内周面或所述旋转体的外周面； 所述开口部件，在所述静止体的内周面处设置在沿所述轴向相邻的所述密封翅片彼此间的位置，具有朝所述静止体的内周面侧开口的多个孔。
2.如权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述密封翅片设于所述旋转体的外周面， 所述静止体的内周面具有作为所述开口部件的内周面的第I面，和在沿所述轴向相邻的所述开口部件彼此之间位于最上游的所述开口部件的上游侧或最下游的所述开口部件的下游侧的第2面， 所述密封翅片在所述旋转体的外周面处设于与所述第2面相向的位置。
3.如权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，所述开口部件沿所述旋转体的周向被分割成多个部件，在沿所述周向相邻的所述部件彼此之间具有加强部件。
4.如权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，从所述开口部件的孔的底部朝向开口部的方向，相对于所述静止体的内周面的向内的法线方向朝所述旋转体的旋转方向的相反方向侧倾斜。
5.如权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，所述开口部件的内周面沿所述旋转体的周向具有台阶。
6.如权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，在所述开口部件的内周面处设有沿所述旋转体的周向延伸的狭缝。
7.如权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，在所述静止体的内周面处具备外侧开口部件，所述外侧开口部件设置在最上游的所述密封翅片的上游侧的位置与最下游的所述密封翅片的下游侧的位置中的一方或双方，具有朝所述静止体的内周面侧开口的多个孔。
8.一种轴流叶轮机，其特征在于，具备静止体、旋转体和密封装置， 所述静止体具有用来密闭工作流体的盒，和设于所述盒的内周面侧的静翼； 所述旋转体具有设置在所述盒内的叶轮，和设于所述叶轮的外周面侧的动翼； 所述密封装置以对所述工作流体进行密封的方式设置在所述旋转体的外周面与所述静止体的内周面之间的间隙中， 所述密封装置具备开口部件和多个密封翅片， 所述多个密封翅片，在所述旋转体的外周面与所述静止体的内周面之间的间隙中，以沿所述旋转体的轴向相邻的方式设于所述静止体的内周面或所述旋转体的外周面； 所述开口部件，在所述静止体的内周面处设置在沿所述轴向相邻的所述密封翅片彼此间的位置，具有朝所述静止体的内周面侧开口的多个孔。
9.如权利要求8所述的轴流叶轮机，其特征在于，所述工作流体为超临界状态的二氧化碳。
10.一种发电成套设备，其特征在于，具备:用来生成作为工作流体使用的二氧化碳的燃烧器、使所述二氧化碳作为所述工作流体进行动作的如权利要求9所述的轴流叶轮机，和与所述轴流叶轮机相连的发电机。
【文档编号】F01D5/20GK103573298SQ201310246488
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2012年7月20日
【发明者】佃知彦, 见村勇树, 小野田昭博, 涉川直纪, 佐藤岩太郎, 鹤田和孝 申请人:株式会社东芝