JP2000097002A - ブラシシ―ルアセンブリを有する蒸気タ―ビン - Google Patents

ブラシシ―ルアセンブリを有する蒸気タ―ビン

Info

Publication number
JP2000097002A
JP2000097002A JP11210042A JP21004299A JP2000097002A JP 2000097002 A JP2000097002 A JP 2000097002A JP 11210042 A JP11210042 A JP 11210042A JP 21004299 A JP21004299 A JP 21004299A JP 2000097002 A JP2000097002 A JP 2000097002A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
steam
seal assembly
shaft
brush seal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11210042A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000097002A5 (ja
Inventor
Norman Arnold Turnquist
ノーマン・アーノルド・ターンキスト
Osman Saim Dinc
オスマン・セイム・ディンク
George Ernest Reluzco
ジョージ・アーネスト・リルスコ
Daniel Richard Cornell
ダニエル・リチャード・コーネル
Robert Harold Cromer
ロバート・ハロルド・クロウマー
Kenneth Elmer Robbins
ケニス・エルモー・ロビンズ
Christopher Edward Wolfe
クリストファー・エドワード・ウルフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2000097002A publication Critical patent/JP2000097002A/ja
Publication of JP2000097002A5 publication Critical patent/JP2000097002A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49318—Repairing or disassembling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/4932—Turbomachine making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49716—Converting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】蒸気タービンのタービン領域において、タービ
ンの回転シャフトと周方向に囲むケーシングとの間の蒸
気経路での蒸気湧洩を最小限とするためのブラシシール
を用いたシールアセンブリを提供する。 【解決手段】シャフト１２と第一（例えば高圧）タービ
ンセクション１６とを有する蒸気タービン１０において
第一タービンセクションから長手方向に離隔した第一軸
受２０も含まれており、長手方向には第一タービンセク
ションと第一軸受の間に配設されていてかつ半径方向に
はシャフト近傍に配設された剛毛を有する第一ブラシシ
ールアセンブリ２２もさらに含まれている。蒸気タービ
ンは第一ブラシシールアセンブリの剛毛に対するバック
アップシールを一切含まない。また、第一タービンセク
ション１６と第二（例えば中圧）タービンセクション３
４の間に第二ブラシシールアセンブリ３８が位置してお
り、この間には介在軸受が一切存在しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は概括的には蒸気ター
ビンに関するものであり、具体的には蒸気経路シールア
センブリを有する蒸気タービンに関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】蒸気タービンは蒸気経路を有して
おり、そうした蒸気経路には通例流れの順に蒸気入口、
タービン及び蒸気出口とが含まれる。ガスタービンはガ
ス経路を有しており、そうしたガス経路には通例流れの
順に空気取入口（もしくは入口）、圧縮機、燃焼器、タ
ービン及びガス出口（もしくは排気ノズル）とが含まれ
る。高圧領域から低圧領域へのガス又は蒸気の漏洩は、
それがガス又は蒸気経路から外部への漏洩であろうと或
いはガス又は蒸気経路への漏洩であろうが、概して望ま
しくない。例えば、ガスタービンのタービン領域又は圧
縮機領域においてタービン又は圧縮機の回転ロータシャ
フトと周方向に囲むタービン又は圧縮機ケーシングとの
間でガス経路に漏洩があると、ガスタービンの効率が低
下して燃料コストの上昇につながる。また、蒸気タービ
ンのタービン領域においてタービンの回転シャフトと周
方向に囲むケーシングとの間で蒸気経路に漏洩がある
と、蒸気タービンの効率が低下して燃料コストの上昇に
つながる。
【０００３】蒸気タービンのタービン部分には通例高圧
タービンセクションと、ことによると中圧タービンセク
ションと、低圧タービンセクションとが含まれており、
各タービンセクションは蒸気タービンブレードを有する
が、蒸気タービンブレードは蒸気タービンシャフトに固
定装着されていて該シャフトから半径方向に延在してお
り、蒸気タービンシャフトは軸受によって回転可能に支
持されている。軸受は通常高圧及び低圧タービンセクシ
ョンの長手方向外側並びに長手方向に高圧タービンセク
ションと中圧タービンセクションの間に位置している。
普通、高圧タービン又は中圧タービンを通しての蒸気圧
降下は略２０００ｋＰａ（キロパスカル）以上であり、
高圧タービンセクションに入る蒸気と中圧タービンセク
ションに入る蒸気の圧力差は略６００ｋＰａ以上であ
る。なお、当業者に周知の通り、高圧タービンセクショ
ンを出た蒸気は通常はボイラによって再加熱してから中
圧タービンセクションに入り、低圧タービンセクション
を出た「蒸気」はボイラに送られる前に復水器に入る。
【０００４】高圧タービンセクションとその長手方向外
側の軸受との間、低圧タービンセクションとその長手方
向外側の軸受との間並びに高圧タービンセクションと中
圧タービンセクションとの間の蒸気経路漏洩を最小限に
するためにラビリンスシールが用いられている。かかる
ラビリンスシールは長手方向に離隔したラビリンスシー
ル歯の列からなる。典型的な蒸気タービンで見受けられ
る高圧差に対してシールするには多数の列の歯が必要と
されるが、このことが発電施設で発電用発電機を回転さ
せるのに用いられる標準的蒸気タービンの長大な長手方
向長さ（１５メートルを超えることもある）の一因とな
っている。かかる長さのため蒸気タービンロータを支持
するための余分な軸受が必要とされてきた。
【０００５】二つの部品間の隙間を通しての漏洩を最小
限にするためにブラシシールが用いられている。ブラシ
シールは回転機械に実際に使用されており、或いはそう
した使用が提案されている。そうした使用或いは提案さ
れた使用には、特に限定されないが、発電用の蒸気ター
ビン及びガスタービン並びに航空機及び船舶推進用のガ
スタービンを始めとするターボ機械がある。ブラシシー
ルは蒸気タービンにおける蒸気の漏洩及びガスタービン
における圧縮空気又は燃焼ガスの漏洩を最小限にする。
【０００６】ブラシシールは普通溶接その他の慣用法で
支持板に固着したワイヤもしくはセラミック剛毛(brist
le)を有している。性能を向上させるため、かかるブラ
シシールは通例それらのワイヤ剛毛をロータの中心から
剛毛接触点までの半径線に対して略４５度乃至略６０度
の角度で回転ロータシャフトに接触するように整列させ
ている。高圧用途については、シール板がシール剛毛に
対してブラシシールの下流側（すなわち低圧側）に設置
される。当業者には自明であろうが、ブラシシールはラ
ビリンスシールよりも優れたシール性を発揮する。しか
し、タービンセクション間又はタービンセクションと軸
受の間のブラシシールアセンブリに依存した公知の蒸気
タービン又は蒸気タービン設計はすべてブラシシールア
センブリのバックアップシールとして働く標準的ラビリ
ンスシールにも依存している。
【０００７】
【発明の概要】第一の好ましい実施形態では、本発明の
蒸気タービンは蒸気タービンシャフトと第一タービンセ
クションと第一軸受と第一ブラシシールアセンブリとを
含んでいる。第一タービンセクションは、上記シャフト
に固定装着されていて該シャフトから半径方向に延在す
る回転可能な蒸気タービンブレードを有する。第一軸受
は第一タービンセクションから長手方向に離隔してお
り、上記シャフトを回転可能に支持する。第一ブラシシ
ールアセンブリは長手方向には第一タービンセクション
と第一軸受の間に配設され、半径方向には上記シャフト
近傍に配設される。第一ブラシシールアセンブリは複数
の剛毛を含んでおり、当該蒸気タービンは第一ブラシシ
ールアセンブリの剛毛に対するバックアップシールを一
切含まない。
【０００８】第二の好ましい実施形態では、本発明の蒸
気タービンは蒸気タービンシャフトと第一タービンセク
ションと第二タービンセクションと第二ブラシシールア
センブリとを含んでいる。第一及び第二タービンセクシ
ョンは、各々、上記シャフトに固定装着されていて該シ
ャフトから半径方向に延在する回転可能な蒸気タービン
ブレードを有する。第二タービンセクションは第一ター
ビンセクションから長手方向に介在軸受なしで離隔して
いる。蒸気は第一タービンセクションに入る蒸気とは異
なる圧力で第二タービンセクションに入る。第二ブラシ
シールアセンブリは長手方向には第一タービンセクショ
ンと第二タービンセクションの間に配設され、半径方向
には上記シャフト近傍に配設される。第二ブラシシール
アセンブリは複数の剛毛を含んでおり、当該蒸気タービ
ンは第二ブラシシールアセンブリの剛毛に対するバック
アップシールを一切含まない。
【０００９】第三の好ましい実施形態では、本発明の蒸
気タービンは上述の第一の好ましい実施形態と第二の好
ましい実施形態の特徴を組合せたものである。好ましく
は、第一ブラシシールアセンブリが長手方向に第一ター
ビンセクションと第一軸受との間に配設されかつ半径方
向に上記シャフト近傍に配設された唯一のシールであ
り、第一ブラシシールアセンブリの剛毛が該第一ブラシ
シールアセンブリの蒸気シール能力の略１００％をまか
なう。同様に、第二ブラシシールアセンブリが長手方向
に第一タービンセクションと第二タービンセクションと
の間に配設されかつ半径方向に上記シャフト近傍に配設
された唯一のシールであり、しかも第二ブラシシールア
センブリの剛毛が該第二ブラシシールアセンブリの蒸気
シール能力の略１００％をまかなうのが好ましい。
【００１０】本発明で幾つかの利益及び利点が得られ
る。ブラシシールアセンブリの剛毛はラビリンスシール
アセンブリの歯よりも優れた蒸気シール能力を与える。
また、最も重要なことは、ラビリンスバックアップシー
ルを用いずにブラシシール剛毛だけを使用することで蒸
気タービンの長手方向長さが劇的に短縮されることであ
る。本発明では、典型的蒸気タービンの長さを略１５メ
ートルから略９メートルに短縮でき、しかも、本発明以
外では高圧タービンセクションと中圧タービンセクショ
ンの間に配設されるであろう蒸気タービンシャフト支持
軸受を取り去ることができる。
【００１１】
【発明の詳しい説明】図面を参照すると、図１〜図３は
本発明の蒸気タービン１０の好ましい実施形態の概略を
示す。本発明の第一の好ましい実施形態では、蒸気ター
ビン１０には略長手方向に延びる軸線１４を有する蒸気
タービンシャフト１２が含まれる。シャフト１２は単一
のモノリシックシャフトからなるものでも、或いは２以
上のシャフトセクションを一つにつないで全シャフト１
２としたものでもよい。本発明の説明に当たり、「シャ
フト」という用語には「ディスク」もしくは「ホイー
ル」等も包含されると解される。
【００１２】蒸気タービン１０は、シャフト１２に固定
装着されていてシャフト１２から半径方向に延在する回
転可能な蒸気タービンブレード１８を有する第一タービ
ンセクション１６も含んでいる。ブレード１８はバケッ
トもしくはエーロフォイルとしても知られる。「に固定
装着され」という記載はブレード１８がシャフト１２と
共に回転することを意味する。ブレード１８は検査、補
修、交換等のためシャフト１２から取り外し得ると理解
される。通例、ブレード１８はシャフト１２から半径方
向外側に延在する。蒸気は第一タービンセクション１６
に第一の圧力で入る。好ましくは、第一タービンセクシ
ョン１６は高圧タービンセクションであり、第一タービ
ンセクション１６を通しての蒸気圧降下は略２０００ｋ
Ｐａ（キロパスカル）以上である。典型的な蒸気タービ
ン設計では、第一圧力は略８３００ｋＰａ〜略２４００
０ｋＰａの間であり、第一タービンセクション１６を出
る蒸気の圧力は略４０００ｋＰａである。
【００１３】蒸気タービン１０は、第一タービンセクシ
ョン１６から長手方向に離隔していてシャフト１２を回
転可能に支持する第一軸受２０をさらに含んでいる。好
ましくは、第一軸受２０は、当業者には自明であろう
が、ジャーナルとスラスト軸受の組合せである。テーパ
ランド又はティルティングパッド軸受が通例用いられ
る。
【００１４】蒸気タービン１０は、さらに、長手方向に
第一タービンセクション１６と第一軸受２０との間に配
設されかつ半径方向にシャフト１２近傍に配設された第
一ブラシシールアセンブリ２２を含んでいる。第一ブラ
シシールアセンブリ２２は、チップを有する複数の剛毛
２４（図２に最も明瞭に示されている）を含んでおり、
チップは好ましくはシャフト１２と略接触する。蒸気タ
ービン１０は第一ブラシシールアセンブリ２２の剛毛２
４に対するバックアップシール（例えば特に限定されな
いがラビリンスシール等）を一切含まない。本発明を説
明する上で、仮にブラシシールアセンブリの剛毛をすべ
て取り去るとタービンセクションと軸受の間の蒸気漏洩
率が２倍以上になるときに、蒸気タービンは長手方向に
タービンセクションと軸受の間に配設されたブラシシー
ルアセンブリの剛毛に対するバックアップシールを一切
含まないという。第一ブラシシールアセンブリ２２の剛
毛２４は１束又はそれ以上の束の剛毛を含んでいてよ
く、かかる束は１カ所だけに位置していてもよいし、長
手方向に互いに離隔していて別個のシール箇所に位置す
るようにしてもよいと理解される。さらに、第一ブラシ
シールアセンブリ２２は剛毛２４に加えて、特に限定さ
れないがラビリンスシールを始めとする別のタイプのシ
ールを、その別タイプのシールが主シール（であり、し
かもバックアップシールでない）場合に限り、含んでい
てもよい。しかし、第一ブラシシールアセンブリ２２の
剛毛２４が、長手方向に第一タービンセクション１６と
第一軸受２０の間に配設されかつ半径方向にシャフト１
２近傍に配設されたシールすべてを総合した全蒸気シー
ル能力の略９０％以上をまかなうのが好ましい。例示的
実施形態では、第一ブラシシールアセンブリ２２が長手
方向に第一タービンセクション１６と第一軸受２０の間
に配設されかつ半径方向にシャフト１２近傍に配設され
た唯一のシールである。好ましい実施形態では、第一ブ
ラシシールアセンブリ２２の剛毛２４は該第一ブラシシ
ールアセンブリ２２の蒸気シール能力の略１００％をま
かなう。
【００１５】蒸気タービンのその他の部品には（典型的
には据置）ケーシング２６があり、シャフト１２及び第
一タービンセクション１６から半径方向に離隔し、シャ
フト１２及び第一タービンセクション１６を略周方向に
取り囲んでいる。第一軸受２０と第一ブラシシールアセ
ンブリ２２はケーシング２６に取付けられる。第一管路
２８はボイラ３０からの蒸気を第一タービンセクション
１６の入口に導き、第二管路３２は第一タービンセクシ
ョン１６の出口からの蒸気を再加熱のためボイラ３０に
戻す。
【００１６】本発明の第二の好ましい実施形態では、蒸
気タービン１０は上述の第一の好ましい実施形態のシャ
フト１２と第一タービンセクション１６とを含む。さら
に、蒸気タービン１０は第一タービンセクション１６か
ら長手方向に介在軸受なしで離隔した第二タービンセク
ション３４を含む。第二タービンセクション３４は、シ
ャフト１２に固定装着されていて該シャフト１２から半
径方向に延在した回転可能な蒸気タービンブレードを有
する。蒸気は第二タービンセクション３４に上記第一圧
力とは異なる第二の圧力で入る。好ましくは、第二ター
ビンセクション３４は中圧タービンセクションであり、
第二タービンセクション３４を通しての蒸気圧降下は略
２０００ｋＰａ以上であり、第一タービンセクション１
６の第一圧力と第二タービンセクションの第二圧力との
差は略６００ｋＰａ以上である。典型的な蒸気タービン
設計では、第二圧力は略４０００ｋＰａであり、第二タ
ービンセクション３４を出る蒸気の圧力は略１０００ｋ
Ｐａである。
【００１７】さらに、蒸気タービン１０は長手方向に第
一タービンセクション１６と第二タービンセクション３
４の間に配設されかつ半径方向にシャフト１２近傍に配
設された第二ブラシシールアセンブリ３８を含んでい
る。第二ブラシシールアセンブリ３８はチップを有する
複数の剛毛４０を含んでおり、チップは好ましくはシャ
フト１２と略接触する。蒸気タービン１０は第二ブラシ
シールアセンブリ３８の剛毛４０に対するバックアップ
シール（例えば特に限定されないがラビリンスシール
等）を一切含まない。本発明を説明する上で、仮にブラ
シシールアセンブリの剛毛をすべて取り去ると２つのタ
ービンセクション間の蒸気漏洩率が２倍以上になるとき
に、蒸気タービンは長手方向に２つのタービンセクショ
ン間に配設されたブラシシールアセンブリの剛毛に対す
るバックアップシールを一切含まないという。第二ブラ
シシールアセンブリ３８の剛毛４０は１束又はそれ以上
の束の剛毛を含んでいてよく、かかる束は１カ所だけに
位置していてもよいし、長手方向に互いに離隔していて
別個のシール箇所に位置するようにしてもよいと理解さ
れる。さらに、第二ブラシシールアセンブリ３８は剛毛
４０に加えて、特に限定されないがラビリンスシールを
始めとする別のタイプのシールを、その別タイプのシー
ルが主シール（であり、しかもバックアップシールでな
い）場合に限り、含んでいてもよい。しかし、第二ブラ
シシールアセンブリ３８の剛毛４０が、長手方向に第一
タービンセクション１６と第二タービンセクション３４
の間に配設されかつ半径方向にシャフト１２近傍に配設
されたシールすべてを総合した全蒸気シール能力の略９
０％以上をまかなうのが好ましい。例示的実施形態で
は、第二ブラシシールアセンブリ３８が長手方向に第一
タービンセクション１６と第二タービンセクション３４
の間に配設されかつ半径方向にシャフト１２近傍に配設
された唯一のシールである。好ましい実施形態では、第
二ブラシシールアセンブリ３８の剛毛４０は該第二ブラ
シシールアセンブリ３８の蒸気シール能力の略１００％
をまかなう。
【００１８】蒸気タービンに通例見受けられるその他の
部品には、低圧タービンセクション４２、第二軸受４４
及び復水器４６がある。蒸気は通例低圧タービンセクシ
ョン４２に略１５０ｐｓｉａで入り、低圧タービンセク
ション４２を大気圧未満の圧力で出る。第三管路４８は
ボイラ３０からの蒸気を第二タービンセクション３４の
入口に導き、第四管路５０は第二タービンセクション３
４の出口からの「蒸気」を復水器４６に導き、第五管路
５２は復水器４６からの凝縮水をボイラ３０に戻す。ケ
ーシング２６（これは単一のモノリシックケーシングで
もよいし、長手方向に複数のケーシングセグメントをつ
なぎ合わせたものでもよい）は、第二タービンセクショ
ン３４及び低圧タービンセクション４２から半径方向に
離隔していて第二タービンセクション３４及び低圧ター
ビンセクション４２を略周方向に取り囲んでいる。第二
軸受４４と第二ブラシシールアセンブリ３８はケーシン
グ２６に取付けられる。好ましくは第二軸受４４はティ
ルティングパッド軸受である。
【００１９】本発明の第三の好ましい実施形態では、蒸
気タービン１０は上述の第一及び第二の好ましい実施形
態について説明した部品を組み合わせる。図２は蒸気タ
ービン１０の第一ブラシシールアセンブリ２２と周囲領
域の拡大図である。剛毛２４は各々プレート５４に取付
けられた固定端を有しており、このプレート５４自体は
ケーシング２６に取付けられる。剛毛２４は各々自由端
（すなわち、チップ）を有しており、この自由端はシャ
フト１２の近傍に配設される（好ましくはシャフト１２
に略接触する）。図３は蒸気タービン１０の第一タービ
ンセクション１６と周囲領域の拡大図である。ケーシン
グ２６にベーンが装着されていて、ケーシング２６から
半径方向内側に延在しているのが分かる。同様に、図４
は蒸気タービン１０の第二ブラシシールアセンブリ３８
と周囲領域の拡大図である。剛毛４０は各々プレート５
８に取付けられた固定端を有しており、このプレート５
８自体はケーシング２６に取付けられている。剛毛４０
は各々自由端（すなわち、チップ）を有しており、この
自由端はシャフト１２の近傍に配設される（好ましくは
シャフト１２に略接触する）。また、図５は蒸気タービ
ン１０の第二タービンセクション３４と周囲領域の拡大
図である。ケーシング２６にベーンが装着されていて、
ケーシング２６から半径方向内側に延在しているのが分
かる。剛毛２４及び４０に好ましい材料には、特に限定
されないが、被覆又は未被覆金属（合金を含む）ワイヤ
剛毛及びセラミックワイヤ剛毛がある。好ましくは、本
発明の蒸気タービンは合計数百メガワットの電力を発生
する１以上の発電器の動力として使用される大型施設用
蒸気タービン又はコンバインドサイクル蒸気タービンで
ある。
【００２０】以上の本発明の幾つかの好ましい実施形態
についての説明は例示のために挙げたものである。本発
明は開示した通りの形態につきるものでもそれらに限定
されるものでもなく、上述の教示内容に照らして数々の
修正及び変更が可能であることは明らかである。本発明
の技術的範囲は請求項によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の蒸気タービンの好ましい実施
形態の概略部分断面図である。
【図２】 図２は図１の蒸気タービンの一部の拡大図で
あり、第一ブラシシールアセンブリと周囲領域を示す。
【図３】 図３は図１の蒸気タービンの一部の拡大図で
あり、第一タービンセクション（すなわち、高圧タービ
ンセクション）と周囲領域を示す。
【図４】 図４は図１の蒸気タービンの一部の拡大図で
あり、第二ブラシシールアセンブリと周囲領域を示す。
【図５】 図５は図１の蒸気タービンの一部の拡大図で
あり、第二タービンセクション（すなわち、中圧タービ
ンセクション）と周囲領域を示す。
フロントページの続き (72)発明者 オスマン・セイム・ディンク アメリカ合衆国、ニューヨーク州、トロ イ、25ティエイチ・ストリート、99番 (72)発明者 ジョージ・アーネスト・リルスコ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、リディウス・ストリート、3560 番 (72)発明者 ダニエル・リチャード・コーネル アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、レッドフィールド・パー ク、49番 (72)発明者 ロバート・ハロルド・クロウマー アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ジョン ズタウン、カウンティ・ロード・156、344 番 (72)発明者 ケニス・エルモー・ロビンズ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、サラト ウガ、ビーチウッド・ドライブ、21番 (72)発明者 クリストファー・エドワード・ウルフ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ニスカ ユナ、マイロン・ストリート、1455番

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）略長手方向に延びる軸線を有する蒸
    気タービンシャフトと、 ｂ）上記シャフトに固定装着されていて該シャフトから
    半径方向に延在する回転可能な蒸気タービンブレードを
    有する第一タービンセクションと、 ｃ）上記第一タービンセクションから長手方向に離隔し
    ていて上記シャフトを回転可能に支持する第一軸受と、 ｄ）長手方向に上記第一タービンセクションと上記第一
    軸受との間に配設されかつ半径方向に上記シャフト近傍
    に配設された第一ブラシシールアセンブリであって複数
    の剛毛を含んでいる第一ブラシシールアセンブリとを備
    えてなる蒸気タービンであって、当該蒸気タービンが上
    記第一ブラシシールアセンブリの剛毛に対するバックア
    ップシールを一切含まない、蒸気タービン。
  2. 【請求項２】 上記第一ブラシシールアセンブリの剛毛
    が、長手方向に上記第一タービンセクションと上記第一
    軸受との間に配設されかつ半径方向に上記シャフト近傍
    に配設されたシールすべてを総合した全蒸気シール能力
    の略９０％以上をまかなう、請求項１記載の蒸気タービ
    ン。
  3. 【請求項３】 上記第一タービンセクションを通しての
    蒸気圧降下が略２０００ｋＰａ以上である、請求項２記
    載の蒸気タービン。
  4. 【請求項４】 上記第一ブラシシールアセンブリが長手
    方向に上記第一タービンセクションと上記第一軸受との
    間に配設されかつ半径方向に上記シャフト近傍に配設さ
    れた唯一のシールである、請求項３記載の蒸気タービ
    ン。
  5. 【請求項５】 上記第一ブラシシールアセンブリの上記
    剛毛が該第一ブラシシールアセンブリの蒸気シール能力
    の略１００％をまかなう、請求項４記載の蒸気タービ
    ン。
  6. 【請求項６】 ａ）略長手方向に延びる軸線を有する蒸
    気タービンシャフトと、 ｂ）上記シャフトに固定装着されていて該シャフトから
    半径方向に延在する回転可能な蒸気タービンブレードを
    有する第一タービンセクションであって、蒸気が該第一
    タービンセクションに第一の圧力で入る第一タービンセ
    クションと、 ｃ）上記第一タービンセクションから長手方向に介在軸
    受なしで離隔しており、上記シャフトに固定装着されて
    いて該シャフトから半径方向に延在する回転可能な蒸気
    タービンブレードを有する第二タービンセクションであ
    って、蒸気が該第二タービンセクションに上記第一の圧
    力とは異なる第二の圧力で入る第二タービンセクション
    と、 ｄ）長手方向に上記第一タービンセクションと上記第二
    タービンセクションとの間に配設されかつ半径方向に上
    記シャフト近傍に配設された第二ブラシシールアセンブ
    リであって複数の剛毛を含んでいる第二ブラシシールア
    センブリとを備えてなる蒸気タービンであって、当該蒸
    気タービンが上記第二ブラシシールアセンブリの剛毛に
    対するバックアップシールを一切含まない、蒸気タービ
    ン。
  7. 【請求項７】 上記第二ブラシシールアセンブリの剛毛
    が、長手方向に上記第一タービンセクションと上記第二
    タービンセクションとの間に配設されかつ半径方向に上
    記シャフト近傍に配設されたシールすべてを総合した全
    蒸気シール能力の略９０％以上をまかなう、請求項６記
    載の蒸気タービン。
  8. 【請求項８】 上記第一タービンセクション及び上記第
    二タービンセクションの各々を通しての蒸気圧降下が略
    ２０００ｋＰａ以上であり、上記第一タービンセクショ
    ンの第一圧力と上記第二タービンセクションの第二圧力
    との差が略６００ｋＰａ以上である、請求項７記載の蒸
    気タービン。
  9. 【請求項９】 上記第二ブラシシールアセンブリが長手
    方向に上記第一タービンセクションと上記第二タービン
    セクションとの間に配設されかつ半径方向に上記シャフ
    ト近傍に配設された唯一のシールである、請求項８記載
    の蒸気タービン。
  10. 【請求項１０】 上記第二ブラシシールアセンブリの上
    記剛毛が該第二ブラシシールアセンブリの蒸気シール能
    力の略１００％をまかなう、請求項９記載の蒸気タービ
    ン。
  11. 【請求項１１】 ａ）略長手方向に延びる軸線を有する
    蒸気タービンシャフトと、 ｂ）上記シャフトに固定装着されていて該シャフトから
    半径方向に延在する回転可能な蒸気タービンブレードを
    有する第一タービンセクションであって、蒸気が該第一
    タービンセクションに第一の圧力で入る第一タービンセ
    クションと、 ｃ）上記第一タービンセクションから長手方向に離隔し
    ていて上記シャフトを回転可能に支持する第一軸受と、 ｄ）長手方向に上記第一タービンセクションと上記第一
    軸受との間に配設されかつ半径方向に上記シャフト近傍
    に配設された第一ブラシシールアセンブリであって複数
    の剛毛を含んでいる第一ブラシシールアセンブリと、 ｅ）上記第一タービンセクションから長手方向に介在軸
    受なしで離隔しており、上記シャフトに固定装着されて
    いて該シャフトから半径方向に延在する回転可能な蒸気
    タービンブレードを有する第二タービンセクションであ
    って、蒸気が該第二タービンセクションに上記第一の圧
    力とは異なる第二の圧力で入る第二タービンセクション
    と、 ｆ）長手方向に上記第一タービンセクションと上記第二
    タービンセクションとの間に配設されかつ半径方向に上
    記シャフト近傍に配設された第二ブラシシールアセンブ
    リであって複数の剛毛を含んでいる第二ブラシシールア
    センブリとを備えてなる蒸気タービンであって、当該蒸
    気タービンが上記第一ブラシシールアセンブリの剛毛に
    対するバックアップシールを一切含まず、かつ当該蒸気
    タービンが上記第二ブラシシールアセンブリの剛毛に対
    するバックアップシールを一切含まない、蒸気タービ
    ン。
  12. 【請求項１２】 上記第一ブラシシールアセンブリの剛
    毛が、長手方向に上記第一タービンセクションと上記第
    一軸受との間に配設されかつ半径方向に上記シャフト近
    傍に配設されたシールすべてを総合した全蒸気シール能
    力の略９０％以上をまかなう、請求項１１記載の蒸気タ
    ービン。
  13. 【請求項１３】 上記第一タービンセクションを通して
    の蒸気圧降下が略２０００ｋＰａ以上である、請求項１
    ２記載の蒸気タービン。
  14. 【請求項１４】 上記第一ブラシシールアセンブリが長
    手方向に上記第一タービンセクションと上記第一軸受と
    の間に配設されかつ半径方向に上記シャフト近傍に配設
    された唯一のシールである、請求項１３記載の蒸気ター
    ビン。
  15. 【請求項１５】 上記第一ブラシシールアセンブリの上
    記剛毛が該第一ブラシシールアセンブリの蒸気シール能
    力の略１００％をまかなう、請求項１４記載の蒸気ター
    ビン。
  16. 【請求項１６】 上記第二ブラシシールアセンブリの剛
    毛が、長手方向に上記第一タービンセクションと上記第
    二タービンセクションとの間に配設されかつ半径方向に
    上記シャフト近傍に配設されたシールすべてを総合した
    全蒸気シール能力の略９０％以上をまかなう、請求項１
    ５記載の蒸気タービン。
  17. 【請求項１７】 上記第二タービンセクションを通して
    の蒸気圧降下が略２０００ｋＰａ以上である、請求項１
    ６記載の蒸気タービン。
  18. 【請求項１８】 上記第一タービンセクションの第一圧
    力と上記第二タービンセクションの第二圧力との差が略
    ６００ｋＰａ以上である、請求項１７記載の蒸気タービ
    ン。
  19. 【請求項１９】 上記第二ブラシシールアセンブリが長
    手方向に上記第一タービンセクションと上記第二タービ
    ンセクションとの間に配設されかつ半径方向に上記シャ
    フト近傍に配設された唯一のシールである、請求項８記
    載の蒸気タービン。
  20. 【請求項２０】 上記第二ブラシシールアセンブリの上
    記剛毛が該第二ブラシシールアセンブリの蒸気シール能
    力の略１００％をまかなう、請求項１９記載の蒸気ター
    ビン。
JP11210042A 1998-07-27 1999-07-26 ブラシシ―ルアセンブリを有する蒸気タ―ビン Pending JP2000097002A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/122,960 US6053699A (en) 1998-07-27 1998-07-27 Steam turbine having a brush seal assembly
US09/122960 1998-07-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000097002A true JP2000097002A (ja) 2000-04-04
JP2000097002A5 JP2000097002A5 (ja) 2006-09-07

Family

ID=22405911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11210042A Pending JP2000097002A (ja) 1998-07-27 1999-07-26 ブラシシ―ルアセンブリを有する蒸気タ―ビン

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6053699A (ja)
EP (1) EP0976913B1 (ja)
JP (1) JP2000097002A (ja)
KR (1) KR100731655B1 (ja)
DE (1) DE69934846T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001349440A (ja) * 2000-04-13 2001-12-21 Mtu Aero Engines Gmbh ブラシ形シール

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9930620D0 (en) * 1999-12-24 2000-02-16 Cross Mfg Co Brush seals
US6471472B1 (en) 2000-05-03 2002-10-29 Siemens Canada Limited Turbomachine shroud fibrous tip seal
US6550777B2 (en) 2001-06-19 2003-04-22 General Electric Company Split packing ring segment for a brush seal insert in a rotary machine
US6722850B2 (en) * 2002-07-22 2004-04-20 General Electric Company Endface gap sealing of steam turbine packing seal segments and retrofitting thereof
US6814543B2 (en) 2002-12-30 2004-11-09 General Electric Company Method and apparatus for bucket natural frequency tuning
US6863509B2 (en) * 2003-01-13 2005-03-08 Elliott Energy Systems, Inc. Split seal plate with integral brush seal
US7703774B2 (en) * 2006-09-12 2010-04-27 General Electric Company Shaft seal using shingle members
US20080107525A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 General Electric Company Shaft seal formed of tapered compliant plate members
US7685227B2 (en) * 2006-11-10 2010-03-23 Gerber Robert H Message forwarding backup manager in a distributed server system
US7640643B2 (en) * 2007-01-25 2010-01-05 Michael Nakhamkin Conversion of combined cycle power plant to compressed air energy storage power plant
US8393160B2 (en) 2007-10-23 2013-03-12 Flex Power Generation, Inc. Managing leaks in a gas turbine system
US8671658B2 (en) 2007-10-23 2014-03-18 Ener-Core Power, Inc. Oxidizing fuel
US8701413B2 (en) 2008-12-08 2014-04-22 Ener-Core Power, Inc. Oxidizing fuel in multiple operating modes
US20100275611A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Edan Prabhu Distributing Fuel Flow in a Reaction Chamber
US8621869B2 (en) 2009-05-01 2014-01-07 Ener-Core Power, Inc. Heating a reaction chamber
US20100300818A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Ebara International Corporation Shaft Holding System for Cryogenic Pumps or Expanders
US9512922B2 (en) * 2009-11-24 2016-12-06 Honeywell International Inc. Sealing apparatus and engines
WO2011116010A1 (en) 2010-03-15 2011-09-22 Flexenergy, Inc. Processing fuel and water
US8978380B2 (en) 2010-08-10 2015-03-17 Dresser-Rand Company Adiabatic compressed air energy storage process
US9057028B2 (en) 2011-05-25 2015-06-16 Ener-Core Power, Inc. Gasifier power plant and management of wastes
US9074487B2 (en) 2011-08-17 2015-07-07 General Electric Company Self-lubricating brush seal assembly and method of reducing leakage
US20130064638A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 Moorthi Subramaniyan Boundary Layer Blowing Using Steam Seal Leakage Flow
US9279364B2 (en) 2011-11-04 2016-03-08 Ener-Core Power, Inc. Multi-combustor turbine
US9273606B2 (en) 2011-11-04 2016-03-01 Ener-Core Power, Inc. Controls for multi-combustor turbine
US9328660B2 (en) 2012-03-09 2016-05-03 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation and multiple flow paths
US8980192B2 (en) 2012-03-09 2015-03-17 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation below flameout temperature
US8926917B2 (en) 2012-03-09 2015-01-06 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with adiabatic temperature above flameout temperature
US9267432B2 (en) 2012-03-09 2016-02-23 Ener-Core Power, Inc. Staged gradual oxidation
US8807989B2 (en) 2012-03-09 2014-08-19 Ener-Core Power, Inc. Staged gradual oxidation
US9371993B2 (en) 2012-03-09 2016-06-21 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation below flameout temperature
US9273608B2 (en) 2012-03-09 2016-03-01 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation and autoignition temperature controls
US9567903B2 (en) 2012-03-09 2017-02-14 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat transfer
US9726374B2 (en) 2012-03-09 2017-08-08 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with flue gas
US9328916B2 (en) 2012-03-09 2016-05-03 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat control
US8844473B2 (en) 2012-03-09 2014-09-30 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with reciprocating engine
US9206980B2 (en) 2012-03-09 2015-12-08 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation and autoignition temperature controls
US8980193B2 (en) 2012-03-09 2015-03-17 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation and multiple flow paths
US9017618B2 (en) 2012-03-09 2015-04-28 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat exchange media
US9381484B2 (en) 2012-03-09 2016-07-05 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with adiabatic temperature above flameout temperature
US9234660B2 (en) 2012-03-09 2016-01-12 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat transfer
US9353946B2 (en) 2012-03-09 2016-05-31 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat transfer
US9359947B2 (en) 2012-03-09 2016-06-07 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat control
US9347664B2 (en) 2012-03-09 2016-05-24 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat control
US9534780B2 (en) 2012-03-09 2017-01-03 Ener-Core Power, Inc. Hybrid gradual oxidation
US9359948B2 (en) 2012-03-09 2016-06-07 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with heat control
US8671917B2 (en) 2012-03-09 2014-03-18 Ener-Core Power, Inc. Gradual oxidation with reciprocating engine
US9938895B2 (en) 2012-11-20 2018-04-10 Dresser-Rand Company Dual reheat topping cycle for improved energy efficiency for compressed air energy storage plants with high air storage pressure
US9587505B2 (en) 2013-12-05 2017-03-07 General Electric Company L brush seal for turbomachinery application
US9322287B2 (en) 2014-06-03 2016-04-26 General Electric Company Brush seal for turbine
CN106894850A (zh) * 2017-04-26 2017-06-27 全南县韬寻机械设备开发有限公司 一种防止汽油机漏汽的装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US885032A (en) * 1907-06-24 1908-04-21 Sebastian Ziani De Ferranti Fluid packing.
NL22091C (ja) * 1926-05-12
CH528010A (de) * 1971-02-19 1972-09-15 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zum Beeinflussen des Schwingungsverhaltens
JPS6093101A (ja) * 1983-10-28 1985-05-24 Hitachi Ltd 蒸気タ−ビンのロ−タの温度上昇防止装置
DE3742814C2 (de) * 1987-12-17 1996-07-04 Bbc Brown Boveri & Cie Mehrgehäusige Dampfturbine
US6131911A (en) * 1992-11-19 2000-10-17 General Electric Co. Brush seals and combined labyrinth and brush seals for rotary machines
US5678898A (en) * 1995-04-17 1997-10-21 General Electric Company Method for making a brush seal
US5630590A (en) * 1996-03-26 1997-05-20 United Technologies Corporation Method and apparatus for improving the airsealing effectiveness in a turbine engine
US5613829A (en) * 1996-05-03 1997-03-25 General Electric Company Gas turbine subassembly having a brush seal
CA2205877A1 (en) * 1996-06-28 1997-12-28 General Electric Company Brush seals and combined labyrinth and brush seals for rotary machines
DE19639328A1 (de) * 1996-09-25 1998-03-26 Asea Brown Boveri Vorrichtung zur Dichtung eines Spaltes zwischen Rotor und Gehäuse einer Strömungsmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001349440A (ja) * 2000-04-13 2001-12-21 Mtu Aero Engines Gmbh ブラシ形シール

Also Published As

Publication number Publication date
EP0976913A2 (en) 2000-02-02
US6053699A (en) 2000-04-25
DE69934846D1 (de) 2007-03-08
DE69934846T2 (de) 2007-10-18
EP0976913A3 (en) 2001-01-03
KR20000011912A (ko) 2000-02-25
US6260269B1 (en) 2001-07-17
KR100731655B1 (ko) 2007-06-25
EP0976913B1 (en) 2007-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000097002A (ja) ブラシシ―ルアセンブリを有する蒸気タ―ビン
US7559741B2 (en) Turbomachine having an axially displaceable rotor
US3656862A (en) Segmented seal assembly
US6398488B1 (en) Interstage seal cooling
US3836279A (en) Seal means for blade and shroud
JP5525119B2 (ja) タービン組立体及びそのタービンシュラウド
JP4778603B2 (ja) ガスタービンの第３段バケット用の冷媒供給系
US6896482B2 (en) Expanding sealing strips for steam turbines
US8517686B2 (en) Flow passage for gas turbine engine
JP2000130604A (ja) ハイブリッドシ―ルおよびそのようなハイブリッドシ―ルを含む回転機械
JP2000291804A (ja) 封じ集成体とそれを持つ回転機械
US7955048B2 (en) Steam turbines
US20060275106A1 (en) Blade neck fluid seal
EP0343361A1 (en) Turbine vane shroud sealing system
JP2010019261A (ja) タービンダブテール用のスプリングシール
JPH04228836A (ja) タービンエンジン二重反転ロータのエアーホイル段に用いる段間シール構造
JPS62170734A (ja) 遷移ダクトシ−ル構造体
JP2011140943A (ja) 逆圧力勾配シール機構
JP2011220330A (ja) タービンロータディスク間の取付けアセンブリ及びタービンロータディスクを取付けるための方法
US4421454A (en) Turbines
US5746573A (en) Vane segment compliant seal assembly
US8047767B2 (en) High pressure first stage turbine and seal assembly
JP4308388B2 (ja) タービンロータを蒸気冷却するためのボアチューブアセンブリ
US20180328207A1 (en) Gas turbine engine component having tip vortex creation feature
EP3012409A1 (en) Turbine assembly

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060725

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060725

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080729

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20081028

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20081031

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090324