JP2000161006A - Steam turbine blade, steam turbine using it, steam turbine power generating plant, and high strength martensite steel - Google Patents

Steam turbine blade, steam turbine using it, steam turbine power generating plant, and high strength martensite steel

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JP2000161006A
JP2000161006A JP10333677A JP33367798A JP2000161006A JP 2000161006 A JP2000161006 A JP 2000161006A JP 10333677 A JP10333677 A JP 10333677A JP 33367798 A JP33367798 A JP 33367798A JP 2000161006 A JP2000161006 A JP 2000161006A
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重義 中村
Takeshi Onoda
武志 小野田
Masao Shiga
正男 志賀
Makoto Hiraga
平賀  良
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lengthen a final stage moving blade of a steam turbine, and generate power with a high efficiency by forming a length of a blade part to a specified value of more, subjecting inclination of a width direction of the blade part to be in nearly parallel with an axial direction of a rotary shaft in the vicinity of an implant part, inclining a tip end of the blade part by a specified value from an axial direction, and making the blade part of martensite steel. SOLUTION: A width direction of blade part 51 of a long blade of 40 inches or more is gradually inclined by 65 to 85 degrees from an axial direction at a tip end of the blade, and a blade implant part 52 is nearly in parallel with the axial direction of an axis. The long blade material is made of martensite steel including Co: 15 to 0.25%, Si: 0.25% or less, Mn: 0.90% or less, Cr: 8.0 to 13.0%, Ni: 2 to 3.5%, Mo: 1.5 to 3.5%, V: 0.05 to 0.35%, total quantity of one kind or two kinds of Nb and Ta is 0.02 to 0.20%, and N: 0.04 to 0.15%, in a weight ratio. The long blade has to be improved in high cycle fatigue strength simultaneously in tension strength. Accordingly, a metal texture of the blade material is made of full temper martensite texture.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は新規な蒸気タービン
翼に係り、特に低圧蒸気タービンの最終段動翼として1
2%Cr系鋼を用いた低圧蒸気タービンとそれを用いた
蒸気タービン発電プラントに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel steam turbine blade, and more particularly to a steam turbine blade for a low pressure steam turbine.
The present invention relates to a low-pressure steam turbine using 2% Cr-based steel and a steam turbine power plant using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、蒸気タービン用動翼には12Cr
−Mo−Ni−V−N鋼が使用されている。近年、省エ
ネルギーの観点からガスタービンの熱効率の向上が、省
スペースの観点から機器のコンパクト化が望まれてい
る。
2. Description of the Related Art At present, 12Cr
-Mo-Ni-VN steel is used. In recent years, it has been desired to improve the thermal efficiency of gas turbines from the viewpoint of energy saving, and to reduce the size of equipment from the viewpoint of space saving.

【0003】熱効率の向上及び機器のコンパクト化には
蒸気タービン翼の長翼化が有効な手段である。そのため
に低圧蒸気タービン最終段の翼長は年々上昇の傾向にあ
る。これに伴って、蒸気タービンの翼の使用条件も厳し
くなり、これまでの12Cr−Mo−Ni−V−N鋼で
は強度不足で、より強度の高い材料が必要である。長翼
材の強度としては、機械的特性の基本である、引張強さ
が要求される。
[0003] To improve the thermal efficiency and make the equipment compact, it is effective means to increase the length of the steam turbine blades. Therefore, the blade length of the last stage of the low-pressure steam turbine tends to increase year by year. Along with this, the operating conditions of the blades of the steam turbine have become severe, and the strength of the conventional 12Cr-Mo-Ni-VN steel is insufficient, and a material having higher strength is required. As the strength of the long wing material, a tensile strength, which is a basic mechanical property, is required.

【0004】また、破壊に対する安全性確保の観点か
ら、高強度で高靭性が要求される。
Further, from the viewpoint of ensuring safety against fracture, high strength and high toughness are required.

【0005】引張強さが従来の12Cr−Mo−Ni−
V−N鋼(マルテンサイト系鋼)より高い構造材料とし
て、Ni基合金及びCo基合金が一般に知られている
が、熱間加工性,切削性及び振動減衰特性が劣るので、
翼材としては望ましくない。
[0005] The tensile strength of the conventional 12Cr-Mo-Ni-
Ni-based alloys and Co-based alloys are generally known as structural materials higher than VN steel (martensitic steel), but they are inferior in hot workability, machinability and vibration damping properties.
It is not desirable as a wing material.

【0006】また、低圧蒸気タービン用最終段動翼材と
それを用いた低圧蒸気タービン及び蒸気タービン発電プ
ラントはWO97/30272号公報に開示されてい
る。
Further, a last-stage blade material for a low-pressure steam turbine, and a low-pressure steam turbine and a steam turbine power plant using the same are disclosed in WO97 / 30272.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の公報に
は低圧蒸気タービンの最終段動翼として、回転数3000rp
m に対し翼部長さ43インチ,3600rpm に対し3
5.8 インチ翼について示されているが、それ以上の翼
部長さに対しては具体的に開示されていないし、その翼
形状及び低圧蒸気タービンの大きさについても全く開示
されていない。
However, the aforementioned publication discloses a low-pressure steam turbine as a last stage rotor blade having a rotation speed of 3000 rpm.
wing length 43 inches for m, 3 for 3600 rpm
Although a 5.8-inch blade is shown, there is no specific disclosure for longer blade lengths, nor is there any disclosure of the blade shape or low pressure steam turbine size.

【0008】本発明の目的は、翼部長さとして3000
rpm に対して46インチ以上又は3600rpm に対して
38インチ以上を達成することができるマルテンサイト
鋼からなる蒸気タービン翼、それを用いた低圧蒸気ター
ビンと蒸気タービン発電プラント及び高強度マルテンサ
イト鋼を提供するにある。
An object of the present invention is to provide a wing length of 3000.
Provide a steam turbine blade made of martensite steel capable of achieving 46 inches or more for rpm or 38 inches or more for 3600 rpm, a low-pressure steam turbine and a steam turbine power plant using the same, and a high-strength martensitic steel. To be.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、翼部長さが4
0インチ以上であり、前記翼部の幅方向の傾きが植込み
部近傍が回転軸の軸方向に対してほぼ平行であり、翼部
先端が前記軸方向に対して65〜85度傾いており、マ
ルテンサイト鋼よりなることを特徴とする蒸気タービン
翼にある。その角度は70〜80度が好ましい。
According to the present invention, a wing portion having a wing length of 4 is provided.
0 inches or more, the inclination in the width direction of the wing portion is substantially parallel to the axial direction of the rotation axis near the implanted portion, the tip of the wing portion is tilted by 65 to 85 degrees with respect to the axial direction, A steam turbine blade characterized by being made of martensitic steel. The angle is preferably 70 to 80 degrees.

【0010】本発明は、20℃Vノッチ衝撃値(kg−m
/cm2)yが室温の引張強さ(kg/mm2)xより以下の式に
よって求められる値以上であるマルテンサイト鋼よりな
ることを特徴とする蒸気タービン翼にある。
According to the present invention, a 20 ° C. V notch impact value (kg-m
/ Cm 2 ) y is a martensitic steel having a tensile strength at room temperature (kg / mm 2 ) x equal to or greater than a value determined by the following equation.

【0011】y=−0.29x+45 本発明は、翼部長さが3000rpmに対し45インチ以
上又は3600rpmに対し37.5 インチ以上であり、
植込み部が45インチ以上に対し9本以上及び37.5
インチ以上に対し7本以上であるフォーク型又は4段以
上の突起を有する逆クリスマスツリー型であり、マルテ
ンサイト鋼よりなることを特徴とする蒸気タービン翼に
ある。
Y = -0.29x + 45 In the present invention, the wing length is 45 inches or more for 3000 rpm or 37.5 inches or more for 3600 rpm.
9 or more and 37.5 for 45 inches or more
A steam turbine blade characterized by being a fork type having seven or more inches or more or an inverted Christmas tree type having four or more projections and made of martensitic steel.

【0012】本発明は、翼部長さが40インチ以上であ
り、前記翼部先端の幅に対する植込み部幅が2.1〜2.
5倍であるマルテンサイト鋼よりなることを特徴とする
蒸気タービン翼にある。
In the present invention, the length of the wing is 40 inches or more, and the width of the implanted portion with respect to the width of the tip of the wing is 2.1 to 2.2.
A steam turbine blade characterized in that the blade is made of martensite steel that is five times as large.

【0013】本発明は、翼部長さが3000rpmに対し
45インチ以上又は3600rpmに対し37.5 インチ
以上であり、前記翼部先端部のリーデング側にエロージ
ョン防止シールド部が設けられ、植込み部がフォーク型
で、ロータシャフトへの固定用ピン挿入孔が複数段に設
けられ、該挿入孔の直径は前記翼部側がその反対側より
大きくマルテンサイト鋼よりなることを特徴とする蒸気
タービン翼にある。
According to the present invention, the wing length is 45 inches or more for 3000 rpm or 37.5 inches or more for 3600 rpm, an erosion prevention shield portion is provided on the leading side of the tip of the wing portion, and the implant portion is a fork. The steam turbine blade is characterized in that a plurality of fixing pin insertion holes for a rotor shaft are provided in a plurality of stages, and the diameter of the insertion hole is larger on the wing side than on the opposite side and made of martensitic steel.

【0014】本発明は、高圧タービン,中圧タービン及
び2台の低圧タービンをタンデムに結合し、前記高圧タ
ービン及び中圧タービンへの蒸気入口温度が593℃以
上及び回転数が3000又は3600rpm である蒸気タ
ービン発電プラントにおいて、前記低圧タービンのいず
れも最終段動翼は〔翼部長さ(インチ)×前記回転数
(rpm)〕が129000以上で、マルテンサイト鋼より
なり、前記最終段動翼の平均直径が前記3000rpm に
対し3520mm以上好ましくは3600〜3750mm又は前
記3600rpm に対し2930mm以上好ましくは300
0〜3130mmであることを特徴とし、前述の蒸気ター
ビン翼を最終段動翼に用いるのが好ましい。
According to the present invention, a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and two low-pressure turbines are connected in tandem, and the steam inlet temperature to the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine is 593 ° C. or more and the rotation speed is 3000 or 3600 rpm. In the steam turbine power plant, the last stage blade of each of the low pressure turbines has a blade length (inch) × the number of revolutions (rpm) of 129000 or more, is made of martensitic steel, and has an average of the last stage blade. The diameter is 3520 mm or more, preferably 3600 to 3750 mm for the 3000 rpm or 2930 mm or more, preferably 300 mm for the 3600 rpm.
It is characterized in that it is 0 to 3130 mm, and it is preferable to use the above-mentioned steam turbine blade as a final stage rotor blade.

【0015】本発明は、高圧タービンと低圧タービンと
発電機及び中圧タービンと低圧タービンと発電機をタン
デムに結合し、前記高圧タービン及び中圧タービンへの
蒸気入口温度が593℃以上及び回転数が3000又は
3600rpm である蒸気タービン発電プラントにおい
て、前記低圧タービンのいずれも最終段動翼は〔翼部長
さ(インチ)×前記回転数(rpm)〕が129000以上
で、マルテンサイト鋼よりなり、前記最終段動翼の平均
直径が前記3000rpm に対し2800mm以上好ましく
は3000〜3040mm又は前記3600rpm に対し2
330mm以上好ましくは2400〜2530mmであるこ
とを特徴とし、最終段動翼に前述の蒸気タービン翼を用
いるのが好ましい。
According to the present invention, a high-pressure turbine, a low-pressure turbine, and a generator, and an intermediate-pressure turbine, a low-pressure turbine, and a generator are coupled in tandem. Is 3000 or 3600 rpm, the final stage rotor blade of any of the low-pressure turbines has a blade length (inch) × the number of revolutions (rpm) of 129000 or more, and is made of martensitic steel. The average diameter of the final stage rotor blade is 2800 mm or more for the above 3000 rpm, preferably 3000 to 3040 mm, or 2 to 3600 rpm.
It is 330 mm or more, preferably 2400 to 2530 mm, and it is preferable to use the above-mentioned steam turbine blade for the last stage rotor blade.

【0016】本発明は、高圧部・中圧部一体型タービン
及び1台又は2台の低圧タービンをタンデムに結合し、
前記高圧部及び中圧部への蒸気入口温度が593℃以上
及び回転数が3000rpm又は3600rpmである蒸気タ
ービン発電プラントにおいて、前記低圧タービンのいず
れも最終段動翼は〔翼部長さ(インチ)×前記回転数
(rpm)〕が129000以上で、マルテンサイト鋼より
なり、前記最終段動翼の平均直径が前記3000rpm に
対し2540mm以上好ましくは2610〜2770mm又は前
記3600rpm に対し2120mm以上好ましくは217
0〜2310mmであることを特徴とし、最終段動翼とし
て前述の蒸気タービン翼を用いるのが好ましい。
According to the present invention, a high pressure / intermediate pressure integrated turbine and one or two low pressure turbines are connected in tandem.
In a steam turbine power plant in which the steam inlet temperature to the high-pressure section and the medium-pressure section is 593 ° C. or higher and the number of revolutions is 3000 rpm or 3600 rpm, the last stage rotor blade of each of the low-pressure turbines has a blade length (inch) × The rotation speed (rpm)] is 129000 or more, and is made of martensitic steel, and the average diameter of the final stage rotor blade is 2540 mm or more, preferably 2610 to 2770 mm for the 3000 rpm, or 2120 mm or more, preferably 217 mm for the 3600 rpm.
It is characterized in that it is 0 to 2310 mm, and it is preferable to use the above-mentioned steam turbine blade as the last stage rotor blade.

【0017】本発明は、ロータシャフトと、該ロータシ
ャフトに植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を
案内する静翼及び該静翼を保持するケーシングを有し、
回転数が3000rpm 又は3600rpm である低圧蒸気
タービンにおいて、前記動翼は左右対称に各5段以上有
し、前記ロータシャフト中心部に初段が植設された複流
構造であり、最終段動翼は〔翼部長さ(インチ)×前記
回転数(rpm)〕が129000以上で、マルテンサイト
鋼よりなり、前記最終段動翼の平均直径が前記3000
rpm に対し3520mm以上又は前記3600rpm に対し
2930mm以上であること、最終段動翼は〔翼部長さ
(インチ)×前記回転数(rpm)〕が129000以上
で、マルテンサイト鋼よりなり、前記最終段動翼の平均
直径が前記3000rpm に対し2800mm以上又は前記
3600rpm に対し2330mm以上であること、又は最
終段動翼は〔翼部長さ(インチ)×前記回転数(rpm)〕
が129000以上で、マルテンサイト鋼よりなり、前
記最終段動翼の平均直径が前記3000rpm に対し25
40mm以上又は前記3600rpm に対し2120mm以上
であることを特徴とする低圧蒸気タービンにある。
The present invention has a rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam to the moving blade, and a casing for holding the stationary blade.
In a low-pressure steam turbine having a rotation speed of 3000 rpm or 3600 rpm, the moving blade has a left-right symmetrical five-stage or more each stage, and has a double-flow structure in which the first stage is implanted in the center of the rotor shaft, and the last-stage blade is [ Blade length (inch) × the number of revolutions (rpm)] is 129000 or more, is made of martensite steel, and the average diameter of the final stage rotor blade is 3000
3520 rpm or more or 3930 rpm or more and 2930 mm or more. The final stage rotor blade has a [wing length (inch) × the number of revolutions (rpm)] of 129000 or more and is made of martensitic steel. The average diameter of the moving blade is 2800 mm or more for the above 3000 rpm or 2330 mm or more for the above 3600 rpm, or the last stage moving blade is [wing length (inch) × the number of revolutions (rpm)].
Is more than 129000 and is made of martensitic steel, and the average diameter of the last stage blade is 25 with respect to the 3000 rpm.
A low-pressure steam turbine characterized by being at least 40 mm or at least 2120 mm at 3600 rpm.

【0018】本発明は、ロータシャフトと、該ロータシ
ャフトに植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を
案内する静翼及び該静翼を保持するケーシングを有する
低圧蒸気タービンにおいて、前記動翼の最終段が前述の
蒸気タービン翼からなることを特徴とする。
The present invention relates to a low-pressure steam turbine having a rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam to the rotating blade, and a casing for holding the stationary blade. The last stage of the moving blade is constituted by the steam turbine blade described above.

【0019】本発明は、重量で、C0.19〜0.25
%,Si0.25%以下,Mn0.90%以下,Cr8.
0〜13.0%,Ni2〜3.5% ,Mo1.5〜3.5
%,V0.05〜0.35%,Nb及びTaの1種又は2
種の合計量が0.02〜0.20%及びN0.04〜0.1
5%を含有することを特徴とする高強度マルテンサイト
鋼にある。
The present invention relates to a method for preparing C19.
%, Si 0.25% or less, Mn 0.90% or less, Cr 8.
0 to 13.0%, Ni 2 to 3.5%, Mo 1.5 to 3.5
%, V 0.05 to 0.35%, one or two of Nb and Ta
0.02 to 0.20% total seed and 0.04 to 0.1 N
High strength martensitic steel characterized by containing 5%.

【0020】本発明は、高圧タービン,中圧タービン及
び低圧タービンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラ
ントにおいて、前記低圧タービンの最終段動翼の翼部長
さに対する前記高圧タービン及び中圧タービンをタンデ
ムに結合した軸受間距離及びタンデムに結合した2台の
前記低圧タービンの軸受間距離の合計の比が26〜30
であること、前記低圧タービンの最終段動翼の翼部長さ
に対する前記高圧タービンの軸受間距離の比が3.5〜
6.0であること、前記低圧タービンの最終段動翼の翼
部長さに対する前記中圧タービンの軸受間距離の比が
4.0〜6.0であること、前記低圧タービンの最終段動
翼の翼部長さに対するタンデムに結合した2台の前記低
圧タービンの軸受間距離の合計の比が15.5〜17.5
であることのいずれか又は組合せが好ましい。
The present invention provides a steam turbine power plant having a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine, and a low-pressure turbine separately, wherein the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine are tandem with respect to the blade length of the last-stage moving blade of the low-pressure turbine. The ratio of the sum of the distances between the bearings connected to each other and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem is 26 to 30.
The ratio of the distance between the bearings of the high-pressure turbine to the blade length of the last stage rotor blades of the low-pressure turbine is 3.5 to 3.5.
6.0, wherein the ratio of the distance between the bearings of the intermediate pressure turbine to the blade length of the last stage rotor blade of the low pressure turbine is 4.0 to 6.0, and the last stage rotor blade of the low pressure turbine. The ratio of the total distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to the blade length of the tandem is 15.5 to 17.5.
Any or a combination of the above is preferred.

【0021】本発明は、蒸気タービン発電プラントにお
いて、該発電プラントの定格出力(MW)に対する前記
高圧タービン及び中圧タービンをタンデムに結合した軸
受間距離、及びタンデムに結合した2台の前記低圧ター
ビンの軸受間距離の合計距離(mm)の比が28.0〜32.
0であること、高圧タービンが、該発電プラントの定格
出力(MW)に対する前記高圧タービンの軸受間距離
(mm)の比が3.5〜6.5であること、中圧タービンが
該発電プラントの定格出力(MW)に対する前記中圧タ
ービンの軸受間距離(mm)の比が4.0〜7.0であるこ
と、低圧タービンが該発電プラントの定格出力(MW)
に対するタンデムに結合した2台の前記低圧タービンの
軸受間距離(mm)の比が16.0〜19.0であることの
いずれか又は組合せが好ましい。
According to the present invention, in a steam turbine power plant, a distance between bearings in which the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine are connected in tandem with respect to a rated output (MW) of the power plant, and two low-pressure turbines connected in tandem The ratio of the total distance between bearings (mm) is 28.0 to 32.
0, the ratio of the bearing distance (mm) of the high pressure turbine to the rated output (MW) of the power plant is 3.5 to 6.5, and the medium pressure turbine is The ratio of the distance between bearings (mm) of the intermediate pressure turbine to the rated output (MW) of the low pressure turbine is 4.0 to 7.0, and the low pressure turbine is the rated output (MW) of the power plant.
It is preferable that the ratio of the distance (mm) between the bearings of the two low-pressure turbines coupled in tandem to the above is 16.0 to 19.0 or any combination thereof.

【0022】本発明は、高圧タービンと中圧タービンと
を一体にした高中圧一体タービン及び低圧タービンを備
えた蒸気タービン発電プラントであって、前記低圧ター
ビンの最終段動翼の翼部長さに対する前記高中圧一体タ
ービンの軸受間距離及びタンデムに結合した2台の前記
低圧タービンの軸受間距離の合計の比が24〜28であ
ること、前記低圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対
する前記高中圧一体タービンの軸受間距離の比が5.5
〜7.0であること、前記低圧タービンの最終段動翼の
翼部長さに対するタンデムに結合した2台の前記低圧タ
ービンの軸受間距離の比が15.0〜17.5であること
のいずれか又は組合せが好ましい。
The present invention relates to a steam turbine power plant including a high-to-medium pressure integrated turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated. The ratio of the sum of the distance between the bearings of the high-to-medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines coupled in tandem is 24-28, and the height-to-middle ratio with respect to the blade length of the last stage blade of the low-pressure turbine. The ratio of bearing distance of pressure integrated turbine is 5.5
And the ratio of the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine is 15.0 to 17.5. Or combinations are preferred.

【0023】本発明は、高圧タービンと中圧タービンと
を一体にした高中圧一体タービン及び低圧タービンを備
えた蒸気タービン発電プラントであって、前記低圧ター
ビンの最終段動翼の翼部長さに対する前記高中圧一体タ
ービンの軸受間距離及び1台の前記低圧タービンの軸受
間距離の合計の比が11.5〜15.5であること、前記
低圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対する前記高中
圧一体タービンの軸受間距離の比が4.5〜6.0である
こと、前記低圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対す
る前記1台の低圧タービンの軸受間距離の比が4.5〜
6.5であることのいずれか又は組合せが好ましい。
The present invention relates to a steam turbine power plant including a high-to-medium pressure integrated turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated. The ratio of the total distance between the bearings of the high-to-medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of one of the low-pressure turbines is 11.5 to 15.5. The ratio of the distance between the bearings of the pressure-integrated turbine is 4.5 to 6.0, and the ratio of the distance between the bearings of the one low-pressure turbine to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine is 4.5. ~
Any or a combination of 6.5 is preferred.

【0024】本発明は、高圧タービンと中圧タービンと
を一体にした高中圧一体タービン及び低圧タービンを備
えた蒸気タービン発電プラントであって、前記発電プラ
ントの定格出力(MW)に対する前記高中圧一体タービ
ンの軸受間距離及びタンデムに結合した2台の前記低圧
タービンの軸受間距離の合計距離(mm)の比が35.0〜
39.5であること、前記発電プラントの定格出力(M
W)に対する前記高中圧一体タービンの軸受間距離(mm)
の比が8.0〜11.0であること、前記発電プラントの
定格出力(MW)に対するタンデムに結合した2台の前
記低圧タービンの軸受間距離の合計距離(mm)の比が2
1.0〜25.5であることのいずれか又は組合せが好ま
しい。
The present invention relates to a steam turbine power plant including a high-to-medium pressure integrated turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, wherein the high-to-medium pressure integrated power with respect to a rated output (MW) of the power plant is provided. The ratio of the total distance (mm) between the bearing distance of the turbine and the bearing distance of the two low-pressure turbines coupled in tandem is 35.0 to 35.0.
39.5, the rated output of the power plant (M
W) Distance between bearings of high- and medium-pressure integrated turbine (mm)
And the ratio of the total distance (mm) between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to the rated power (MW) of the power plant is 2
Any or a combination of 1.0 to 25.5 is preferred.

【0025】本発明は、高圧タービンと中圧タービンと
を一体にした高中圧一体タービン及び低圧タービンを備
えた蒸気タービン発電プラントであって、前記発電プラ
ントの定格出力(MW)に対する前記高中圧一体タービ
ンの軸受間距離及び1台の前記低圧タービンの軸受間距
離の合計の比が22.0〜26.5であること、前記発電
プラントの定格出力(MW)に対する前記高中圧一体タ
ービンの軸受間距離(mm)の比が8.0〜11.0である
こと、前記発電プラントの定格出力(MW)に対する前
記1台の低圧タービンの軸受間距離(mm)の比が8.5
〜11.5であることのいずれか又は組合せが好まし
い。
The present invention relates to a steam turbine power plant including a high-to-medium pressure integrated turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, wherein the high-to-medium pressure integrated power with respect to a rated output (MW) of the power plant is provided. The ratio of the total distance between the bearings of the turbine and the distance between the bearings of one of the low-pressure turbines is 22.0 to 26.5, and the ratio between the bearings of the high and medium pressure integrated turbine with respect to the rated output (MW) of the power plant. The ratio of the distance (mm) is 8.0 to 11.0, and the ratio of the bearing distance (mm) of the one low-pressure turbine to the rated output (MW) of the power plant is 8.5.
Any or a combination of 〜11.5 is preferred.

【0026】上述の要件は以下の発明に適用できるもの
である。
The above requirements are applicable to the following invention.

【0027】本発明は、前述の蒸気タービン発電プラン
トにおいて、前記高圧タービン及び中圧タービン又は高
中圧タービンは初段動翼への水蒸気入口温度が593〜
660℃(好ましくは610〜620℃,620〜630
℃,630〜640℃)の範囲に対し、前記低圧タービ
ンは初段動翼への水蒸気入口温度が350〜400℃の
範囲に対し、前記高圧タービン及び中圧タービン又は高
中圧タービンの前記水蒸気入口温度にさらされるロータ
シャフト又はロータシャフト,動翼,静翼及び内部ケー
シングの全部がCr8〜13重量%を含有する高強度マ
ルテンサイト鋼によって構成され、又はこれらのうち前
記動翼の初段又は2段、又は3段までをNi基合金によ
って構成されることが好ましい。
According to the present invention, in the above-described steam turbine power plant, the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine or the high-to-medium pressure turbine have a steam inlet temperature to the first-stage moving blade of 593 to 593.
660 ° C (preferably 610 to 620 ° C, 620 to 630
C., 630 to 640 ° C.), the low-pressure turbine has a steam inlet temperature to the first stage rotor blade of 350 to 400 ° C., and the steam inlet temperature of the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine or the high-medium-pressure turbine. The rotor shaft or rotor shaft, rotor blades, stator blades and inner casing which are exposed to all are composed of high-strength martensitic steel containing 8 to 13% by weight of Cr, or among them, the first or second stage of the rotor blades, Alternatively, it is preferable that up to three stages are made of a Ni-based alloy.

【0028】本発明は、ロータシャフトと、該ロータシ
ャフトに植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を
案内する静翼及び該静翼を保持する内部ケーシングを有
し、前記水蒸気の前記動翼の初段に流入する温度が59
3〜660℃及び圧力が250kgf/cm2以上(好ましくは
246〜316kgf/cm2)又は170〜200kgf/cm
2 であって、前記ロータシャフト又はロータシャフトと
動翼及び静翼の少なくとも初段とが各蒸気温度(好まし
くは610℃,625℃,640℃,650℃,660
℃)に対応した温度での105 時間クリープ破断強度が
10kgf/mm以上(好ましくは17kgf/mm2
上)であるCr8.5〜13重量%(好ましくは10.5
〜11.5重量%)を含有する全焼戻しマルテンサイト
組織を有する高強度マルテンサイト鋼からなり、又はこ
れらのうち前記動翼の初段又は2段又は3段までをNi
基合金からなり、前記内部ケーシングが前記各蒸気温度
に対応した温度での105時間クリープ破断強度が10k
gf/mm2以上(好ましくは10.5kgf/mm2以上)であ
るCr8〜9.5重量%を含有するマルテンサイト鋳鋼
からなる高圧蒸気タービン,中圧蒸気タービン又は高圧
側タービンより出た蒸気を加熱し、高圧側入口温度と同
等以上に加熱して中圧側タービンに送る高中圧一体型蒸
気タービンとするのが好ましい。
The present invention has a rotor shaft, a rotor blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam to the rotor blade, and an inner casing for holding the stationary blade. The temperature at which steam enters the first stage of the bucket is 59
3 to 660 ° C and a pressure of 250 kgf / cm 2 or more (preferably 246 to 316 kgf / cm 2 ) or 170 to 200 kgf / cm
2 , wherein the rotor shaft or the rotor shaft and at least the first stage of the moving blade and the stationary blade have respective steam temperatures (preferably 610 ° C., 625 ° C., 640 ° C., 650 ° C., 660 ° C.).
° C.) 10 5 h creep rupture strength at a temperature corresponding to the 10 kgf / mm 2 or more (preferably Cr8.5~13 wt% is 17 kgf / mm 2 or higher) (preferably 10.5
(11.5% by weight) and a high-strength martensitic steel having a fully tempered martensite structure, or the first stage, the second stage, or the third stage of the bucket is made of Ni.
A base alloy, and the inner casing has a 10 5 hour creep rupture strength of 10 k at a temperature corresponding to each of the steam temperatures.
The steam discharged from a high-pressure steam turbine, a medium-pressure steam turbine or a high-pressure side turbine made of a martensitic cast steel containing 8 to 9.5% by weight of Cr having a gf / mm 2 or more (preferably 10.5 kgf / mm 2 or more) It is preferable to use a high-to-medium pressure integrated steam turbine which heats the fuel and heats it to a temperature equal to or higher than the high-pressure side inlet temperature and sends it to the medium pressure side turbine.

【0029】高圧タービン及び中圧タービン又は高中圧
一体型蒸気タービンにおいて、前記ロータシャフト又は
前記動翼及び静翼の少なくとも一方の初段が重量で、C
0.05〜0.20%,Si0.6%以下、好ましくは0.1
5%以下,Mn1.5%以下、好ましくは0.05〜1.
5%,Cr8.5〜13%、好ましくは9.5〜13%,
Ni0.05〜1.0%,V0.05〜0.5%、好ましく
は0.05〜0.35%,Nb及びTaの少なくとも1種
0.01〜0.20%,N0.01〜0.1%、好ましくは
0.01〜0.06%,Mo1.5%以下、好ましくは0.
05〜1.5%,W0.1〜4.0%、好ましくは1.0〜
4.0%,Co10%以下、好ましくは0.5〜10%,
B0.03%以下、好ましくは0.0005〜0.03%
を含み、78%以上のFeを有する高強度マルテンサイ
ト鋼が好ましく、593〜660℃の蒸気温度に対応す
るのが好ましく、又はC0.1〜0.25%,Si0.6
%以下,Mn1.5%以下,Cr8.5〜13%,Ni0.
05〜1.0%,V0.05〜0.5%,W0.10〜0.
65%,Nb及びTaの少なくとも1種0.01〜0.2
0% ,Al0.1%以下,Mo1.5%以下,N0.02
5〜0.1%を有し、80%以上のFeを有する高強度
マルテンサイト鋼が好ましく、600〜620℃未満に対
応するのが好ましい。前記内部ケーシングは重量でC
0.06〜0.16%,Si0.5% 以下,Mn1%以下,
Ni0.2〜1.0%,Cr8〜12%,V0.05〜0.
35%,Nb及びTaの少なくとも1種0.01〜0.1
5%,N0.01〜0.8%,Mo1%以下,W1〜4
%,B0.0005〜0.003%を含み、85%以上の
Feを有する高強度マルテンサイト鋼からなるのが好ま
しい。
In the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine or the high- and intermediate-pressure integrated steam turbine, the first stage of the rotor shaft or at least one of the moving blade and the stationary blade is C
0.05 to 0.20%, Si 0.6% or less, preferably 0.1
5% or less, Mn 1.5% or less, preferably 0.05 to 1.
5%, Cr 8.5-13%, preferably 9.5-13%,
Ni 0.05 to 1.0%, V 0.05 to 0.5%, preferably 0.05 to 0.35%, at least one of Nb and Ta 0.01 to 0.20%, N 0.01 to 0. 0.1%, preferably 0.01 to 0.06%, Mo 1.5% or less, preferably 0.1%
0.5 to 1.5%, W 0.1 to 4.0%, preferably 1.0 to 1.0%
4.0%, Co 10% or less, preferably 0.5 to 10%,
B 0.03% or less, preferably 0.0005 to 0.03%
High strength martensitic steel containing 78% or more of Fe is preferable, and preferably corresponds to a steam temperature of 593 to 660 ° C, or C 0.1 to 0.25%, Si 0.6
%, Mn 1.5% or less, Cr 8.5-13%, Ni 0.5%
0.05 to 1.0%, V 0.05 to 0.5%, W 0.10 to 0.1%.
65%, at least one of Nb and Ta 0.01 to 0.2
0%, Al 0.1% or less, Mo 1.5% or less, N 0.02
High-strength martensitic steel with 5 to 0.1% and 80% or more Fe is preferred and preferably corresponds to 600 to less than 620 ° C. The inner casing is C by weight
0.06-0.16%, Si 0.5% or less, Mn 1% or less,
Ni 0.2-1.0%, Cr 8-12%, V 0.05-0.5.
35%, at least one of Nb and Ta 0.01 to 0.1
5%, N 0.01 to 0.8%, Mo 1% or less, W1 to 4
%, B 0.0005 to 0.003%, and is preferably made of a high-strength martensitic steel having 85% or more of Fe.

【0030】本発明に係る高圧蒸気タービンは、前記動
翼が9段以上、好ましくは10段以上有し、初段が複流
であり、前記ロータシャフトは軸受中心間距離(L)が50
00mm以上(好ましくは5100〜6500mm)及び前記
静翼が設けられた部分での最小直径(D)が660mm以
上(好ましくは680〜740mm)であり、前記(L/
D)が6.8〜9.9(好ましくは7.9〜8.7)である
Cr9〜13重量%を含有する高強度マルテンサイト鋼
からなるのが好ましい。
In the high-pressure steam turbine according to the present invention, the rotor blade has at least nine stages, preferably at least ten stages, the first stage has a double flow, and the rotor shaft has a bearing center distance (L) of 50 or more.
The minimum diameter (D) at the portion where the stationary blade is provided is 660 mm or more (preferably 680 to 740 mm), and the (L /
It is preferable to comprise a high-strength martensitic steel containing 9 to 13% by weight of Cr whose D) is 6.8 to 9.9 (preferably 7.9 to 8.7).

【0031】本発明に係る中圧蒸気タービンは、前記動
翼が左右対称に各6段以上を有し、前記ロータシャフト
中心部に初段が植設された複流構造であり、前記ロータ
シャフトは軸受中心間距離(L)が5000mm以上(好
ましくは5100〜6500mm)及び前記静翼が設けら
れた部分での最小直径(D)が630mm以上(好ましく
は650〜710mm)であり、前記(L/D)が7.0
〜9.2(好ましくは7.8〜8.3)であるCr9〜1
3重量%を含有する高強度マルテンサイト鋼からなるの
が好ましい。
The medium-pressure steam turbine according to the present invention has a double-flow structure in which the rotor blades have six stages or more in a symmetrical manner, and the first stage is implanted at the center of the rotor shaft. The center-to-center distance (L) is 5000 mm or more (preferably 5100 to 6500 mm), and the minimum diameter (D) at the portion where the stator vanes are provided is 630 mm or more (preferably 650 to 710 mm). ) Is 7.0
9.1 to 9.2 (preferably 7.8 to 8.3)
It preferably consists of a high strength martensitic steel containing 3% by weight.

【0032】本発明に係る低圧蒸気タービンは、前記動
翼が左右対称に各5段以上、好ましくは6段以上有し、
前記ロータシャフト中心部に初段が植設された複流構造
であり、前記ロータシャフトは軸受中心間距離(L)が
6500mm以上(好ましくは6600〜7500mm)及
び前記静翼が設けられた部分での最小直径(D)が75
0〜1300mm(好ましくは760〜900mm)であ
り、前記(L/D)が5〜10、好ましくは7〜10
(より好ましくは8.0〜9.0)である前述のNi3.
25〜4.25重量%を含有するNi−Cr−Mo−V
低合金鋼からなるものが好ましい。
[0032] In the low-pressure steam turbine according to the present invention, the moving blade has left-right symmetrically five or more stages, preferably six or more stages,
The rotor shaft has a double-flow structure in which a first stage is implanted at a center portion thereof. The rotor shaft has a bearing center distance (L) of 6500 mm or more (preferably 6600 to 7500 mm) and a minimum at a portion where the stationary blade is provided. Diameter (D) is 75
0 to 1300 mm (preferably 760 to 900 mm), and the (L / D) is 5 to 10, preferably 7 to 10
(More preferably 8.0 to 9.0).
Ni-Cr-Mo-V containing 25 to 4.25% by weight
Those made of low alloy steel are preferred.

【0033】さらに、本発明は、前述の蒸気タービン発
電プラントにおいて、前記高圧タービン及び中圧タービ
ン又は高中圧タービンは初段動翼への水蒸気入口温度が
593〜660℃、前記低圧タービンは初段動翼への水
蒸気入口温度が350〜400℃であり、前記高圧ター
ビンのロータシャフトの初段動翼植設部及び前記初段動
翼のメタル温度が前記高圧タービンの初段動翼への水蒸
気入口温度より40℃以上(好ましくは水蒸気温度より
20〜35℃低くし)下まわらないようにし、前記中圧
タービンのロータシャフトの初段動翼植設部及び初段動
翼のメタル温度が前記中圧タービンの初段動翼への水蒸
気入口温度より75℃以上(好ましくは水蒸気温度より
50〜70℃低くし)下まわらないようにするのが好し
い。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned steam turbine power plant, the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine or the high-to-medium-pressure turbine have a steam inlet temperature to the first-stage moving blade of 593 to 660 ° C., and the low-pressure turbine has the first-stage moving blade. And the metal temperature of the first stage moving blade implanted portion of the rotor shaft of the high pressure turbine and the metal temperature of the first stage moving blade is 40 ° C. higher than the steam inlet temperature to the first stage moving blade of the high pressure turbine. The temperature of the first stage rotor blades and the metal temperature of the first stage rotor blades of the rotor shaft of the intermediate pressure turbine should be kept below (preferably 20 to 35 ° C. lower than the steam temperature). It is preferable that the temperature is not lower than 75 ° C. or higher (preferably lower by 50 to 70 ° C. than the steam temperature) than the inlet temperature of steam.

【0034】さらに、本発明は、石炭燃焼ボイラと、該
ボイラによって得られた水蒸気によって駆動する蒸気タ
ービンと、該蒸気タービンによって駆動する単機又は2
台以上、好ましくは2台で1000MW以上の発電出力
を有する発電機を備えた石炭燃焼火力発電プラントにお
いて、前記蒸気タービンは前述の構成からなり、前記ボ
イラの過熱器によって前記高圧タービンの初段動翼への
水蒸気入口温度より3℃以上(好ましくは3〜10℃、
より好ましくは3〜7℃)高い温度に加熱した水蒸気を
前記高圧タービンの初段動翼に流入し、前記高圧タービ
ンを出た水蒸気を前記ボイラの再熱器によって前記中圧
タービンの初段動翼への水蒸気入口温度より2℃以上
(好ましくは2〜10℃、より好ましくは2〜5℃)高
い温度に加熱して前記中圧タービンの初段動翼に流入
し、前記中圧タービンより出た水蒸気を好ましくは前記
ボイラの節炭器によって前記低圧タービンの初段動翼へ
の水蒸気入口温度より3℃以上(好ましくは3〜10
℃、より好ましくは3〜6℃)高い温度に加熱して前記
低圧タービンの初段動翼に流入させるものが好ましい。
Further, the present invention relates to a coal-fired boiler, a steam turbine driven by steam obtained by the boiler, and a single unit or two driven by the steam turbine.
In a coal-fired thermal power plant provided with at least two, preferably two generators having a power output of at least 1000 MW, the steam turbine has the above-mentioned configuration, and the first stage rotor of the high-pressure turbine is heated by the superheater of the boiler. 3 ° C or more (preferably 3 to 10 ° C,
More preferably, the steam heated to a high temperature flows into the first stage rotor of the high-pressure turbine, and the steam exiting the high-pressure turbine is sent to the first stage rotor of the intermediate-pressure turbine by the reheater of the boiler. Is heated to a temperature 2 ° C. or higher (preferably 2 to 10 ° C., and more preferably 2 to 5 ° C.) higher than the steam inlet temperature of the steam turbine, flows into the first stage moving blades of the intermediate-pressure turbine, and exits from the intermediate-pressure turbine. Is preferably 3 ° C. or more (preferably 3 to 10 ° C.) from the steam inlet temperature to the first-stage bucket of the low-pressure turbine by the boiler's economizer.
(Preferably 3 to 6 ° C.), and is preferably heated to a high temperature to flow into the first stage blade of the low-pressure turbine.

【0035】前述の低圧蒸気タービンにおいて、前記初
段動翼への水蒸気入口温度は350〜400℃(好まし
くは360〜380℃)が好ましい。
In the low-pressure steam turbine described above, the steam inlet temperature to the first-stage bucket is preferably 350 to 400 ° C. (preferably 360 to 380 ° C.).

【0036】前述の高圧蒸気タービンにおいて、前記動
翼は7段以上(好ましくは9〜12段)及び翼部長さが
前記水蒸気流の上流側から下流側で25〜180mm有
し、前記ロータシャフトの前記動翼の植込み部直径は前
記静翼に対応する部分の直径より大きく、前記植込み部
の軸方向の幅は前記下流側が上流側に比べ3段階以上
(好ましくは4〜7段階)段階的に大きく、前記翼部長
さに対する比率が0.2〜1.6(好ましくは0.30〜
1.30、より好ましくは0.65〜0.95)で前記上
流側から下流側に従って小さくなっていること、隣り合
う各段の前記翼部長さの比は2.3 以下で、該比率が徐
々に下流側で大きく、前記翼部長さは前記下流側が上流
側に比べて大きくなっていること、前記ロータシャフト
の前記静翼部に対応する部分の軸方向の幅は前記下流側
が上流側に比べ2段階以上(好ましくは2〜4段階)段
階的に小さく、前記動翼の下流側翼部長さに対する比率
が4.5以下の範囲で前記下流側になるに従って段階的
に前記比率が小さくなっていることのいずれか又は組合
せが好ましい。
In the high-pressure steam turbine described above, the moving blade has 7 stages or more (preferably 9 to 12 stages), and the blade portion has a length of 25 to 180 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow. The diameter of the implanted portion of the moving blade is larger than the diameter of the portion corresponding to the stationary blade, and the axial width of the implanted portion is three or more steps (preferably 4 to 7 steps) on the downstream side compared with the upstream side. The ratio to the wing length is 0.2 to 1.6 (preferably 0.30 to 1.6).
1.30, and more preferably 0.65 to 0.95), decreasing from the upstream side to the downstream side, and the ratio of the wing length of each adjacent stage is 2.3 or less, and the ratio is less than 2.3. The wing portion length is gradually increased on the downstream side, and the wing portion length is larger on the downstream side than on the upstream side, and the axial width of a portion of the rotor shaft corresponding to the stationary blade portion is on the downstream side on the upstream side. The ratio becomes smaller stepwise in two or more stages (preferably two to four stages), and gradually decreases as the ratio of the moving blade to the downstream wing portion length decreases to the downstream side in a range of 4.5 or less. Any or a combination of the above is preferred.

【0037】前述の中圧蒸気タービンにおいて、前記動
翼は左右対称に6段以上(好ましくは6〜9段)有する
複流構造及び翼部長さが前記水蒸気流の上流側から下流
側で60〜300mm有し、前記ロータシャフトの前記動
翼の植込み部直径は前記静翼に対応する部分の直径より
大きく、前記植込み部の軸方向の幅は前記下流側が上流
側に比べ2段階以上(好ましくは2〜6段階)で段階的
に大きくなっており、前記翼部長さに対する比率が0.
35〜0.80(好ましくは0.5〜0.7)で前記上流
側から下流側に従って小さくなっていること、隣り合う
前記翼部長さは前記下流側が上流側に比べて大きくなっ
ており、その比は1.3 以下(好ましくは1.1〜1.
2)で徐々に前記下流側で大きくなっていること、前記
ロータシャフトの前記静翼部に対応する部分の軸方向幅
は前記下流側が上流側に比べ2段階以上(好ましくは3
〜6段階)で段階的に小さくなっており、前記動翼の下
流側翼部長さに対する比率が0.80〜2.50(好まし
くは1.0〜2.0)の範囲で前記下流側になるに従って
段階的に前記比率が小さくなっていることのいずれか又
は組合せが好ましい。
In the above-mentioned medium-pressure steam turbine, the moving blade has a double flow structure having six or more stages (preferably 6 to 9 stages) symmetrically, and the blade length is 60 to 300 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow. The diameter of the implanted portion of the rotor blade of the rotor shaft is larger than the diameter of a portion corresponding to the stationary blade, and the axial width of the implanted portion is two or more steps (preferably 2 steps) at the downstream side as compared to the upstream side. ~ 6 stages), and the ratio to the wing length is 0.1%.
35 to 0.80 (preferably 0.5 to 0.7), decreasing from the upstream side to the downstream side, and the length of the adjacent wings is larger at the downstream side than at the upstream side, The ratio is 1.3 or less (preferably 1.1 to 1.
In step 2), the width of the rotor shaft gradually increases on the downstream side, and the axial width of the portion corresponding to the stationary blade portion of the rotor shaft is two or more steps (preferably 3 steps) on the downstream side as compared with the upstream side.
~ 6 stages), and the downstream side of the rotor blade is in the downstream side in a ratio of 0.80 to 2.50 (preferably 1.0 to 2.0). It is preferable that the ratio is gradually reduced according to any one or combination of the above.

【0038】本発明に係る前述の低圧蒸気タービンにお
いて、前記動翼は左右対称に各6段以上(好ましくは8
〜10段)有する複流構造及び翼部長さが前記水蒸気流
の上流側から下流側に従って80〜1300mm有し、前
記ロータシャフトの前記動翼の植込み部直径は前記静翼
に対応する部分の直径より大きく、前記植込み部の軸方
向の幅は前記下流側が上流側に比べ好ましくは3段階以
上(より好ましくは4〜7段階)で段階的に大きくなっ
ており、前記翼部長さに対する比率が0.2〜0.7(好
ましくは0.3〜0.55)で前記上流側から下流側に従
って小さくなっていること、隣り合う各段の前記翼部長
さは前記下流側が上流側に比べて大きくなっており、そ
の比は1.2〜1.8(好ましくは1.4〜1.6)の範囲
で徐々に前記下流側で前記比率が大きくなっているこ
と、前記ロータシャフトの前記静翼部に対応する部分の
軸方向の幅は前記下流側が上流側に比べ好ましくは3段
階以上(より好ましくは4〜7段階)で段階的に大きく
なっており、前記動翼の隣り合う下流側翼部長さに対す
る比率が0.2〜1.4(好ましくは0.25〜1.25特
に0.5〜0.9)の範囲で前記下流側になるに従って段
階的に前記比率が小さくなっていることのいずれか又は
組合せが好ましい。
In the above-described low-pressure steam turbine according to the present invention, the moving blades are symmetrically arranged in six or more stages (preferably, eight stages).
10 to 10 stages) having a double-flow structure and a blade length of 80 to 1300 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow, wherein the diameter of the rotor blade impeller portion is larger than the diameter of the portion corresponding to the stator blade. Preferably, the axial width of the implanted portion is gradually increased in the downstream side as compared with the upstream side in three or more stages (more preferably, four to seven stages), and the ratio to the wing length is 0.1. 2 to 0.7 (preferably 0.3 to 0.55), decreasing from the upstream side to the downstream side, and the length of the wing portion of each adjacent stage is larger at the downstream side than at the upstream side. The ratio is gradually increased in the downstream side in a range of 1.2 to 1.8 (preferably 1.4 to 1.6), and the stationary blade portion of the rotor shaft The axial width of the portion corresponding to Compared with the upstream side, it is preferably increased stepwise in three or more stages (more preferably 4 to 7 stages), and the ratio of the moving blade to the adjacent downstream blade portion length is 0.2 to 1.4 (preferably Any one or combination of the ratios gradually decreasing toward the downstream side in the range of 0.25 to 1.25, particularly 0.5 to 0.9) is preferable.

【0039】前述の高圧蒸気タービンにおいて、ロータ
シャフトは前記静翼に対応する部分の直径が前記動翼植
込み部に対応する部分の直径より小さく、前記静翼に対
応する前記直径の軸方向の幅は前記水蒸気流の上流側が
下流側に比較して2段階以上(好ましくは2〜4段階)
で段階的に大きくなっており、前記動翼の最終段とその
手前との間の幅は前記動翼の2段目と3段目との間の幅
の0.75〜0.95倍(好ましくは0.8〜0.9倍より
好ましくは0.82〜0.88)であり、前記ロータシャ
フトの前記動翼部植込み部軸方向の幅は前記水蒸気流の
下流側が上流側に比較して3段階以上(好ましくは4〜
7段階)で段階的に大きくなっており、前記動翼の最終
段の軸方向の幅は前記2段目の軸方向の幅に対して1〜
2倍(好ましくは1.4〜1.7倍)であるのが好まし
い。
In the above-described high-pressure steam turbine, the rotor shaft has a portion corresponding to the stationary blade having a diameter smaller than that of the portion corresponding to the rotor blade implantation portion, and an axial width of the diameter corresponding to the stationary blade. Means that the upstream side of the steam flow is at least two stages (preferably two to four stages) compared to the downstream side
The width between the last stage of the moving blade and the front thereof is 0.75 to 0.95 times the width between the second stage and the third stage of the moving blade ( It is preferably 0.8 to 0.9 times, more preferably 0.82 to 0.88), and the width of the rotor shaft in the axial direction of the rotor blade implant portion is smaller on the downstream side of the steam flow than on the upstream side. At least three stages (preferably 4 to
7), and the axial width of the last stage of the rotor blade is 1 to 1 with respect to the axial width of the second stage.
It is preferably twice (preferably 1.4 to 1.7 times).

【0040】前述の中圧蒸気タービンにおいて、前記動
翼は6段以上有し、前記ロータシャフトは前記静翼に対
応する部分の直径が前記動翼植込み部に対応する部分の
直径より小さく、前記静翼に対応する前記直径の軸方向
の幅は前記水蒸気流の上流側が下流側に比較して好まし
くは2段階以上(より好ましくは3〜6段階)で段階的
に大きくなっており、前記動翼の最終段とその手前との
間の幅は前記動翼の初段と2段目との間の幅の0.5〜
0.9倍(好ましくは0.65〜0.75倍)であり、前
記ロータシャフトの前記動翼部植込み部軸方向の幅は前
記水蒸気流の下流側が上流側に比較して好ましくは2段
階以上(好ましくは3〜6段階)で段階的に大きくなっ
ており、前記動翼の最終段の軸方向の幅は前記初段の軸
方向の幅に対して0.8〜2倍(好ましくは1.2〜1.5
倍)であるのが好ましい。
In the above-mentioned medium pressure steam turbine, the rotor blade has six or more stages, and the rotor shaft has a portion corresponding to the stationary blade having a diameter smaller than that of the portion corresponding to the rotor blade implantation portion. The axial width of the diameter corresponding to the stationary blade is preferably increased stepwise at two or more stages (more preferably 3 to 6 stages) on the upstream side of the steam flow as compared with the downstream side. The width between the last stage and the front of the blade is 0.5 to 0.5 of the width between the first stage and the second stage of the bucket.
0.9 times (preferably 0.65 to 0.75 times), and the width of the rotor shaft in the axial direction of the moving blade portion implanted portion is preferably two stages on the downstream side of the steam flow as compared with the upstream side. As described above (preferably in 3 to 6 stages), the axial width of the last stage of the rotor blade is 0.8 to 2 times (preferably 1 to 2) the axial width of the first stage. .2 to 1.5
Times).

【0041】前述の低圧蒸気タービンにおいて、前記動
翼は左右対称に8段以上とする複流構造を有し、前記ロ
ータシャフトは前記静翼に対応する部分の直径が前記動
翼植込み部に対応する部分の直径より小さく、前記静翼
に対応する前記直径の軸方向の幅は前記水蒸気流の上流
側が下流側に比較して好ましくは3段階以上(より好ま
しくは4〜7段階)で段階的に大きくなっており、前記
動翼の最終段とその手前との間の幅は前記動翼の初段と
2段目との間の幅の1.5〜3.0倍(好ましくは2.0
〜2.7倍)であり、前記ロータシャフトの前記動翼部
植込み部軸方向の幅は前記水蒸気流の下流側が上流側に
比較して好ましくは3段階以上(より好ましくは4〜7
段階)で段階的に大きくなっており、前記動翼の最終段
の軸方向の幅は前記初段の軸方向の幅に対して5〜8倍
(好ましくは6.2〜7.0倍)であるのが好ましい。
In the low-pressure steam turbine described above, the moving blade has a double flow structure having eight stages or more symmetrically, and the rotor shaft has a portion corresponding to the stationary blade having a diameter corresponding to the moving blade implanted portion. The axial width of the diameter smaller than the diameter of the portion and corresponding to the stationary blade is preferably three or more stages (more preferably four to seven stages) on the upstream side of the steam flow as compared with the downstream side. The width between the last stage of the moving blade and the front stage is 1.5 to 3.0 times (preferably 2.0) the width between the first stage and the second stage of the moving blade.
The width of the rotor shaft in the axial direction of the rotor blade implanted portion is preferably three or more stages on the downstream side of the steam flow as compared with the upstream side (more preferably 4 to 7 times).
And the axial width of the last stage of the rotor blade is 5 to 8 times (preferably 6.2 to 7.0 times) the axial width of the first stage. Preferably it is.

【0042】本発明に係る高圧,中圧及び高中圧タービ
ンのロータ材においては、全焼戻しマルテンサイト組織
として、高い高温強度と低温靭性並びに高い疲労強度を
得るために、Cr当量を4〜8に成分調整することが好
ましい。
In the rotor material of the high-pressure, medium-pressure and high-medium-pressure turbine according to the present invention, the Cr equivalent is set to 4 to 8 in order to obtain a high-temperature strength, a low-temperature toughness and a high fatigue strength as a fully tempered martensite structure. It is preferable to adjust the components.

【0043】本発明に係る高中圧一体型蒸気タービン
は、高圧側前記動翼は7段以上好ましくは8段以上及び
中圧側前記動翼は5段以上好ましくは6段以上有し、前
記ロータシャフトは軸受中心間距離(L)が6000mm以
上(好ましくは6100〜7000mm)及び前記静翼が設け
られた部分での最小直径(D)が660mm以上(好まし
くは620〜760mm)であり、前記(L/D)が8.
0〜11.3(好ましくは9.0〜10.0)であるCr
9〜13重量%を含有する高強度マルテンサイト鋼から
なることが好ましい。
In the high / intermediate pressure integrated steam turbine according to the present invention, the high pressure side moving blade has 7 or more stages, preferably 8 or more stages, and the medium pressure side moving blade has 5 or more stages, preferably 6 or more stages. Has a bearing center distance (L) of 6000 mm or more (preferably 6100 to 7000 mm) and a minimum diameter (D) at a portion where the stationary blade is provided is 660 mm or more (preferably 620 to 760 mm); / D) is 8.
0 to 11.3 (preferably 9.0 to 10.0) Cr
It is preferred to be made of a high-strength martensitic steel containing 9 to 13% by weight.

【0044】本発明に係る低圧タービン用動翼は左右対
称に各5段以上好ましくは6段以上有する複流構造及び
翼部長さが前記水蒸気流の上流側から下流側に従って8
0〜1300mmの範囲内にあり、前記ロータシャフトの
前記動翼の植込み部直径は前記静翼に対応する部分の直
径より大きく、前記植込み部の軸方向付根部の幅は末広
がりに前記翼部植込み部の幅より大きく、前記下流側か
ら上流側に従って段階的に小さくなっており、前記翼部
長さに対する比率が0.25〜0.80であること、隣り
合う各段の前記翼部長さは前記下流側が上流側に比べて
大きくなっており、その比は1.2〜1.7の範囲で、前
記下流側で前記翼部長さが徐々に大きくなっているこ
と、前記ロータシャフトの前記動翼の植込み部付根部の
軸方向の幅は少なくとも3段階で前記下流側が上流側に
比べ大きくなっており、末広がりに前記翼部植込み部の
幅より大きくなっていることのいずれか又は組合せが好
ましい。
The blade for a low-pressure turbine according to the present invention has a double-flow structure having five or more stages, preferably six or more stages in a bilaterally symmetric manner, and a blade length of 8 from the upstream side to the downstream side of the steam flow.
0 to 1300 mm, the diameter of the blade portion of the rotor shaft is larger than the diameter of the portion corresponding to the stationary blade, and the width of the root portion in the axial direction of the blade portion is widened. The width is larger than the width of the portion, and gradually decreases from the downstream side to the upstream side, the ratio to the wing length is 0.25 to 0.80, and the wing length of each adjacent stage is The downstream side is larger than the upstream side, and the ratio is in the range of 1.2 to 1.7. The blade length is gradually increased on the downstream side, and the rotor blade of the rotor shaft is It is preferable that the axial width of the root portion of the implant portion is larger in the downstream side than in the upstream side in at least three stages, and is wider or wider than the width of the wing implant portion.

【0045】本発明に係る高中圧一体型蒸気タービンは
高圧側の前記動翼が6段以上、好ましくは7段以上及び
翼部長さが前記水蒸気流の上流側から下流側で25mmか
ら200mm有し、前記ロータシャフトの前記動翼の植込
み部直径は前記静翼に対応する部分の直径より大きく、
前記植込み部の軸方向付根部の幅は前記上流側が下流側
に比べ段階的に大きく、前記翼部長さに対する比率が
0.20〜1.60、好ましくは0.25〜1.30で前記
上流側から下流側に従って大きくなっており、中圧側の
前記動翼は左右対称に5段以上有し、翼部長さが前記水
蒸気流の上流側から下流側で100〜350mm有し、前
記ロータシャフトの前記動翼の植込み部直径は前記静翼
に対応する部分の直径より大きく、前記植込み部付根部
の軸方向の幅は最終段を除き前記下流側が上流側に比べ
大きくなっており、前記翼部長さに対する比率が0.3
5〜0.80、好ましくは0.40〜0.75で前記上流
側から下流側に従って小さくなっていること、隣り合う
各段の前記翼部長さの比は1.05〜1.35で、前記翼
部長さは前記下流側が上流側に比べて徐々に大きくなっ
ており、中圧部前記動翼は5段以上有し、翼部長さが前
記水蒸気流の上流側から下流側で100〜350mm有
し、隣り合う前記翼部長さは前記下流側が上流側に比べ
て大きくなっており、その比は1.10〜1.30で徐々
に前記下流側で大きくなっていること、前記ロータシャ
フトは前記静翼に対応する部分の直径が前記動翼植込み
部に対応する部分の直径より小さく、前記動翼の植込み
部付根部の軸方向の幅は初段部が最も大きく、前記水蒸
気流の上流側から下流側に従って2段以上、好ましくは
3段階以上で段階的に大きくなっており、中圧側の前記
動翼は5段以上有し、前記ロータシャフトは前記静翼に
対応する部分の直径が前記動翼植込み部に対応する部分
の直径より小さく、前記動翼の植込み部付根部の軸方向
の幅は前記水蒸気流の上流側が下流側に比較して好まし
くは4段階以上で段階的に異なっており、前記動翼の初
段は2段より、最終段が他の段より大きく、初段及び2
段目は末広がりになっていることのいずれか又は組合せ
が好ましい。本発明に係る高圧,中圧,高中圧タービン
用内部ケーシング材は95%以上の焼戻しマルテンサイ
ト組織(δフェライト5%以下)となるように合金組成
を調整して高い高温調度と低温靭性並びに高い疲労強度
を得るために、次式の各元素の含有量を重量%として計
算されるCr当量を4〜10に成分調整した8〜12%
Cr鋳鋼において、特に、625℃,105hクリープ
破断強度10kgf/mm2以上,室温衝撃吸収エネルギー
1kgf−m以上にすることが好ましい。
In the high- and medium-pressure integrated steam turbine according to the present invention, the moving blade on the high pressure side has 6 stages or more, preferably 7 stages or more, and the blade length is 25 mm to 200 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow. An implant diameter of the rotor blade of the rotor shaft is larger than a diameter of a portion corresponding to the stationary blade,
The width of the root portion in the axial direction of the implanted portion is gradually larger on the upstream side than on the downstream side, and the ratio to the wing length is 0.20 to 1.60, preferably 0.25 to 1.30, and From the side to the downstream, the blades on the medium pressure side have five or more stages symmetrically, the blade length is 100 to 350 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow, and the rotor shaft has The diameter of the implanted portion of the rotor blade is larger than the diameter of a portion corresponding to the stationary blade, and the axial width of the root portion of the implanted portion is larger on the downstream side than on the upstream side except for the last stage, and the blade length The ratio to the height is 0.3
5 to 0.80, preferably 0.40 to 0.75, decreasing from the upstream side to the downstream side, the ratio of the wing length of each adjacent stage is 1.05 to 1.35, The blade length is gradually larger on the downstream side than on the upstream side, the intermediate pressure section has five or more blades, and the blade length is 100 to 350 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow. The length of the adjacent wings is greater on the downstream side than on the upstream side, and the ratio is 1.10 to 1.30, and gradually increases on the downstream side. The diameter of the portion corresponding to the stationary blade is smaller than the diameter of the portion corresponding to the bucket implant, and the axial width of the root of the implant of the bucket is the largest in the first stage, and the upstream side of the steam flow. 2 or more stages, preferably 3 or more stages, The rotor blade on the medium pressure side has five or more stages, and the rotor shaft has a portion corresponding to the stationary blade having a diameter smaller than that of the portion corresponding to the rotor blade implantation portion; The width in the axial direction of the root portion of the implanted portion is preferably different from the downstream side on the upstream side of the steam flow preferably in four or more stages, and the first stage of the blade is more than two stages, and the last stage is another stage. First stage and 2 larger than stage
It is preferable that any one of the steps is divergent or a combination thereof. The internal casing material for high-, medium-, and high-pressure turbines according to the present invention is adjusted in alloy composition so as to have a tempered martensite structure of 95% or more (δ ferrite of 5% or less) to provide high high-temperature preparation, low-temperature toughness and high temperature. In order to obtain the fatigue strength, the Cr equivalent calculated assuming the content of each element of the following formula as% by weight is adjusted to 4 to 10 to 8 to 12%.
In the case of Cr cast steel, it is particularly preferable that the creep rupture strength at 625 ° C. and 10 5 h is 10 kgf / mm 2 or more and the impact absorption energy at room temperature is 1 kgf-m or more.

【0046】Cr当量=Cr+6Si+4Mo+1.5
W+11V+5Nb−40C−30N−30B−2Mn
−4Ni−2Co+2.5Ta (1)低圧蒸気タービン用長翼材の成分について 本発明に係る低圧タービン用最終段動翼は前述の特定の
関係を有する低圧蒸気タービンとの関係を有するものに
ついて次の組成を有するものである。その組成は、重量
比で、C0.15〜0.25%,Si0.25%以下,M
n0.90%以下,Cr8.0〜13.0%,Ni2〜3.
5%,Mo1.5〜3.5%,V0.05〜0.35% ,
Nb及びTaの1種又は2種の合計量が0.02〜0.2
0%、及びN0.04〜0.15%を含有するマルテンサ
イト鋼からなることが好ましい。
Cr equivalent = Cr + 6Si + 4Mo + 1.5
W + 11V + 5Nb-40C-30N-30B-2Mn
-4Ni-2Co + 2.5Ta (1) Components of long blade material for low pressure steam turbine The last stage rotor blade for low pressure turbine according to the present invention has the following relationship with the low pressure steam turbine having the above-mentioned specific relationship. It has a composition. The composition is, by weight ratio, C 0.15 to 0.25%, Si 0.25% or less, M
n 0.90% or less, Cr 8.0-13.0%, Ni 2-3.
5%, Mo 1.5-3.5%, V 0.05-0.35%,
The total amount of one or two of Nb and Ta is from 0.02 to 0.2
It is preferable to consist of martensitic steel containing 0% and 0.04 to 0.15% of N.

【0047】この蒸気タービン長翼は、高速回転による
高い遠心応力と振動応力に耐えるため引張強さが高いと
同時に、高サイクル疲労強度が高くなければならない。
そのために、翼材の金属組織は、有害なδフェライトが
存在すると、疲労強度を著しく低下させるので、全焼戻
しマルテンサイト組織でなければならない。
The long blade of the steam turbine must have high tensile strength and high cycle fatigue strength in order to withstand high centrifugal stress and vibration stress caused by high-speed rotation.
Therefore, the metal structure of the blade material must be a fully tempered martensitic structure, since the presence of harmful δ ferrite significantly reduces the fatigue strength.

【0048】本発明鋼は前述した式で計算されるCr当
量が10以下になるように成分調整され、δフェライト
相を実質的に含まないようにすることが必要である。
The composition of the steel of the present invention must be adjusted so that the Cr equivalent calculated by the above-mentioned formula becomes 10 or less, and it is necessary that the steel does not substantially contain a δ ferrite phase.

【0049】長翼材の引張強さは130kgf/mm2
上、好ましくは138.5kgf/mm2 以上である。
The tensile strength of the long wing material is 130 kgf / mm 2 or more, preferably 138.5 kgf / mm 2 or more.

【0050】また均質で高強度の蒸気タービン長翼材を
得るために、調質熱処理として、溶解・鍛造後に、10
00℃〜1100℃(好ましくは1000〜1055
℃)で好ましくは0.5〜3 時間加熱保持後室温まで急
冷する(特に油焼入れが好ましい)焼入れを行い、次
に、550〜620℃で焼戻し、特に550℃〜570
℃で好ましくは1〜6時間加熱保持後室温まで冷却する
1次焼戻しと、560℃〜590℃で好ましくは1〜6
時間加熱保持後室温まで冷却する2次焼戻しの2回以上
の焼戻し熱処理が施されるのが好ましい。2次焼戻し温
度は1次焼戻し温度より高くするのが好ましく、特に1
0〜30℃高くするのが好ましく、より15〜20℃高
くするのが好ましい。
Further, in order to obtain a homogeneous and high-strength steam turbine long blade material, a refining heat treatment is performed after melting and forging.
00 ° C to 1100 ° C (preferably 1000 to 1055
C.) for 0.5 to 3 hours, and then quenched by quenching to room temperature (especially oil quenching is preferred), followed by tempering at 550 to 620 ° C., especially 550 to 570 ° C.
C. for 1 to 6 hours, followed by primary tempering to cool to room temperature and 560 to 590.degree. C., preferably 1 to 6 hours.
It is preferable to perform two or more tempering heat treatments of a secondary tempering of cooling to room temperature after heating and holding for a time. The secondary tempering temperature is preferably higher than the primary tempering temperature.
Preferably, the temperature is increased by 0 to 30 ° C, more preferably by 15 to 20 ° C.

【0051】本発明は、低圧タービン最終段翼部長さは
60サイクル発電用の3600rpm蒸気タービン及び5
0サイクル発電用の3000rpm 蒸気タービンに対し、
前述のように〔翼部長さ(インチ)×回転数(rpm)〕値
を129000以上とするものである。3600rpm に
対しては909mm(35.8″)以上、好ましくは965
mm(38″)〜1067mm(42″)、より好ましくは
1016mm(40″)以下であり、3000rpm に対し
ては1092mm(43″)以上、好ましくは1168mm
(46″)〜1270mm(50″)、より好ましくは121
9mm(48″)以下である。
The present invention relates to a low pressure turbine last stage blade having a length of 3600 rpm for 60 cycle power generation and a 5600 rpm steam turbine.
For a 3000rpm steam turbine for zero cycle power generation,
As described above, the value of [wing length (inch) × rotation speed (rpm)] is 129000 or more. 909 mm (35.8 ") or more for 3600 rpm, preferably 965 mm
mm (38 ") to 1067 mm (42"), more preferably 1016 mm (40 ") or less, and for 3000 rpm, 1092 mm (43") or more, preferably 1168 mm.
(46 ") to 1270 mm (50"), more preferably 121
9 mm (48 ") or less.

【0052】本発明に係る後述する最終段動翼における
平均直径は3000rpm に対し43″,46″翼及び36
00rpm に対し36″,38″翼について示したが、更
に3000rpm で50″翼及び3600rpm で40″翼
に対しても後述する実施例に示す値の延長線上に設定す
ることができる。
The average diameter of the last stage rotor blade described below according to the present invention is 43 ″, 46 ″ blade and 36
Although 36 "and 38" blades are shown for 00 rpm, it is possible to set the values for the 50 "blade at 3000 rpm and the 40" blade at 3600 rpm on the extension of the values shown in the embodiments described later.

【0053】また本発明の耐熱鋼からなるブレード材に
おいては、全マルテンサイト組織となるように合金組成
を調整して高い強度と低温靭性並びに疲労強度を得るた
めに、前述によって計算されるCr当量を4〜10に成
分調整することが好ましい。Cは高い引張強さを得るた
めに0.15% 以上、あまりCを多くすると、靭性を低
下させるので0.25% 以下にする。特に、0.19〜
0.25%が好ましく、より0.19〜0.23%が好ま
しい。
Further, in the blade material made of the heat-resistant steel of the present invention, in order to obtain high strength, low-temperature toughness and fatigue strength by adjusting the alloy composition so as to have a whole martensite structure, the Cr equivalent calculated as described above is obtained. Is preferably adjusted to 4 to 10. C is 0.15% or more in order to obtain a high tensile strength, and if C is excessively increased, toughness is reduced. In particular, from 0.19
0.25% is preferable, and 0.19 to 0.23% is more preferable.

【0054】Siは脱酸剤、Mnは脱硫酸・脱酸剤で鋼
の溶解の際に添加するものであり、少量でも効果があ
る。Siはδフェライト生成元素であり、多量の添加
は、疲労及び靭性を低下させる有害なδフェライト生成
の原因になるので、0.25% 以下が好ましい。なお、
カーボン真空脱酸法及びエレクトロスラグ溶解法などに
よればSi添加の必要がなく、Si無添加がよい。特
に、0.10% 以下、より0.05% 以下が好ましい。
Si is a deoxidizing agent, and Mn is a desulfurizing / deoxidizing agent added during melting of steel, and is effective even in a small amount. Si is a δ-ferrite forming element, and if added in a large amount, causes harmful δ-ferrite formation which deteriorates fatigue and toughness, so is preferably not more than 0.25%. In addition,
According to the carbon vacuum deoxidation method, the electroslag melting method, or the like, there is no need to add Si, and it is preferable to add no Si. In particular, it is preferably 0.10% or less, more preferably 0.05% or less.

【0055】少量のMn添加は靭性を向上するが多量の
添加は靭性を低下させるので、0.9%以下が好ましい。
特に、Mnは脱酸剤として有効なので、靭性向上の点か
ら0.4%以下、より0.2%以下が好ましい。
The addition of a small amount of Mn improves the toughness, but the addition of a large amount lowers the toughness.
In particular, since Mn is effective as a deoxidizing agent, it is preferably at most 0.4%, more preferably at most 0.2%, from the viewpoint of improving toughness.

【0056】Crは耐食性と引張強さを高めるが、13
%以上添加するとδフェライト組織生成の原因になる。
8%より少ないと耐食性と引張強さが不十分なので、C
rは8〜13%が好ましい。特に強度の点から10.5
〜12.5%が、より11〜12%好ましい。
Cr enhances corrosion resistance and tensile strength.
% Or more causes formation of a δ ferrite structure.
If it is less than 8%, the corrosion resistance and tensile strength are insufficient, so that C
r is preferably 8 to 13%. Especially 10.5 from the point of strength
~ 12.5% is more preferable.

【0057】Moは固溶強化及び析出強化作用によって
引張強さを高める効果がある。Moは引張強さ向上効果
が不十分であり3%以上になるとδフェライト生成原因
になるので1.5〜3.5%が好ましい。特に、1.8〜
2.7%、より2.0〜2.5%が好ましい。なお、W及
びCoもMoと同じ様な効果があり、より高強度化のた
めに上限で同等の含有量まで含有させることができる。
Mo has the effect of increasing the tensile strength by the action of solid solution strengthening and precipitation strengthening. Mo has an insufficient effect of improving the tensile strength, and if it is 3% or more, it causes the formation of δ ferrite. Therefore, Mo is preferably 1.5 to 3.5%. Especially 1.8 ~
2.7%, more preferably 2.0-2.5%. Note that W and Co have the same effect as Mo, and can be contained up to the same content at the upper limit for higher strength.

【0058】V及びNbは炭化物を析出し引張強さを高
めると同時に靭性向上効果がある。V0.05%,Nb
0.02%以下ではその効果が不十分であり、V0.35
% ,Nb0.2%以下がδフェライト生成の抑制から好
ましい。特にVは0.15〜0.30%、より0.25〜
0.30%、Nbは0.10〜0.20%、より0.12〜
0.18% が好ましい。Nbの代わりにTaを全く同様
に添加でき、複合添加においても合計量で同様の含有量
とすることができる。
V and Nb precipitate carbides to increase tensile strength and also have an effect of improving toughness. V 0.05%, Nb
If the content is less than 0.02%, the effect is insufficient.
%, Nb 0.2% or less is preferable from the viewpoint of suppressing the formation of δ ferrite. In particular, V is 0.15 to 0.30%, more preferably 0.25 to
0.30%, Nb is 0.10 to 0.20%, more than 0.12 to
0.18% is preferred. Ta can be added in exactly the same manner as in place of Nb, and the total content can be made the same in the case of composite addition.

【0059】Niは低温靭性を高めると共に、δフェラ
イト生成の防止効果がある。この効果は、Ni2%以下
では不十分で、3.5% を越える添加で効果が飽和す
る。特に、2.6〜3.2%が好ましい。
Ni has the effect of increasing the low temperature toughness and preventing the formation of δ ferrite. This effect is insufficient when Ni is less than 2%, and the effect is saturated when the addition exceeds 3.5%. In particular, 2.6 to 3.2% is preferable.

【0060】Nは引張強さの向上及びδフェライトの生
成防止に効果があるが0.04% 未満ではその効果が十
分でなく、0.15% を越えると靭性を低下させる。特
に、0.06〜0.10%の範囲で優れた特性が得られ
る。
N is effective in improving the tensile strength and preventing the formation of δ ferrite, but if it is less than 0.04%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 0.15%, the toughness is reduced. In particular, excellent characteristics can be obtained in the range of 0.06 to 0.10%.

【0061】Si,P及びSの低減は、引張強さを損な
わず、低温靭性を高める効果があり、極力低減すること
が望ましい。低温靭性向上の点からSi0.25% 以
下、好ましくは0.1% 以下,P0.015%以下,S
0.015%以下が好ましい。特に、Si0.05%以
下,P0.010%以下,S0.010% 以下が望まし
い。Sb,Sn及びAsの低減も、低温靭性を高める効
果があり、極力低減することが望ましいが、現状製鋼技
術レベルの点から、Sb0.0015% 以下,Sn0.
01%以下、及びAs0.02%以下に限定した。特
に、Sb0.001% 以下,Sn0.005%及びAs
0.01%以下が望ましい。
The reduction of Si, P and S has the effect of increasing the low-temperature toughness without impairing the tensile strength, and it is desirable to reduce it as much as possible. From the viewpoint of improving low-temperature toughness, Si is 0.25% or less, preferably 0.1% or less, P 0.015% or less,
It is preferably at most 0.015%. In particular, it is desirable that Si is 0.05% or less, P is 0.010% or less, and S is 0.010% or less. The reduction of Sb, Sn and As also has the effect of increasing the low-temperature toughness, and it is desirable to reduce it as much as possible. However, from the point of the current steelmaking technology level, Sb 0.0015% or less, Sn0.
01% or less and As is limited to 0.02% or less. In particular, Sb 0.001% or less, Sn 0.005% and As
0.01% or less is desirable.

【0062】さらに、本発明においては、Mn/Ni比
を0.11 以下にすること、又Ti,Zr,Hf,Ta
等のMC炭化物形成元素を1種又は2種,3種,4種の
各々の組合せで合計で0.5% 以下含むものが好まし
い。
Further, in the present invention, the Mn / Ni ratio is set to 0.11 or less, and Ti, Zr, Hf, Ta
It is preferable to use one or a combination of two, three, and four types of MC carbide-forming elements such as the above in a total of 0.5% or less.

【0063】本発明材の熱処理は、まず完全なオーステ
ナイトに変態するに十分な温度,最低1000℃,最高
1100℃に均一加熱し、急冷し(好ましくは油冷)、
次いで550〜570℃の温度に加熱保持・冷却し(第
1次焼戻し)、次いで560〜680℃の温度に加熱保
持・冷却し(第2次焼戻し)を行い、全焼戻しマルテン
サイト組織とするものが好ましい。第2次焼戻しは第1
次焼戻し温度より高い温度とするものである。
In the heat treatment of the material of the present invention, first, the material is uniformly heated to a temperature sufficient to transform completely into austenite, at least 1000 ° C. and at most 1100 ° C., and rapidly cooled (preferably oil-cooled).
Next, it is heated and maintained at a temperature of 550 to 570 ° C. (first tempering), and then heated and maintained at a temperature of 560 to 680 ° C. (secondary tempering) to obtain a fully tempered martensite structure. Is preferred. The second tempering is the first
The temperature is higher than the next tempering temperature.

【0064】最終段動翼の先端リーデングエッヂ部には
Co基合金からなるエロージョン防止層が設けられてい
るのが好ましい。Co基合金は重量でCr25〜30
%,W1.5〜7.0%,C0.5〜1.5%を有する板材
を溶接によって設けるのが好ましい。
It is preferable that an erosion prevention layer made of a Co-based alloy is provided on the leading edge of the tip of the last stage blade. Co-based alloy is Cr25-30 by weight
%, W 1.5 to 7.0%, and C 0.5 to 1.5% are preferably provided by welding.

【0065】本発明に係る低圧蒸気タービン用最終段蒸
気タービン動翼は、前述の低圧タービンに関係するもの
が好ましいが、それ以外に対しても重量比で、C0.1
9〜0.25% ,Si0.25%以下,Mn0.90%以
下,Cr8.0〜13.0%,Ni2〜3.5% ,Mo
1.5〜3.5%,V0.05〜0.35%,Nb及びTa
の1種又は2種の合計量が0.02〜0.20%、及びN
0.04〜0.15%を含有するマルテンサイト鋼からな
るものである。
The last-stage steam turbine blade for a low-pressure steam turbine according to the present invention is preferably related to the above-described low-pressure turbine.
9 to 0.25%, Si 0.25% or less, Mn 0.90% or less, Cr 8.0 to 13.0%, Ni 2 to 3.5%, Mo
1.5-3.5%, V 0.05-0.35%, Nb and Ta
And the total amount of one or two is 0.02 to 0.20%, and N
It is made of martensitic steel containing 0.04 to 0.15%.

【0066】(2)本発明における620〜660℃蒸
気タービンの高圧と中圧又は高中圧一体型のロータシャ
フト,動翼,静翼,内部ケーシング締付ボルト及び中圧
部初段ダイヤフラムを構成するマルテンサイト系耐熱鋼
の組成について説明する。特に、ロータシャフトに好適
である。
(2) A high- and medium-pressure or high-to-medium pressure integrated rotor shaft, moving blades, stationary blades, internal casing fastening bolts, and a middle pressure part first stage diaphragm of the 620 to 660 ° C. steam turbine of the present invention. The composition of the site-based heat-resistant steel will be described. In particular, it is suitable for a rotor shaft.

【0067】Cは焼入れ性を確保し、焼戻し熱処理過程
で炭化物を析出させて高温強度を高めるのに不可欠の元
素であり、また高い引張強さを得るためにも0.05%
以上必要な元素であるが、0.25% を越えると高温に
長時間さらされた場合に金属組織が不安定になり長時間
クリープ破断強度を低下させるので、0.05〜0.20%
が好ましい。望ましくは0.08〜0.20%であり、特
に0.09〜0.15%が好ましい。
C is an indispensable element for securing quenchability, precipitating carbides during the tempering heat treatment process and increasing the high-temperature strength, and 0.05% for obtaining high tensile strength.
The above elements are necessary. However, if the content exceeds 0.25%, the metal structure becomes unstable when exposed to a high temperature for a long time, and the creep rupture strength is reduced for a long time.
Is preferred. It is desirably 0.08 to 0.20%, and particularly preferably 0.09 to 0.15%.

【0068】Mnは脱酸剤等のために添加するものであ
り、少量の添加でその効果は達成され、1.5% を越え
る多量の添加はクリープ破断強度を低下させるので好ま
しくない。特に0.03〜0.20%又は0.3〜0.7%
が好ましく、多い方に対しては0.35〜0.65%がよ
り好ましい。Mnの少ない方が620℃以上で高強度が
得られる。また、Mn量の多い方は620℃未満の加工
性がよい方が選ばれる。
Mn is added for a deoxidizing agent and the like, and its effect is achieved by adding a small amount, and adding a large amount exceeding 1.5% is not preferable because it lowers the creep rupture strength. Especially 0.03 to 0.20% or 0.3 to 0.7%
Is preferable, and 0.35 to 0.65% is more preferable for the larger one. Higher strength is obtained at 620 ° C. or higher when Mn is smaller. In addition, the higher the Mn content, the better the workability of less than 620 ° C. is selected.

【0069】Siも脱酸剤として添加するものである
が、真空C脱酸法などの製鋼技術によれば、Si脱酸は
不要である。Siを低くすることにより有害なδフェラ
イト組織生成防止と結晶粒界偏析等による靭性低下を防
止する効果がある。したがって、添加する場合には0.
25%以下、好ましくは0.15%以下に抑える必要が
あり、望ましくは0.07%以下であり、特に0.04%
未満が好ましい。
Although Si is also added as a deoxidizing agent, according to a steelmaking technique such as a vacuum C deoxidizing method, Si deoxidizing is unnecessary. Lowering Si has the effect of preventing the formation of harmful δ-ferrite structure and preventing the reduction of toughness due to grain boundary segregation. Therefore, when adding, 0.1.
It is necessary to suppress the content to 25% or less, preferably 0.15% or less, and desirably 0.07% or less, particularly 0.04%.
Less than is preferred.

【0070】Niは靭性を高め、かつ、δフェライトの
生成を防止するのに非常に有効な元素であるが、0.0
5%未満ではその効果が十分でなく、1.0%を越える
添加はクリープ破断強度を低下させるので好ましくな
い。特に0.3〜0.7%、より0.4〜0.65%が好ま
しい。
Ni is a very effective element for increasing the toughness and preventing the formation of δ ferrite.
If it is less than 5%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 1.0%, the creep rupture strength is lowered, so that it is not preferable. In particular, it is preferably from 0.3 to 0.7%, more preferably from 0.4 to 0.65%.

【0071】Crは高温強度及び高温耐酸化を高めるの
に不可欠の元素であり、最低9%必要であるが、13%
を越えると有害なδフェライト組織を生成し高温強度及
び靭性を低下させるので、8〜13%が好ましい。特に
10〜12%、より10.8〜11.8%が好ましい。
Cr is an element indispensable for improving high-temperature strength and high-temperature oxidation resistance, and requires at least 9%.
If it exceeds, a harmful δ ferrite structure is formed and the high-temperature strength and toughness are reduced, so that the content is preferably 8 to 13%. Particularly, it is preferably 10 to 12%, more preferably 10.8 to 11.8%.

【0072】Mo添加は、高温強度向上のために行われ
る。しかし、本発明鋼の様に1%を越えるWを含む場合
には、1.5% 以上のMo添加は靭性及び疲労強度を低
下させるので、1.5%以下が好ましい。特に620℃
以上に対しては0.05〜1.0%、より0.1〜0.5%が
好ましい。更に、620℃未満に対しては0.75〜1.
5%が好ましい。
The addition of Mo is performed to improve the high-temperature strength. However, when the content of W exceeds 1% as in the steel of the present invention, the addition of Mo of 1.5% or more lowers the toughness and the fatigue strength. Therefore, the content of Mo is preferably 1.5% or less. Especially 620 ° C
For the above, 0.05 to 1.0%, more preferably 0.1 to 0.5%. Further, for temperatures below 620 ° C., 0.75 to 1.75.
5% is preferred.

【0073】Wは高温での炭化物の凝集粗大化を抑制
し、またマトリックスを固溶強化するので、620℃以
上の高温長時間強度を顕著に高める効果がある。620
℃では1〜1.5% 、630℃では1.6〜2.0%、6
40℃では2.1〜2.5%、650℃では2.6〜3.0
%、660℃では3.1〜3.5%とするのが好ましい。
またWが3.5% を越えるとδフェライトを生成して靭
性が低くなるので、1〜3.5% に限定される。特に
2.4〜3.0%が好ましく、より2.5〜2.7%が好ま
しい。蒸気入口温度が620℃未満に対してはW0.1
〜0.65%、好ましくは0.2〜0.45%である。
W suppresses the agglomeration and coarsening of carbides at a high temperature and strengthens the solid solution of the matrix, so that it has an effect of remarkably increasing the high-temperature long-time strength of 620 ° C. or more. 620
1 to 1.5% at ℃, 1.6 to 2.0% at 630 ° C, 6
2.1-2.5% at 40 ° C, 2.6-3.0 at 650 ° C
% At 660 ° C. is preferably 3.1 to 3.5%.
On the other hand, when W exceeds 3.5%, δ ferrite is formed and the toughness is lowered, so that the content is limited to 1 to 3.5%. In particular, 2.4-3.0% is preferable, and 2.5-2.7% is more preferable. W0.1 for steam inlet temperature less than 620 ° C
-0.65%, preferably 0.2-0.45%.

【0074】Vは、Vの炭窒化物を析出してクリープ破
断強度を高める効果があるが、0.05%未満ではその効果
が不十分で0.35% を越えるとδフェライトを生成し
て疲労強度を低下させる。特に0.10〜0.30%が好
ましく、より0.15〜0.25%が好ましい。
V has the effect of increasing the creep rupture strength by precipitating carbonitrides of V, but if it is less than 0.05%, the effect is insufficient, and if it exceeds 0.35%, δ ferrite is formed and the fatigue strength is increased. Lower. In particular, 0.10 to 0.30% is preferable, and 0.15 to 0.25% is more preferable.

【0075】Nb及びTaはNbC,TaC炭化物を析
出し、高温強度を高めるのに非常に効果的な元素である
が、あまり多量に添加すると、特に大型鋼塊では粗大な
共晶NbC又はTaC炭化物が生じ、かえって強度を低
下させたり、疲労強度を低下させるδフェライトを析出
させる原因になるので0.20% 以下が好ましい。また
0.01% 未満のNb又はTaでは効果が不十分であ
る。特に単独又は複合で0.02〜0.15%が、より
0.04〜0.10%が好ましい。
Nb and Ta are elements that are very effective in precipitating NbC and TaC carbides and increasing the high-temperature strength. However, if they are added in a large amount, coarse eutectic NbC or TaC carbides are produced particularly in large steel ingots. , Which causes precipitation of δ-ferrite, which lowers the strength and lowers the fatigue strength, and is therefore preferably not more than 0.20%. If the content of Nb or Ta is less than 0.01%, the effect is insufficient. In particular, 0.02 to 0.15%, preferably 0.04 to 0.10%, alone or in combination.

【0076】Coは本発明を従来の発明から区別して特
徴づける重要な元素である。本発明においては、Co添
加により高温強度が著しく改善されるとともに、靭性も
高める。これは、Wとの相互作用によると考えられ、W
を1%以上含む本発明合金において特徴的な現象であ
る。このようなCoの効果を実現するために、本発明合
金におけるCoは0.5% 以上が好ましいが、過度に添
加してもより大きな効果が得られないだけでなく、延性
が低下するので、10%以下が好ましい。望ましくは5
93℃未満では無添加、600〜610℃未満では0.
5〜2% 未満、610〜620℃に対しては2〜3
%、620℃を越え630℃に対しては3.5〜4.5%
、630℃を越え640℃に対しては5〜6%、64
0℃を越え650℃に対しては6.5〜7.5%、650℃
を越え660℃に対しては8〜10%が望ましい。
Co is an important element that distinguishes the present invention from the prior art. In the present invention, the high temperature strength is remarkably improved by the addition of Co, and the toughness is also increased. This is thought to be due to the interaction with W,
Is a characteristic phenomenon in the alloy of the present invention containing 1% or more. In order to realize such an effect of Co, the content of Co in the alloy of the present invention is preferably 0.5% or more. However, even if added excessively, not only a larger effect is not obtained, but also ductility is reduced. 10% or less is preferable. Preferably 5
No addition at less than 93 ° C, 0.2 at less than 600-610 ° C.
Less than 5-2%, 2-3 for 610-620 ° C
%, More than 620 ° C and 3.5-4.5% for 630 ° C
, 630 ° C, 5-6% for 640 ° C, 64%
6.5-7.5% for 650 ° C exceeding 0 ° C, 650 ° C
Above 660 ° C, 8 to 10% is desirable.

【0077】Nも本発明を従来の発明から区別して特徴
づける重要な元素である。Nはクリープ破断強度の改善
及びδフェライト組織の生成防止に効果があるが0.0
1%以下又は0.1% を越えてもその効果が十分でな
く、特に、620℃以上に対しては0.06% を越える
と靭性を低下させると共に、クリープ破断強度も低下さ
せるので、0.06%以下が好ましい。特に0.01〜
0.03%が、より0.015〜0.025% が好ましい。更
に、620℃未満に対しては0.04〜0.08%が好ま
しい。
N is also an important element that distinguishes the present invention from the prior art. N is effective in improving the creep rupture strength and preventing the formation of the δ ferrite structure, but is effective at 0.0.
If the content is less than 1% or more than 0.1%, the effect is not sufficient. In particular, if the content is more than 0.06% at 620 ° C. or more, the toughness is reduced and the creep rupture strength is also reduced. 0.06% or less is preferable. Especially 0.01 ~
0.03% is more preferable, and 0.015 to 0.025% is more preferable. Further, for a temperature lower than 620 ° C., 0.04 to 0.08% is preferable.

【0078】Bは粒界強度作用とM236炭化物中に固
溶し、M236型炭化物の凝集粗大化を妨げる作用によ
り高温強度を高める効果があり、0.0005% を越え
る添加が有効であるが、0.03%を越えると溶接性や
鍛造性を害するので、0.0005〜0.03%が好ましい。
望ましくは0.001〜0.01%、又は0.01〜0.02
%が好ましい。
[0078] B is a solid solution in the grain boundary strength effects and M 23 C 6 carbide is effective to increase the high-temperature strength by the action preventing the aggregation and coarsening of M 23 C 6 type carbide, added in excess of 0.0005% Is effective, but if it exceeds 0.03%, the weldability and forgeability are impaired, so 0.0005 to 0.03% is preferable.
Desirably 0.001 to 0.01%, or 0.01 to 0.02
% Is preferred.

【0079】Ti及びZrの添加は、靭性を高める効果
があり、Ti0.1% 以下及びZr0.1%以下の単独
または複合添加で十分な効果が得られる。
The addition of Ti and Zr has the effect of increasing toughness, and a sufficient effect can be obtained by adding Ti 0.1% or less and Zr 0.1% or less alone or in combination.

【0080】本発明におけるロータシャフト及び動翼と
静翼の少なくとも初段は610〜630℃の蒸気温度に
対してはC0.09〜0.20%,Si0.15% 以下,
Mn0.05〜1.0%,Cr9.5〜12.5%,Ni
0.1〜1.0%,V0.05〜0.30%,N0.01〜
0.06%,Nb及びTaを単独又は複合で0.01〜
0.20%,Mo0.05〜1.0%,W2.0〜3.5%,
Co1.0〜4.5%,B0.001〜0.030%,77
%以上のFeを有する全焼戻しマルテンサイト組織を有
する鋼によって構成されるものが好ましい。また、63
5〜660℃の蒸気温度に対しては前述のCo量を5〜
9%とし、78%以上のFeを有する全焼戻しマルテン
サイト組織を有する鋼によって構成されるのが好まし
い。特に、両者の温度に対してMn量を0.03〜0.2
%及びB量を0.001〜0.01%と少なくすることに
よって高強度が得られる。特に、C0.09〜0.20
%,Mn0.1〜0.7%,Ni0.1〜1.0%,V0.
10〜0.30%,Nb及びTaの単独又は複合で0.0
1〜0.20%,N0.02〜0.05%,Mo0.05〜
0.5%,W2〜3.5%を含有し、593〜620℃に対
してはCo1.0〜2.0%,620〜630℃に対して
はCo3.5〜4.5%,B0.001〜0.01%及び6
30〜660℃に対してはCo5.5〜9.0%,B0.
01〜0.03%とするのが好ましい。
In the present invention, at least the first stage of the rotor shaft and the moving blade and the stationary blade has a C of 0.09 to 0.20% and a Si of 0.15% or less for a steam temperature of 610 to 630 ° C.
Mn 0.05-1.0%, Cr 9.5-12.5%, Ni
0.1 to 1.0%, V 0.05 to 0.30%, N 0.01 to
0.06%, Nb and Ta alone or in combination of 0.01 to
0.20%, Mo 0.05-1.0%, W 2.0-3.5%,
Co 1.0 to 4.5%, B 0.001 to 0.030%, 77
It is preferable to use a steel having a fully tempered martensite structure having Fe of at least%. Also, 63
For a steam temperature of 5 to 660 ° C., the aforementioned Co amount is 5 to
It is preferably 9%, and is preferably constituted by steel having a fully tempered martensite structure having 78% or more of Fe. In particular, the Mn content is set to 0.03 to 0.2 with respect to both temperatures.
% And B content as small as 0.001 to 0.01% provide high strength. In particular, C 0.09 to 0.20
%, Mn 0.1-0.7%, Ni 0.1-1.0%, V0.1.
10 to 0.30%, Nb and Ta alone or in combination of 0.0
1 to 0.20%, N 0.02 to 0.05%, Mo 0.05 to 5%
0.5%, W2-3.5%, 1.0-2.0% Co for 593-620 ° C, 3.5-4.5% Co for 620-630 ° C, B0.001 ~ 0.01% and 6
For 30 to 660 ° C., 5.5 to 9.0% of Co and B0.
It is preferable to set the content to 01 to 0.03%.

【0081】Alを脱酸剤として含むことができ、0.
02% 以下が好ましい。
Al can be included as a deoxidizing agent,
02% or less is preferable.

【0082】本発明のマルテンサイト鋼よりなる動翼は
高圧,中圧,高中圧タービンの好ましくは初段,2段又
は3段まで用いることができる。また、静翼は強度があ
まり要求されないが、2段まで用いることができる。本
発明の動翼の3段目までをマルテンサイト鋼が用いられ
るが、これに代えて同様に後述のNi基合金を用いるこ
とができる。
The moving blade made of martensitic steel of the present invention can be used in a high-, medium-, or high-to-medium-pressure turbine, preferably in the first, second, or third stage. The stationary blade does not require much strength, but can be used in up to two stages. Although the martensitic steel is used up to the third stage of the rotor blade of the present invention, a Ni-based alloy described later can be similarly used instead.

【0083】本発明の蒸気タービンの高圧,中圧,高中
圧ロータ材,動翼,静翼,内部ケーシング等は、δフェ
ライト組織が混在すると、疲労強度及び靭性が低くなる
ので、組織は均一な焼戻しマルテンサイト組織が好まし
い。焼戻しマルテンサイト組織を得るために、前述の式
で計算されるCr当量を、成分調整により4〜10.5、好
ましくは10以下が好ましい。Cr当量をあまり低くす
るとクリープ破断強度が低下してしまうので、4以上が
好ましい。特に、Cr当量は5〜9.5 より6.5〜8
が好ましい。
The high-pressure, medium-pressure, high-medium-pressure rotor materials, rotor blades, stationary blades, and inner casing of the steam turbine of the present invention have a low fatigue strength and toughness when a δ ferrite structure is mixed. Tempered martensite structure is preferred. In order to obtain a tempered martensite structure, the Cr equivalent calculated by the above equation is preferably 4 to 10.5, and more preferably 10 or less, by adjusting the components. If the Cr equivalent is too low, the creep rupture strength decreases, so that a value of 4 or more is preferable. Particularly, the Cr equivalent is from 6.5 to 8 from 5 to 9.5.
Is preferred.

【0084】本発明のロータは、目標組成とする合金原
料を電気炉で溶解し、カーボン真空脱酸し、金型鋳型に
鋳込み、鍛伸して電極棒を作製する。この電極棒をエレ
クトロスラグ再溶解し、ロータ形状に鍛伸して成型す
る。この鍛伸は、鍛造割れを防ぐために、1150℃以
下の温度で行われる。またこの鍛鋼を焼鈍熱処理後、1
000〜1100℃に加熱し急冷する焼入れ処理,55
0〜650℃及び670〜770℃の順序で2回焼戻しを
行うことにより、620℃以上の蒸気中で使用可能な蒸
気タービンロータが製造できる。
In the rotor of the present invention, an alloy material having a target composition is melted in an electric furnace, carbon is deoxidized in a vacuum, cast into a mold, and forged to produce an electrode rod. This electrode rod is redissolved in electroslag, and forged into a rotor shape and molded. This forging is performed at a temperature of 1150 ° C. or less in order to prevent forging cracks. After annealing the forged steel, 1
Quenching treatment of heating to 000-1100 ° C and quenching, 55
By performing tempering twice in the order of 0 to 650 ° C and 670 to 770 ° C, a steam turbine rotor usable in steam at 620 ° C or higher can be manufactured.

【0085】本発明における動翼,静翼,内部ケーシン
グ締付ボルト,中圧部初段ダイヤフラムは真空溶解によ
って溶解され、真空下で金型に鋳造され、インゴットが
製造される。インゴットは前述と同様の温度で所定形状
に熱間鍛造され、1050〜1150℃で加熱後水冷又
は油焼入れされ、次いで700〜800℃で焼戻し処理
が施され、切削加工によって所望の形状のブレードとな
る。真空溶解は10-1〜10-4mmHg下で行われる。特
に、本発明における耐熱鋼は高圧部及び中圧部のブレー
ド及びノズルの全段に用いることができるが、特に、両
者の初段には必要なものである。
The moving blade, the stationary blade, the inner casing tightening bolt, and the intermediate pressure section first stage diaphragm in the present invention are melted by vacuum melting and cast into a mold under vacuum to produce an ingot. The ingot is hot forged into a predetermined shape at the same temperature as described above, heated at 1050 to 1150 ° C, water-cooled or oil-quenched, then tempered at 700 to 800 ° C, and cut into a blade having a desired shape. Become. Vacuum melting is performed under 10 -1 to 10 -4 mmHg. In particular, the heat-resistant steel in the present invention can be used in all stages of the blades and nozzles in the high-pressure section and the medium-pressure section, but is particularly necessary in the first step of both.

【0086】本発明に係る高圧,中圧又は高中圧一体蒸
気タービンロータシャフトは、ジャーナル部及び低温域
部が胴部より溶接性良好な12%Cr系合金鋼で、胴部
がジャーナル部より高温強度の高い12%Cr系合金鋼
で一体に構成するものが好ましい。特に、超々臨界圧タ
ービン用ロータシャフトは、ジャーナル部及び低温部が
前述の組成において、Bを無添加又は0.003% 以下
が好ましく、特に重量比でC0.05〜0.20% 、好
ましくは0.06〜0.14%,Si0.6%以下、好ま
しくは0.5%以下,Mn2%以下,Cr8〜13%,
Ni0.2〜2.0%、好ましくは0.2〜1.0%,V
0.05〜0.35%,Nb及びTaを単独又は複合で
0.01〜0.20%,N0.005〜0.05%,Mo
1.5% 以下,W0.1〜4.0%、好ましくは1.0〜
3.0%,B無添加又は0.003% 以下及びCo10
%以下、好ましくは5%以下を含むマルテンサイト鋼が
好ましく、胴部が重量比でC0.05〜0.20%、好ま
しくは0.06〜0.14%,Si0.6%以下、好ましく
は0.15%以下,Mn1.5%以下、好ましくは0.0
3〜1.5%,Cr8〜13%,Ni0.05〜1.0%,V
0.05〜0.35%,Nb及びTaを単独又は複合で
0.01〜0.20%,N0.005〜0.1%、好ましく
は0.005〜0.06%,Mo0.05〜1.5%,W
0.1〜4.0%、好ましくは1.0〜3.5%,B0.0
005〜0.03%及びCo10%以下、好ましくは2
〜10%を含むマルテンサイト鋼が好ましく、ジャーナ
ル部より高温強度の高い12%Cr系合金鋼によって構
成されるのが好ましい。
The high-pressure, medium-pressure or high-medium-pressure integrated steam turbine rotor shaft according to the present invention has a journal portion and a low-temperature region made of 12% Cr-based alloy steel having better weldability than the body portion, and a body portion having a higher temperature than the journal portion. It is preferable to use a high-strength 12% Cr-based alloy steel integrally formed. In particular, in the rotor shaft for an ultra supercritical turbine, the journal portion and the low-temperature portion preferably have no B added or 0.003% or less in the above-described composition, and particularly have a weight ratio of C in the range of 0.05 to 0.20%, preferably 0.06 to 0.14%, Si 0.6% or less, preferably 0.5% or less, Mn 2% or less, Cr 8 to 13%,
Ni 0.2-2.0%, preferably 0.2-1.0%, V
0.05 to 0.35%, Nb and Ta alone or in combination 0.01 to 0.20%, N 0.005 to 0.05%, Mo
1.5% or less, W 0.1 to 4.0%, preferably 1.0 to 4.0%
3.0%, B-free or 0.003% or less and Co10
% Or less, preferably 5% or less, and preferably 0.05 to 0.20%, preferably 0.06 to 0.14%, and 0.6% or less, preferably 0.6% to 0.05%, by weight of the body. 0.15% or less, Mn 1.5% or less, preferably 0.0
3 to 1.5%, Cr 8 to 13%, Ni 0.05 to 1.0%, V
0.05 to 0.35%, Nb and Ta alone or in combination as 0.01 to 0.20%, N 0.005 to 0.1%, preferably 0.005 to 0.06%, Mo 0.05 to 0.5% 1.5%, W
0.1-4.0%, preferably 1.0-3.5%, B0.0
005-0.03% and Co 10% or less, preferably 2%
A martensitic steel containing 10% to 10% is preferable, and is preferably formed of a 12% Cr-based alloy steel having higher high-temperature strength than the journal portion.

【0087】本発明の超々臨界圧タービン用ロータシャ
フトは、ジャーナル部が胴部にくらべ溶接性が高いか、
胴部がジャーナル部より高温強度が高い合金鋼の2種又
はそれ以上の消耗電極を別々に準備し、まず前者のジャ
ーナル部に相当する消耗電極をエレクトロスラグ溶解
し、所望の長さが得られ次第直ちに後者の胴部に相当す
る消耗電極をエレクトロスラグ溶解して接合し、その後
再び前者のジャーナル部に相当する消耗電極をエレクト
ロスラグ溶解し継ぎ足し一体に接合することによって製
造できる。
The rotor shaft for an ultra-supercritical turbine according to the present invention is characterized in that the journal has higher weldability than the body.
Two or more consumable electrodes of alloy steel whose body is higher in hot strength than the journal part are separately prepared, and the consumable electrode corresponding to the former journal part is first electroslag-melted to obtain a desired length. As soon as the latter, the consumable electrode corresponding to the body portion is electroslag-melted and joined, and then the consumable electrode corresponding to the former journal portion is electroslag-melted, added again and joined together.

【0088】また、本発明の超々臨界圧タービン用ロー
タシャフトは、ジャーナル部及び低温域部を溶接性良好
な合金鋼(上端部及び下端部)で胴部(中央部)を高温
強度の高い合金鋼で製作した一体の消耗電極を準備し、
この消耗電極をエレクトロスラグ溶解することによって
も製造することができる。
Further, in the rotor shaft for an ultra-supercritical pressure turbine of the present invention, the journal portion and the low-temperature region are made of alloy steel (upper and lower ends) having good weldability, and the body (center) is made of an alloy having high high-temperature strength. Prepare an integrated consumable electrode made of steel,
The consumable electrode can also be manufactured by electroslag melting.

【0089】(3)本発明における12重量%Cr系マ
ルテンサイト鋼からなる蒸気タービンロータシャフトは
そのジャーナル部を形成する母材表面に軸受特性の高い
Cr−Mo低合金鋼の肉盛溶接層を形成することが好ま
しく、溶接材を用いて好ましくは3層〜10層の前記肉
盛溶接層を形成し、初層から2層目〜4層目のいずれか
までの前記溶接材のCr量を順次低下させるとともに、
4層目以降を同じCr量を有する鋼からなる溶接材を用
いて溶接し、前記初層の溶接に用いられる溶接材のCr
量を前記母材のCr量より2〜6重量%程度少なくし、
4層目以降の溶接層のCr量を0.5〜3重量%(好ま
しくは1〜2.5重量%)とするものである。
(3) The steam turbine rotor shaft made of 12% by weight Cr-based martensitic steel of the present invention has a build-up weld layer of a Cr-Mo low alloy steel having high bearing characteristics on the surface of the base material forming the journal portion. It is preferable to form, preferably 3 to 10 layers of the overlay welding layer is formed using a welding material, and the Cr content of the welding material from the first layer to any of the second to fourth layers is reduced. While decreasing sequentially,
The fourth and subsequent layers are welded using a welding material made of steel having the same amount of Cr, and the welding material Cr used for the first layer is welded.
The amount is about 2 to 6% by weight less than the amount of Cr in the base material,
The Cr content of the fourth and subsequent welding layers is set to 0.5 to 3% by weight (preferably 1 to 2.5% by weight).

【0090】本発明においては、ジャーナル部の軸受特
性の改善には肉盛溶接が最も安全性が高い点で好まし
い。また、Cr量1〜3%を有する低合金鋼からなるス
リーブの焼ばめ,はめ込みとする構造とすることもでき
る。
In the present invention, overlay welding is preferable for improving the bearing characteristics of the journal portion in terms of the highest safety. Further, a sleeve made of a low alloy steel having a Cr content of 1 to 3% may be formed by shrink fitting or fitting.

【0091】溶接層数を多くして徐々にCr量を下げる
のに3層以上が好ましく、10層以上溶接してもそれ以
上の効果は得られない。一例として最終仕上げで約18
mmの厚さが要求される。このような厚さを形成するには
切削による最終仕上げ代を除いても少なくとも5層の肉
盛溶接層が好ましい。3層目以降は主に焼戻しマルテン
サイト組織を有し、炭化物が析出していることが好まし
い。特に、4層目以降の溶接層の組成として重量で、C
0.01〜0.1%,Si0.3〜1%,Mn0.3〜1.5
%,Cr0.5〜3%,Mo0.1〜1.5%を含み残部
Feからなるものが好ましい。
In order to increase the number of welding layers and gradually lower the Cr content, three or more layers are preferable, and even more than ten layers are welded. As an example, about 18 in the final finish
mm thickness is required. In order to form such a thickness, at least five build-up weld layers are preferable even if the final finishing allowance by cutting is excluded. The third and subsequent layers preferably have a tempered martensite structure mainly and have carbides precipitated. In particular, the weight of the composition of the fourth and subsequent welding layers is C
0.01-0.1%, Si 0.3-1%, Mn 0.3-1.5
%, 0.5 to 3% of Cr, and 0.1 to 1.5% of Mo.

【0092】(4)本発明の高圧タービン,中圧タービ
ン及び高中圧タービンの内部ケーシング加減弁弁箱,組
合せ再熱弁弁箱,主蒸気リード管,主蒸気入口管,再熱
入口管,高圧タービンノズルボックス,中圧タービン初
段ダイヤフラム,高圧タービン主蒸気入口フランジ,エ
ルボ,主蒸気止め弁を構成するフェライト系耐熱鋼が好
ましい。
(4) The internal casing control valve box, combined reheat valve box, main steam reed pipe, main steam inlet pipe, reheat inlet pipe, high pressure turbine of the high-pressure turbine, medium-pressure turbine and high-medium-pressure turbine of the present invention. Ferritic heat-resistant steel constituting the nozzle box, the first stage diaphragm of the intermediate pressure turbine, the main steam inlet flange of the high pressure turbine, the elbow, and the main steam stop valve is preferable.

【0093】フェライト系耐熱鋳鋼内部ケーシング材に
おいては、特にNi/W比を0.25〜0.75に調整する
ことにより、621℃,250kgf/cm2以上の超々臨
界圧タービン高圧及び中圧内部ケーシング並びに主蒸気
止め弁及び加減弁ケーシングに要求される、625℃,
105hクリープ破断強度9kgf/mm2以上,室温衝撃吸
収エネルギー1kgf−m以上の耐熱鋳鋼ケーシング材が
得られる。そして、高い高温強度と低温靭性並びに高い
疲労強度を得るために、前述の式で計算されるCr当量
を4〜10に成分調整することが好ましい。621℃以
上の蒸気中で使用される場合には、625℃,105
クリープ破断強度9kgf/mm2以上,室温衝撃吸収エネ
ルギー1kgf−m以上、更に、より高い信頼性を確保す
るためには、625℃,105hクリープ破断強度10k
gf/mm2以上,室温衝撃吸収エネルギー2kgf−m以上
であることが好ましい。
For the inner casing material of the heat-resistant ferritic cast steel, particularly, by adjusting the Ni / W ratio to 0.25 to 0.75, the super-supercritical turbine high-pressure and medium-pressure internal casing of 621 ° C. and 250 kgf / cm 2 or more, and 625 ° C, required for main steam stop valve and control valve casing
A heat-resistant cast steel casing material having a 10 5 h creep rupture strength of 9 kgf / mm 2 or more and a shock absorption energy of 1 kg fm or more at room temperature can be obtained. Then, in order to obtain high high-temperature strength, low-temperature toughness, and high fatigue strength, it is preferable to adjust the Cr equivalent calculated by the above formula to 4 to 10. 625 ° C, 10 5 h when used in steam above 621 ° C
Creep rupture strength of 9 kgf / mm 2 or more, room temperature shock absorption energy of 1 kgf-m or more, and 625 ° C., 10 5 h creep rupture strength of 10 k to ensure higher reliability.
gf / mm 2 or more, and room temperature impact absorption energy 2 kgf-m or more.

【0094】具体的な組成は、重量で、C0.06〜0.
16%(好ましくは0.09〜0.14%),N0.01〜
0.1%(好ましくは0.02〜0.06%),Mn1%
以下(好ましくは0.4〜0.7%),Si無添加又は
0.5%以下(好ましくは0.1〜0.4%),V0.05
〜0.35%(好ましくは0.15〜0.25%),Nb
0.15% 以下(好ましくは0.02〜0.1%),Ni
0.2〜1%(好ましくは0.4〜0.8%),Cr8〜
12%(好ましくは8〜10%、より好ましくは8.5
〜9.5%),W1〜3.5%,Mo1.5%以下(好ま
しくは0.4〜0.8%)及び残部Feからなるマルテン
サイト鋼が好ましい。
The specific composition is C0.06-0.1 by weight.
16% (preferably 0.09 to 0.14%), N 0.01 to
0.1% (preferably 0.02 to 0.06%), Mn 1%
Or less (preferably 0.4 to 0.7%), no Si added or 0.5% or less (preferably 0.1 to 0.4%), V 0.05
~ 0.35% (preferably 0.15 ~ 0.25%), Nb
0.15% or less (preferably 0.02 to 0.1%), Ni
0.2-1% (preferably 0.4-0.8%), Cr8-
12% (preferably 8 to 10%, more preferably 8.5%
To 9.5%), W1 to 3.5%, Mo1.5% or less (preferably 0.4 to 0.8%), and a martensitic steel comprising the balance Fe.

【0095】1%より少ないWでは、620〜660℃
で使用する耐熱鋼としては効果が不十分である。またW
が4%を越えると靭性が低くなる。620℃では1.0
〜1.5%、630℃では1.6〜2.0%、640℃では
2.1〜2.5%、650℃に対しては2.6〜3.0%、
660℃では3.1〜3.5%が好ましい。
At less than 1% W, 620-660 ° C.
The effect is not sufficient as a heat-resistant steel used in steel. Also W
Exceeds 4%, the toughness decreases. 1.0 at 620 ° C
1.5%, 1.6-2.0% at 630 ° C, 2.1-2.5% at 640 ° C, 2.6-3.0% at 650 ° C,
At 660 ° C., 3.1 to 3.5% is preferred.

【0096】Ta,Ti及びZrの添加は、靭性を高め
る効果があり、Ta0.15%以下,Ti0.1%以下及
びZr0.1%以下の単独または複合添加で十分な効果
が得られる。Taを0.1% 以上添加した場合には、N
bの添加を省略することができる。
The addition of Ta, Ti and Zr has the effect of increasing the toughness, and a sufficient effect can be obtained by adding Ta 0.15% or less, Ti 0.1% or less and Zr 0.1% or less alone or in combination. When 0.1% or more of Ta is added, N
The addition of b can be omitted.

【0097】本発明の耐熱鋳鋼ケーシング材等も、δフ
ェライトは5%以下とすることにより、疲労強度及び靭
性の低下を防止でき、組織は均一な焼戻し全マルテンサ
イト組織が好ましい。焼戻しマルテンサイト組織を得る
ために、前述の式で計算されるCr当量を、成分調整に
より4〜10、好ましくは6〜9である。
In the heat-resistant cast steel casing material and the like of the present invention, when the δ ferrite content is 5% or less, a decrease in fatigue strength and toughness can be prevented, and a uniform tempered all martensite structure is preferable. In order to obtain a tempered martensite structure, the Cr equivalent calculated by the above equation is 4 to 10, preferably 6 to 9 by adjusting the components.

【0098】B添加は高温(620℃以上)クリープ破
断強度を著しく高める。B含有量が0.003%を越え
ると、溶接性が悪くなるため、上限は0.003%に制
限される。特に、大型ケーシングのB含有量の上限は
0.0028%、更に0.0005〜0.0025%が好
ましく、特に0.001〜0.002%が好ましい。
The addition of B significantly increases the high temperature (620 ° C. or higher) creep rupture strength. If the B content exceeds 0.003%, the weldability deteriorates, so the upper limit is limited to 0.003%. In particular, the upper limit of the B content of the large casing is 0.0028%, preferably 0.0005 to 0.0025%, more preferably 0.001 to 0.002%.

【0099】ケーシングは、620℃以上の高圧蒸気に
対しては、内圧による高応力が作用する為、クリープ破
壊防止の観点から、10kgf/mm2以上の105hクリー
プ破断強度が要求される。また、起動時には、メタル温
度が低い時に熱応力が作用するので、脆性破壊防止の観
点から、1kgf−m以上の室温衝撃吸収エネルギーが要
求される。より高温度側に対してはCoを10%以下含
有させることにより強化が図れる。特に、620℃以下
に対しては1〜2%、630℃に対しては2.5〜3.5%
、640℃に対しては4〜5%、650℃に対しては
5.5〜6.5%、660℃に対しては7〜8%が好まし
い。600〜620℃では無添加でもよい。
[0099] The casing is required to have a creep rupture strength of 10 kgf / mm 2 or more and 10 5 h from the viewpoint of preventing creep destruction, since high stress due to internal pressure acts on high-pressure steam of 620 ° C or more. In addition, at the time of startup, thermal stress acts when the metal temperature is low, so that room temperature impact absorption energy of 1 kgf-m or more is required from the viewpoint of preventing brittle fracture. On the higher temperature side, strengthening can be achieved by containing 10% or less of Co. In particular, 1-2% for 620 ° C or lower, and 2.5-3.5% for 630 ° C.
4% to 5% for 650 ° C, 5.5% to 6.5% for 650 ° C, and 7% to 8% for 660 ° C. At 600 to 620 ° C, it may not be added.

【0100】欠陥の少なく、鋳塊重量50トン前後と大
型ケーシングを作製するには、高度な製造技術が要求さ
れる。本発明フェライト系耐熱鋳鋼ケーシング材は、目
標組成とする合金原料を電気炉で溶解し、とりべ精錬
後、砂型鋳型に鋳込み成形することにより健全なものが
作製できる。鋳込み前に、十分な精錬及び脱酸を行うこ
とにより、引け巣等の鋳造欠陥の少ないものにできる。
In order to produce a large casing with a small number of defects and an ingot weight of about 50 tons, an advanced manufacturing technique is required. The heat-resistant ferritic cast steel casing material of the present invention can be made sound by melting an alloy material having a target composition in an electric furnace, refining the ladle, and then casting it in a sand mold. By performing sufficient refining and deoxidation before casting, casting defects such as shrinkage cavities can be reduced.

【0101】また、前記のケーシングにおける鋳鋼を1
000〜1150℃で焼鈍熱処理後、1000〜110
0℃に加熱し急冷する焼準熱処理,550〜750℃及
び670〜770℃の順序で2回焼戻しを行うことによ
り、621℃以上の蒸気中で使用が可能となり、また他
は鍛鋼が好ましい。
The cast steel in the above-mentioned casing is 1
After annealing heat treatment at 000-1150 ° C, 1000-110
By performing normal heat treatment of heating to 0 ° C. and quenching, and performing tempering twice in the order of 550 to 750 ° C. and 670 to 770 ° C., it can be used in steam at 621 ° C. or higher, and the other is forged steel.

【0102】Oは0.015%を越えると高温強度及び
靭性値を低下させるので、0.015%以下が好まし
く、特に0.010%以下が好ましい。
If O exceeds 0.015%, the high-temperature strength and the toughness decrease, so that it is preferably 0.015% or less, particularly preferably 0.010% or less.

【0103】(5)低圧蒸気タービンロータシャフトは
重量で、C0.2〜0.3%,Si0.15%以下,Mn0.2
5%以下,Ni3.25〜4.25%,Cr1.6〜2.5
%,Mo0.25〜0.6%,V0.05〜0.25%を有
し、Fe92.5% 以上の全焼戻しベーナイト組織を有
する低合金鋼が好ましく、前述の高圧,中圧ロータシャ
フトと同様の製法によって製造されるのが好ましい。特
に、Si量は0.05%以下,Mn0.1% 以下の他
P,S,As,Sb,Sn等の不純物を極力低めた原料
を用い、総量0.025%以下、好ましくは0.015%
以下とするように用いられる原材料の不純物の少ないも
のを使用するスーパークリーン化した製造とするのが好
ましい。P,S各0.010%以下,Sn,As0.00
5%以下,Sb0.001% 以下が好ましい。本ロータ
シャフトは前述の特定の長さを有するマルテンサイト鋼
を有する最終段動翼と密接な関係を有する。前述の12
9000以上に対しては室温の引張強さが92kg/mm2
以上、FATTが−5℃以下を有するもの、13800
0以上に対しては95kg/mm2 以上で同じくFATTを
有するもの、144000以上に対しては同じく103
kg/mm2 以上、同じくFATTを有するものが好まし
い。本発明に係るロータシャフトには中心孔を有するも
のに対しては最終段動翼としてフォーク型のもの、中心
孔を設けないものに対しては逆クリスマスツリー型のも
のを設けるのが好ましい。
(5) The low-pressure steam turbine rotor shaft has a weight of C 0.2 to 0.3%, Si 0.15% or less, Mn 0.2.
5% or less, Ni 3.25 to 4.25%, Cr 1.6 to 2.5
%, Mo 0.25 to 0.6%, V 0.05 to 0.25%, and a low alloy steel having a total tempered bainite structure of 92.5% or more of Fe is preferable. Preferably, it is manufactured by a similar manufacturing method. In particular, a Si content is 0.05% or less, Mn 0.1% or less, and a raw material in which impurities such as P, S, As, Sb, and Sn are reduced as much as possible, and a total amount is 0.025% or less, preferably 0.015%. %
It is preferable to use a super-clean production using a raw material having a small amount of impurities as described below. P and S each 0.010% or less, Sn and As 0.00
It is preferably 5% or less and Sb 0.001% or less. The rotor shaft has a close relationship with the last stage rotor blade having martensite steel having the specific length described above. 12 above
For 9000 or more, the tensile strength at room temperature is 92 kg / mm 2
Above, those having a FATT of -5 ° C or less, 13800
0 or more, 95 kg / mm 2 or more, also having FATT, 144,000 or more, also 103
Those having kg / mm 2 or more and also having FATT are preferable. For the rotor shaft according to the present invention, it is preferable to provide a fork type rotor blade having a center hole for a rotor shaft having a center hole, and an inverted Christmas tree type rotor blade for a rotor shaft having no center hole.

【0104】(6)低圧タービン用ブレードの最終段以
外及びノズルは、C0.05〜0.2%,Si0.1〜0.
5%,Mn0.2〜1.0%,Cr10〜13%,Mo0.
04〜0.2%を有する全焼戻しマルテンサイト鋼が好
ましい。
(6) The nozzles other than the last stage of the low-pressure turbine blade and the nozzles are C 0.05-0.2%, Si 0.1-0.1%.
5%, Mn 0.2-1.0%, Cr 10-13%, Mo 0.2%
Preference is given to a fully tempered martensitic steel having a content of between 0.4 and 0.2%.

【0105】(7)低圧タービン用内部及び外部ケーシ
ングともにC0.2〜0.3%,Si0.3〜0.7%,M
n1%以下を有する炭素鋳鋼が好ましい。
(7) C-0.2-0.3%, Si-0.3-0.7%, M
Carbon cast steel with n1% or less is preferred.

【0106】(8)主蒸気止め弁ケーシング及び蒸気加
減弁ケーシングはC0.1〜0.2%,Si0.1〜0.4
%,Mn0.2〜1.0%,Cr8.5〜10.5%,Mo
0.3〜1.0% ,W1.0〜3.0%,V0.1〜0.3
%,Nb0.03〜0.1%,N0.03〜0.08%,B
0.0005〜0.003%を含む全焼戻しマルテンサイ
ト鋼が好ましい。
(8) The main steam stop valve casing and the steam control valve casing are C 0.1-0.2%, Si 0.1-0.4.
%, Mn 0.2 to 1.0%, Cr 8.5 to 10.5%, Mo
0.3 to 1.0%, W 1.0 to 3.0%, V 0.1 to 0.3
%, Nb 0.03 to 0.1%, N 0.03 to 0.08%, B
A fully tempered martensitic steel containing 0.0005 to 0.003% is preferred.

【0107】(9)高圧タービン,中圧タービン及び高
中圧タービン用外部ケーシングにはC0.10〜0.20
%,Si0.05〜0.6%,Mn0.1〜1.0%,Ni
0.1〜0.5%,Cr1〜2.5%,Mo0.5〜1.5
%,V0.1〜0.35%を含み、好ましくはAl0.0
25%以下,B0.0005〜0.004%及びTi0.
05〜0.2% の少なくとも一方を含み、全焼戻しベー
ナイト組織を有する鋳鋼によって製造するのが好まし
い。特に、C0.10〜0.18%,Si0.20〜0.60
%,Mn0.20〜0.50%,Ni0.1〜0.5%,C
r1.0〜1.5%,Mo0.9〜1.2%,V0.2〜0.
3%,Al0.001〜0.005%,Ti0.045〜0.1
0% 及びB0.0005〜0.0020%を含む鋳鋼が
好ましい。より好ましくはTi/Al比が0.5〜10
である。
(9) The high pressure turbine, the medium pressure turbine, and the outer casing for the high / medium pressure turbine have C0.10 to 0.20.
%, Si 0.05-0.6%, Mn 0.1-1.0%, Ni
0.1 to 0.5%, Cr 1 to 2.5%, Mo 0.5 to 1.5
%, V0.1-0.35%, preferably Al0.0
25% or less, B 0.0005 to 0.004%, and Ti
Preferably, it is manufactured from cast steel containing at least one of 0.5 to 0.2% and having a fully tempered bainite structure. In particular, C 0.10 to 0.18%, Si 0.20 to 0.60
%, Mn 0.20-0.50%, Ni 0.1-0.5%, C
r 1.0 to 1.5%, Mo 0.9 to 1.2%, V 0.2 to 0.2.
3%, Al 0.001 to 0.005%, Ti 0.045 to 0.1
Cast steels containing 0% and B 0.0005-0.0020% are preferred. More preferably, the Ti / Al ratio is 0.5 to 10
It is.

【0108】(10)蒸気温度625〜650℃における
高圧,中圧,高中圧タービン(高圧側と中圧側)の初段
ブレード、好ましくは高圧タービン及び高中圧タービン
の高圧側は2段又は3段まで、中圧タービン及び高中圧
タービンの中圧側は2段までを前述のマルテンサイト鋼
に代えて重量で、C0.03〜0.20%(好ましくは
0.03〜0.15%),Cr12〜20%,Mo9〜2
0%(好ましくは12〜20%),Co12%以下(好
ましくは5〜12%),Al0.5〜1.5%,Ti1〜
3%,Fe5%以下,Si0.3%以下,Mn0.2%以
下,B0.003〜0.015%の他,Mg0.1%以
下,希土類元素0.5%以下,Zr0.5%以下の1種以
上を含むNi基合金を用いることができる。以下につい
ては0%も含む。鍛造後、溶体化処理され、時効処理さ
れる。
(10) First-stage blades of high-, medium-, and high-medium-pressure turbines (high-pressure side and medium-pressure side) at a steam temperature of 625 to 650 ° C, preferably up to two or three stages on the high-pressure side of the high-pressure turbine and high-medium-pressure turbine On the medium pressure side of the intermediate pressure turbine and the high intermediate pressure turbine, up to the second stage are replaced with the above-mentioned martensitic steel by weight, and are C 0.03 to 0.20% (preferably 0.03 to 0.15%), Cr 12 to 20%, Mo9 ~ 2
0% (preferably 12 to 20%), Co 12% or less (preferably 5 to 12%), Al 0.5 to 1.5%, Ti1 to
3%, Fe 5% or less, Si 0.3% or less, Mn 0.2% or less, B 0.003 to 0.015%, Mg 0.1% or less, rare earth element 0.5% or less, Zr 0.5% or less A Ni-based alloy containing at least one kind can be used. The following includes 0%. After forging, it is subjected to a solution treatment and an aging treatment.

【0109】溶体化処理は、1050〜1200℃で3
0分〜10時間保持後水冷又は空冷等によって行うこ
と、水冷は合金を所定温度より水中に投入するか、又は
板の場合には所定温度の合金面に水をスプレーすること
により行うことが好ましい。
The solution treatment is performed at 1050 to 1200 ° C. for 3 hours.
It is preferable to perform water cooling or air cooling after holding for 0 minutes to 10 hours, or to perform water cooling by pouring the alloy into water at a predetermined temperature or, in the case of a plate, spraying water on the alloy surface at a predetermined temperature. .

【0110】時効処理は前述の溶体化処理後、700〜
870℃で4〜24時間加熱保持することにより行うの
が好ましい。
The aging treatment is carried out after the solution treatment described above.
It is preferable to carry out by heating and holding at 870 ° C. for 4 to 24 hours.

【0111】本発明におけるNi基析出強化合金は室温
での抗張力が90kg/mm2 以上、好ましくは100kg/
mm2以上、732℃抗張力が80kg/mm2以上、その伸び
率が10%以上が好ましい。
The Ni-based precipitation strengthened alloy of the present invention has a tensile strength at room temperature of 90 kg / mm 2 or more, preferably 100 kg / mm 2.
mm 2 or more, the tensile strength at 732 ° C. is preferably 80 kg / mm 2 or more, and the elongation is preferably 10% or more.

【0112】[0112]

【発明の実施の形態】〔実施例1〕表1は蒸気タービン
用長翼材に係る12%Cr鋼の化学組成(重量%)を示
し、残部はFeである。各試料はそれぞれ150kg真空
アーク溶解し、1150℃に加熱し鍛造して実験素材と
した。試料No.1は、1000℃で1h加熱後油焼入れ
により室温まで冷却し、次いで、570℃に加熱し2h
保持後室温まで空冷した。No.2は、1050℃で1h
加熱後油焼入れにより室温まで冷却し、次いで、570
℃に加熱し2h保持後室温まで空冷した。試料No.3〜
No.11は、1050℃で1h加熱後油焼入れ、No.1
2〜14は1075℃で1時間加熱後油焼入れにより室
温まで冷却し、次いで、560℃(低温戻し)に加熱し
2h保持後室温まで空冷し(1次焼戻し)、更に580
℃(高温戻し)に加熱し2h保持後室温まで空冷した
(2次焼戻し)。いずれのものも全焼戻しマルテンサイ
ト組織を有していた。
[Embodiment 1] Table 1 shows the chemical composition (% by weight) of a 12% Cr steel for a long blade material for a steam turbine, and the balance is Fe. Each sample was melted in a vacuum arc of 150 kg, heated to 1150 ° C. and forged to obtain an experimental material. Sample No. 1 was heated at 1000 ° C. for 1 hour, cooled to room temperature by oil quenching, and then heated to 570 ° C. for 2 hours.
After the holding, it was air-cooled to room temperature. No.2 is 1050 ° C for 1 hour
After heating, it is cooled to room temperature by oil quenching, and then 570
C. and kept at room temperature for 2 hours and then air-cooled to room temperature. Sample No.3 ~
No. 11 was heated at 1050 ° C. for 1 hour and then oil-quenched.
Nos. 2 to 14 were heated at 1075 ° C. for 1 hour, cooled to room temperature by oil quenching, then heated to 560 ° C. (low temperature return), held for 2 hours, air-cooled to room temperature (primary tempering), and further 580
C. (returned to high temperature), kept for 2 hours, and air-cooled to room temperature (secondary tempering). All had a fully tempered martensite structure.

【0113】表1において、No.3〜14は本発明に係
る材料及びNo.1及び2は、現用の長翼材である。
In Table 1, Nos. 3 to 14 are materials according to the present invention, and Nos. 1 and 2 are current long wing materials.

【0114】表2はこれらの試料の室温(20℃)の機
械的性質を示す。本発明に係る材料の(No.8〜11,
13及び14)は、翼部長さ45インチ以上の蒸気ター
ビン用長翼材として要求される引張強さ(138.5kgf
/mm2以上又は140kg/mm2以上)及び低温靭性(20
℃Vノッチシャルピー衝撃値4kgf−m/cm2 以上)を
十分満足することが確認された。尚、表中No.1〜11
及びNo.12〜14の上段は高温戻し材、及びNo.12
〜14の下段は低温戻し材の値である。
Table 2 shows the mechanical properties of these samples at room temperature (20 ° C.). The materials according to the present invention (No.
13 and 14) have a tensile strength (138.5 kgf) required as a long blade material for a steam turbine having a blade length of 45 inches or more.
/ Mm 2 or 140 kg / mm 2 or more) and low-temperature toughness (20
(V. Notch Charpy impact value of 4 kgf-m / cm 2 or more) was confirmed to be sufficiently satisfied. In the table, No. 1 to 11
And the upper stage of Nos. 12 to 14 are the high temperature return material and No. 12
The lower row of ~ 14 is the value of the low temperature return material.

【0115】これに対し、No.1及び6は、蒸気タービ
ン用長翼に使用するには、引張強さと衝撃値とで示され
る値が低い。No.2は、引張強さ及び靭性が低い。No.
3,4,5及び7は、衝撃値が3.8kgf−m/cm2
上及び引張強さ128.5kg/mm2以上であり、翼部長さ
43インチ以上に対しては満足するものである。
On the other hand, Nos. 1 and 6 have low values of tensile strength and impact value for use in long blades for steam turbines. No. 2 has low tensile strength and toughness. No.
3, 4, 5 and 7 have an impact value of 3.8 kg fm / cm 2 or more and a tensile strength of 128.5 kg / mm 2 or more, and are satisfactory for a wing length of 43 inches or more. .

【0116】[0116]

【表1】 [Table 1]

【0117】[0117]

【表2】 [Table 2]

【0118】図1は引張強さとC量との関係を示す線図
である。図に示す様に引張強さは0.13〜0.15%の
範囲でその増加によって急激に増加し、0.13% 前後
で130〜138kg/mm2であるのに対し、0.15%以
上ではいずれも140kg/mm2以上の高い強度が得られ
る。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between tensile strength and C content. Tensile strength as shown in FIG increased rapidly by the increase in the range of 0.13 to 0.15%, whereas a 130~138kg / mm 2 at 0.13% before and after, 0.15% In all of the above, a high strength of 140 kg / mm 2 or more can be obtained.

【0119】図2は引張強さとMo量との関係を示す線
図である。図に示す様に引張強さはMo量の増加とC量
の増加によって顕著に高くなる。C量が0.13〜0.1
4%ではMo量が2.0〜3.2%で引張強さが132〜
138kg/mm2 の高い値が得られ、更にC量が0.15
〜0.21%ではMo量が2.0〜3.3%で140kg/m
m2 以上、特に142kg/mm2 以上の高い値が得られ
る。より2.4〜3.1%のMoでは145kg/mm2 以上
のきわめて高いものが得られる。尚、No.12〜14を
図中に示していないのは、他のものと焼入温度が異なる
こと及びCr量が異なることからである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the tensile strength and the amount of Mo. As shown in the figure, the tensile strength is significantly increased by the increase of the Mo amount and the C amount. C content is 0.13-0.1
At 4%, the Mo content is 2.0 to 3.2% and the tensile strength is 132 to
A high value of 138 kg / mm 2 was obtained, and the C content was 0.15.
140kg / m at 2.0 ~ 3.3% Mo content at ~ 0.21%
High values of at least m 2 , in particular at least 142 kg / mm 2, are obtained. In the case of Mo of 2.4 to 3.1%, an extremely high Mo of 145 kg / mm 2 or more can be obtained. The reason why Nos. 12 to 14 are not shown in the figure is that the quenching temperature is different from the other ones and the Cr content is different.

【0120】図3は衝撃値と引張強さとの関係を示す線
図である。図中の式は衝撃値(kg−m/cm2)をyとし、
引張強さ(kg/mm2)をxとして求められるものである。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the impact value and the tensile strength. In the equation in the figure, the impact value (kg-m / cm 2 ) is y,
The tensile strength (kg / mm 2 ) is determined as x.

【0121】(1)y=−0.29x+43.8によって
求められる値以上では3000rpm で翼部長さ43イン
チ又は3600rpmで36インチとして必要な強度12
8.5kg/mm2を満足し、更に衝撃値4kg−m/cm2以上
を満たすことができる。そして、この式より上では30
00rpm では45インチ以上、3600rpm では37.
5インチ以上のものを達成できる。
(1) Above the value determined by y = −0.29x + 43.8, the required strength 12 is 43 inches at 3000 rpm or 36 inches at 3600 rpm.
It satisfies 8.5 kg / mm 2 and can further satisfy an impact value of 4 kg-m / cm 2 or more. And above this equation, 30
More than 45 inches at 00 rpm and 37 at 3600 rpm.
5 inches and more can be achieved.

【0122】(2)y=−0.29x+45によって求
められる値以上では3000rpmで翼部長さ46インチ
以上、3600rpmでは37.5インチ以上として必要な
引張強さ138.5kg/mm2 以上、衝撃値4kg−m/cm2
以上を満たすことができる。 (3)y=−0.29x+46.5によって求められる値
以上では3000rpm で翼部長さ47インチ以上、36
00rpm で39インチとして必要な引張強さ142kg/
mm2 以上及び衝撃値4kg−m/cm2以上を満たすことが
できる。
(2) If the value of y is greater than or equal to -0.29x + 45, the blade length is 46 inches or more at 3000 rpm and 37.5 inches or more at 3600 rpm. The required tensile strength is 138.5 kg / mm 2 or more. 4 kg-m / cm 2
The above can be satisfied. (3) Above the value determined by y = −0.29x + 46.5, the wing length is 47 inches or more at 3000 rpm, and 36
The required tensile strength of 142 kg / 39 inches at 00 rpm
mm 2 or more and an impact value of 4 kg-m / cm 2 or more.

【0123】図中、いずれの線上に対して目標の翼部長
さを有するものを達成するには熱処理温度を調整するこ
とによって目標の機械的特性を得ることができる。
In the figure, in order to achieve the target blade length on any line, the target mechanical characteristics can be obtained by adjusting the heat treatment temperature.

【0124】(実施例2)図4は実施例1のNo.3〜7
に記載の鋼を用いた3000rpm 用の翼部長さ1092
mm(43″)長翼の正面図及び図5はその側面図であ
る。51は、高速蒸気が突き当たる翼部、52はロータ
シャフトへの翼植え込み部、53は翼の遠心力を支える
ためのピンを挿入するピン挿入孔、54は蒸気中の水滴
によりエロージョンを防止するための翼部リーデング側
に設けられたエロージョンシールド(Co基合金のステ
ライト板を溶接で接合)、55はタイボス及び57はコ
ンティニュアスカバーである。本実施例においては全体
一体の鍛造後に切削加工によって形成されたものであ
る。尚、コンティニュアスカバー57は機械的に一体に
形成することもできる。エロージョンシールドは局部的
な焼入れによって他の翼部より硬さを高めることによっ
て設けることができる。
(Embodiment 2) FIG. 4 shows Nos. 3 to 7 of Embodiment 1.
Wing length 1092 for 3000 rpm using steel described in
5 and 5 are a side view and a front view, respectively, of a long blade (mm) (43 "). 51 is a blade portion to which high-speed steam strikes, 52 is a blade implant portion on a rotor shaft, and 53 is a blade for supporting centrifugal force of the blade. A pin insertion hole for inserting a pin, 54 is an erosion shield provided on the wing leading side for preventing erosion due to water droplets in steam (joint a Co-based alloy stellite plate by welding), 55 is a tie boss and 57 is In this embodiment, the continuous cover 57 is formed by cutting after forging of the whole body, and the continuous cover 57 may be formed mechanically integrally. It can be provided by increasing the hardness of the other wings by quenching.

【0125】43″長翼は、エレクトロスラグ再溶接法
により溶製し、鍛造熱・処理を行ったものである。鍛造
は850〜1150℃の温度範囲内で、熱処理は実施例
1に示した条件で行った。この長翼の金属組織は全焼戻
しマルテンサイト組織であった。翼部51は植込み部の
厚さが最も大きく、先端部になるに従って徐々に薄肉と
なっている。
The 43 ″ long blade was produced by electroslag rewelding and subjected to forging heat and treatment. The forging was performed at a temperature in the range of 850 to 1150 ° C., and the heat treatment was described in Example 1. The metal structure of the long wing was a fully tempered martensite structure, and the wing 51 had the largest thickness at the implanted portion, and gradually became thinner toward the tip.

【0126】図4及び図5に示す様に、翼植込み部52
は8本の植込み部を有するフォーク型になっている。図
5の側面にはフォーク型にピンを挿入するピン挿入孔5
3が3段に設けられ、それに対応して凹部が設けられて
いる。ピン挿入孔53は翼部側が最も直径が大きく、徐
々に小さくなっている。翼部51はその幅方向の傾きが
車軸の軸方向に対して翼植込み部52がほぼ平行であ
り、翼先端部で約75度に徐々に傾いている。本実施例
における翼植込み部52の最大幅は翼部先端の幅に対し
て約2.4 倍であり、2.2〜2.6が好ましい。58は
翼部51の翼植込み部52近傍に対する接線の延長上の
幅を示し、翼部51の有効幅となるもので、翼部先端の
幅に対して約1.79 倍有するものであり、1.60〜
1.85倍が好ましい。
As shown in FIGS. 4 and 5, the wing implant 52
Is a fork type having eight implants. A pin insertion hole 5 for inserting a pin in a fork shape is provided on the side surface of FIG.
3 are provided in three stages, and concave portions are provided correspondingly. The diameter of the pin insertion hole 53 is the largest on the wing side and is gradually reduced. The inclination of the wing portion 51 in the width direction is substantially parallel to the axial direction of the axle, and the wing implantation portion 52 is gradually inclined at about 75 degrees at the tip of the wing. In this embodiment, the maximum width of the blade implant 52 is about 2.4 times the width of the tip of the blade, and preferably 2.2 to 2.6. Reference numeral 58 denotes an extension width of a tangent line of the wing portion 51 to the vicinity of the wing implantation portion 52, which is an effective width of the wing portion 51 and has about 1.79 times the width of the tip of the wing portion. 1.60-
1.85 times is preferred.

【0127】図6は蒸気タービンに配置されたタービン
翼におけるコンティニュアスカバー57の互いの位置関
係を示す円周面の上面から見た正面図である。翼部51
は隣り同志で重り合うように配置されている。また、翼
部51は水蒸気の流れをふさぐように配置されている。
このコンティニュアスカバー57は本体の材料と同一の
一体に成形加工によって作られたものである。
FIG. 6 is a front view showing the positional relationship between the continuous covers 57 of the turbine blades arranged in the steam turbine, as viewed from above the circumferential surface. Wings 51
Are arranged so that they are next to each other. The wings 51 are arranged so as to block the flow of steam.
The continuous cover 57 is formed by the same molding process as the material of the main body.

【0128】図7は実施例1のNo.8〜14に記載のマ
ルテンサイト鋼を用いた3000rpm 用翼部長さが11
68mm(46インチ)である長翼の正面図及び図8はそ
の側面図である。この長さの長翼の製造法及び構造は図
4及び図5とほぼ同じであり、特に翼植込み部が9本有
するフォーク型である点が異なるだけ他は前述と同様で
ある。翼部51は翼植込み部52の正面図に対して前述
と同様に軸方向に対し約75度ねじられている。また、
翼植込み部52の最大幅は翼部先端の幅に対して同等の
倍率であり、58の幅も同等の倍率である。コンティニ
ュアスカバー57は同様に本体材と一体の塑性加工によ
って形成されたものである。ピン挿入孔53及びエロー
ジョンシールド54は前述と同様である。このフォーク
型の植込み部に対しロータシャフトにはこれに対応した
8本のリング状の溝が円周上に形成され、円周方向に沿
って翼が植込まれる。そして、固定用のピンが挿入され
る。
FIG. 7 shows a wing length of 3000 rpm using martensitic steel described in Nos.
A front view of a long wing of 68 mm (46 inches) and FIG. 8 are side views thereof. The manufacturing method and structure of the long wing of this length are almost the same as those shown in FIGS. 4 and 5, and are the same as those described above, except that it is a fork type having nine wing implants. The wing portion 51 is twisted about 75 degrees in the axial direction with respect to the front view of the wing implantation portion 52 in the same manner as described above. Also,
The maximum width of the wing implant 52 is equivalent to the width of the tip of the wing, and the width of 58 is equivalent. The continuous cover 57 is similarly formed by plastic working integral with the main body material. The pin insertion hole 53 and the erosion shield 54 are the same as described above. Eight corresponding ring-shaped grooves are formed on the rotor shaft corresponding to the fork-shaped implanted portion on the rotor shaft, and wings are implanted along the circumferential direction. Then, a fixing pin is inserted.

【0129】尚、実施例1のNo.12に記載のマルテン
サイト鋼は焼入れ温度を若干高めることによって引張強
さを目標の138.5kg/mm2以上及び衝撃値を4kg−m
/cm2 以上のものを得ることができる。
The martensitic steel described in No. 12 of Example 1 has a target tensile strength of 138.5 kg / mm 2 or more and an impact value of 4 kg-m by slightly increasing the quenching temperature.
/ Cm 2 or more can be obtained.

【0130】図9は翼動込み部を逆クリスマスツリータ
イプとしたもので、平面図及び図10はその側面図であ
る。本図面に示す蒸気タービン翼は前述の図4及び図5
とは翼植込み部52の型が違うだけで、他の構造は同様
である。本図に示す様に翼植込み部52は両側に4段の
ストレートな突起を有し、この突起によって高速回転に
よる翼部をロータシャフトに植設され固定されるもので
ある。そして、ロータシャフトにはこの外形と同一の空
間を有する溝がロータシャフトの軸方向に沿って植込ま
れるように形成されている。
FIG. 9 shows an inverted Christmas tree type wing moving part. FIG. 9 is a plan view and FIG. 10 is a side view thereof. The steam turbine blade shown in this drawing is the same as that of FIGS.
The only difference is the type of the wing implant 52, and the other structures are the same. As shown in the figure, the wing implant 52 has four straight projections on both sides, and the wings are implanted and fixed on the rotor shaft by high-speed rotation by the projections. A groove having the same space as this outer shape is formed in the rotor shaft so as to be implanted along the axial direction of the rotor shaft.

【0131】〔実施例3〕オイルショック後の燃料高騰
を契機に、蒸気条件の向上による熱効率向上を図るため
蒸気温度593℃〜649℃微粉炭直接燃焼ボイラ及び
蒸気タービンが要求される。このような、蒸気条件のボ
イラの一例を表3に示す。
[Embodiment 3] In response to soaring fuel after an oil shock, a pulverized coal direct combustion boiler and steam turbine at a steam temperature of 593 ° C. to 649 ° C. are required in order to improve thermal efficiency by improving steam conditions. Table 3 shows an example of a boiler under such steam conditions.

【0132】[0132]

【表3】 [Table 3]

【0133】大容量化とともに微粉炭燃焼火炉が大型化
し、1050MW級で火炉幅31m,火炉奥行き16
m,1400MW級で火炉幅34m,火炉奥行き18m
となる。
With the increase in capacity, the furnace for pulverized coal combustion became larger and the furnace width was 31 m and the furnace depth was 16 at 1050 MW class.
m, 1400MW class, furnace width 34m, furnace depth 18m
Becomes

【0134】表4は蒸気温度625℃,1050MW蒸
気タービンの主な仕様である。本実施例は、クロスコン
パウンド型4流排気,低圧タービンにおける最終段動翼
の翼部長さが43インチであり、AはHP−IP及びL
P2台で3000r/min 、BはHP−LP及びIP−
LPで各々同じく3000r/min の回転数を有し、高
温部においては表に示す主な材料によって構成される。
高圧部(HP)の蒸気温度は625℃,250kgf/cm
2 の圧力であり、中圧部(IP)の蒸気温度は625℃
に再熱器によって加熱され、45〜65kgf/cm2 の圧
力で運転される。低圧部(LP)は蒸気温度は400℃
で入り、100℃以下,722mmHgの真空で復水器に
送られる。
Table 4 shows the main specifications of the steam turbine of 625 ° C. and 1050 MW. In this embodiment, the blade length of the last stage rotor blade in the cross-compound type four-flow exhaust low-pressure turbine is 43 inches, and A is HP-IP and L
3000 r / min with P2 units, B is HP-LP and IP-
Each of the LPs has the same rotation speed of 3000 r / min, and is constituted by the main materials shown in the table in the high temperature part.
The steam temperature of the high pressure section (HP) is 625 ° C, 250kgf / cm
2 , and the steam temperature of the medium pressure part (IP) is 625 ° C.
And operated at a pressure of 45 to 65 kgf / cm 2 . The low-pressure part (LP) has a steam temperature of 400 ° C
And sent to a condenser at a temperature of 100 ° C. or less and a vacuum of 722 mmHg.

【0135】本実施例における低圧タービンの最終段動
翼の翼部長さに対する高圧タービン及び中圧タービンを
タンデムに結合した軸受間距離、及びタンデムに結合し
た2台の前記低圧タービンの軸受間距離の合計は約3
1.5mであり、その比が28.8であり、コンパクトにな
っている。
In this embodiment, the distance between the bearings of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine connected in tandem and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem with respect to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine are described. Total is about 3
It is 1.5m, the ratio is 28.8, and it is compact.

【0136】また、本実施例における蒸気タービン発電
プラントの定格出力(MW)に対する前記高圧タービン
及び中圧タービンをタンデムに結合した軸受間距離、及
びタンデムに結合した2台の前記低圧タービンの軸受間
距離の合計距離(mm)の比が30である。
The distance between the bearings of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine connected in tandem with respect to the rated output (MW) of the steam turbine power plant in this embodiment, and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem. The ratio of the total distance (mm) of the distances is 30.

【0137】[0137]

【表4】 [Table 4]

【0138】図11は表4のタービン構成のAにおける
高圧及び中圧蒸気タービンの断面構成図である。高圧蒸
気タービンは高圧内部車室18とその外側の高圧外部車
室19内に高圧動翼16を植設した高圧車軸(高圧ロー
タシャフト)23が設けられる。前述の高温高圧の蒸気
は前述のボイラによって得られ、主蒸気管を通って、主
蒸気入口を構成するフランジ,エルボ25より主蒸気入
口28を通り、ノズルボックス38より初段複流の動翼
に導かれる。初段は複流であり、片側に8段設けられ
る。これらの動翼に対応して各々静翼が設けられる。動
翼は鞍型ダブティル型式,ダブルティノン,初段翼長約
35mmである。車軸間の長さは約5.8m及び静翼部に
対応する部分で最も小さい部分の直径は約710mmであ
り、直径に対する長さの比は約8.2である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the high-pressure and intermediate-pressure steam turbines in turbine configuration A in Table 4. The high-pressure steam turbine is provided with a high-pressure axle (high-pressure rotor shaft) 23 in which high-pressure moving blades 16 are implanted in a high-pressure inner casing 18 and a high-pressure outer casing 19 outside thereof. The aforementioned high-temperature and high-pressure steam is obtained by the aforementioned boiler, passes through the main steam pipe, passes through the main steam inlet 28 through the flange and elbow 25 constituting the main steam inlet, and is guided from the nozzle box 38 to the first stage double-flow blade. I will The first stage has a double flow, and eight stages are provided on one side. A stationary blade is provided for each of these moving blades. The blade is a saddle-type dovetil type, double tinon, and the first stage blade length is about 35 mm. The length between the axles is about 5.8 m, the diameter of the smallest part corresponding to the stationary blade part is about 710 mm, and the ratio of the length to the diameter is about 8.2.

【0139】ロータシャフトの初段と最終段の動翼植込
み部分の幅はほぼ等しく、2段目,3〜5段目,6段
目,7〜8段目の5段階で下流側に従って段階的に小さ
くなっており、2段目の植込み部の軸方向の幅は最終段
のそれに対して0.71 倍の大きさである。
The widths of the rotor blade implanted portions of the first stage and the last stage of the rotor shaft are almost equal, and the width of the rotor shaft is stepwise in five stages of the second stage, the third to fifth stages, the sixth stage, and the seventh to eighth stages. The axial width of the second stage implant is 0.71 times as large as that of the last stage.

【0140】ロータシャフトの静翼に対応する部分は動
翼植込み部に対してロータシャフトの直径が小さくなっ
ている。その部分の軸方向の幅は2段目動翼と3段目動
翼との間の幅に対して最終段動翼とその手前の動翼との
間の幅まで段階的に小さくなっており、後者の幅は前者
の幅に対して0.86 倍と小さくなっている。2段目〜
6段目までと、6段目〜9段目までとの2段階で小さく
したものである。
In the portion of the rotor shaft corresponding to the stationary blade, the diameter of the rotor shaft is smaller than that of the rotor blade implanted portion. The axial width of that part is gradually reduced to the width between the final stage rotor blade and the rotor blade in front of it between the second stage rotor blade and the third stage rotor blade. The width of the latter is 0.86 times smaller than the width of the former. 2nd stage ~
The size is reduced in two stages, up to the sixth stage and the sixth to ninth stages.

【0141】本実施例においては後述する表3に示す材
料を初段ブレード及び初段ノズルを使用し、他のブレー
ド及びノズルはいずれもW,Co及びBを含まない12
%Cr系鋼によって構成したものである。本実施例にお
ける動翼の翼部の長さは初段が35〜50mm、2段目か
ら最終段になるに従って各段で長くなっており、特に蒸
気タービンの出力によって2段から最終段までの長さが
65〜180mmであり、段数は9〜12段で、各段の翼
部の長さは下流側が上流側に対して隣り合う長さで1.
10〜1.15の割合で長くなっているとともに、下流
側でその比率が徐々に大きくなっている。
In this embodiment, the materials shown in Table 3 to be described later are used for the first stage blade and the first stage nozzle, and the other blades and nozzles do not contain W, Co and B.
% Cr-based steel. The blade length of the rotor blade in this embodiment is 35 to 50 mm in the first stage and becomes longer in each stage from the second stage to the last stage. Particularly, the length from the second stage to the last stage depends on the output of the steam turbine. The length is 65 to 180 mm, the number of stages is 9 to 12, and the length of the wing of each stage is 1.
The length is increased at a rate of 10 to 1.15, and the rate is gradually increased on the downstream side.

【0142】本実施例における高圧タービンは軸受間距
離が約5.3m であり、低圧タービンの最終段動翼の翼
部長さに対するその軸受間距離の比が4.8 である。ま
た、発電プラントの定格出力(MW)に対する前記高圧
タービンの軸受間距離(mm)の比は5.0である。
The distance between the bearings of the high-pressure turbine in this embodiment is about 5.3 m, and the ratio of the distance between the bearings to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine is 4.8. The ratio of the distance (mm) between bearings of the high-pressure turbine to the rated output (MW) of the power plant is 5.0.

【0143】中圧蒸気タービンは高圧蒸気タービンより
排出された蒸気を再度625℃に再熱器によって加熱さ
れた蒸気によって高圧蒸気タービンと共に発電機を回転
させるもので、3000回/min の回転数によって回転
される。中圧タービンは高圧タービンと同様に中圧内部
第2車室21と中圧外部車室22とを有し、中圧動翼1
7と対抗して静翼が設けられる。動翼17は6段で2流
となり、中圧車軸(中圧ロータシャフト)の長手方向に
対しほぼ対称に左右に設けられる。軸受中心間距離は約
5.8m であり、初段翼長さ約100mm,最終段翼長さ
約230mmである。初段,2段のダブティルは逆クリ型
である。最終段動翼前の静翼に対応するロータシャフト
の直径は約630mmであり、その直径に対する軸受間距
離の比は約9.2倍である。
The medium-pressure steam turbine rotates the generator discharged from the high-pressure steam turbine together with the high-pressure steam turbine by the steam heated by the reheater to 625 ° C. again at a rotation speed of 3000 rpm. Rotated. The medium pressure turbine has a medium pressure inner second casing 21 and a medium pressure outer casing 22 similarly to the high pressure turbine.
7 is provided with a stationary vane. The moving blades 17 have two flows in six stages, and are provided on the left and right substantially symmetrically with respect to the longitudinal direction of the medium pressure axle (medium pressure rotor shaft). The distance between the bearing centers is about 5.8 m, the length of the first stage blade is about 100 mm, and the length of the last stage blade is about 230 mm. The first and second stage dovetails are inverted chestnut type. The diameter of the rotor shaft corresponding to the stationary blade before the last stage rotor blade is about 630 mm, and the ratio of the distance between bearings to the diameter is about 9.2 times.

【0144】本実施例の中圧蒸気タービンのロータシャ
フトは動翼植込み部の軸方向幅が初段から4段,5段及
び最終段に従って3段階で段階的に大きくなっており、
最終段での幅は初段に対して約1.4倍と大きくなって
いる。
In the rotor shaft of the medium-pressure steam turbine according to the present embodiment, the axial width of the rotor blade implantation portion is gradually increased in three stages from the first stage to the fourth stage, the fifth stage, and the last stage.
The width at the last stage is about 1.4 times larger than that at the first stage.

【0145】また、本蒸気タービンのロータシャフトは
静翼部に対応した部分の直径が小さくなっており、その
幅は初段動翼,2〜3段及び最終段動翼側に従って4段
階で段階的に小さくなっており、前者に対する後者の軸
方向の幅が約0.75 倍と小さくなる。
The diameter of the rotor shaft of this steam turbine corresponding to the stationary blade portion is small, and the width thereof is stepwise in four stages according to the first stage rotor blade, the second to third stage blades, and the last stage rotor blade side. The width of the latter in the axial direction with respect to the former is reduced to about 0.75 times.

【0146】本実施例においては後述する表5に示す材
料を初段ブレード,ノズルに使用される他はW,Co及
びBを含まない12%Cr系鋼が用いられる。本実施例
における動翼の翼部の長さは初段から最終段になるに従
って各段で長くなっており、蒸気タービンの出力によっ
て初段から最終段までの長さが60〜300mmで、6〜
9段で、各段の翼部の長さは下流側が上流側に対して隣
り合う長さで1.1〜1.2の割合で長くなっている。
In this embodiment, a 12% Cr steel containing no W, Co and B is used except that the materials shown in Table 5 described later are used for the first stage blade and the nozzle. The length of the blade portion of the moving blade in this embodiment is longer at each stage as it goes from the first stage to the last stage, and the length from the first stage to the last stage is 60 to 300 mm depending on the output of the steam turbine.
In the nine stages, the length of the wing portion of each stage is longer at a ratio of 1.1 to 1.2 as the length on the downstream side is adjacent to the upstream side.

【0147】動翼の植込み部は静翼に対応する部分に比
較して直径が大きくなっており、その幅は動翼の翼部長
さの大きい程その植込み幅は大きくなっている。その幅
の動翼の翼部長さに対する比率は初段から最終段で0.
35〜0.8であり、初段から最終段になるに従って段
階的に小さくなっている。
The implanted portion of the moving blade has a diameter larger than that of the portion corresponding to the stationary blade, and the implant width is larger as the blade length of the moving blade is larger. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is 0.1 in the first stage to the last stage.
35 to 0.8, and gradually decreases from the first stage to the last stage.

【0148】本実施例における中圧タービンは、その軸
受間距離が約5.5mであり、低圧タービンの最終段動
翼の翼部長さに対する中圧タービンの軸受間距離の比が
5.0であり、また、発電プラントの定格出力(MW)に
対するその軸受間距離(mm)の比が5.2である。
The intermediate pressure turbine of this embodiment has a bearing distance of about 5.5 m, and the ratio of the intermediate pressure turbine bearing distance to the blade length of the last stage rotor blade of the low pressure turbine is as follows.
The ratio of the distance between bearings (mm) to the rated output (MW) of the power plant is 5.2.

【0149】図12は高圧タービンの初段に植込まれる
タービン翼及び図13は高圧タービンの2段以降及び中
圧タービンの全段に植込まれるタービン翼の斜視図であ
る。図12は鞍型の植込み形式及び図13は逆クリスマ
スツリー型のものである。
FIG. 12 is a perspective view of the turbine blades implanted in the first stage of the high-pressure turbine, and FIG. 13 is a perspective view of the turbine blades implanted in the second and subsequent stages of the high-pressure turbine and all stages of the medium-pressure turbine. FIG. 12 shows a saddle type implantation type and FIG. 13 shows an inverted Christmas tree type.

【0150】図14は低圧タービンの断面図である。低
圧タービンは2基タンデムに結合され、ほぼ同じ構造を
有している。各々動翼41は左右に8段あり、左右ほぼ
対称になっており、また動翼に対応して静翼42が設け
られる。最終段動翼には実施例2に示した翼部長さが4
3インチである蒸気タービン翼を用いた。ノズルボック
ス45は複流型である。
FIG. 14 is a sectional view of the low-pressure turbine. The low pressure turbine is connected in two tandems and has almost the same structure. Each of the moving blades 41 has eight stages on the left and right sides and is substantially symmetrical on the left and right sides, and stationary blades 42 are provided corresponding to the moving blades. The last stage rotor blade has a wing length of 4 shown in the second embodiment.
A 3 inch steam turbine blade was used. The nozzle box 45 is of a double flow type.

【0151】ロータシャフト44には表5に示すスーパ
ークリーンされたベーナイト鋼の鍛鋼が用いられる。表
5に示す鋼は5kgの鋼塊を用い各種特性を調べた。これ
らの鋼は熱間鍛造後840℃×3h加熱後、100℃/
hで冷却する焼入れ後、575℃×32h加熱する焼戻
しを施したものである。表6は室温の特性である。
For the rotor shaft 44, forged steel of super-cleaned bainite steel shown in Table 5 is used. Various characteristics of the steel shown in Table 5 were examined using a 5 kg steel ingot. These steels are heated at 840 ° C for 3 hours after hot forging, and then at 100 ° C /
h, and then tempered by heating at 575 ° C. × 32 h. Table 6 shows the characteristics at room temperature.

【0152】[0152]

【表5】 [Table 5]

【0153】[0153]

【表6】 [Table 6]

【0154】いずれの試料も全焼戻しベーナイト組織を
有する。引張強さはいずれも100kg/mm2 以上、F
ATTは−20℃以下と高強度及び高靭性を有し、本実
施例の最終段動翼として翼部長さ43インチ以上は勿
論、46インチの植設を満足するものであった。Cr量
が若干高いNo.4は強度が低くなっており、Crは2.20
%位までが好ましい。
Each sample has a fully tempered bainite structure. Tensile strength is 100kg / mm 2 or more, F
The ATT has a high strength and a high toughness of -20 ° C. or less, and satisfies the implantation of 46 inches as well as a blade length of 43 inches or more as the last stage blade of the present embodiment. No. 4 having a slightly higher Cr content had a lower strength, and had a Cr content of 2.20.
% Is preferred.

【0155】最終段以外の動翼及び静翼にはいずれもM
oを0.1% 含有する12%Cr鋼が用いられる。内外
部ケーシング材にはC0.25% の鋳鋼が用いられる。
本実施例における軸受43での中心間距離は7500mm
で、静翼部に対応するロータシャフトの直径は約128
0mm,動翼植込み部での直径は2275mmである。この
ロータシャフト直径に対する軸受中心間の距離は約5.
9 である。
The rotor blades and stationary blades other than the last stage have M
A 12% Cr steel containing 0.1% of o is used. 0.25% cast steel is used for the inner and outer casing materials.
The center-to-center distance of the bearing 43 in this embodiment is 7500 mm
And the diameter of the rotor shaft corresponding to the stationary blade portion is about 128
0 mm, and the diameter at the blade implantation part is 2275 mm. The distance between the bearing centers for this rotor shaft diameter is about 5.
9.

【0156】蒸気中の水滴によるエロージョンを防止す
るためのエロージョンシールドには重量で、C1.0
%,Cr28.0%及びW4.0% を含むCo基合金の
ステライト板を電子ビーム溶接で接合した。コンティニ
ュアスカバー57は本実施例においては全体一体の鍛造
後に切削加工によって形成されたものである。尚、コン
ティニュアスカバー57は機械的に一体に形成すること
もできる。
An erosion shield for preventing erosion due to water droplets in steam has a weight of C1.0.
%, Cr 28.0%, and W 4.0%, a stellite plate of a Co-based alloy was joined by electron beam welding. In this embodiment, the continuous cover 57 is formed by cutting after forging of the whole. In addition, the continuous cover 57 can also be integrally formed mechanically.

【0157】本実施例の低圧タービンは動翼植込み部の
軸方向の幅が初段〜3段,4段,5段,6〜7段及び8
段の4段階で徐々に大きくなっており、最終段の幅は初
段の幅に比べ約6.8倍と大きくなっている。
In the low-pressure turbine according to the present embodiment, the axial width of the moving blade implantation portion is from the first stage to the third stage, the fourth stage, the fifth stage, the sixth stage, the seventh stage and the eighth stage.
The width gradually increases in four stages, and the width of the last stage is about 6.8 times larger than the width of the first stage.

【0158】また、静翼部に対応する部分の直径は小さ
くなっており、その部分の軸方向の幅は初段動翼側から
5段目,6段目及び7段目の3段階で徐々に大きくなっ
ており、最終段側の幅は初段と2段の間に対して約2.
5倍大きくなっている。
Further, the diameter of the portion corresponding to the stationary blade portion is reduced, and the axial width of the portion is gradually increased in the third, fifth, sixth, and seventh stages from the first stage blade side. The width of the last stage is about 2.
5 times larger.

【0159】本実施例における動翼は6段であり、その
翼部長さは初段の約3″から43″の最終段になるに従
って各段で長くなっており、蒸気タービンの出力によっ
て初段から最終段の長さが80〜1100mmで、8段又
は9段で、各段の翼部長さは下流側が上流側に対して隣
り合う長さで1.2〜1.8倍の割合で長くなっている。
The rotor blades in this embodiment have six stages, and the length of the blade portion increases in each stage from the initial stage of about 3 ″ to the final stage of 43 ″, and from the initial stage to the final stage depending on the output of the steam turbine. The length of the step is 80 ~ 1100mm, 8 steps or 9 steps, and the wing length of each step is 1.2 to 1.8 times as long as the downstream side is adjacent to the upstream side. I have.

【0160】動翼の植込み部は静翼に対応する部分に比
較して直径が大きくなっており、その幅は動翼の翼部長
さの大きい程その植込み幅は大きくなっている。その幅
の動翼の翼部長さに対する比率は初段から最終段で0.
15〜0.91であり、初段から最終段になるに従って
段階的に小さくなっている。
The implanted portion of the moving blade has a diameter larger than that of the portion corresponding to the stationary blade, and the implant width is larger as the blade length of the moving blade is larger. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is 0.1 in the first stage to the last stage.
15 to 0.91, and gradually decreases from the first stage to the last stage.

【0161】また、各静翼に対応する部分のロータシャ
フトの幅は初段と2段目との間から最終段とその手前と
の間までの各段で段階的に大きくなっている。その幅の
動翼の翼部長さに対する比率は0.25〜1.25で上流
側から下流側になるに従って小さくなっている。
Further, the width of the rotor shaft corresponding to each stationary blade is gradually increased in each stage from the first stage and the second stage to the last stage and the front stage. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is 0.25 to 1.25, and decreases from upstream to downstream.

【0162】本実施例における低圧タービンはタンデム
に2台連結され、その合計の軸受間距離は約18.3m
であり、低圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対する
タンデムに結合した2台の前記低圧タービンの軸受間距
離の合計の比が16.7 であり、更に発電プラントの定
格出力1050(MW)に対するタンデムに結合した2
台の両端での低圧タービンの軸受間距離(mm)の合計の
比が17.4である。本実施例の他、高圧蒸気タービン
及び中圧蒸気タービンへの蒸気入口温度610℃,2基の
低圧蒸気タービンへの蒸気入口温度385℃とする10
00MW級大容量発電プラントに対しても同様の構成と
することができる。
In this embodiment, two low pressure turbines are connected in tandem, and the total distance between the bearings is about 18.3 m.
And the ratio of the total distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine is 16.7, and the rated output of the power plant is 1050 (MW). Tandem bound to 2
The ratio of the sum of the distances (mm) between the bearings of the low-pressure turbine at both ends of the table is 17.4. In addition to the present embodiment, the steam inlet temperatures to the high-pressure steam turbine and the medium-pressure steam turbine are 610 ° C., and the steam inlet temperatures to the two low-pressure steam turbines are 385 ° C.10
The same configuration can be applied to a 00MW class large-capacity power plant.

【0163】本実施例における高温高圧蒸気タービンプ
ラントは主として石炭専焼ボイラ,高圧タービン,中圧
タービン,低圧タービン2台,復水器,復水ポンプ,低
圧給水加熱器系統,脱気器,昇圧ポンプ,給水ポンプ,
高圧給水加熱器系統などより構成されている。すなわ
ち、ボイラで発生した超高温高圧蒸気は高圧タービンに
入り動力を発生させたのち再びボイラにて再熱されて中
圧タービンへ入り動力を発生させる。この中圧タービン
排気蒸気は、低圧タービンに入り動力を発生させた後、
復水器にて凝縮する。この凝縮液は復水ポンプにて低圧
給水加熱器系統,脱気器へ送られる。この脱気器にて脱
気された給水は昇圧ポンプ,給水ポンプにて高圧給水加
熱器へ送られ昇温された後、ボイラへ戻る。
The high-temperature high-pressure steam turbine plant in this embodiment is mainly composed of a coal-fired boiler, a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine, two low-pressure turbines, a condenser, a condensate pump, a low-pressure feedwater heater system, a deaerator, and a booster pump. , Feed water pump,
It is composed of a high pressure feed water heater system. That is, the ultra-high-temperature and high-pressure steam generated in the boiler enters the high-pressure turbine to generate power, is reheated again in the boiler, and enters the medium-pressure turbine to generate power. This medium-pressure turbine exhaust steam enters the low-pressure turbine and generates power,
Condenses in the condenser. This condensate is sent to the low pressure feed water heater system and deaerator by the condensate pump. The feedwater degassed by this deaerator is sent to a high-pressure feedwater heater by a booster pump and a feedwater pump to be heated, and then returned to the boiler.

【0164】ここで、ボイラにおいて給水は節炭器,蒸
発器,過熱器を通って高温高圧の蒸気となる。また一
方、蒸気を加熱したボイラ燃焼ガスは節炭器を出た後、
空気加熱器に入り空気を加熱する。ここで、給水ポンプ
の駆動には中圧タービンからの抽気蒸気にて作動する給
水ポンプ駆動用タービンが用いられている。
Here, in the boiler, the water supply passes through a economizer, an evaporator, and a superheater to become high-temperature and high-pressure steam. On the other hand, the boiler combustion gas that heated the steam exited the economizer,
Enter the air heater to heat the air. Here, the feedwater pump is driven by a feedwater pump drive turbine that operates with the extracted steam from the medium pressure turbine.

【0165】このように構成された高温高圧蒸気タービ
ンプラントにおいては、高圧給水加熱器系統を出た給水
の温度が従来の火力プラントにおける給水温度よりもは
るかに高くなっているため、必然的にボイラ内の節炭器
を出た燃焼ガスの温度も従来のボイラに比べてはるかに
高くなってくる。このため、このボイラ排ガスからの熱
回収をはかりガス温度を低下させないようにする。
In the high-temperature high-pressure steam turbine plant configured as described above, the temperature of the feedwater exiting the high-pressure feedwater heater system is much higher than the temperature of the feedwater in the conventional thermal power plant. The temperature of the combustion gas exiting the economizer will also be much higher than in conventional boilers. Therefore, heat is recovered from the boiler exhaust gas so as not to lower the gas temperature.

【0166】本実施例における低圧タービンの最終段動
翼での平均直径は3000rpm 、43″翼で3570mm
及び3600rpm 、36″翼で2975mm、更に前者に
対し46″翼で3645mm、後者に対し38″翼で30
40mmとした。平均直径は動翼の翼部長さの中心間の直
径である。
The average diameter of the last stage rotor blade of the low pressure turbine in this embodiment is 3000 rpm, 3570 mm with 43 ″ blades.
And 3600 rpm, 2975 mm with 36 "wings, 3645 mm with 46" wings for the former and 30 with 38 "wings for the latter
It was 40 mm. The average diameter is the diameter between the centers of the blade lengths of the bucket.

【0167】また、本実施例に代えて同じ高圧タービン
及び中圧タービンの各々に対し1基の低圧タービンをタ
ンデムに連結し、各々に1台の発電機を連結して発電す
るタンデムコンパウンド型発電プラントとしても同様に
構成することができる。本実施例の出力1050MW級
の発電機においてはその発電機シャフトとしてはより高
強度のものが用いられる。特に、C0.15〜0.30
%,Si0.1〜0.3%,Mn0.5%以下,Ni3.2
5〜4.5%,Cr2.05〜3.0%,Mo0.25〜0.6
0%,V0.05〜0.20%を含有する全焼戻しベーナ
イト組織を有し、室温引張強さ93kgf/mm2以上、特
に100kgf/mm2以上,50%FATTが0℃以下、
特に−20℃以下とするものが好ましく、21.2KG
における磁化力が985AT/cm以下とするもの、不純
物としてのP,S,Sn,Sb,Asの総量を0.02
5%以下,Ni/Cr比を2.0以下とするものが好ま
しい。
In place of the present embodiment, one low-pressure turbine is connected to each of the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine in tandem, and a single generator is connected to each of them to generate power. A plant can be similarly configured. In the generator of the present embodiment having an output of 1050 MW, a shaft having a higher strength is used as the generator shaft. In particular, C 0.15 to 0.30
%, Si 0.1 to 0.3%, Mn 0.5% or less, Ni 3.2%
5 to 4.5%, Cr 2.05 to 3.0%, Mo 0.25 to 0.6
0% has a fully tempered bainite structure containing V0.05~0.20% at room temperature tensile strength of 93kgf / mm 2 or more, particularly 100 kgf / mm 2 or more, 50% FATT is 0 ℃ or less,
In particular, it is preferable that the temperature be -20 ° C or lower, and 21.2KG
And the total amount of P, S, Sn, Sb and As as impurities is 0.02.
It is preferable that the Ni / Cr ratio be 5% or less and the Ni / Cr ratio be 2.0 or less.

【0168】高圧タービンシャフトは多段側の初段ブレ
ード植設部を中心に9段のブレードが植設される構造で
ある。中圧タービンシャフトは多段ブレードが左右に各
6段ほぼ対称にブレード植設部が設けられ、ほぼ中心を
境にしたものである。低圧タービン用ロータシャフトは
図示されていないが、高圧,中圧,低圧タービンのいず
れのロータシャフトにおいても中心孔が設けられ、この
中心孔を通して超音波検査,目視検査及びけい光探傷に
よって欠陥の有無が検査される。また、外表面から超音
波検査により行うことができ、中心孔が無でもよい。
The high-pressure turbine shaft has a structure in which nine stages of blades are planted around the first stage blade planting portion on the multi-stage side. The medium-pressure turbine shaft has a multi-stage blade provided on the left and right with approximately six stages of symmetrical blade installation portions, and substantially centered on the center. Although the rotor shaft for the low-pressure turbine is not shown, a center hole is provided in any of the rotor shafts of the high-pressure, medium-pressure, and low-pressure turbines, and through this center hole, the presence or absence of a defect is determined by ultrasonic inspection, visual inspection, and fluorescence inspection. Is inspected. Further, the inspection can be performed by ultrasonic inspection from the outer surface, and the center hole may not be provided.

【0169】本実施例における低圧タービンの最終段動
翼での平均直径は、3000rpm 、43″翼で2855
mm、3600rpm、36″翼で2380mm、更に300
0rpm、46″翼で2930mm、3600rpm 、38″
翼で2440mmとした。
The average diameter of the last stage rotor blade of the low pressure turbine in this embodiment is 3000 rpm, 2855 with 43 ″ blade.
mm, 3600 rpm, 2380 mm with 36 "wings, plus 300
0rpm, 46 "wing with 2930mm, 3600rpm, 38"
It was 2440 mm with wings.

【0170】表7は上述の本実施例の高圧タービン,中
圧タービン及び低圧タービンの主要部に用いた化学組成
(重量%)を示す。本実施例においては、高圧部及び中
圧部の高温部を全部フェライト系の結晶構造を有する熱
膨張係数約12×10-6/℃のものにしたので、熱膨張
係数の違いによる問題は全くなかった。
Table 7 shows the chemical compositions (% by weight) used for the main parts of the high-pressure turbine, medium-pressure turbine and low-pressure turbine according to the present embodiment. In this embodiment, since the high-temperature portion of the high-pressure portion and the intermediate-pressure portion are all made to have a thermal expansion coefficient of about 12 × 10 −6 / ° C. having a ferrite crystal structure, there is no problem due to the difference in the thermal expansion coefficient. Did not.

【0171】高圧タービン及び中圧タービンのロータシ
ャフトは、表7に記載の耐熱鋳鋼を電気炉で30トン溶
解し、カーボン真空脱酸し、金型鋳型に鋳込み、鍛伸し
て電極棒を作製し、この電極棒として鋳鋼の上部から下
部に溶解するようにエレクトロスラグ再溶解し、ロータ
形状(直径1050mm,長さ3700mm)に鍛伸して成
型した。この鍛伸は、鍛造割れを防ぐために、1150
℃以下の温度で行った。またこの鍛鋼を焼鈍熱処理後、
1050℃に加熱し水噴霧冷却焼入れ処理,570℃及
び690℃で2回焼戻しを行い、後述の図15及び図1
6に示す形状に切削加工によって得たものである。本実
施例においてはエレクトロスラグ鋼塊の上部側を初段翼
側にし、下部を最終段側にするようにした。いずれのロ
ータシャフトも中心孔を有しており、不純物を低下させ
ることにより中心孔をなくすことができる。
For the rotor shafts of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine, 30 tons of the heat-resistant cast steel shown in Table 7 was melted in an electric furnace, carbon was deoxidized in a vacuum, cast into a mold, and forged to produce an electrode rod. Then, the electroslag was melted again as the electrode rod so as to melt from the upper part to the lower part of the cast steel, and forged into a rotor shape (diameter 1050 mm, length 3700 mm) and formed. This forging is carried out at 1150 to prevent forging cracks.
Performed at a temperature of less than or equal to ° C. After annealing this forged steel,
Heating to 1050 ° C., water spray cooling, quenching, and tempering twice at 570 ° C. and 690 ° C.
This was obtained by cutting into the shape shown in FIG. In the present embodiment, the upper side of the electroslag steel ingot is the first stage blade side, and the lower side is the last stage side. Each rotor shaft has a center hole, and the center hole can be eliminated by reducing impurities.

【0172】高圧部及び中圧部のブレード及びノズル
は、同じく表7に記載の耐熱鋼を真空アーク溶解炉で溶
解し、ブレード及びノズル素材形状(幅150mm,高さ
50mm,長さ1000mm)に鍛伸して成型した。この鍛
伸は、鍛造割れを防ぐために、1150℃以下の温度で
行った。またこの鍛鋼を1050℃に加熱し油焼入れ処
理,690℃で焼戻しを行い、次いで所定形状に切削加
工したものである。
The high-pressure part and the medium-pressure part of the blade and the nozzle were prepared by melting the heat-resistant steel shown in Table 7 in a vacuum arc melting furnace to form a blade and a nozzle material (width 150 mm, height 50 mm, length 1000 mm). Forged and molded. The forging was performed at a temperature of 1150 ° C. or less in order to prevent forging cracks. The forged steel was heated to 1050 ° C., subjected to oil quenching, tempered at 690 ° C., and then cut into a predetermined shape.

【0173】高圧部及び中圧部の内部ケーシング,主蒸
気止め弁ケーシング及び蒸気加減弁ケーシングは、表7
に記載の耐熱鋳鋼を電気炉で溶解し、とりべ精錬後、砂
型鋳型に鋳込み作製した。鋳込み前に、十分な精錬及び
脱酸を行うことにより、引け巣等の鋳造欠陥のないもの
ができた。このケーシング材を用いた溶接性評価は、J
IS Z3158に準じて行った。予熱,パス間及び後
熱開始温度は200℃に、後熱処理は400℃×30分
にした。本発明材には溶接割れが認められず、溶接性が
良好であった。
The inner casing of the high pressure section and the intermediate pressure section, the main steam stop valve casing and the steam control valve casing are shown in Table 7.
Was melted in an electric furnace, and after ladle refining, it was cast into a sand mold to produce. By performing sufficient refining and deoxidation before casting, a casting free of casting defects such as shrinkage cavities was obtained. Weldability evaluation using this casing material
The measurement was performed according to IS Z3158. The pre-heating, inter-pass and post-heating onset temperatures were 200 ° C., and the post-heat treatment was 400 ° C. × 30 minutes. No weld crack was observed in the material of the present invention, and the weldability was good.

【0174】[0174]

【表7】 [Table 7]

【0175】表8は、上述したフェライト系鋼製高温蒸
気タービン主要部材を切断調査した機械的性質及び熱処
理条件を示す。
Table 8 shows the mechanical properties and heat treatment conditions obtained by cutting and examining the main members of the high temperature steam turbine made of ferritic steel described above.

【0176】このロータシャフトの中心部を調査した結
果、高圧,中圧タービンロータに要求される特性(62
5℃,105h強度≧10kgf/mm2,20℃衝撃吸収エ
ネルギー≧1.5kgf−m)を十分満足することが確認さ
れた。これにより、620℃以上の蒸気中で使用可能な
蒸気タービンロータが製造できることが実証された。ま
たこのブレードの特性を調査した結果、高圧,中圧ター
ビンの初段ブレードに要求される特性(625℃,10
5h強度≧15kgf/mm2)を十分満足することが確認さ
れた。これにより、620℃以上の蒸気中で使用可能な
蒸気タービンブレードが製造できることが実証された。
As a result of examining the center part of the rotor shaft, the characteristics (62
5 ° C., 10 5 h strength ≧ 10 kgf / mm 2 , 20 ° C. shock absorption energy ≧ 1.5 kgf-m). This demonstrated that a steam turbine rotor usable in steam at 620 ° C. or higher can be manufactured. Also, as a result of investigating the characteristics of this blade, the characteristics (625 ° C., 10
It was confirmed that 5 h strength ≧ 15 kgf / mm 2 ) was sufficiently satisfied. This demonstrated that a steam turbine blade usable in steam at 620 ° C. or higher can be manufactured.

【0177】さらにこのケーシングの特性を調査した結
果、高圧,中圧タービンケーシングに要求される特性
(625℃,105h強度≧10kgf/mm2,20℃衝撃
吸収エネルギー≧1kgf−m)を十分満足することと溶
接可能であることが確認された。これにより、620℃
以上の蒸気中で使用可能な蒸気タービンケーシングが製
造できることが実証された。
Furthermore, as a result of investigating the characteristics of the casing, it was found that the characteristics required for the high-pressure and intermediate-pressure turbine casings (625 ° C., 10 5 h strength ≧ 10 kgf / mm 2 , 20 ° C. shock absorption energy ≧ 1 kgfm) were sufficient. Satisfaction and weldability were confirmed. Thereby, 620 ° C
It was proved that a steam turbine casing usable in the above steam could be manufactured.

【0178】[0178]

【表8】 [Table 8]

【0179】本実施例においては、ロータシャフトのジ
ャーナル部にCr−Mo低合金鋼を肉盛溶接し、軸受特
性を改善させた。肉盛溶接は次の通りである。
In the present embodiment, a Cr-Mo low alloy steel was build-up welded on the journal portion of the rotor shaft to improve the bearing characteristics. The overlay welding is as follows.

【0180】供試溶接棒として被覆アーク溶接棒(直径
4.0φ)を用いた。その溶接棒を用いて溶接したもの
の溶着金属の化学組成(重量%)を表9に示す。この溶
着金属の組成は溶接材の組成とほぼ同じである。
A coated arc welding rod (diameter: 4.0φ) was used as a test welding rod. Table 9 shows the chemical composition (% by weight) of the deposited metal obtained by welding using the welding rod. The composition of the deposited metal is almost the same as the composition of the welding material.

【0181】溶接条件は溶接電流170A,電圧24
V,速度26cm/minである。
The welding conditions were as follows: welding current 170 A, voltage 24
V, speed 26 cm / min.

【0182】[0182]

【表9】 [Table 9]

【0183】肉盛溶接を上述の供試母材表面に表10に
示すごとく、各層ごとに使用溶接棒を組合せて、8層の
溶接を行った。各層の厚さは3〜4mmであり、全厚さは
約28mmであり、表面を約5mm研削した。
As shown in Table 10, the overlay welding was carried out on the surface of the base metal to be tested by combining the welding rods used for each layer and eight layers. The thickness of each layer was 3-4 mm, the total thickness was about 28 mm, and the surface was ground about 5 mm.

【0184】溶接施工条件は、予熱,パス間,応力除去
焼鈍(SR)開始温度が250〜350℃及びSR処理
条件は630℃×36時間保持である。
The welding conditions were preheating, between passes, a stress relief annealing (SR) start temperature of 250 to 350 ° C., and SR processing conditions of 630 ° C. × 36 hours.

【0185】[0185]

【表10】 [Table 10]

【0186】溶接部の性能を確認するために板材に同様
に肉盛溶接し、160゜の側曲げ試験を行ったが、溶接
部に割れは認められなかった。
In order to confirm the performance of the welded portion, the plate material was similarly overlaid and subjected to a side bending test of 160 °, but no crack was found in the welded portion.

【0187】更に、本発明における回転による軸受摺動
試験を行ったが、いずれも軸受に対する悪影響もなく、
耐酸化性に対しても優れたものであった。
Further, a bearing sliding test by rotation in the present invention was performed.
It was also excellent in oxidation resistance.

【0188】本実施例に代えて高圧蒸気タービン,中圧
蒸気タービン及び1基又は2基の低圧蒸気タービンをタ
ンデムに結合し、3000回転としたタンデム型発電プ
ラント及び表4のタービン構成Bにおいても本実施例の
高圧タービン,中圧タービン及び低圧タービンを同様に
組合せて構成できるものである。
Instead of this embodiment, a tandem type power plant having 3000 revolutions by combining a high-pressure steam turbine, a medium-pressure steam turbine and one or two low-pressure steam turbines in tandem, and turbine configuration B in Table 4 The high-pressure turbine, the intermediate-pressure turbine and the low-pressure turbine of the present embodiment can be similarly combined and configured.

【0189】前述のいずれの例においても、低圧タービ
ンの最終段動翼の翼部植込み部はいずれも逆クリスマス
ツリー型とした。
In each of the above-mentioned examples, the blade implant portion of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine was an inverted Christmas tree type.

【0190】〔実施例4〕表11は蒸気温度600℃,
定格出力700MW蒸気タービンの主な仕様である。本
実施例は、タンデムコンパウンドダブルフロー型、低圧
タービンにおける最終段翼長が46インチであり、HP
(高圧)・IP(中圧)一体型及びLP1台(C)又は
2台(D)で3000rpm の回転数を有し、高温部にお
いては表に示す主な材料によって構成される。高圧部
(HP)の蒸気温度は600℃,250kgf/cm2 の圧力
であり、中圧部(IP)の蒸気温度は600℃に再熱器
によって加熱され、45〜65kgf/cm2 の圧力で運転
される。低圧部(LP)は蒸気温度は400℃で入り、
100℃以下,722mmHgの真空で復水器に送られ
る。
Example 4 Table 11 shows that the steam temperature was 600 ° C.
This is the main specification of the rated output 700 MW steam turbine. In this embodiment, the final stage blade length in a tandem compound double flow type, low pressure turbine is 46 inches, and HP
(High pressure) / IP (medium pressure) integrated type and one LP (C) or two LPs (D) have a rotation speed of 3000 rpm, and are composed of the main materials shown in the table in the high temperature section. High pressure section
The steam temperature of (HP) is 600 ° C. and a pressure of 250 kgf / cm 2 , and the steam temperature of the medium pressure part (IP) is heated to 600 ° C. by a reheater and operated at a pressure of 45 to 65 kgf / cm 2. You. The low pressure section (LP) enters at a steam temperature of 400 ° C,
It is sent to the condenser at a temperature of 100 ° C. or less and a vacuum of 722 mmHg.

【0191】本実施例における高圧タービンと中圧ター
ビンとを一体にした高中圧一体タービン及び2台の低圧
タービンを備えた蒸気タービン発電プラントは、軸受間
距離が約22.7mであり、その低圧タービンの最終段
動翼の翼部長さ(1168mm)に対する高中圧一体ター
ビンの軸受間距離及びタンデムに結合した2台の前記低
圧タービンの軸受間距離の合計の比が19.4 であり、
また発電プラントの定格出力1050MWにおける1M
Wに対する高中圧一体タービンの軸受間距離及びタンデ
ムに結合した2台の低圧タービンの軸受間距離の合計距
離(mm)の比が21.6である。
In this embodiment, the steam turbine power plant including the high-medium pressure integrated turbine in which the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine are integrated and two low-pressure turbines has a bearing distance of about 22.7 m. The ratio of the distance between the bearings of the high and medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of the two low pressure turbines connected in tandem to the blade length (1168 mm) of the last stage rotor blade of the turbine is 19.4;
In addition, 1M at the rated output of 1050MW of the power plant
The ratio of the total distance (mm) of the distance between the bearings of the high-medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to W is 21.6.

【0192】更に、本実施例における高圧タービンと中
圧タービンとを一体にした高中圧一体タービン及び1台
の低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラントは、
軸受間距離が約14.7mであり低圧タービンの最終段
動翼の翼部長さ(1168mm)に対する高中圧一体ター
ビンの軸受間距離及び1台の前記低圧タービンの軸受間
距離の合計の比が12.6 である。また発電プラントの
定格出力700MWにおける1MWに対する高中圧一体
タービンの軸受間距離及び1台の前記低圧タービンの軸
受間距離の合計の比が21.0である。
Further, in this embodiment, the steam turbine power plant including the high / medium pressure integrated turbine in which the high pressure turbine and the medium pressure turbine are integrated and one low pressure turbine is provided.
The distance between the bearings is about 14.7 m, and the ratio of the total distance between the bearings of the high and medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of one low pressure turbine to the blade length (1168 mm) of the last stage rotor blade of the low pressure turbine is 12 .6. The ratio of the sum of the distance between the bearings of the high and medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of one low pressure turbine to 1 MW at a rated output of 700 MW of the power plant is 21.0.

【0193】[0193]

【表11】 [Table 11]

【0194】図15は高圧中圧一体型蒸気タービンの断
面構成図及び図16はそのロータシャフトの断面図であ
る。高圧側蒸気タービンは高圧内部車室18とその外側
の高圧外部車室19内に高圧動翼16を植設した高中圧
車軸(高圧ロータシャフト)33が設けられる。前述の
高温高圧の蒸気は前述のボイラによって得られ、主蒸気
管を通って、主蒸気入口を構成するフランジ,エルボ2
5より主蒸気入口28を通り、ノズルボックス38より
初段の動翼に導かれる。蒸気はロータシャフトの中央側
より入り、軸受側に流れる構造を有する。動翼は図中左
側の高圧側に8段及び(図中右側約半分の)中圧側に6
段設けられる。これらの動翼に対応して各々静翼が設け
られる。動翼は鞍型又はゲタ型,ダブティル型式,ダブ
ルティノン,高圧側初段翼長約40mm,中圧側初段翼長
が100mmである。軸受43間の長さは約6.7m 及び
静翼部に対応する部分で最も小さい部分の直径は約74
0mmであり、直径に対する長さの比は約9.0である。
FIG. 15 is a sectional view of a high-pressure / intermediate-pressure integrated steam turbine, and FIG. 16 is a sectional view of its rotor shaft. The high-pressure side steam turbine is provided with a high-to-medium pressure axle (high-pressure rotor shaft) 33 in which high-pressure moving blades 16 are implanted in a high-pressure inner casing 18 and a high-pressure outer casing 19 outside thereof. The aforementioned high-temperature and high-pressure steam is obtained by the aforementioned boiler, passes through a main steam pipe, and forms a flange and an elbow 2 that constitute a main steam inlet.
5 through the main steam inlet 28 and from the nozzle box 38 to the first stage rotor blades. The steam enters from the center of the rotor shaft and flows toward the bearing. The rotor blade has eight stages on the high pressure side on the left side in the figure and six stages on the medium pressure side (about half the right side in the figure).
Steps are provided. A stationary blade is provided for each of these moving blades. The moving blade has a saddle type or a getter type, a dove-til type, a double tinon, a high pressure side first stage blade length of about 40 mm, and a medium pressure side first stage blade length of 100 mm. The length between the bearings 43 is about 6.7 m, and the diameter of the smallest part corresponding to the stationary blade part is about 74.
0 mm and the ratio of length to diameter is about 9.0.

【0195】高圧側ロータシャフトの初段と最終段の動
翼植込み付根部分の幅は初段が最も広く、2段目〜7段
目がそれより小さく、初段の0.40〜0.56倍でいず
れも同等の大きさであり、最終段が初段と2〜7段目の
大きさの間にあり、初段の0.46〜0.62倍の大きさ
である。
The first stage and the last stage of the rotor blade implant root portion of the high pressure side rotor shaft have the widest width at the first stage, the second stage to the seventh stage are smaller than that, and 0.40 to 0.56 times the first stage. Are the same size, the last stage is between the first stage and the size of the second to seventh stages, and is 0.46 to 0.62 times the size of the first stage.

【0196】高圧側においてはブレード及びノズルを後
述する表7に示す12%Cr系鋼によって構成したもの
である。本実施例における動翼の翼部の長さは初段が3
5〜50mm、2段目から最終段になるに従って各段で長
くなっており、特に蒸気タービンの出力によって2段か
ら最終段までの長さが50〜150mmの範囲内であり、
段数は7〜12段の範囲内にあり、各段の翼部の長さは
下流側が上流側に対して隣り合う長さで1.05〜1.3
5倍の範囲内で長くなっているとともに、下流側でその
比率が徐々に大きくなっている。
On the high pressure side, the blades and nozzles were made of 12% Cr steel shown in Table 7 described later. The blade length of the rotor blade in this embodiment is 3 in the first stage.
5 to 50 mm, the length of each stage increases from the second stage to the final stage. In particular, the length from the second stage to the final stage is in the range of 50 to 150 mm depending on the output of the steam turbine,
The number of stages is in the range of 7 to 12 stages, and the length of the wing portion of each stage is 1.05 to 1.3 as the length that the downstream side is adjacent to the upstream side.
The ratio is longer within the range of 5 times, and the ratio gradually increases on the downstream side.

【0197】中圧側蒸気タービンは高圧側蒸気タービン
より排出された蒸気を再度600℃に再熱器によって加
熱された蒸気によって高圧蒸気タービンと共に発電機を
回転させるもので、3000rpm の回転数によって回転
される。中圧側タービンは高圧側タービンと同様に中圧
内部第2車室21と中圧外部車室22とを有し、中圧動
翼17と対抗して静翼が設けられる。中圧動翼17は6
段である。初段翼長さ約130mm,最終段翼長さ約26
0mmである。ダブティルは逆クリ型である。
The medium-pressure steam turbine rotates the generator discharged from the steam discharged from the high-pressure steam turbine together with the high-pressure steam turbine by the steam heated again to 600 ° C. by the reheater, and is rotated at 3000 rpm. You. The intermediate pressure side turbine has an intermediate pressure inner second casing 21 and an intermediate pressure outer casing 22 similarly to the high pressure side turbine, and a stationary blade is provided to oppose the intermediate pressure moving blade 17. Medium pressure blade 17 is 6
It is a step. The first stage blade length is about 130mm, and the last stage blade length is about 26
0 mm. Dovetil is an inverted chestnut type.

【0198】中圧蒸気タービンのロータシャフトは動翼
植込み付根部の軸方向幅が初段が最も大きく、2段目が
それより小さく、3〜5段目が2段目より小さくいずれ
も同じで、最終段の幅は3〜5段目と2段目の間の大き
さで、初段の0.48〜0.64倍である。初段は2段目の1.
1〜1.5倍である。
In the rotor shaft of the medium-pressure steam turbine, the axial width of the root portion of the rotor blade implantation is the largest at the first stage, smaller at the second stage, smaller at the third to fifth stages less than the second stage, and the same. The width of the last stage is between the third to fifth stages and the second stage, and is 0.48 to 0.64 times that of the first stage. The first stage is the second stage 1.
It is 1 to 1.5 times.

【0199】中圧側においてはブレード及びノズルを前
述の表7に示す12%Cr系鋼が用いられる。本実施例
における動翼の翼部の長さは初段から最終段になるに従
って各段で長くなっており、蒸気タービンの出力によっ
て初段から最終段までの長さが90〜350mm、段数が
6〜9段の範囲内にあり、各段の翼部の長さは下流側が
上流側に対して隣り合う長さで1.10〜1.25の割合
で長くなっている。
On the medium pressure side, the blade and the nozzle are made of 12% Cr-based steel shown in Table 7 above. The length of the blade portion of the moving blade in this embodiment is longer at each stage as it goes from the first stage to the last stage, and the length from the first stage to the last stage is 90 to 350 mm, and the number of stages is 6 to 6 depending on the output of the steam turbine. There are nine stages, and the length of the wing of each stage is 1.10 to 1.25, which is longer than the length adjacent to the upstream side on the downstream side.

【0200】動翼の植込み部は静翼に対応する部分に比
較して直径が大きくなっており、その幅は動翼の翼部長
さと位置に関係する。その幅の動翼の翼部長さに対する
比率は初段が最も大きく、1.35〜1.80倍,2段目
が0.88〜1.18倍,3〜6段目が最終段になるに従
って小さくなっており、0.40〜0.65倍である。本
実施例におけるタンデムに結合した2台の低圧タービン
を備えた蒸気タービン発電プラント用高中圧一体タービ
ンは、軸受間距離が約5.7m であり、低圧タービンの
最終段動翼の翼部長さ(1168mm)に対する軸受間距
離の比が5.7であり、またその発電プラントの定格出
力1050MWにおける1MWに対する高中圧一体ター
ビンの軸受間距離(mm)の比が6.4である。
The implanted portion of the moving blade has a diameter larger than that of the portion corresponding to the stationary blade, and its width is related to the blade length and position of the moving blade. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is the largest in the first stage, 1.35 to 1.80 times, the second stage is 0.88 to 1.18 times, and the third to sixth stages are the final stages. It is smaller and is 0.40 to 0.65 times. The high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant equipped with two low-pressure turbines connected in tandem in this embodiment has a distance between bearings of about 5.7 m and the blade length of the last stage blade of the low-pressure turbine ( The ratio of the bearing distance (mm) to 16.8 at the rated output of 1050 MW of the power plant is 6.4.

【0201】本実施例においても、軸受部27には実施
例3と同様に低合金鋼の肉盛溶接層が設けられる。更
に、ロータシャフトには動翼の植込み部45が符号を省
略しているが全段に高圧側及び中圧側で実施例3と同様
に設けられる。
Also in this embodiment, the bearing portion 27 is provided with a build-up welding layer of low alloy steel as in the third embodiment. Further, although the reference numerals are omitted in the rotor shaft, the rotor blade studs 45 are provided in all stages on the high pressure side and the medium pressure side in the same manner as in the third embodiment.

【0202】図17は低圧タービンの断面図及び図18
はそのロータシャフトの断面図である。低圧タービンは
1基又はタンデムに2基あり、いずれも高中圧にタンデ
ムに結合される。動翼41は左右に6段あり、左右ほぼ
対称になっており、また動翼に対応して静翼42が設け
られる。最終段の動翼長さは46インチあり、実施例2
に示すNo.9〜14に記載の12%Cr鋼からなる蒸気
タービン翼が使用される。この形状は実施例2の図7及
び図8に示すものであり、翼部先端でのねじれ角度につ
いても同様である。ロータシャフト43は実施例3の表
5のNo.5からなるスーパークリーン材の全焼戻しベー
ナイト組織を有する鍛鋼が用いられる。最終段とその前
段以外の動翼及び静翼にはいずれもMoを0.1% 含有
する12%Cr鋼が用いられる。内外部ケーシング材に
はC0.25% の前述の組成の鋳鋼が用いられる。本実
施例における軸受43での中心間距離は8mで、静翼部
に対応するロータシャフトの直径は約800mm,動翼植
込み部での直径は各段同じである。静翼部に対応するロ
ータシャフト直径に対する軸受中心間の距離は10倍で
ある。
FIG. 17 is a sectional view of the low-pressure turbine and FIG.
Is a sectional view of the rotor shaft. There are one low pressure turbine or two in tandem, both of which are coupled in tandem at high and medium pressure. The moving blades 41 have six stages on the left and right sides and are substantially symmetrical on the left and right, and stationary blades 42 are provided corresponding to the moving blades. Example 2 The blade length of the last stage is 46 inches.
The steam turbine blades made of 12% Cr steel described in Nos. 9 to 14 shown in FIG. This shape is shown in FIGS. 7 and 8 of the second embodiment, and the same applies to the twist angle at the blade tip. As the rotor shaft 43, forged steel having a fully tempered bainite structure of a super clean material made of No. 5 in Table 5 of Example 3 is used. A 12% Cr steel containing 0.1% Mo is used for each of the moving blades and stationary blades other than the last stage and the preceding stage. The inner and outer casing members are made of cast steel of 0.25% C having the above-mentioned composition. The center-to-center distance of the bearing 43 in this embodiment is 8 m, the diameter of the rotor shaft corresponding to the stationary blade portion is about 800 mm, and the diameter of the rotor blade implantation portion is the same at each stage. The distance between the bearing centers with respect to the rotor shaft diameter corresponding to the stationary blade portion is ten times.

【0203】本実施例においてもロータシャフトには動
翼の植込み部45が設けられ、実施例3と同様に最終段
にはフォーク型又は逆クリスマスツリー型の動翼に対す
る植込み部が形成される。他の動翼についても実施例3
と同様に植込み部が設けられる。
Also in this embodiment, the rotor shaft is provided with a rotor blade stud portion 45, and, as in the third embodiment, the last stage is provided with a fork-type or inverted Christmas tree-type blade implant portion. Example 3 for other blades
An implantation portion is provided in the same manner as described above.

【0204】低圧タービンは動翼植込み付根部の軸方向
の幅が初段が最も小さく、下流側に従って2,3段が同
等、4段,5段が同等で4段階で徐々に大きくなってお
り、最終段の幅は初段の幅に比べ6.2〜7.0倍と大き
くなっている。2,3段は初段の1.15〜1.40倍、
4,5段が2,3段の2.2〜2.6倍、最終段が4,5
段の2.8〜3.2倍となっている。付根部の幅は末広が
りの延長線とロータシャフトの直径とを結ぶ点で示す。
In the low-pressure turbine, the axial width of the root portion of the blade implant is the smallest at the first stage, and at the downstream side, two or three stages are equal, four and five stages are equal, and the width gradually increases in four stages. The width of the last stage is 6.2 to 7.0 times larger than the width of the first stage. A few steps are 1.15 to 1.40 times the first step,
4,5 stage is 2.2-2.6 times of 2-3 stage, last stage is 4,5
It is 2.8 to 3.2 times the stage. The width of the root portion is indicated by a point connecting the extended line extending to the diameter of the rotor shaft.

【0205】本実施例における動翼の翼部長さは初段の
4″から46″の最終段になるに従って各段で長くなっ
ており、蒸気タービンの出力によって初段から最終段の
長さが100〜1270mmの範囲内で、最大で8段で、
各段の翼部長さは下流側が上流側に対して隣り合う長さ
で1.2〜1.9倍の範囲内で長くなっている。
In this embodiment, the blade length of the rotor blades increases in each stage from the initial stage of 4 ″ to the final stage of 46 ″. Depending on the output of the steam turbine, the length of the blade from the initial stage to the final stage is 100 to 100 μm. Within 1270mm, up to 8 steps,
The wing length of each stage is longer within a range of 1.2 to 1.9 times as long as the downstream side is adjacent to the upstream side.

【0206】動翼の植込み付根部は静翼に対応する部分
に比較して直径が大きく末広がりになっており、その幅
は動翼の翼部長さの大きい程その植込み幅は大きくなっ
ている。その幅の動翼の翼部長さに対する比率は初段か
ら最終段の前までが0.30〜1.5であり、その比率は
初段から最終段の前になるに従って徐々に小さくなって
おり、後段の比率はその1つ手前のものより0.15〜
0.40の範囲内で徐々に小さくなっている。最終段は
0.50〜0.65の比率である。
The root portion of the rotor blade has a larger diameter than the portion corresponding to the stationary blade, and has a divergent width. The greater the blade length of the rotor blade, the greater the implantation width. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is from 0.30 to 1.5 from the first stage to the last stage, and the ratio gradually decreases from the first stage to the last stage before the last stage. Is 0.15 or higher than the previous one.
It gradually decreases within the range of 0.40. The last stage has a ratio of 0.50 to 0.65.

【0207】本実施例における最終段動翼における平均
直径は、3000rpm 、43″翼で2590mm、360
0rpm 、36″翼で2160mm、3000rpm 、46″
翼で2665mm、3600rpm 、38″翼で2220mm
とした。
The average diameter of the final stage rotor blade in this embodiment is 3000 rpm, 2590 mm with 43 ″ blade, 360 mm
0rpm, 36 "wings 2160mm, 3000rpm, 46"
2665mm with wings, 3600rpm, 2220mm with 38 "wings
And

【0208】本実施例におけるエロージョンシールド
(ステライト合金)54は電子ビーム溶接又はTIG溶
接56によって接合した。エロージョンシールド54は
湿り蒸気が直接当たる表とその反対の裏側との2個所で
エロージョンシールドの全長に渡って溶接される。表側
は幅が裏側より大きく、上下端部も溶接される。
The erosion shield (stellite alloy) 54 in this embodiment was joined by electron beam welding or TIG welding 56. The erosion shield 54 is welded over the entire length of the erosion shield at two locations, one on the surface directly exposed to the wet steam and the other on the reverse side. The front side is wider than the back side, and the upper and lower ends are also welded.

【0209】本実施例の他、高中圧蒸気タービンの蒸気
入口温度610℃以上,低圧蒸気タービンへの蒸気入口
温度約400℃及び出口温度が約60℃とする1000
MW級大容量発電プラントに対しても同様の構成とする
ことができる。
In addition to the present embodiment, the steam inlet temperature of the high- and medium-pressure steam turbine is 610 ° C. or higher, the steam inlet temperature to the low-pressure steam turbine is about 400 ° C., and the outlet temperature is about 60 ° C.
The same configuration can be applied to a MW class large-capacity power plant.

【0210】本実施例における高温高圧蒸気タービン発
電プラントは主としてボイラ,高中圧タービン,低圧タ
ービン,復水器,復水ポンプ,低圧給水加熱器系統,脱
気器,昇圧ポンプ,給水ポンプ,高圧給水加熱器系統な
どより構成される。すなわち、ボイラで発生した超高温
高圧蒸気は高圧側タービンに入り動力を発生させたのち
再びボイラにて再熱されて中圧側タービンへ入り動力を
発生させる。この高中圧タービン排気蒸気は、低圧ター
ビンに入り動力を発生させた後、復水器にて凝縮する。
この凝縮液は復水ポンプにて低圧給水加熱器系統,脱気
器へ送られる。この脱気器にて脱気された給水は昇圧ポ
ンプ,給水ポンプにて高圧給水加熱器へ送られ昇温され
た後、ボイラへ戻る。
The high-temperature high-pressure steam turbine power plant in this embodiment is mainly composed of a boiler, high-medium-pressure turbine, low-pressure turbine, condenser, condensate pump, low-pressure feedwater heater system, deaerator, booster pump, feedwater pump, and high-pressure feedwater. It is composed of a heater system. That is, the ultra-high-temperature and high-pressure steam generated in the boiler enters the high-pressure side turbine and generates power, and is then reheated in the boiler again to enter the medium-pressure side turbine and generate power. The high- and medium-pressure turbine exhaust steam enters the low-pressure turbine and generates power, and then condenses in the condenser.
This condensate is sent to the low pressure feed water heater system and deaerator by the condensate pump. The feedwater degassed by this deaerator is sent to a high-pressure feedwater heater by a booster pump and a feedwater pump to be heated, and then returned to the boiler.

【0211】ここで、ボイラにおいて給水は節炭器,蒸
発器,過熱器を通って高温高圧の蒸気となる。また一
方、蒸気を加熱したボイラ燃焼ガスは節炭器を出た後、
空気加熱器に入り空気を加熱する。ここで、給水ポンプ
の駆動には中圧タービンからの抽気蒸気にて作動する給
水ポンプ駆動用タービンが用いられている。
Here, in the boiler, the water supply passes through a economizer, an evaporator, and a superheater to become high-temperature and high-pressure steam. On the other hand, the boiler combustion gas that heated the steam exited the economizer,
Enter the air heater to heat the air. Here, the feedwater pump is driven by a feedwater pump drive turbine that operates with the extracted steam from the medium pressure turbine.

【0212】このように構成された高温高圧蒸気タービ
ンプラントにおいては、高圧給水加熱器系統を出た給水
の温度が従来の火力プラントにおける給水温度よりもは
るかに高くなっているため、必然的にボイラ内の節炭器
を出た燃焼ガスの温度も従来のボイラに比べてはるかに
高くなってくる。このため、このボイラ排ガスからの熱
回収をはかりガス温度を低下させないようにする。
In the high-temperature high-pressure steam turbine plant configured as described above, the temperature of the feedwater exiting the high-pressure feedwater heater system is much higher than the feedwater temperature in the conventional thermal power plant. The temperature of the combustion gas exiting the economizer will also be much higher than in conventional boilers. Therefore, heat is recovered from the boiler exhaust gas so as not to lower the gas temperature.

【0213】本実施例の定格出力1050MW級の発電
においてその発電機シャフトとしてはより高強度のもの
が用いられる。特に、C0.15〜0.30%,Si0.
1 〜0.3%, Mn0.5%以下,Ni3.25〜4.5
%,Cr2.05〜3.0%,Mo0.25〜0.60%,
V0.05〜0.20%を含有する全焼戻しベーナイト組
織を有し、室温引張強さ93kgf/mm2以上,、に10
0kgf/mm2以上,50%FATTが0℃以下、特に−
20℃以下とするものが好ましく、21.2KGにおけ
る磁化力が985AT/cm以下とするもの、不純物とし
てのP,S,Sn,Sb,Asの総量を0.025%以
下,Ni/Cr比を2.0以下とするものが好ましい。
In the power generation of the rated output of 1050 MW class in this embodiment, a higher strength generator shaft is used. In particular, C 0.15 to 0.30%, Si 0.
1 to 0.3%, Mn 0.5% or less, Ni 3.25 to 4.5
%, Cr 2.05 to 3.0%, Mo 0.25 to 0.60%,
It has a fully tempered bainite structure containing 0.05 to 0.20% V and has a room temperature tensile strength of 93 kgf / mm 2 or more,
0 kgf / mm 2 or more, 50% FATT is 0 ° C. or less, especially −
Preferably, the temperature is 20 ° C. or less, the magnetization force at 21.2 KG is 985 AT / cm or less, the total amount of P, S, Sn, Sb and As as impurities is 0.025% or less, and the Ni / Cr ratio is Those having a value of 2.0 or less are preferable.

【0214】前述の表7は本実施例の高中圧タービン及
び低圧タービンの主要部に用いた化学組成(重量%)を示
す。本実施例においては、高圧側及び中圧側とを一体に
したロータシャフトを後述の実施例5のNo.7のマルテ
ンサイト鋼を使用した他は表7のものを用い、全部フェ
ライト系の結晶構造を有する熱膨張係数12×10-6
℃のものにしたので、熱膨張係数の違いによる問題は全
くなかった。
Table 7 above shows the chemical compositions (% by weight) used for the main parts of the high-medium pressure turbine and the low pressure turbine of this embodiment. In the present embodiment, the rotor shaft integrated with the high-pressure side and the medium-pressure side is made of the one shown in Table 7 except that a martensite steel of No. 7 of Example 5 described later is used. Thermal expansion coefficient of 12 × 10 -6 /
° C, there was no problem due to the difference in the coefficient of thermal expansion.

【0215】高中圧タービンのロータシャフトとして蒸
気温度620℃以上に対しては、実施例3又は後述の実
施例5の表12の材料を用いることができる。本実施例
では表12のNo.1は625℃に好適で、耐熱鋳鋼を電
気炉で30トン溶解し、カーボン真空脱酸し、金型鋳型
に鋳込み、鍛伸して電極棒を作製し、この電極棒として
鋳鋼の上部から下部に溶解するようにエレクトロスラグ
再溶解し、ロータ形状(直径1450mm,長さ5000
mm)に鍛伸して成型した。この鍛伸は、鍛造割れを防ぐ
ために、1150℃以下の温度で行った。またこの鍛鋼
を焼鈍熱処理後、1050℃に加熱し水噴霧冷却焼入れ
処理、570℃及び690℃で2回焼戻しを行い、図1
6に示す形状に切削加工によって得たものである。他の
各部の材料及び製造条件は実施例3と同様である。更
に、軸受部27へのCr−Mo低合金鋼の肉盛溶接層も
実施例3と同様に形成した。
For a steam temperature of 620 ° C. or higher for the rotor shaft of the high-medium pressure turbine, the materials shown in Table 12 of Example 3 or Example 5 described later can be used. In this example, No. 1 in Table 12 is suitable for 625 ° C., and 30 tons of heat-resistant cast steel is melted in an electric furnace, carbon is deoxidized in vacuum, cast into a mold, forged and stretched to produce an electrode rod, Electroslag was melted again as the electrode rod so as to melt from the upper part to the lower part of the cast steel, and the rotor shape (diameter 1450 mm, length 5000)
mm). The forging was performed at a temperature of 1150 ° C. or less in order to prevent forging cracks. Further, after the annealing heat treatment, the forged steel was heated to 1050 ° C., subjected to water spray cooling quenching, and tempered twice at 570 ° C. and 690 ° C.
This was obtained by cutting into the shape shown in FIG. The materials and manufacturing conditions of the other parts are the same as in the third embodiment. Further, a build-up welded layer of Cr-Mo low alloy steel on the bearing 27 was formed in the same manner as in Example 3.

【0216】本実施例におけるタンデムに結合した2台
の低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用低
圧タービンは合計の軸受間距離が16mであり、低圧タ
ービンの最終段動翼の翼部長さ(1168mm)に対する
タンデムに結合した2台の低圧タービンの軸受間距離の
比が13.7 であり、またその発電プラントの定格出力
1050MWにおける1MWに対するタンデムに結合し
た2台の低圧タービンの軸受間距離の合計距離(mm)の
比が15.2である。
The low pressure turbine for a steam turbine power plant having two low pressure turbines connected in tandem in this embodiment has a total bearing distance of 16 m, and the blade length of the last stage rotor blade of the low pressure turbine (1168 mm). ) And the sum of the bearing distances of the two low-pressure turbines coupled in tandem to 1 MW at a rated output of 1050 MW for the power plant is 13.7. The ratio of the distance (mm) is 15.2.

【0217】本実施例における高圧タービンと中圧ター
ビンとを一体にした高中圧一体タービン及び1台の低圧
タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用低圧ター
ビンは軸受間距離が6mであり、その低圧タービンの最
終段動翼の翼部長さ(1168mm)に対する比が6.8 であ
り、また1台の低圧タービンの軸受間距離の発電プラン
トの定格出力700MWにおける1MWに対する1台の
低圧タービンの軸受間距離(mm)の比が11.4である。
In the present embodiment, the low-pressure turbine for a steam turbine power plant having a high-medium pressure integrated turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated and one low-pressure turbine has a bearing distance of 6 m. Of the last stage rotor blade to the blade length (1168 mm) is 6.8, and the distance between the bearings of one low-pressure turbine per 1 MW at the rated output of the power plant of 700 MW is the distance between the bearings of one low-pressure turbine. (mm) is 11.4.

【0218】本実施例における高中圧一体型ロータシャ
フト又は後述する実施例5〜9のいずれのロータシャフ
トにおいても中心孔を有しているが、特に、P0.01
0%以下,S0.005%以下,As0.005%以下,
Sn0.005% 以下,Sb0.003% 以下とするこ
とによりいずれの実施例においても高純化によって中心
孔をなくすことができる。
The high- and medium-pressure integrated rotor shaft of this embodiment or the rotor shafts of Examples 5 to 9 to be described later have a center hole.
0% or less, S 0.005% or less, As 0.005% or less,
By adjusting the content of Sn to 0.005% or less and the content of Sb to 0.003% or less, the center hole can be eliminated by high purification in any of the embodiments.

【0219】〔実施例5〕実施例3及び4のロータシャ
フトに代えて表12に示す蒸気温度に対応した好適な組
成の合金を真空溶解によって、10kgのインゴットに鋳
造し、30mm角に鍛造したものである。大型蒸気タービ
ンロータシャフトの場合には、その中心部を模擬して1
050℃×5時間保持後、中心部での冷却速度100℃
/h冷却の焼入れ,570℃×20時間の1次焼戻しと
690℃×20時間の2次焼戻し及びブレードにおいて
は1100℃×1時間の焼入れ,750℃×1時間の焼
戻しを行って、625℃,30kgf/mm2 でクリープ破
断試験を実施した。結果を表12に合わせて示す。
Example 5 Instead of the rotor shafts of Examples 3 and 4, an alloy having a suitable composition corresponding to the steam temperature shown in Table 12 was cast into an ingot of 10 kg by vacuum melting and forged into a 30 mm square. Things. In the case of a large steam turbine rotor shaft, the central
After holding at 050 ° C for 5 hours, the cooling rate at the center is 100 ° C
/ H cooling quenching, primary tempering at 570 ° C. × 20 hours, secondary tempering at 690 ° C. × 20 hours, and quenching at 1100 ° C. × 1 hour and tempering at 750 ° C. × 1 hour for blades at 625 ° C. The creep rupture test was performed at 30 kgf / mm 2 . The results are shown in Table 12.

【0220】表12のNo.1〜No.7の本発明合金は、
620℃以上の蒸気条件に適用するのに好ましいもの
で、クリープ破断寿命が長いことがわかる。Co量が多
い程クリープ破断時間が向上するが、Coの多量の増加
は600〜660℃で加熱を受けると加熱脆化が生じる
傾向を有するので、強化と靭性の両方を高めるには600
〜630℃に対しては1〜3.5% ,630〜660℃
に対しては4〜8%が好ましい。Bは0.03% 以下が
優れた強度を示す。600〜630℃ではB量を0.0
01〜0.01%及びCo量を1〜3.5% 、630〜
660℃のより高温側ではB量を0.01〜0.03%と
し、Co量を4〜8.5% と高めることにより高強度が
得られる。
The alloys of the present invention No. 1 to No. 7 in Table 12 are as follows:
It is preferable to apply to steam conditions of 620 ° C. or higher, and it is understood that the creep rupture life is long. Although the creep rupture time improves as the amount of Co increases, the increase in the amount of Co tends to cause heat embrittlement when heated at 600 to 660 ° C.
1 to 3.5% for 630 to 630 ° C, 630 to 660 ° C
Is preferably 4 to 8%. B shows excellent strength when 0.03% or less. At 600 to 630 ° C, the amount of B is 0.0.
0.01 to 0.01% and the Co content is 1 to 3.5%, 630 to
On the higher temperature side of 660 ° C., high strength can be obtained by increasing the B content to 0.01 to 0.03% and the Co content to 4 to 8.5%.

【0221】Nは本願実施例における600℃を越える
温度では少ない方が強化され、N量の多いものに比べて
強度が高いことが明らかとなった。N量は0.01〜0.
04%が好ましい。真空溶解においてはNはほとんど含
有されないので、母合金によって添加したものである。
より強化のためにはMn量を0.03〜0.20%とする
のが好ましい。
It was clarified that N was strengthened when the temperature exceeded 600 ° C. in the examples of the present invention, and that the N was higher in strength than those with a large amount of N. The N content is 0.01 to 0.1.
04% is preferred. Since N is hardly contained in the vacuum melting, it is added by the master alloy.
For further strengthening, the Mn content is preferably set to 0.03 to 0.20%.

【0222】[0222]

【表12】 [Table 12]

【0223】同じく、表13は593〜610℃に適し
たロータシャフト用材料の化学組成(重量%)である。熱
処理は、1100℃×2h→100℃/hで冷却後、5
65℃×15h→20℃/hで冷却,665℃×45h
→20℃/hで冷却した。熱処理はいずれも回転軸を中
心に回転しながら行った。
Similarly, Table 13 shows the chemical composition (% by weight) of the rotor shaft material suitable for 593 to 610 ° C. Heat treatment is performed at 1100 ° C. × 2 h → 100 ° C./h, then 5
65 ℃ × 15h → cooling at 20 ℃ / h, 665 ℃ × 45h
→ Cooled at 20 ° C / h. All the heat treatments were performed while rotating around a rotation axis.

【0224】表14はロータシャフト材の機械的特性を
示すものである。衝撃値はVノッチシャルピー値、FA
TTは50%破面遷移温度である。
Table 14 shows the mechanical properties of the rotor shaft material. Impact value is V notch Charpy value, FA
TT is the 50% fracture surface transition temperature.

【0225】[0225]

【表13】 [Table 13]

【0226】[0226]

【表14】 [Table 14]

【0227】クリープ破断強度を見ると本発明材の60
0℃,105h クリープ破断強度は11kgf/mm2で、
高効率タービン材として必要な強度(10kgf/mm2
以上及び靭性も1kgf−m以上の高い値を示している。
The creep rupture strength of the material of the present invention was 60%.
0 ° C, 10 5 h Creep rupture strength is 11 kgf / mm 2 ,
Strength required for high-efficiency turbine materials (10 kgf / mm 2 )
The above and toughness also show high values of 1 kgfm or more.

【0228】No.9はAlが0.015%を越えたもの
であるが、105時間クリープ破断強度が11kgf/mm2
以下と強度が若干低下する。Wが1.0%程度多くなる
とδフェライトが析出し、強度と靭性がともに低く、発
明の目的が達成されないことも確認された。Wは0.1
〜0.65%で高い強度が得られる。
[0228] No.9 but are those Al exceeds 0.015%, 10 5 h creep rupture strength of 11 kgf / mm 2
Below, the strength is slightly reduced. When W was increased by about 1.0%, δ ferrite was precipitated, and both strength and toughness were low, and it was also confirmed that the object of the invention was not achieved. W is 0.1
A high strength can be obtained at 0.65%.

【0229】FATTに及ぼすWの影響はWは0.1〜
0.65%の範囲でFATTが低く、高い靭性を有する
が、それ以下及び以上でも靭性が低下する。特に0.2
〜0.5%で低いFATTが得られる。
The effect of W on FATT is 0.1 to 0.1%.
In the range of 0.65%, FATT is low and high toughness is obtained. Especially 0.2
A low FATT is obtained at ~ 0.5%.

【0230】本実施例のマルテンサイト鋼は600℃付
近の高温クリープ破断強度は著しく高く、超高温高圧蒸
気タービン用ロータシャフトとして要求される強度を十
分満足し、好適である。また、600℃付近での高効率
タービン用ブレードとしても好適である。
The martensitic steel of this example has a remarkably high high-temperature creep rupture strength at around 600 ° C., and sufficiently satisfies the strength required for a rotor shaft for an ultra-high-temperature and high-pressure steam turbine. It is also suitable as a high-efficiency turbine blade at around 600 ° C.

【0231】〔実施例6〕表15は実施例3及び4にお
ける本発明の高圧,中圧及び高中圧タービン用内部ケー
シング材に係る化学組成(重量%)を示す。試料は大型
ケーシングの厚肉部を想定して、高周波誘導溶解炉を用
い200kg溶解し、最大厚さ200mm,幅380mm,高
さ440mmの砂型に鋳込み,鋳塊を作製した。試料は、
1050℃×8h炉冷の焼鈍処理後、大型蒸気タービン
ケーシングの厚肉部を想定して焼準(1050℃×8h
→空冷),焼戻し(710℃×7h→空冷,710℃×
7h→空冷の2回)の熱処理を行った。
Example 6 Table 15 shows the chemical compositions (% by weight) of the internal casing material for high, medium and high pressure turbines of the present invention in Examples 3 and 4. Assuming the thick portion of the large casing, the sample was melted in a high-frequency induction melting furnace to melt 200 kg and cast into a sand mold having a maximum thickness of 200 mm, a width of 380 mm and a height of 440 mm to produce an ingot. The sample is
1050 ° C. × 8 h After furnace cooling annealing, normalizing (1050 ° C. × 8 h) assuming a thick part of a large steam turbine casing
→ air cooling, tempering (710 ° C × 7h → air cooling, 710 ° C ×
7h → air cooling twice).

【0232】溶接性評価は、JIS Z3158に準じ
て行った。予熱,パス間及び後熱開始温度は150℃
に、後熱処理は400℃×30分にした。
The weldability was evaluated according to JIS Z3158. Pre-heat, inter-pass and post-heat onset temperature is 150 ° C
The post heat treatment was performed at 400 ° C. for 30 minutes.

【0233】[0233]

【表15】 [Table 15]

【0234】表16は室温の引張特性、20℃における
Vノッチシャルピー衝撃吸収エネルギー、650℃,1
5hクリープ破断強度及び溶接割れ試験結果を示す。
Table 16 shows tensile properties at room temperature, V-notch Charpy impact absorption energy at 20 ° C., 650 ° C., 1
The results of the 0 5 h creep rupture strength and weld crack tests are shown.

【0235】適量のB,Mo及びWを添加した本発明材
のクリープ破断強度及び衝撃吸収エネルギーは、高温高
圧タービンケーシングに要求される特性(625℃,1
5h強度≧8kgf/mm2,20℃衝撃吸収エネルギー≧
1kgf−m)を十分満足する。特に、9kgf/mm2 以上
の高い値を示している。また、本発明材には溶接割れが
認められず、溶接性が良好である。B量と溶接割れの関
係を調べた結果、B量が0.0035% を越えると、溶
接割れが発生した。No.1のものは若干割れの心配があ
った。機械的性質に及ぼすMoの影響を見ると、Mo量
を1.18% と多いものは、クリープ破断強度は高いも
のの、衝撃値が低く、要求される靭性を満足できなかっ
た。一方、Mo0.11% のものは、靭性は高いもの
の、クリープ破断強度が低く、要求される強度を満足で
きなかった。
The creep rupture strength and impact absorption energy of the material of the present invention to which appropriate amounts of B, Mo and W are added are determined by the characteristics (625 ° C., 1
0 5 h strength ≧ 8 kgf / mm 2 , shock absorption energy at 20 ° C. ≧
1 kgf-m). In particular, it shows a high value of 9 kgf / mm 2 or more. In addition, no weld cracking was observed in the material of the present invention, and the weldability was good. As a result of examining the relationship between the B content and weld cracking, when the B content exceeded 0.0035%, weld cracks occurred. No. 1 was a little worried about cracking. Looking at the effect of Mo on the mechanical properties, those with a high Mo content of 1.18%, although having high creep rupture strength, had low impact values and could not satisfy the required toughness. On the other hand, the alloy with Mo 0.11% had high toughness but low creep rupture strength, and could not satisfy the required strength.

【0236】機械的性質に及ぼすWの影響を調べた結
果、W量を1.1% 以上にするとクリープ破断強度が顕
著に高くなるが、逆にW量を2%以上にすると室温衝撃
吸収エネルギーが低くなる。特に、Ni/W比を0.2
5〜0.75に調整することにより、温度621℃,圧
力250kgf/cm2 以上の高温高圧タービンの高圧及び
中圧内部ケーシング並びに主蒸気止め弁及び加減弁ケー
シングに要求される、625℃,105hクリープ破断強度
9kgf/mm2以上,室温衝撃吸収エネルギー1kgf−m
以上の耐熱鋳鋼ケーシング材が得られる。特に、W量
1.2〜2%,Ni/W比を0.25〜0.75に調整す
ることにより、625℃,105h クリープ破断強度1
0kgf/mm2 以上,室温衝撃吸収エネルギー2kgf−m
以上の優れた耐熱鋳鋼ケーシング材が得られる。
As a result of examining the effect of W on the mechanical properties, it was found that the creep rupture strength was significantly increased when the W amount was 1.1% or more, whereas the impact absorption energy at room temperature was increased when the W amount was 2% or more. Becomes lower. In particular, the Ni / W ratio is set to 0.2.
By adjusting the 5-0.75, temperature 621 ° C., are required to a pressure 250 kgf / cm 2 or more high pressure and intermediate pressure internal casing of the high-temperature and high-pressure turbine and a main steam stop valve and governor valve casing, 625 ° C., 10 5 h creep rupture strength 9 kgf / mm 2 or more, shock absorption energy at room temperature 1 kgfm
The above heat-resistant cast steel casing material is obtained. Particularly, by adjusting the W amount to 1.2 to 2% and the Ni / W ratio to 0.25 to 0.75, the creep rupture strength at 625 ° C. and 10 5 h
0 kgf / mm 2 or more, impact absorption energy at room temperature 2 kgf-m
The above excellent heat-resistant cast steel casing material can be obtained.

【0237】[0237]

【表16】 [Table 16]

【0238】W量は1.0%以上とすることによって顕
著に強化されるとともに、特に1.5%以上では8.0kg
f/mm2以上の値が得られる。本発明のNo.7は640
℃以下で十分要求の強度を満足するものであった。
The amount of W is remarkably strengthened by setting it to 1.0% or more, and especially 8.0 kg or more at 1.5% or more.
A value of f / mm 2 or more is obtained. No. 7 of the present invention is 640
The required strength was sufficiently satisfied at a temperature of not more than ℃.

【0239】本発明の耐熱鋳鋼を目標組成とする合金原
料を電気炉で1トン溶解し、とりべ精錬後、砂型鋳型に
鋳込み実施例3に記載の高中圧部の内部ケーシングを得
た。このケーシングを1050℃×8h炉冷の焼鈍熱処
理後、1050℃×8h衝風冷の焼準熱処理,730℃
×8h炉冷の2回焼戻しを行った。全焼戻しマルテンサ
イト組織を有するこの試作ケーシングを切断調査した結
果、250気圧,625℃高温高圧タービンケーシングに
要求される特性(625℃,105h 強度≧9kgf/mm
2 ,20℃衝撃吸収エネルギー≧1kgf−m)を十分満
足することと溶接可能であることが確認できた。
One ton of an alloy raw material having the target composition of the heat-resistant cast steel of the present invention was melted in an electric furnace, and after ladle refining, it was cast into a sand mold to obtain an internal casing of a high-to-medium-pressure portion described in Example 3. This casing is subjected to an annealing heat treatment at 1050 ° C. × 8 h for furnace cooling, then a normal heat treatment at 1050 ° C. × 8 h for blast cooling, and 730 ° C.
Tempering was performed twice in a furnace for 8 hours. As a result of cutting investigation of this prototype casing having a fully tempered martensite structure, the characteristics (625 ° C, 10 5 h strength ≧ 9 kgf / mm required for a high-pressure, high-pressure turbine casing at 250 atm, 625 ° C) were obtained.
2. It was confirmed that 20 ° C impact absorption energy ≧ 1 kgf-m) was sufficiently satisfied and that welding was possible.

【0240】〔実施例7〕本実施例においては、特に実
施例3の625℃の高圧蒸気タービン及び中圧蒸気ター
ビン又は実施例4の600℃及び625℃の高中圧蒸気
タービンの蒸気温度に代えて649℃としたものであ
り、構造及び大きさを実施例3又は4とほぼ同じ設計で
得られるものである。ここで実施例3又は4と変わるも
のはこの温度に直接接する高圧,中圧又は高中圧一体型
蒸気タービンのロータシャフト,初段動翼及び初段静翼
と内部ケーシングである。内部ケーシングを除くこれら
の材料としては前述の表8に示す材料のうちB量を0.
01〜0.03%及びCo量を5〜7%と高め、更に内
部ケーシング材としては実施例2のW量を2〜3%に高
め、Coを3%加えることにより、要求される強度が満
足し、従来の設計が使用できる大きなメリットがある。
即ち、本実施例においては高温にさらされる構造材料が
全てフェライト系鋼によって構成される点に従来の設計
思想がそのまま使用できるのである。尚、2段目の動翼
及び静翼の蒸気入口温度は約610℃となるので、これ
らには実施例3の初段に用いた材料を用いることが好ま
しい。
[Embodiment 7] In this embodiment, the steam temperature of the high-pressure steam turbine and the medium-pressure steam turbine at 625 ° C of the third embodiment, or the steam temperature of the high-medium-pressure steam turbine at 600 ° C and 625 ° C of the fourth embodiment is particularly used. 649 ° C., and the structure and size can be obtained with almost the same design as in the third or fourth embodiment. Here, what is different from the third or fourth embodiment is the rotor shaft, the first-stage moving blade, the first-stage stationary blade, and the inner casing of the high-pressure, medium-pressure or high-medium-pressure integrated steam turbine which is in direct contact with this temperature. Among these materials excluding the inner casing, the B content of the materials shown in Table 8 was set at 0.3.
The required strength is increased by increasing the W content of Example 2 to 2 to 3% and adding 3% of Co as the inner casing material, by increasing the Co content to 0.01 to 0.03% and the Co content to 5 to 7%. Satisfied, there is a great advantage that conventional designs can be used.
That is, in the present embodiment, the conventional design concept can be used as it is in that all the structural materials exposed to high temperatures are made of ferritic steel. Since the steam inlet temperature of the moving blade and the stationary blade of the second stage is about 610 ° C., it is preferable to use the material used in the first stage of the third embodiment.

【0241】更に、低圧蒸気タービンの蒸気温度は実施
例3又は4の約380℃に比べ若干高い約405℃とな
るが、そのロータシャフト自身は実施例3の材料が十分
に高強度を有するので、同じくスーパークリーン材が用
いられる。
Furthermore, the steam temperature of the low-pressure steam turbine is about 405 ° C., which is slightly higher than about 380 ° C. in the third or fourth embodiment. However, the rotor shaft itself has a sufficiently high strength because the material of the third embodiment has a sufficiently high strength. Also, a super clean material is used.

【0242】更に、本実施例におけるクロスコンパウン
ド型に対し、タンデムコンパウンド型で3600rpmの
回転数においても実施できる。
Further, in contrast to the cross-compound type in this embodiment, a tandem compound type can be used at a rotation speed of 3600 rpm.

【0243】表17は蒸気温度640℃以上の高圧ター
ビンでは3段までと中圧タービンでは初段の動翼の各々
に用いたNi基析出強度化型合金の化学組成を示す。こ
れらの合金は真空アーク再溶解によってインゴットを製
造後、熱間鍛造し、次いで合金組成に応じて溶体化処理
1070〜1200℃で1〜8時間加熱後空冷し、70
0〜870℃で4〜24時間加熱する時効処理を施した
ものである。
Table 17 shows the chemical composition of the Ni-based precipitation strengthening type alloy used for each of the moving blades of up to three stages in the high pressure turbine having a steam temperature of 640 ° C. or higher and in the first stage in the medium pressure turbine. These alloys are hot-forged after manufacturing an ingot by vacuum arc remelting, and then heat-treated at 1070 to 1200 ° C. for 1 to 8 hours and then air-cooled according to the alloy composition to obtain an ingot.
It has been subjected to an aging treatment of heating at 0 to 870 ° C for 4 to 24 hours.

【0244】高圧タービンでは4段及び5段、及び中圧
タービンの2段及び3段に本発明における高強度マルテ
ンサイト鋼を用いた。別の例として蒸気温度610〜6
38℃の高圧タービン及び中圧タービンの初段に前述の
Ni基合金を用い、高圧タービンの2段及び3段、中圧
タービンの2段目に本発明の高強度マルテンサイト鋼を
用いることができる。
In the high-pressure turbine, the high-strength martensitic steel according to the present invention was used in the fourth and fifth stages, and in the second and third stages of the medium-pressure turbine. Another example is steam temperature 610-6
The above-described Ni-based alloy can be used in the first stage of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine at 38 ° C., and the high-strength martensitic steel of the present invention can be used in the second and third stages of the high-pressure turbine and the second stage of the medium-pressure turbine. .

【0245】本実施例は実施例5及び6に適用できるも
のである。
This embodiment is applicable to Embodiments 5 and 6.

【0246】[0246]

【表17】 [Table 17]

【0247】〔実施例8〕実施例3及び4の発電プラン
トにおける高圧タービン,中圧タービン及び高中圧ター
ビン用ロータシャフトを胴部と軸受部に各々B量を変え
て製造した。他の構成は実施例3及び4と全く同一であ
る。表18(重量%)に記載の胴部及び軸受部に係る耐
熱鋳鋼を電気炉で30トン溶解し、カーボン真空脱酸
し、金型鋳型に鋳込み、鍛伸して電極棒を作製し、この
電極棒を用い、先ず軸受部をエレクトロスラグ溶解した
後、直ちに胴部についてエレクトロ再溶解し、更に軸受
部をその上にエレクトロスラグ再溶解し、ロータ形状
(直径1050mm,長さ3700mm)に鍛伸して成型し
た。この鍛伸は、鍛造割れを防ぐために、1150℃以
下の温度で行った。またこの鍛鋼を焼鈍熱処理後、10
50℃に加熱し水噴霧冷却焼入れ処理、570℃及び6
90℃で2回焼戻しを行い、図19及び図20に示す形
状に切削加工によって得たものである。胴部と軸受部と
は点線に示す位置で接合したものである。図19に示す
ように高圧蒸気タービン用ロータシャフトではブレード
の下流側最終段とその手前との間、図20に示す中圧蒸
気タービン用ロータシャフトでは下流側最終段とその手
前との間で各々接合したものである。本実施例において
はエレクトロスラグ鋼塊の上部側を胴部の初段翼側に
し、下部を最終段側にするようにした。
[Embodiment 8] The high-pressure turbine, the medium-pressure turbine, and the rotor shaft for the high- and medium-pressure turbine in the power plants of Examples 3 and 4 were manufactured by changing the amount of B for the body and the bearing, respectively. Other configurations are exactly the same as those of the third and fourth embodiments. 30 tons of heat-resistant cast steel according to the body and bearing described in Table 18 (% by weight) were melted in an electric furnace, carbon deoxidized, cast into a mold, and forged to produce an electrode rod. First, the bearing portion is electroslag-dissolved using an electrode rod, then the body portion is electro-dissolved immediately, and the bearing portion is further electro-slag-dissolved thereon, and forged into a rotor shape (diameter 1050 mm, length 3700 mm). And molded. The forging was performed at a temperature of 1150 ° C. or less in order to prevent forging cracks. After annealing the forged steel, 10%
Heating to 50 ° C, water spray cooling, quenching, 570 ° C and 6
It was obtained by performing tempering twice at 90 ° C. and cutting it into the shape shown in FIGS. 19 and 20. The body and the bearing are joined at a position shown by a dotted line. As shown in FIG. 19, the rotor shaft for the high-pressure steam turbine is between the last stage on the downstream side of the blade and immediately before the blade, and the rotor shaft for the medium-pressure steam turbine shown in FIG. They are joined. In the present embodiment, the upper side of the electroslag steel ingot is set to the first stage side of the body, and the lower side is set to the last stage side.

【0248】本実施例においても、軸受部27には低合
金鋼が設けられ、更に動翼の植込み部45がリング状に
8段形成され、実施例3と同様に動翼の植込み形状に沿
って形成される。
Also in the present embodiment, the bearing portion 27 is provided with low alloy steel, and furthermore, the rotor blade studs 45 are formed in eight steps in a ring shape. Formed.

【0249】高圧部及び中圧部のブレード及びノズル
は、同じく表18に記載の耐熱鋼を真空アーク溶解炉で
溶解し、ブレード及びノズル素材形状(幅150mm,高
さ50mm,長さ1000mm)に鍛伸して成型した。この
鍛伸は、鍛造割れを防ぐために、1150℃以下の温度
で行った。またこの鍛鋼を1050℃に加熱し油焼入れ
処理し、690℃で焼戻しを行い、次いで所定形状に切
削加工したものである。高圧部及び中圧部の内部ケーシ
ング,主蒸気止め弁ケーシング及び蒸気加減弁ケーシン
グは、表17に記載の耐熱鋳鋼を電気炉で溶解し、とり
べ精錬後、砂型鋳型に鋳込み作製した。鋳込み前に、十
分な精錬及び脱酸を行うことにより、引け巣等の鋳造欠
陥のないものができた。このケーシング材を用いた溶接
性評価は、JIS Z3158に準じて行った。予熱,
パス間及び後熱開始温度は200℃に、後熱処理は40
0℃×30分にした。本発明材には溶接割れが認められ
ず、溶接性が良好であった。
The high-pressure and medium-pressure blades and nozzles were prepared by melting the heat-resistant steel shown in Table 18 in a vacuum arc melting furnace to form blade and nozzle materials (width 150 mm, height 50 mm, length 1000 mm). Forged and molded. The forging was performed at a temperature of 1150 ° C. or less in order to prevent forging cracks. The forged steel is heated to 1050 ° C., subjected to oil quenching, tempered at 690 ° C., and then cut into a predetermined shape. The internal casing, the main steam stop valve casing, and the steam control valve casing of the high-pressure part and the medium-pressure part were prepared by melting the heat-resistant cast steel shown in Table 17 in an electric furnace, refining the ladle, and pouring it into a sand mold. By performing sufficient refining and deoxidation before casting, a casting free of casting defects such as shrinkage cavities was obtained. Weldability evaluation using this casing material was performed according to JIS Z3158. Preheating,
Inter-pass and post heat onset temperature is 200 ° C, post heat treatment is 40 ° C.
It was 0 ° C. × 30 minutes. No weld crack was observed in the material of the present invention, and the weldability was good.

【0250】[0250]

【表18】 [Table 18]

【0251】表19は、上述したロータシャフトの胴部
の機械的性質を示す。熱処理は、1050℃×15h加
熱保持後、水噴霧冷却し、次いで570℃×20h加熱
後炉冷及び690℃×20h加熱後炉冷を行った。
Table 19 shows the mechanical properties of the body of the rotor shaft described above. The heat treatment was carried out by water spray cooling after heating and holding at 1050 ° C. × 15 h, and then cooling at 570 ° C. × 20 h and heating at 690 ° C. × 20 h.

【0252】このロータシャフトの中心部を調査した結
果、高圧,中圧タービンロータに要求される特性(62
5℃,105h強度≧13kgf/mm2,20℃衝撃吸収エ
ネルギー≧1.5kgf−m)を十分満足することが確認さ
れた。これにより、620℃以上の蒸気中で使用可能な
蒸気タービンロータが製造できることが実証された。ま
たこのブレードの特性を調査した結果、高圧,中圧ター
ビンの初段ブレードに要求される特性(625℃,10
5h強度≧15kgf/mm2)を十分満足することが確認さ
れた。これにより、620℃以上の蒸気中で使用可能な
蒸気タービンブレードが製造できることが実証された。
As a result of examining the center of the rotor shaft, it was found that the characteristics (62
5 ° C., 10 5 h strength ≧ 13 kgf / mm 2 , and 20 ° C. shock absorption energy ≧ 1.5 kgf-m). This demonstrated that a steam turbine rotor usable in steam at 620 ° C. or higher can be manufactured. Also, as a result of investigating the characteristics of this blade, the characteristics (625 ° C., 10
It was confirmed that 5 h strength ≧ 15 kgf / mm 2 ) was sufficiently satisfied. This demonstrated that a steam turbine blade usable in steam at 620 ° C. or higher can be manufactured.

【0253】さらにこのケーシングの特性を調査した結
果、高圧,中圧タービンケーシングに要求される特性
(625℃,105h強度≧10kgf/mm2,20℃衝撃
吸収エネルギー≧1kgf−m)を十分満足することと溶
接可能であることが確認された。これにより、620℃
以上の蒸気中で使用可能な蒸気タービンケーシングが製
造できることが実証された。
Further, as a result of investigating the characteristics of this casing, it was found that the characteristics (625 ° C., 10 5 h strength ≧ 10 kgf / mm 2 , 20 ° C. shock absorption energy ≧ 1 kgfm) required for the high-pressure and intermediate-pressure turbine casings were sufficiently obtained. Satisfaction and weldability were confirmed. Thereby, 620 ° C
It was proved that a steam turbine casing usable in the above steam could be manufactured.

【0254】[0254]

【表19】 [Table 19]

【0255】本実施例においても実施例3及び4と同様
にロータシャフトのジャーナル部にCr−Mo低合金鋼
を肉盛溶接し、軸受特性を改善させた。
In this embodiment, similarly to the third and fourth embodiments, the Cr-Mo low alloy steel was build-up welded on the journal portion of the rotor shaft to improve the bearing characteristics.

【0256】溶接部の性能を確認するために板材に同様
に肉盛溶接し、160゜の側曲げ試験を行ったが、いず
れも溶接部に割れは認められなかった。いずれも6層目
以降が各々の表に示す組成を有するものである。
In order to confirm the performance of the welded portion, the plate material was similarly overlaid and subjected to a side bending test at 160 °, but no crack was found in any of the welded portions. In each case, the sixth and subsequent layers have the compositions shown in the respective tables.

【0257】更に、本発明における回転による軸受摺動
試験を行ったが、いずれも軸受に対する悪影響もなく、
耐酸化性に対しても優れたものであった。
Further, a bearing sliding test by rotation in the present invention was performed.
It was also excellent in oxidation resistance.

【0258】本実施例に代えて高圧蒸気タービン,中圧
蒸気タービン及び2基の低圧蒸気タービンをタンデムに
結合し、3600回転としたタンデム型発電プラントに
おいても同様に構成できるものである。
In place of the present embodiment, a high-pressure steam turbine, a medium-pressure steam turbine and two low-pressure steam turbines may be connected in tandem to form a tandem-type power plant having 3,600 revolutions.

【0259】本実施例は実施例5〜7に同様に適用でき
る。
This embodiment can be similarly applied to Embodiments 5 to 7.

【0260】〔実施例9〕本実施例は、実施例4と同様
のタンデムコンパウンドダブルフロー型,低圧タービン
における最終段翼長が46インチであり、HP(高圧)
・IP(中圧)一体型及びLP1台又は2台で3000r
pm の回転数を有し、実施例4と同様に主な材料によっ
て構成される。左側の高圧部(HP)の蒸気温度は60
0℃,250kg/cm2 の圧力であり、右側の中圧部(I
P)の蒸気温度は600℃に再熱器によって加熱され、
170〜180kg/cm2 の圧力で運転される。低圧部
(LP)は蒸気温度は450℃で入り、100℃以下,
722mmHgの真空で復水器に送られる。
[Embodiment 9] In this embodiment, the last stage blade length in a tandem compound double flow type, low pressure turbine similar to that of Embodiment 4 is 46 inches, and HP (high pressure) is used.
・ IP (medium pressure) integrated type and 3000r with one or two LPs
It has a rotation speed of pm and is made of the main material as in the fourth embodiment. The steam temperature of the high pressure section (HP) on the left is 60
0 ° C, pressure of 250 kg / cm 2 , medium pressure part (I
The vapor temperature of P) is heated to 600 ° C. by a reheater,
It is operated at a pressure of 170-180 kg / cm 2 . The low pressure part (LP) has a steam temperature of 450 ° C,
It is sent to the condenser at a vacuum of 722 mmHg.

【0261】図20は本実施例において用いた高圧中圧
一体型蒸気タービンのロータシャフトの断面図である。
図に示すように、水蒸気は高圧部及び中圧部ともにロー
タシャフト中心部より入り、いずれも軸受部側に流れる
ような配置を有し、従って軸受部側で温度が低くなって
いる。本実施例におけるロータシャフトは実施例8と同
様に軸受部と胴部とで合金組成を変えてエレクトロスラ
グ再溶解法によって製造したものであり、いずれも最終
段の前で組成を変えたものである。図21の構造は図1
6と全く同じものである。本実施例における胴部組成を
表12のNo.5とし、軸受部をB量のみを0.003%
とし、他の成分を同じものにしたものである。鍛造後の
熱処理は前述と同様である。
FIG. 20 is a sectional view of the rotor shaft of the high-pressure / intermediate-pressure integrated steam turbine used in this embodiment.
As shown in the figure, the steam enters both the high-pressure part and the medium-pressure part from the center of the rotor shaft and has a configuration in which the steam flows to the bearing part side, and therefore the temperature is low on the bearing part side. The rotor shaft in this embodiment is manufactured by the electroslag remelting method by changing the alloy composition of the bearing portion and the body portion in the same manner as in the eighth embodiment, and in each case, the composition is changed before the final stage. is there. The structure of FIG.
It is exactly the same as 6. The composition of the body in this example was No. 5 in Table 12, and only the B content of the bearing was 0.003%.
And the other components are the same. The heat treatment after forging is the same as described above.

【0262】本実施例においても実施例3又は4と同様
に軸受部にCr−Mo低合金鋼の肉盛溶接層が形成され
ているものである。
In this embodiment, as in the case of the third or fourth embodiment, a cladding welding layer of Cr-Mo low alloy steel is formed on the bearing portion.

【0263】本実施例に対して実施例2,4及び5が適
用でき、更に実施例6の蒸気温度に対しても同様に適用
できるものである。
The embodiments 2, 4 and 5 can be applied to the present embodiment, and can be applied to the steam temperature of the embodiment 6 in the same manner.

【0264】[0264]

【発明の効果】本発明によれば、593〜660℃の蒸
気温度を有する蒸気タービンの低圧タービンに高強度及
び高靭性のマルテンサイト鋼を用いることによりその最
終段動翼をより長翼化できるので高効率の発電が達成さ
れる。
According to the present invention, by using high-strength and high-toughness martensitic steel for a low-pressure turbine of a steam turbine having a steam temperature of 593 to 660 ° C., the last stage rotor blade can be made longer. Therefore, high-efficiency power generation is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】引張強さとC(%)との関係を示す線図。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between tensile strength and C (%).

【図2】引張強さとMo(%)との関係を示す線図。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between tensile strength and Mo (%).

【図3】衝撃値と引張強さとの関係を示す線図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an impact value and a tensile strength.

【図4】本発明に係る蒸気タービン動翼の正面図。FIG. 4 is a front view of a steam turbine blade according to the present invention.

【図5】図4の側面図。FIG. 5 is a side view of FIG. 4;

【図6】図4及び図5の先端部を上部から見た平面図。FIG. 6 is a plan view of the tip of FIGS. 4 and 5 as viewed from above.

【図7】本発明の蒸気タービン動翼の正面図。FIG. 7 is a front view of the steam turbine blade of the present invention.

【図8】図7の側面図。FIG. 8 is a side view of FIG. 7;

【図9】本発明の蒸気タービン翼の正面図。FIG. 9 is a front view of the steam turbine blade of the present invention.

【図10】図9の側面図。FIG. 10 is a side view of FIG. 9;

【図11】本発明に係る高圧,中圧蒸気タービンの断面
図。
FIG. 11 is a sectional view of a high-pressure, medium-pressure steam turbine according to the present invention.

【図12】本発明に係る蒸気タービン翼の斜視図。FIG. 12 is a perspective view of a steam turbine blade according to the present invention.

【図13】本発明に係る蒸気タービン翼の斜視図。FIG. 13 is a perspective view of a steam turbine blade according to the present invention.

【図14】本発明に係る低圧蒸気タービンの断面構造
図。
FIG. 14 is a sectional structural view of a low-pressure steam turbine according to the present invention.

【図15】本発明に係る高中圧蒸気タービンの断面図。FIG. 15 is a sectional view of a high- and medium-pressure steam turbine according to the present invention.

【図16】本発明に係る高中圧蒸気タービン用ロータシ
ャフトの断面図。
FIG. 16 is a sectional view of a rotor shaft for a high- and medium-pressure steam turbine according to the present invention.

【図17】本発明に係る低圧蒸気タービンの断面図。FIG. 17 is a sectional view of a low-pressure steam turbine according to the present invention.

【図18】本発明に係る低圧蒸気タービン用ロータシャ
フトの断面図。
FIG. 18 is a sectional view of a rotor shaft for a low-pressure steam turbine according to the present invention.

【図19】高圧タービン用ロータシャフトの正面図。FIG. 19 is a front view of a rotor shaft for a high-pressure turbine.

【図20】中圧タービン用ロータシャフトの正面図。FIG. 20 is a front view of a rotor shaft for a medium-pressure turbine.

【図21】高中圧タービン用ロータシャフトの断面図。FIG. 21 is a sectional view of a rotor shaft for a high-medium pressure turbine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1軸受、2…第2軸受、3…第3軸受、4…第4
軸受、5…推力軸受、10…第1シャフトパッキン、1
1…第2シャフトパッキン、12…第3シャフトパッキ
ン、13…第4シャフトパッキン、14…高圧隔板、1
5…中圧隔板、16…高圧動翼、17…中圧動翼、18
…高圧内部車室、19…高圧外部車室、20…中圧内部
第1車室、21…中圧内部第2車室、22…中圧外部車
室、23…高圧車軸、24…中圧車軸、25…フラン
ジ,エルボ、26…前側軸受箱、27…軸受部、28…
主蒸気入口、29…再熱蒸気入口、30…高圧蒸気排気
口、31…気筒連絡管、33…高中圧車軸、38…ノズ
ルボックス(高圧第1段)、39…推力軸受摩耗遮断装
置、40…暖機蒸気入口、41…動翼、42…静翼、4
3…軸受、44…ロータシャフト、51…翼部、52…
翼植込み部、53…ピン挿入孔、54…エロージョンシ
ールド、55…タイボス、56…溶接部、57…コンテ
ィニュアスカバー。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st bearing, 2 ... 2nd bearing, 3 ... 3rd bearing, 4 ... 4th
Bearing, 5: Thrust bearing, 10: First shaft packing, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 2nd shaft packing, 12 ... 3rd shaft packing, 13 ... 4th shaft packing, 14 ... High-pressure diaphragm, 1
5: Medium pressure diaphragm, 16: High pressure blade, 17: Medium pressure blade, 18
... High-pressure internal casing, 19 ... High-pressure external casing, 20 ... Medium-pressure internal first casing, 21 ... Medium-pressure internal second casing, 22 ... Medium-pressure external casing, 23 ... High-pressure axle, 24 ... Medium pressure Axle, 25 ... flange, elbow, 26 ... front bearing box, 27 ... bearing, 28 ...
Main steam inlet, 29: Reheat steam inlet, 30: High pressure steam exhaust port, 31: Cylinder connecting pipe, 33: High and medium pressure axle, 38: Nozzle box (high pressure first stage), 39: Thrust bearing wear cutoff device, 40 … Warm-up steam inlet, 41… rotor blade, 42… stationary blade, 4
3 ... bearing, 44 ... rotor shaft, 51 ... wing, 52 ...
Wing implantation part, 53 ... pin insertion hole, 54 ... erosion shield, 55 ... tie boss, 56 ... welded part, 57 ... continuous cover.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野田 武志 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 志賀 正男 茨城県日立市弁天町三丁目10番2号 日立 協和エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 平賀 良 東京都千代田区神田駿河台四丁目6番地 株式会社日立製作所内 Fターム(参考) 3G002 EA06 FA01 FA04 FA08 FA10 FB00  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Takeshi Onoda 3-1-1, Sakaimachi, Hitachi-shi, Ibaraki Pref. Hitachi Plant, Ltd. Hitachi Plant (72) Inventor Masao Shiga 3-chome, Bentencho, Hitachi-shi, Ibaraki No. 2 Hitachi Kyowa Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Ryo Hiraga 4-6 Kanda Surugadai, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Hitachi, Ltd. (Reference) 3G002 EA06 FA01 FA04 FA08 FA10 FA10 FB00

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】翼部長さが40インチ以上であり、前記翼
部の幅方向の傾きが植込み部近傍が回転軸の軸方向に対
してほぼ平行であり、翼部先端が前記軸方向に対して6
5〜85度傾いており、マルテンサイト鋼よりなること
を特徴とする蒸気タービン翼。
1. The wing portion has a length of at least 40 inches, the inclination of the wing portion in the width direction is substantially parallel to the axial direction of the rotating shaft in the vicinity of the implanted portion, and the tip of the wing portion is oriented in the axial direction. 6
A steam turbine blade inclined from 5 to 85 degrees and made of martensitic steel.
【請求項2】20℃Vノッチ衝撃値(kg−m/cm2)yが
室温の引張強さ(kg/mm2)xより以下の式によって求め
られる値以上であるマルテンサイト鋼よりなることを特
徴とする蒸気タービン翼。 y=−0.29x+45
2. A martensitic steel having a 20 ° C. V notch impact value (kg-m / cm 2 ) y equal to or greater than a value obtained from a tensile strength (kg / mm 2 ) x at room temperature by the following formula: A steam turbine blade. y = −0.29x + 45
【請求項3】翼部長さが3000rpmに対し45インチ
以上又は3600rpmに対し37.5インチ以上であり、
植込み部が45インチ以上に対し9本以上及び37.5
インチ以上に対し7本以上であるフォーク型又は4段以
上の突起を有する逆クリスマスツリー型であり、マルテ
ンサイト鋼よりなることを特徴とする蒸気タービン翼。
3. The wing length is not less than 45 inches for 3000 rpm or not less than 37.5 inches for 3600 rpm.
9 or more and 37.5 for 45 inches or more
A steam turbine blade having a fork shape of 7 or more per inch or an inverted Christmas tree shape having four or more projections and made of martensitic steel.
【請求項4】翼部長さが40インチ以上であり、前記翼
部先端の幅に対する植込み部幅が2.1〜2.5倍である
マルテンサイト鋼よりなることを特徴とする蒸気タービ
ン翼。
4. A steam turbine blade having a blade length of 40 inches or more and a martensitic steel having an implanted portion width of 2.1 to 2.5 times the width of the tip of the blade portion.
【請求項5】翼部長さが3000rpmに対し45インチ
以上又は3600rpmに対し37.5インチ以上であり、
前記翼部先端部のリーデング側にエロージョン防止シー
ルド部が設けられ、植込み部がフォーク型で、ロータシ
ャフトへの固定用ピン挿入孔が複数段に設けられ、該挿
入孔の直径は前記翼部側がその反対側より大きくマルテ
ンサイト鋼よりなることを特徴とする蒸気タービン翼。
5. A wing length of at least 45 inches for 3000 rpm or 37.5 inches for 3600 rpm.
An erosion prevention shield portion is provided on the leading side of the tip of the wing portion, the implantation portion is a fork type, and a plurality of pin insertion holes for fixing to the rotor shaft are provided, and the diameter of the insertion hole is the wing portion side. A steam turbine blade characterized by being made of martensite steel larger than the opposite side.
【請求項6】請求項1〜5のいずれかにおいて、前記マ
ルテンサイト鋼は重量で、C0.15〜0.25% ,Si
0.25%以下,Mn0.90%以下,Cr8.0〜13.
0%,Ni2〜3.5% ,Mo1.5〜3.5%,V0.
05〜0.35%,Nb及びTaの1種又は2種の合計
量が0.02〜0.20%、及びN0.04〜0.15%を
含有し、全焼戻しマルテンサイト組織を有する蒸気ター
ビン翼。
6. The martensitic steel according to claim 1, wherein said martensitic steel is 0.15 to 0.25% by weight, Si
0.25% or less, Mn 0.90% or less, Cr 8.0 to 13.
0%, Ni2 to 3.5%, Mo1.5 to 3.5%, V0.
Steam containing 0.05 to 0.35%, a total amount of one or two of Nb and Ta being 0.02 to 0.20%, and 0.04 to 0.15%, and having a fully tempered martensite structure. Turbine blades.
【請求項7】重量で、C0.19〜0.25%,Si0.
25%以下,Mn0.90%以下,Cr8.0〜13.0
%,Ni2〜3.5%,Mo1.5〜3.5%,V0.05
〜0.35% ,Nb及びTaの1種又は2種の合計量が
0.02〜0.20%、及びN0.04〜0.15%を含有
し、全焼戻しマルテンサイト組織を有する蒸気タービン
翼。
7. A composition comprising 0.19 to 0.25% of C and 0.2% of Si by weight.
25% or less, Mn 0.90% or less, Cr 8.0 to 13.0
%, Ni 2 to 3.5%, Mo 1.5 to 3.5%, V 0.05
Steam turbine having a total tempered martensitic structure containing 0.02 to 0.20% and N in a total amount of 0.02 to 0.20% and N 0.04 to 0.15% Wings.
【請求項8】高圧タービン,中圧タービン及び2台の低
圧タービンをタンデムに結合し、前記高圧タービン及び
中圧タービンへの蒸気入口温度が593℃以上及び回転
数が3000又は3600rpm である蒸気タービン発電
プラントにおいて、前記低圧タービンのいずれも最終段
動翼は〔翼部長さ(インチ)×前記回転数(rpm)〕が1
29000以上で、マルテンサイト鋼よりなり、前記最
終段動翼の平均直径が前記3000rpm に対し3520
mm以上又は前記3600rpm に対し2930mm以上であ
ることを特徴とする蒸気タービン発電プラント。
8. A steam turbine in which a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and two low-pressure turbines are connected in tandem, wherein a steam inlet temperature to the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine is 593 ° C. or more and a rotation speed is 3000 or 3600 rpm. In the power plant, the last stage rotor blade of each of the low-pressure turbines has a blade length (inch) × the rotation speed (rpm) of 1
29,000 or more, made of martensitic steel, and the average diameter of the last stage blade is 3520 with respect to the 3000 rpm.
A steam turbine power plant characterized by being at least 2,930 mm for at least 3600 rpm.
【請求項9】高圧タービンと低圧タービンと発電機及び
中圧タービンと低圧タービンと発電機をタンデムに結合
し、前記高圧タービン及び中圧タービンへの蒸気入口温
度が593℃以上及び回転数が3000又は3600rp
m である蒸気タービン発電プラントにおいて、前記低圧
タービンのいずれも最終段動翼は〔翼部長さ(インチ)×
前記回転数(rpm)〕が129000以上で、マルテンサ
イト鋼よりなり、前記最終段動翼の平均直径が前記30
00rpmに対し2800mm以上又は前記3600rpmに対し2
330mm以上であることを特徴とする蒸気タービン発電
プラント。
9. A high-pressure turbine, a low-pressure turbine, and a generator, and an intermediate-pressure turbine, a low-pressure turbine, and a generator are connected in tandem, and the steam inlet temperature to the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine is 593 ° C. or more and the number of revolutions is 3000. Or 3600rp
m, the final stage rotor blade of each of the low-pressure turbines is [blade length (inch) ×
The rotation speed (rpm)] is 129000 or more, the steel is made of martensitic steel, and the average diameter of the final stage rotor blade is 30
2800 mm or more for 00 rpm or 2 for 3600 rpm
A steam turbine power plant characterized by being 330 mm or more.
【請求項10】高圧部・中圧部一体型タービン及び1台
又は2台の低圧タービンをタンデムに結合し、前記高圧
部及び中圧部への蒸気入口温度が593℃以上及び回転
数が3000又は3600rpm である蒸気タービン発電
プラントにおいて、前記低圧タービンのいずれも最終段
動翼は〔翼部長さ(インチ)×前記回転数(rpm)〕が1
29000以上で、マルテンサイト鋼よりなり、前記最
終段動翼の平均直径が前記3000rpm に対し2540
mm以上又は前記3600rpm に対し2120mm以上であ
ることを特徴とする蒸気タービン発電プラント。
10. A high-pressure / medium-pressure unit integrated turbine and one or two low-pressure turbines are connected in tandem, and the steam inlet temperature to the high-pressure unit and the medium-pressure unit is 593 ° C. or more and the number of revolutions is 3000 Alternatively, in a steam turbine power plant of 3600 rpm, the last stage rotor blade of each of the low-pressure turbines has a blade length (inch) × the rotation speed (rpm) of 1
29000 or more, made of martensitic steel, and the average diameter of the last stage blade is 2540 for the 3000 rpm.
A steam turbine power plant characterized by being at least 2 mm for at least 3600 rpm.
【請求項11】前記最終段動翼が請求項1〜7のいずれ
かに記載の蒸気タービン翼からなることを特徴とする蒸
気タービン発電プラント。
11. A steam turbine power plant wherein the last stage rotor blade comprises the steam turbine blade according to any one of claims 1 to 7.
【請求項12】ロータシャフトと、該ロータシャフトに
植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を案内する
静翼及び該静翼を保持するケーシングを有し、回転数が
3000rpm 又は3600rpm である低圧蒸気タービンにお
いて、前記動翼は左右対称に各5段以上有し、前記ロー
タシャフト中心部に初段が植設された複流構造であり、
最終段動翼は〔翼部長さ(インチ)×前記回転数(rp
m)〕が129000以上で、マルテンサイト鋼よりな
り、前記最終段動翼の平均直径が前記3000rpmに対
し3520mm以上又は前記3600rpm に対し2930
mm以上であることを特徴とする低圧蒸気タービン。
12. A rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of water vapor to the moving blade, and a casing for holding the stationary blade, wherein the number of rotations is
In a low-pressure steam turbine of 3000 rpm or 3600 rpm, the rotor blades have left-right symmetrical five or more stages, and a double-flow structure in which the first stage is implanted in the center of the rotor shaft,
The final stage rotor is [wing length (inch) x the number of rotations (rp
m)] is 129000 or more and is made of martensite steel, and the average diameter of the last stage rotor blade is 3520 mm or more for the 3000 rpm or 2930 mm for the 3600 rpm.
mm.
【請求項13】ロータシャフトと、該ロータシャフトに
植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を案内する
静翼及び該静翼を保持する内部ケーシングを有し、回転
数が3000rpm 又は3600rpm である低圧蒸気ター
ビンにおいて、前記動翼は左右対称に各5段以上有する
複流構造であり、最終段動翼は〔翼部長さ(インチ)×
前記回転数(rpm)〕が129000以上で、マルテンサ
イト鋼よりなり、前記最終段動翼の平均直径が前記30
00rpm に対し2800mm以上又は前記3600rpm に対し
2330mm以上であることを特徴とする低圧蒸気タービ
ン。
13. A rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding inflow of steam to the rotating blade, and an inner casing for holding the stationary blade, wherein the number of revolutions is In a low-pressure steam turbine of 3000 rpm or 3600 rpm, the moving blade has a double-flow structure having five or more stages symmetrically left and right, and the last stage moving blade has a blade length (inch) ×
The rotation speed (rpm)] is 129000 or more, the steel is made of martensitic steel, and the average diameter of the final stage rotor blade is 30
A low-pressure steam turbine characterized by being at least 2800 mm at 00 rpm or at least 2330 mm at 3600 rpm.
【請求項14】ロータシャフトと、該ロータシャフトに
植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を案内する
静翼及び該静翼を保持するケーシングを有する低圧蒸気
タービンにおいて、前記動翼は左右対称に各5段以上有
する複流構造であり、最終段動翼は〔翼部長さ(イン
チ)×前記回転数(rpm)〕が129000以上で、マル
テンサイト鋼よりなり、前記最終段動翼の平均直径が前
記3000rpm に対し2540mm以上又は前記3600rpm
に対し2120mm以上であることを特徴とする低圧蒸気
タービン。
14. A low-pressure steam turbine having a rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam to the rotating blade, and a casing for holding the stationary blade. The moving blade has a double-flow structure having at least five stages symmetrically left and right, and the last stage moving blade has a blade length (inch) × the number of revolutions (rpm) of 129000 or more and is made of martensitic steel. The average diameter of the moving blade is 2540 mm or more or 3600 rpm for the 3000 rpm.
A low-pressure steam turbine characterized by being at least 2120 mm.
【請求項15】ロータシャフトと、該ロータシャフトに
植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を案内する
静翼及び該静翼を保持するケーシングを有する低圧蒸気
タービンにおいて、前記動翼の最終段が請求項1〜7の
いずれかに記載の蒸気タービン翼からなることを特徴と
する低圧蒸気タービン。
15. A low-pressure steam turbine having a rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam to the rotating blade, and a casing for holding the stationary blade. A low-pressure steam turbine comprising a steam turbine blade according to any one of claims 1 to 7, wherein a last stage of the rotor blade is provided.
【請求項16】請求項12〜14のいずれかにおいて、
前記最終段動翼は請求項1〜7のいずれかに記載の蒸気
タービン翼からなることを特徴とする低圧蒸気タービ
ン。
16. The method according to claim 12, wherein
A low-pressure steam turbine comprising the steam turbine blade according to any one of claims 1 to 7, wherein the last stage rotor blade is provided.
【請求項17】前記ロータシャフトは、該ロータシャフ
ト内中心部の室温の引張強さが92kg/mm2 以上及びF
ATTが−5℃以下であるベーナイト鋼よりなる請求項
12〜16のいずれかに記載の低圧蒸気タービン。
17. The rotor shaft according to claim 1, wherein a tensile strength at a room temperature in a central portion of the rotor shaft is 92 kg / mm 2 or more and F
The low-pressure steam turbine according to any one of claims 12 to 16, wherein the ATT is made of bainite steel having an ATT of -5C or less.
【請求項18】前記ベーナイト鋼は、重量で、C0.2
0〜0.28%,Si0.15%以下,Mn0.25%以
下,Ni3.25〜4.25%,Cr1.6〜2.5%,M
o0.25〜0.60% 及びV0.05〜0.20%を含む鍛
鋼よりなる請求項17に記載の低圧蒸気タービン。
18. The bainite steel may have a C0.2 weight.
0 to 0.28%, Si 0.15% or less, Mn 0.25% or less, Ni 3.25 to 4.25%, Cr 1.6 to 2.5%, M
The low-pressure steam turbine according to claim 17, comprising a forged steel containing 0.25 to 0.60% and V 0.05 to 0.20%.
【請求項19】重量で、C0.19〜0.25%,Si
0.25%以下,Mn0.90%以下,Cr8.0〜13.
0%,Ni2〜3.5%,Mo1.5〜3.5%,V0.0
5〜0.35% ,Nb及びTaの1種又は2種の合計量
が0.02〜0.20%及びN0.04〜0.15%を含有
することを特徴とする高強度マルテンサイト鋼。
19. A composition comprising 0.19 to 0.25% by weight of Si,
0.25% or less, Mn 0.90% or less, Cr 8.0 to 13.
0%, Ni 2-3.5%, Mo 1.5-3.5%, V0.0
A high-strength martensitic steel characterized in that the total amount of one or two of Nb and Ta contains 0.02 to 0.20% and 0.04 to 0.15% of Nb and Ta. .
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