JP2000356110A - 蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造 - Google Patents
蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造Info
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Abstract
に関し、蒸気の出口、入口管近辺での蒸気の流出、流入
の流れをスムーズにして圧損を低減する。 【解決手段】 中高圧蒸気タービンで仕事をしてロータ
101を回転させた主蒸気又は再熱蒸気は、内側ケーシ
ング130周囲開口部より車室ケーシング100と内側
ケーシング130間に流出して主蒸気出口管120、再
熱蒸気出口管121より201,211として流出する
が、内側ケーシング130は上下2分割構造でフランジ
部131を有し、ボルト132で結合されており、この
部分が突出して従来は蒸気流が乱れ圧損が大であった。
そこでカバー1,2を設け、流出する蒸気流を円滑に
し、圧損を小さくする。又、図示してないが、主蒸気及
び再熱蒸気入口管にも同種の部材を設けて流入する蒸気
の流れを円滑にし、圧損を低減する構造とする。
Description
入出口部圧損低減構造に関し、蒸気出入口での蒸気の流
れの乱れをなくして流れをスムーズにし、圧損を低減さ
せた構造としたものである。
中圧タービンの内部を示す断面図である。図において、
100は車室ケーシングであり中高圧タービン全体をケ
ーシングで覆っている。101は中心のロータであり、
周囲に翼が取付けられ、蒸気が流れることにより回転す
る。102は高圧タービン部で高圧蒸気が流れる通路で
ある。103は中圧タービン部であり、高圧タービン部
102を通過し、仕事をした後の蒸気を再熱し、この蒸
気を後述するように流入して流す通路である。104は
主蒸気入口管であり、高圧蒸気が流入する入口管であっ
て車室ケーシング100周囲に4ヶ所設けられている。
105は再熱蒸気入口管であり、高圧タービン部102
で仕事をした後の蒸気が再加熱され、導入される入口管
である。
ビン部103とを区分するシールリングである。107
は高圧タービン静止部であり、高圧タービン部102周
囲の静翼を支持する構造部である。108は中圧タービ
ン静止部であり、中圧タービン部103周囲の静翼を支
持する構造部である。109,110はロータ101を
車室ケーシング100両端でシールするシール部であ
る。120は主蒸気出口管で、高圧タービン部102で
仕事をした主蒸気が流出する出口管である。121は再
熱蒸気出口管であり、中圧タービン部103で仕事をし
た蒸気の出口管である。122は抽気管であり、中圧タ
ービン部の途中から蒸気を抽気する管である。
ラからの高圧の主蒸気200は主蒸気入口管104から
車室ケーシング100内に導かれ、高圧タービン部10
2に導入され、高圧タービン部102のロータ101周
囲に取付けられた翼間に流れて膨張することにより仕事
をしてロータ101に回転力を与え、仕事をした蒸気2
01は主蒸気出口管120より車室ケーシング100外
部へ流出する。
し、主蒸気出口管120から流出した蒸気は図示省略の
再熱器へ導かれ、再加熱されて蒸気210として再熱蒸
気入口管105より中圧タービン部103へ導かれ、中
圧タービン部103においてロータ101周囲の翼間を
流れて膨張することにより仕事をし、仕事をした蒸気2
11は再熱蒸気出口管121より車室ケーシング100
外部へ流出する。
図を代表して示す図であり、車室ケーシング100内部
において、高圧タービン部102又は中圧タービン部1
03周囲は、ロータ101周囲出口部で開口する内側ケ
ーシング130で覆われている。内側ケーシング130
は上下で2分割されており、両端部においてフランジ部
131を有し、フランジ部131はボルト132により
軸方向において結合される構造である。
口管121(図示省略)より流出する蒸気201は車室
ケーシング100と内側ケーシング130との間の空間
より仕事を終えて流出し、周囲を流れて出口管へ流れる
が、両端部にはフランジ部131、ボルト132が突出
しており、蒸気の流れはこの突出部で乱され、又、図示
のようにフランジ部131の取付部周囲では渦流が生じ
て流れがよどむ領域が生じ、蒸気流の圧損が大きくな
る。
−H断面図を代表して示す図である。図において車室ケ
ーシング100内部には、同様に内側ケーシング130
があり、内側ケーシング130は前述のように2分割構
造であり、フランジ部131、ボルト132があり、こ
れらが突出した形状となっており、この部分の空間は狭
くなっている。従って主蒸気入口管104、再熱蒸気入
口管105から流入する主蒸気200、再熱蒸気210
は車室ケーシング100と内側ケーシング130間の空
間に流れ、内部に流入するが、上下の入口管から流入す
る蒸気がフランジ部131やボルトやボルト132近辺
の狭い領域Xにおいて衝突し、流れが乱されることにな
る。又、入口部の領域Yにおいては渦流が発生し、流れ
が滞留し、そのために蒸気流入時に圧損が増大すること
になる。
ービンについて説明する。図11は低圧タービンの一般
的な内部の断面図である。図において、251は外車
室、252は内車室である。253は蒸気供給口であり
外車室251から内車室252へ蒸気270を導くもの
である。254は翼環であり、二重翼環254aと25
4bの翼環からなり、翼環254b内周囲には静翼25
5が固定されている。256はロータであり、ロータ周
囲には動翼258が取付けられている。257はロータ
256を支持する軸受、259は蒸気の排出口であり、
260は蒸気室である。
ービンで仕事をした蒸気は低温、低圧蒸気となり、蒸気
270として中央の蒸気供給口253へ導かれ、内車室
252へ流入し、蒸気室260へ入る。流入した蒸気は
左右に分かれ、それぞれ静翼255、動翼258が配列
したタービン部を流れ、膨張することにより仕事をして
ロータ256を回転させ、それぞれ排気室259から外
部へ流出する。
気供給口付近の拡大詳細図である。図において蒸気供給
口253の両側には上記入口板261が両側に斜傾して
配設されている。蒸気入口板261はP1 点において蒸
気室260開口部を構成し、P2 点まで斜傾して拡大
し、蒸気供給口253の入口部を構成する2枚の板から
なっている。
と蒸気入口板261との関係を示し、(a)は上面図、
(b)は側面図、(c)は(a)のJ−J断面図であ
る。これら図において蒸気供給口253の両側は2枚の
板状の蒸気入口板261a,261bからなり、蒸気供
給口253の上部は円形、下部253aは長方形状とな
っている。蒸気入口板261a,261bは、蒸気供給
口253上部は円形状で、下部が蒸気供給口253aの
周辺253bを構成し、両上・下端部が連続する曲面で
構成される曲板から構成されている。
3、蒸気入口板261からなる蒸気の入口部において
は、流入する蒸気270は蒸気入口板261の傾斜によ
り急激にしぼられて流入するために円形の供給口253
と長尺の供給口253aとの間で流れが乱れ、流れが剥
離して流入がスムーズに行なわれず、蒸気流入時の圧損
が増大する原因となっており、何らかの対策が望まれて
いた。
蒸気タービンにおいては、その高中圧蒸気タービンで
は、主蒸気出口管、再熱蒸気出口管から流出する蒸気が
内側ケーシングのフランジ部やボルトによる突出部で、
これら突出部と車室壁間において流れが乱され、又、こ
れら突出部において渦流による滞流が発生し、流出する
蒸気の圧損が大きくなってしまう。又、主蒸気入口管、
再熱蒸気入口管においても流入する蒸気が同様に内側ケ
ーシングのフランジ部やボルトによる突出部で、これら
突出部と車室壁間において流れが乱され、又流入する入
口部において渦流が発生し、流入する蒸気の圧損が増大
してしまう。
板で構成される蒸気供給口においても流入する蒸気が乱
されて、流れに剥離が発生し、圧損の増大をまねいてい
る。このような状況より蒸気タービンプラントにおいて
流入、流出する蒸気の圧損を低減して蒸気タービンの効
率を高める構造の実現が以前より望まれていた。
入口において、流出、流入する蒸気の流れを円滑する流
路構造として圧損を低減させる構造を採用し、蒸気ター
ビンの効率を高めることを課題としてなされたものであ
る。
決するために次の(1)乃至(4)の手段を提供する。
タービンの蒸気入出口圧損低減構造であって、中高圧タ
ービンには、蒸気入口管から流入した蒸気がタービン部
へ流入する流路に蒸気流れを円滑にする蒸気流入部材
と、前記タービン部で仕事をした蒸気が同タービン部か
ら流出し蒸気出口管へ流出する流路に蒸気流れを円滑に
する蒸気流出側部材とをそれぞれ設け、前記低圧タービ
ンには、蒸気供給口の両側に中心角が45度未満で開口
する蒸気入口板を設けたことを特徴とする蒸気タービン
の蒸気入出口圧損低減構造。
材は、車室内で上下に2分割した内側ケーシングのフラ
ンジ接合の突出部を覆い同内側ケーシング周面になめら
かな曲面を有して接する上下のカバーであり、前記蒸気
流入側部材は、前記内側ケーシング開口端周囲に固定さ
れ、左右の前記蒸気入口管の中間部上下及び左右の前記
内側ケーシングフランジ接合部にそれぞれ配置された三
角形状の部材であることを特徴とする(1)記載の蒸気
タービンの蒸気入出口圧損低減構造。
の上面と同蒸気室内側の二段翼環の上面との間に配置さ
れていることを特徴とする(1)記載の蒸気タービンの
蒸気入出口圧損低減構造。
環の上面に配置されていることを特徴とする(1)記載
の蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造。
おり、中高圧タービンの蒸気入口管には蒸気が流入後、
蒸気流れを円滑にする蒸気流入側部材が設けられている
ので、流入する蒸気は内側ケーシング内にスムーズに導
かれて流入する。従来は上下の蒸気入口管から流入した
蒸気が内側ケーシングのフランジ部の突出部の近辺にお
いて、衝突したり、突出部の狭い領域で流れが滞留して
渦流が生じ、圧力損失が増大する結果となっていたが、
本発明では蒸気が円滑に流れて圧力損失が少くなる。又
蒸気出口管においては蒸気流出側部材が設けられている
ので、流入側と同様にタービン部から流出する蒸気が円
滑に流れ、従来のように内側ケーシングフランジ部の突
出部の領域において乱されることがなく、圧損を低減す
ることができる。
流入板が従来よりも流れが円滑となるように、中心角度
で45度未満としているので、従来の45度近くの傾斜
と比べ、蒸気が蒸気流入板に沿って剥離することがなく
円滑に流入するので低圧タービン部においても圧損が低
減される。
気流出側部材は、内側ケーシングのフランジ部を覆うな
めらかな曲面のカバーからなっており、又蒸気流入側部
材は、上下、左右に設けられた三角形状の部材としたの
で、流出する蒸気はフランジ部の突出部で乱されること
なくスムーズに部材の曲面に沿って流れ蒸気出口管へ導
かれる。又、流入する蒸気は三角形状の部材に沿って内
部へ導かれ、フランジ部では流れが乱されることがな
く、又左右の蒸気入口管の中間部でも渦流の発生による
流れの滞留もなく(1)の発明の圧損低減を確実なもの
とする。
ンの蒸気流入板が、更に開口する角度が小さくなるよう
に、入口部の開口はそのままとし、下端部を更に下げた
ので蒸気の流入がより円滑となり、上記(1)の発明の
圧損低減の効果を確実ならしめるものである。
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の一形態に係る蒸気入出口圧損低減構造を適用する中
高圧蒸気タービンの全体図である。図において使用され
る符号はすべて図8に示す従来のものと同じであるの
で、説明は省略するが、本発明の特徴部分は断面A−
A,B−B,C−C,D−Dの部分であり以下に詳しく
説明する。
ビンの蒸気入出口部圧損低減構造を示し、特に蒸気出口
部に関し、図1におけるA−A及びB−B断面図であ
り、これらをを代表して示した図である。図において、
車室ケーシング100内の内側ケーシング130は従来
例で説明したように、上下2分割構造であり、フランジ
部131においてボルト132で連結されている。両端
のフランジ部131の突出する端部間には、この間をな
めらかな円弧状の曲面を有するカバー1,2が上下を覆
って取付けられている。
ンジ部131の両端部を覆うと、フランジ部131と車
室ケーシング100間の流路は突出部のないなめらかな
壁面の流路となり、仕事をした後の蒸気はこの流路部分
で流れが乱されることがなく、円滑に流れ、突出部での
渦流の発生もなく主蒸気出口管120、再熱蒸気出口管
121から流出する。従って流出する蒸気の圧損が少な
くなる。
部131に一体の円弧状カバーで覆うようにしている
が、かならずしも一体形でなく、左右を分割した対称の
曲面を有するカバーを取付けても良い。又、このような
分割構造にすれば、カバーの取付も両端部を溶接等で簡
単に取付けることができる。
の部分を示し、(a)が図1におけるC−C断面図及び
D−D断面図の両方を代表して示す図、(b)は(a)
におけるE−E断面図、(c)は(a)におけるF−F
断面図である。これら図において、主要な構造は図10
に示す従来例と同じであるが、本発明の特徴部分はガイ
ドブロック10を設けた点にあり、以下に詳しく説明す
る。
している。(a)図において、ガイドブロック10は主
蒸気入口管104又は再熱蒸気入口管105の両入口管
の中間部の上下と、フランジ部131の両端にそれぞれ
4ヶ所設けられている。(b)において、ガイドブロッ
ク10はその三角形の先端部が内側ケーシング130に
取付けられ、又(c)において、フランジ部131のガ
イドブロック10は内側ケーシング130とフランジ部
131の両方に取付けられている。なお、このガイドブ
ロック10は、蒸気の流入部において内側ケーシング1
30と一体成形されても良く、又、板金等により成形さ
れたものを溶接等で取付けても良いものである。
入口管104の入口部では、この入口管104の蒸気が
流入する内径程度の長さとし、これ以上の寸法とするこ
とが好ましい。又、再熱蒸気入口管105の入口部の場
合にも、少なくともこの入口管105の内径とし、これ
以上の幅が好ましい。
流れを示す図であり、図において、主蒸気200又は再
熱蒸気210は主蒸気入口管104又は再熱蒸気入口管
105から流入するが、蒸気はガイドブロック10にガ
イドされてスムーズにタービン部に流入する。従来は図
10に示したように、フランジ部131の領域において
流れが乱れ、又入口部において渦流が発生して流れが滞
流したが、本実施の形態ではこれら流れの最も乱れる部
分に三角形状のガイドブロック10を配置したので、蒸
気の流れがスムーズになり乱れ圧損を低減させることが
できる。
入口部圧損低減構造のうち、特に低圧タービンの蒸気供
給口部分を示す断面図である。図において、主要な構造
は図11,12に示す従来例と同じであり、詳しい説明
は省略するが、本実施の形態での特徴部分は符号20で
示す蒸気入口板にあり、次に詳しく説明する。
点鎖線で示す従来の蒸気入口板261よりも蒸気が流入
する傾きをゆるやかにし、下部の蒸気供給口253aを
従来よりも更に蒸気室260内へ入り込むようにして下
げ、蒸気入口板下端を従来のP1 からP3 点としたもの
である。その他の構造は従来と同じである。
気室260の入口側と二段翼環254a上面との間のP
3 点に配置することにより、蒸気270の流入する角度
がゆるやかになり、流れが円滑となって流れの剥離もな
くなり、圧損が低減するものである。従来の蒸気流入板
261の中心角度は約45度程度であったが、本実施の
形態では45度よりも小さくなっている。
例であり、図において蒸気入口板21は図5に示す蒸気
入口板20の下端P3 よりも更に内側に入り込み、二段
翼環254aのP4 点まで伸ばし、図5の蒸気入口板よ
りも更に蒸気の流入する角度をなめらかにしたものであ
る。このような蒸気入口板21とすると蒸気の流入が更
にスムーズとなり圧損も低減されるものである。
形例であり、蒸気供給口253の管台を253aのよう
に従来よりもLa だけ上方に位置して取付けたものであ
り、蒸気入口板22は下端を従来のP1 点と同じくし、
上部のみ管台253aが上昇した分上昇し、P5 点まで
としたものである。その結果、蒸気入口板22は従来の
入口板261よりも流れがゆるやかになる傾斜となり、
図5,図6に示す例と同様に蒸気の流入をスムーズに
し、圧損を低減させるものである。
においては、中高圧タービンにおける主蒸気出口管12
0、再熱蒸気出口管121から流出する蒸気の流れを出
口管内部近辺に設けたカバー1,2により円滑な流れと
し、更に、主蒸気入口管104、再熱蒸気入口管105
から流入する蒸気の流れを入口管内部近辺に設けたガイ
ドブロック10により流れを円滑にして、これら構成に
より蒸気の流入、流出における圧損を低減し、中高圧蒸
気タービンでの効率を向上させることができる。
口253に設けられている蒸気入口板20,21,22
を蒸気がなめらかに流入するような角度に配設したので
蒸気の流入の剥離が発生せず円滑に流入するようにな
り、圧損を小さくすることができるものである。
記に説明の実施の形態の圧損低減構造を中高圧蒸気ター
ビンのみに適用し、又、低圧蒸気タービンの圧損低減構
造を低圧タービンのみにそれぞれ別々に適用しても良
く、蒸気タービンプラントの蒸気流入、流出部における
圧損がそれぞれ低減される効果は当然有するものであ
る。
低減構造は、(1)中高圧、低圧タービンからなる蒸気
タービンの蒸気入出口圧損低減構造であって、中高圧タ
ービンには、蒸気入口管から流入した蒸気がタービン部
へ流入する流路に蒸気流れを円滑にする蒸気流入部材
と、前記タービン部で仕事をした蒸気が同タービン部か
ら流出し蒸気出口管へ流出する流路に蒸気流れを円滑に
する蒸気流出側部材とをそれぞれ設け、前記低圧タービ
ンには、蒸気供給口の両側に中心角が45度未満で開口
する蒸気入口板を設けたことを基本的な特徴としてい
る。このような構造により、中高圧タービンにおける蒸
気の流入、流出の蒸気流れが、蒸気流入側、流出側部材
により円滑になり、圧損が低減される。又、低圧タービ
ン部における蒸気の流入が蒸気流入板の傾斜に沿って円
滑に流れて流入するので圧損が低減される。
気流出側部材は、内側ケーシングのフランジ部を覆うな
めらかな曲面のカバーからなっており、又蒸気流入側部
材は、上下、左右に設けられた三角形状の部材としたの
で、流出する蒸気はフランジ部の突出部で乱されること
なくスムーズに部材の曲面に沿って流れ蒸気出口管へ導
かれる。又、流入する蒸気は三角形状の部材に沿って内
部へ導かれ、フランジ部では流れが乱されることがな
く、又左右の蒸気入口管の中間部でも渦流の発生による
流れの滞留もなく(1)の発明の圧損低減を確実なもの
とする。
ンの蒸気流入板が、更に開口する角度が小さくなるよう
に、入口部の開口はそのままとし、下端部を更に下げた
ので蒸気の流入がより円滑となり、上記(1)の発明の
圧損低減の効果を確実ならしめるものである。
気入出口部圧損低減構造を適用する中高圧蒸気タービン
の断面図である。
表して示す。
図、D−D断面図を代表して示し、(b)は(a)にお
けるE−E断面図、(c)は(a)におけるF−F断面
図である。
である。
気入出口部圧損低減構造を適用した低圧蒸気タービン蒸
気供給口近辺の断面図である。
る。
る。
の流れを示す図である。
表して示す図である。
代表して示す図である。
の流れを示す図である。
断面図である。
を示し、(a)は上面図、(b)は側面図、(c)は
(a)におけるJ−J断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 中高圧、低圧タービンからなる蒸気ター
ビンの蒸気入出口圧損低減構造であって、中高圧タービ
ンには、蒸気入口管から流入した蒸気がタービン部へ流
入する流路に蒸気流れを円滑にする蒸気流入部材と、前
記タービン部で仕事をした蒸気が同タービン部から流出
し蒸気出口管へ流出する流路に蒸気流れを円滑にする蒸
気流出側部材とをそれぞれ設け、前記低圧タービンに
は、蒸気供給口の両側に中心角が45度未満で開口する
蒸気入口板を設けたことを特徴とする蒸気タービンの蒸
気入出口圧損低減構造。 - 【請求項2】 前記中高圧タービンの蒸気流出側部材
は、車室内で上下に2分割した内側ケーシングのフラン
ジ接合の突出部を覆い同内側ケーシング周面になめらか
な曲面を有して接する上下のカバーであり、前記蒸気流
入側部材は、前記内側ケーシング開口端周囲に固定さ
れ、左右の前記蒸気入口管の中間部上下及び左右の前記
内側ケーシングフランジ接合部にそれぞれ配置された三
角形状の部材であることを特徴とする請求項1記載の蒸
気タービンの蒸気入出口圧損低減構造。 - 【請求項3】 前記蒸気入口板の下端は前記蒸気室の上
面と同蒸気室内側の二段翼環の上面との間に配置されて
いることを特徴とする請求項1記載の蒸気タービンの蒸
気入出口圧損低減構造。 - 【請求項4】 前記蒸気入口板の下端は前記二段翼環の
上面に配置されていることを特徴とする請求項1記載の
蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16848299A JP4146033B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16848299A JP4146033B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000356110A true JP2000356110A (ja) | 2000-12-26 |
JP4146033B2 JP4146033B2 (ja) | 2008-09-03 |
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ID=15868923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16848299A Expired - Lifetime JP4146033B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造 |
Country Status (1)
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