JP2002339705A - 蒸気タービンノズル - Google Patents
蒸気タービンノズルInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クリープ変形量を従来以上に低減でき、顕著
なクリープ変形を検知でき、信頼性の高い蒸気タービン
ノズルを提供する。 【解決手段】 ダイヤフラム外輪（１）と、ダイヤフラ
ム内輪（２）と、ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム
内輪の間に形成される環状空間に配設された外輪当板
（３１）と内輪当板（３２）とノズル板（３）からなる
ノズルリング（３３）と、を備える蒸気タービンノズル
であって、ダイヤフラム内輪の上半部と下半部の各々の
水平継手部に跨って挿入されるダイヤフラム内輪の材料
よりも高温クリープ強度の高い材料よりなるスペーサ
（５）を備えることを特徴とする。
なクリープ変形を検知でき、信頼性の高い蒸気タービン
ノズルを提供する。 【解決手段】 ダイヤフラム外輪（１）と、ダイヤフラ
ム内輪（２）と、ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム
内輪の間に形成される環状空間に配設された外輪当板
（３１）と内輪当板（３２）とノズル板（３）からなる
ノズルリング（３３）と、を備える蒸気タービンノズル
であって、ダイヤフラム内輪の上半部と下半部の各々の
水平継手部に跨って挿入されるダイヤフラム内輪の材料
よりも高温クリープ強度の高い材料よりなるスペーサ
（５）を備えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービンノズ
ルに係わり、特に、運転時に高温下でクリープ変形が生
じ得る高圧あるいは中圧タービンの蒸気タービンノズル
構造に関する。
ルに係わり、特に、運転時に高温下でクリープ変形が生
じ得る高圧あるいは中圧タービンの蒸気タービンノズル
構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７に蒸気タービンノズルの構成の略図
を示す。図において、蒸気タービンノズルは、ダイヤフ
ラム外輪１と、ダイヤフラム内輪２、ダイヤフラム外輪
１とダイヤフラム内輪２の間に形成される空間に外輪当
板３１と内輪当板３２にシール溶接された断面翼構造の
ノズル板３が結合されたノズル板リング３３とを備えて
いる。ダイヤフラム外輪１とノズル板リング３３とダイ
ヤフラム内輪２とは溶接で結合されており、ダイヤフラ
ム内輪２の内周側の溝に板ばね６１を介してラビリンス
パッキン６が組込まれている。符号９は蒸気流入方向を
示す。このよう蒸気タービンノズルはタービン運転時に
は、高温の蒸気雰囲気のもとで上流側と下流側の蒸気の
差圧による一定の負荷を長時間受け続けている。
を示す。図において、蒸気タービンノズルは、ダイヤフ
ラム外輪１と、ダイヤフラム内輪２、ダイヤフラム外輪
１とダイヤフラム内輪２の間に形成される空間に外輪当
板３１と内輪当板３２にシール溶接された断面翼構造の
ノズル板３が結合されたノズル板リング３３とを備えて
いる。ダイヤフラム外輪１とノズル板リング３３とダイ
ヤフラム内輪２とは溶接で結合されており、ダイヤフラ
ム内輪２の内周側の溝に板ばね６１を介してラビリンス
パッキン６が組込まれている。符号９は蒸気流入方向を
示す。このよう蒸気タービンノズルはタービン運転時に
は、高温の蒸気雰囲気のもとで上流側と下流側の蒸気の
差圧による一定の負荷を長時間受け続けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように高温下で
一定の負荷を長時間に渡って受ける場合には、材料がク
リープ変形を起こし、負荷の方向に変形することが知ら
れている。従ってノズルは、全体的に下流側に倒れ込む
ことになる。
一定の負荷を長時間に渡って受ける場合には、材料がク
リープ変形を起こし、負荷の方向に変形することが知ら
れている。従ってノズルは、全体的に下流側に倒れ込む
ことになる。
【０００４】ノズルが著しいクリープ変形を生じると、
回転体であるロータと接触する可能性があり、蒸気ター
ビンの信頼性が低下し、運転に支障をきたすということ
にもつながると考えられる。このため、クリープ変形を
生じさせないようなノズル構造あるいは、クリープ変形
量を検知できるようなノズル構造が求められている。そ
こで、本発明の目的は、蒸気従来技術の問題を解消し、
クリープ変形量を従来以上に低減でき、顕著なクリープ
変形を検知でき、信頼性の高い蒸気タービンノズルを提
供することである。
回転体であるロータと接触する可能性があり、蒸気ター
ビンの信頼性が低下し、運転に支障をきたすということ
にもつながると考えられる。このため、クリープ変形を
生じさせないようなノズル構造あるいは、クリープ変形
量を検知できるようなノズル構造が求められている。そ
こで、本発明の目的は、蒸気従来技術の問題を解消し、
クリープ変形量を従来以上に低減でき、顕著なクリープ
変形を検知でき、信頼性の高い蒸気タービンノズルを提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の蒸気タービンノズルは、ダイヤフラム外輪
と、ダイヤフラム内輪と、前記ダイヤフラム外輪と前記
ダイヤフラム内輪の間に形成される環状空間に配設され
た外輪当板と内輪当板とノズル板からなるノズルリング
と、を備える蒸気タービンノズルであって、前記ダイヤ
フラム内輪の上半部と下半部の各々の水平継手部に跨っ
て挿入される前記ダイヤフラム内輪の材料よりも高温ク
リープ強度の高い材料よりなるスペーサを備えることを
特徴とする。
め、本発明の蒸気タービンノズルは、ダイヤフラム外輪
と、ダイヤフラム内輪と、前記ダイヤフラム外輪と前記
ダイヤフラム内輪の間に形成される環状空間に配設され
た外輪当板と内輪当板とノズル板からなるノズルリング
と、を備える蒸気タービンノズルであって、前記ダイヤ
フラム内輪の上半部と下半部の各々の水平継手部に跨っ
て挿入される前記ダイヤフラム内輪の材料よりも高温ク
リープ強度の高い材料よりなるスペーサを備えることを
特徴とする。
【０００６】また、ダイヤフラム外輪と、ダイヤフラム
内輪と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪
の間に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪
当板とノズル板からなるノズルリングと、前記ダイヤフ
ラム内輪の内周に組込まれるラビリンスパッキンと、を
備える蒸気タービンノズルであって、前記ダイヤフラム
内輪の上半部と下半部の各々の水平継手部近傍の前記ラ
ビリンスパッキンの一部を欠落させ、この欠落させた前
記一部を補完するように前記ダイヤフラム内輪の上半部
と下半部の各々の水平継手部に跨ってラビリンスパッキ
ン溝に挿入される前記ダイヤフラム内輪の材料よりも高
温クリープ強度の高い材料よりなるスペーサを備えるこ
とを特徴とする。
内輪と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪
の間に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪
当板とノズル板からなるノズルリングと、前記ダイヤフ
ラム内輪の内周に組込まれるラビリンスパッキンと、を
備える蒸気タービンノズルであって、前記ダイヤフラム
内輪の上半部と下半部の各々の水平継手部近傍の前記ラ
ビリンスパッキンの一部を欠落させ、この欠落させた前
記一部を補完するように前記ダイヤフラム内輪の上半部
と下半部の各々の水平継手部に跨ってラビリンスパッキ
ン溝に挿入される前記ダイヤフラム内輪の材料よりも高
温クリープ強度の高い材料よりなるスペーサを備えるこ
とを特徴とする。
【０００７】また、前記スペーサと前記ダイヤフラム内
輪の内周側との間に板ばねを介在させたことを特徴とす
る。
輪の内周側との間に板ばねを介在させたことを特徴とす
る。
【０００８】また、ダイヤフラム外輪と、ダイヤフラム
内輪と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪
の間に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪
当板とノズル板からなるノズルリングとを備える蒸気タ
ービンノズルであって、前記ダイヤフラム内輪の上半部
と下半部の各々の水平継手部近傍部分の厚さを前記ダイ
ヤフラム内輪の上半部と下半部の他の部分よりも厚く形
成したことを特徴とする。また、前記ダイヤフラム内輪
の上半部と下半部の各々の水平継手部近傍部分の厚さを
前記ダイヤフラム内輪の上半部と下半部の他の部分より
も厚く形成するために、水平継手部近傍の内輪厚さを厚
くするための部材を溶接により接合することを特徴とす
る。また、水平継手部近傍の内輪厚さを厚くするために
溶接により接合した部材の材料が前記ダイヤフラム内輪
の材料よりも高温クリープ強度が高い材料であることを
特徴とする。
内輪と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪
の間に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪
当板とノズル板からなるノズルリングとを備える蒸気タ
ービンノズルであって、前記ダイヤフラム内輪の上半部
と下半部の各々の水平継手部近傍部分の厚さを前記ダイ
ヤフラム内輪の上半部と下半部の他の部分よりも厚く形
成したことを特徴とする。また、前記ダイヤフラム内輪
の上半部と下半部の各々の水平継手部近傍部分の厚さを
前記ダイヤフラム内輪の上半部と下半部の他の部分より
も厚く形成するために、水平継手部近傍の内輪厚さを厚
くするための部材を溶接により接合することを特徴とす
る。また、水平継手部近傍の内輪厚さを厚くするために
溶接により接合した部材の材料が前記ダイヤフラム内輪
の材料よりも高温クリープ強度が高い材料であることを
特徴とする。
【０００９】また、前記ダイヤフラム内輪の上半部と下
半部の各々の水平継手部近傍の内径側部分に補強部材を
溶接して加え、水平継手部近傍部分の厚さを前記ダイヤ
フラム内輪の上半部と下半部の他の部分よりも厚く形成
したことを特徴とする。
半部の各々の水平継手部近傍の内径側部分に補強部材を
溶接して加え、水平継手部近傍部分の厚さを前記ダイヤ
フラム内輪の上半部と下半部の他の部分よりも厚く形成
したことを特徴とする。
【００１０】また、前記補強部材は前記ダイヤフラム内
輪の材料よりも高温クリープ強度が高い材料であること
を特徴とする。
輪の材料よりも高温クリープ強度が高い材料であること
を特徴とする。
【００１１】また、ダイヤフラム外輪と、ダイヤフラム
内輪と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪
の間に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪
当板とノズル板からなるノズルリングと、を備える蒸気
タービンノズルであって、前記内輪当板と前記外輪当板
は蒸気流入の上流側の上流側当板と蒸気流入の下流側の
下流側当板とに軸方向に二分割されて形成されており、
前記上流側当板と前記下流側当板とは前記ノズル板を上
流側と下流側とから挟むように配設されていることを特
徴とする。
内輪と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪
の間に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪
当板とノズル板からなるノズルリングと、を備える蒸気
タービンノズルであって、前記内輪当板と前記外輪当板
は蒸気流入の上流側の上流側当板と蒸気流入の下流側の
下流側当板とに軸方向に二分割されて形成されており、
前記上流側当板と前記下流側当板とは前記ノズル板を上
流側と下流側とから挟むように配設されていることを特
徴とする。
【００１２】また、前記上流側当板が前記下流側当板に
比べてより小さい線膨張係数の材料で形成されているこ
とを特徴とする。また、前記上流側当板が前記下流側当
板に比べてより大きい厚さを有することを特徴とする。
比べてより小さい線膨張係数の材料で形成されているこ
とを特徴とする。また、前記上流側当板が前記下流側当
板に比べてより大きい厚さを有することを特徴とする。
【００１３】また、ダイヤフラム外輪と、ダイヤフラム
内輪と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪
の間に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪
当板とノズル板からなるノズルリングと、前記ダイヤフ
ラム内輪の内周にロータに対向して組込まれるラビリン
スパッキンと、を備える蒸気タービンノズルであって、
前記ラビリンスパッキンと前記ロータとの間には、クリ
ープ変形量が所定値以上に達すると上流側の蒸気が下流
側に漏れることを可能にする漏れ隙間が形成されている
ことを特徴とする。また、前記漏れ隙間を介して漏れる
蒸気を検出する圧力センサを備えることを特徴とする。
内輪と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪
の間に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪
当板とノズル板からなるノズルリングと、前記ダイヤフ
ラム内輪の内周にロータに対向して組込まれるラビリン
スパッキンと、を備える蒸気タービンノズルであって、
前記ラビリンスパッキンと前記ロータとの間には、クリ
ープ変形量が所定値以上に達すると上流側の蒸気が下流
側に漏れることを可能にする漏れ隙間が形成されている
ことを特徴とする。また、前記漏れ隙間を介して漏れる
蒸気を検出する圧力センサを備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係わる蒸気タービ
ンの実施の形態について、図面および図面に付した番号
を用いて具体的に説明する。
ンの実施の形態について、図面および図面に付した番号
を用いて具体的に説明する。
【００１５】まず、本発明の第１の実施例を図１及び図
６を参照して説明する。図７に示したよに、蒸気タービ
ンノズルは、ダイヤフラム外輪１と、ダイヤフラム内輪
２、ダイヤフラム外輪１とダイヤフラム内輪２の間に形
成される空間に外輪当板３１と内輪当板３２にシール溶
接された断面翼構造のノズル板３が結合されたノズル板
リング３３とを備えている。
６を参照して説明する。図７に示したよに、蒸気タービ
ンノズルは、ダイヤフラム外輪１と、ダイヤフラム内輪
２、ダイヤフラム外輪１とダイヤフラム内輪２の間に形
成される空間に外輪当板３１と内輪当板３２にシール溶
接された断面翼構造のノズル板３が結合されたノズル板
リング３３とを備えている。
【００１６】図６は、蒸気タービンノズルの上半あるい
は下半を図示したものである。ここで、運転中の蒸気圧
差（蒸気流入方向９）による曲げ応力によるクリープ変
形でノズル本体が下流側へ曲がる。符号１４はクリープ
変形形状を示す。このようなクリープ変形形状１４の寄
与の割合は、ダイヤフラム内輪２の水平継手面１８と中
心位置１９とでは異なり、周方向に拘束が少ない水平継
手面１８の方が中心位置１９よりもクリープ変形が大き
いことが判明した。
は下半を図示したものである。ここで、運転中の蒸気圧
差（蒸気流入方向９）による曲げ応力によるクリープ変
形でノズル本体が下流側へ曲がる。符号１４はクリープ
変形形状を示す。このようなクリープ変形形状１４の寄
与の割合は、ダイヤフラム内輪２の水平継手面１８と中
心位置１９とでは異なり、周方向に拘束が少ない水平継
手面１８の方が中心位置１９よりもクリープ変形が大き
いことが判明した。
【００１７】そこで、本実施例では、図１に示すよう
に、ダイヤフラム内輪２の上半と下半の水平継手面１８
の対応する位置に一対の穴４ａ，４ｂを穿け、内輪２の
材料よりも高温クリープ強度の高い材料よりなるスペー
サ５を穴４ａ，４ｂに挿入する。穴４ａ，４ｂに挿入さ
れたスペーサ５は、ダイヤフラム内輪２の上半及び下半
の各々の水平継手面を互い対向する方向に引き付け、周
方向を拘束するように作用する。
に、ダイヤフラム内輪２の上半と下半の水平継手面１８
の対応する位置に一対の穴４ａ，４ｂを穿け、内輪２の
材料よりも高温クリープ強度の高い材料よりなるスペー
サ５を穴４ａ，４ｂに挿入する。穴４ａ，４ｂに挿入さ
れたスペーサ５は、ダイヤフラム内輪２の上半及び下半
の各々の水平継手面を互い対向する方向に引き付け、周
方向を拘束するように作用する。
【００１８】これによって、ダイヤフラム内輪２の水平
継手面１８の周方向を拘束することが可能となる。この
結果、ダイヤフラム内輪２の上半と下半とは互いに自由
ではなくなり、互いに拘束し合うので、相対する水平継
手面１８で最大に生じていたクリープ変形（図６参照）
を抑制することができ、少ないコストでクリープ変形を
低減することができる。
継手面１８の周方向を拘束することが可能となる。この
結果、ダイヤフラム内輪２の上半と下半とは互いに自由
ではなくなり、互いに拘束し合うので、相対する水平継
手面１８で最大に生じていたクリープ変形（図６参照）
を抑制することができ、少ないコストでクリープ変形を
低減することができる。
【００１９】次に、本発明の第２の実施例を図２及び図
６を参照して説明する。本実施例では、図２のように、
水平継手面近傍のラビリンスパッキン溝７に内輪材料よ
りも高温クリープ強度の高いスペーサ８を挿入するもの
である。ラビリンスパッキン６は、図２（ｂ）に示すよ
うに、スペーサ８の形状と補完関係になるように内側の
一部が欠落して形成されている。スペーサ８の上半分８
ａが上半に挿入され下半分８ｂが下半に挿入され、スペ
ーサ８はダイヤフラム内輪２の上半と下半に跨って挿入
される。
６を参照して説明する。本実施例では、図２のように、
水平継手面近傍のラビリンスパッキン溝７に内輪材料よ
りも高温クリープ強度の高いスペーサ８を挿入するもの
である。ラビリンスパッキン６は、図２（ｂ）に示すよ
うに、スペーサ８の形状と補完関係になるように内側の
一部が欠落して形成されている。スペーサ８の上半分８
ａが上半に挿入され下半分８ｂが下半に挿入され、スペ
ーサ８はダイヤフラム内輪２の上半と下半に跨って挿入
される。
【００２０】これによって、ダイヤフラム内輪２の水平
継手面の周方向を拘束することが可能となる。この結
果、ダイヤフラム内輪２の上半と下半とは互いに自由で
はなくなり、互いに拘束し合うので、相対する水平継手
面１８で最大に生じていたクリープ変形（図６参照）を
抑制することができ、少ないコストでクリープ変形を低
減することができる。
継手面の周方向を拘束することが可能となる。この結
果、ダイヤフラム内輪２の上半と下半とは互いに自由で
はなくなり、互いに拘束し合うので、相対する水平継手
面１８で最大に生じていたクリープ変形（図６参照）を
抑制することができ、少ないコストでクリープ変形を低
減することができる。
【００２１】また、図７に示す場合と同様に、図２に示
すような構造を有するスペーサ８とダイヤフラム内輪２
の内周側との間に板ばね６１を挿入することによってロ
ータの振動によってロータとラビリンスパッキン６が一
時的に接触しても安全性を保つことできる。
すような構造を有するスペーサ８とダイヤフラム内輪２
の内周側との間に板ばね６１を挿入することによってロ
ータの振動によってロータとラビリンスパッキン６が一
時的に接触しても安全性を保つことできる。
【００２２】次に、本発明の第３の実施例を図３を参照
して説明する。図３は、蒸気タービンノズルの水平継手
部の変形を示したものである。上半と下半の水平継手部
１０は少しの隙間があり、上半のダイヤフラム内輪２ａ
と下半のダイヤフラム内輪２ｂが互いに周方向に拘束し
ているわけではない。従って、ダイヤフラム内輪２ａ、
２ｂのクリープ変形量は水平継手面において最大とな
る。
して説明する。図３は、蒸気タービンノズルの水平継手
部の変形を示したものである。上半と下半の水平継手部
１０は少しの隙間があり、上半のダイヤフラム内輪２ａ
と下半のダイヤフラム内輪２ｂが互いに周方向に拘束し
ているわけではない。従って、ダイヤフラム内輪２ａ、
２ｂのクリープ変形量は水平継手面において最大とな
る。
【００２３】ダイヤフラム内輪２ａ、２ｂの厚さを全体
的に均一に厚くすることによってクリープ変形量を少な
くすることも可能であるが、ダイヤフラム内輪２ａ、２
ｂの厚さを全体的に均一に厚くすることは重量化やコス
ト高につながり、有効でない。
的に均一に厚くすることによってクリープ変形量を少な
くすることも可能であるが、ダイヤフラム内輪２ａ、２
ｂの厚さを全体的に均一に厚くすることは重量化やコス
ト高につながり、有効でない。
【００２４】そこで、本実施例では、上半内輪２ａの上
流側および下半内輪２ｂの上流側に、変形拘束材１１
ａ、１１ｂのような内輪厚さが厚くなるように工夫をす
ることにより、ダイヤフラム内輪２ａ、２ｂのわずかな
クリープ変形の後に変形拘束材１１ａ、１１ｂが変形を
拘束することとなり、クリープ変形を低減させることが
できる。変形拘束材１１ａ、１１ｂを設けることは内輪
全体の厚さを厚くするものではないので、材料コストを
大きく増大させることなく、クリープ変形を低減するこ
とが可能になる。
流側および下半内輪２ｂの上流側に、変形拘束材１１
ａ、１１ｂのような内輪厚さが厚くなるように工夫をす
ることにより、ダイヤフラム内輪２ａ、２ｂのわずかな
クリープ変形の後に変形拘束材１１ａ、１１ｂが変形を
拘束することとなり、クリープ変形を低減させることが
できる。変形拘束材１１ａ、１１ｂを設けることは内輪
全体の厚さを厚くするものではないので、材料コストを
大きく増大させることなく、クリープ変形を低減するこ
とが可能になる。
【００２５】ここで、変形拘束材１１ａ、１１ｂを溶接
によりダイヤフラム内輪２ａ、２ｂに接合するようにす
ればよい。また、変形拘束材１１ａ、１１ｂの材料をダ
イヤフラム内輪２ａ、２ｂの材料よりも高温クリープ強
度が高い材料にすることにより、より効率的にクリープ
変形を低減することができる。
によりダイヤフラム内輪２ａ、２ｂに接合するようにす
ればよい。また、変形拘束材１１ａ、１１ｂの材料をダ
イヤフラム内輪２ａ、２ｂの材料よりも高温クリープ強
度が高い材料にすることにより、より効率的にクリープ
変形を低減することができる。
【００２６】次に、本発明の第４の実施例を図４を参照
して説明する。図４において、運転中の蒸気圧差（蒸気
流入方向９）による曲げ力によるクリープ変形でノズル
本体が曲がることによって、符号１４に示すようなクリ
ープ変形形状の変形を生じ、上流側に引張応力を生じる
こととなる。したがって、外輪当板３１，内輪当板３２
（図７参照）を図４（ｂ）に示すように上流側の当板材
１２と下流側の当板材１３とに二分割し、上流側の当板
材１２を内輪１あるいは外輪２の材料よりも線膨張係数
の小さいものとする。これによって、上流側の当板材１
２によってる曲げ力によるクリープ変形でノズル本体が
曲がる蒸気圧差のある方向に作用する曲げ力によるクリ
ープ変形でノズル本体が曲がることによって引張応力を
緩和することができ、クリープ変形の少ないノズルを実
現することが可能となる。
して説明する。図４において、運転中の蒸気圧差（蒸気
流入方向９）による曲げ力によるクリープ変形でノズル
本体が曲がることによって、符号１４に示すようなクリ
ープ変形形状の変形を生じ、上流側に引張応力を生じる
こととなる。したがって、外輪当板３１，内輪当板３２
（図７参照）を図４（ｂ）に示すように上流側の当板材
１２と下流側の当板材１３とに二分割し、上流側の当板
材１２を内輪１あるいは外輪２の材料よりも線膨張係数
の小さいものとする。これによって、上流側の当板材１
２によってる曲げ力によるクリープ変形でノズル本体が
曲がる蒸気圧差のある方向に作用する曲げ力によるクリ
ープ変形でノズル本体が曲がることによって引張応力を
緩和することができ、クリープ変形の少ないノズルを実
現することが可能となる。
【００２７】また、このような２分割にした当板１２，
１３の構造は、ノズル板３を一枚ずつ内輪１および外輪
２の当板に穿いている穴にはめ込む必要がなく、組立性
を向上させることができる。また、ノズル板３の周りだ
けを溶接することによって溶接量が増加するのを防ぐこ
とができる。
１３の構造は、ノズル板３を一枚ずつ内輪１および外輪
２の当板に穿いている穴にはめ込む必要がなく、組立性
を向上させることができる。また、ノズル板３の周りだ
けを溶接することによって溶接量が増加するのを防ぐこ
とができる。
【００２８】次に、本発明の第５の実施例を図５を参照
して説明する。図５は、蒸気タービンノズルのラビリン
スパッキン６とロータ１５の半径方向の断面の一部を示
したものである。図５（ａ）は、ラビリンスパッキン６
ａを示す。ここで、運転中の蒸気圧差による蒸気タービ
ンノズルのクリープ変形によりラビリンスパッキン６は
１６の方向に移動し、ロータ１５と接触する可能性があ
る。
して説明する。図５は、蒸気タービンノズルのラビリン
スパッキン６とロータ１５の半径方向の断面の一部を示
したものである。図５（ａ）は、ラビリンスパッキン６
ａを示す。ここで、運転中の蒸気圧差による蒸気タービ
ンノズルのクリープ変形によりラビリンスパッキン６は
１６の方向に移動し、ロータ１５と接触する可能性があ
る。
【００２９】そこで、本実施例では、図５（ｂ），
（ｃ）に示すように、ラビリンスパッキン６ｂにはロー
タ１５との間で漏れ隙間７０が形成されている。これに
よって、クリープ変形に伴いラビリンスパッキン６ｂが
横移動する場合に、クリープ変形が進行しロータ１５と
接触する前に上流側の蒸気が下流側にリークすることが
可能になる。図５（ｂ）はクリープ変形が進行する前の
状態を示し、図５（ｃ）はクリープ変形が進行し上流側
の蒸気が下流側にリークする状態を示す。
（ｃ）に示すように、ラビリンスパッキン６ｂにはロー
タ１５との間で漏れ隙間７０が形成されている。これに
よって、クリープ変形に伴いラビリンスパッキン６ｂが
横移動する場合に、クリープ変形が進行しロータ１５と
接触する前に上流側の蒸気が下流側にリークすることが
可能になる。図５（ｂ）はクリープ変形が進行する前の
状態を示し、図５（ｃ）はクリープ変形が進行し上流側
の蒸気が下流側にリークする状態を示す。
【００３０】下流側にリークした蒸気は、クリープ変形
が小さい段階で下流側に設置された圧力センサー１７に
よって検知され、これによって、ノズルとロータとの接
触を未然に防ぐことができる。
が小さい段階で下流側に設置された圧力センサー１７に
よって検知され、これによって、ノズルとロータとの接
触を未然に防ぐことができる。
【００３１】また、図５（ｄ）に示すように、ラビリン
スパッキン６ｃとラビリンスパッキン６ｃに対向するロ
ータ１５との両者が同様の傾斜面を有するように形成
し、ラビリンスパッキン６ｃとロータ１５との間に漏れ
隙間７０を形成するようにしてもよい。
スパッキン６ｃとラビリンスパッキン６ｃに対向するロ
ータ１５との両者が同様の傾斜面を有するように形成
し、ラビリンスパッキン６ｃとロータ１５との間に漏れ
隙間７０を形成するようにしてもよい。
【００３２】この場合においても、下流側にリークした
蒸気は、クリープ変形が小さい段階で下流側に設置され
た圧力センサー１７によって検知され、これによって、
ノズルとロータとの接触を未然に防ぐことができる。
蒸気は、クリープ変形が小さい段階で下流側に設置され
た圧力センサー１７によって検知され、これによって、
ノズルとロータとの接触を未然に防ぐことができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、コストを大幅に増すことなくクリープ変形量を低
減でき、信頼性の高い蒸気タービンノズルを提供するが
できる。また、クリープ変形量を検知することができる
ために信頼性の高い蒸気タービンノズルを提供すること
ができる。
れば、コストを大幅に増すことなくクリープ変形量を低
減でき、信頼性の高い蒸気タービンノズルを提供するが
できる。また、クリープ変形量を検知することができる
ために信頼性の高い蒸気タービンノズルを提供すること
ができる。
【図１】本発明の一実施例に係わる蒸気タービンノズル
であり、ダイヤフラム水平継手面にスペーサを挿入する
ことを示す図。
であり、ダイヤフラム水平継手面にスペーサを挿入する
ことを示す図。
【図２】本発明の他の実施例に係わる蒸気タービンノズ
ルであり、ダイヤフラム水平継手面近傍のラビリンスパ
ッキン溝にスペーサを挿入することを示す図。
ルであり、ダイヤフラム水平継手面近傍のラビリンスパ
ッキン溝にスペーサを挿入することを示す図。
【図３】本発明の他の実施例に係わる蒸気タービンノズ
ルであり、ダイヤフラム内輪の水平継手部の厚さを厚く
したことを示す図。
ルであり、ダイヤフラム内輪の水平継手部の厚さを厚く
したことを示す図。
【図４】本発明の他の実施例に係わる蒸気タービンノズ
ルであり、当板を二分割した構造を示す図。
ルであり、当板を二分割した構造を示す図。
【図５】本発明の他の実施例に係わる蒸気タービンノズ
ルであり、上流側の蒸気が下流側にリークするようなラ
ビリンスパッキンの構造を示す図であり、（ａ）は従来
例を示し、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ラビリンスパッ
キンとロータとの間で漏れ隙間を形成した例を示し、
（ｂ）はクリープ変形が進行する前の状態を示し、
（ｃ）はクリープ変形が進行し上流側の蒸気が下流側に
リークする状態を示す。
ルであり、上流側の蒸気が下流側にリークするようなラ
ビリンスパッキンの構造を示す図であり、（ａ）は従来
例を示し、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ラビリンスパッ
キンとロータとの間で漏れ隙間を形成した例を示し、
（ｂ）はクリープ変形が進行する前の状態を示し、
（ｃ）はクリープ変形が進行し上流側の蒸気が下流側に
リークする状態を示す。
【図６】蒸気圧によるクリープ変形の様子を示す説明
図。
図。
【図７】従来の蒸気タービンの構成を示す説明図。
１ ダイヤフラム外輪 ２、２ａ，２ｂ ダイヤフラム内輪 ３ ノズル板 ５ スペーサ ６ ラビリンスパッキン ７ ラビリンスパッキン溝 ８ スペーサ ９ 蒸気流入方向 １０ 水平継手部 １１ａ、１１ｂ 変形拘束材 １２ 上流側当板 １３ 下流側当板 １４ クリープ変形形状 １５ ロータ １６ クリープ変形方向 １７ 圧力センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊 地 正 孝 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 前 野 敦 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 3G002 GA07 GA14 GB00
Claims (11)
- 【請求項１】ダイヤフラム外輪と、ダイヤフラム内輪
と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪の間
に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪当板
とノズル板からなるノズルリングと、を備える蒸気ター
ビンノズルであって、 前記ダイヤフラム内輪の上半部と下半部の各々の水平継
手部に跨って挿入される前記ダイヤフラム内輪の材料よ
りも高温クリープ強度の高い材料よりなるスペーサを備
えることを特徴とする蒸気タービンノズル。 - 【請求項２】ダイヤフラム外輪と、ダイヤフラム内輪
と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪の間
に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪当板
とノズル板からなるノズルリングと、前記ダイヤフラム
内輪の内周に組込まれるラビリンスパッキンと、を備え
る蒸気タービンノズルであって、 前記ダイヤフラム内輪の上半部と下半部の各々の水平継
手部近傍の前記ラビリンスパッキンの一部を欠落させ、
この欠落させた前記一部を補完するように前記ダイヤフ
ラム内輪の上半部と下半部の各々の水平継手部に跨って
ラビリンスパッキン溝に挿入される前記ダイヤフラム内
輪の材料よりも高温クリープ強度の高い材料よりなるス
ペーサを備えることを特徴とする蒸気タービンノズル。 - 【請求項３】前記スペーサと前記ダイヤフラム内輪の内
周側との間に板ばねを介在させたことを特徴とする請求
項２に記載の蒸気タービンノズル。 - 【請求項４】ダイヤフラム外輪と、ダイヤフラム内輪
と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪の間
に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪当板
とノズル板からなるノズルリングとを備える蒸気タービ
ンノズルであって、 前記ダイヤフラム内輪の上半部と下半部の各々の水平継
手部近傍部分の厚さを前記ダイヤフラム内輪の上半部と
下半部の他の部分よりも厚く形成したことを特徴とする
蒸気タービンノズル。 - 【請求項５】前記ダイヤフラム内輪の上半部と下半部の
各々の水平継手部近傍の内径側部分に補強部材を溶接し
て加え、水平継手部近傍部分の厚さを前記ダイヤフラム
内輪の上半部と下半部の他の部分よりも厚く形成したこ
とを特徴とする請求項４に記載の蒸気タービンノズル。 - 【請求項６】前記補強部材は前記ダイヤフラム内輪の材
料よりも高温クリープ強度が高い材料であることを特徴
とする請求項５に記載の蒸気タービンノズル。 - 【請求項７】ダイヤフラム外輪と、ダイヤフラム内輪
と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪の間
に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪当板
とノズル板からなるノズルリングと、を備える蒸気ター
ビンノズルであって、 前記内輪当板と前記外輪当板は蒸気流入の上流側の上流
側当板と蒸気流入の下流側の下流側当板とに軸方向に二
分割されて形成されており、前記上流側当板と前記下流
側当板とは前記ノズル板を上流側と下流側とから挟むよ
うに配設されていることを特徴とする蒸気タービンノズ
ル。 - 【請求項８】前記上流側当板が前記下流側当板に比べて
より小さい線膨張係数の材料で形成されていることを特
徴とする請求項７に記載の蒸気タービンノズル。 - 【請求項９】前記上流側当板が前記下流側当板に比べて
より大きい厚さを有することを特徴とする請求項７に記
載の蒸気タービンノズル。 - 【請求項１０】ダイヤフラム外輪と、ダイヤフラム内輪
と、前記ダイヤフラム外輪と前記ダイヤフラム内輪の間
に形成される環状空間に配設された外輪当板と内輪当板
とノズル板からなるノズルリングと、前記ダイヤフラム
内輪の内周にロータに対向して組込まれるラビリンスパ
ッキンと、を備える蒸気タービンノズルであって、 前記ラビリンスパッキンと前記ロータとの間には、クリ
ープ変形量が所定値以上に達すると上流側の蒸気が下流
側に漏れることを可能にする漏れ隙間が形成されている
ことを特徴とする蒸気タービンノズル。 - 【請求項１１】前記漏れ隙間を介して漏れる蒸気を検出
する圧力センサを備えることを特徴とする請求項１０に
記載の蒸気タービンノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001146116A JP2002339705A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 蒸気タービンノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001146116A JP2002339705A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 蒸気タービンノズル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002339705A true JP2002339705A (ja) | 2002-11-27 |
Family
ID=18991812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001146116A Withdrawn JP2002339705A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 蒸気タービンノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002339705A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010196700A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-09 | General Electric Co <Ge> | 機械ステータを連結するためのシステム、方法及び装置 |
-
2001
- 2001-05-16 JP JP2001146116A patent/JP2002339705A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010196700A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-09 | General Electric Co <Ge> | 機械ステータを連結するためのシステム、方法及び装置 |
| CN101943029A (zh) * | 2009-02-20 | 2011-01-12 | 通用电气公司 | 用于连结机器定子的系统、方法和设备 |
| EP2221455A3 (en) * | 2009-02-20 | 2014-01-22 | General Electric Company | Bracket for linking stator blades, corresponding assembly and manufacturing method |
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