JP2003120327A - Gas turbine and tube seal used for the same - Google Patents

Gas turbine and tube seal used for the same

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JP2003120327A
JP2003120327A JP2001309191A JP2001309191A JP2003120327A JP 2003120327 A JP2003120327 A JP 2003120327A JP 2001309191 A JP2001309191 A JP 2001309191A JP 2001309191 A JP2001309191 A JP 2001309191A JP 2003120327 A JP2003120327 A JP 2003120327A
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JP
Japan
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steam
tube seal
rotor
gas turbine
flow path
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Application number
JP2001309191A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Uematsu
一雄 上松
Kazuharu Hirokawa
一晴 廣川
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize damage of a tube seal. SOLUTION: The tube seal 100 is provided with spherical elastic member 20 on both ends of a tubular body part 10 and with a projecting part 30 for regulating movement thereof in a radial direction on a side surface of the body part 10. One end part of the tube seal 100 is inserted into a steam passage 60 provided on a rotor disk 50 and another end part is inserted into a steam passage 65a provided on a spacer 65.

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】この発明は、高温部材の冷却
媒体に蒸気を使用するガスタービンに関し、更に詳しく
は、蒸気冷却翼に冷却用蒸気を供給する流路を連結する
ためにチューブシールを使用したガスタービンおよびこ
れに用いるチューブシールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine that uses steam as a cooling medium for a high temperature member, and more particularly, uses a tube seal to connect a flow path for supplying cooling steam to a steam cooling blade. Gas turbine and a tube seal used therefor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】現在、ガスタービンにおいては熱効率を
高めるため、空気の代わりに蒸気を冷却媒体として使用
して、ガスタービンの動翼やローターディスク、あるい
は静翼といった高温部材を冷却する技術が使用されつつ
ある。これは次の理由による。乾き蒸気の定圧比熱は基
準状態の下でｃｐ＝１．８６ｋJ／ｋｇＫであり、空気
の定圧比熱ｃｐ＝１．００ｋJ／ｋｇＫの２倍近い値を
持っている。このため、蒸気は同じ質量の空気と比較し
て熱容量が大きく吸熱効果も高くなる。また、湿り蒸気
を冷却媒体として利用すれば湿り分の蒸発潜熱も冷却に
利用できるので、さらに吸熱効果が高くなる。したがっ
て、冷却媒体に蒸気を使用すると、空気を使用した場合
よりも冷却効率が高くできるので、燃焼ガスのタービン
入口温度も高くでき、その結果熱効率を向上させること
ができる。2. Description of the Related Art Currently, in a gas turbine, in order to improve thermal efficiency, a technique is used in which steam is used as a cooling medium instead of air to cool a high temperature member such as a moving blade, a rotor disk or a stationary blade of the gas turbine. Is being done. This is for the following reason. The constant pressure specific heat of dry steam is cp = 1.86 kJ / kgK under the standard condition, which is almost twice the constant pressure specific heat of air cp = 1.00 kJ / kgK. For this reason, steam has a large heat capacity as compared with air of the same mass, and the endothermic effect is also high. Further, if the moist vapor is used as the cooling medium, the latent heat of vaporization of the moist can also be used for cooling, so that the endothermic effect is further enhanced. Therefore, when steam is used as the cooling medium, the cooling efficiency can be made higher than when air is used, so that the turbine inlet temperature of the combustion gas can also be made higher, and as a result, the thermal efficiency can be improved.

【０００３】また、従来の空気冷却においては、圧縮機
からの空気をタービン動静翼の冷却媒体として使用して
いたが、この圧縮空気が冷却に使用されるとタービンか
ら取り出すことのできる仕事が少なくなってしまう。こ
こで、空気の代わりに蒸気を使用すれば、動静翼の冷却
空気を省略できるので、この分タービンで回収できる仕
事が多くなってタービンから取り出すことのできる仕事
を大きくできる。Further, in the conventional air cooling, the air from the compressor was used as a cooling medium for the turbine moving vanes, but when this compressed air is used for cooling, the work that can be taken out from the turbine is small. turn into. Here, if steam is used instead of air, the cooling air for the moving and stationary blades can be omitted, and therefore the work that can be recovered by the turbine is increased and the work that can be taken out from the turbine can be increased.

【０００４】図１０は、タービン動翼に冷却蒸気を供給
する蒸気流路を示した説明図である。蒸気は中空のター
ビン主軸８００に供給された後、半径方向外側に向かう
蒸気供給管８０１に導かれる。その後、この蒸気はロー
ターディスク８０３の外周付近を軸方向に貫く蒸気供給
管８０４に流れ込んで、動翼８０５内部に設けられた冷
却流路（図示せず）に供給される。そして、冷却流路壁
面との間で熱交換することで動翼８０５を冷却した後、
ローターディスク８０３の外周付近を軸方向に貫く蒸気
回収管８０８に導かれ、蒸気回収管８０６を通った後、
中空のタービン主軸８００内を経由してタービン外部へ
回収される。ここで、図１０からは明らかではないが、
蒸気供給管８０４および蒸気回収管８０６は、ローター
ディスク８０３とスペーサ８０７との間を、つぎに説明
するチューブシールによって連結されている。FIG. 10 is an explanatory view showing steam flow paths for supplying cooling steam to turbine moving blades. After being supplied to the hollow turbine main shaft 800, the steam is guided to a steam supply pipe 801 that extends radially outward. Then, this steam flows into a steam supply pipe 804 that axially penetrates near the outer periphery of the rotor disk 803, and is supplied to a cooling flow path (not shown) provided inside the moving blade 805. After cooling the moving blade 805 by exchanging heat with the wall surface of the cooling channel,
After being guided to the steam recovery pipe 808 that axially penetrates the vicinity of the outer periphery of the rotor disk 803 and passed through the steam recovery pipe 806,
It is recovered to the outside of the turbine via the inside of the hollow turbine main shaft 800. Here, although not clear from FIG.
The steam supply pipe 804 and the steam recovery pipe 806 are connected between the rotor disk 803 and the spacer 807 by a tube seal described below.

【０００５】図１１は、従来用いられてきたチューブシ
ールを示す断面図である。この図に示すように、チュー
ブシール１２０の両端部には薄い金属（例えばインコネ
ル）で形成された半球状のばね２５が取り付けられてい
る。チューブシール１２０の端部が連結対象である蒸気
流路６９等に挿入されると、ばね２５の外周がその弾性
力によって蒸気流路６９の内壁面に押し付けられ、チュ
ーブシール１２０と蒸気流路６９との隙間をシールし
て、蒸気の漏れを防止する。FIG. 11 is a sectional view showing a tube seal which has been conventionally used. As shown in this figure, hemispherical springs 25 made of thin metal (for example, Inconel) are attached to both ends of the tube seal 120. When the end of the tube seal 120 is inserted into the steam flow path 69 or the like to be connected, the outer circumference of the spring 25 is pressed against the inner wall surface of the steam flow path 69 by its elastic force, and the tube seal 120 and the steam flow path 69 Seal the gap between and to prevent steam from leaking.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ガスタービ
ンのローターは高速回転し、また、回転半径も大きいた
め、ローターには約５００００〜１０００００ｍ／ｓ2
という非常に大きな遠心加速度が作用する。この遠心加
速度によって、チューブシール１２０は半径方向外向き
の遠心力Ｆを受けるため、ばね２５がつぶれて破損して
しまい、シール効果を発揮できなくなるという問題があ
った。シール部分から蒸気が漏れると、冷却のために余
分な蒸気が必要となるため無駄に蒸気を消費する場合が
ある。また、蒸気漏れの程度によっては、動翼等の高温
部材を十分に冷却できなくなる結果、これらの過熱を招
き、ガスタービンのトリップ（停止）を引き起こす場合
もある。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたも
のであって、チューブシールの破損を最小限に抑え、蒸
気を有効に利用して高温部材の冷却効率を高くできるガ
スタービンおよびこれに用いるチューブシールを提供す
ることを目的とする。By the way, since the rotor of the gas turbine rotates at a high speed and has a large turning radius, the rotor has a radius of about 50,000 to 100,000 m / s 2.
That is a very large centrifugal acceleration. Due to the centrifugal acceleration, the tube seal 120 receives the centrifugal force F outward in the radial direction, so that there is a problem that the spring 25 is crushed and damaged and the sealing effect cannot be exhibited. If steam leaks from the seal portion, extra steam may be needed for cooling, which may wastefully consume steam. Further, depending on the degree of steam leakage, the high temperature member such as the moving blade cannot be sufficiently cooled, resulting in overheating of the high temperature member, which may cause a trip (stop) of the gas turbine. Therefore, the present invention has been made in view of the above, and is a gas turbine capable of minimizing the damage of the tube seal and effectively utilizing steam to increase the cooling efficiency of the high temperature member, and a tube seal used for the gas turbine. The purpose is to provide.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１に係るガスタービンは、蒸気によって動
翼またはローターディスクその他の高温部材を冷却する
ガスタービンであって、空気を圧縮して燃焼用空気を作
る圧縮機と、当該圧縮機によって作られた燃焼用空気に
燃料を供給して燃焼ガスを発生させる燃焼器と、外周部
に動翼が取り付けられ、且つこの動翼に冷却用の蒸気を
供給または回収する蒸気流路を設けたローターディスク
を有し、この動翼に前記燃焼ガスが噴射されることで駆
動されるタービンと、前記蒸気流路に挿入されて前記ロ
ーターディスク間をつなぐ管状の胴部を有し、さらに、
当該胴部の挿入部分に、前記胴部の径方向に対して弾性
変形する弾性部材と、外径が前記胴部の外径よりも大き
く且つ前記弾性部材の外径よりも小さく形成された凸状
部分とが設けられたチューブシールと、を備えたことを
特徴とする。In order to achieve the above object, a gas turbine according to a first aspect of the present invention is a gas turbine for cooling a rotor blade, a rotor disk or other high temperature member with steam, and compressing air. And a compressor for producing combustion air, a combustor for supplying fuel to the combustion air produced by the compressor to generate combustion gas, and a rotor blade attached to the outer periphery of the compressor. A turbine having a rotor disk provided with a steam flow path for supplying or recovering cooling steam, the turbine driven by injecting the combustion gas into the moving blade, and the rotor inserted in the steam flow path. It has a tubular body that connects the disks, and
An elastic member that elastically deforms in the radial direction of the body, and a protrusion having an outer diameter larger than the outer diameter of the body and smaller than the outer diameter of the elastic member, in the insertion portion of the body. And a tube seal provided with a shaped portion.

【０００８】このガスタービンは、動翼やローターディ
スクといった高温部材を蒸気によって冷却するものであ
り、内部に蒸気流路を設けたローターディスクは複数枚
存在するため、これらの蒸気流路同士をつなぐためにチ
ューブシールを使用するものである。そして、このチュ
ーブシールの胴部に設けられた凸状部分とローターディ
スクに設けられた蒸気流路の内壁面とが接することによ
って、タービンが回転する際に発生する遠心力を受ける
ようにしてある。これにより、蒸気の漏れを防止するチ
ューブシールの胴部に設けられた弾性部材の破損を抑え
て確実に動翼へ蒸気を供給できるので、信頼性の高い運
転ができる。また、チューブシールの破損による蒸気漏
れも抑えることができるので、貴重な蒸気を無駄なく使
用できる。This gas turbine cools high-temperature members such as moving blades and rotor disks with steam. Since there are a plurality of rotor disks each having a steam flow path inside, these steam flow paths are connected to each other. For this purpose, a tube seal is used. The convex portion provided on the body of the tube seal and the inner wall surface of the steam flow passage provided on the rotor disk are in contact with each other, so that the centrifugal force generated when the turbine rotates is received. . As a result, it is possible to suppress damage to the elastic member provided on the body portion of the tube seal that prevents steam from leaking and to reliably supply steam to the moving blades, so that highly reliable operation can be performed. Further, since steam leakage due to breakage of the tube seal can be suppressed, valuable steam can be used without waste.

【０００９】チューブシールの胴部は管状であればよ
く、その断面形状が円、楕円、多角形等の管が使用でき
る。しかしながら、チューブシールはタービンの回転に
よる極めて大きな遠心力を受けるため、胴部の断面形状
には変形に対して強い形状である円を使用することが望
ましい。また、チューブシールの胴部であって連結対象
に挿入される部分には、この胴部の径方向に対して弾性
変形する弾性部材が取り付けられており、この弾性部材
が連結対象である管等の内壁に広がって、管等の内部を
流れる流体の漏れを抑える。このとき、弾性部材が連結
対象に面で接触するよりも線で接触した方が、シール効
果を高くしやすい。このため、この弾性部材は球状に形
成されることが望ましいが、この形状に限定されるもの
ではない。また、高温の蒸気が通過するため、この弾性
部材には金属材料を使用することが好ましい。なお、ロ
ーターディスク間にスペーサを設けて、このスペーサに
も蒸気流路を設けて動翼に蒸気を供給または回収する場
合において、スペーサ側とローターディスク側との蒸気
流路を連結する場合にも、この発明は適用できる（以下
同様）。The body of the tube seal has only to be tubular, and a tube whose cross-sectional shape is circular, elliptical, polygonal or the like can be used. However, since the tube seal receives an extremely large centrifugal force due to the rotation of the turbine, it is desirable to use a circle, which has a strong shape against deformation, in the sectional shape of the body. Further, an elastic member that is elastically deformed in the radial direction of the body is attached to a portion of the body of the tube seal that is inserted into the connection target. It spreads on the inner wall of the and suppresses the leakage of fluid flowing inside the pipe. At this time, it is easier to enhance the sealing effect when the elastic member comes into line contact than the elastic member comes into surface contact. Therefore, it is desirable that the elastic member is formed into a spherical shape, but the shape is not limited to this. Further, since high temperature steam passes through, it is preferable to use a metal material for this elastic member. In addition, when a spacer is provided between the rotor disks and a steam flow path is also provided in this spacer to supply or recover steam to the moving blades, it is also possible to connect the steam flow path between the spacer side and the rotor disk side. The present invention can be applied (hereinafter the same).

【００１０】また、このガスタービンは動翼等の高温部
材を蒸気によって冷却するガスタービンであるが、この
ようなガスタービンであっても、暖機運転時には、燃焼
用空気の一部を使用して高温部材を暖機するものがあ
る。この場合には、蒸気供給流路を利用して暖機・冷却
用の空気を供給するが、このようなガスタービンに対し
ても本発明の適用が妨げられるものではない（以下同
様）。This gas turbine is a gas turbine that cools high-temperature members such as moving blades with steam. Even with such a gas turbine, a part of combustion air is used during warm-up operation. To warm up high temperature parts. In this case, the air for warming up / cooling is supplied using the steam supply flow path, but the application of the present invention is not hindered even for such a gas turbine (hereinafter the same).

【００１１】また、請求項２に係るガスタービンは、蒸
気によって動翼またはローターディスクその他の高温部
材を冷却するガスタービンであって、空気を圧縮して燃
焼用空気を作る圧縮機と、当該圧縮機によって作られた
燃焼用空気に燃料を供給して燃焼ガスを発生させる燃焼
器と、外周部に動翼が取り付けられ、且つ入り口が階段
状に形成された前記動翼に冷却用の蒸気を供給または回
収する蒸気流路が設けられたローターディスクを有し、
この動翼に前記燃焼ガスが噴射されることで駆動される
タービンと、前記蒸気流路に挿入されて前記ローターデ
ィスク間をつなぐ管状の胴部を有しており、当該胴部の
挿入部分における外径は前記蒸気流路入り口における小
径部分よりも小さく、且つ前記挿入部分には前記胴部の
径方向に対して弾性変形する弾性部材が設けられたチュ
ーブシールと、を備えたことを特徴とする。A gas turbine according to a second aspect of the present invention is a gas turbine that cools moving blades, rotor disks and other high temperature members with steam, and a compressor that compresses air to produce combustion air, and the compressor. A combustor that supplies fuel to combustion air created by a machine to generate combustion gas, and a moving blade that is attached to the outer peripheral portion and that has a stepwise inlet with cooling steam. It has a rotor disk provided with a vapor flow path for supply or recovery,
The turbine is driven by injecting the combustion gas into the moving blades, and has a tubular body portion that is inserted into the steam flow path and connects between the rotor disks. An outer diameter is smaller than a small diameter portion at the steam flow path inlet, and a tube seal having an elastic member elastically deformed in the radial direction of the body portion is provided in the insertion portion. To do.

【００１２】このガスタービンは、ローターディスク内
に設けられた蒸気流路を連結する際に、この蒸気流路の
入り口を階段状に形成して、その小径部分にチューブシ
ールの胴部を挿入する。そして、ガスタービンの運転中
に、チューブシールの胴部と小径部分における蒸気流路
の内壁とが接することで、チューブシールに作用する遠
心力を受ける構造になっている。このような構造によっ
て、このガスタービンでは上記ガスタービンよりも広い
面積でチューブシールに作用する遠心力を支えることが
できるので、応力の集中を分散させて支持部の負担を軽
くできる。これによって、チューブシールやローターデ
ィスクの寿命を長くできるので経済的である。In this gas turbine, when connecting the steam flow paths provided in the rotor disk, the inlet of the steam flow path is formed in a step-like shape, and the body portion of the tube seal is inserted into the small diameter portion. . Then, during the operation of the gas turbine, the body portion of the tube seal and the inner wall of the steam flow path in the small diameter portion are in contact with each other, so that the centrifugal force acting on the tube seal is received. With such a structure, this gas turbine can support the centrifugal force acting on the tube seal in a wider area than the gas turbine, so that the concentration of stress can be dispersed and the burden on the supporting portion can be reduced. This is economical because the life of the tube seal and the rotor disk can be extended.

【００１３】また、請求項３に係るガスタービンは、蒸
気によって動翼またはローターディスクその他の高温部
材を冷却するガスタービンであって、空気を圧縮して燃
焼用空気を作る圧縮機と、当該圧縮機によって作られた
燃焼用空気に燃料を供給して燃焼ガスを発生させる燃焼
器と、外周部に動翼が取り付けられ、且つ入り口が階段
状に形成された前記動翼に冷却用の蒸気を供給または回
収する蒸気流路が設けられたローターディスクを有し、
この動翼に前記燃焼ガスが噴射されることで駆動される
タービンと、前記蒸気流路に挿入されて前記ローターデ
ィスク間をつなぐ、外径が前記蒸気流路の小径部分より
も小さい管状の胴部を有し、さらに、当該胴部の挿入部
分に、前記胴部の径方向に対して弾性変形する弾性部材
と、外径が前記弾性部材の外径よりも小さく且つ前記蒸
気流路の入り口における小径部分よりも大きく形成され
た凸状部分とが設けられたチューブシールと、を備えた
ことを特徴とする。A gas turbine according to a third aspect of the present invention is a gas turbine that cools moving blades, rotor disks, and other high-temperature members with steam, and a compressor that compresses air to produce combustion air, and the compressor. A combustor that supplies fuel to combustion air created by a machine to generate combustion gas, and a moving blade that is attached to the outer peripheral portion and that has a stepwise inlet with cooling steam. It has a rotor disk provided with a vapor flow path for supply or recovery,
A tubular cylinder having an outer diameter smaller than that of the small diameter portion of the steam flow path, which is inserted into the steam flow path and connects between the rotor disk and a turbine driven by injecting the combustion gas into the moving blades. An elastic member that elastically deforms in the radial direction of the body at the insertion portion of the body, and an outer diameter smaller than the outer diameter of the elastic member and an inlet of the steam flow path. A tube seal provided with a convex portion formed to be larger than the small-diameter portion in FIG.

【００１４】このガスタービンは、ローターディスクに
設けた蒸気流路の入口を階段状に形成し、チューブシー
ル胴部の挿入部分に設けられた凸状部分の外径は、この
蒸気流路の小径部分よりも大きくしてある。そして、チ
ューブシール胴部の外径は蒸気流路の小径部分よりも小
さいので、チューブシール胴部の先端はローターディス
クに設けられた蒸気流路の小径部分へ挿入される。ここ
で、チューブシールがその軸方向に移動した場合には、
チューブシール胴部に設けられた凸状部分が蒸気流路の
小径部分に当接するので、軸方向に対するチューブシー
ルの動きが規制される。また、チューブシールがその径
方向に動いた場合には、チューブシール胴部の先端が蒸
気流路の小径部と当接してこの動きが規制される。In this gas turbine, the inlet of the steam passage provided in the rotor disk is formed in a stepped shape, and the outer diameter of the convex portion provided in the insertion portion of the tube seal body is the small diameter of this steam passage. It is larger than the part. Since the outer diameter of the tube seal body is smaller than the small diameter portion of the steam passage, the tip of the tube seal body is inserted into the small diameter portion of the steam passage provided on the rotor disk. Here, if the tube seal moves in the axial direction,
Since the convex portion provided on the tube seal body portion abuts on the small diameter portion of the steam flow path, movement of the tube seal in the axial direction is restricted. Further, when the tube seal moves in the radial direction, the tip of the tube seal body comes into contact with the small diameter part of the steam flow path to restrict this movement.

【００１５】冷却用の蒸気は高圧であり、高圧の蒸気が
衝撃的にチューブシールに作用する場合がある。そし
て、本発明に係るガスタービンのような構造をとらない
場合には、衝撃的に蒸気が流れた場合にチューブシール
が抜け落ちて、急激に蒸気が漏れるおそれがある。しか
しながら、本発明に係るガスタービンでは、軸方向に対
するチューブシールの動きが規制できるためチューブシ
ールがローターディスク等に設けられた蒸気流路から抜
け落ちることはない。このため、急激に蒸気が流れても
安定して動翼に蒸気を供給して動翼を冷却できるので、
動翼の過熱を抑えてガスタービンのトリップを最小限に
できる。また、蒸気の供給状態に関わらず安定したシー
ル効果を発揮できるので、蒸気の漏れを最小限に抑えて
貴重な蒸気を有効に使用できる。さらに、径方向に対す
るチューブシールの動きを規制して、シールの役割を果
たす弾性部材の破損も抑えることができるので、より安
定して無駄なく蒸気を供給できる。The cooling steam has a high pressure, and the high-pressure steam may impact the tube seal. If the structure such as the gas turbine according to the present invention is not adopted, there is a risk that the tube seal may fall off when the steam impinges and the steam may suddenly leak. However, in the gas turbine according to the present invention, since the movement of the tube seal in the axial direction can be restricted, the tube seal does not fall off from the steam passage provided in the rotor disk or the like. Therefore, even if the steam flows rapidly, it is possible to stably supply the steam to the blade and cool the blade,
Gas turbine trips can be minimized by suppressing blade overheating. Further, since a stable sealing effect can be exhibited regardless of the steam supply state, it is possible to minimize leakage of steam and effectively use valuable steam. Furthermore, since the movement of the tube seal in the radial direction can be regulated to prevent damage to the elastic member that plays a role of the seal, it is possible to more stably supply steam without waste.

【００１６】また、請求項４に係るガスタービンは、蒸
気によって動翼またはローターディスクその他の高温部
材を冷却するガスタービンであって、空気を圧縮して燃
焼用空気を作る圧縮機と、当該圧縮機によって作られた
燃焼用空気に燃料を供給して燃焼ガスを発生させる燃焼
器と、外周部に動翼が取り付けられ、且つ入り口が階段
状に形成された前記動翼に冷却用の蒸気を供給または回
収する蒸気流路が設けられたローターディスクを有し、
この動翼に前記燃焼ガスが噴射されることで駆動される
タービンと、前記蒸気流路に挿入されて前記ローターデ
ィスク間をつなぐ管状の胴部を有しており、当該胴部の
挿入部分における外径は前記蒸気流路入り口における小
径部分よりも大きく、且つ前記挿入部分には前記胴部の
径方向に対して弾性変形する弾性部材が設けられたチュ
ーブシールと、を備えたことを特徴とする。A gas turbine according to a fourth aspect of the present invention is a gas turbine that cools moving blades, rotor disks, and other high-temperature members with steam, and a compressor that compresses air to produce combustion air, and the compressor. A combustor that supplies fuel to combustion air created by a machine to generate combustion gas, and a moving blade that is attached to the outer peripheral portion and that has a stepwise inlet with cooling steam. It has a rotor disk provided with a vapor flow path for supply or recovery,
The turbine is driven by injecting the combustion gas into the moving blades, and has a tubular body portion that is inserted into the steam flow path and connects between the rotor disks. An outer diameter is larger than a small-diameter portion at the steam flow path inlet, and a tube seal provided with an elastic member elastically deformed in the radial direction of the body portion at the insertion portion is provided. To do.

【００１７】このガスタービンは、ローターディスクに
設けた蒸気流路の入口を階段状に形成し、チューブシー
ル胴部の外径はこの蒸気流路の小径部分よりも大きくし
てある。そして、チューブシールがその軸方向に移動し
た場合には、チューブシール胴部の端部が蒸気流路の小
径部分に当接するので、軸方向に対するチューブシール
の動きが規制される。これによって、急激に蒸気が流れ
た場合でも、軸方向に対するチューブシールの動きが規
制できるためチューブシールがローターディスク等に設
けられた蒸気流路から抜け落ちることはない。したがっ
て、安定して動翼に蒸気を供給して動翼を冷却できるの
で、動翼の過熱を抑えてガスタービンのトリップを最小
限に抑えることができ、また、蒸気の漏れを最小限に抑
えて貴重な蒸気を有効に使用できる。In this gas turbine, the inlet of the steam passage provided in the rotor disk is formed in a stepwise manner, and the outer diameter of the tube seal body is made larger than the small diameter portion of the steam passage. When the tube seal moves in the axial direction, the end of the tube seal body comes into contact with the small-diameter portion of the steam flow path, so the movement of the tube seal in the axial direction is restricted. With this, even when steam rapidly flows, the tube seal can be restrained from moving in the axial direction, so that the tube seal does not fall off from the steam passage provided in the rotor disk or the like. Therefore, it is possible to stably supply steam to the rotor blades and cool the rotor blades, thereby suppressing overheating of the rotor blades, minimizing trips of the gas turbine, and minimizing steam leakage. And valuable steam can be used effectively.

【００１８】また、請求項５に係るガスタービンは、蒸
気によって動翼またはローターディスクその他の高温部
材を冷却するガスタービンであって、空気を圧縮して燃
焼用空気を作る圧縮機と、当該圧縮機によって作られた
燃焼用空気に燃料を供給して燃焼ガスを発生させる燃焼
器と、外周部に動翼が取り付けられ、且つこの動翼に冷
却用の蒸気を供給または回収する蒸気流路を設けたロー
ターディスクを有し、この動翼に前記燃焼ガスが噴射さ
れることで駆動されるタービンと、前記蒸気流路に挿入
されて前記ローターディスク間をつなぐ管状の胴部を有
しており、当該胴部の挿入部分には前記胴部の径方向に
対して弾性変形する弾性部材が設けられ、且つ前記胴部
の挿入部分と前記蒸気流路とがかみ合うことで前記胴部
の回転を抑えるチューブシールと、を備えたことを特徴
とする。A gas turbine according to a fifth aspect of the present invention is a gas turbine that cools moving blades, rotor disks and other high temperature members with steam, and a compressor that compresses air to produce combustion air, and the compressor. A combustor that supplies fuel to combustion air created by a machine to generate combustion gas, a moving blade attached to the outer periphery, and a steam flow path that supplies or recovers cooling steam to this moving blade. It has a rotor disk provided, a turbine driven by injecting the combustion gas into the rotor blades, and a tubular body portion that is inserted into the steam flow path and connects the rotor disks. , An elastic member that is elastically deformed in the radial direction of the body is provided in the body insertion portion, and the body insertion portion and the steam flow channel are engaged to rotate the body rotation. Hold down Characterized by comprising a Bushiru, the.

【００１９】このガスタービンは、チューブシール胴部
の挿入部分とローターディスクに設けられた蒸気流路と
がかみ合うことで、チューブシールの回転を防止するよ
うにしてある。両者をかみ合わせる手段としては、例え
ば、チューブシール胴部の端部にキーを設け、蒸気流路
にはこれとかみ合うキー溝を設けるものがある。また、
チューブシール胴部にスプラインを形成し、蒸気流路は
これとかみ合う溝を形成して、両者をかみ合わせてもよ
い。In this gas turbine, the tube seal body is prevented from rotating by engaging the insertion portion of the tube seal body and the steam passage provided in the rotor disk. As a means for engaging the both, there is, for example, one in which a key is provided at the end of the tube seal body and a key groove is formed in the steam flow passage to engage with the key. Also,
It is also possible to form a spline on the tube seal body and form a groove that meshes with the vapor flow path so as to mesh the both.

【００２０】チューブシールはガスタービンの運転中に
回転する場合があり、特に高圧の蒸気が衝撃的にチュー
ブシールへ流れた場合には回転しやすくなる。また、チ
ューブシールが回転する際にはタービンの回転による遠
心力も作用するため、ローターディスクに設けられた蒸
気流路の内壁面にチューブシールが当接して回転する
と、上記遠心力との相互作用でフレッティング摩耗が発
生しやすくなる。また、弾性部材も破損しやすくなる結
果、蒸気漏れを引き起こし動翼の冷却不良を招く場合も
ある。このガスタービンでは、チューブシール胴部と蒸
気流路とがかみ合うため、チューブシールの回転を防止
できるので、フレッティング摩耗を抑えて常に安定した
シール効果を発揮させることができる。その結果、確実
に蒸気を動翼に供給できるので、安定した運転ができ
る。The tube seal may rotate during operation of the gas turbine, and in particular, it tends to rotate when high-pressure steam impulsively flows into the tube seal. Further, when the tube seal rotates, centrifugal force due to the rotation of the turbine also acts, so when the tube seal comes into contact with the inner wall surface of the steam passage provided in the rotor disk and rotates, the centrifugal force interacts with the centrifugal force. Fretting wear is likely to occur. Further, as a result of the elastic member being easily damaged, vapor leakage may be caused, resulting in poor cooling of the moving blade. In this gas turbine, since the tube seal body and the steam flow path are in mesh with each other, the tube seal can be prevented from rotating, so that fretting wear can be suppressed and a stable sealing effect can always be exhibited. As a result, steam can be reliably supplied to the moving blades, and stable operation can be performed.

【００２１】また、請求項６に係るガスタービンは、上
記ガスタービンにおいて、さらに、少なくとも上記蒸気
流路内面における上記チューブシールと接する部分に硬
質クロムメッキその他の耐摩耗コーティングを施したこ
とを特徴とする。このガスタービンでは、ローターディ
スクに設けられた蒸気流路の内壁面にも耐摩耗コーティ
ングを施しているので、チューブシールの弾性体が当接
する部分における蒸気流路の摩耗を抑えて蒸気の漏れを
少なくでき、また、ローターディスクの寿命も長くでき
る。耐摩耗コーティングとしては、クロムメッキの他、
ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）によってＴｉＣ
やＴｉＮ層等を物理的に形成させてもよい。また、Ｈａ
ｒｄ ｆａｃｉｎｇ処理によって高炭素高クロム鋼や、
高マンガン鋼、あるいはＣｏ−Ｃｒ−Ｗ合金（ステライ
ト）等を溶着させてもよい。The gas turbine according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the gas turbine, at least a portion of the inner surface of the steam flow path which is in contact with the tube seal is coated with hard chrome plating or other wear resistant coating. To do. In this gas turbine, since the inner wall surface of the steam passage provided in the rotor disk is also subjected to wear-resistant coating, the wear of the steam passage at the portion where the elastic body of the tube seal abuts is suppressed to prevent steam leakage. It can be reduced and the life of the rotor disk can be extended. As a wear resistant coating, in addition to chrome plating,
TiC by PVD (Physical Vapor Deposition)
Alternatively, a TiN layer or the like may be physically formed. Also, Ha
high carbon and high chromium steel by rd facing processing,
High manganese steel, Co-Cr-W alloy (sterite), or the like may be welded.

【００２２】また、請求項７に係るチューブシールは、
管状の胴部と、当該胴部の両端部に設けられ、且つこの
胴部の径方向に対して弾性変形する弾性部材と、前記胴
部の側面に設けられた、外径が前記胴部の外径よりも大
きく且つ前記弾性部材の外径よりも小さい凸状部分と、
を備えたことを特徴とする。このチューブシールは、チ
ューブシール胴部に設けられた凸状部分によって、チュ
ーブシールの径方向に対する移動を規制する。このた
め、ガスタービンのローターディスク内に設けられた流
路を連結する場合等、大きな遠心力が作用する場所に使
用しても、径方向の動きが規制されるので、弾性部材に
作用する過大な力を抑制できる。その結果、弾性部材の
破損を抑えることができるので確実に流体を供給でき、
また、漏れも極小にできるので、流体の無駄も少なくな
る。The tube seal according to claim 7 is
A tubular body, elastic members that are provided at both ends of the body and that elastically deform in the radial direction of the body, and an outer diameter of the body provided on the side surface of the body A convex portion larger than the outer diameter and smaller than the outer diameter of the elastic member,
It is characterized by having. The tube seal restricts the radial movement of the tube seal by means of the convex portion provided on the tube seal body. For this reason, even when used in a place where a large centrifugal force acts, such as when connecting a flow path provided in the rotor disk of a gas turbine, the radial movement is restricted, and an excessive force acting on the elastic member is exerted. Power can be suppressed. As a result, damage to the elastic member can be suppressed, so that the fluid can be reliably supplied,
In addition, since leakage can be minimized, waste of fluid is reduced.

【００２３】また、請求項８に係るチューブシールは、
管状の胴部と、当該胴部の両端部に設けられ、且つこの
胴部の径方向に対して弾性変形する弾性部材と、前記胴
部が連結対象に挿入される挿入部に設けられたかみ合い
部と、を有し、連結対象に設けられたかみ合い部と前記
挿入部に設けられたかみ合い部とをかみ合わせることを
特徴とする。このチューブシールは、チューブシール胴
部と連結対象である管等とが、両者に設けられたかみ合
い部によって連結されるので、チューブシールの回転を
防止できる。チューブシールが回転すると、チューブシ
ールの弾性部材と連結対象である管等の内壁面とが摺動
する結果、両者に摩耗が生じ、シール効果が悪化する。
このチューブシールは使用中に回転することはないの
で、弾性部材の破損はほとんど発生しない。このため、
漏れを極小にして確実に流体を流すことができる。な
お、例えばチューブシール側にキーを、連結対象である
管等にはこれとかみ合うキー溝を設けてかみ合い部とす
ることができる。The tube seal according to claim 8 is
A tubular body portion, elastic members provided at both ends of the body portion and elastically deformed in a radial direction of the body portion, and meshing engagement provided on an insertion portion into which the body portion is inserted into a connection target. And a meshing part provided on the insertion part and a meshing part provided on the insertion part are meshed with each other. In this tube seal, since the tube seal body and the pipe or the like to be connected are connected by the meshing portions provided on both sides, rotation of the tube seal can be prevented. When the tube seal rotates, the elastic member of the tube seal slides on the inner wall surface of the pipe or the like to be connected, and as a result, both wear and the sealing effect deteriorates.
Since the tube seal does not rotate during use, the elastic member is hardly damaged. For this reason,
The fluid can be surely flowed by minimizing the leakage. Note that, for example, a key can be provided on the tube seal side and a key groove that engages with the pipe or the like to be connected can be provided as an engaging portion.

【００２４】[0024]

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、下記実施の形
態における構成要素には、当業者が容易に想定できるも
のが含まれるものとする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. Further, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art.

【００２５】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１に係るガスタービンを示す説明図である。この
ガスタービン９００は、動翼やローターディスクあるい
は静翼といったガスタービンの高温部材を蒸気によって
冷却する。空気取り入れ口９５１から取り込まれた空気
は、圧縮機９５２によって圧縮されて高温・高圧の圧縮
空気となって燃焼器９５３へ送り込まれる。燃焼器９５
３では、この圧縮空気に天然ガス等のガス燃料、あるい
は軽油や軽重油等の液体燃料を供給して燃料を燃焼さ
せ、高温・高圧の燃焼ガスを生成させる。この高温・高
圧の燃焼ガスは、燃焼器尾筒９５４へ導かれた後、ター
ビン９５５に噴射される。(First Embodiment) FIG. 1 is an explanatory diagram showing a gas turbine according to a first embodiment of the present invention. This gas turbine 900 cools high-temperature members of the gas turbine, such as moving blades, rotor disks, or stationary blades, with steam. The air taken in from the air intake port 951 is compressed by the compressor 952 to become high temperature / high pressure compressed air, which is sent to the combustor 953. Combustor 95
In 3, the compressed air is supplied with a gas fuel such as natural gas or a liquid fuel such as light oil or light heavy oil to burn the fuel and generate high temperature and high pressure combustion gas. This high-temperature / high-pressure combustion gas is guided to the combustor transition piece 954 and then injected to the turbine 955.

【００２６】タービン９５５の静翼と動翼とは蒸気によ
って冷却されるが、このうち動翼を冷却する蒸気は、タ
ービン主軸９５６内に設けられた蒸気供給流路（図示せ
ず）を通って供給される。この蒸気供給流路から供給さ
れた蒸気は、ローターディスク５０１の手前で９０度向
きを変え、ローターディスク５０の周方向に複数設けら
れた外側の蒸気流路６０に導かれて、動翼に供給され
る。なお、外側の蒸気流路６０は、つぎに説明するチュ
ーブシールによって、スペーサ６５とローターディスク
５０間が連結されている。The stationary blades and moving blades of the turbine 955 are cooled by steam, and the steam that cools the moving blades passes through a steam supply passage (not shown) provided in the turbine main shaft 956. Supplied. The steam supplied from this steam supply flow path turns 90 degrees in front of the rotor disk 501, is guided to a plurality of outer steam flow paths 60 provided in the circumferential direction of the rotor disk 50, and is supplied to the moving blades. To be done. In the outer steam flow path 60, the spacer 65 and the rotor disk 50 are connected by a tube seal described below.

【００２７】図２は、ローターディスクのシール構造を
示す説明図である。また、図３は、この発明の実施の形
態１に係るチューブシールを示す断面図である。図３
（ａ）に示すように、このチューブシール１００は、管
状の胴部１０の両端に球状の弾性部材２０を備え、且
つ、胴部１０の側面にはチューブシール１００の径方向
に対する動きを規制する凸状部分３０が設けられてい
る。そして、図２（ａ）に示すように、チューブシール
１００の端部はローターディスク５０に設けられた蒸気
流路６０に挿入されており、もう一方の端部はスペーサ
６５に設けられた蒸気流路６５ａに挿入されている。こ
こで、スペーサ６５を設けずにチューブシール１００の
みでローターディスク５０に設けられた蒸気流路を連結
すると、遠心力によってチューブシール１００が変形す
るため、スペーサ６５によってローターディスク５０間
の蒸気流路を連結することが望ましい。FIG. 2 is an explanatory view showing the seal structure of the rotor disk. FIG. 3 is a sectional view showing the tube seal according to the first embodiment of the present invention. Figure 3
As shown in (a), the tube seal 100 is provided with spherical elastic members 20 at both ends of the tubular body 10, and the side surface of the body 10 restricts the movement of the tube seal 100 in the radial direction. A convex portion 30 is provided. Then, as shown in FIG. 2A, the end portion of the tube seal 100 is inserted into the steam flow passage 60 provided in the rotor disk 50, and the other end portion is provided with the steam flow provided in the spacer 65. It is inserted in the path 65a. Here, if the steam flow path provided in the rotor disk 50 is connected only by the tube seal 100 without providing the spacer 65, the tube seal 100 is deformed by the centrifugal force, so that the spacer 65 causes the steam flow path between the rotor disks 50. It is desirable to connect

【００２８】なお、上記のシール構造では、ローターデ
ィスク５０等に直接蒸気流路６０を設けているが、図２
（ｂ）に示すように、ローターディスク５０およびスペ
ーサ６５を、その軸方向に貫通する蒸気流路６０および
６５ａにパイプ８０を挿入し、このパイプ８０を蒸気流
路として蒸気を供給してもよい。このようにすると、パ
イプ８０が摩耗や破損した場合には、パイプ８０のみを
交換すればよいので、ローターディスク５０やスペーサ
６５の交換が不要になり、修理コストを大幅に低減でき
る。In the above seal structure, the steam flow path 60 is directly provided in the rotor disk 50 or the like.
As shown in (b), a pipe 80 may be inserted into the steam passages 60 and 65a penetrating the rotor disk 50 and the spacer 65 in the axial direction, and steam may be supplied using the pipe 80 as a steam passage. . In this way, when the pipe 80 is worn or damaged, only the pipe 80 needs to be replaced, so that the rotor disk 50 and the spacer 65 need not be replaced, and the repair cost can be greatly reduced.

【００２９】また、後述するように、チューブシールの
端部に設けた突起とパイプの端部に設けた溝とをかみ合
わせることでチューブシールの回転を防止するような構
造を採用した場合でも、パイプのみを加工すればよいの
で、製造が容易になる。さらに、チューブシールの回転
やずれを防止するために蒸気供給孔に加工をする場合で
も、ローターディスクには加工したパイプを挿入するだ
けでよい。したがって、ローターディスクに複雑な加工
を施す必要がなくなり、製造が容易になる。Further, as will be described later, even when a structure for preventing rotation of the tube seal by engaging a projection provided at the end of the tube seal with a groove provided at the end of the pipe is adopted, Since only the pipe needs to be processed, manufacturing becomes easy. Further, even when the steam supply hole is processed in order to prevent the rotation and displacement of the tube seal, it is only necessary to insert the processed pipe into the rotor disk. Therefore, it is not necessary to perform complicated processing on the rotor disk, and the manufacturing becomes easy.

【００３０】チューブシール１００の端部には、球状の
弾性部材２０が備えられており、弾性力によって当該弾
性部材２０の側面がローターディスク等に設けられた蒸
気流路６０等の内壁面に押し付けられて、ここを流れる
蒸気の漏れを防止する。この弾性部材２０は薄い金属板
で形成することができ、耐熱性が要求されることから、
弾性部材２０の材料にはインコネル等の耐熱合金を使用
することが好ましい。なお、この弾性部材２０は溶接に
よってチューブシール１００の胴部１０に取り付けられ
ている。また、蒸気流路の内壁面に硬質クロムメッキそ
の他の耐摩耗コーティングを施して、耐久性を向上させ
るようにしてもよい。特に、弾性部材２０やチューブシ
ールの胴部が当接する部分は摩耗しやすいので、耐摩耗
コーティングによって蒸気流路を保護して、寿命を延ば
す対策をとることが好ましい（以下同様）。A spherical elastic member 20 is provided at the end of the tube seal 100, and the side surface of the elastic member 20 is pressed by the elastic force against the inner wall surface of the steam flow path 60 or the like provided in the rotor disk or the like. It prevents the leakage of steam flowing here. Since this elastic member 20 can be formed of a thin metal plate and heat resistance is required,
It is preferable to use a heat-resistant alloy such as Inconel as the material of the elastic member 20. The elastic member 20 is attached to the body portion 10 of the tube seal 100 by welding. Further, the inner wall surface of the vapor flow path may be coated with hard chrome plating or other wear resistant coating to improve durability. In particular, the elastic member 20 and the portion of the tube seal that is in contact with the body portion are likely to wear, so it is preferable to take measures to extend the life by protecting the vapor flow path with an abrasion resistant coating.

【００３１】つぎに、凸状部分３０と弾性部材２０との
関係について説明する。図３（ａ）に示すように、この
凸状部分３０の高さｈ1は、チューブシール１００の端
部に設けられている弾性部材２０を開放した場合におけ
る弾性体高さｈ2よりも小さくしてある。このようにす
ることで、チューブシール１００がローターディスク５
０（図２参照）に設けられた蒸気流路６０の内壁面に押
し付けられても、弾性部材２０の変形を一定値以下に抑
えることができるので、シール効果を保つことができ
る。なお、この凸状部分３０は、例えば環状の部材をチ
ューブシール１００の胴部１０側面に、溶接等の手段に
よって取り付けることによって形成できる。また、図３
（ｂ）に示すようにチューブシール１０１の端部１１ａ
における開口部を広げるように加工することで、凸状部
分３１としてもよい。Next, the relationship between the convex portion 30 and the elastic member 20 will be described. As shown in FIG. 3A, the height h 1 of the convex portion 30 is smaller than the elastic body height h 2 when the elastic member 20 provided at the end of the tube seal 100 is opened. There is. By doing so, the tube seal 100 is attached to the rotor disc 5
Even if the elastic member 20 is pressed against the inner wall surface of the steam passage 60 provided at 0 (see FIG. 2), the deformation of the elastic member 20 can be suppressed to a certain value or less, so that the sealing effect can be maintained. The convex portion 30 can be formed, for example, by attaching an annular member to the side surface of the body portion 10 of the tube seal 100 by means such as welding. Also, FIG.
As shown in (b), the end portion 11a of the tube seal 101
The convex portion 31 may be formed by processing such that the opening portion of the above is widened.

【００３２】ガスタービンが起動して昇速するとロータ
ーの回転が上昇し、これに伴ってチューブシールに作用
する遠心力も大きくなる。ガスタービンの定速運転時に
おいては、チューブシールに作用する遠心加速度は約５
００００〜１０００００ｍ／ｓ2に達するため、このま
までは弾性部材２０（図２参照）が塑性変形してしま
い、蒸気漏れを起こしてしまう。しかし、このチューブ
シール１００および１０１では、両端に設けられた凸状
部分３０および３１がチューブシールの径方向外側に向
かう動きを規制するため、ガスタービンの運転中に大き
な遠心力が作用しても弾性部材２０によるシール効果を
維持できる。When the gas turbine is activated and the speed is increased, the rotation of the rotor is increased, and the centrifugal force acting on the tube seal is increased accordingly. During constant speed operation of the gas turbine, the centrifugal acceleration acting on the tube seal is about 5
Since it reaches 0000 to 100000 m / s 2 , the elastic member 20 (see FIG. 2) is plastically deformed as it is, causing vapor leakage. However, in the tube seals 100 and 101, the convex portions 30 and 31 provided at both ends restrict the movement of the tube seals outward in the radial direction, so that even if a large centrifugal force acts during the operation of the gas turbine. The sealing effect of the elastic member 20 can be maintained.

【００３３】なお、図３（ｃ）に示すように、凸状部分
３２はチューブシールの胴部１２の両端部に取り付けら
れた弾性部材２０の内周側に設けてもよい。このように
すると、上記チューブシール１００等（図３（ａ）およ
び（ｂ））と比較して、凸状部分３２間の距離Ｘは上記
チューブシール１００等と比較して短くできる。このた
め、回転による遠心力が作用した場合には、チューブシ
ール１０２に作用する曲げモーメントをチューブシール
１００等よりも小さくできる。このため、チューブシー
ル１０２の強度を上記チューブシール１００等より小さ
くしても、同じ大きさの遠心力に耐えることができる。
また、強度が同じであれば、チューブシール１０２に作
用する曲げモーメントの大きさが小さい分だけ長期間の
使用に耐えることができる。As shown in FIG. 3 (c), the convex portions 32 may be provided on the inner peripheral side of the elastic member 20 attached to both ends of the body portion 12 of the tube seal. By doing so, the distance X between the convex portions 32 can be shortened as compared with the tube seal 100 and the like (FIGS. 3A and 3B). Therefore, when centrifugal force due to rotation is applied, the bending moment acting on the tube seal 102 can be made smaller than that of the tube seal 100 and the like. Therefore, even if the strength of the tube seal 102 is made smaller than that of the tube seal 100 or the like, it is possible to withstand the same centrifugal force.
If the strengths are the same, the bending moment acting on the tube seal 102 can be used for a long period of time because the bending moment is small.

【００３４】（変形例１）図４は、実施の形態１に係る
チューブシールの第一の変形例を示す説明図である。こ
の変形例に係るチューブシール１０３は、径方向に対す
る動きを規制する部材として、胴部１３の側面であって
弾性部材２０同士の間に、凸状部分３３を設けた点に特
徴がある。このチューブシール１０３は、弾性部材２０
同士の間に凸状部分３３を設けてあるので、上記チュー
ブシール１０２（図３（ｃ）参照）と比較して軸方向の
長さＸをさらに短くできる。このため、チューブシール
１０３に作用する曲げモーメントをさらに小さくできる
ので、さらに大きな遠心力に耐えることができ、上記チ
ューブシール１０２よりもさらに余裕のある設計ができ
る。(Modification 1) FIG. 4 is an explanatory view showing a first modification of the tube seal according to the first embodiment. The tube seal 103 according to this modification is characterized in that a convex portion 33 is provided on the side surface of the body portion 13 between the elastic members 20 as a member that restricts the movement in the radial direction. The tube seal 103 is made up of the elastic member 20.
Since the convex portion 33 is provided between them, the axial length X can be further shortened as compared with the tube seal 102 (see FIG. 3C). Therefore, since the bending moment acting on the tube seal 103 can be further reduced, it is possible to withstand a larger centrifugal force, and a design with more margin than the tube seal 102 can be performed.

【００３５】（変形例２）図５は、実施の形態２に係る
シール構造の第二の示した軸方向断面図である。この変
形例に係るローターディスク５１およびスペーサ６６
は、蒸気流路６１の開口部に段部６１ａを設けてあり、
また、蒸気流路６１の小径部分６２ｂはチューブシール
１０４の外径よりも大きくしてある。そして、この部分
にチューブシール１０４の端部が挿入されており、回転
による遠心力Ｆをチューブシール１０４が受けた場合に
は、この段部６１ａとチューブシール１０４の端部とが
かみ合うことで、チューブシール１０４が径方向に向か
う動きを規制する。(Modification 2) FIG. 5 is a second axial sectional view of the seal structure according to the second embodiment. Rotor disk 51 and spacer 66 according to this modification
Is provided with a step 61a at the opening of the steam flow path 61,
Further, the small diameter portion 62b of the steam flow path 61 is made larger than the outer diameter of the tube seal 104. Then, the end of the tube seal 104 is inserted in this portion, and when the tube seal 104 receives the centrifugal force F due to the rotation, the step 61a and the end of the tube seal 104 are engaged with each other, The tube seal 104 restricts the movement in the radial direction.

【００３６】このローターディスク５１およびスペーサ
６６を使用すれば、チューブシール１０４に突起等を設
ける必要がないので、チューブシールの加工が容易にな
る。また、上記チューブシールは、突起によってチュー
ブシールの径方向に向かう動きを規制するので、遠心力
がこの部分に集中していた。しかし、このシール構造で
は、チューブシール１０４の端部と蒸気流路６１の内壁
面とがかみ合って、チューブシールに作用する遠心力を
受けるので、遠心力を分散して受けることができる。こ
のため、蒸気流路６１内壁面の負担が小さくなるので摩
耗や破損の危険が少なくなり、より安定した信頼性の高
い運転ができる。If the rotor disk 51 and the spacer 66 are used, it is not necessary to provide the tube seal 104 with projections or the like, so that the tube seal can be easily processed. Further, since the tube seal restricts the movement of the tube seal in the radial direction, the centrifugal force is concentrated on this portion. However, in this seal structure, the end portion of the tube seal 104 and the inner wall surface of the steam flow path 61 are engaged with each other to receive the centrifugal force acting on the tube seal, and therefore the centrifugal force can be dispersed and received. Therefore, the burden on the inner wall surface of the steam flow path 61 is reduced, and the risk of wear and damage is reduced, and more stable and reliable operation can be performed.

【００３７】（実施の形態２）図６は、この発明の実施
の形態２に係るシール構造を示した軸方向断面図であ
る。このローターディスク５２およびスペーサ６７は、
蒸気流路６２の開口部に段部６２ａを設けてある。そし
て、蒸気流路６２の小径部分６２ｂはチューブシール１
０５の外径よりも小さくなっており、この部分でチュー
ブシール１０５の軸方向に向かう動きを規制する。な
お、チューブシールには実施の形態１で説明した、径方
向に対する動きを規制する突起を備えたチューブシール
を使用してもよい（図３参照）。このようなチューブシ
ールを使用すると、チューブシールに取り付けられた弾
性体が遠心力によって損傷を受けることを防止できるの
でより好ましい。(Second Embodiment) FIG. 6 is an axial sectional view showing a seal structure according to a second embodiment of the present invention. The rotor disk 52 and the spacer 67 are
A step 62 a is provided at the opening of the steam flow path 62. The small diameter portion 62b of the steam flow path 62 is the tube seal 1
The outer diameter of the tube seal 105 is smaller than the outer diameter of the tube seal 105, and this portion restricts the movement of the tube seal 105 in the axial direction. As the tube seal, the tube seal provided with the protrusion that restricts the movement in the radial direction described in the first embodiment may be used (see FIG. 3). The use of such a tube seal is more preferable because it can prevent the elastic body attached to the tube seal from being damaged by centrifugal force.

【００３８】ガスタービンの運転中にチューブシール１
０５がその軸方向へ移動すると、ローターディスク５２
等に設けられた蒸気流路６２から抜ける場合がある。特
に、高温・高圧の冷却蒸気が衝撃的にチューブシールに
流れると、熱衝撃および圧力によってチューブシール１
０５が軸方向に移動して抜け落ちる場合がある。こうな
ると、冷却蒸気が蒸気流路６２から漏れて噴出し、動翼
の冷却が不十分になって動翼が過熱する結果、ガスター
ビンのトリップを招いてしまう。また、冷却蒸気は２Ｍ
Ｐａ前後の高圧で供給されるが、チューブシール１０５
が蒸気流路６２から抜けるとこの開口部から蒸気が急激
に漏れて蒸気圧力が急激に低下する。動翼冷却後の蒸気
は中圧蒸気タービン（図示せず）等の駆動に使用される
が、この部分で動翼冷却後の蒸気圧力が急激に低下する
結果、中圧蒸気タービン等の運転に支障をきたして発電
プラントの停止を招いてしまう。Tube seal 1 during operation of the gas turbine
When 05 moves in the axial direction, the rotor disc 52
There is a case where it may escape from the vapor flow path 62 provided in the above. In particular, when high-temperature and high-pressure cooling steam shockly flows into the tube seal, the tube seal 1 is subject to thermal shock and pressure.
05 may move in the axial direction and fall out. In this case, the cooling steam leaks from the steam flow path 62 and is jetted out, resulting in insufficient cooling of the moving blade and overheating of the moving blade, resulting in a trip of the gas turbine. Also, the cooling steam is 2M
Supplied at high pressure around Pa, but tube seal 105
When the steam escapes from the steam flow path 62, steam rapidly leaks from this opening and the steam pressure sharply drops. The steam after cooling the rotor blades is used to drive a medium pressure steam turbine (not shown), etc., but the steam pressure after cooling the rotor blades drastically decreases in this part, which results in the operation of the medium pressure steam turbine etc. It causes trouble and causes the shutdown of the power plant.

【００３９】このガスタービンのローターディスク５２
およびスペーサ６７では、蒸気流路６２の開口部に段部
６２ａを設け、その小径部分６２ｂでチューブシール１
０５の軸方向に対する動きを規制する。このため、チュ
ーブシール１０５が蒸気流路６２から脱落することを防
止できるので、ガスタービンの運転中には確実に冷却蒸
気を動翼に供給して、ガスタービンのトリップを招くこ
となく安定した運転ができる。また、発電プラントの停
止も防止できるので、安定して電力を供給できる。The rotor disk 52 of this gas turbine
In the spacer 67, the step 62a is provided at the opening of the steam flow path 62, and the tube seal 1 is formed by the small diameter portion 62b.
The movement of 05 in the axial direction is restricted. For this reason, it is possible to prevent the tube seal 105 from falling off from the steam flow path 62, so that the cooling steam can be reliably supplied to the moving blades during the operation of the gas turbine, and stable operation without causing a trip of the gas turbine. You can In addition, it is possible to prevent the power plant from being stopped, so that the power can be stably supplied.

【００４０】（変形例）図７は、実施の形態２に係るシ
ール構造の変形例を示した軸方向断面図である。このシ
ール構造に係るローターディスク５２およびスペーサ６
７は、蒸気流路６２の開口部に段部６２ａを設けてあ
る。そして、蒸気流路６２の小径部分６２ｂはチューブ
シール１０８の胴部１４の外径よりも大きくなってお
り、この部分にチューブシール１０８の端部が挿入され
る。そして、チューブシール１０８の端部が蒸気流路６
２の小径部分６２ｂと当接することで、チューブシール
１０８の径方向に対する動きを規制する。(Modification) FIG. 7 is an axial sectional view showing a modification of the seal structure according to the second embodiment. The rotor disk 52 and the spacer 6 according to this seal structure
7 has a step 62a at the opening of the steam flow path 62. The small diameter portion 62b of the steam flow path 62 is larger than the outer diameter of the body portion 14 of the tube seal 108, and the end portion of the tube seal 108 is inserted into this portion. Then, the end portion of the tube seal 108 has the vapor flow path 6
By contacting the second small diameter portion 62b, the movement of the tube seal 108 in the radial direction is restricted.

【００４１】また、チューブシール１０８には球状の弾
性部材２０が取り付けられているが、この弾性部材２０
と胴部１４の端部との間には凸状部分３４が設けられて
いる。そして、この凸状部分３４の外径は、蒸気流路６
２の小径部分６２ｂの内径よりも大きく形成されている
ので、凸状部分３４が蒸気流路６２の段部６２ａと当接
することで、チューブシール１０８の軸方向への動きを
規制する。なお、図７（ｂ）に示すように、チューブシ
ール１０９の胴部１５の一部を塑性変形させて凸状部分
３５を形成してもよい。このようにすると、凸状部分３
５をチューブシール１０９の胴部１５と一体で形成でき
るので部品点数が少なくなり、チューブシール１０９の
信頼性、耐久性が向上するので好ましい。A spherical elastic member 20 is attached to the tube seal 108.
A convex portion 34 is provided between the end of the body portion 14 and the end portion of the body portion 14. The outer diameter of the convex portion 34 is the same as the steam flow path 6
Since the inner diameter of the second small-diameter portion 62b is larger than the inner diameter of the second small-diameter portion 62b, the convex portion 34 comes into contact with the stepped portion 62a of the vapor flow path 62, thereby restricting the axial movement of the tube seal 108. In addition, as shown in FIG. 7B, a part of the body portion 15 of the tube seal 109 may be plastically deformed to form the convex portion 35. In this way, the convex portion 3
Since 5 can be formed integrally with the body portion 15 of the tube seal 109, the number of parts is reduced, and the reliability and durability of the tube seal 109 are improved, which is preferable.

【００４２】この変形例に係るシール構造においては、
チューブシール１０８の軸方向に対する動きと径方向に
対する動きとを同時に規制できるので、弾性部材２０の
破損とチューブシール１０８の脱落とを同時に防止でき
る。これによって、ガスタービンの安定した運転がで
き、信頼性が向上する。また、チューブシール１０８の
径方向に対する動きは、胴部１４と蒸気流路６２の小径
部分６２ｂとが当接するので、より広い面積でチューブ
シール１０８に作用する遠心力を受けることになる。こ
のため、蒸気流路６２の小径部分６２ｂにおける負荷が
小さくなるので、当該部分の摩耗等を抑えてローターデ
ィスク５２等の寿命を延ばすことができる。In the seal structure according to this modification,
Since the movement of the tube seal 108 in the axial direction and the movement in the radial direction can be restricted at the same time, it is possible to prevent the elastic member 20 from being damaged and the tube seal 108 from falling off at the same time. This enables stable operation of the gas turbine and improves reliability. Further, since the body portion 14 and the small-diameter portion 62b of the steam flow passage 62 contact each other, the radial movement of the tube seal 108 receives a centrifugal force acting on the tube seal 108 over a wider area. Therefore, the load on the small-diameter portion 62b of the steam flow path 62 is reduced, so that wear of the portion can be suppressed and the life of the rotor disk 52 and the like can be extended.

【００４３】（実施の形態３）図８は、この発明の実施
の形態３に係るシール構造を示した軸方向断面図であ
る。チューブシール１０６およびローターディスク５３
は、チューブシール１０６とローターディスク５３とが
かみ合うことで、チューブシール１０６の回転を防止す
るものである。チューブシール１０６の端部にはキー突
起９０が設けられている。また、チューブシール１０６
が挿入されるローターディスク５３およびスペーサ６８
に設けられた蒸気流路６３には、上記キー突起９０とか
み合うキー溝９５が設けられている。ここで、このキー
突起９０は、チューブシール１０６の少なくとも一方の
端部に設けてあればよい。しかしながら、チューブシー
ル１０６の軸方向に対する移動を規制する作用も得よう
とする場合には、図８（ａ）に示すように、キー突起９
０をチューブシール１０６の両端部に設けることが好ま
しい。(Third Embodiment) FIG. 8 is an axial sectional view showing a seal structure according to a third embodiment of the present invention. Tube seal 106 and rotor disc 53
In order to prevent the tube seal 106 from rotating, the tube seal 106 and the rotor disk 53 are engaged with each other. A key protrusion 90 is provided at the end of the tube seal 106. In addition, the tube seal 106
Rotor disk 53 and spacer 68 into which the
A key groove 95 that engages with the key protrusion 90 is provided in the vapor flow path 63 provided in the above. Here, the key protrusion 90 may be provided on at least one end of the tube seal 106. However, in order to obtain the effect of restricting the movement of the tube seal 106 in the axial direction, as shown in FIG.
It is preferable to provide 0 at both ends of the tube seal 106.

【００４４】チューブシール１０６が蒸気流路６３の入
り口に挿入されると、キー突起９０がキー溝９５に差し
込まれ、両者がかみ合う。このかみ合いによってチュー
ブシール１０６の回転を止めることができる。なお、図
８（ｂ）および（ｃ）に示すように、チューブシール１
０７の胴部１７の端部にキー溝９６を設け、蒸気流路６
４の内面にこのキー溝９６とかみ合うキー突起９２を設
けてもよい。この場合には、同図に示すように、キー突
起９２を設けたパイプ８２をローターディスク５３に開
けた孔に挿入すると、ローターディスク５３を直接加工
する必要がなくなるので、製造が容易になる。When the tube seal 106 is inserted into the inlet of the steam flow path 63, the key protrusion 90 is inserted into the key groove 95, and both are engaged with each other. The rotation of the tube seal 106 can be stopped by this engagement. As shown in FIGS. 8B and 8C, the tube seal 1
The keyway 96 is provided at the end of the body portion 17 of 07, and the steam flow path 6
A key projection 92 that engages with the key groove 96 may be provided on the inner surface of the key 4. In this case, as shown in the figure, when the pipe 82 provided with the key projection 92 is inserted into the hole formed in the rotor disk 53, the rotor disk 53 does not need to be directly processed, which facilitates manufacturing.

【００４５】また、図８（ｂ）および（ｃ）に示すよう
に、キー突起９２とこれにかみ合うキー溝９６とは、遠
心力Ｆの作用する方向、すなわちローターディスク５３
の径方向外側に対して垂直に設けることが好ましい。こ
のようにすると、キー突起９２とキー溝９６とがかみ合
ってチューブシール１０７の回転を防止するとともに、
チューブシール１０７の径方向に対する動きも規制で
き、さらにチューブシール１０７の軸方向に対する動き
も規制できるからである。したがって、キー溝をロータ
ーディスク側に設ける場合にも（図８（ａ）参照）、ロ
ーターディスク５３の径方向に対して垂直にキー溝を設
けることが好ましい。Further, as shown in FIGS. 8B and 8C, the key projection 92 and the key groove 96 meshing with the key projection 92 are in the direction in which the centrifugal force F acts, that is, the rotor disk 53.
It is preferable to provide it perpendicularly to the outer side in the radial direction. In this way, the key protrusion 92 and the key groove 96 are engaged with each other to prevent the tube seal 107 from rotating, and
This is because the movement of the tube seal 107 in the radial direction can be restricted, and the movement of the tube seal 107 in the axial direction can also be restricted. Therefore, even when the key groove is provided on the rotor disk side (see FIG. 8A), it is preferable to provide the key groove perpendicular to the radial direction of the rotor disk 53.

【００４６】これまで説明したように、チューブシール
の端部に設けられた球状の弾性部材によって蒸気の漏れ
が抑えられる。しかし、ガスタービンの運転中に高圧の
冷却蒸気が衝撃的にチューブシールに作用することによ
ってチューブシールが回転すると、蒸気流路の内壁面に
フレッティング摩耗が発生し、ローターディスクの寿命
を縮めてしまう。そして、このフレッティング摩耗によ
って蒸気の漏れも発生し、冷却蒸気の無駄を招き、最悪
の場合には動翼の過熱によるガスタービンのトリップを
引き起こす場合もあった。As described above, the spherical elastic member provided at the end of the tube seal suppresses the leakage of steam. However, when the tube seal rotates due to the high-pressure cooling steam impacting the tube seal during operation of the gas turbine, fretting wear occurs on the inner wall surface of the steam passage, shortening the life of the rotor disk. I will end up. The fretting wear also causes steam leakage, which wastes cooling steam and, in the worst case, may cause trip of the gas turbine due to overheating of the moving blades.

【００４７】このシール構造では、キー突起９０とキー
溝９５とのかみ合いによってチューブシール１０６の回
転が防止できるため、蒸気流路６３内壁面のフレッティ
ング摩耗を抑制できる。このため、ローターディスク５
３の寿命が長くなり、保守・点検の手間を低減できる。
また、フレッティング摩耗に起因する蒸気の漏れも抑え
ることができるので、安定して動翼を冷却して信頼性の
高いガスタービンの運転ができ、貴重な蒸気を有効に使
用できる。さらに、チューブシール１０６と蒸気流路６
３とがかみ合うため、チューブシール１０６の回転のみ
ならず、軸方向に対する移動も抑えることができる。こ
のため、チューブシール１０６の脱落を防止できるの
で、さらに安定したガスタービンの運転ができる。な
お、蒸気流路６３内壁面のフレッティング摩耗をより低
減させるために、蒸気流路６３内壁面に硬質クロムメッ
キ等の硬質コーティングを施してもよい。このようにす
ると、さらにフレッティング摩耗が抑制できるので、こ
れによる蒸気の漏れをさらに抑えることができる。In this seal structure, the rotation of the tube seal 106 can be prevented by the engagement of the key protrusion 90 and the key groove 95, so that the fretting wear of the inner wall surface of the steam passage 63 can be suppressed. Therefore, the rotor disc 5
3 has a longer service life and can reduce maintenance and inspection work.
Further, since steam leakage due to fretting wear can also be suppressed, it is possible to stably cool the rotor blades, operate the gas turbine with high reliability, and effectively use valuable steam. Furthermore, the tube seal 106 and the steam flow path 6
As the tube seal 106 is engaged with the tube 3, not only rotation of the tube seal 106 but also movement in the axial direction can be suppressed. For this reason, it is possible to prevent the tube seal 106 from falling off, so that the gas turbine can be operated more stably. In order to further reduce fretting wear on the inner wall surface of the steam passage 63, a hard coating such as hard chrome plating may be applied to the inner wall surface of the steam passage 63. In this case, fretting wear can be further suppressed, and thus steam leakage can be further suppressed.

【００４８】図９は、高温部の冷却に蒸気冷却を採用し
たガスタービン複合発電プラントを示す概略図である。
このガスタービン複合発電プラントでは、ＨＲＳＧ（He
at Recovery Steam Generator：排熱回収ボイラー）に
よって、ガスタービンの排気ガスが持っている熱エネル
ギーを回収する。回収されたガスタービン排気ガスの熱
エネルギーによって蒸気が作られて、この高温・高圧の
蒸気によって蒸気タービンを駆動して、これに連結され
た発電機によって電力を発生する。このように、ガスタ
ービン複合発電プラントでは、ガスタービンの排熱を有
効に利用できるので、プラント全体としての熱効率を高
くできる。FIG. 9 is a schematic diagram showing a gas turbine combined cycle power plant in which steam cooling is used to cool the high temperature part.
In this gas turbine combined cycle power plant, the HRSG (He
At Recovery Steam Generator: Exhaust heat recovery boiler) recovers the thermal energy of the exhaust gas from the gas turbine. Steam is produced by the thermal energy of the recovered gas turbine exhaust gas, the high temperature and high pressure steam drives a steam turbine, and a generator connected to the steam turbine generates electric power. As described above, in the gas turbine combined cycle power plant, the exhaust heat of the gas turbine can be effectively used, and therefore the thermal efficiency of the entire plant can be increased.

【００４９】図９からは明らかではないが、このガスタ
ービン９００は動静翼やローターディスクといった高温
部材の冷却に蒸気を使用するものである。そして、図９
からは明らかではないが、ローターディスクに設けられ
た蒸気供給経路には、実施の形態１〜３で説明した冷却
蒸気のシール構造が適用されている。また、ガスタービ
ン９００は第一の発電機９０１に連結されており、ガス
タービン９００がこの第一の発電機９０１を駆動して電
力を発生させる。ガスタービン９００の排ガスは、まだ
数百度の温度を持っているため、この排ガスをＨＲＳＧ
９０２に導いて蒸気を発生させる。Although not clear from FIG. 9, this gas turbine 900 uses steam for cooling high temperature members such as moving and stationary blades and rotor disks. And in FIG.
Although it is not clear from the above, the cooling steam sealing structure described in the first to third embodiments is applied to the steam supply path provided in the rotor disk. Further, the gas turbine 900 is connected to the first power generator 901, and the gas turbine 900 drives the first power generator 901 to generate electric power. Since the exhaust gas of the gas turbine 900 still has a temperature of several hundred degrees, this exhaust gas is HRSG.
It is led to 902 to generate steam.

【００５０】ＨＲＳＧ９０２で発生した蒸気は、まず高
圧蒸気タービン９０３に導かれ、これを駆動する。高圧
蒸気タービンの排気蒸気はガスタービン９００に導か
れ、動翼や静翼といった高温部材の冷却に使用される。
ガスタービン９００の高温部材を冷却した蒸気は、混合
器９０４に導かれた後、中圧タービン９０５に供給され
る。中圧蒸気タービン９０５を駆動した蒸気は低圧ター
ビン９０６に供給されてこれを駆動する。高圧蒸気ター
ビン９０３、中圧蒸気タービン９０５および低圧蒸気タ
ービン９０６は直列に連結されており、これらの出力軸
と連結された第二の発電機９０７を回転させて電力を発
生させる。The steam generated in the HRSG 902 is first guided to the high pressure steam turbine 903 and drives it. Exhaust steam from the high-pressure steam turbine is guided to the gas turbine 900 and used for cooling high temperature members such as moving blades and stationary blades.
The steam that has cooled the high temperature member of the gas turbine 900 is guided to the mixer 904 and then supplied to the intermediate pressure turbine 905. The steam that has driven the medium-pressure steam turbine 905 is supplied to the low-pressure turbine 906 and drives it. The high-pressure steam turbine 903, the medium-pressure steam turbine 905, and the low-pressure steam turbine 906 are connected in series, and the second generator 907 connected to these output shafts is rotated to generate electric power.

【００５１】中圧蒸気タービン９０５や低圧蒸気タービ
ン９０６を駆動した蒸気は、複水器９０８によって水に
戻った後、ポンプ９０９によってＨＲＳＧ９０２へ供給
される。そして、ＨＲＳＧ９０２中に設けられた蒸発器
（図示せず）によって再び蒸気になった後、過熱器（図
示せず）で過熱され再び高圧蒸気タービン９０３に供給
されて上記の過程を繰り返す。The steam that has driven the medium-pressure steam turbine 905 and the low-pressure steam turbine 906 is returned to water by the double water device 908 and then supplied to the HRSG 902 by the pump 909. Then, after being vaporized again by an evaporator (not shown) provided in the HRSG 902, it is superheated by a superheater (not shown) and supplied again to the high-pressure steam turbine 903 to repeat the above process.

【００５２】このガスタービン複合発電プラントでは、
実施の形態１〜３で説明したチューブシールやローター
ディスクによって構成される冷却蒸気のシール構造を備
えたガスタービン９００を使用している。このため、動
翼へ確実に冷却用の蒸気を供給できるので、ガスタービ
ン９００のトリップを抑えて安定した運転ができる。そ
の結果、発電プラントの信頼性も高くなる。また、確実
にシールできる結果、蒸気漏れも少なくなるので、貴重
な蒸気を有効に活用でき、複合プラント全体の熱効率も
その分向上させることができる。In this gas turbine combined cycle power plant,
The gas turbine 900 provided with the cooling steam sealing structure including the tube seal and the rotor disk described in the first to third embodiments is used. For this reason, the cooling steam can be reliably supplied to the moving blades, so that trip of the gas turbine 900 can be suppressed and stable operation can be performed. As a result, the reliability of the power plant is also increased. Further, as a result of reliable sealing, steam leakage is reduced, so valuable steam can be effectively utilized, and the thermal efficiency of the entire complex plant can be improved accordingly.

【００５３】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、この発明のガスタ
ービン（請求項１）は、ローターディスク内に設けられ
た蒸気流路同士をつなぐためにチューブシールを使用し
ている。そして、タービンの回転中は、このチューブシ
ールの胴部に設けられた凸状部分とローターディスクに
設けられた蒸気流路の内壁面とが当接することによっ
て、遠心力を受けるようにした。これにより、チューブ
シールの胴部に設けられた弾性部材の破損を抑えて確実
に動翼へ蒸気を供給できるので、信頼性の高い運転がで
きる。また、チューブシールの破損による蒸気漏れも抑
えることができるので、貴重な蒸気を無駄なく使用でき
る。As described above, the gas turbine of the present invention (Claim 1) uses the tube seal to connect the steam passages provided in the rotor disk. Then, during rotation of the turbine, the convex portion provided on the body portion of the tube seal and the inner wall surface of the steam flow passage provided on the rotor disk come into contact with each other to receive a centrifugal force. As a result, the elastic member provided on the body of the tube seal can be prevented from being damaged and steam can be reliably supplied to the moving blades, so that highly reliable operation can be performed. Further, since steam leakage due to breakage of the tube seal can be suppressed, valuable steam can be used without waste.

【００５４】また、この発明のガスタービン（請求項
２）では、ローターディスク内に設けられた蒸気流路を
連結する際に、この蒸気流路の入り口を階段状に形成し
て、その小径部分にチューブシールの胴部を挿入する。
そして、ガスタービンの運転中には、チューブシールの
胴部と小径部分における蒸気流路の内壁とが当接して、
チューブシールに作用する遠心力を受けるようにした。
このため、このガスタービンでは上記ガスタービンより
も広い面積でチューブシールに作用する遠心力を支える
ことができるので、応力の集中を分散させて支持部の負
担を軽くできる。その結果、チューブシールやローター
ディスクの寿命を長くできるので保守・点検の手間が軽
減され、また部品の交換頻度も少なくなるので経済的で
ある。Further, in the gas turbine of the present invention (claim 2), when connecting the steam flow passages provided in the rotor disk, the inlet of the steam flow passages is formed in a stepwise shape, and the small diameter portion thereof is formed. Insert the body of the tube seal into.
Then, during operation of the gas turbine, the body portion of the tube seal and the inner wall of the steam flow path in the small diameter portion are in contact with each other,
It was designed to receive the centrifugal force acting on the tube seal.
For this reason, this gas turbine can support the centrifugal force acting on the tube seal in a wider area than the gas turbine, so that the concentration of stress can be dispersed and the burden on the supporting portion can be reduced. As a result, the service life of the tube seal and the rotor disk can be extended, the maintenance and inspection work is reduced, and the frequency of parts replacement is reduced, which is economical.

【００５５】また、この発明のガスタービン（請求項
３）では、チューブシールがその軸方向に移動した場合
には、チューブシール胴部に設けられた凸状部分が蒸気
流路の小径部分に当接して、軸方向に対するチューブシ
ールの動きを規制するようにした。また、チューブシー
ルがその径方向に動いた場合には、チューブシール胴部
の先端が蒸気流路の小径部分と当接してこの動きが規制
されるようにした。このため、急激に蒸気が流れても安
定して動翼に蒸気を供給して動翼を冷却できるので、動
翼の過熱を抑えてガスタービンのトリップを最小限にで
きる。また、蒸気の供給状態に関わらず安定したシール
効果を発揮できるので、蒸気の漏れを最小限に抑えて貴
重な蒸気を有効に使用できる。さらに、径方向に対する
チューブシールの動きも規制できるので、弾性部材の破
損も抑えて無駄なく蒸気を供給できる。Further, in the gas turbine of the present invention (claim 3), when the tube seal moves in the axial direction, the convex portion provided on the tube seal body contacts the small diameter portion of the steam passage. The contact was made to regulate the movement of the tube seal in the axial direction. Further, when the tube seal moves in the radial direction, the tip of the tube seal body comes into contact with the small-diameter portion of the steam flow path to restrict this movement. Therefore, even if the steam flows rapidly, the steam can be stably supplied to the moving blades to cool the moving blades, so that overheating of the moving blades can be suppressed and the trip of the gas turbine can be minimized. Further, since a stable sealing effect can be exhibited regardless of the steam supply state, it is possible to minimize leakage of steam and effectively use valuable steam. Further, since the movement of the tube seal in the radial direction can be restricted, the damage of the elastic member can be suppressed and the steam can be supplied without waste.

【００５６】また、この発明のガスタービン（請求項
４）では、チューブシールがその軸方向に移動した場合
には、チューブシール胴部の端部が蒸気流路の小径部分
に当接するので、軸方向に対するチューブシールの動き
が規制されるようにした。これによって、急激に蒸気が
流れた場合でも、チューブシールがローターディスク等
に設けられた蒸気流路から抜け落ちることはない。した
がって、安定して蒸気を供給できるので、動翼の過熱を
抑えてガスタービンのトリップを最小限に抑えることが
でき、また、蒸気の漏れを抑えて貴重な蒸気を有効に使
用できる。Further, in the gas turbine of the present invention (claim 4), when the tube seal moves in the axial direction, the end of the tube seal body contacts the small diameter portion of the steam flow path, so The movement of the tube seal with respect to the direction is restricted. As a result, even if steam rapidly flows, the tube seal does not fall off from the steam flow path provided in the rotor disk or the like. Therefore, since the steam can be stably supplied, it is possible to suppress overheating of the moving blade to minimize the trip of the gas turbine, and to suppress the steam leakage to effectively use the valuable steam.

【００５７】また、この発明のガスタービン（請求項
５）では、チューブシール胴部の挿入部分とローターデ
ィスクに設けられた蒸気流路とがかみ合うことで、チュ
ーブシールの回転を防止するようにした。これによっ
て、チューブシールの回転を防止できるので、フレッテ
ィング摩耗を抑えて常に安定したシール効果を発揮させ
ることができる。その結果、確実に動翼を冷却できるの
で、ガスタービンのトリップを抑え、安定した運転がで
きる。Further, in the gas turbine of the present invention (claim 5), rotation of the tube seal is prevented by engaging the insertion portion of the tube seal body and the steam passage provided in the rotor disk. . As a result, the rotation of the tube seal can be prevented, so that fretting wear can be suppressed and a stable sealing effect can be always exhibited. As a result, the rotor blades can be cooled reliably, and trips of the gas turbine can be suppressed, enabling stable operation.

【００５８】また、この発明のガスタービン（請求項
６）では、上記ガスタービンにおいて、さらに、少なく
とも蒸気流路内面におけるチューブシールと接する部分
に硬質クロムメッキその他の耐摩耗コーティングを施し
た。このため、チューブシールの弾性体が当接する部分
における蒸気流路の摩耗が抑えられるので、摩耗に起因
するクリアランスの増加等による蒸気の漏れを少なくで
き、貴重な蒸気を有効に利用できる。Further, in the gas turbine of the present invention (claim 6), further, in the gas turbine, at least a portion of the inner surface of the steam flow channel which is in contact with the tube seal is coated with hard chrome plating or other wear resistant coating. For this reason, the wear of the steam flow path in the portion of the tube seal that comes into contact with the elastic body can be suppressed, so that steam leakage due to an increase in clearance due to wear can be reduced, and valuable steam can be effectively used.

【００５９】また、この発明のチューブシール（請求項
７）では、チューブシール胴部に設けられた凸状部分に
よって、チューブシールの径方向に対する移動を規制す
るようにした。このため、大きな遠心力が作用する場所
に使用しても、径方向の動きが規制されるので、弾性部
材に作用する過大な力を抑制し、シールの役割を果たす
弾性部材の破損を抑えることができる。その結果、確実
に流体を供給でき、また、漏れも極小にできるので、流
体の無駄も少なくなる。Further, in the tube seal of the present invention (claim 7), the radial movement of the tube seal is restricted by the convex portion provided on the tube seal body. For this reason, even when used in a place where a large centrifugal force acts, the radial movement is restricted, so an excessive force acting on the elastic member is suppressed, and damage to the elastic member that plays a role of sealing is suppressed. You can As a result, the fluid can be surely supplied and the leakage can be minimized, so that the waste of the fluid is reduced.

【００６０】また、この発明のチューブシール（請求項
８）では、チューブシール胴部と連結対象である管等と
が、両者に設けられたかみ合い部によって連結されるよ
うにした。このため、使用中にチューブシールは回転し
ないので、従来発生していたチューブシールの回転に起
因する弾性部材の破損はほとんど発生しない。その結
果、流体の漏れを極小にでき、また、シール作用を果た
す弾性部材の寿命も長くできる。Further, in the tube seal of the present invention (claim 8), the tube seal body and the pipe or the like to be connected are connected by the engaging portion provided on both. For this reason, since the tube seal does not rotate during use, the elastic member is hardly damaged due to the rotation of the tube seal, which has conventionally occurred. As a result, fluid leakage can be minimized, and the life of the elastic member that performs the sealing action can be extended.

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

【図１】この発明の実施の形態１に係るガスタービンを
示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a gas turbine according to a first embodiment of the present invention.

【図２】ローターディスクのシール構造を示す説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a seal structure of a rotor disc.

【図３】この発明の実施の形態１に係るチューブシール
を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a tube seal according to the first embodiment of the present invention.

【図４】実施の形態１に係るチューブシールの第一の変
形例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a first modified example of the tube seal according to the first embodiment.

【図５】実施の形態２に係るシール構造の第二のを示し
た軸方向断面図である。FIG. 5 is an axial sectional view showing a second of the seal structure according to the second embodiment.

【図６】この発明の実施の形態２に係るシール構造を示
した軸方向断面図である。FIG. 6 is an axial sectional view showing a seal structure according to a second embodiment of the present invention.

【図７】実施の形態２に係るシール構造の変形例を示し
た軸方向断面図である。FIG. 7 is an axial sectional view showing a modified example of the seal structure according to the second embodiment.

【図８】この発明の実施の形態３に係るシール構造を示
した軸方向断面図である。FIG. 8 is an axial sectional view showing a seal structure according to a third embodiment of the present invention.

【図９】高温部の冷却に蒸気冷却を採用したガスタービ
ン複合発電プラントを示す概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing a gas turbine combined cycle power plant that employs steam cooling for cooling a high temperature part.

【図１０】タービン動翼に冷却蒸気を供給する蒸気流路
を示した斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a steam flow path for supplying cooling steam to a turbine rotor blade.

【図１１】従来用いられてきたチューブシールを示す断
面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a conventionally used tube seal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０、１２、１３、１４、１５、１７ 胴部 １１ａ 端部 ２０ 弾性部材 ３０、３１、３２、３３、３４、３５ 凸状部分 ５０、５１、５２、５３、５０１ ローターディスク ６０、６１、６２、６３、６４、６５ａ、６９ 蒸気流
路 ６１ａ、６２ａ 段部 ６２ｂ 小径部分 ６５、６６、６７、６８ スペーサ ８０、８２ パイプ ９０、９２ キー突起 ９５、９６ キー溝 １００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１
０６、１０７、１０８、１０９、１２０ チューブシー
ル ９００ ガスタービン ９５１ 空気取り入れ口 ９５２ 圧縮機 ９５３ 燃焼器 ９５４ 燃焼器尾筒 ９５５ タービン ９５６ タービン主軸10, 12, 13, 14, 15, 17 Body part 11a End part 20 Elastic member 30, 31, 32, 33, 34, 35 Convex part 50, 51, 52, 53, 501 Rotor disk 60, 61, 62, 63, 64, 65a, 69 Steam flow paths 61a, 62a Stepped portion 62b Small diameter portion 65, 66, 67, 68 Spacer 80, 82 Pipe 90, 92 Key protrusion 95, 96 Key groove 100, 101, 102, 103, 104, 105, 1
06, 107, 108, 109, 120 Tube seal 900 Gas turbine 951 Air intake 952 Compressor 953 Combustor 954 Combustor transition piece 955 Turbine 956 Turbine main shaft

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｊ 15/06 Ｆ１６Ｊ 15/06 Ｌ 15/08 15/08 Ｂ Ｃ Ｆターム(参考） 3J040 AA01 AA13 BA05 EA18 EA22 EA25 EA47 EA49 FA02 HA09 HA16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F16J 15/06 F16J 15/06 L 15/08 15/08 BCF term (reference) 3J040 AA01 AA13 BA05 EA18 EA22 EA25 EA47 EA49 FA02 HA09 HA16

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 蒸気によって動翼またはローターディス
クその他の高温部材を冷却するガスタービンであって、 空気を圧縮して燃焼用空気を作る圧縮機と、 当該圧縮機によって作られた燃焼用空気に燃料を供給し
て燃焼ガスを発生させる燃焼器と、 外周部に動翼が取り付けられ、且つこの動翼に冷却用の
蒸気を供給または回収する蒸気流路を設けたローターデ
ィスクを有し、この動翼に前記燃焼ガスが噴射されるこ
とで駆動されるタービンと、 前記蒸気流路に挿入されて前記ローターディスク間をつ
なぐ管状の胴部を有し、さらに、当該胴部の挿入部分
に、前記胴部の径方向に対して弾性変形する弾性部材
と、外径が前記胴部の外径よりも大きく且つ前記弾性部
材の外径よりも小さく形成された凸状部分とが設けられ
たチューブシールと、 を備えたことを特徴とするガスタービン。1. A gas turbine for cooling a rotor blade, a rotor disk or other high temperature member with steam, comprising: a compressor for compressing air to produce combustion air; and a combustion air produced by the compressor. It has a combustor that supplies fuel to generate combustion gas, and a rotor disk that has rotor blades attached to its outer periphery and that has steam passages that supply or recover cooling steam to the rotor blades. A turbine driven by injecting the combustion gas into a rotor blade, and a tubular body that is inserted into the steam flow path and connects between the rotor disks, and further, in an insertion portion of the body, A tube provided with an elastic member that elastically deforms in the radial direction of the body portion, and a convex portion having an outer diameter larger than the outer diameter of the body portion and smaller than the outer diameter of the elastic member. With a seal Gas turbine characterized by comprising. 【請求項２】 蒸気によって動翼またはローターディス
クその他の高温部材を冷却するガスタービンであって、 空気を圧縮して燃焼用空気を作る圧縮機と、 当該圧縮機によって作られた燃焼用空気に燃料を供給し
て燃焼ガスを発生させる燃焼器と、 外周部に動翼が取り付けられ、且つ入り口が階段状に形
成された前記動翼に冷却用の蒸気を供給または回収する
蒸気流路が設けられたローターディスクを有し、この動
翼に前記燃焼ガスが噴射されることで駆動されるタービ
ンと、 前記蒸気流路に挿入されて前記ローターディスク間をつ
なぐ管状の胴部を有しており、当該胴部の挿入部分にお
ける外径は前記蒸気流路入り口における小径部分よりも
小さく、且つ前記挿入部分には前記胴部の径方向に対し
て弾性変形する弾性部材が設けられたチューブシール
と、 を備えたことを特徴とするガスタービン。2. A gas turbine for cooling a moving blade, a rotor disk or other high temperature member with steam, comprising: a compressor for compressing air to produce combustion air; and a combustion air produced by the compressor. A combustor for supplying fuel to generate combustion gas, and a steam passage for mounting or recovering cooling steam are provided on the rotor blade with a rotor blade attached to the outer periphery and a stepwise inlet. A rotor disk that is driven by injecting the combustion gas into the rotor blades, and a tubular body that is inserted into the steam flow path and connects the rotor disks. The outer diameter of the insertion portion of the body is smaller than the small diameter portion of the steam flow path inlet, and the insertion portion is provided with an elastic member elastically deformable in the radial direction of the body. Gas turbine comprising: the Bushiru, the. 【請求項３】 蒸気によって動翼またはローターディス
クその他の高温部材を冷却するガスタービンであって、 空気を圧縮して燃焼用空気を作る圧縮機と、 当該圧縮機によって作られた燃焼用空気に燃料を供給し
て燃焼ガスを発生させる燃焼器と、 外周部に動翼が取り付けられ、且つ入り口が階段状に形
成された前記動翼に冷却用の蒸気を供給または回収する
蒸気流路が設けられたローターディスクを有し、この動
翼に前記燃焼ガスが噴射されることで駆動されるタービ
ンと、 前記蒸気流路に挿入されて前記ローターディスク間をつ
なぐ、外径が前記蒸気流路の小径部分よりも小さい管状
の胴部を有し、さらに、当該胴部の挿入部分に、前記胴
部の径方向に対して弾性変形する弾性部材と、外径が前
記弾性部材の外径よりも小さく且つ前記蒸気流路の入り
口における小径部分よりも大きく形成された凸状部分と
が設けられたチューブシールと、 を備えたことを特徴とするガスタービン。3. A gas turbine for cooling a moving blade, a rotor disk or other high temperature member with steam, comprising: a compressor for compressing air to produce combustion air; and a combustion air produced by the compressor. A combustor for supplying fuel to generate combustion gas, and a steam passage for mounting or recovering cooling steam are provided on the rotor blade with a rotor blade attached to the outer periphery and a stepwise inlet. And a turbine driven by injecting the combustion gas into the rotor blades, which is inserted into the steam flow path to connect between the rotor disks, and has an outer diameter of the steam flow path. It has a tubular body smaller than the small-diameter portion, and further, in the insertion portion of the body, an elastic member that elastically deforms in the radial direction of the body, and an outer diameter is larger than an outer diameter of the elastic member. Small and above Gas turbine, characterized in that the convex portion is larger than the smaller diameter portion at the inlet of the air flow path is provided with a tube seal provided. 【請求項４】 蒸気によって動翼またはローターディス
クその他の高温部材を冷却するガスタービンであって、 空気を圧縮して燃焼用空気を作る圧縮機と、 当該圧縮機によって作られた燃焼用空気に燃料を供給し
て燃焼ガスを発生させる燃焼器と、 外周部に動翼が取り付けられ、且つ入り口が階段状に形
成された前記動翼に冷却用の蒸気を供給または回収する
蒸気流路が設けられたローターディスクを有し、この動
翼に前記燃焼ガスが噴射されることで駆動されるタービ
ンと、 前記蒸気流路に挿入されて前記ローターディスク間をつ
なぐ管状の胴部を有しており、当該胴部の挿入部分にお
ける外径は前記蒸気流路入り口における小径部分よりも
大きく、且つ前記挿入部分には前記胴部の径方向に対し
て弾性変形する弾性部材が設けられたチューブシール
と、 を備えたことを特徴とするガスタービン。4. A gas turbine for cooling moving blades, rotor disks and other high temperature members with steam, comprising: a compressor for compressing air to produce combustion air; and a combustion air produced by the compressor. A combustor for supplying fuel to generate combustion gas, and a steam passage for mounting or recovering cooling steam are provided on the rotor blade with a rotor blade attached to the outer periphery and a stepwise inlet. A rotor disk that is driven by injecting the combustion gas into the rotor blades, and a tubular body that is inserted into the steam flow path and connects the rotor disks. The outer diameter of the insertion portion of the body is larger than the small diameter portion of the steam flow path inlet, and the insertion portion is provided with an elastic member elastically deformable in the radial direction of the body. Gas turbine comprising: the Bushiru, the. 【請求項５】 蒸気によって動翼またはローターディス
クその他の高温部材を冷却するガスタービンであって、 空気を圧縮して燃焼用空気を作る圧縮機と、 当該圧縮機によって作られた燃焼用空気に燃料を供給し
て燃焼ガスを発生させる燃焼器と、 外周部に動翼が取り付けられ、且つこの動翼に冷却用の
蒸気を供給または回収する蒸気流路を設けたローターデ
ィスクを有し、この動翼に前記燃焼ガスが噴射されるこ
とで駆動されるタービンと、 前記蒸気流路に挿入されて前記ローターディスク間をつ
なぐ管状の胴部を有しており、当該胴部の挿入部分には
前記胴部の径方向に対して弾性変形する弾性部材が設け
られ、且つ前記胴部の挿入部分と前記蒸気流路とがかみ
合うことで前記胴部の回転を抑えるチューブシールと、 を備えたことを特徴とするガスタービン。5. A gas turbine for cooling a moving blade, a rotor disk or other high temperature member with steam, comprising: a compressor for compressing air to produce combustion air; and a combustion air produced by the compressor. It has a combustor that supplies fuel to generate combustion gas, and a rotor disk that has rotor blades attached to its outer periphery and that has steam passages that supply or recover cooling steam to the rotor blades. A turbine that is driven by injecting the combustion gas into a rotor blade, and a tubular body that is inserted into the steam flow path and connects between the rotor disks, and has an insertion portion of the body. A tube seal that is provided with an elastic member that elastically deforms in the radial direction of the body portion, and that suppresses rotation of the body portion by engaging the insertion portion of the body portion with the steam flow path; Special Gas turbine with. 【請求項６】 さらに、少なくとも上記蒸気流路内面に
おける上記チューブシールと接する部分に硬質クロムメ
ッキその他の耐摩耗コーティングを施したことを特徴と
する請求項１〜５のいずれか一つに記載のガスタービ
ン。6. The hard chrome plating or other wear resistant coating is applied to at least a portion of the inner surface of the vapor flow path, which is in contact with the tube seal, according to any one of claims 1 to 5. gas turbine. 【請求項７】 管状の胴部と、 当該胴部の両端部に設けられ、且つこの胴部の径方向に
対して弾性変形する弾性部材と、 前記胴部の側面に設けられた、外径が前記胴部の外径よ
りも大きく且つ前記弾性部材の外径よりも小さい凸状部
分と、 を備えたことを特徴とするチューブシール。7. A tubular body, elastic members provided at both ends of the body and elastically deformable in a radial direction of the body, and an outer diameter provided on a side surface of the body. And a convex portion that is larger than the outer diameter of the body and smaller than the outer diameter of the elastic member. 【請求項８】 管状の胴部と、 当該胴部の両端部に設けられ、且つこの胴部の径方向に
対して弾性変形する弾性部材と、 前記胴部が連結対象に挿入される挿入部に設けられたか
み合い部と、 を有し、連結対象に設けられたかみ合い部と前記挿入部
に設けられたかみ合い部とをかみ合わせることを特徴と
するチューブシール。8. A tubular body, elastic members provided at both ends of the body and elastically deformable in a radial direction of the body, and an insertion portion into which the body is inserted into a connection target. A tube seal, comprising: a meshing part provided on the insertion part, and the meshing part provided on the insertion part and the meshing part provided on the insertion part.
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