JP2006063894A - Turbine moving blade group - Google Patents

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Kunio Asai
邦夫 浅井
Nobuhiro Isobe
展宏 磯部
Takeshi Kudo
健 工藤
Kenichi Murata
健一 村田
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Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve structural reliability of a tenon and a shroud by reducing stress generated at a contact edge of the tenon and the shroud and suppressing condensation of corrosive product. <P>SOLUTION: At least a part of an inner circumference side end surface of the shroud and a blade shoulder are contacted around the tenon and part of vibration load transmitted by blade vibration is distributed to the blade edge to reduce vibration load transmitted to the tenon. An effect to reduce condensation of corrosive product is expected by suppressing flow of steam into a root part of the tenon. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はテノンとシュラウドとの結合構造を有したタービン動翼群に関するものである。   The present invention relates to a group of turbine blades having a combined structure of a tenon and a shroud.

従来、テノンとシュラウドとの結合構造を有したタービン動翼群に関する技術については、特許文献1に記載されているように、安定した品質を維持することを目的として、動翼のテノン整形方法を提供したものや、特許文献2に記載されているように、シュラウド及びテノンの応力を適正値に保持しつつテノンのかしめ工数を低減するようなタービン動翼のシュラウド固定構造を提供したものがある。   Conventionally, as for a technique related to a turbine blade group having a combined structure of a tenon and a shroud, as described in Patent Document 1, a method for shaping a blade tenon is used for the purpose of maintaining stable quality. There are provided ones and a shroud fixing structure for a turbine blade that reduces the tenon crimping man-hour while maintaining the shroud and tenon stresses at appropriate values, as described in Patent Document 2. .

特開平8−93401号公報JP-A-8-93401 特開平11−280405公報JP 11-280405 A

テノンとシュラウドとの結合構造では、テノンのかしめによる高い接触面圧により、テノンの付け根部分における局率半径底のシュラウドとの接触端近傍では、遠心負荷や翼振動負荷により高い局所応力が作用する可能性があることがわかってきている。   In the joint structure of tenon and shroud, high local stress is applied due to centrifugal load and blade vibration load near the contact end with the shroud at the base of the radius of the tenon due to the high contact surface pressure due to the caulking of the tenon. It turns out that there is a possibility.

さらに、タービン動翼の長期間の運転により蒸気中に含まれる微量腐食生成物が濃縮して、腐食環境条件が厳しくなった場合には、前述した位置に疲労き裂が発生する可能性があることがわかってきている。   Furthermore, when the corrosion environment conditions become severe due to the concentration of trace corrosion products contained in the steam due to the long-term operation of the turbine rotor blade, fatigue cracks may occur at the above-mentioned positions. I know that.

しかしながら、従来技術においては、こうした技術課題に関する言及はない。   However, in the prior art, there is no mention regarding such a technical problem.

そこで、本発明では、タービン動翼の振動に対して、前述した接触端近傍における振動応力を低減させ、腐食生成物の濃縮を抑制することにより、テノンとシュラウドとの結合構造の信頼性を高めたタービン動翼を提供するものである。   Therefore, in the present invention, the vibration stress in the vicinity of the contact end described above is reduced with respect to the vibration of the turbine blade, and the concentration of the corrosion product is suppressed, thereby improving the reliability of the tenon / shroud joint structure. Turbine blades are provided.

本発明の一実施形態であるタービン動翼群は、タービン動翼の先端に設けられたテノンをシュラウドのテノン穴に通し、テノンをかしめることによってタービン動翼とシュラウドとを連結するものである。そして、テノンの周りであって、シュラウドの半径方向内周側端面の少なくとも一部が、タービン動翼の翼肩と接触するように形成されていることを特徴とする。   A turbine blade group according to an embodiment of the present invention is configured to connect a turbine blade and a shroud by passing a tenon provided at a tip of the turbine blade through a tenon hole of the shroud and caulking the tenon. . Then, at least a part of the radially inner peripheral end surface of the shroud is formed around the tenon so as to be in contact with the blade shoulder of the turbine blade.

また、タービン動翼の一本の先端には複数のテノンが設けられる。   A plurality of tenons are provided at the tip of one turbine blade.

シュラウドの半径方向内周側チャンハの高さ(h)が、テノンとシュラウドとの接触位置である平行部から内周側チャンハ端までの距離(d)よりも大きく形成される。   The height (h) of the shroud on the inner circumferential side of the inner circumferential side is formed to be larger than the distance (d) from the parallel portion, which is the contact position between the tenon and the shroud, to the inner circumferential side of the shunt.

さらに、タービン動翼が、その回転方向について、テノンとシュラウドとの接触位置である平行部から内周側チャンハ端までの距離(d)よりも大きく形成される。シュラウドの半径方向内周側チャンハの高さ(h)が、テノンの内周側局率半径(R)よりも大きく形成される。   Further, the turbine rotor blade is formed larger than the distance (d) from the parallel portion, which is the contact position between the tenon and the shroud, to the inner circumferential side chanha end in the rotational direction. The height (h) of the shroud on the radially inner side of the shroud is formed larger than the inner peripheral side radius (R) of Tenon.

さらに、本発明の一実施形態であるタービン動翼群は、タービン動翼の先端に設けられたテノンをシュラウドのテノン穴に通し、テノンを変形させることによってタービン動翼とシュラウドとを連結するものであって、テノンの周りで、シュラウドに形成されるテノン穴の内周側端面の少なくとも一部が、タービン動翼の翼肩と接触するように形成されている。   Furthermore, the turbine rotor blade group which is one embodiment of the present invention is to connect the turbine rotor blade and the shroud by passing the tenon provided at the tip of the turbine rotor blade through the tenon hole of the shroud and deforming the tenon. Then, around the tenon, at least a part of the inner peripheral side end surface of the tenon hole formed in the shroud is formed so as to contact the blade shoulder of the turbine blade.

また、シュラウドに形成されたテノン穴の最大口径部分より、タービン動翼の回転方向の翼肩幅が大きく形成されることが好ましい。   Further, it is preferable that the blade shoulder width in the rotational direction of the turbine rotor blade is formed larger than the maximum diameter portion of the tenon hole formed in the shroud.

また、シュラウドに形成されたテノン穴とシュラウドの半径方向内周側端面で接触するタービン動翼の翼肩は、タービン動翼の回転方向の翼肩である。   Further, the blade shoulder of the turbine blade contacting the tenon hole formed in the shroud on the radially inner end surface of the shroud is the blade shoulder in the rotational direction of the turbine blade.

また、シュラウドの半径方向内周側端面の少なくとも一部が、タービン動翼の翼肩とテノンの周り全周で接触するように形成されていることが好ましい。   In addition, it is preferable that at least a part of the radially inner peripheral side end surface of the shroud is formed so as to be in contact with the blade shoulder of the turbine rotor blade on the entire circumference around the tenon.

なお、以上のようなタービン動翼は、蒸気タービンに用いられることが好ましい。   The turbine rotor blade as described above is preferably used for a steam turbine.

また、本発明の一実施形態であるタービン動翼に接触されるように形成されるシュラウドは、テノンの周りで、シュラウドの半径方向内周側端面の少なくとも一部が、タービン動翼の翼肩と接触するように形成されている。つまり、タービン動翼群の少なくとも一つのタービン動翼に、こうした工夫を施すことも可能であるし、一つのタービン動翼に複数あるテノンの内、少なくとも一つにこうした工夫を施すことも可能である。   In addition, the shroud formed so as to be in contact with the turbine rotor blade according to the embodiment of the present invention has at least a part of the radially inner peripheral end surface of the shroud around the tenon, and the blade shoulder of the turbine rotor blade. It is formed so as to come into contact with. In other words, it is possible to apply such a device to at least one turbine blade of the turbine blade group, and it is also possible to apply such a device to at least one of the tenons in one turbine blade. is there.

本発明は、タービン動翼の振動に対して、前述した接触端近傍における振動応力を低減させ、腐食生成物の濃縮を抑制することにより、テノンとシュラウドとの結合構造の信頼性を高めたタービン動翼を提供することができる。   The present invention reduces the vibration stress in the vicinity of the contact end described above with respect to the vibration of the turbine blade, and suppresses the concentration of corrosion products, thereby improving the reliability of the combined structure of the tenon and the shroud. A moving blade can be provided.

図1を用いて本発明の実施例を説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

タービン動翼1の先端には、蒸気の流入方向に対して、蒸気入口側と蒸気出口側との2箇所のテノン2a,2bが、タービン動翼1と一体に形成される。各々のテノン2a,
2bをシュラウド3に設けられたテノン穴に通してかしめられることにより変形し、テノン2a,2bとシュラウド3との間に所定の面圧を負荷して連結している。こうして、タービン動翼1とシュラウド3とが連結される。なお、本実施例ではテノンが2つの場合を示しているが、3つであってもよい。
Two tenons 2a and 2b on the steam inlet side and the steam outlet side are integrally formed with the turbine rotor blade 1 at the tip of the turbine rotor blade 1 in the steam inflow direction. Each tenon 2a,
2b is deformed by being caulked through a tenon hole provided in the shroud 3, and a predetermined surface pressure is applied between the tenons 2a and 2b and the shroud 3 for connection. Thus, the turbine rotor blade 1 and the shroud 3 are connected. In addition, although the present Example shows the case where there are two tenons, three may be used.

図1(b)に、蒸気出口側のテノン2bの翼厚み方向(図1(a)中におけるB−B断面)における形状を示す。   FIG. 1 (b) shows the shape of the tenon 2b on the steam outlet side in the blade thickness direction (BB cross section in FIG. 1 (a)).

タービン動翼1におけるテノン2の付け根は、応力集中を低下させるため、所定の曲率半径(R)を有するような円弧4が設けられている。   The root of the tenon 2 in the turbine blade 1 is provided with an arc 4 having a predetermined radius of curvature (R) in order to reduce stress concentration.

シュラウド3のテノン穴は、シュラウド3の半径方向に対して、外周側チャンハ5,平行部6,内周側チャンハ7から構成されており、テノン2とシュラウド3との間の面圧は、外周側チャンハ5と平行部6とにより伝達されている。   The tenon hole of the shroud 3 is composed of an outer peripheral side chamber 5, a parallel portion 6, and an inner peripheral side chamber 7 with respect to the radial direction of the shroud 3, and the surface pressure between the tenon 2 and the shroud 3 is It is transmitted by the side chanha 5 and the parallel part 6.

シュラウド3の内周側端面12と翼肩13との間に接触領域(幅)eが確保されているのが、本構造の特徴である。なお、シュラウド内周側端面12と翼肩13との間に接触領域を確保する位置は、本断面位置に限定せず、テノン周り全周において適用されていることが好ましい。   A feature of this structure is that a contact area (width) e is secured between the inner peripheral side end face 12 of the shroud 3 and the blade shoulder 13. In addition, the position which ensures a contact area between the shroud inner peripheral side end surface 12 and the blade shoulder 13 is not limited to this cross-sectional position, and is preferably applied all around the tenon.

シュラウド3の内周側端面12と翼肩13との接触領域eとしては、テノン2をかしめ変形によるシュラウド3の内周側コーナSの変形量や、初期のテノン穴とテノン2の組立公差を考慮して、本実施例の効果を得るためには0.5mm 以上確保することが望ましい。ただし、この幅が大きすぎるとタービン動翼1の重量も重くなるため、他の特性にも影響を及ぼす。よって、1.5mm 以下であることが好ましい。   The contact area e between the inner peripheral side end face 12 of the shroud 3 and the blade shoulder 13 includes the deformation amount of the inner peripheral corner S of the shroud 3 due to the caulking deformation of the tenon 2 and the assembly tolerance of the initial tenon hole and the tenon 2. In view of this, it is desirable to secure 0.5 mm or more in order to obtain the effect of this embodiment. However, if this width is too large, the turbine rotor blade 1 also becomes heavy, which affects other characteristics. Therefore, it is preferably 1.5 mm or less.

シュラウド3の内周側チャンハ7の形状として、図1(b)に示すように、シュラウド3の内周側チャンハ高さ(h)を、テノン2との接触位置である平行部6から内周側チャンハコーナ(S)までの長さ(d)よりも大きく形成している。   As shown in FIG. 1 (b), the shape of the inner peripheral side chunk 7 of the shroud 3 is set so that the inner peripheral side chunk height (h) of the shroud 3 is changed from the parallel portion 6, which is the contact position with the tenon 2, to the inner circumference. It is formed larger than the length (d) to the side Changha corner (S).

本構造により、この長さ(d)を同じにした条件下で、テノン2とシュラウド3との接触端である応力集中部において、テノン2の付け根の局率半径底(Q)とシュラウド3とテノン2との接触端(P)との距離を離すことにより、遠心力および翼振動に対する応力集中を低下させることができる。   With this structure, under the condition where the length (d) is the same, in the stress concentration portion which is the contact end between the tenon 2 and the shroud 3, the base radius (Q) of the root of the tenon 2 and the shroud 3 By separating the distance from the contact end (P) with the tenon 2, the stress concentration against centrifugal force and blade vibration can be reduced.

この長さ(d)とテノン2の曲率半径(R)とが等しい条件下で、シュラウド3の内周側チャンハ高さ(h)と、タービン動翼1の付け根における曲率半径(R)との比に対するテノン2とシュラウド3との接触端(近傍)15における局所最大応力の関係を図4に示す。   Under the condition where the length (d) and the radius of curvature (R) of the tenon 2 are equal, the height of the inner circumferential side of the shroud 3 (h) and the radius of curvature (R) at the root of the turbine rotor blade 1 FIG. 4 shows the relationship of the local maximum stress at the contact end (near) 15 between the tenon 2 and the shroud 3 with respect to the ratio.

図4では、h/R=1における局所最大応力を1として規格化して示している。図4に示すように、h/Rを1.2 以上確保することにより、テノン2とシュラウド3との接触端15における局所応力を約5%低減させる効果が見込める。ただし、h/Rを増加しすぎると、テノン2とシュラウド3との間の面圧を受け持つ領域である平行部6と外周側チャンハ5とが小さくなり、接触面圧が過度に高くなる可能性があるため、h/Rは1.5 以下であるのが望ましい。   In FIG. 4, the local maximum stress at h / R = 1 is standardized as 1. As shown in FIG. 4, by securing h / R of 1.2 or more, an effect of reducing the local stress at the contact end 15 between the tenon 2 and the shroud 3 by about 5% can be expected. However, if h / R is increased too much, the parallel portion 6 that is a region responsible for the surface pressure between the tenon 2 and the shroud 3 and the outer peripheral side chamber 5 may become small, and the contact surface pressure may become excessively high. Therefore, h / R is preferably 1.5 or less.

また、長さ(d)の寸法としては、テノン2の付け根の曲率半径(R)と干渉しないために、1.0R 以上を確保しておくことが望ましい。   Further, it is desirable that the length (d) is 1.0 R or more in order not to interfere with the radius of curvature (R) of the base of the tenon 2.

また、例えば、内周側チャンハ7の高さ(h)と平行部6から内周側チャンハコーナ
(S)までの距離(d)を等しく形成した構造では、テノン2の全周において翼肩13とシュラウド3の内周側端面12に接触領域eを確保しようとすると、特に、蒸気出口側のテノン2bの翼厚み方向断面から見た場合、タービン動翼1の翼幅を過度に大きく形成する必要が生じる場合がある。
Further, for example, in the structure in which the height (h) of the inner circumferential side chanha 7 and the distance (d) from the parallel portion 6 to the inner circumferential side chanha corner (S) are formed to be equal, the blade shoulder 13 on the entire circumference of the tenon 2. When the contact region e is to be secured on the inner peripheral side end face 12 of the shroud 3, the blade width of the turbine rotor blade 1 is formed to be excessively large, particularly when viewed from the blade thickness direction cross-section of the tenon 2b on the steam outlet side. There may be a need.

その場合には、タービン動翼1の重量増加による遠心力の増加や性能低下の問題が発生することが想定される。   In that case, it is assumed that a problem of an increase in centrifugal force or a decrease in performance due to an increase in the weight of the turbine rotor blade 1 occurs.

そこで、本実施例のように長さ(d)を内周側チャンハ高さ(h)よりも小さく形成することにより、テノン2の周り全周において翼肩13とシュラウド3の内周側端面12の一部を接触させた本実施例を適用することで、生じるタービン動翼1の重量増加を最小限に抑制する効果が得られる。   Therefore, by forming the length (d) to be smaller than the inner circumferential side height (h) as in the present embodiment, the blade shoulder 13 and the inner circumferential side end face 12 of the shroud 3 around the tenon 2 are provided. By applying the present embodiment in which a part of the turbine rotor blade 1 is brought into contact, an effect of suppressing the increase in the weight of the turbine rotor blade 1 that is generated can be obtained.

一般に、タービン動翼1の長さが長いほど、固有振動数が低下して励振次数が低くなるため、翼振動による振動応答が大きくなる。また、段落温度が50℃〜200℃の範囲では、蒸気中に微量含まれる腐食生成物の濃縮が進行することが知られている。   In general, the longer the turbine blade 1, the lower the natural frequency and the lower the excitation order, so that the vibration response due to blade vibration increases. Further, it is known that when the paragraph temperature is in the range of 50 ° C. to 200 ° C., the concentration of corrosion products contained in a trace amount in the steam proceeds.

そこで、翼振動と腐食環境との両方の因子が厳しくなる条件として、翼長が200mm以上、段落温度が50℃〜200℃の範囲に対して適用するのが望ましい。   Therefore, it is desirable to apply to a range in which the blade length is 200 mm or more and the paragraph temperature is 50 ° C. to 200 ° C. as conditions where both factors of blade vibration and corrosive environment become severe.

テノン2の周りにおいて、シュラウド3の内周側端面の少なくとも一部と翼肩13とを接触させることにより、翼振動により伝達される荷重の一部を翼肩13に分散させる。これにより、テノン2に伝達される振動荷重を低減させる効果が得られる。   Around the tenon 2, at least a part of the inner peripheral side end surface of the shroud 3 and the blade shoulder 13 are brought into contact with each other, whereby a part of the load transmitted by the blade vibration is dispersed in the blade shoulder 13. Thereby, the effect of reducing the vibration load transmitted to the tenon 2 is obtained.

さらに、高い応力集中部であるテノン2の付け根部への蒸気の流入を抑制することにより、腐食生成物の濃縮を低減する効果が期待できる。   Furthermore, the effect of reducing the concentration of corrosion products can be expected by suppressing the inflow of steam to the root of the tenon 2 which is a high stress concentration part.

また、シュラウド3の半径方向における内周側チャンハ高さをテノン2とシュラウド3との接触位置からチャンハ端までの距離よりも大きく形成することにより、テノン2の付け根の曲率半径底とシュラウド3との接触端の応力集中を低減させる効果がある。また、テノン2の周りにおいて、シュラウド3の内周側端面と翼肩13とを接触させる際に、タービン動翼1の重量増加に伴う遠心力増加を最小限に抑制する効果も得られる。   Further, by forming the inner peripheral side height of the shroud 3 in the radial direction to be larger than the distance from the contact position between the tenon 2 and the shroud 3 to the end of the chanha, the curvature radius bottom of the base of the tenon 2 and the shroud 3 This has the effect of reducing the stress concentration at the contact end. Further, when the inner peripheral side end face of the shroud 3 and the blade shoulder 13 are brought into contact with each other around the tenon 2, an effect of suppressing the increase in the centrifugal force accompanying the increase in the weight of the turbine rotor blade 1 is also obtained.

図2を用いて、本実施例の比較例を説明する。   A comparative example of the present embodiment will be described with reference to FIG.

比較例に示したテノンとシュラウドとの結合構造は、タービン動翼1の先端に、タービン動翼1と一体に形成されたテノン2をシュラウド3のテノン穴に通し、テノン2をかしめて塑性変形させることにより、テノン2とシュラウド3との間に所定の面圧を負荷して結合する構造である。   The combined structure of the tenon and the shroud shown in the comparative example is such that the tenon 2 formed integrally with the turbine rotor blade 1 is passed through the tenon hole of the shroud 3 at the tip of the turbine rotor blade 1 and the tenon 2 is caulked to be plastically deformed. By doing so, a predetermined surface pressure is applied and coupled between the tenon 2 and the shroud 3.

シュラウド3とテノン2との接触部では、発生応力の低減やかしめによる割れ発生防止を考慮して、以下のことが配慮されている。   In the contact portion between the shroud 3 and the tenon 2, the following are taken into consideration in consideration of reduction of the generated stress and prevention of cracking due to caulking.

シュラウド3のテノン穴は、シュラウド3の半径方向に、外周側チャンハ5,平行部6,内周側チャンハ7から形成されている。外周側チャンハ5は、テノン2のかしめ時のひずみ集中によるかしめ割れ発生を防止するために適切な寸法が設けられている。   The tenon hole of the shroud 3 is formed in the radial direction of the shroud 3 from the outer peripheral side chunk 5, the parallel part 6, and the inner peripheral side chunk 7. The outer peripheral side changer 5 has an appropriate dimension for preventing the occurrence of caulking cracks due to strain concentration during caulking of the tenon 2.

テノン2とシュラウド3との接触面において、適正な面圧を負荷するために、接触面圧を受け持つ領域であるシュラウド3の平行部6と外周側チャンハ5との寸法が定められている。テノン2の付け根部には、応力集中を緩和させるために適切な曲率半径4が設けられており、シュラウド3の内周側チャンハ7は、テノン2の付け根の曲率半径4と干渉しないように形成されている。   In order to apply an appropriate surface pressure on the contact surface between the tenon 2 and the shroud 3, the dimensions of the parallel portion 6 of the shroud 3 and the outer peripheral side chamber 5, which are the regions in contact with the contact surface pressure, are determined. An appropriate radius of curvature 4 is provided at the base of the tenon 2 so as to relieve stress concentration, and the inner peripheral side chanha 7 of the shroud 3 is formed so as not to interfere with the radius of curvature 4 of the base of the tenon 2. Has been.

比較例の構造では、内周側チャンハ7の高さ(h)と、テノン2とシュラウド3との接触位置である平行部6からシュラウド3の内周側チャンハ端(S)までの距離(d)がほぼ等しく形成されている。   In the structure of the comparative example, the height (h) of the inner peripheral side chamber 7 and the distance (d) from the parallel portion 6 that is the contact position between the tenon 2 and the shroud 3 to the inner peripheral side end (S) of the shroud 3 (d) ) Are formed almost equally.

また、一般にタービン動翼1の蒸気出口側に位置するほど翼の厚みが減少するため、テノン2の翼厚み方向の断面では、シュラウド3の内周側端面12と翼肩13とが接触しない領域が存在していた。   Further, since the blade thickness generally decreases as it is located on the steam outlet side of the turbine rotor blade 1, the inner circumferential side end face 12 of the shroud 3 and the blade shoulder 13 do not contact with each other in the blade thickness direction cross section of the tenon 2. Existed.

テノン2とシュラウド3との接触部では、材料の降伏応力に近い高い面圧が作用しており、テノン2の付け根における曲率半径底のシュラウド3との接触端近傍15では、遠心負荷や翼振動負荷に対して高い局所応力が発生する場合がある。さらに、長期間の運転により蒸気中に微量含まれる腐食生成物がテノン2とシュラウド3との応力集中部に濃縮した場合には、腐食環境による疲労強度低下により、テノン2とシュラウド3との接触端近傍15から疲労き裂が発生する可能性があった。   At the contact portion between the tenon 2 and the shroud 3, a high surface pressure close to the yield stress of the material acts, and in the vicinity 15 of the contact end with the shroud 3 at the bottom of the radius of curvature at the root of the tenon 2, centrifugal load and blade vibration High local stress may occur with respect to the load. Further, when a corrosion product contained in a trace amount in the steam is concentrated in the stress concentration portion between the tenon 2 and the shroud 3 due to a long-term operation, the contact between the tenon 2 and the shroud 3 is caused by a decrease in fatigue strength due to the corrosive environment. There was a possibility that a fatigue crack occurred from the end vicinity 15.

翼振動に対する模式的な変形図と荷重の流れを図3に示すと共に、本実施例による効果を説明する。   FIG. 3 shows a schematic deformation diagram with respect to blade vibration and the flow of load, and the effect of this embodiment will be described.

図3(b)及び(c)に、蒸気出口側のテノン2bの翼厚み方向(図3(a)中におけるB−B断面)における形状を示す。なお、符号2aは、蒸気入口側のテノンである。   3 (b) and 3 (c) show the shape of the tenon 2b on the steam outlet side in the blade thickness direction (BB cross section in FIG. 3 (a)). Reference numeral 2a denotes a tenon on the steam inlet side.

翼厚み方向の断面でシュラウド3の内周側端面12が翼肩13と接触していない比較例の場合には、図3(b)に示すように、シュラウド3からの翼振動による荷重流れ線で示される振動荷重20が直接テノン2に伝達される。   In the case of the comparative example in which the inner peripheral side end face 12 of the shroud 3 is not in contact with the blade shoulder 13 in the cross section in the blade thickness direction, the load flow line due to blade vibration from the shroud 3 is shown in FIG. Is transmitted directly to the tenon 2.

一方、図3(c)に示すように、本実施例の場合には、テノン2の周り全周において、シュラウド3の内周側端面12の一部と翼肩13とを接触させた構造を採用するため、シュラウド3と翼肩13とを接触させる拘束により、翼振動による変形量を低減し、かつ、シュラウド3から伝達される振動荷重20の一部を翼肩13へ伝達させることにより、テノン2に作用する荷重を低減することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 3C, in the case of the present embodiment, a structure in which a part of the inner peripheral side end face 12 of the shroud 3 and the blade shoulder 13 are brought into contact with each other around the tenon 2. In order to employ, by restraining the shroud 3 and the blade shoulder 13 to contact each other, the amount of deformation due to blade vibration is reduced, and a part of the vibration load 20 transmitted from the shroud 3 is transmitted to the blade shoulder 13. The load acting on the tenon 2 can be reduced.

その結果、図3(b)に示す場合に比較して図3(c)に示す場合のほうが、テノン2とシュラウド3との接触端近傍15の高応力集中部における発生応力を低減させる効果が得られる。   As a result, compared to the case shown in FIG. 3B, the case shown in FIG. 3C has the effect of reducing the generated stress in the high stress concentration portion 15 near the contact end 15 between the tenon 2 and the shroud 3. can get.

なお、かしめによる翼肩13の接触面圧のばらつきが存在し、またシュラウド3の遠心力によりシュラウド3の内周側端面12と翼肩13との隙間が増加する方向に変形して、接触面圧が低下する傾向があるため、応力低減効果にはばらつきが生じることが想定される。   The contact surface pressure of the blade shoulder 13 varies due to caulking, and the contact surface is deformed in the direction in which the clearance between the inner peripheral side end surface 12 of the shroud 3 and the blade shoulder 13 increases due to the centrifugal force of the shroud 3. Since the pressure tends to decrease, it is assumed that the stress reduction effect varies.

テノン2の構造を模擬した試験と解析による評価によると、比較例の構造と比較して、本実施例に示した構造は、約20〜50%の振動応力低減効果が期待できる。   According to the test and analysis by simulation of the structure of Tenon 2, compared with the structure of the comparative example, the structure shown in this example can be expected to have a vibration stress reduction effect of about 20 to 50%.

比較例の構造では、図3(b)に示すように、シュラウド3の内周側端面12と翼肩
13との隙間から蒸気21が進入して、テノン2とシュラウド3との接触端の応力集中部で腐食生成物が濃縮して疲労強度が低下することが想定される。しかし、本実施例の構造では、図3(c)に示すように、テノン2の周り全周において、シュラウド3の内周側端面12と翼肩13との隙間をふさぐことができ、テノン2の付け根部への蒸気の流入を抑制して腐食生成物の濃縮を低減する効果も期待できる。
In the structure of the comparative example, as shown in FIG. 3 (b), the steam 21 enters from the gap between the inner peripheral side end face 12 of the shroud 3 and the blade shoulder 13, and the stress at the contact end between the tenon 2 and the shroud 3. It is assumed that the corrosion products are concentrated at the concentrated portion and the fatigue strength is lowered. However, in the structure of the present embodiment, as shown in FIG. 3C, the gap between the inner peripheral side end face 12 of the shroud 3 and the blade shoulder 13 can be closed all around the tenon 2. The effect of reducing the concentration of corrosion products by suppressing the inflow of steam into the base of the can also be expected.

本実施例を示した図である。(a)は鳥瞰図、(b)は(a)におけるB−B断面図である。It is the figure which showed the present Example. (A) is a bird's-eye view, (b) is BB sectional drawing in (a). 比較例の構造によるテノンとシュラウドとの構造を説明した図である。It is a figure explaining the structure of tenon and shroud by the structure of a comparative example. 本発明による効果を定性的に示した模式図である。(a)は鳥瞰図、(b)は比較例の構造による(a)におけるB−B断面図、(c)は本実施例による(a)におけるB−B断面図である。It is the schematic diagram which showed the effect by this invention qualitatively. (A) is a bird's eye view, (b) is a BB sectional view in (a) according to the structure of a comparative example, and (c) is a BB sectional view in (a) according to the present embodiment. 本実施例の効果を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the effect of a present Example.

符号の説明Explanation of symbols

1…タービン動翼、2…テノン、3…シュラウド、4…円弧、5…外周側チャンハ、6…平行部、7…内周側チャンハ、12…シュラウド内周側端面、13…翼肩、15…テノンとシュラウドとの接触端(近傍)、20…翼振動による荷重流れ線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Turbine rotor blade, 2 ... Tenon, 3 ... Shroud, 4 ... Arc, 5 ... Outer peripheral side chanha, 6 ... Parallel part, 7 ... Inner peripheral side chanha, 12 ... Shroud inner peripheral side end surface, 13 ... Blade shoulder, 15 ... Tenon and shroud contact end (near), 20 ... Load flow line due to blade vibration.

Claims (10)

タービン動翼の先端に設けられたテノンをシュラウドのテノン穴に通し、前記テノンをかしめることによって前記タービン動翼と前記シュラウドとを連結するタービン動翼群において、
前記テノンの周りであって、前記シュラウドの半径方向内周側端面の少なくとも一部が、前記タービン動翼の翼肩と接触するように形成されていることを特徴とするタービン動翼群。
In the turbine blade group that connects the turbine blade and the shroud by passing the tenon provided at the tip of the turbine blade through the tenon hole of the shroud and caulking the tenon,
A turbine rotor blade group around the tenon, wherein at least a part of a radially inner peripheral side end surface of the shroud is formed so as to contact a blade shoulder of the turbine rotor blade.
前記タービン動翼の一本の先端には複数のテノンが設けられることを特徴とする請求項1記載のタービン動翼群。   The turbine blade group according to claim 1, wherein a plurality of tenons are provided at one tip of the turbine blade. 前記シュラウドの半径方向内周側チャンハの高さ(h)が、前記テノンと前記シュラウドとの接触位置である平行部から内周側チャンハ端までの距離(d)よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項1記載のタービン動翼群。   The height (h) of the radially inner circumferential chanha of the shroud is formed to be larger than the distance (d) from the parallel portion, which is the contact position between the tenon and the shroud, to the inner circumferential chanha end. The turbine rotor blade group according to claim 1, wherein タービン動翼の先端に設けられたテノンをシュラウドのテノン穴に通し、前記テノンを変形させることによって前記タービン動翼と前記シュラウドとを連結するタービン動翼群において、
前記テノンの周りであって、前記シュラウドに形成されるテノン穴の内周側端面の少なくとも一部が、前記タービン動翼の翼肩と接触するように形成されていることを特徴とするタービン動翼群。
In the turbine blade group that connects the turbine blade and the shroud by passing the tenon provided at the tip of the turbine blade through the tenon hole of the shroud and deforming the tenon,
A turbine motion around the tenon, wherein at least a part of an inner peripheral side end surface of a tenon hole formed in the shroud is formed so as to contact a blade shoulder of the turbine blade. Wings group.
請求項1記載のタービン動翼を有した蒸気タービン。   A steam turbine having the turbine rotor blade according to claim 1. タービン動翼の先端に設けられたテノンをシュラウドのテノン穴に通し、前記テノンを変形させることによって前記タービン動翼と前記シュラウドとを連結するタービン動翼群において、
前記シュラウドに形成されたテノン穴の最大口径部分より、前記タービン動翼の回転方向の翼肩幅が大きく形成されたことを特徴とするタービン動翼群。
In the turbine blade group that connects the turbine blade and the shroud by passing the tenon provided at the tip of the turbine blade through the tenon hole of the shroud and deforming the tenon,
A turbine rotor blade group, wherein a blade shoulder width in a rotation direction of the turbine rotor blade is formed larger than a maximum diameter portion of a tenon hole formed in the shroud.
前記シュラウドに形成されたテノン穴と前記シュラウドの半径方向内周側端面で接触する前記タービン動翼の翼肩は、タービン動翼の回転方向の翼肩であることを特徴とする請求項1記載のタービン動翼群。   The blade shoulder of the turbine blade contacting the tenon hole formed in the shroud at the radially inner peripheral end surface of the shroud is a blade shoulder in the rotational direction of the turbine blade. Turbine blade group. 前記タービン動翼が、その回転方向について、前記テノンと前記シュラウドとの接触位置である平行部から内周側チャンハ端までの距離(d)よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項1記載のタービン動翼群。   2. The turbine rotor blade according to claim 1, wherein the turbine rotor blade is formed to have a rotational direction larger than a distance (d) from a parallel portion, which is a contact position between the tenon and the shroud, to an inner circumferential end of the shaft. The turbine rotor blade group described. 前記シュラウドの半径方向内周側チャンハの高さ(h)が、前記テノンの内周側局率半径(R)よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項1記載のタービン動翼群。   2. The turbine rotor blade group according to claim 1, wherein a height (h) of a radially inner circumferential side of the shroud is formed to be larger than an inner circumferential side radius (R) of the tenon. 前記シュラウドの半径方向内周側端面の少なくとも一部が、前記タービン動翼の翼肩と前記テノンの周り全周で接触するように形成されていることを特徴とする請求項1記載のタービン動翼群。
2. The turbine motion according to claim 1, wherein at least a part of a radially inner peripheral end surface of the shroud is formed so as to be in contact with a blade shoulder of the turbine rotor blade on the entire circumference of the tenon. Wings group.
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