JP2007270751A - Steam turbine nozzle box and steam turbine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気タービンのノズルボックス及びそのノズルボックスを備えた蒸気タービンに関する。 The present invention relates to a steam turbine nozzle box and a steam turbine including the nozzle box.
図12は大型蒸気タービンの断面組立図の一例を示す図であり、このような大型蒸気タービンではボイラから供給された高圧・高温の蒸気が主蒸気配管1を通ってリング状のノズルボックス2へ導かれた後、同ノズルボックス2と一体で円周方向に配備された調速段静翼3及び調速用動翼4を通り、その下流に配備された複数の翼列群へと流れ、圧力、温度を降下させながらタービン出力を発生させる。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a cross-sectional assembly diagram of a large steam turbine. In such a large steam turbine, high-pressure and high-temperature steam supplied from a boiler passes through a
このような構造の蒸気タービンでは、ボイラ内壁に生成され剥離落下した酸化スケール等が主蒸気とともにノズルボックス2内に運ばれ、この一部がノズルボックス2内に滞留蓄積するとともに、残りはノズルボックス2から調速段静翼3、調速用動翼4及びこれに続く複数の段落群へと流出し、翼表面を浸食し翼表面粗さの劣化を進展させ、タービン性能の低下を早めていた。図13は定期検査時に観察された高圧段動翼チップシュラウド側の堆積物5を模式的に示したものである。この堆積物はボイラ由来或いは上流側の翼面に生成され剥離した酸化スケールが主成分であり、蒸気タービン運転時に上流側から飛来した酸化スケール等が遠心力によって翼チップシュラウド側の隅部に捕獲されたものである。
In the steam turbine having such a structure, the oxide scale or the like generated on the inner wall of the boiler is peeled and dropped and is carried into the
図14は蒸気タービンノズルボックス2内に蓄積される混入物の様子を模式的に示した説明図であり、(a)はノズルボックス2を正面から見た断面図、(b)はノズルボックス2を側面から見た断面図であって、蒸気タービンのノズルボックス2内にはボイラ内壁に生成され剥離落下した酸化スケール等の混入物が主蒸気とともに流入する。主蒸気はノズルボックス2の内部で反転転向し、調速段静翼3から流出していくが、この主流流れに追従できないような大きな粒子群をなす混入物5は慣性力によってノズルボックス2の内周壁側へと運ばれ、ノズルボックス2の内壁に付着するとともに、主蒸気の流動につれてノズルボックス2の内部の隅部、とりわけ鉛直断面で下に位置する底隅部に堆積されていく。したがって、定期検査時などにこうした堆積物5を随時除去しないと、運転再開時にこれらの堆積物5が多量主蒸気中に混入流出し、後段に位置する翼列群を浸食しタービン性能の劣化を早めることになる。しかし、上述のように、上記混入物はノズルボックス2内の隅部に堆積されることが多いため、主蒸気配管1側からではアクセスが困難で十分な除去作業ができない状況にあった。
FIG. 14 is an explanatory view schematically showing the state of contaminants accumulated in the steam
従来、ベルマウスを調速段静翼入口に設け、蒸気タービンノズルボックス内の流れの圧力損失低減を図るようにすることが提案されており(特許文献1参照)、また、同じく蒸気タービンノズルボックス内の流れの圧力低減を目的として、調速段静翼外周側の入口壁及び調速段静翼内周側を曲面状に形成し、調速段静翼入口を絞り流路とすることも提案されている(特許文献2参照)。さらに、ケーシング内を放射方向に延在する複数の仕切板によって複数の蒸気室が区画形成された蒸気タービンにおいて、上記仕切板に上記蒸気室相互に連通せしめるように小孔を設け、その小孔から噴出する蒸気によりノズル上流付近に堆積した固形粒子をタービン内に吹き飛ばすようにすることも提案されている(特許文献3参照)。 Conventionally, it has been proposed to provide a bell mouth at the inlet of the governing stage stationary blade so as to reduce the pressure loss of the flow in the steam turbine nozzle box (see Patent Document 1). For the purpose of reducing the flow pressure, it has also been proposed to form the inlet wall on the outer peripheral side of the speed-control stage stationary blade and the inner peripheral side of the speed-control stage stationary blade in a curved shape, and use the throttle stage stationary blade inlet as a throttle channel (Patent Document 2). reference). Further, in the steam turbine in which a plurality of steam chambers are defined by a plurality of partition plates extending radially in the casing, a small hole is provided in the partition plate so that the steam chambers communicate with each other. It has also been proposed to blow off solid particles accumulated near the nozzle upstream by steam ejected from the nozzle (see Patent Document 3).
しかしながら、上記各特許文献記載のものはノズルボックス内に蓄積された堆積物を除去してタービン性能の劣化を防止し得るようにしたものではなく、また、上記堆積物がノズルボックス外へ流出することを防ぐような手段を講じたものではない。
本発明は、このような点に鑑み、主蒸気中に含まれるボイラ酸化スケール等の混入物による弊害を削減するため、蒸気タービンノズルボックス内部に付着堆積した混入物を容易に除去し得るようにした蒸気タービンノズルボックスを得ることを目的とするものであり、また、運転中におけるこうした混入物の弊害を削減するため、蒸気タービンノズルボックス内に、これらの混入物の流出を防止するようにした蒸気タービンノズルボックスを得ることを目的とする。 In view of these points, the present invention is capable of easily removing contaminants deposited and deposited inside the steam turbine nozzle box in order to reduce harmful effects caused by contaminants such as boiler oxide scale contained in the main steam. In order to reduce the harmful effects of these contaminants during operation, the outflow of these contaminants was prevented in the steam turbine nozzle box. The object is to obtain a steam turbine nozzle box.
第1の発明は、蒸気タービンノズルボックスに、その蒸気タービンノズルボックスの蒸気流入空間に連通するとともに、閉止可能な作業用貫通孔を形成したことを特徴とする。 The first invention is characterized in that the steam turbine nozzle box is formed with a work through-hole that can be closed and communicated with a steam inflow space of the steam turbine nozzle box.
第2の発明は、前記蒸気タービンノズルボックスの蒸気流入空間内に、更に防塵板を設けたことを特徴とする。 The second invention is characterized in that a dustproof plate is further provided in the steam inflow space of the steam turbine nozzle box.
第3の発明は、蒸気タービンにおいて、第1の発明及び第2の発明のいずれかの蒸気タービンノズルボックスを備えていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the steam turbine, the steam turbine nozzle box according to any one of the first and second aspects is provided.
主蒸気が直接的に衝突し多くの酸化スケール等の混入物が堆積した堆積物を、定期検査時などにおいて、上記作業用貫通孔から例えば吸引機などを使用して堆積物を容易に除去することができ、運転再開時にこれらの堆積物5が多量主蒸気中に混入流出し、後段に位置する翼列を浸食しタービン性能の劣化を防止することができ、蒸気タービンの長期的な健全運転を実現することができる。
For example, a suction machine is used to easily remove deposits in which main steam collides directly and deposits of many contaminants such as oxide scales from the work through-holes during periodic inspections. When the operation is resumed, a large amount of these
以下、図1乃至図11を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の第1の実施の形態におけるノズルボックスを正面から見た断面図であって、主蒸気が4本(上下2本ずつ)の主蒸気配管1から供給される蒸気タービンノズルボックス2の上半ケーシング側を図示したものである。アーチ型のノズルボックスは主蒸気配管毎に内部で略90度に仕切られた構成となっている。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the nozzle box according to the first embodiment of the present invention as viewed from the front, and a steam turbine nozzle box in which main steam is supplied from four main steam pipes (two at the top and two down). 2 shows the upper half casing side. The arch type nozzle box has a configuration in which each main steam pipe is partitioned at about 90 degrees inside.
本実施の形態においては、蒸気の主蒸気配管1が連通するノズルボックスの第1室10a、第2室10bのそれぞれの上半ケーシングと下半ケーシングの接合面11に、蒸気タービンノズルボックス内に集積されたボイラ酸化スケール等の堆積物5をノズルボックス内から効果的に除去できるための作業用貫通孔12が設けられている。この作業用貫通孔12は閉止ネジ13等の閉止部材を用いて閉止可能となっており、運転時に不要な蒸気が漏れ出すことがないようにしてある。
In the present embodiment, in the steam turbine nozzle box, the
上記作業用貫通孔12は上述のようにノズルボックスの上半ケーシングと下半ケーシングの接合面11に設ける構成としてあるので、蒸気タービンの運転中に仮に閉止部に不具合が生じた場合でも接合面の対向壁との間でシール性が保たれ、高圧蒸気がリークするような危険を防ぐことができ、蒸気タービンの運転中でも高いシール性を保つことができる。
Since the working through
一方、主蒸気が直接的に衝突し多くの酸化スケール等の混入物が堆積するケーシング接合面11側から、定期検査時などにおいて、上記作業用貫通孔12を通して例えば吸引機などを使用して上記堆積物5を容易に除去することができる。したがって、運転再開時にこれらの堆積物5が多量主蒸気中に混入流出し、後段に位置する翼列を浸食しタービン性能の劣化を防止することができ、蒸気タービンの長期的な健全運転を実現することができる。
On the other hand, from the
図2は本発明の第2の実施の形態を示す図であり、上半ケーシング側だけで4つの部屋をもつタイプのノズルボックスに本発明を適用した場合を示している。アーチ型のノズルボックスは略45度で仕切られ、第1室10a、第2室10b、第3室10c及び第4室10dが形成されている。上記第1室10a、第2室10b、第3室10c及び第4室10dには、それぞれの内周壁14側に閉止ネジ13等の閉止部材を用いて閉止可能な作業用貫通孔12が設けられている。
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, and shows a case where the present invention is applied to a type of nozzle box having four rooms only on the upper half casing side. The arch type nozzle box is partitioned at about 45 degrees, and a
しかして、酸化スケール等の混入物が堆積しやすい主蒸気が直接的に衝突するケーシング接合面内壁や、ノズルボックス隅部の堆積物5を、上記作業用貫通孔12から例えば吸引機などを使用して容易に除去することができる。したがって、運転再開時にこれらの堆積物5が多量主蒸気中に混入流出し、後段に位置する翼列を浸食しタービン性能の劣化を防止することができ、蒸気タービンの長期的な健全運転を実現することができる。しかも、蒸気タービンの運転中に仮に閉止部に不具合が生じた場合でも図示しないロータシールパッキンとの間でシール性が保たれるので、高圧蒸気がリークするような危険を防ぐことができる。
Thus, the inner wall of the casing joint surface where the main steam that easily deposits contaminants such as oxide scale directly collides and the
図3は、本発明の第3の実施の形態を示す図であり、ノズルボックス2の下半ケーシング側にはその外周壁15側に閉止ネジ等の閉止部材を用いて閉止可能な作業用貫通孔12が設けられている。しかして、下半ケーシングで酸化スケール等の混入物が堆積しやすいノズルボックスの隅部の堆積物5を、上記作業用貫通孔12から例えば吸引機などを使用して容易に除去することができる。したがって、第1の実施の形態等と同様な効果を奏する。
FIG. 3 is a view showing a third embodiment of the present invention, in which the lower half casing side of the
図4は本発明の第4の実施の形態を示す図であり、ノズルボックス2の上半ケーシングと下半ケーシングとの接合面11及び外周壁15側に閉止ネジ13等の閉止部材を用いて閉止可能な作業用貫通孔12がそれぞれ設けられている。また、図5はノズルボックス2の上半ケーシングと下半ケーシングとの接合面11及び内周壁14側に作業用貫通孔12がそれぞれ設けられている。しかして、これらの場合ノズルボックスの一つの蒸気流入空間に少なくとも2つ以上の作業用貫通孔12を設けることにより、酸化スケール等の混入物が堆積しやすい主蒸気が直接的に衝突するノズルボックス内壁やノズルボックスの隅部の堆積物5を、上記作業用貫通孔12から例えば吸引機などを使用して一層容易に除去することができる。
FIG. 4 is a view showing a fourth embodiment of the present invention, in which a closing member such as a
ところで、上述のように作業用貫通孔12を利用することで、定期点検時などにノズルボックス内部に蓄積した酸化スケール等の堆積物を効果的に除去することが可能である。しかしながら、運転時において常にこうしたボイラ由来の酸化スケール等の下流側への流出量を低減できれば、後続に位置する翼列群の浸食を抑制することが可能となる。
By the way, by using the working through
図6及び図7はこのような要求に応えるために発明された第5の実施の形態を示す図であり、ノズルボックス2の内部に、ノズルボックス2内に蓄積された酸化スケール等の堆積物5がノズルボックス2外に流出することを防止する防塵板16を設けるとともに、ノズルボックス2の内周壁部14に前記作業貫通孔12が設けられている。上記防塵板16は断面形状が略円弧状をなしており、図7に示すように、調速段静翼入口のノズルボックス内周側に調速段静翼入口の略全域にわたるように取り付けられている。しかして、ノズルボックス2内で主蒸気はノズルボックス2の内周壁に向かいそこに蓄積された堆積物5を巻き上げるように流れて行くが、上記巻き上げられる堆積物5は上記防塵板16によって行き先を押さえ込まれ、堆積物5のノズルボックス2外への流出量が低減され、下流の翼列群の浸食を押さえることができるとともに、定期検査時においては、作業用貫通孔12を利用してノズルボックス2内に蓄積された堆積物5を効果的に除去できるので、運転時においても運転再開時においても下流の翼列群の浸食を抑えることができ、蒸気タービンの長期的な健全運転が可能となる。また、図80及び図9に示すように、作業用貫通孔12をノズルボックス2の1つの蒸気流入空間に少なくとも2つ以上設けることもでき、この場合も第4の実施の形態及び第6の実施の形態と同様な作用効果を奏する。
FIG. 6 and FIG. 7 are views showing a fifth embodiment invented to meet such a demand, and deposits such as oxide scale accumulated in the
1 主蒸気配管
2 ノズルボックス
3 調速段静翼
4 調速段動翼
5 堆積物
10a、10b、10c10d ノズルボックスの第1室、第2室、第3室、第4室
11 上半ケーシングと下半ケーシングの接合面
12 作業用貫通孔
13 閉止部材
14 内周壁側
15 外周壁側
16 防塵板
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006099070A JP2007270751A (en) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | Steam turbine nozzle box and steam turbine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022553374A (en) * | 2019-10-21 | 2022-12-22 | イヴァノヴィッチ コトルバッハ,イヴァン | diesel steam power plant |
-
2006
- 2006-03-31 JP JP2006099070A patent/JP2007270751A/en not_active Withdrawn
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