JP2008240725A - 蒸気タービン - Google Patents

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Abstract

【課題】容易に且つよりコスト的に効率良く生産され得る内インケーシングによって特徴付けられる蒸気タービンを提供する。
【解決手段】二重フローの低圧力の蒸気タービンで、軸線２１の周りに回転可能に搭載され内ケーシング１３によるスペーシングで円心的に囲い込まれたロータ１１を持ち、円筒状蒸気通路を形成し、円筒状蒸気通路に突出する多数のロータブレード１２を支持する蒸気タービン１０であって、内ケーシングは、円筒状蒸気通路２８、２９に突出し、円筒状蒸気通路に蒸気を供給するために、軸線の周りに方向付けられフロー切断面で先細になるインレットダクト１５を持つ多数のステータブレードを支持し、内ケーシングによって、円筒状蒸気通路の境界を定め、鋳造部分として生成されるブレードキャリアがステータブレードを固定するために付加的に鋳造されロールされたスチ―ル要素２０の手段で支持された溶接構造として形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、熱機械の分野に属し、請求項１の前書き部分による蒸気タービンに関するものである。
例えば、非特許文献１では、論文(ＡＢＢレビュー１９９７年６月号、１３乃至２２頁(１９９７年) Ｌ．Ｂｕｓｓｅ等による「点火式パワーステーション用の世界の最も高い容量の蒸気タービン」にはその図２に示されている大きな蒸気ターボ組を持つものが記載され、二重フローの低圧力の蒸気タービンが使用されており、中央のスクロール形状のインレットダクトを経由して蒸気が供給され、ロータと円心的な内ケーシングとの間で形成された蒸気通路を介して双方向に流出し、ロータのロータブレードに延びて、動作が行われる。インレットスクロールは、特定の圧力で蒸気が内ケーシングで蒸気通路から開口を介して流れ抽出され得る複数の蒸気抽気室だけでなく内ケーシングに統合されている。更に、蒸気通路の境界を定める側面の内ケーシングは、蒸気通路に突出する複数の固定ステータ用のキャリアとして作用する。
公知の低圧蒸気タービンを持つ内ケーシングは、インレットスクロール及び蒸気抽気室を持ち、水平部分面に沿って上半分部及び下半分部に分割される。２つの半分部は一個の鋳造部分として各々のケース内に、好ましくは、ノジューラ(球状)鋳鉄で生成される。この技術は、大型の鋳造物の生成を複雑形状で(インレットスクロール、蒸気抽気室、及び排気拡散器)低コストに許容するものである。ステータブレードキャリアは、この場合、内ケーシングに統合される。
この解決では、これらケーシングは生成するのに大変困難という欠点がある。従って、製造元の数が限定され、問題が頻繁に起こってしまう。また、問題が鋳造中又はそれに続くマシンニング中に発生するならば、この鋳造を修理することが困難である。
過去には、特許文献１、米国特許文献ＵＳ−Ａ−１４８３９９５が既に提案されている。
中央ステータブレードリング、重なって接続されインレット開口を持つスクロール鋳造を形成する平面状のスチール要素を形成する一以上の中央の鋳造部分からタービン又はポンプ用の分離しているスクロール鋳造物を組立てている。ロータブレードを装備する装置(ロータ)の部分は、このケーシングで囲まれていない。特に、協働するステータブレードがロータを囲むケーシング上に固定されている方法は明白ではない。
特許文献２の米国特許文献ＵＳ−Ａ−３５９４０９５から、マルチシェルに全体が溶接構造で設計されている低圧タービン断面が公知である。
論文(ＡＢＢレビュー１９９７年６月号、１３乃至２２頁(１９９７年) Ｌ．Ｂｕｓｓｅ等による「点火式パワーステーション用の世界の最も高い容量の蒸気タービン」、図２ 米国特許第１４８３９９５号明細書 米国特許第３５９４０９５号明細書
従って、本発明の課題は、公知の蒸気タービンの欠点を回避し、特に、より容易に且つよりコスト的に効率良く生産され得る内インケーシングによって特徴付けられる蒸気タービンを創作することである。
この課題は、請求項１の特徴部分の全体で達成される。ブレードキャリアが蒸気通路の境界を定め鋳造物として生成されるステータブレードを固定するためのブレードキャリアが追加の鍛造又はロールされたスチール要素の手段で支持される内インケーシングは溶接構造として形成されることが本発明では必須である。この解決を伴う鋳造部分がブレードキャリアに限定され、従って、より小さく且つ複雑でないように形成されるので、製造及び修理の問題がほとんど生じなくなる。同時に、ブレードキャリアのラジアル及びアキシャル(軸方向)変形が統合鋳造ケーシングを持つより少ない。その結果、ブレードチップでより狭いギャップ及びタービンのより高い効率が可能となる。
本発明の実施例によれば、フロー断面部で先細になっているインレットダクトは、インレットスクロールとして形成される。
他の実施例では、複数の蒸気抽気室が内ケーシングに形成され、蒸気抽気タービンが形成又は溶接されたブレードキャリア及びスチール要素の手段で境界を定められている。
本発明の更なる実施例では、軸方向スペーシングを持つ軸に円心的に配置されたサポートリングが内ケーシングを強化するために備えられ、タイロッドが横断力を吸収するためのサポートリング間に備えられ、そして、スチール要素がサポートリングに溶接されているという特徴がある。
タイロッドが特にサポートリングに溶接又は螺子止めされ得る。
更に、少なくとも一つのラジアル案内羽はインレットダクトに配置され形成可能で利点がある。
他の実施例によれば、ブレードキャリアは、ノジューラ(球状)鋳鉄又は鋳造スチールから成る。
図１では、本発明の実施の形態による内ケーシングを持つ二重フローの低圧力の蒸気タービンが縦断面図で表されている。図２は，中央面（図１でＩＩ−ＩＩ面）に沿ってこのタービンを切断した図である。蒸気タービン１０は、垂直の中央面３０に鏡対称的な２つのフローを持つ構成である。ロータ１１は、水平軸２１の周りに回転可能に搭載され内ケーシング１３によるスペーシングで円心的に囲い込まれたロータ１１を持つ。外部へ広がる円筒状蒸気通路２８、２９は、ロータ１１と内ケーシングの内境界壁との間に形成されており、内ケーシングを通って蒸気が中央で径方向に供給され、外部に流れ、ロータ１１に固定されるロータブレード１２に広がって供給される。固定されたステータブレード１２‘の列は、ルート(根)側のブレードキャリア１４に固定され、ロータブレード１２の列を一つおき(互い違い)になっている。ブレードキャリア１４は、鋳造部分で好ましくはノジューラ(球状)鋳鉄又は鋳造スチールから成り、内ケーシング１３の一部分であって蒸気通路２８用の境界壁を形成する。内ケーシング１３は、ブレードキャリア１４が鍛造されロールされたスチ―ル要素２０の手段で軸方向に移動可能に外部で支持された溶接構造として一緒に形成されている。溶接された平面形状のスチ―ル要素２０は、蒸気タービンの中央切断ではスクロール形状インレットダクトすなわちインレットスクロール１５を形成するだけでなく、中央面３０の２つの側面上の複数の蒸気抽気室１６をも形成する。
スチ―ル要素２０はブレードキャリア１４上で直接保持せず、内ケーシング１３を強化するためにアキシャル（軸方向）スペーシングを持つ軸２１に円心的に配置されサポートリング１８を介して保持される。特に、螺子止め又は溶接されたサポートリング１８で端部が固定されたタイロッド１７は、横断力を吸収するための該サポートリング１８の間に備えられる。
スクロール形状のインレットダクト１５は、（部分面２５に内ケーシング１３の分割のために）単純なスチール面から構成されているスクロールケーシング２４の手段で外部に境界が定められている。少なくとも一つのラジアル案内羽１９は、蒸気インレット２３を介して流れる蒸気の偏向のために作用するもので、インレットダクト１５に配置される。
内ケーシング１３は、水平部分面２５において分割されている。外部ケーシング２６だけでなく、下にあって外ケーシング２２上を順に保持する支持構造部２７の手段で支持されている。
本発明の実施の形態による内ケーシングを持つ二重フロー低圧の蒸気タービンの縦断面図を示す。 図１で中央面ＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した図である。
符号の説明
１０ 蒸気タービン(低圧、二重フロー)
１１ ロータ
１２ ロータブレード
１２‘ステータブレード
１３ 内ケーシング
１４ ブレードキャリア
１５ スクロール形状インレットダクトすなわちインレットスクロール
１６ 複数の蒸気抽気室
１７ タイロッド
１８ サポートリング
１９ ラジアル案内羽
２０ スチ―ル要素(鍛造又はロール)
２１ 水平軸
２２ 外部ケーシング
２３ 蒸気インレット
２４ スクロールケーシング
２５ 部分面
２６ 外部ケーシング
２７ 支持構造部
２８，２９ 円筒状蒸気通路
３０ 垂直の中央面

Claims (7)

  1. 特に、二重フローの低圧力の蒸気タービンの形体で、軸線（２１）の周りに回転可能に搭載され内ケーシング（１３）によるスペーシングで円心的に囲い込まれたロータ（１１）を持ち、円筒状蒸気通路（２８、２９）を形成し、該円筒状蒸気通路に突出する多数のロータブレード（１２）を支持する蒸気タービン（１０）であって、
    前記内ケーシングは、前記円筒状蒸気通路（２８、２９）に突出し、前記円筒状蒸気通路（２８、２９）に蒸気を供給するために、軸線（２１）の周りに方向付けられフロー切断面で先細になるインレットダクト（１５）を持つ多数のステータブレード（１２‘）を支持する蒸気タービン（１０）において、
    前記内ケーシング（１３）は、前記円筒状蒸気通路（２８、２９）の境界を定め、鋳造部分として生成されるブレードキャリア（１４）がステータブレード（１２‘）を固定するために付加的に鍛造されロールされたスチ―ル要素（２０）の手段で支持された溶接構造として形成されていることを特徴とする蒸気タービン。
  2. 前記フロー切断面で先細になる前記インレットダクトは、インレットスクロール（１５）として形成されることを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
  3. 複数の蒸気抽気室（１６）は、前記内ケーシング（１３）に形成され、且つ、前記蒸気抽気室（１６）は、前記ブレードキャリア（１４）及びこれらに接続されている前記スチ―ル要素（２０）の手段で形成され、又は境界が定められることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸気タービン。
  4. 軸方向のスペーシングを持つ前記軸線（２１）に円心的に配置され後側のブレードキャリア（１４）を支持するサポートリング（１８）は、前記内ケーシング（１３）を補強するために備え、タイロッド１７は、横断力を吸収するための該サポートリング（１８）の間に備えられ、前記スチ―ル要素（２０）が該サポートリング（１８）に溶接されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の蒸気タービン。
  5. 前記タイロッド１７は、前記サポートリング（１８）に溶接又は螺子止めされていることを特徴とする請求項４に記載の蒸気タービン。
  6. 少なくとも一つのラジアル案内羽（１９）が前記インレットダクト（１５）に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の蒸気タービン。
  7. 前記ブレードキャリア（１４）は、ノジューラ鋳造鉄又は鋳造スチールから成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の蒸気タービン。
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