JP2009138540A - 蒸気タービンおよび蒸気タービン段落の湿分除去構造 - Google Patents
蒸気タービンおよび蒸気タービン段落の湿分除去構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009138540A JP2009138540A JP2007313228A JP2007313228A JP2009138540A JP 2009138540 A JP2009138540 A JP 2009138540A JP 2007313228 A JP2007313228 A JP 2007313228A JP 2007313228 A JP2007313228 A JP 2007313228A JP 2009138540 A JP2009138540 A JP 2009138540A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- moisture
- turbine nozzle
- diaphragm
- steam turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
【課題】蒸気タービンノズル表面に付着した水滴を効果的に除去できる構造とする。
【解決手段】蒸気タービンは、タービンロータ4の周りに配置されたダイヤフラム内輪1およびダイヤフラム外輪2と、ダイヤフラム内輪1とダイヤフラム外輪2との間で半径方向に延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列されたタービンノズル3と、タービンロータ4に植設されて半径外側に向かって延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列された羽根と、を有する。タービンノズル3の少なくとも一つの圧力面に段差31が形成され、段差31が形成されたタービンノズル3の下流側に隣接する羽根の前縁近傍に翼長方向に延びる湿分捕獲溝15が形成され、湿分捕獲溝15で捕獲された湿分を受けるドレンポケット16がダイヤフラム外輪2の内周部に配置されている。
【選択図】図1
【解決手段】蒸気タービンは、タービンロータ4の周りに配置されたダイヤフラム内輪1およびダイヤフラム外輪2と、ダイヤフラム内輪1とダイヤフラム外輪2との間で半径方向に延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列されたタービンノズル3と、タービンロータ4に植設されて半径外側に向かって延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列された羽根と、を有する。タービンノズル3の少なくとも一つの圧力面に段差31が形成され、段差31が形成されたタービンノズル3の下流側に隣接する羽根の前縁近傍に翼長方向に延びる湿分捕獲溝15が形成され、湿分捕獲溝15で捕獲された湿分を受けるドレンポケット16がダイヤフラム外輪2の内周部に配置されている。
【選択図】図1
Description
この発明は、蒸気タービンおよび蒸気タービン段落の湿分除去構造に関する。
汽力発電プラント等で使用される蒸気タービンの低圧段落においては、蒸気が膨張する過程で作動流体である蒸気の温度・圧力が低くなるため、流路内で蒸気の一部が凝縮し湿分となる。図18はダイヤフラム内輪1とダイヤフラム外輪2によって支持されたタービンノズル3と、タービンロータ4に植設された羽根5から構成される低圧タービン最終段落と、同様の構成をもつ最終前段落の羽根6を加えた領域において蒸気および液滴の軌跡を模式的に示したものである。図18において、作動流体である蒸気は流線7で示されるような軌跡をたどるのに対し、前段落までに発生した湿分は液滴の形態をとっており、最終前段羽根後縁端10から遠心力によって流線8のようにタービンノズル3のダイヤフラム外輪2側へ飛散する。
これら水滴はタービンノズル前縁端11周辺に付着すると、その表面で水膜12を形成しながら翼表面上を後縁へ流れ、後縁端9に達すると再び水滴となって飛散する。このとき、水滴は慣性により蒸気の流れに乗りきれず最終段羽根前縁端13周辺に衝突し、浸食の原因となる。また水滴の衝突は羽根5の回転に対する制動作用をもたらすほか、水滴の加速のために蒸気のエネルギーが消費されるなど、湿り損失として効率低下の原因ともなる。
このように、タービン効率および信頼性に悪影響を及ぼす湿分を除去するため、様々な構造が提案されている。たとえば、タービンノズル表面に付着する湿分を分離除去するために、タービンノズル内部を中空とし、表面にスリットを設け湿分をタービンノズル内部に捕集して除去するもの(特許文献1、2)が提案されている。
一方、羽根に付着した水滴を除去する構造としては、図19のように、最終段落よりも上流側にある段落の羽根6の前縁端14近傍に翼長方向に伸びる湿分捕獲溝15を設け、そこに付着した水滴を羽根5の回転による遠心力を利用してダイヤフラム外輪2に設けたドレンポケット16に回収することによって、その次の段落へ湿分が進入するのを防止する方法(特許文献3)が知られている。
特開平11−22410号公報
特開2004−124751号公報
特開平11−159302号公報
これまでに提案されている湿分分離方法のうち、タービンノズル表面からスリットを通じて湿分を排出する方法では、図20のようにタービンノズル3表面上の水膜が蒸気の流れに引きずられて移動する過程でいくつかの細流17や水滴18に分裂してタービンノズル後縁端9へ向かう場合も考えられるため、その途中にスリット19を設けると、内部に湿分だけでなく蒸気も一緒に巻き込まれ、蒸気流量が減少し、タービンの性能が低下する可能性がある。
これに対し、羽根に分離溝を設けて湿分を除去する手法では、液滴のみが遠心力によって除去されるため、前述のような蒸気損失の問題はない。しかし、湿分が適切に除去されるためには水滴が羽根表面の溝が切られている位置に付着する必要がある。図21および22は図19における湿分捕獲溝15を有する最終前段羽根6のA−A’断面図である。タービン翼列流路における水滴の軌道計算によれば、ノズルから噴出する数〜数十ミクロンオーダーの微小水滴20は、蒸気の流れ方向の影響を受けて微小水滴軌跡21をたどり、その大部分が湿分捕獲溝15よりも下流側の羽根背側表面22に付着するか、そのまま翼間を下流へ抜けてしまうため、湿分捕獲溝15で十分に除去することができない。一方、水滴が百ミクロンオーダーの粗大水滴23の場合は、その軌跡は図示の粗大水滴軌跡24のようになり、湿分捕獲溝15で捕獲することのできる位置に付着、除去されると考えられる。
このように、タービンノズル後縁端9から噴出する水滴の粒径が大きくなるほど、湿分捕獲溝15による水滴除去率を高めることができる。しかし、図23に示すように、低圧タービンにおいて湿分が発生し始める初期の上流側低圧段落25では、タービンノズル3の表面に付着し蒸気に運ばれる湿分が少ないため、タービンノズル後縁端9から噴出する水滴の粒径が小さく、その段落の湿分捕獲溝26の位置に付着するものは少ない。一方、最終段落27に近い最終直前段落28では湿分も増加するため噴出する水滴粒径も大きくなり、湿分捕獲溝29の湿分除去率は高くなるが、タービン低圧段落では翼長は後段ほど長くなり、先端部の回転速度も大きくなるため、水滴の衝突による損失も高くなる。したがって、湿分が発生し始める翼長の短い段落において、できるだけ多くの湿分を除去できることが望ましい。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、蒸気タービンノズル表面に付着した水滴を効果的に除去できる構造を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するためのものであって、本発明に係る蒸気タービンの一つの態様は、タービンロータと、前記タービンロータの周りに配置された少なくとも1個のダイヤフラム内輪と、前記ダイヤフラム内輪の半径方向外側に配置されたダイヤフラム外輪と、前記ダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪に支持されて前記ダイヤフラム内輪とダイヤフラム外輪との間で半径方向に延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列されたタービンノズルと、前記タービンロータに植設されて半径外側に向かって延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列された羽根と、を有する蒸気タービンであって、前記タービンノズルの少なくとも一つの圧力面に段差が形成され、前記段差が形成されたタービンノズルの下流側に隣接する前記羽根の前縁近傍に翼長方向に延びる湿分捕獲溝が形成され、前記湿分捕獲溝で捕獲された湿分を受けるドレンポケットが前記ダイヤフラム外輪の内周部に配置されていること、を特徴とする。
また、本発明に係る蒸気タービンの他の一つの態様は、タービンロータと、前記タービンロータの周りに配置された少なくとも1個のダイヤフラム内輪と、前記ダイヤフラム内輪の半径方向外側に配置されたダイヤフラム外輪と、前記ダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪に支持されて前記ダイヤフラム内輪とダイヤフラム外輪との間で半径方向に延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列されたタービンノズルと、前記タービンロータに植設されて半径方向外側に向かって延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列された羽根と、を有する蒸気タービンであって、前記タービンノズルの少なくとも一つの表面に、タービンノズル後縁端方向に傾斜しながら翼長方向に延びて一方の端点がタービンノズル後縁端に達する突起部が形成され、この突起部に沿って前記タービンノズルの表面上を流れた湿分が前記タービンノズル後縁端付近で前記タービンノズルの表面から離脱するように前記突起部の端部に噴霧口が形成されるように構成され、前記噴霧口が形成されたタービンノズルの下流側に隣接する前記羽根の前縁近傍に翼長方向に延びる湿分捕獲溝が形成され、前記湿分捕獲溝で捕獲された湿分を受けるドレンポケットが前記ダイヤフラム外輪の内周部に配置されていること、を特徴とする。
また、本発明に係る蒸気タービン段落の湿分除去構造の一つの態様は、ダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪に支持されて前記ダイヤフラム内輪とダイヤフラム外輪との間で半径方向に延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列されたタービンノズルと、タービンロータに植設されて半径外側に向かって延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列された羽根と、を有する蒸気タービン段落の湿分除去構造であって、前記タービンノズルの少なくとも一つの圧力面に段差が形成され、前記段差が形成されたタービンノズルの下流側に隣接する前記羽根の前縁近傍に翼長方向に延びる湿分捕獲溝が形成され、前記湿分捕獲溝で捕獲された湿分を受けるドレンポケットが前記ダイヤフラム外輪の内周部に配置されていること、を特徴とする。
また、本発明に係る蒸気タービン段落の湿分除去構造の他の一つの態様は、ダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪に支持されて前記ダイヤフラム内輪とダイヤフラム外輪との間で半径方向に延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列されたタービンノズルと、タービンロータに植設されて半径方向外側に向かって延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列された羽根と、を有する蒸気タービン段落の湿分除去構造であって、前記タービンノズルの少なくとも一つの表面に、タービンノズル後縁端方向に傾斜しながら翼長方向に延びて一方の端点がタービンノズル後縁端に達する突起部が形成され、この突起部に沿って前記タービンノズルの表面上を流れた湿分が前記タービンノズル後縁端付近で前記タービンノズルの表面から離脱するように前記突起部の端部に噴霧口が形成されるように構成され、前記噴霧口が形成されたタービンノズルの下流側に隣接する前記羽根の前縁近傍に翼長方向に延びる湿分捕獲溝が形成され、前記湿分捕獲溝で捕獲された湿分を受けるドレンポケットが前記ダイヤフラム外輪の内周部に配置されていること、を特徴とする。
本発明によれば、蒸気タービンにおいて湿分が発生し始める初期段階で、タービンノズル表面に付着した水滴を集中させ、後縁端から噴出する粒径を粗大化させることができ、湿分捕獲溝による除去を効果的とすることができる。
以下、本発明に係る蒸気タービンノズルの実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、従来技術と同一又は類似の部分、および互いに同一又は類似の部分には共通の符号を付して重複説明は省略する。
[第1の実施形態]
図1は本発明に係る第1の実施形態を示す低圧タービン段落を子午面から見た図、図2はタービンノズル3を図1のII−II方向から見た断面図である。本実施形態では、タービンノズルの圧力面30に段差31が翼長方向に沿って設けられている。
図1は本発明に係る第1の実施形態を示す低圧タービン段落を子午面から見た図、図2はタービンノズル3を図1のII−II方向から見た断面図である。本実施形態では、タービンノズルの圧力面30に段差31が翼長方向に沿って設けられている。
本実施形態では、段差31により蒸気の流れが剥離し、その下流側に死水領域32が形成され湿分が滞留しやすくなる。これにより、タービンノズル後縁端9から噴出される水滴が成長しやすくなり、最終前段羽根6へ粗大な水滴18を飛ばすことができる。粗大化した水滴18は図22に示すように最終前段羽根6の湿分捕獲溝15が設けられた領域に付着しやすくなるため、湿分捕獲溝15の湿分除去率を高めることができる。なお、死水領域32が水滴の粗大化に寄与することは、図3のように水膜12を伴う薄板34上の流れの観察試験において、その後縁部35の死水領域36において水膜12が成長し、噴出される水滴18が粗大化することから確認している。
また、段差31の位置はタービンノズル3のなす翼間流路が最も狭くなるタービンノズル後縁端9のスロートよりも上流側に設置すれば、段差31を設けたことによるプロファイル損失の増加の影響はほとんどないことが流体解析により確認されている。なお、図2において符号33はタービンノズル負圧面である。
[第2の実施形態]
図4および図5は本発明に係る第2の実施形態を示すものであり、図4はタービンノズル3を子午面から見たもの、図5は図4のV−V方向から見た断面図である。本実施形態では、段差に代えてタービンノズル圧力面30に、後縁端9方向に傾斜させた突起部37を翼長方向に沿って設け、その一方の端点はタービンノズル後縁端9に接している。
図4および図5は本発明に係る第2の実施形態を示すものであり、図4はタービンノズル3を子午面から見たもの、図5は図4のV−V方向から見た断面図である。本実施形態では、段差に代えてタービンノズル圧力面30に、後縁端9方向に傾斜させた突起部37を翼長方向に沿って設け、その一方の端点はタービンノズル後縁端9に接している。
タービンノズル3の表面に付着した水滴18は、軌跡50のように蒸気の流れによって突起部37まで運ばれ、その後突起部37に沿って噴霧口38に向かい、そこから最終前段羽根6に向けて噴出する。このとき、噴霧口38にはタービンノズル3表面に付着した水滴18が集中するため、突起部37がない時にタービンノズル後縁端9から水滴18が噴出する場合よりも噴出する水塊を大きくすることができ、水滴粒径の粗大化につながる。粗大化された水滴は図22に示すように最終前段羽根6の湿分捕獲溝15が設けられた領域に付着しやすくなるため、湿分捕獲溝15の湿分除去率を高めることができる。
[第3の実施形態]
図6は本発明に係る第3の実施形態を示すタービンノズルを子午面から見たものであり、タービンノズル後縁端9に接する突起部37の端点の噴霧口38を複数設けている。本実施形態では、タービンノズル3表面に付着した水滴18はその付着位置に応じた位置にある噴霧口38から噴出するため、湿分が一つの噴霧口38に集中し、向かう途中で一部が突起部37を乗り越えて最終前段羽根6へ噴霧されるのを防ぐことができる。
図6は本発明に係る第3の実施形態を示すタービンノズルを子午面から見たものであり、タービンノズル後縁端9に接する突起部37の端点の噴霧口38を複数設けている。本実施形態では、タービンノズル3表面に付着した水滴18はその付着位置に応じた位置にある噴霧口38から噴出するため、湿分が一つの噴霧口38に集中し、向かう途中で一部が突起部37を乗り越えて最終前段羽根6へ噴霧されるのを防ぐことができる。
[第4の実施形態]
ここで、噴霧口38の翼長方向の設置間隔は必ずしも同じである必要はない。すなわち、図7のように突起部37の長さおよびそれに接続する噴霧口38の設置間隔を変えることによって、噴霧口38に集中させる水滴18の付着範囲を調整することができる。タービンノズル3はダイヤフラム外輪2側ほど表面積が大きくなるため、付着する水滴18の量も多くなる。したがって、ダイヤフラム外輪2側に近づくほど突起部37の長さを短くし、噴霧口38の間隔を短くすれば、湿分が一つの噴霧口38に集中し過ぎ一部が突起部37を乗り越えるのを防ぐのに有効である。
ここで、噴霧口38の翼長方向の設置間隔は必ずしも同じである必要はない。すなわち、図7のように突起部37の長さおよびそれに接続する噴霧口38の設置間隔を変えることによって、噴霧口38に集中させる水滴18の付着範囲を調整することができる。タービンノズル3はダイヤフラム外輪2側ほど表面積が大きくなるため、付着する水滴18の量も多くなる。したがって、ダイヤフラム外輪2側に近づくほど突起部37の長さを短くし、噴霧口38の間隔を短くすれば、湿分が一つの噴霧口38に集中し過ぎ一部が突起部37を乗り越えるのを防ぐのに有効である。
一方、最終前段羽根6に設けた湿分捕獲溝15は、最終前段羽根6の翼長方向全体にわたって設ける必要はなく、図8に示すようにそのタービンロータ4側の端点とタービン回転軸との距離Rbはタービンノズル後縁端9に設けた噴霧口38のうち、最もダイヤフラム内輪1側にあるもののタービン回転軸からの距離Rnに対してRb<Rnを満たせば十分である。したがって、Rnを大きくする、すなわち最もダイヤフラム内輪1側にある噴霧口38の位置をできるだけダイヤフラム外輪2側に近づけると、その分だけ湿分捕獲溝15を短くすることができる。湿分捕獲溝15を短くすることは、最終前段羽根6に湿分捕獲溝15を設けたことによるプロファイル損失を低減し、タービン効率を高めるうえで有効である。
[第5の実施形態]
図9は本発明に係る第5の実施形態を示すタービンノズル後縁端9近傍の断面拡大図である。本実施形態では、突起部37は、タービンノズル3の表面から立ち上がる立ち上がり部37aと、立ち上がり部37aの先端から曲がって上流側に向かう先端部37bとからなる。突起部37の先端が蒸気の流れと反対側に折れ曲がっているため、蒸気に引きずられてきた水滴18が突起部37を乗り越えて最終前段羽根6へ飛散するのを防ぐことができる。
図9は本発明に係る第5の実施形態を示すタービンノズル後縁端9近傍の断面拡大図である。本実施形態では、突起部37は、タービンノズル3の表面から立ち上がる立ち上がり部37aと、立ち上がり部37aの先端から曲がって上流側に向かう先端部37bとからなる。突起部37の先端が蒸気の流れと反対側に折れ曲がっているため、蒸気に引きずられてきた水滴18が突起部37を乗り越えて最終前段羽根6へ飛散するのを防ぐことができる。
[第6の実施形態]
図10は本発明に係る第6の実施形態を示すタービンノズルを子午面から見たときのダイヤフラム外輪2付近の拡大図である。図11はタービンノズル3をダイヤフラム外輪2との境界面に沿って切った方向から見た断面図であって、図10のXI−XI線矢視断面図である。本実施形態では、ダイヤフラム外輪2の内壁において、タービンノズル後縁端9のタービンノズル圧力面30側をつなぐようにダイヤフラム外輪突起39が設けられている。さらにタービンノズル3に設けられた突起部37の端点とダイヤフラム外輪2に設けられたダイヤフラム外輪突起39との間に噴霧口38が設けられている。
図10は本発明に係る第6の実施形態を示すタービンノズルを子午面から見たときのダイヤフラム外輪2付近の拡大図である。図11はタービンノズル3をダイヤフラム外輪2との境界面に沿って切った方向から見た断面図であって、図10のXI−XI線矢視断面図である。本実施形態では、ダイヤフラム外輪2の内壁において、タービンノズル後縁端9のタービンノズル圧力面30側をつなぐようにダイヤフラム外輪突起39が設けられている。さらにタービンノズル3に設けられた突起部37の端点とダイヤフラム外輪2に設けられたダイヤフラム外輪突起39との間に噴霧口38が設けられている。
このとき、湿分の発生によってダイヤフラム外輪2の内壁に付着した水滴18は、ダイヤフラム外輪2の内壁に設けられたダイヤフラム外輪突起39によってタービンノズル後縁端9へと運ばれる。そして、突起部37を伝って運ばれてきた水滴18と併合し、噴霧口38から噴出する水滴18が粗大化する。粗大化した水滴は図22に示すように最終前段羽根6の湿分捕獲溝15が設けられた領域に付着しやすくなるため、湿分捕獲溝15の湿分除去率を高めることができると同時に、ダイヤフラム外輪2の内壁に付着した湿分も効果的に除去することができる。
[第7の実施形態]
図12は本発明に係る第7の実施形態を示すタービンノズルを子午面から見たときの図である。本実施形態は第4の実施形態(図7、図8)の変形であって、突起部37の端点に噴霧口に代えて吸引孔40が備えられている。それぞれの吸引孔40は、タービンノズル3内部の管路41で合流し、タービンノズル負圧面33側に設けられた一つの負圧面噴出口42に連通している。ここで、負圧面噴出口42のタービン回転軸からの距離Reと、吸引孔40のうち最もタービンロータ4側にあるもののタービン回転軸からの距離RiはRe<Riを満たしている。
図12は本発明に係る第7の実施形態を示すタービンノズルを子午面から見たときの図である。本実施形態は第4の実施形態(図7、図8)の変形であって、突起部37の端点に噴霧口に代えて吸引孔40が備えられている。それぞれの吸引孔40は、タービンノズル3内部の管路41で合流し、タービンノズル負圧面33側に設けられた一つの負圧面噴出口42に連通している。ここで、負圧面噴出口42のタービン回転軸からの距離Reと、吸引孔40のうち最もタービンロータ4側にあるもののタービン回転軸からの距離RiはRe<Riを満たしている。
翼長のタービンノズル圧力面30表面に付着した湿分は、突起部37に導かれて吸引孔40に達し、タービンノズル内部で合流する。ここで、図13に示すようにタービンノズル後縁付近では、ダイヤフラム内輪側ほど圧力が低くなることがわかっているため、吸引孔40よりも負圧面噴出口42の方が低圧となり、湿分は圧力差によって管路41を進むとともに、各吸引孔の湿分を併合して負圧面噴出口42から噴出するため、最終前段羽根6へ粗大な水滴を飛ばすことができる。
[第8の実施形態]
図14は本発明に係る第8の実施形態を示すタービンノズル後縁端9近傍の断面拡大図、図15はタービンノズル後縁端9近傍において、噴霧口を含む断面拡大図、図16は子午面から噴霧口を見た拡大図である。本実施形態では、タービンノズル圧力面30上に、それぞれ突起形状に代えて湿分誘導溝43を設けている。これにより、水滴18を溝内へ捕獲し噴霧口38まで運搬する。このとき、湿分誘導溝の上流側は湿分が流れ込みやすいように緩やかに傾斜させている。溝に捕獲された湿分は噴霧口38に向かうため、誘導溝に集められた湿分を併合して噴出することができ、最終前段羽根6へ粗大な水滴を飛ばすことができる。
図14は本発明に係る第8の実施形態を示すタービンノズル後縁端9近傍の断面拡大図、図15はタービンノズル後縁端9近傍において、噴霧口を含む断面拡大図、図16は子午面から噴霧口を見た拡大図である。本実施形態では、タービンノズル圧力面30上に、それぞれ突起形状に代えて湿分誘導溝43を設けている。これにより、水滴18を溝内へ捕獲し噴霧口38まで運搬する。このとき、湿分誘導溝の上流側は湿分が流れ込みやすいように緩やかに傾斜させている。溝に捕獲された湿分は噴霧口38に向かうため、誘導溝に集められた湿分を併合して噴出することができ、最終前段羽根6へ粗大な水滴を飛ばすことができる。
[第9の実施形態]
図17は本発明に係る第9の実施形態を示す湿分分離溝を含む羽根の断面図である。本実施形態では、最終前段羽根6の羽根前縁端14近傍に設けた湿分捕獲溝15の開口部を上流側に傾斜させている。これにより、一旦溝に捕獲された湿分が下流側へあふれるのを防止し、湿分除去率を向上させることができる。
図17は本発明に係る第9の実施形態を示す湿分分離溝を含む羽根の断面図である。本実施形態では、最終前段羽根6の羽根前縁端14近傍に設けた湿分捕獲溝15の開口部を上流側に傾斜させている。これにより、一旦溝に捕獲された湿分が下流側へあふれるのを防止し、湿分除去率を向上させることができる。
[他の実施形態]
上記各実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。たとえば、異なる実施形態の特徴を組み合わせることもできる。たとえば、第9の実施形態(図17)の湿分捕獲溝15の形状は他の実施形態に適用することも可能である。
上記各実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。たとえば、異なる実施形態の特徴を組み合わせることもできる。たとえば、第9の実施形態(図17)の湿分捕獲溝15の形状は他の実施形態に適用することも可能である。
1…ダイヤフラム内輪、2…ダイヤフラム外輪、3…タービンノズル、4…タービンロータ、5…最終段羽根、6…最終前段羽根、9…タービンノズル後縁端、10…最終前段羽根後縁端、11…タービンノズル前縁端、12…水膜、13…最終段羽根前縁端、14…最終前段羽根前縁端、15…湿分捕獲溝、16…ドレンポケット、22…羽根背側表面、23…粗大水滴、25…上流側低圧段落、26…湿分捕獲溝、27…最終段落、28…最終直前段落、29…湿分捕獲溝、30…タービンノズル圧力面、31…段差、32…死水領域、33…タービンノズル負圧面、34…薄板、35…後縁部、36…死水領域、37…突起部、38…噴霧口、39…ダイヤフラム外輪突起、40…吸引孔、41…管路、42…負圧面噴出口、43…湿分誘導溝
Claims (15)
- タービンロータと、
前記タービンロータの周りに配置された少なくとも1個のダイヤフラム内輪と、
前記ダイヤフラム内輪の半径方向外側に配置されたダイヤフラム外輪と、
前記ダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪に支持されて前記ダイヤフラム内輪とダイヤフラム外輪との間で半径方向に延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列されたタービンノズルと、
前記タービンロータに植設されて半径外側に向かって延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列された羽根と、
を有する蒸気タービンであって、
前記タービンノズルの少なくとも一つの圧力面に段差が形成され、
前記段差が形成されたタービンノズルの下流側に隣接する前記羽根の前縁近傍に翼長方向に延びる湿分捕獲溝が形成され、
前記湿分捕獲溝で捕獲された湿分を受けるドレンポケットが前記ダイヤフラム外輪の内周部に配置されていること、
を特徴とする蒸気タービン。 - 前記段差がタービンノズルのスロート部よりも上流側にあることを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン。
- タービンロータと、
前記タービンロータの周りに配置された少なくとも1個のダイヤフラム内輪と、
前記ダイヤフラム内輪の半径方向外側に配置されたダイヤフラム外輪と、
前記ダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪に支持されて前記ダイヤフラム内輪とダイヤフラム外輪との間で半径方向に延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列されたタービンノズルと、
前記タービンロータに植設されて半径方向外側に向かって延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列された羽根と、
を有する蒸気タービンであって、
前記タービンノズルの少なくとも一つの表面に、タービンノズル後縁端方向に傾斜しながら翼長方向に延びて一方の端点がタービンノズル後縁端に達する突起部が形成され、この突起部に沿って前記タービンノズルの表面上を流れた湿分が前記タービンノズル後縁端付近で前記タービンノズルの表面から離脱するように前記突起部の端部に噴霧口が形成されるように構成され、
前記噴霧口が形成されたタービンノズルの下流側に隣接する前記羽根の前縁近傍に翼長方向に延びる湿分捕獲溝が形成され、
前記湿分捕獲溝で捕獲された湿分を受けるドレンポケットが前記ダイヤフラム外輪の内周部に配置されていること、
を特徴とする蒸気タービン。 - 一つの前記タービンノズル後縁端に沿って前記突起部が複数個直列に配置され、これらの突起部の間に複数個の噴霧口が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の蒸気タービン。
- 前記噴霧口の翼長方向の設置間隔が、前記ダイヤフラム外輪側に近づくほど短くなることを特徴とする請求項4に記載の蒸気タービン。
- 前記湿分捕獲溝の前記タービンロータ側端部と前記タービンロータの軸との距離が、前記噴霧口と前記タービンロータの軸との距離よりも短いことを特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
- 前記突起部の横断面形状が、前記タービンノズル表面から立ち上がる立ち上がり部と、その立ち上がり部から曲がって前記タービンノズルの前縁端に向かうように延びた先端部とを有すること、を特徴とする請求項3ないし請求項6のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
- 前記突起部が翼長方向に延びてタービンノズル後縁端に達した位置に対向する位置の前記ダイヤフラム外輪の内壁にダイヤフラム外輪突起が形成され、そのダイヤフラム外輪突起と前記突起部の間に噴霧口が形成されていること、を特徴とする請求項3ないし請求項7のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
- 前記タービンノズルの圧力面表面に、前記噴霧口に代えて吸引口が設けられ、前記タービンノズルの負圧面表面に負圧面噴出口が設けられ、前記吸引口と負圧面噴出口とが前記タービンノズル内に設けられた管路によって連通していること、を特徴とする請求項3ないし請求項8のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
- 前記吸引口と前記タービンロータの軸との距離が、前記負圧面噴出口と前記タービンロータの軸との距離よりも大きいことを特徴とする請求項9に記載の蒸気タービン。
- 前記突起部に代えて上流側が傾斜した誘導溝が設けられていることを特徴とする請求項3ないし請求項10のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
- 前記湿分捕獲溝の開口部が上流側に傾斜していることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
- 多段軸流蒸気タービンであって、前記湿分捕獲溝が形成された羽根が最終段落の羽根であること、を特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
- ダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪に支持されて前記ダイヤフラム内輪とダイヤフラム外輪との間で半径方向に延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列されたタービンノズルと、タービンロータに植設されて半径外側に向かって延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列された羽根と、を有する蒸気タービン段落の湿分除去構造であって、
前記タービンノズルの少なくとも一つの圧力面に段差が形成され、
前記段差が形成されたタービンノズルの下流側に隣接する前記羽根の前縁近傍に翼長方向に延びる湿分捕獲溝が形成され、
前記湿分捕獲溝で捕獲された湿分を受けるドレンポケットが前記ダイヤフラム外輪の内周部に配置されていること、
を特徴とする蒸気タービン段落の湿分除去構造。 - ダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪に支持されて前記ダイヤフラム内輪とダイヤフラム外輪との間で半径方向に延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列されたタービンノズルと、タービンロータに植設されて半径方向外側に向かって延びて複数が周方向に互いに間隔をあけて配列された羽根と、を有する蒸気タービン段落の湿分除去構造であって、
前記タービンノズルの少なくとも一つの表面に、タービンノズル後縁端方向に傾斜しながら翼長方向に延びて一方の端点がタービンノズル後縁端に達する突起部が形成され、この突起部に沿って前記タービンノズルの表面上を流れた湿分が前記タービンノズル後縁端付近で前記タービンノズルの表面から離脱するように前記突起部の端部に噴霧口が形成されるように構成され、
前記噴霧口が形成されたタービンノズルの下流側に隣接する前記羽根の前縁近傍に翼長方向に延びる湿分捕獲溝が形成され、
前記湿分捕獲溝で捕獲された湿分を受けるドレンポケットが前記ダイヤフラム外輪の内周部に配置されていること、
を特徴とする蒸気タービン段落の湿分除去構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007313228A JP2009138540A (ja) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | 蒸気タービンおよび蒸気タービン段落の湿分除去構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007313228A JP2009138540A (ja) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | 蒸気タービンおよび蒸気タービン段落の湿分除去構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009138540A true JP2009138540A (ja) | 2009-06-25 |
Family
ID=40869421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007313228A Withdrawn JP2009138540A (ja) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | 蒸気タービンおよび蒸気タービン段落の湿分除去構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009138540A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2475704A (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-01 | Alstom Technology Ltd | Diverting solid particles in an axial flow steam turbine |
CN102168583A (zh) * | 2011-04-22 | 2011-08-31 | 上海哈能环保节能工程有限公司 | 饱和蒸汽专用汽轮机 |
JP2013147999A (ja) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Toshiba Corp | 蒸気タービンおよび蒸気タービンの動翼 |
JP2013231394A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Toshiba Corp | 蒸気タービン翼および蒸気タービン |
CN104061023A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-09-24 | 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 | 一种船用汽轮机除湿级装置 |
JP2017020403A (ja) * | 2015-07-09 | 2017-01-26 | 株式会社東芝 | タービン動翼 |
CN108915804A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-11-30 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种适应外缘除湿的挡板及其使用方法 |
CN112943390A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-11 | 西安热工研究院有限公司 | 一种汽轮机低压缸除湿疏水槽结构及工作方法 |
CN114704333A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-07-05 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种湿汽轮机除湿静叶 |
-
2007
- 2007-12-04 JP JP2007313228A patent/JP2009138540A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2475704A (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-01 | Alstom Technology Ltd | Diverting solid particles in an axial flow steam turbine |
US8714915B2 (en) | 2009-11-26 | 2014-05-06 | Alstom Technology Ltd | Solid particle diversion in an axial flow steam turbine |
CN102168583A (zh) * | 2011-04-22 | 2011-08-31 | 上海哈能环保节能工程有限公司 | 饱和蒸汽专用汽轮机 |
JP2013147999A (ja) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Toshiba Corp | 蒸気タービンおよび蒸気タービンの動翼 |
JP2013231394A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Toshiba Corp | 蒸気タービン翼および蒸気タービン |
CN104061023A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-09-24 | 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 | 一种船用汽轮机除湿级装置 |
JP2017020403A (ja) * | 2015-07-09 | 2017-01-26 | 株式会社東芝 | タービン動翼 |
CN108915804A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-11-30 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种适应外缘除湿的挡板及其使用方法 |
CN112943390A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-11 | 西安热工研究院有限公司 | 一种汽轮机低压缸除湿疏水槽结构及工作方法 |
CN114704333A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-07-05 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种湿汽轮机除湿静叶 |
CN114704333B (zh) * | 2022-04-02 | 2023-11-14 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种湿汽轮机除湿静叶 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009138540A (ja) | 蒸気タービンおよび蒸気タービン段落の湿分除去構造 | |
JP5824208B2 (ja) | 部品に対するエロージョンの影響を低減させるためのシステム | |
JP2007315385A (ja) | 水分除去及び蒸気噴射のための翼形部及び方法 | |
JP5431047B2 (ja) | 蒸気タービン | |
EP2708699B1 (en) | Steam turbine stationary blade and steam turbine | |
US11203941B2 (en) | Steam turbine | |
EP2282013A2 (en) | Moisture removal provisions for steam turbine | |
JP2007309235A (ja) | タービン翼 | |
JP2008057535A (ja) | 蒸気タービンエンジン内の水分を除去する装置 | |
JP2016166569A (ja) | 蒸気タービン | |
WO2015015858A1 (ja) | 蒸気タービンの水分除去装置 | |
JP2753237B2 (ja) | 蒸気タービンの静翼構造 | |
JP3815143B2 (ja) | 蒸気タービン | |
JP3630740B2 (ja) | 蒸気タービンのドレン排出装置 | |
JPH1122410A (ja) | 蒸気タービンの湿分分離装置およびその製造方法 | |
JPH0742506A (ja) | 蒸気タービンのドレン排出構造 | |
JP2003027903A (ja) | 蒸気タービン内湿分除去装置 | |
JP7429296B2 (ja) | タービン静翼、及び蒸気タービン | |
JP2001055904A (ja) | 蒸気タービンのドレン分離構造 | |
JPH0326803A (ja) | 湿り蒸気タービン段落 | |
JPH08200007A (ja) | 蒸気タービンの湿分除去装置 | |
JPS63176602A (ja) | 蒸気タ−ビン | |
JPS63272902A (ja) | 蒸気タ−ビン | |
JPH03253706A (ja) | 蒸気タービン | |
JPH0385301A (ja) | 蒸気タービンの静翼構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110301 |