JP2010038099A - Nozzle box for steam turbine, and steam turbine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nozzle box for a steam turbine capable of leading steam to a first-stage nozzle by reducing a pressure loss when the steam flows between reinforcing ribs, and to provide a steam turbine with the nozzle box for the steam turbine. <P>SOLUTION: The nozzle box 10 is configured such that the steam introduced from a steam inlet pipe 220 and led to flow into a circumferentially enlarging steam flow passage 20 is led to the first-stage nozzle 213a through the reinforcing ribs 30, 35. The reinforcing rib 35 of the reinforcing ribs 30, 35 arranged upstream of the first-stage nozzle 213a is arranged according to a steam flow direction at an angle different from the reinforcing rib 30. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、蒸気タービンに設置される蒸気タービン用ノズルボックスおよびこの蒸気タービン用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 installed in a steam turbine and a steam turbine including the steam turbine nozzle box.

火力発電所などで用いられる蒸気タービンのような軸流回転機械は、作動流体が通過する流路が静止しているノズルと、回転する動翼とを複数段組み合わせて構成された翼列を備えている。蒸気タービンの場合、作動流体である蒸気の条件から、一般に、高圧部、中圧部、低圧部に分類されている。それぞれの翼列部において、作動流体による仕事の効率を向上させるため、翼列間の流路は、作動流体が円滑に流れるような形状に設計される必要がある。   BACKGROUND ART An axial flow rotary machine such as a steam turbine used in a thermal power plant or the like includes a cascade composed of a combination of a plurality of stages of nozzles with stationary flow paths through which a working fluid passes and rotating rotor blades. ing. In the case of a steam turbine, it is generally classified into a high-pressure part, an intermediate-pressure part, and a low-pressure part based on the conditions of steam as a working fluid. In each blade row, in order to improve work efficiency by the working fluid, the flow path between the blade rows needs to be designed in a shape that allows the working fluid to flow smoothly.

従来、エネルギ資源の有効利用やCO排出量の削減のため、発電機器においては、機器の効率を向上させることが重要な課題となっている。蒸気タービンの効率を向上させるためには、例えば、与えられたエネルギを有効に機械仕事に変換することが挙げられる。その対策の1つとして、様々な内部損失を低減することが挙げられる。 Conventionally, in order to effectively use energy resources and reduce CO 2 emissions, it is important to improve the efficiency of power generation equipment. In order to improve the efficiency of the steam turbine, for example, it is possible to effectively convert the given energy into mechanical work. One countermeasure is to reduce various internal losses.

蒸気タービンにおける内部損失には、翼の形状に起因するプロファイル損失、二次流れに起因する二次損失、翼列外への作動流体の漏洩に起因する漏洩損失、最終翼群に特有のドレンに起因する湿り損失などの蒸気タービン翼列内の損失がある。さらに、蒸気弁、蒸気をある翼列まで導く通路部、ある翼列を出て次の翼列までの通路部における損失、低圧最終段における排気損失などがある。   Internal losses in steam turbines include profile loss due to blade shape, secondary loss due to secondary flow, leakage loss due to leakage of working fluid outside the cascade, and drains specific to the final blade group. There are losses in the steam turbine cascade, such as due to wet loss. Further, there are a steam valve, a passage portion for introducing steam to a certain blade row, a loss in a passage portion from a certain blade row to the next blade row, an exhaust loss in the low-pressure final stage, and the like.

翼列と翼列をつなぐ通路部の圧力損失を低減するため、翼列にできるだけ均一に蒸気を導く技術が開示されている。例えば、翼列にできるだけ均一に蒸気を導くため、蒸気の流れを制御するガイドを備える蒸気タービンが開示されている(例えば、特許文献1−3参照。)。   In order to reduce the pressure loss of the passage portion connecting the blade rows, the technology for guiding the steam to the blade rows as uniformly as possible is disclosed. For example, a steam turbine including a guide for controlling the flow of steam in order to guide steam as uniformly as possible to the cascade is disclosed (for example, see Patent Documents 1-3).

ここで、従来のノズルボックスの構成について説明する。図8は、従来のノズルボックス300のタービンロータに垂直な断面を第1段ノズル303側から見たときの図である。図9は、図8のA−A断面を示す図である。なお、中心にはタービンロータが貫設されているが、ここではタービンロータの図示を省略して示している。   Here, the configuration of the conventional nozzle box will be described. FIG. 8 is a view of a cross section perpendicular to the turbine rotor of the conventional nozzle box 300 as viewed from the first stage nozzle 303 side. FIG. 9 is a view showing a cross section taken along the line AA of FIG. In addition, although the turbine rotor is penetrated in the center, illustration of the turbine rotor is omitted here.

図8に示すように、ノズルボックス300は上下2つの空間に分離され、それぞれの空間にボイラ(図示しない)からの蒸気301が2つの蒸気入口管302によって導入される。図9に示すように、ノズルボックス300に導入された蒸気301は、ノズルボックス300の構造保持のために設けられた補強リブ304の間を通り、第1段ノズル303に導かれる。第1段ノズル303の下流で通路部は全周連結され、第1段ノズル303を通過した蒸気301は、第1段動翼(図示しない)へ導かれる。   As shown in FIG. 8, the nozzle box 300 is divided into two upper and lower spaces, and steam 301 from a boiler (not shown) is introduced into each space by two steam inlet pipes 302. As shown in FIG. 9, the steam 301 introduced into the nozzle box 300 passes through the reinforcing ribs 304 provided for holding the structure of the nozzle box 300 and is guided to the first stage nozzle 303. The passage section is connected to the entire circumference downstream of the first stage nozzle 303, and the steam 301 that has passed through the first stage nozzle 303 is guided to a first stage rotor blade (not shown).

図10は、蒸気入口管302からノズルボックス300の空間に導入された蒸気301が補強リブ304間に流入する際の蒸気301の流れを模式的に示した図である。図10に示すように、すべての補強リブ304は同形状で構成され、一定の方向を向いて、周方向に等間隔に設置されている。また、補強リブ304は、中心線305が直線となる形状で構成され、この中心線305がタービンロータ軸に平行になるように設置されている。ここで、図10に示したαは、補強リブ304間への蒸気301の流入角である。この流入角αは、補強リブ304間の蒸気流入部において、補強リブ304の最上流側の端部(以下、前縁304aという)における中心線305の延長線に平行な方向と、蒸気301の流れ方向、すなわち流線方向とがなす角度である。   FIG. 10 is a view schematically showing the flow of the steam 301 when the steam 301 introduced from the steam inlet pipe 302 into the space of the nozzle box 300 flows between the reinforcing ribs 304. As shown in FIG. 10, all the reinforcing ribs 304 are configured in the same shape, and are disposed at equal intervals in the circumferential direction in a certain direction. Further, the reinforcing rib 304 is formed in a shape in which the center line 305 is a straight line, and is installed so that the center line 305 is parallel to the turbine rotor shaft. Here, α shown in FIG. 10 is an inflow angle of the steam 301 between the reinforcing ribs 304. This inflow angle α is equal to the direction parallel to the extension of the center line 305 at the most upstream end of the reinforcing rib 304 (hereinafter referred to as the front edge 304a) in the steam inflow portion between the reinforcing ribs 304 and the steam 301. This is the angle formed by the flow direction, that is, the streamline direction.

図10に示すように、この流入角αが大きいほど、補強リブ304の間に流入した蒸気301の流れの一部に渦306が発生し易く、圧力損失が生じ易い。また、このように補強リブ304の間に流入した蒸気301は、乱れた状態で補強リブ304の下流側に設置されている第1段ノズル303へ流入する。   As shown in FIG. 10, the larger the inflow angle α, the more easily the vortex 306 is generated in a part of the flow of the steam 301 flowing between the reinforcing ribs 304, and the pressure loss is more likely to occur. In addition, the steam 301 flowing between the reinforcing ribs 304 in this way flows into the first stage nozzle 303 installed on the downstream side of the reinforcing ribs 304 in a turbulent state.

ここで、図11は、補強リブ304の周方向の位置を示す周方向角度における流入角αを示した図である。なお、図8には、この周方向角度に対応する位置を示している。図11に示された流入角αは、CFD(Computational Fluid Dynamics)を用いて、定常状態における3次元熱流体解析によって得られたものである。図11の縦軸に示された流入角αにおいて、例えば、流入角αが0度の場合には、蒸気301の流れ方向は、補強リブ304の前縁304aにおける中心線305の延長方向と平行となる。この場合、蒸気301は、補強リブ304の間を補強リブ304の中心線305に平行に流れ、第1段ノズル303へ導かれる。   Here, FIG. 11 is a view showing the inflow angle α at the circumferential angle indicating the circumferential position of the reinforcing rib 304. FIG. 8 shows a position corresponding to this circumferential angle. The inflow angle α shown in FIG. 11 is obtained by three-dimensional thermal fluid analysis in a steady state using CFD (Computational Fluid Dynamics). In the inflow angle α shown on the vertical axis in FIG. 11, for example, when the inflow angle α is 0 degree, the flow direction of the steam 301 is parallel to the extending direction of the center line 305 at the front edge 304 a of the reinforcing rib 304. It becomes. In this case, the steam 301 flows between the reinforcing ribs 304 in parallel to the center line 305 of the reinforcing ribs 304 and is guided to the first stage nozzle 303.

図11に示すように、流入角αは、周方向角度において大きく変動している。さらに、大きな流入角αを有する場合には、上記したように渦306が発生し、圧力損失が生じ、蒸気タービンの効率が低下する。   As shown in FIG. 11, the inflow angle α varies greatly in the circumferential direction angle. Further, when the inflow angle α is large, the vortex 306 is generated as described above, a pressure loss is generated, and the efficiency of the steam turbine is lowered.

図12は、2つの蒸気入口管302によってノズルボックス300に蒸気301を導入する構成を備える従来のノズルボックス300のタービンロータに垂直な断面を第1段ノズル303側から見たときの図である。図13は、図12に示されたノズルボックス300の形状における、補強リブ304の周方向の位置を示す周方向角度における流入角αを示した図である。なお、補強リブ304の形状等は、図9に示したものと同じである。また、図11に示された流入角αと同様に、図13に示された流入角αは、CFD(Computational Fluid Dynamics)を用いて、定常状態における3次元熱流体解析によって得られたものである。   FIG. 12 is a view when a cross section perpendicular to the turbine rotor of the conventional nozzle box 300 having a configuration in which the steam 301 is introduced into the nozzle box 300 by two steam inlet pipes 302 is viewed from the first stage nozzle 303 side. . FIG. 13 is a diagram showing the inflow angle α at the circumferential angle indicating the circumferential position of the reinforcing rib 304 in the shape of the nozzle box 300 shown in FIG. 12. The shape of the reinforcing rib 304 is the same as that shown in FIG. Similarly to the inflow angle α shown in FIG. 11, the inflow angle α shown in FIG. 13 is obtained by a three-dimensional thermal fluid analysis in a steady state using CFD (Computational Fluid Dynamics). is there.

図13に示すように、このノズルボックス300においても、流入角αは、周方向角度において大きく変動している。さらに、大きな流入角αを有する位置では、上記したように渦306が発生し、圧力損失が生じ、蒸気タービンの効率が低下する。
特開平8−260903号公報 特開平8−49501号公報 特開2003−193809号公報
As shown in FIG. 13, also in this nozzle box 300, the inflow angle α varies greatly in the circumferential direction angle. Further, at a position having a large inflow angle α, the vortex 306 is generated as described above, a pressure loss is generated, and the efficiency of the steam turbine is lowered.
JP-A-8-260903 JP-A-8-49501 JP 2003-193809 A

上記のように、従来のノズルボックス300においては、補強リブ304の間に、大きな流入角αを有して蒸気301が流入する領域が存在していた。これによって、圧力損失が生じ、蒸気タービンの効率が減少するといった問題があった。   As described above, in the conventional nozzle box 300, a region where the steam 301 flows in has a large inflow angle α between the reinforcing ribs 304. As a result, there is a problem that pressure loss occurs and the efficiency of the steam turbine decreases.

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、補強リブ間を蒸気が流れる際の圧力損失を低減させて蒸気を第1段ノズルへ導くことができる蒸気タービン用ノズルボックスおよびこの蒸気タービン用ノズルボックスを備えた蒸気タービンを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and a nozzle box for a steam turbine capable of reducing the pressure loss when the steam flows between the reinforcing ribs and guiding the steam to the first stage nozzle. And it aims at providing the steam turbine provided with this nozzle box for steam turbines.

上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、蒸気入口管から導入され、周方向に広がる蒸気流路に流入した蒸気を補強リブ間を通して第1段ノズルへ導くように構成された蒸気タービン用ノズルボックスであって、前記第1段ノズルの上流側に設置された補強リブのうち、少なくとも1つの補強リブが、他の補強リブとは異なる角度で設置されていることを特徴とする蒸気タービン用ノズルボックスが提供される。   In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, steam introduced from a steam inlet pipe and flowing into a steam flow path extending in the circumferential direction is guided to the first stage nozzle through the reinforcing ribs. A steam turbine nozzle box, wherein at least one of the reinforcing ribs installed upstream of the first stage nozzle is installed at an angle different from that of the other reinforcing ribs. A nozzle box for a steam turbine is provided.

また、本発明の一態様によれば、蒸気入口管から導入され、周方向に広がる蒸気流路に流入した蒸気を補強リブ間を通して第1段ノズルへ導くように構成されたノズルボックスを備えた蒸気タービンであって、前記ノズルボックスが、上記した蒸気タービン用ノズルボックスであることを特徴とする蒸気タービンが提供される。   Moreover, according to one aspect of the present invention, there is provided a nozzle box configured to guide the steam introduced from the steam inlet pipe and flowing into the steam flow path extending in the circumferential direction to the first stage nozzle through the reinforcing ribs. A steam turbine is provided, wherein the nozzle box is the nozzle box for a steam turbine described above.

本発明の蒸気タービン用ノズルボックスおよびこの蒸気タービン用ノズルボックスを備えた蒸気タービンによれば、補強リブ間を蒸気が流れる際の圧力損失を低減させて蒸気を第1段ノズルへ導くことができる。   According to the steam turbine nozzle box of the present invention and the steam turbine provided with the steam turbine nozzle box, it is possible to reduce the pressure loss when the steam flows between the reinforcing ribs and guide the steam to the first stage nozzle. .

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明に係るノズルボックス10を備えた蒸気タービン200の上半ケーシング部における断面を示した図である。   FIG. 1 is a view showing a cross section of an upper half casing portion of a steam turbine 200 including a nozzle box 10 according to the present invention.

図1に示すように、蒸気タービン200は、例えば、内部ケーシング210とその外側に設けられた外部ケーシング211とから構成される二重構造のケーシングを備えている。また、内部ケーシング210内にタービンロータ212が貫設されている。また、内部ケーシング210の内側面には、ノズル213が配設され、タービンロータ212には、動翼214が植設されている。さらに、蒸気タービン200には、蒸気入口管220が、外部ケーシング211および内部ケーシング210を貫通して設けられ、さらに蒸気入口管220の端部が、動翼214側に向けて蒸気を導出するノズルボックス10に連通して接続されている。このノズルボックス10は、蒸気入口管220から導入された蒸気が周方向に広がる蒸気流路20を備えている。また、ノズルボックス10は、蒸気流路20に導入された蒸気を第1段ノズル213aへ導く補強リブ30、35を備えている。   As shown in FIG. 1, the steam turbine 200 includes, for example, a double-structure casing that includes an inner casing 210 and an outer casing 211 provided outside the inner casing 210. Further, a turbine rotor 212 is provided through the inner casing 210. A nozzle 213 is disposed on the inner surface of the inner casing 210, and a moving blade 214 is implanted in the turbine rotor 212. Further, the steam turbine 200 is provided with a steam inlet pipe 220 penetrating the outer casing 211 and the inner casing 210, and an end of the steam inlet pipe 220 is a nozzle that guides steam toward the moving blade 214 side. The box 10 is connected in communication. The nozzle box 10 includes a steam flow path 20 in which steam introduced from the steam inlet pipe 220 spreads in the circumferential direction. The nozzle box 10 includes reinforcing ribs 30 and 35 that guide the steam introduced into the steam flow path 20 to the first stage nozzle 213a.

蒸気入口管220を経て、ノズルボックス10内に流入した蒸気は、蒸気流路20内に広がり、補強リブ30、35間を通り第1段ノズル213aへ導かれ、第1段動翼214aに向けて噴出される。噴出された蒸気は、各段落のノズル213と動翼214との間の蒸気通路を通り、タービンロータ212を回転させる。また、膨張仕事をした蒸気の大部分は、排気され、例えば、低温再熱管(図示しない)を通りボイラ(図示しない)に流入する。また、膨張仕事をした蒸気の一部は、冷却用蒸気として内部ケーシング210と外部ケーシング211との間に導かれ、グランド部または膨張仕事をした蒸気の大部分が排気される排気経路から排気される。   The steam that has flowed into the nozzle box 10 through the steam inlet pipe 220 spreads into the steam flow path 20, passes between the reinforcing ribs 30 and 35, and is guided to the first stage nozzle 213 a toward the first stage rotor blade 214 a. Is ejected. The jetted steam passes through the steam path between the nozzle 213 and the moving blade 214 in each stage, and rotates the turbine rotor 212. Further, most of the steam that has performed expansion work is exhausted, and flows into a boiler (not shown) through, for example, a low-temperature reheat pipe (not shown). Further, a part of the steam that has performed the expansion work is led between the inner casing 210 and the outer casing 211 as the cooling steam, and is exhausted from the ground portion or the exhaust path through which most of the steam that has performed the expansion work is exhausted. The

なお、蒸気タービン200の構成は、上記した構成に限定されるものではなく、蒸気入口管220を経てノズルボックス10内に蒸気が流入される構成を備える蒸気タービンであればよい。   Note that the configuration of the steam turbine 200 is not limited to the above-described configuration, and may be any steam turbine having a configuration in which steam flows into the nozzle box 10 via the steam inlet pipe 220.

次に、本発明に係るノズルボックス10について説明する。   Next, the nozzle box 10 according to the present invention will be described.

(第1の実施の形態のノズルボックス)
図2は、本発明に係る第1の実施の形態のノズルボックス10内における補強リブ30、35および第1段ノズル213aの設置構成を模式的に示した図である。なお、図2は、補強リブ30、35および第1段ノズル213aの周方向断面(円周方向断面)を平面上に展開した周方向断面展開模式図として表しており、図2の上下方向が周方向(円周方向)であり、左右方向がタービンロータ軸方向となっている。
(Nozzle box of the first embodiment)
FIG. 2 is a diagram schematically showing the installation configuration of the reinforcing ribs 30 and 35 and the first stage nozzle 213a in the nozzle box 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a circumferential cross-sectional development schematic diagram in which the circumferential cross-section (circumferential cross-section) of the reinforcing ribs 30 and 35 and the first stage nozzle 213a is developed on a plane, and the vertical direction in FIG. It is a circumferential direction (circumferential direction), and the left-right direction is the turbine rotor axial direction.

図2に示すように、ノズルボックス10の蒸気流路20に対応して、補強リブ30、35および第1段ノズル213aが円周方向に所定の間隔をおいて配置されている。また、補強リブ30、35は、第1段ノズル213aの上流側、すなわち第1段ノズル213aよりも蒸気流路20側に、第1段ノズル213aと所定の間隔をおいて配置されている。   As shown in FIG. 2, the reinforcing ribs 30 and 35 and the first stage nozzle 213 a are arranged at a predetermined interval in the circumferential direction corresponding to the steam flow path 20 of the nozzle box 10. The reinforcing ribs 30 and 35 are arranged at a predetermined interval from the first stage nozzle 213a on the upstream side of the first stage nozzle 213a, that is, on the steam flow path 20 side of the first stage nozzle 213a.

また、蒸気入口管220から導入されて蒸気流路20内に広がった蒸気は、図2に示すように、蒸気流路20の周方向角度によって、補強リブ30、35間に形成される通路に対して流入する角度が異なる。例えば、蒸気Saのように、タービンロータ軸に平行に流入する流れもあれば、蒸気Sbのように、タービンロータ軸方向に対して所定の角度ずれた方向に向かう流れもある。   Further, the steam introduced from the steam inlet pipe 220 and spreading into the steam flow path 20 becomes a passage formed between the reinforcing ribs 30 and 35 depending on the circumferential angle of the steam flow path 20 as shown in FIG. The inflow angle is different. For example, there is a flow that flows in parallel to the turbine rotor shaft, such as steam Sa, and a flow that flows in a direction shifted by a predetermined angle with respect to the turbine rotor shaft direction, such as steam Sb.

そこで、本発明に係る第1の実施の形態のノズルボックス10内における補強リブ30、35では、この様な補強リブ間の蒸気流入部における蒸気の流れの方向を、CFD(Computational Fluid Dynamics)を用いて、定常状態における3次元熱流体解析を行い、得られた結果に基づいて、補強リブ30、35を設置する角度を設定している。例えば、蒸気Saの流れ方向の場合には、中心線31が直線となる補強リブ30を、周方向断面の中心線31とタービンロータ軸とが平行になるように設置する。   Therefore, in the reinforcing ribs 30 and 35 in the nozzle box 10 according to the first embodiment of the present invention, the flow direction of the steam at the steam inflow portion between the reinforcing ribs is expressed by CFD (Computational Fluid Dynamics). The three-dimensional thermal fluid analysis in the steady state is performed, and the angle at which the reinforcing ribs 30 and 35 are installed is set based on the obtained result. For example, in the case of the flow direction of the steam Sa, the reinforcing rib 30 whose center line 31 is a straight line is installed so that the center line 31 of the circumferential section and the turbine rotor shaft are parallel to each other.

一方、例えば、蒸気Sbの流れ方向の場合には、補強リブ35の最上流側の端部(以下、前縁35aという)における周方向断面の中心線36の延長方向が、蒸気Sbの流れ方向に平行となるように、補強リブ35の前縁35a側を傾けて構成されている。この場合、補強リブ35の周方向断面の中心線36は曲線となる。なお、補強リブ35の前縁35a側の傾きを決める蒸気Sbの流れ方向は、例えば、補強リブ間の蒸気流入部、すなわち補強リブ35の前縁35a間によって形成される部分を流れる各蒸気流の流線方向を平均して設定することができる。また、この際、図2に示すように、蒸気Sbの流れ方向に平行となるように構成された補強リブ35の前縁35aにおける周方向断面の中心線36の延長線に平行な方向と、補強リブ間の蒸気流入部を流れる各蒸気流の流線方向とがなす角βは、前縁30aの形状によっても異なるが、±5度以下となることが好ましい。換言すると、このなす角βは、上記したように前縁35a側の傾きが決められた補強リブ35における周方向断面の中心線36の延長線に平行な方向と、この補強リブ間を流れる各蒸気流の流線方向とのずれ角の範囲を示すものである。なす角βをこの範囲とすることが好ましいのは、なす角βが5度を超える場合には、損失が増大する傾向があるからである。   On the other hand, for example, in the case of the flow direction of the steam Sb, the extending direction of the center line 36 in the circumferential cross section at the most upstream end (hereinafter referred to as the front edge 35a) of the reinforcing rib 35 is the flow direction of the steam Sb. The front edge 35a side of the reinforcing rib 35 is inclined so as to be parallel to the front surface. In this case, the center line 36 of the circumferential cross section of the reinforcing rib 35 is a curve. The flow direction of the steam Sb that determines the inclination of the reinforcing rib 35 on the front edge 35a side is, for example, each steam flow flowing through the steam inflow portion between the reinforcing ribs, that is, the portion formed by the front edge 35a of the reinforcing rib 35. It is possible to set an average of streamline directions. At this time, as shown in FIG. 2, a direction parallel to the extension of the center line 36 of the circumferential cross section at the front edge 35a of the reinforcing rib 35 configured to be parallel to the flow direction of the steam Sb, The angle β formed by the streamline direction of each steam flow flowing through the steam inflow portion between the reinforcing ribs varies depending on the shape of the front edge 30a, but is preferably ± 5 degrees or less. In other words, the angle β formed is a direction parallel to the extension line of the center line 36 of the circumferential cross section of the reinforcing rib 35 whose inclination on the front edge 35a side is determined as described above, and each flow between the reinforcing ribs. The range of the angle of deviation from the streamline direction of the steam flow is shown. The reason why the formed angle β is in this range is that the loss tends to increase when the formed angle β exceeds 5 degrees.

また、補強リブ30、35の最下流側の端部(以下、後縁30b、35bという)は、この補強リブ30、35の後縁30b、35bにおける周方向断面の中心線31、36の延長方向と、第1段ノズル213aの前縁230における周方向断面の中心線231の延長方向とが平行になるように構成されることが好ましい。また、補強リブ30、35の後縁30b、35bは、第1段ノズル213a間の上流側に所定の間隔をおいて位置するように構成されている。   Further, end portions on the most downstream side of the reinforcing ribs 30 and 35 (hereinafter referred to as rear edges 30b and 35b) are extensions of the center lines 31 and 36 in the circumferential direction of the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35. It is preferable that the direction and the extending direction of the center line 231 of the circumferential cross section at the front edge 230 of the first stage nozzle 213a are parallel to each other. Further, the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35 are configured to be positioned at a predetermined interval on the upstream side between the first stage nozzles 213a.

次に、蒸気流路20内に流入した蒸気の流れについて説明する。   Next, the flow of the steam that has flowed into the steam channel 20 will be described.

蒸気流路20に広がった蒸気の一部(蒸気Sa)は、タービンロータ軸に平行に流入するため、補強リブ30間を周方向断面において補強リブ30の中心線31に平行に流れ、第1段ノズル213aへ流入する。   Since a part of the steam (steam Sa) spreading in the steam flow path 20 flows in parallel to the turbine rotor shaft, it flows between the reinforcing ribs 30 parallel to the center line 31 of the reinforcing ribs 30 in the circumferential cross section. It flows into the stage nozzle 213a.

一方、蒸気流路20に広がった蒸気のうち、タービンロータ軸方向に対して所定の角度ずれた方向に流れる蒸気Sbは、周方向断面において上記したようにその流れる方向に対応して前縁35a側を傾け構成された補強リブ35間を流れ、第1段ノズル213aへ流入する。   On the other hand, the steam Sb flowing in a direction shifted by a predetermined angle with respect to the axial direction of the turbine rotor among the steam spreading in the steam flow path 20 corresponds to the flowing direction as described above in the circumferential cross section. It flows between the reinforcing ribs 35 that are inclined and flows into the first stage nozzle 213a.

ここで、前述した図8および図9に示した、上下2つの空間に分離され、それぞれの空間にボイラ(図示しない)からの蒸気を導入する2つの蒸気入口管が備えられた構成を有するノズルボックスと同様の構成のノズルボックスに、上記した本発明に係る第1の形態の補強リブ30、35および第1段ノズル213aを設置した構成において、補強リブの周方向の位置を示す周方向角度における流入角αを解析した。図3は、補強リブ30、35の周方向の位置を示す周方向角度における流入角αを示した図である。なお、この流入角αは、補強リブ30、35間の蒸気流入部において、補強リブ30、35の前縁30a、35aにおける周方向断面の中心線31、36の延長線に平行な方向と、周方向断面における蒸気の流れ方向、すなわち周方向断面の流線方向とがなす角度である。また、図3には、比較のため、前述した従来のノズルボックスを使用した場合における、補強リブの周方向の位置を示す周方向角度における流入角α(図11参照)も示している。また、図3に示された流入角αは、図11に示した解析と同様に、CFD(Computational Fluid Dynamics)を用いて、定常状態における3次元熱流体解析によって得られたものである。   Here, the nozzle shown in FIG. 8 and FIG. 9 described above, which is divided into two upper and lower spaces and has a structure provided with two steam inlet pipes for introducing steam from a boiler (not shown) into each space. In the configuration in which the reinforcing ribs 30 and 35 and the first-stage nozzle 213a according to the first embodiment of the present invention described above are installed in a nozzle box having the same configuration as the box, the circumferential angle indicating the circumferential position of the reinforcing rib The inflow angle α was analyzed. FIG. 3 is a view showing the inflow angle α at the circumferential angle indicating the circumferential position of the reinforcing ribs 30 and 35. The inflow angle α is a direction parallel to the extension lines of the center lines 31 and 36 of the circumferential cross section at the front edges 30a and 35a of the reinforcing ribs 30 and 35 in the steam inflow portion between the reinforcing ribs 30 and 35. It is an angle formed by the flow direction of steam in the circumferential section, that is, the streamline direction in the circumferential section. 3 also shows an inflow angle α (see FIG. 11) at a circumferential angle indicating the circumferential position of the reinforcing rib when the above-described conventional nozzle box is used for comparison. Further, the inflow angle α shown in FIG. 3 is obtained by a three-dimensional thermal fluid analysis in a steady state using CFD (Computational Fluid Dynamics), similarly to the analysis shown in FIG.

図3に示すように、従来の構成のノズルボックスにおける流入角αに比べて、本発明に係るノズルボックスにおける流入角αは、周方向角度に対して変動が小さいことがわかった。これによって、補強リブ35の前縁35aにおける渦などの乱れの発生が抑制され、圧力損失を抑制できる。   As shown in FIG. 3, it was found that the inflow angle α in the nozzle box according to the present invention has a smaller variation with respect to the circumferential direction angle than the inflow angle α in the nozzle box having the conventional configuration. Thereby, the occurrence of turbulence such as vortices at the front edge 35a of the reinforcing rib 35 is suppressed, and the pressure loss can be suppressed.

上記したように、第1の実施の形態のノズルボックス10によれば、補強リブ間に流入する蒸気の流れ方向に対応させて、補強リブ35の前縁35a側を傾けて構成することで、前縁35aにおける流れの剥離や渦の発生を抑制することができる。これによって、蒸気を第1段ノズル213aへ円滑に導くことができ、補強リブ間における圧力損失を抑制し、蒸気タービンの効率の向上を図ることができる。   As described above, according to the nozzle box 10 of the first embodiment, the front edge 35a side of the reinforcing rib 35 is inclined to correspond to the flow direction of the steam flowing between the reinforcing ribs. Flow separation and vortex generation at the leading edge 35a can be suppressed. Thereby, the steam can be smoothly guided to the first stage nozzle 213a, the pressure loss between the reinforcing ribs can be suppressed, and the efficiency of the steam turbine can be improved.

なお、第1の実施の形態のノズルボックス10の構成は、上記した構成に限られるものではない。図4は、本発明に係る第1の実施の形態のノズルボックス10内における補強リブ30、35の他の設置構成を模式的に示した図である。図5は、本発明に係る第1の形態のノズルボックス10内における補強リブ30、35および第1段ノズル213aの他の構成を模式的に示した図である。図6は、本発明に係る第1の形態のノズルボックス10内における補強リブ30、35のさらに他の設置構成を模式的に示した図である。なお、図4〜図6も図2と同様、ノズルボックス10内における補強リブ30、35および第1段ノズル213aの周方向断面を平面上に展開した周方向断面展開模式図を示している。   In addition, the structure of the nozzle box 10 of 1st Embodiment is not restricted to an above-described structure. FIG. 4 is a diagram schematically illustrating another installation configuration of the reinforcing ribs 30 and 35 in the nozzle box 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view schematically showing another configuration of the reinforcing ribs 30 and 35 and the first stage nozzle 213a in the nozzle box 10 of the first embodiment according to the present invention. FIG. 6 is a view schematically showing still another installation configuration of the reinforcing ribs 30 and 35 in the nozzle box 10 of the first embodiment according to the present invention. 4 to 6 also show a circumferential cross-sectional development schematic diagram in which the circumferential cross-sections of the reinforcing ribs 30 and 35 and the first stage nozzle 213a in the nozzle box 10 are developed on a plane, similarly to FIG.

図2に示した補強リブ30、35は、補強リブ30、35の後縁30b、35bが、第1段ノズル213a間の上流側に所定の間隔をおいて位置するように設置されているがこの構成に限られるものではない。例えば、図4に示すように、第1段ノズル213aと同数の補強リブ30、35を、補強リブ30、35の後縁30b、35bが、第1段ノズル213aの前縁230に対向する位置となるように設置してもよい。   The reinforcing ribs 30 and 35 shown in FIG. 2 are installed such that the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35 are located at a predetermined interval on the upstream side between the first stage nozzles 213a. The configuration is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4, the same number of reinforcing ribs 30 and 35 as the first stage nozzle 213a are disposed, and the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35 are opposed to the front edge 230 of the first stage nozzle 213a. You may install so that it may become.

このように補強リブ30、35を設置することで、補強リブ30、35の後縁30b、35bと、第1段ノズル213aの前縁230とが対向するため、補強リブ30、35の後縁30b、35bの直下流に生じる乱れが抑制され、圧力損失を低減することができる。また、乱れが抑制された状態で蒸気を第1段ノズル213aに導くことができるため、第1段ノズル213aにおいても圧力損失を低減することができる。   By installing the reinforcing ribs 30 and 35 in this way, the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35 and the front edge 230 of the first stage nozzle 213a face each other. Disturbances that occur immediately downstream of 30b and 35b are suppressed, and pressure loss can be reduced. Further, since the steam can be guided to the first stage nozzle 213a in a state in which the turbulence is suppressed, the pressure loss can be reduced also in the first stage nozzle 213a.

また、図5に示すように、第1段ノズル213aと同数の補強リブ30、35を、補強リブ30、35の後縁30b、35bが、第1段ノズル213aの前縁230に対向する位置で、かつ補強リブ30、35の後縁30b、35bと第1段ノズル213aの前縁230との間隔を可能な限り最小となるように設置してもよい。また、補強リブ30、35の後縁30b、35bと第1段ノズル213aの前縁230の形状、具体的には、対向する補強リブ30、35の後縁30b、35bの面の形状と第1段ノズル213aの前縁230の面の形状を同じにし、補強リブ30、35から第1段ノズル213aへ向かって蒸気が段差なく流れることができる流路を構成してもよい。   Further, as shown in FIG. 5, the same number of reinforcing ribs 30 and 35 as the first stage nozzle 213a are arranged, and the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35 are opposed to the front edge 230 of the first stage nozzle 213a. In addition, the distance between the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35 and the front edge 230 of the first stage nozzle 213a may be set to be as small as possible. Also, the shape of the rear edges 30b, 35b of the reinforcing ribs 30, 35 and the front edge 230 of the first stage nozzle 213a, specifically, the shape of the surface of the rear edges 30b, 35b of the opposing reinforcing ribs 30, 35 and the first shape. The shape of the surface of the front edge 230 of the first-stage nozzle 213a may be the same, and a flow path through which steam can flow from the reinforcing ribs 30 and 35 toward the first-stage nozzle 213a without any step may be configured.

このように補強リブ30、35および第1段ノズル213aを構成することで、補強リブ30、35の後縁30b、35bから流出する蒸気が円滑に第1段ノズル213aへと流入する。そのため、補強リブ30、35の後縁30b、35bの直下流に生じる乱れが抑制されるとともに、蒸気が補強リブ30、35から第1段ノズル213aへと流入する際の乱れなどの発生が抑制され、圧力損失を低減することができる。また、乱れが抑制された状態で蒸気を第1段ノズル213aに導くことができるため、第1段ノズル213aにおいても圧力損失を低減することができる。   By configuring the reinforcing ribs 30 and 35 and the first stage nozzle 213a in this manner, the steam flowing out from the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35 smoothly flows into the first stage nozzle 213a. Therefore, the turbulence generated immediately downstream of the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35 is suppressed, and the occurrence of turbulence when steam flows from the reinforcing ribs 30 and 35 to the first stage nozzle 213a is suppressed. The pressure loss can be reduced. Further, since the steam can be guided to the first stage nozzle 213a in a state in which the turbulence is suppressed, the pressure loss can be reduced also in the first stage nozzle 213a.

また、図6に示すように、図4で示した補強リブ30、35の構成において、第1段ノズル213aと同数の補強リブ30、35を設けずに、例えば、補強リブ30、35を1つ置きに間引いて構成してもよい。なお、この場合においても、図4で示した補強リブ30、35の構成と同様に、補強リブ30、35の後縁30b、35bが、第1段ノズル213aの前縁230に対向する位置となるように設置される。   Further, as shown in FIG. 6, in the configuration of the reinforcing ribs 30 and 35 shown in FIG. 4, for example, the reinforcing ribs 30 and 35 are arranged in the same number as the first stage nozzle 213 a without providing the same number of reinforcing ribs 30 and 35. It may be configured by thinning out every other. In this case as well, the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35 are opposed to the front edge 230 of the first stage nozzle 213a, similarly to the configuration of the reinforcing ribs 30 and 35 shown in FIG. It is installed to become.

このように補強リブ30、35を設置することで、補強リブ30、35の後縁30b、35bと、第1段ノズル213aの前縁230とが対向するため、補強リブ30、35の後縁30b、35bの直下流に生じる乱れが抑制され、圧力損失を低減することができる。また、乱れが抑制された状態で蒸気を第1段ノズル213aに導くことができるため、第1段ノズル213aにおいても圧力損失を低減することができる。さらに、補強リブ30、35の数を減少させることで、補強リブ間の流路断面積が増加し、補強リブ間を蒸気が流れる際の圧力損失を低減することができる。   By installing the reinforcing ribs 30 and 35 in this way, the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35 and the front edge 230 of the first stage nozzle 213a face each other. Disturbances that occur immediately downstream of 30b and 35b are suppressed, and pressure loss can be reduced. Further, since the steam can be guided to the first stage nozzle 213a in a state in which the turbulence is suppressed, the pressure loss can be reduced also in the first stage nozzle 213a. Furthermore, by reducing the number of the reinforcing ribs 30 and 35, the cross-sectional area of the flow path between the reinforcing ribs can be increased, and the pressure loss when steam flows between the reinforcing ribs can be reduced.

(第2の実施の形態のノズルボックス)
図7は、本発明に係る第2の実施の形態のノズルボックス10内における補強リブ30、35および第1段ノズル213aの設置構成を模式的に示した図である。なお、図7も図2と同様、ノズルボックス10内における補強リブ30、35および第1段ノズル213aの周方向断面を平面上に展開した周方向断面展開模式図を示している。また、第1の実施の形態のノズルボックス10の構成と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
(Nozzle box of the second embodiment)
FIG. 7 is a diagram schematically showing the installation configuration of the reinforcing ribs 30 and 35 and the first stage nozzle 213a in the nozzle box 10 according to the second embodiment of the present invention. 7 also shows a circumferential cross-sectional development schematic diagram in which the circumferential cross-sections of the reinforcing ribs 30 and 35 and the first stage nozzle 213a in the nozzle box 10 are developed on a plane, as in FIG. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the structure of the nozzle box 10 of 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted or simplified.

ここでは、前縁35aの周方向断面における中心線36の延長方向が、蒸気の流れ方向に平行となるように前縁35a側を傾けた構成の補強リブ35の形状のみが、前述した第1の実施の形態における構成(図2参照)と異なるので、主にこの補強リブ35構成について説明する。   Here, only the shape of the reinforcing rib 35 having a configuration in which the front edge 35a side is inclined so that the extending direction of the center line 36 in the circumferential section of the front edge 35a is parallel to the flow direction of the steam is the first described above. Therefore, the configuration of the reinforcing rib 35 will be mainly described.

ノズルボックス10の蒸気流路20に広がった蒸気は、補強リブの周方向角度に対して流入角分布を有する以外にも、補強リブの高さ方向、すなわち補強リブの半径方向(すなわち、図7における紙面の表裏方向)に対しても流入角分布を有することがある。第2の実施の形態の補強リブ35は、このような補強リブの高さ方向に蒸気の流入角分布を有する場合においても適用可能な構成を備えるものである。   The steam that has spread to the steam flow path 20 of the nozzle box 10 has an inflow angle distribution with respect to the circumferential direction angle of the reinforcing rib, and in other words, the height direction of the reinforcing rib, that is, the radial direction of the reinforcing rib (that is, FIG. May also have an inflow angle distribution with respect to the front and back direction of the paper. The reinforcing rib 35 of the second embodiment has a configuration that can be applied even when the inflow angle distribution of steam is provided in the height direction of the reinforcing rib.

図7に示された、補強リブ35では、補強リブ35の内径側である根元部35cにおける蒸気の流れがタービンロータ軸に平行に流入し、補強リブ35の外径側である先端部35dにおける蒸気の流れがタービンロータ軸方向に対して所定の角度ずれた方向に流入する場合を想定した形状となっている。   In the reinforcing rib 35 shown in FIG. 7, the steam flow in the root portion 35 c that is the inner diameter side of the reinforcing rib 35 flows in parallel to the turbine rotor shaft, and in the tip portion 35 d that is the outer diameter side of the reinforcing rib 35. The steam flow is assumed to flow in a direction shifted by a predetermined angle with respect to the axial direction of the turbine rotor.

具体的に、補強リブ35の根元部35cの形状は、補強リブ30と同様の形状を有し、根元部35cの周方向断面における中心線36aは直線となり、またこの中心線36aとタービンロータ軸とが平行になる。一方、根元部35cから高さ方向、すなわち半径方向(外側方向)に徐々に前縁35a側を蒸気の流れ方向に平行となるように傾け、補強リブ35は、先端部35dの周方向断面において、補強リブ35の前縁35aにおける中心線36bの延長方向が、蒸気Sbの流れ方向に平行となるように構成されている。先端部35dにおける周方向断面における補強リブ35の中心線36bは曲線となる。   Specifically, the shape of the root portion 35c of the reinforcing rib 35 has the same shape as that of the reinforcing rib 30, and the center line 36a in the circumferential cross section of the root portion 35c is a straight line, and the center line 36a and the turbine rotor shaft And become parallel. On the other hand, the leading edge 35a is gradually inclined from the root portion 35c in the height direction, that is, in the radial direction (outward direction) so as to be parallel to the steam flow direction, and the reinforcing rib 35 is formed in the circumferential section of the tip portion 35d. The extending direction of the center line 36b at the front edge 35a of the reinforcing rib 35 is configured to be parallel to the flow direction of the steam Sb. The center line 36b of the reinforcing rib 35 in the circumferential cross section at the tip 35d is a curve.

このような構成を有する補強リブ間を流れる蒸気は、補強リブ35の根元部35c付近では、タービンロータ軸に平行に流入するため、補強リブ間を中心線36aに平行に流れ、第1段ノズル213aへ流入する。一方、補強リブ35の先端部35d付近では、タービンロータ軸方向に対して所定の角度ずれた方向に流れる蒸気Sbは、その流れる方向に対応して前縁35a側を傾け構成された補強リブに沿って流れ、第1段ノズル213aへ流入する。   Since the steam flowing between the reinforcing ribs having such a configuration flows in parallel to the turbine rotor shaft in the vicinity of the root portion 35c of the reinforcing rib 35, the steam flows between the reinforcing ribs in parallel to the center line 36a. It flows into 213a. On the other hand, in the vicinity of the front end portion 35d of the reinforcing rib 35, the steam Sb flowing in a direction deviated by a predetermined angle with respect to the turbine rotor axial direction is formed into a reinforcing rib that is configured so that the front edge 35a side is inclined corresponding to the flowing direction. And flows into the first stage nozzle 213a.

このように補強リブ30、35を設置することで、ノズルボックス10の蒸気流路20に広がった蒸気が補強リブの高さ方向、すなわち半径方向に対しても流入角分布を有する場合でも、補強リブ間に流入する蒸気の流れ方向に対応させて、補強リブ35の前縁35a側を傾かせて構成することで、前縁35aにおける流れの剥離や渦の発生を抑制することができる。これによって、蒸気を第1段ノズル213aへ円滑に導くことができ、補強リブ間における圧力損失が抑制され、蒸気タービンの効率の向上を図ることができる。   By installing the reinforcing ribs 30 and 35 in this manner, even if the steam spreading in the steam flow path 20 of the nozzle box 10 has an inflow angle distribution in the height direction of the reinforcing ribs, that is, in the radial direction, the reinforcement is performed. Corresponding to the flow direction of the steam flowing between the ribs, the front edge 35a side of the reinforcing rib 35 is tilted to prevent flow separation and vortex generation at the front edge 35a. Thus, the steam can be smoothly guided to the first stage nozzle 213a, the pressure loss between the reinforcing ribs can be suppressed, and the efficiency of the steam turbine can be improved.

なお、ここでは、補強リブ35において、先端部側を傾かせる構成の一例を示したが、補強リブ35に流入する蒸気の流入角分布によっては、根元部側を傾かせる構成とすることもあり、すなわち、蒸気の流入角分布に基づいて、補強リブ35の前縁35aの形状は適宜設定される。また、ここでは、補強リブ30、35の後縁30b、35bが、第1段ノズル213a間の上流側に所定の間隔をおいて位置するように設置された一例(図2参照)を説明したが、第2の実施の形態に係る構成は、例えば、図4〜図6に示された補強リブ30、35の構成にも適用することができる。   Here, an example of the configuration in which the tip end side is inclined in the reinforcing rib 35 is shown, but depending on the inflow angle distribution of the steam flowing into the reinforcing rib 35, the root side may be inclined. In other words, the shape of the front edge 35a of the reinforcing rib 35 is appropriately set based on the distribution angle distribution of steam. Further, here, an example (see FIG. 2) in which the rear edges 30b and 35b of the reinforcing ribs 30 and 35 are disposed at a predetermined interval on the upstream side between the first stage nozzles 213a has been described. However, the structure which concerns on 2nd Embodiment is applicable also to the structure of the reinforcement ribs 30 and 35 shown by FIGS. 4-6, for example.

以上、本発明を一実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。   Although the present invention has been specifically described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

本発明に係るノズルボックスを備えた蒸気タービンの上半ケーシング部における断面を示した図。The figure which showed the cross section in the upper half casing part of the steam turbine provided with the nozzle box which concerns on this invention. 本発明に係る第1の実施の形態のノズルボックス内における補強リブおよび第1段ノズルの設置構成を模式的に示した図。The figure which showed typically the installation structure of the reinforcement rib in the nozzle box of 1st Embodiment which concerns on this invention, and a 1st step | paragraph nozzle. 補強リブの周方向の位置を示す周方向角度における流入角αを示した図。The figure which showed inflow angle (alpha) in the circumferential direction angle which shows the position of the circumferential direction of a reinforcement rib. 本発明に係る第1の実施の形態のノズルボックス内における補強リブの他の設置構成を模式的に示した図。The figure which showed typically the other installation structure of the reinforcement rib in the nozzle box of 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第1の実施の形態のノズルボックス内における補強リブおよび第1段ノズルの他の構成を模式的に示した図。The figure which showed typically the other structure of the reinforcement rib in the nozzle box of 1st Embodiment which concerns on this invention, and a 1st step | paragraph nozzle. 本発明に係る第1の実施の形態のノズルボックス内における補強リブのさらに他の設置構成を模式的に示した図。The figure which showed typically the further installation structure of the reinforcement rib in the nozzle box of 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第2の実施の形態のノズルボックス内における補強リブおよび第1段ノズルの設置構成を模式的に示した図。The figure which showed typically the installation structure of the reinforcement rib in the nozzle box of the 2nd Embodiment which concerns on this invention, and a 1st step | paragraph nozzle. 従来のノズルボックスのタービンロータに垂直な断面を第1段ノズル側から見たときの図。The figure when the cross section perpendicular | vertical to the turbine rotor of the conventional nozzle box is seen from the 1st stage nozzle side. 図8のA−A断面を示す図。The figure which shows the AA cross section of FIG. 蒸気入口管からノズルボックスの空間に導入された蒸気が補強リブ間に流入する際の蒸気の流れを模式的に示した図。The figure which showed typically the flow of the vapor | steam when the vapor | steam introduce | transduced into the space of the nozzle box from the vapor | steam inlet pipe flows in between reinforcement ribs. 補強リブの周方向の位置を示す周方向角度における流入角αを示した図。The figure which showed inflow angle (alpha) in the circumferential direction angle which shows the position of the circumferential direction of a reinforcement rib. 2つの蒸気入口管によってノズルボックスに蒸気を導入する構成を備える従来のノズルボックスのタービンロータに垂直な断面を第1段ノズル側から見たときの図。The figure when the cross section perpendicular | vertical to the turbine rotor of the conventional nozzle box provided with the structure which introduce | transduces a steam into a nozzle box by two steam inlet pipes is seen from the 1st stage nozzle side. 図12に示されたノズルボックスの形状における、補強リブの周方向の位置を示す周方向角度における流入角αを示した図。The figure which showed the inflow angle (alpha) in the circumferential direction angle | corner which shows the position of the circumferential direction of a reinforcement rib in the shape of the nozzle box shown by FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…ノズルボックス、20…蒸気流路、30,35…補強リブ、30a,35a,230…前縁、30b,35b…後縁、31,36,231…中心線、200…蒸気タービン、210…内部ケーシング、211…外部ケーシング、212…タービンロータ、213…ノズル、213a…第1段ノズル、214…動翼、214a…第1段動翼、220…蒸気入口管、Sa,Sb…蒸気。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Nozzle box, 20 ... Steam flow path, 30, 35 ... Reinforcement rib, 30a, 35a, 230 ... Front edge, 30b, 35b ... Rear edge, 31, 36, 231 ... Center line, 200 ... Steam turbine, 210 ... Inner casing, 211 ... outer casing, 212 ... turbine rotor, 213 ... nozzle, 213a ... first stage nozzle, 214 ... moving blade, 214a ... first stage moving blade, 220 ... steam inlet pipe, Sa, Sb ... steam.

Claims (6)

蒸気入口管から導入され、周方向に広がる蒸気流路に流入した蒸気を補強リブ間を通して第1段ノズルへ導くように構成された蒸気タービン用ノズルボックスであって、
前記第1段ノズルの上流側に設置された補強リブのうち、少なくとも1つの補強リブが、他の補強リブとは異なる角度で設置されていることを特徴とする蒸気タービン用ノズルボックス。
A steam turbine nozzle box configured to guide steam introduced from a steam inlet pipe and flowing into a steam flow path extending in a circumferential direction to a first stage nozzle between reinforcing ribs;
The steam turbine nozzle box, wherein at least one of the reinforcing ribs installed upstream of the first stage nozzle is installed at an angle different from that of the other reinforcing ribs.
前記少なくとも1つの補強リブにおいて、蒸気が流入する前縁部の周方向断面のタービンロータ軸方向に対する角度が半径方向に異なることを特徴とする請求項1記載の蒸気タービン用ノズルボックス。   2. The nozzle box for a steam turbine according to claim 1, wherein, in the at least one reinforcing rib, an angle with respect to a turbine rotor axial direction of a circumferential cross section of a front edge portion into which steam flows is different in a radial direction. 前記補強リブの設置角度は、各補強リブ間に流入する蒸気の流れる方向に基づいて設定されていることを特徴とする請求項1または2記載の蒸気タービン用ノズルボックス。   The nozzle box for a steam turbine according to claim 1 or 2, wherein an installation angle of the reinforcing rib is set based on a flow direction of steam flowing between the reinforcing ribs. 設置される前記補強リブの数が、前記第1段ノズルの数と同じであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の蒸気タービン用ノズルボックス。   4. The steam turbine nozzle box according to claim 1, wherein the number of the reinforcing ribs to be installed is the same as the number of the first stage nozzles. 5. 少なくとも1つの前記補強リブにおける蒸気が流出する後縁部が、前記第1段ノズルの前縁に対向する位置となるように前記補強リブが設置されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の蒸気タービン用ノズルボックス。   5. The reinforcing rib is installed such that a rear edge portion where steam flows out of at least one of the reinforcing ribs is located at a position facing a front edge of the first stage nozzle. The nozzle box for steam turbines of any one of these. 蒸気入口管から導入され、周方向に広がる蒸気流路に流入した蒸気を補強リブ間を通して第1段ノズルへ導くように構成されたノズルボックスを備えた蒸気タービンであって、
前記ノズルボックスが、請求項1乃至5のいずれか1項記載の蒸気タービン用ノズルボックスであることを特徴とする蒸気タービン。
A steam turbine including a nozzle box configured to guide steam introduced from a steam inlet pipe and flowing into a steam flow path extending in a circumferential direction to the first stage nozzle through the reinforcing ribs;
The steam turbine according to any one of claims 1 to 5, wherein the nozzle box is a nozzle box for a steam turbine.
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