JP2010285924A - Steam turbine and stationary part sealing structure thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気タービンおよびその静止部シール構造に関する。 The present invention relates to a steam turbine and a stationary part seal structure thereof.
近年、発電プラントの運転経済性を改善し発電効率の改善を図るために、タービン性能の向上を図ることが重要な課題となっている。 In recent years, in order to improve the operational economy of power plants and improve power generation efficiency, it has become an important issue to improve turbine performance.
タービンの内部における損失は翼のプロファイル損失、2次損失、あるいは最終段の排気損失といった本質的な損失が主であるが、もっと分かりやすい損失として蒸気漏洩がある。蒸気漏洩量が多ければ、それだけ仕事をする蒸気が減ることになるため、当然損失が増えることになる。従来からこの蒸気漏洩量を減らすために、数々のシール構造が開発されているが、それらは羽根・ロータとノズル、ロータとグランドなど、回転部と静止部間に生じる蒸気漏洩に関するものが主である。実際に最も大きな蒸気漏洩損失は羽根・ロータとノズル間にあるため、当部のシール構造に力を入れられているのは当然であるが、もっと全体を見渡すと、他にも、損失量は少ないものの蒸気漏洩による損失が見られる箇所がある。特に、タービン車室、タービンノズル、グランド車室等の静止部の組み合わせによって、圧力、温度の異なる空間を分離する境界を2箇所以上持つ二重化車室構造(特許文献1参照)において蒸気漏洩損失が顕著に見られる。 The loss inside the turbine is mainly an essential loss such as a blade profile loss, a secondary loss, or an exhaust loss at the final stage, but a steam leakage is a more easily understood loss. If the amount of steam leakage is large, the amount of steam working is reduced accordingly, so the loss naturally increases. A number of seal structures have been developed to reduce this amount of steam leakage, but these are mainly related to steam leakage that occurs between the rotating part and the stationary part, such as blades, rotors and nozzles, and rotors and grounds. is there. Actually, the largest steam leakage loss is between the blade / rotor and the nozzle, so it is natural to put effort into the seal structure of this part. There are some places where loss due to steam leakage is seen. In particular, steam leakage loss occurs in a double casing structure (see Patent Document 1) having two or more boundaries that separate spaces having different pressures and temperatures by combining stationary parts such as a turbine casing, a turbine nozzle, and a ground casing. It is noticeable.
タービン内部の蒸気条件はプラントにもよるが、最近の高性能化により25MPa以上、600℃以上になることもある。タービン外部は大気圧である。二重化車室構造の蒸気タービンでは、タービン内・外部間には、高温、高圧の蒸気が外部に流出するのを防止し、圧力・温度差を緩和するように二重化された静止部が設置されている。そして、静止部によって、圧力、温度が異なる少なくとも三つの空間を分離するために、少なくとも二つの境界が存在している。一つの境界では、圧力差によって、静止部同士が面接触することによりシールする構造(以下、「スチームジョイント」によるシール構造と呼ぶ)を採用している。一方、他の境界では、熱膨張の逃げが必要なことから、静止部同士を面接触させることができないため、嵌合部のクリアランスを可能な限り小さくするシール構造を採用している。 The steam conditions inside the turbine depend on the plant, but may be 25 MPa or more and 600 ° C. or more due to recent high performance. The outside of the turbine is at atmospheric pressure. In a double-chamber structure steam turbine, between the inside and outside of the turbine, a high-temperature, high-pressure steam is prevented from flowing out, and a stationary part that is doubled is installed to ease the pressure / temperature difference. Yes. In order to separate at least three spaces having different pressures and temperatures by the stationary portion, there are at least two boundaries. At one boundary, a structure that seals the stationary parts by surface contact with each other due to a pressure difference (hereinafter referred to as a “steam joint” seal structure) is adopted. On the other hand, since it is necessary to escape thermal expansion at other boundaries, the stationary portions cannot be brought into surface contact with each other, and therefore, a seal structure is adopted in which the clearance of the fitting portion is made as small as possible.
上述のような蒸気タービンの静止部間シール構造においては、スチームジョイントによるシールは確実に漏洩量を無くすことができるものの、スチームジョイントによらないシールに関しては、クリアランスは小さくしているものの完全には漏洩量をゼロにすることはできない。この漏洩による損失は最近の分析で、無視できないレベルであることが分かってきており、またこのような箇所が多数あれば過大な損失となってしまう。 In the seal structure between the stationary parts of the steam turbine as described above, the seal by the steam joint can surely eliminate the leakage amount, but the seal not by the steam joint is completely reduced although the clearance is small. The amount of leakage cannot be reduced to zero. The loss due to this leakage has been found to be a level that cannot be ignored in recent analyses, and if there are many such points, the loss will be excessive.
本発明は上記背景技術の課題を解決するためになされたものであり、蒸気タービンにおいて、互いに異なる圧力の空間同士を仕切る静止部同士のシール部の蒸気漏洩を抑制して、蒸気タービンの効率向上を図ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the background art, and in a steam turbine, the steam leakage of a seal portion between stationary portions that partition spaces having different pressures is suppressed, thereby improving the efficiency of the steam turbine. It aims to plan.
上記目的を達成するために、本発明に係る蒸気タービンは、互いに圧力が異なる第1、第2および第3の空間と、前記第1および第2の空間の間を仕切る第1のシール部と、前記第2および第3の空間の間を仕切る第2のシール部と、を形成する、互いに固定されていない第1および第2の静止部材を有する蒸気タービンであって、前記第1のシール部は、前記第1および第2の空間内の圧力の違いによって前記第1および第2の静止部材が互いに押し付けられてシールされるように構成され、前記第2のシール部には、前記第1の静止部材と第2の静止部材とが近接する間隙にシール部材が配置されていること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, a steam turbine according to the present invention includes first, second, and third spaces having different pressures, and a first seal portion that partitions between the first and second spaces. A steam turbine having first and second stationary members that are not fixed to each other, forming a second seal portion that partitions between the second and third spaces. The portion is configured such that the first and second stationary members are pressed against each other due to a difference in pressure in the first and second spaces and sealed, and the second seal portion includes The seal member is disposed in a gap where the one stationary member and the second stationary member are close to each other.
また、本発明にかかる蒸気タービン静止部シール構造は、互いに圧力が異なる第1、第2および第3の空間と、前記第1および第2の空間の間を仕切る第1のシール部と、前記第2および第3の空間の間を仕切る第2のシール部と、を形成する、互いに固定されていない第1および第2の静止部材を有する蒸気タービンの静止部シール構造であって、前記第1のシール部は、前記第1および第2の空間内の圧力の違いによって前記第1および第2の静止部材が互いに押し付けられてシールされるように構成され、前記第2のシール部には、前記第1の静止部材と第2の静止部材とが近接する間隙にシール部材が配置されていること、を特徴とする。 Further, the steam turbine stationary part seal structure according to the present invention includes first, second and third spaces having different pressures, a first seal part which partitions between the first and second spaces, A stationary part sealing structure for a steam turbine having first and second stationary members that are not fixed to each other, and that forms a second seal part that partitions between the second and third spaces, The first seal portion is configured such that the first and second stationary members are pressed against each other due to a difference in pressure in the first and second spaces, and the second seal portion includes A sealing member is disposed in a gap where the first stationary member and the second stationary member are close to each other.
この発明によれば、蒸気タービンにおいて、互いに異なる圧力の空間同士を仕切る静止部同士のシール部の蒸気漏洩が抑制され、蒸気タービンの効率向上を図ることができる。 According to the present invention, in the steam turbine, steam leakage of the seal portion between the stationary portions that partition the spaces having different pressures is suppressed, and the efficiency of the steam turbine can be improved.
以下、本発明に係る蒸気タービンの実施形態を、図面を参照しながら説明する。ここで、互いに同一また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。 Hereinafter, an embodiment of a steam turbine according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
[第1の実施形態]
図1は本発明に係る蒸気タービンの第1の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、図2のI部を拡大して示す部分縦断面図である。図2は第1の実施形態の要部を示す部分縦断面図である。図3は第1の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、図1のIII部を拡大して示す部分縦断面図である。図4は第1の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、図2のIV部を拡大して示す部分縦断面図である。図5は第1の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、図2のV部を拡大して示す部分縦断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing a main part of a first embodiment of a steam turbine according to the present invention, and is a partial longitudinal sectional view showing an enlarged portion I of FIG. FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view showing the main part of the first embodiment. FIG. 3 is a partial vertical cross-sectional view showing the main part of the first embodiment, and is a partial vertical cross-sectional view showing the portion III of FIG. 1 in an enlarged manner. FIG. 4 is a partial vertical sectional view showing the main part of the first embodiment, and is a partial vertical sectional view showing the IV part of FIG. 2 in an enlarged manner. FIG. 5 is a partial vertical cross-sectional view showing the main part of the first embodiment, and is a partial vertical cross-sectional view showing the V part of FIG. 2 in an enlarged manner.
この蒸気タービンは多段軸流タービンであって、二重車室構造のものであり、静止部として、外部車室101と、その内側に配置された内部車室102およびグランド車室202とを備えている。外部車室101の外側は大気にさらされている。内部車室102およびグランド車室202の内側には、タービンロータ50が、回転軸を水平にして配置されている。タービンロータ50には、軸方向に複数段の動翼51が配置され、各段の動翼51の上流側にタービンノズル302が配置されている。
This steam turbine is a multistage axial turbine having a double casing structure, and includes an
タービンノズル302は、複数の静翼が円周方向に配列された静翼部303と、静翼部303の外側の外側円環部304と、静翼部303の内側の内側円環部305とを備えている。
The
外部車室101、内部車室102、グランド車室202、タービンノズル302はいずれも静止部材であるが、熱膨張の逃げを許容するために互いに固定はされていない。そして、これらの静止部材同士が隣接する各部にシール部が形成されている。以下、それら各部のシール構造について説明する。
The
(外部車室・内部車室間のシール部)
はじめに、外部車室101と内部車室102との間のシール部について、図1、図2および図3を参照して説明する。内部車室102の外側には第1の隔壁11および第2の隔壁12が形成され、外部車室101と内部車室102とによって形成される円環状の空間が、第1の隔壁11および第2の隔壁12によって、第1の空間13、第2の空間14、第3の空間15に仕切られている。
(Seal part between external compartment and internal compartment)
First, a seal portion between the
外部車室101が第1の隔壁11の外周部16と対向する位置には、第1の隔壁11の外周部16を受け容れる円環状に延びる第1のはめあい溝17が形成されている。第1の隔壁11の外周部16と第1のはめあい溝17の間は互いに固定されておらず、組立時にはわずかではあるが互いに動ける状態にある。
A first fitting groove 17 extending in an annular shape that accepts the outer
同様に、外部車室101が第2の隔壁12の外周部18と対向する位置には、第2の隔壁12の外周部18を受け容れる円環状に延びる第2のはめあい溝19が形成されていて、第2の隔壁12の外周部18と第2のはめあい溝19の間は互いに固定されておらず、間隙を有して互いに対向している。
Similarly, a second
第2のはめあい溝19内で第2の隔壁12の外周部18の外側と第2のはめあい溝19の底部との間には環状に延びて半径方向に揺動可能なシール部材30が配置されている。第2の隔壁12の外周部18にはシール部材30の一部を収容するシール部材収容溝31が回転円周全周にわたって形成されている。シール部材30の根元に幅広部32が形成され、第2のはめあい溝19の底部に近い位置には幅狭部33が形成され、さらに幅狭部33の先端には第2のはめあい溝19の底部に向かって突出するフィン部34が形成されている。フィン部34は円環板状であって、図示の例では、回転軸方向に互いに間隔をあけて2枚が並んで配列されている。
Within the second
シール部材収容溝31は、シール部材30の幅広部32と幅狭部33に対応して幅広部と幅狭部があり、シール部材30が回転半径方向に揺動可能であり、しかもシール部材収容溝31から抜け出さないように構成されている。
The seal
シール部材収容溝31の底部にはバネなどの弾性部材35が配置され、シール部材30を回転半径方向外側に、すなわち第2のはめあい溝19の底部に向かって押し付けていて、これによりフィン部34が第2のはめあい溝19の底部に押し付けられるようになっている。
An
蒸気タービンの運転時には、外部車室101内および内部車室102内に蒸気が導入され、第1の空間13、第2の空間14、第3の空間15内の圧力は、第1の空間13内で最も高く、第3の空間15内で最も低く、第2の空間14内では中間の高さになるように構成されている。このような圧力の差によって、内部車室102は外部車室101に対して相対的に回転軸方向に、図1、図2の左向きに押し付けられる。このとき、第1の隔壁11の外周部16と第1のはめあい溝17の対向面で、第2の空間14寄りの部分が互いに押し付け合い、「スチームジョイント」により、第1の空間13と第2の空間14との間のシール部(第1のシール部)21が形成される。
During the operation of the steam turbine, steam is introduced into the
一方、第2の隔壁12の外周部18と第2のはめあい溝19との間にはシール部材30が介在することにより、第2の空間14と第3の空間15との間のシール部(第2のシール部)22が形成される。
On the other hand, a
特に、第2のシール部22で、弾性部材35がシール部材30を第2のはめあい溝19の底部に押し付けるので蒸気漏洩を抑制することができる。さらに、フィン部34が突出していることから第2のシール部22でのシール部材30とはめあい溝19の底面との接触を保つことができ、さらには、フィン部34が複数個あることによりフィン部34先端を通って漏洩する蒸気の流量を抑制することができる。
In particular, in the
このようにして、スチームジョイントによる第1のシール部21のみならず、第2のシール部22でも、シール部材30の働きによって、外部車室101と内部車室102との間での蒸気漏洩を抑制することができる。
In this way, not only the
(外部車室・グランド車室間のシール部)
つぎに、外部車室101とグランド車室202との間のシール部について、図2および図4を参照して説明する。
(Seal part between external compartment and ground compartment)
Next, a seal portion between the
図4に示す構造において、外部車室101と、その内側に配置されたグランド車室202により、円環状に、第1の空間213、第2の空間214、第3の空間215が形成されている。
In the structure shown in FIG. 4, a
グランド車室202に円環状の第1のはめあい溝40が形成され、この第1のはめ合い溝40にはめ合うように外部車室101に第1の突起部41が形成されている。
An annular first
また、外部車室101に円環状の第2のはめ合い溝42が形成され、この第2のはめ合い溝42にはめ合うようにグランド車室202に第2の突起部43が形成されている。
Further, an annular second
さらに、グランド車室202の第2の突起部43の近くで外部車室101に対向する位置にシール部材収容溝231が形成されている。シール部材収容溝231に、シール部材230および弾性部材235が配置されている。シール部材収容溝231、シール部材230および弾性部材235の構成は、それぞれ、前述の外部車室・内部車室間の第2のシール部22におけるシール部材収容溝31、シール部材30および弾性部材35(図3)と同様である。
Further, a seal
前述の外部車室・内部車室間のシール部と同様に、蒸気タービンの運転時には、外部車室101内およびグランド車室202内に蒸気が導入され、第1の空間213、第2の空間214、第3の空間215内の圧力は、第1の空間213内で最も高く、第3の空間215内で最も低くなるように構成されている。このような圧力の差によって、グランド車室202は外部車室101に対して相対的に回転軸方向に、図2および4の左向きに押し付けられる。
Similar to the seal portion between the external compartment and the internal compartment described above, steam is introduced into the
このとき、グランド車室202の第1のはめあい溝40と外部車室101の第1の突起部41との間で、「スチームジョイント」により、第1の空間213と第2の空間214との間のシール部(第1のシール部)221が形成される。
At this time, between the first
一方、弾性部材235がシール部材230を回転半径方向外側に向かって、外部車室101の内面に向かって押し付けているので、第2の空間214と第3の空間215との間のシール部(第2のシール部)222が形成される。
On the other hand, since the
これにより、前述の外部車室・内部車室間のシール部と同様の原理により、外部車室101とグランド車室202との間で蒸気漏洩を抑制することができる。
Thereby, steam leakage between the
(内部車室・タービンノズル間のシール部)
つぎに、内部車室102とタービンノズル302との間のシール部について図2および図5を参照して説明する。
(The seal between the internal casing and the turbine nozzle)
Next, a seal portion between the
図5に示す構造において、内部車室102とタービンノズル302により、第1の空間313、第2の空間314、第3の空間315が形成されている。この構成では、蒸気タービン運転時の圧力は、第1の空間313の圧力は第2の空間314の圧力よりも高い。第3の空間315の圧力は、蒸気タービンの運転状態によって、第1の空間313の圧力および第2の空間314の圧力よりも高い場合も低い場合もありうる。
In the structure shown in FIG. 5, a
なお、各段落ごとにタービンノズルが配置されているが、ここでは第1段落のタービンノズル302のみに着目して説明する。
In addition, although the turbine nozzle is arrange | positioned for every paragraph, it demonstrates paying attention only to the
内部車室102に、回転半径方向内側に向かって突出する円環状の第1の突出部45が形成されている。また、第1の突出部45と回転軸方向に対向する位置にタービンノズル302の外側円環部304の対向面46が形成されている。蒸気タービン運転中は、第1の空間313の圧力が第2の空間314の圧力よりも高いことから、タービンノズル302の対向面46が第1の突出部45に押し付けられる。これによって、「スチームジョイント」により、第1の空間313と第2の空間314との間のシール部(第1のシール部)321が形成される。
An annular
一方、内部車室102とタービンノズル302の内側円環部305との間には、第1の空間313と第3の空間315とを仕切る第2のシール部322が形成され、ここでは、外部車室・グランド車室間のシール部における第2のシール部222(図4)と同様の構造になっている。すなわち、内部車室102がタービンノズル302の内側円環部305の円筒外側面に対向する位置の内部車室102内周にシール部材収容溝331が形成されている。シール部材収容溝331に、シール部材330および弾性部材335が配置されている。シール部材収容溝331、シール部材330および弾性部材335の構成は、それぞれ、前述の外部車室・内部車室間のシール部におけるシール部材収容溝31、シール部材30および弾性部材35(図3)と同様である。
On the other hand, a
このような構成により、弾性部材335がシール部材330を回転半径方向内側に向かって、タービンノズル302の内側円環部305の円筒外側面に押し付けているので、第1の空間313と第3の空間315との間のシール部(第2のシール部)322が形成される。
With such a configuration, the
[第2の実施形態]
図6は本発明に係る蒸気タービンの第2の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、第1の実施形態の図3に相当する部分縦断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view showing a main part of a second embodiment of the steam turbine according to the present invention, and is a partial longitudinal sectional view corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.
第1の実施形態(図3)における外部車室101の第2のはめあい溝19と同様の第2のはめあい溝19の底部に、シール部材収容溝431が形成されている。このシール部材収容溝431に、シール部材430および弾性部材435が配置されている。シール部材収容溝431、シール部材430および弾性部材435はそれぞれ、第1の実施形態(図3)のシール部材収容溝31、シール部材30および弾性部材35と同様の構造であって、シール部材収容溝31、シール部材30および弾性部材35とは回転半径方向の内側・外側の関係が逆に配置されている。シール部材430の先端には、フィン部434が形成され、弾性部材435によって、フィン部434の先端が第2の隔壁12の外周部18の外周部に押し付けられている。
A seal
この実施形態によれば、第1の実施形態と同様に蒸気漏洩量を減らすことができる。 According to this embodiment, the amount of steam leakage can be reduced as in the first embodiment.
なお、ここでは、第1の実施形態の外部車室・内部車室間の第2のシール部22を図6のような構成に代えるものとして説明したが、図6と同様の構造を、内部車室・グランド車室間の第2のシール部222および内部車室・タービンノズル間の第2のシール部322にも適用できる。
Here, the
[第3の実施形態]
図7は本発明に係る蒸気タービンの第2の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、第1の実施形態の図3に相当する部分縦断面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view showing a main part of a second embodiment of the steam turbine according to the present invention, and is a partial longitudinal sectional view corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.
この実施形態は、第1の実施形態(図3)におけるシール部材収容溝31、シール部材30および弾性部材35と、第2の実施形態(図6)におけるシール部材収容溝431、シール部材430および弾性部材435とを組み合わせた構成となっている。シール部材30とシール部材430は、回転軸方向に間隔をあけて並べて配置されている。
This embodiment includes the seal
この実施形態によれば、二つのシール部材30、430が上流側と下流側に直列に並べて配置されているので、第1または第2の実施形態に比べて蒸気漏洩量を減らすことができる。
According to this embodiment, since the two
なお、二つのシール部材30、430の配置を上流側・下流側で逆にしてもよい。また、3個以上のシール部材を並べてもよい。さらに、図7と同様の構造を、内部車室・グランド車室間の第2のシール部222および内部車室・タービンノズル間の第2のシール部322にも適用できる。
The arrangement of the two
[第4の実施形態]
図8は本発明に係る蒸気タービンの第4の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、第1の実施形態の図3に相当する部分縦断面図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 8 is a partial vertical cross-sectional view showing a main part of a fourth embodiment of the steam turbine according to the present invention, and is a partial vertical cross-sectional view corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.
この実施形態は第1の実施形態の変形であって、第1の実施形態のシール部材30に代えて複数枚の植え込みフィン508が、外部車室101の第2の隔壁12の外周部18に植え込まれている。植え込みフィン508は回転軸に垂直な面に沿って延びる円環板状であって、先端が第2のはめあい溝19の底部に向かって突出している。図示の例では植え込みフィン508は3個あって、軸方向に互いに間隔をあけて配列されている。
This embodiment is a modification of the first embodiment, and a plurality of
この実施形態によれば、植え込みフィン508の先端を第2のはめあい溝19の底部に接触させてこの部分からの蒸気漏洩量を減らすことができる。また、複数の植え込みフィン508が上流側と下流側に直列に並べて配置されているので、漏洩量をさらに減らすことができる。
According to this embodiment, the tip of the
なお、植え込みフィン508の枚数は3枚に限られず、1枚か2枚、または4枚以上でもよい。また、ここでは、第1の実施形態の外部車室・内部車室間の第2のシール部22を図8のような構成に代えるものとして説明したが、図8と同様の構造を、内部車室・グランド車室間の第2のシール部222および内部車室・タービンノズル間の第2のシール部322にも適用できる。
The number of
[第5の実施形態]
図9は本発明に係る蒸気タービンの第5の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、第1の実施形態の図3に相当する部分縦断面図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 9 is a partial longitudinal sectional view showing a main part of a fifth embodiment of the steam turbine according to the present invention, and is a partial longitudinal sectional view corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.
この実施形態は第4の実施形態の変形であって、第4の実施形態(図8)における外部車室101の第2のはめあい溝19と同様の第2のはめあい溝19の底部に、植え込みフィン608が植え込まれている。植え込みフィン608は、第4の実施形態の植え込みフィン508と同様の円環板状であるが、第2のはめあい溝19の底部に植え込まれていて、植え込みフィン608の先端は外部車室101の第2の隔壁12の外周部18に向かって延びていて、第2の隔壁12の外周部18の外周部に押し付けられている。
This embodiment is a modification of the fourth embodiment, and is implanted at the bottom of the second
この実施形態によれば、第4の実施形態と同様に、蒸気漏洩量を減らすことができる。 According to this embodiment, similarly to the fourth embodiment, the amount of steam leakage can be reduced.
なお、植え込みフィン608の枚数は任意である。また、ここでは、第4の実施形態の外部車室・内部車室間の第2のシール部22を図9のような構成に代えるものとして説明したが、図9と同様の構造を、内部車室・グランド車室間の第2のシール部222および内部車室・タービンノズル間の第2のシール部322にも適用できる。
The number of
[第6の実施形態]
図10は本発明に係る蒸気タービンの第6の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、第1の実施形態の図3に相当する部分縦断面図である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 10 is a partial vertical cross-sectional view showing a main part of a sixth embodiment of the steam turbine according to the present invention, which is a partial vertical cross-sectional view corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.
この実施形態は、第4の実施形態(図8)における植え込みフィン508と、第5の実施形態(図9)における植え込みフィン608とを組み合わせた構成となっている。いずれも回転軸に垂直な面に沿って延びる植え込みフィン508と植え込みフィン608とは、回転軸方向に交互に、かつ、互いに間隔をあけて並べて配置されている。
In this embodiment, the
この実施形態によれば、内側から外側に延びる植え込みフィン508と、外側から内側に延びる植え込みフィン509とが交互に、かつ、互いに間隔をあけて並べて配置されていることから、第4または第5の実施形態に比べて蒸気漏洩量を減らすことができる。
According to this embodiment, since the
なお、図10と同様の構造を、内部車室・グランド車室間の第2のシール部222および内部車室・タービンノズル間の第2のシール部322にも適用できる。
The structure similar to that shown in FIG. 10 can also be applied to the
[第7の実施形態]
図11は本発明に係る蒸気タービンの第7の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、第1の実施形態の図3に相当する部分縦断面図である。
[Seventh Embodiment]
FIG. 11 is a partial longitudinal sectional view showing a main part of a seventh embodiment of the steam turbine according to the present invention, and is a partial longitudinal sectional view corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.
この実施形態は第1の実施形態の変形であって、第1の実施形態のシール部材30(図3)に代えて、回転軸に垂直な面に沿って延びる円環板状のシール部材708を備えている。第2の隔壁12の外周部18にシール部材受け溝710が形成され、第2のはめあい溝19の底部にシール部材受け溝711が形成されている。シール部材受け溝710、711は回転半径方向に互いに対向して配置されている。シール部材708の内周部がシール部材受け溝710内にあり、シール部材708の外周部がシール部材受け溝711内にあり、シール部材708は回転軸方向および半径方向に若干揺動できるように配置されている。
This embodiment is a modification of the first embodiment, and instead of the seal member 30 (FIG. 3) of the first embodiment, an annular plate-
蒸気タービン運転時は、第2の空間14の圧力が第3の空間15の圧力よりも高いため、シール部材708は、図11に示すように、第3の空間15側に押されて、シール部材受け溝710およびシール部材受け溝711との間でシールを構成する。これにより、この部分での蒸気漏洩を抑制することができる。
When the steam turbine is operating, the pressure in the
ここで、はじめから一体で形成された円環板状のシール部材708を図11に示す位置に配置することは困難であるから、実際には、あらかじめ複数(たとえば2個)に周方向に分割した円環板状のシール部材708を互いに周方向に隣接配置することにより、円環板状のシール部材708とすればよい。
Here, since it is difficult to dispose the annular plate-shaped
なお、ここでは、第1の実施形態の外部車室・内部車室間の第2のシール部22を図11のような構成に代えるものとして説明したが、図11と同様の構造を、内部車室・グランド車室間の第2のシール部222および内部車室・タービンノズル間の第2のシール部322にも適用できる。
Here, the
[第8の実施形態]
図12は本発明に係る蒸気タービンの第8の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、第1の実施形態の図3に相当する部分縦断面図である。
[Eighth Embodiment]
FIG. 12 is a partial longitudinal sectional view showing a main part of an eighth embodiment of the steam turbine according to the present invention, which is a partial longitudinal sectional view corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.
この実施形態は第1の実施形態の変形であって、第1の実施形態と同様に、外部車室101が第2の隔壁12の外周部18と対向する位置には、第2の隔壁12の外周部18を受け容れる円環状に延びる第2のはめあい溝19が形成されていて、第2の隔壁12の外周部18と第2のはめあい溝19の間は互いに固定されておらず、間隙を有して互いに対向している。
This embodiment is a modification of the first embodiment. Similar to the first embodiment, the
この実施形態では、第2の隔壁12の外周部18に、回転円周方向に延びる溝801が形成され、この溝801内に挿入されるように、第2のはめあい溝19の底部中央から回転円周方向に延びる突起802が形成されている。溝801の底部には、回転円周方向に延びるガスケット808が配置されている。ガスケット808はこの蒸気タービンを組み立てる際に塑性変形しうる比較的柔軟な材質・構造のものである。
In this embodiment, a
この実施形態では、蒸気タービンを組み立てる際に、ガスケット808が押しつぶされ、それにより、製作精度を高めることなく、組み立て時の第2の隔壁12の外周部18での間隙を小さくすることができる。それにより、蒸気の漏洩を抑制することができる。
In this embodiment, when assembling the steam turbine, the
なお、ここでは、第1の実施形態の外部車室・内部車室間の第2のシール部22を図12のような構成に代えるものとして説明したが、図12と同様の構造を、内部車室・グランド車室間の第2のシール部222および内部車室・タービンノズル間の第2のシール部322にも適用できる。
Here, the
[第9の実施形態]
図13は本発明に係る蒸気タービンの第9の実施形態の要部を示す部分縦断面図であって、第1の実施形態の図3に相当する部分縦断面図である。
[Ninth Embodiment]
FIG. 13 is a partial longitudinal sectional view showing a main part of a ninth embodiment of the steam turbine according to the present invention, which is a partial longitudinal sectional view corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.
この実施形態は第1の実施形態の変形であって、第1の実施形態と同様に、外部車室101が第2の隔壁12の外周部18と対向する位置には、第2の隔壁12の外周部18を受け容れる円環状に延びる第2のはめあい溝19が形成されていて、第2の隔壁12の外周部18と第2のはめあい溝19の間は互いに固定されておらず、間隙を有して互いに対向している。
This embodiment is a modification of the first embodiment. Similar to the first embodiment, the
この実施形態では、第2のはめあい溝19と第2の隔壁12との間隙にシール剤908が充填されている。シール剤908はたとえばグリスであって、粘性材料であり、しかも、蒸気タービン運転時に第2の空間14内と第3の空間15内の圧力差によって流出してしまわない程度の粘度を保つものである。
In this embodiment, a sealing
この実施形態によれば、第2の隔壁12の外周部での蒸気の漏洩を抑制することができる。
According to this embodiment, the leakage of steam at the outer peripheral portion of the
なお、ここでは、第1の実施形態の外部車室・内部車室間の第2のシール部22を図13のような構成に代えるものとして説明したが、図13と同様の構造を、内部車室・グランド車室間の第2のシール部222および内部車室・タービンノズル間の第2のシール部322にも適用できる。
Here, the
[他の実施形態]
以上説明した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ない。
[Other Embodiments]
Each embodiment described above is merely an example, and the present invention is not limited thereto.
たとえば、本発明に係るシール機構を図2に示す静止シール部のうちのすべてに適用する必要はなく、それらの一部に適用することも可能である。また、上記各実施形態の構造の特徴を各シール部ごとに変えて組み合わせてもよい。さらに、本発明に係るシール機構を図2に示すシール部以外の静止シール部に適用することもできる。 For example, it is not necessary to apply the seal mechanism according to the present invention to all of the stationary seal portions shown in FIG. 2, and it is also possible to apply to some of them. Moreover, you may change and combine the characteristic of the structure of said each embodiment for every seal | sticker part. Furthermore, the seal mechanism according to the present invention can be applied to a stationary seal portion other than the seal portion shown in FIG.
11…第1の隔壁、12…第2の隔壁、13…第1の空間、14…第2の空間、15…第3の空間、16…外周部、17…第1のはめあい溝、18…外周部、19…第2のはめあい溝、21…シール部(第1のシール部)、22…第2のシール部、30…シール部材、31…シール部材収容溝、32…幅広部、33…幅狭部、34…フィン部、35…弾性部材、40…第1のはめあい溝、41…第1の突起部、42…第2のはめ合い溝、43…第2の突起部、50…タービンロータ、51…動翼、101…外部車室(静止部材)、102…内部車室(静止部材)、202…グランド車室(静止部材)、213…第1の空間、214…第2の空間、215…第3の空間、230…シール部材、231…シール部材収容溝、235…弾性部材、302…タービンノズル(静止部材)、303…静翼部、304…外側円環部、305…内側円環部、313…第1の空間、314…第2の空間、315…第3の空間、330…シール部材、331…シール部材収容溝、335…弾性部材、430…シール部材、431…シール部材収容溝、434…フィン部、435…弾性部材、508…植え込みフィン、608…植え込みフィン、708…シール部材、710…シール部材受け溝、711…シール部材受け溝、801…溝、802…突起、808…ガスケット、908…シール剤
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1のシール部は、前記第1および第2の空間内の圧力の違いによって前記第1および第2の静止部材が互いに押し付けられてシールされるように構成され、
前記第2のシール部には、前記第1の静止部材と第2の静止部材とが近接する間隙にシール部材が配置されていること、
を特徴とする蒸気タービン。 The first, second, and third spaces having different pressures, the first seal portion that partitions between the first and second spaces, and the second that partitions between the second and third spaces A steam turbine having first and second stationary members that are not secured to each other to form a seal portion,
The first seal portion is configured such that the first and second stationary members are pressed against each other due to a difference in pressure in the first and second spaces and sealed.
A seal member is disposed in the second seal portion in a gap between the first stationary member and the second stationary member;
A steam turbine characterized by
前記第2のシール部では前記第1および第2の静止部材が回転半径方向に互いに対向するように構成されていること、を特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン。 In the first seal portion, the first and second stationary members are pressed against each other in the rotation axis direction,
2. The steam turbine according to claim 1, wherein in the second seal portion, the first and second stationary members are configured to face each other in a rotational radius direction.
前記第2の静止部材には前記前記第1の静止部材に形成されたはめあい溝に挿入されて回転円周方向に沿って延びる突出部が形成され、
前記シール部材は、前記はめあい溝内でそのはめあい溝の底部と前記突出部の先端との間に位置するように配置されていること、を特徴とする請求項1または請求項2に記載の蒸気タービン。 The first stationary member is formed with a fitting groove that is recessed in the rotational radial direction at the second seal portion and extends along the rotational circumferential direction.
The second stationary member is formed with a protrusion that is inserted into a fitting groove formed in the first stationary member and extends along the circumferential direction of rotation.
3. The steam according to claim 1, wherein the seal member is disposed in the fitting groove so as to be positioned between a bottom portion of the fitting groove and a tip of the protruding portion. Turbine.
前記シール部材は、回転軸に垂直な面に沿って延びる円環板状部を含むこと、
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の蒸気タービン。 In the first seal portion, the first and second stationary members are pressed against each other in the rotation axis direction,
The seal member includes an annular plate-like portion extending along a plane perpendicular to the rotation axis;
The steam turbine according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記第1のシール部は、前記第1および第2の空間内の圧力の違いによって前記第1および第2の静止部材が互いに押し付けられてシールされるように構成され、
前記第2のシール部には、前記第1の静止部材と第2の静止部材とが近接する間隙にシール部材が配置されていること、
を特徴とする蒸気タービン静止部シール構造。 The first, second, and third spaces having different pressures, the first seal portion that partitions between the first and second spaces, and the second that partitions between the second and third spaces A stationary portion seal structure of a steam turbine having first and second stationary members that are not fixed to each other, and forming a seal portion,
The first seal portion is configured such that the first and second stationary members are pressed against each other due to a difference in pressure in the first and second spaces and sealed.
A seal member is disposed in the second seal portion in a gap between the first stationary member and the second stationary member;
Steam turbine stationary part seal structure characterized by
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