JP2013050054A - Steam turbine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam turbine that can certainly cool the constituent parts to be cooled, and suppress a drop of the turbine efficiency caused by the cooling steam.SOLUTION: The steam turbine 10 includes a turbine rotor 22 penetrating an internal casing 20, rotor blade rows configured so that a plurality of rotor blades 24 are implanted in the turbine rotor 22 in the circumferential orientation, a diaphragm outer race 26 and a diaphragm inner race 27 installed at the bore of the internal casing 20, and stator blade rows configured so that a plurality of stator blades 28 are installed between these diaphragms in the circumferential arrangement. The configuration includes a cooling steam introducing pipe 34 to supply the cooling steam to the turbine rotor 22 surface situated outside the first stage stator blade row and a cooling steam recovery passage 50 formed around the diaphragm inner race 27, stator blades 28, and the diaphragm outer race 26 to constitute a turbine step at the lowermost stream stage cooled by the cooling steam and recovering at least part of the cooling steam and leading it to a bleeder port.

Description

本発明の実施形態は、蒸気タービンに関する。   Embodiments of the present invention relate to a steam turbine.

蒸気タービンの効率向上の観点から、現在、温度が600℃程度の主流蒸気を用いた蒸気タービンが実用化されている。蒸気タービンの効率をさらに向上させるため、主流蒸気の温度を650〜750℃程度にすることが検討され、開発が進められている。   From the viewpoint of improving the efficiency of steam turbines, steam turbines using mainstream steam having a temperature of about 600 ° C. are currently in practical use. In order to further improve the efficiency of the steam turbine, the temperature of the mainstream steam is considered to be about 650 to 750 ° C., and development is being advanced.

このような蒸気タービンにおいては、主流蒸気が高温であるため、構成部品によっては耐熱合金で構成することが必要となる。しかしながら、耐熱合金が高価であること、耐熱合金では大型部品の製作が困難であることなどの理由から、耐熱合金を使用せずに、蒸気タービンの構成部品を冷却蒸気によって冷却する技術が検討されている。   In such a steam turbine, since the mainstream steam is high temperature, some components need to be made of a heat-resistant alloy. However, due to the high cost of heat-resistant alloys and the difficulty in producing large parts with heat-resistant alloys, technology to cool steam turbine components with cooling steam without using heat-resistant alloys has been studied. ing.

特開平11−200801号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-200801

従来の冷却技術において、タービンロータを冷却する場合、タービンロータの周囲に供給された冷却蒸気は、最終的に主流蒸気側に流出する。そのため、主流蒸気の温度が低下し、翼列部の二次流れ損失の増大を招き、タービン効率が低下する。   In the conventional cooling technique, when cooling the turbine rotor, the cooling steam supplied around the turbine rotor finally flows out to the mainstream steam side. As a result, the temperature of the mainstream steam decreases, leading to an increase in secondary flow loss in the blade row, and turbine efficiency decreases.

本発明が解決しようとする課題は、冷却する構成部品を確実に冷却するとともに、冷却蒸気によるタービン効率の低下を抑制することができる蒸気タービンを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a steam turbine capable of reliably cooling components to be cooled and suppressing a decrease in turbine efficiency due to cooling steam.

実施形態の蒸気タービンは、ケーシングと、前記ケーシングに貫設されたタービンロータと、前記タービンロータの周方向に複数の動翼を植設して構成され、タービンロータ軸方向に複数段備えられた動翼翼列と、前記ケーシングの内周に設けられたダイアフラム外輪と、前記ダイアフラム外輪の内側に設けられたダイアフラム内輪と、前記ダイアフラム外輪と前記ダイアフラム内輪との間に、周方向に複数の静翼を取り付けて構成され、タービンロータ軸方向に、前記動翼翼列と交互に複数段備えられた静翼翼列とを備える。さらに、第1段の前記静翼翼列よりも上流側の前記タービンロータの表面に冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給機構と、冷却蒸気によって冷却される最も下流段のタービン段落を構成する、前記ダイアフラム内輪、前記静翼および前記ダイアフラム外輪、または冷却蒸気によって冷却される最も下流段のタービン段落よりも一段下流のタービン段落を構成する、前記ダイアフラム内輪、前記静翼および前記ダイアフラム外輪に形成され、冷却蒸気の少なくとも一部を回収して、前記ケーシングの内周に形成された抽気口に導く冷却蒸気回収流路とを備える。   The steam turbine according to the embodiment includes a casing, a turbine rotor penetrating the casing, and a plurality of moving blades implanted in the circumferential direction of the turbine rotor, and is provided with a plurality of stages in the turbine rotor axial direction. A plurality of stationary blades in the circumferential direction between the blade cascade, the diaphragm outer ring provided on the inner periphery of the casing, the diaphragm inner ring provided on the inner side of the diaphragm outer ring, and the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring And the stationary blade cascade provided in a plurality of stages alternately with the moving blade cascade in the axial direction of the turbine rotor. The diaphragm further comprises a cooling steam supply mechanism for supplying cooling steam to the surface of the turbine rotor upstream of the first stage stationary blade cascade, and a most downstream stage turbine stage cooled by the cooling steam. An inner ring, the stationary blade and the diaphragm outer ring, or a cooling stage formed in the diaphragm inner ring, the stationary blade and the diaphragm outer ring, which constitutes a turbine stage which is one stage downstream of the most downstream turbine stage cooled by cooling steam. A cooling steam recovery passage for recovering at least a part of the steam and leading to an extraction port formed in an inner periphery of the casing;

第1の実施の形態の蒸気タービンの、タービンロータの中心軸を含む断面(子午断面)を示す図である。It is a figure which shows the cross section (meridian cross section) containing the central axis of a turbine rotor of the steam turbine of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の蒸気タービンの、タービンロータの中心軸を含む断面(子午断面)の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of section (meridian section) including a central axis of a turbine rotor of a steam turbine of a 1st embodiment. 第1の実施の形態において、冷却最終タービン段落よりも一段下流のタービン段落の直下流に抽気口が形成された場合の蒸気タービンの、タービンロータの中心軸を含む断面(子午断面)の一部を拡大した図である。In the first embodiment, a part of a section (a meridional section) including a central axis of a turbine rotor of a steam turbine when an extraction port is formed immediately downstream of a turbine stage that is one stage downstream of a cooling final turbine stage FIG. 第1の実施の形態の蒸気タービンを備える蒸気タービン発電設備の概要を示す図である。It is a figure showing an outline of steam turbine power generation equipment provided with a steam turbine of a 1st embodiment. 第2の実施の形態の蒸気タービンの、タービンロータの中心軸を含む断面(子午断面)の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of section (meridian section) including a central axis of a turbine rotor of a steam turbine of a 2nd embodiment. 第2の実施の形態において、回収口がラビリンスシールの形成された場合の蒸気タービンの、タービンロータの中心軸を含む断面(子午断面)の一部を拡大した図である。In 2nd Embodiment, it is the figure which expanded a part of cross section (meridian cross section) including the central axis of a turbine rotor of the steam turbine in case a collection port has a labyrinth seal formed.

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

(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の蒸気タービン10の、タービンロータ22の中心軸を含む断面(子午断面)を示す図である。なお、以下において、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。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a cross section (meridian cross section) including a central axis of a turbine rotor 22 of the steam turbine 10 according to the first embodiment. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted or simplified.

また、以下において、蒸気タービン10として、高圧タービンを例示して説明するが、中圧タービン、さらには超高圧タービンにも本実施の形態の構成を適用することができる。   In the following, a high-pressure turbine will be described as an example of the steam turbine 10, but the configuration of the present embodiment can also be applied to an intermediate-pressure turbine and further to an ultrahigh-pressure turbine.

図1に示すように、蒸気タービン10は、内部ケーシング20とその外側に設けられた外部ケーシング21とから構成される二重構造のケーシングを備えている。内部ケーシング20内には、タービンロータ22が貫設されている。このタービンロータ22には、タービンロータ軸方向に複数段のロータディスク23が形成されている。各ロータディスク23には、複数の動翼24が周方向に植設され、動翼翼列25を構成している。   As shown in FIG. 1, the steam turbine 10 includes a double-structure casing composed of an inner casing 20 and an outer casing 21 provided outside the inner casing 20. A turbine rotor 22 is provided in the inner casing 20. The turbine rotor 22 is formed with a plurality of stages of rotor disks 23 in the turbine rotor axial direction. A plurality of rotor blades 24 are implanted in each rotor disk 23 in the circumferential direction to constitute a rotor blade cascade 25.

内部ケーシング20の内周側には、ダイアフラム外輪26が周方向に亘って備えられている。このダイアフラム外輪26の内側には、ダイアフラム内輪27が周方向に亘って備えられている。   A diaphragm outer ring 26 is provided on the inner peripheral side of the inner casing 20 in the circumferential direction. Inside the diaphragm outer ring 26, a diaphragm inner ring 27 is provided in the circumferential direction.

ダイアフラム外輪26とダイアフラム内輪27との間には、複数の静翼28(ノズル)が周方向に支持され、静翼翼列29を構成している。この静翼翼列29は、各動翼翼列25の上流側に設けられ、タービンロータ軸方向に、静翼翼列29と動翼翼列25とを交互に複数段備えている。そして、静翼翼列29と動翼翼列25とによって1つのタービン段落を構成している。   Between the diaphragm outer ring 26 and the diaphragm inner ring 27, a plurality of stationary blades 28 (nozzles) are supported in the circumferential direction to form a stationary blade cascade 29. The stationary blade cascade 29 is provided on the upstream side of each rotor blade cascade 25 and includes a plurality of stages of alternating stationary blade cascades 29 and moving blade cascades 25 in the turbine rotor axial direction. The stationary blade cascade 29 and the moving blade cascade 25 constitute one turbine stage.

なお、ここでは、抽気口36を第5段のタービン段落の直下流側に備えた一例を示しているが、抽気口36を設ける位置は、この位置に限られるものではない。また、抽気口36は、ダイアフラム外輪26の外周側に周方向に亘って形成され、図示しない抽気管に連通されている。   Here, an example is shown in which the bleed port 36 is provided immediately downstream of the fifth stage turbine stage, but the position where the bleed port 36 is provided is not limited to this position. The bleed port 36 is formed on the outer peripheral side of the diaphragm outer ring 26 in the circumferential direction, and communicates with a bleed pipe (not shown).

ダイアフラム内輪27のタービンロータ22に対向する側には、ラビリンスシール30が設けられている。これによって、ダイアフラム内輪27とタービンロータ22との間から下流側への蒸気の漏洩を抑制している。   A labyrinth seal 30 is provided on the side of the diaphragm inner ring 27 facing the turbine rotor 22. As a result, leakage of steam from between the diaphragm inner ring 27 and the turbine rotor 22 to the downstream side is suppressed.

また、蒸気タービン10には、蒸気入口管31が、外部ケーシング21および内部ケーシング20を貫通して設けられ、蒸気入口管31の端部が、ノズルボックス32に連通して接続されている。なお、ノズルボックス32の出口に、第1段の静翼28が備えられている。   Further, the steam turbine 10 is provided with a steam inlet pipe 31 penetrating the outer casing 21 and the inner casing 20, and the end of the steam inlet pipe 31 is connected to the nozzle box 32 in communication therewith. A first stage vane 28 is provided at the outlet of the nozzle box 32.

ノズルボックス32が備えられる位置よりも外側(タービンロータ22に沿う方向の外側であり、図1ではノズルボックス32よりも左側)の内部ケーシング20および外部ケーシング21の内周には、タービンロータ軸方向に沿って、複数のグランドラビリンスシール33が設けられ、内部ケーシング20および外部ケーシング21とタービンロータ22との間における、蒸気の外部への漏洩を防止している。   On the inner periphery of the inner casing 20 and the outer casing 21 outside the position where the nozzle box 32 is provided (outside in the direction along the turbine rotor 22 and to the left of the nozzle box 32 in FIG. 1), the axial direction of the turbine rotor A plurality of gland labyrinth seals 33 are provided to prevent the steam from leaking to the outside between the inner casing 20 and the outer casing 21 and the turbine rotor 22.

さらに、蒸気タービン10には、冷却蒸気供給機構の一部として機能する冷却蒸気導入管34が、外部ケーシング21および内部ケーシング20を貫通して設けられている。なお、冷却蒸気導入管34は、外部ケーシング21を貫通して内部ケーシング20に形成された貫通孔と連通するように、内部ケーシング20に接続されてもよい。   Further, the steam turbine 10 is provided with a cooling steam introduction pipe 34 that functions as a part of the cooling steam supply mechanism, penetrating the outer casing 21 and the inner casing 20. The cooling steam introduction pipe 34 may be connected to the inner casing 20 so as to penetrate the outer casing 21 and communicate with a through hole formed in the inner casing 20.

冷却蒸気導入管34は、グランドラビリンスシール33間の内部ケーシング20の内周面に周方向に亘って形成された溝部35に連通している。このように、冷却蒸気導入管34の冷却蒸気の噴出口や溝部35は、第1段の静翼28やノズルボックス32よりも外側(タービンロータ22に沿う方向の外側であり、図1ではノズルボックス32よりも左側)に位置している。   The cooling steam introduction pipe 34 communicates with a groove 35 formed in the inner circumferential surface of the inner casing 20 between the gland labyrinth seals 33 in the circumferential direction. In this manner, the cooling steam outlet and the groove 35 of the cooling steam introduction pipe 34 are outside the first stage stationary blades 28 and the nozzle box 32 (outside in the direction along the turbine rotor 22, and in FIG. It is located on the left side of the box 32.

冷却蒸気導入管34から供給された冷却蒸気は、この溝部35に沿って周方向に広がるため、冷却蒸気は、周方向に亘って均等に供給される。なお、冷却蒸気導入管34は、周方向の複数箇所に設けられてもよい。   Since the cooling steam supplied from the cooling steam introduction pipe 34 spreads in the circumferential direction along the groove 35, the cooling steam is supplied uniformly in the circumferential direction. The cooling steam introduction pipes 34 may be provided at a plurality of locations in the circumferential direction.

冷却蒸気としては、他の蒸気タービンから抽気された蒸気、ボイラから抽気された蒸気などを使用することができる。蒸気タービン10が、高圧タービンや超高圧タービンである場合は、冷却蒸気として、例えばボイラから抽気された蒸気を使用することができる。また、高圧タービンおよび超高圧タービンの双方を備える場合には、高圧タービンにおける冷却蒸気として、例えば超高圧タービンから抽気された蒸気を使用することができる。蒸気タービン10が、中圧タービンである場合は、冷却蒸気として、例えば高圧タービンから抽気された蒸気を使用することができる。   As the cooling steam, steam extracted from another steam turbine, steam extracted from a boiler, or the like can be used. When the steam turbine 10 is a high pressure turbine or an ultra high pressure turbine, for example, steam extracted from a boiler can be used as the cooling steam. When both a high-pressure turbine and an ultrahigh-pressure turbine are provided, for example, steam extracted from the ultrahigh-pressure turbine can be used as cooling steam in the high-pressure turbine. When the steam turbine 10 is an intermediate pressure turbine, for example, steam extracted from a high-pressure turbine can be used as the cooling steam.

なお、冷却蒸気の温度は、冷却するタービンロータ22などの構成部品に大きな熱応力が発生しない程度の温度に設定されることが好ましく、冷却蒸気を供給する蒸気タービンの仕様によって変更可能である。   The temperature of the cooling steam is preferably set to a temperature that does not generate a large thermal stress in the components such as the turbine rotor 22 to be cooled, and can be changed depending on the specifications of the steam turbine that supplies the cooling steam.

冷却蒸気の供給圧力は、グランドラビリンスシール33とタービンロータ22との間をタービン段落側に流れ、冷却を行う所定のタービン段落、後述する冷却蒸気回収流路50を介して抽気口36まで流れることが可能な圧力に設定される。また、冷却蒸気が導入されるタービン段落から冷却蒸気の一部は、主蒸気流路70に噴出されるため、冷却蒸気の供給圧力は、各タービン段落における主蒸気の圧力よりも高い圧力となるように設定されている。   The supply pressure of the cooling steam flows between the grand labyrinth seal 33 and the turbine rotor 22 to the turbine stage side, and flows to the extraction port 36 through a predetermined turbine stage for cooling and a cooling steam recovery flow path 50 described later. Is set to a possible pressure. Further, since a part of the cooling steam is ejected from the turbine stage into which the cooling steam is introduced into the main steam flow path 70, the supply pressure of the cooling steam is higher than the pressure of the main steam in each turbine stage. Is set to

次に、冷却蒸気回収路について説明する。   Next, the cooling steam recovery path will be described.

図2は、第1の実施の形態の蒸気タービン10の、タービンロータ22の中心軸を含む断面(子午断面)の一部を拡大した図である。   FIG. 2 is an enlarged view of a part of a cross section (meridian cross section) including the central axis of the turbine rotor 22 of the steam turbine 10 according to the first embodiment.

なお、ここでは、図2に示された最も上流側のタービン段落である第3段のタービン段落を構成するダイアフラム内輪、静翼、ダイアフラム外輪、ラビリンスシール、ロータディスクおよび動翼を、それぞれ、27a、28a、26a、30a、23aおよび24aと示している。また、ここでは、冷却蒸気によって冷却される最も下流段のタービン段落(以下、冷却最終タービン段落という)を第5段のタービン段落とし、このタービン段落を構成するダイアフラム内輪、静翼、ダイアフラム外輪、ラビリンスシール、ロータディスクおよび動翼を、それぞれ、27c、28c、26c、30c、23cおよび24cと示している。他のタービン段落においても、これに基づいて各構成部に符号を付している。また、図2には、冷却蒸気の流れを矢印で示している。   Here, the diaphragm inner ring, the stationary blade, the diaphragm outer ring, the labyrinth seal, the rotor disk, and the rotor blade constituting the third stage turbine stage, which is the most upstream turbine stage shown in FIG. , 28a, 26a, 30a, 23a and 24a. Here, the most downstream turbine stage (hereinafter referred to as the final cooling turbine stage) cooled by the cooling steam is the fifth turbine stage, and the diaphragm inner ring, the stationary blade, the diaphragm outer ring, which constitute the turbine stage, The labyrinth seal, the rotor disk, and the rotor blade are designated as 27c, 28c, 26c, 30c, 23c, and 24c, respectively. Also in the other turbine paragraphs, reference numerals are given to the respective components based on this. In FIG. 2, the flow of the cooling steam is indicated by arrows.

図2に示すように、冷却最終タービン段落を構成する、ダイアフラム内輪27c、静翼28cおよびダイアフラム外輪26cには、冷却蒸気の少なくとも一部を回収して、抽気口36に導く冷却蒸気回収流路50が形成されている。冷却蒸気回収流路50は、ダイアフラム内輪27c、静翼28cおよびダイアフラム外輪26cを連通する孔で構成されている。   As shown in FIG. 2, a cooling steam recovery flow path that collects at least a part of the cooling steam and guides it to the bleed port 36 at the diaphragm inner ring 27 c, the stationary blade 28 c, and the diaphragm outer ring 26 c constituting the final cooling turbine stage. 50 is formed. The cooling steam recovery flow path 50 is configured by a hole communicating the diaphragm inner ring 27c, the stationary blade 28c, and the diaphragm outer ring 26c.

冷却蒸気を回収する回収口51は、ダイアフラム内輪27cの下流側の端面に、例えば、周方向に亘って均等な間隔をあけて複数形成されている。回収口51は、例えば、周方向に配置された静翼28cに対応して、ダイアフラム内輪27cの下流側の端面に形成することができる。   A plurality of recovery ports 51 for recovering the cooling steam are formed on the downstream end face of the diaphragm inner ring 27c, for example, at equal intervals in the circumferential direction. The recovery port 51 can be formed on the downstream end face of the diaphragm inner ring 27c, for example, corresponding to the stationary blade 28c arranged in the circumferential direction.

ダイアフラム外輪26cに形成された冷却蒸気回収流路50は、例えば、図2に示すように、抽気口36の開口に向けて冷却空気を排出するように、屈曲した流路に構成することができる。   The cooling steam recovery flow path 50 formed in the diaphragm outer ring 26c can be configured as a flow path that is bent so as to discharge cooling air toward the opening of the extraction port 36, for example, as shown in FIG. .

なお、ダイアフラム外輪26cに形成された冷却蒸気回収流路50は、この形状に限られず、例えば、抽気口36の開口に向けて冷却空気を排出するように、斜めに直線的に形成されてもよい。   Note that the cooling steam recovery flow path 50 formed in the diaphragm outer ring 26c is not limited to this shape, and may be formed, for example, obliquely and linearly so as to discharge the cooling air toward the opening of the extraction port 36. Good.

また、ダイアフラム外輪26cに形成された冷却蒸気回収流路50は、半径方向に直線的に形成され、ダイアフラム外輪26cと内部ケーシング20との間に冷却蒸気を排出するように形成されてもよい。この場合、冷却蒸気は、ダイアフラム外輪26cと内部ケーシング20との間を抽気口36側へ向かって流れる。なお、内部ケーシング20と接触するダイアフラム外輪26cの下流側の端面には、例えば、スリット状の流路が形成される。これによって、冷却蒸気は、抽気口36側へ流出することができる。   Further, the cooling steam recovery flow path 50 formed in the diaphragm outer ring 26 c may be formed linearly in the radial direction so as to discharge the cooling steam between the diaphragm outer ring 26 c and the inner casing 20. In this case, the cooling steam flows toward the extraction port 36 between the diaphragm outer ring 26 c and the inner casing 20. For example, a slit-like flow path is formed on the downstream end face of the diaphragm outer ring 26c that is in contact with the inner casing 20. Thus, the cooling steam can flow out to the extraction port 36 side.

なお、静翼28cにも冷却蒸気回収流路50を形成しているが、例えば、静翼28cの内部が中空の静翼の場合には、中空部を冷却蒸気回収流路50として機能させることができる。   In addition, although the cooling steam recovery flow path 50 is formed also in the stationary blade 28c, for example, when the inside of the stationary blade 28c is a hollow stationary blade, the hollow portion is caused to function as the cooling steam recovery flow path 50. Can do.

ここでは、図2に示すように、動翼24a、24b、24cの植設部は、ロータディスク23a、23b、23cに周方向に植設する鞍形ダブティル形状に構成された一例を示している。そのため、冷却最終タービン段落よりも上流側のタービン段落を構成するロータディスク23a、23bには、冷却蒸気を下流側へ導くための冷却蒸気通路60が形成されている。なお、図2に示されていない、冷却最終タービン段落よりも上流側のタービン段落を構成するロータディスク23にも、冷却蒸気通路60が形成されている。   Here, as shown in FIG. 2, an example is shown in which the planted portions of the rotor blades 24a, 24b, and 24c are configured in a saddle-shaped dovetail shape that is implanted in the circumferential direction on the rotor disks 23a, 23b, and 23c. . Therefore, a cooling steam passage 60 for guiding the cooling steam to the downstream side is formed in the rotor disks 23a and 23b constituting the turbine stage upstream of the final cooling turbine stage. A cooling steam passage 60 is also formed in the rotor disk 23 that forms the turbine stage upstream of the final cooling turbine stage, not shown in FIG.

動翼24a、24b、24cは、例えば、タービンロータ22の軸方向に挿入される、いわゆる軸方向挿入翼根部形式の動翼で構成されてもよい。この場合には、翼車の外周端面と、周方向に隣接する動翼のそれぞれの翼根部とにより、タービンロータ軸方向に貫通する空隙部(バランス溝)が形成されるため、ロータディスク23に冷却蒸気通路60を形成する必要はない。   The rotor blades 24 a, 24 b, and 24 c may be constituted by, for example, a so-called axial insertion blade root type rotor blade that is inserted in the axial direction of the turbine rotor 22. In this case, the outer peripheral end surface of the impeller and the blade roots of the rotor blades adjacent in the circumferential direction form a gap (balance groove) penetrating in the turbine rotor axial direction. It is not necessary to form the cooling steam passage 60.

次に、蒸気タービン10の作用について説明する。   Next, the operation of the steam turbine 10 will be described.

蒸気入口管31を経て、ノズルボックス32内に流入した蒸気は、各タービン段落を通過しながら、膨張仕事を行い、タービンロータ22を回転させる。そして、膨張仕事をした蒸気は、排気通路(図示しない)を通り、蒸気タービン10の外部へ排気される。   The steam flowing into the nozzle box 32 through the steam inlet pipe 31 performs expansion work while passing through each turbine stage, and rotates the turbine rotor 22. The steam that has performed expansion work passes through an exhaust passage (not shown) and is exhausted to the outside of the steam turbine 10.

冷却蒸気導入管34を介して導入された冷却蒸気は、溝部35に供給され、周方向に広がる(図1参照)。冷却蒸気の一部は、タービンロータ22を冷却しながら、タービンロータ22とグランドラビリンスシール33との間からタービンロータ22に沿ってタービン段落側へ流れる(図1参照)。   The cooling steam introduced through the cooling steam introduction pipe 34 is supplied to the groove 35 and spreads in the circumferential direction (see FIG. 1). A part of the cooling steam flows from between the turbine rotor 22 and the ground labyrinth seal 33 to the turbine stage side along the turbine rotor 22 while cooling the turbine rotor 22 (see FIG. 1).

続いて、冷却蒸気の一部は、ロータディスク23に形成された冷却蒸気通路60を下流に向かって通過し、冷却蒸気の残部は、主蒸気流路70に噴出される(図1参照)。   Subsequently, part of the cooling steam passes through the cooling steam passage 60 formed in the rotor disk 23 toward the downstream, and the remaining part of the cooling steam is ejected into the main steam channel 70 (see FIG. 1).

そして、図2に示すように、タービンロータ22を冷却しながら、冷却最終タービン段落である第5段のタービン段落に達した冷却蒸気の一部は、タービンロータ22とラビリンスシール30cとの間を下流へ流れ、回収口51から回収される。   Then, as shown in FIG. 2, while cooling the turbine rotor 22, a part of the cooling steam that has reached the fifth turbine stage, which is the final cooling turbine stage, passes between the turbine rotor 22 and the labyrinth seal 30 c. It flows downstream and is recovered from the recovery port 51.

回収口51から回収された冷却蒸気は、冷却蒸気回収流路50を介して、抽気口36の開口に導かれる。抽気口36に導かれた冷却蒸気は、主蒸気の一部とともに抽気蒸気として、外部に排出される。   The cooling steam recovered from the recovery port 51 is guided to the opening of the extraction port 36 via the cooling steam recovery channel 50. The cooling steam guided to the extraction port 36 is discharged to the outside as extraction steam together with a part of the main steam.

ここで、主蒸気が主蒸気流路70からタービンロータ22側へ流入するのを防ぐために、最小限の流量の冷却蒸気がタービンロータ22側から主蒸気流路70側へ噴出される。冷却に必要な冷却蒸気の流量の合計は、この最小限の噴出流量の合計よりも多くなることが通常である。   Here, in order to prevent main steam from flowing from the main steam flow path 70 to the turbine rotor 22 side, a minimum amount of cooling steam is jetted from the turbine rotor 22 side to the main steam flow path 70 side. The sum of the flow rates of cooling steam required for cooling is usually greater than the sum of the minimum jet flow rates.

そのため、冷却蒸気回収流路50を備えない従来の蒸気タービンにおける冷却方式では、冷却最終タービン段落において、最小限の噴出流量を超える流量の冷却蒸気が主蒸気流路70に噴出される。このような冷却蒸気の主蒸気流路70への噴出は、主蒸気の温度の低下や、翼列の二次流れ損失の増大を招き、タービン効率を低下させる。   Therefore, in the cooling method in the conventional steam turbine that does not include the cooling steam recovery channel 50, the cooling steam having a flow rate exceeding the minimum ejection flow rate is jetted into the main steam channel 70 in the cooling final turbine stage. Such jetting of the cooling steam to the main steam flow path 70 causes a decrease in the temperature of the main steam and an increase in the secondary flow loss of the blade row, thereby lowering the turbine efficiency.

しかしながら、第1の実施の形態の蒸気タービン10によれば、冷却最終タービン段落において、最小限の噴出流量を超える冷却蒸気を回収することができる。そのため、主蒸気の温度の低下や、翼列の二次流れ損失の増大を抑制し、タービン効率の向上を図ることができる。   However, according to the steam turbine 10 of the first embodiment, the cooling steam exceeding the minimum ejection flow rate can be recovered in the cooling final turbine stage. Therefore, it is possible to suppress the decrease in the temperature of the main steam and the increase in the secondary flow loss of the blade row, and to improve the turbine efficiency.

さらに、回収された冷却蒸気は、抽気蒸気として機能するため、抽気蒸気として抽気される主蒸気の流量を低減することができる。これによって、タービン効率の向上を図ることができる。   Furthermore, since the recovered cooling steam functions as extraction steam, the flow rate of main steam extracted as extraction steam can be reduced. Thereby, the turbine efficiency can be improved.

ここで、上記においては、冷却最終タービン段落の直下流側に抽気口36が形成された一例を示したが、抽気口36の形成位置はこの位置に限られない。   Here, in the above description, an example in which the extraction port 36 is formed on the downstream side of the final cooling turbine stage is shown, but the formation position of the extraction port 36 is not limited to this position.

図3は、第1の実施の形態において、冷却最終タービン段落よりも一段下流のタービン段落の直下流に抽気口36が形成された場合の蒸気タービン10の、タービンロータ22の中心軸を含む断面(子午断面)の一部を拡大した図である。   FIG. 3 is a cross section including the central axis of the turbine rotor 22 of the steam turbine 10 in the first embodiment when the extraction port 36 is formed immediately downstream of the turbine stage one stage downstream of the cooling final turbine stage. It is the figure which expanded a part of (meridian section).

図3に示すように、冷却最終タービン段落よりも一段下流のタービン段落の直下流に抽気口36が形成された場合、冷却最終タービン段落よりも一段下流のタービン段落を構成するダイアフラム外輪26dと内部ケーシング20との間に冷却蒸気を抽気口36側へ通過させる流路が形成される。この流路は、冷却蒸気回収流路50として機能する。なお、内部ケーシング20が接触するダイアフラム外輪26dの下流側の端面には、例えば、スリット状の流路が形成される。これによって、冷却蒸気は、抽気口36側へ流出することができる。   As shown in FIG. 3, when the bleed port 36 is formed immediately downstream of the turbine stage one stage downstream of the cooling final turbine stage, the diaphragm outer ring 26 d constituting the turbine stage one stage downstream of the cooling final turbine stage and the inside A flow path through which the cooling steam passes to the extraction port 36 side is formed between the casing 20 and the casing 20. This flow path functions as a cooling steam recovery flow path 50. Note that, for example, a slit-shaped flow path is formed on the downstream end face of the diaphragm outer ring 26d with which the inner casing 20 contacts. Thus, the cooling steam can flow out to the extraction port 36 side.

次に、第1の実施の形態の蒸気タービン10を備えた蒸気タービン発電設備の一例を示す。図4は、第1の実施の形態の蒸気タービン10を備える蒸気タービン発電設備の概要を示す図である。   Next, an example of the steam turbine power generation facility provided with the steam turbine 10 of the first embodiment is shown. FIG. 4 is a diagram illustrating an outline of a steam turbine power generation facility including the steam turbine 10 according to the first embodiment.

図4に示された蒸気タービン発電設備は、過熱器80および再熱器81を備えるボイラ82、蒸気タービン10である高圧タービン、中圧タービン90、低圧タービン91、発電機92、復水器100、復水ポンプ101、低圧給水加熱器102、ボイラ給水ポンプ103、高圧給水加熱器104を備えている。   The steam turbine power generation facility shown in FIG. 4 includes a boiler 82 including a superheater 80 and a reheater 81, a high pressure turbine that is the steam turbine 10, an intermediate pressure turbine 90, a low pressure turbine 91, a generator 92, and a condenser 100. , A condensate pump 101, a low-pressure feed water heater 102, a boiler feed water pump 103, and a high-pressure feed water heater 104.

この蒸気タービン発電設備では、ボイラ82の過熱器80で発生した高温の蒸気は、主蒸気管110を介して蒸気タービン10に導入され、膨張仕事をした後、低温再熱蒸気管111を介して、ボイラ82の再熱器81に導入される。   In this steam turbine power generation facility, the high-temperature steam generated in the superheater 80 of the boiler 82 is introduced into the steam turbine 10 via the main steam pipe 110 and performs expansion work, and then via the low-temperature reheat steam pipe 111. The reheater 81 of the boiler 82 is introduced.

再熱器81で再び高温の過熱蒸気に加熱(再熱)された蒸気は、高温再熱蒸気管112を介して中圧タービン90に導入される。そして、中圧タービン90で膨張仕事をした後、クロスオーバ管113を介して、低圧タービン91に導入される。   The steam heated (reheated) again to the high-temperature superheated steam by the reheater 81 is introduced into the intermediate pressure turbine 90 through the high-temperature reheat steam pipe 112. After the expansion work is performed by the intermediate pressure turbine 90, the medium is introduced into the low pressure turbine 91 through the crossover pipe 113.

低圧タービン91に導入された蒸気は、膨張仕事をした後、復水器100に導かれる。また、発電機92は、低圧タービン91によって駆動され、発電する。   The steam introduced into the low-pressure turbine 91 is guided to the condenser 100 after performing expansion work. The generator 92 is driven by the low-pressure turbine 91 to generate power.

復水器100に導かれた蒸気は、凝縮して復水となる。復水器100の復水は、復水ポンプ101によって、低圧給水加熱器102へ送られ、ボイラ給水ポンプ103によって昇圧され、給水管120を介して、高圧給水加熱器104を経て過熱器80に給水される。   The steam guided to the condenser 100 is condensed and becomes condensate. Condensate in the condenser 100 is sent to the low-pressure feed water heater 102 by the condensate pump 101, boosted by the boiler feed pump 103, and then to the superheater 80 via the feed water pipe 120 and the high-pressure feed water heater 104. Water is supplied.

蒸気タービン10や中圧タービン90から抽気された抽気蒸気は、抽気管121、122を通り、高圧給水加熱器104に導かれ、高圧給水加熱器104内を流れる給水を加熱する。低圧タービン91から抽気された抽気蒸気は、抽気管123を通り、低圧給水加熱器102に導かれ、低圧給水加熱器102内を流れる給水を加熱する。なお、高圧給水加熱器104や低圧給水加熱器102を加熱した抽気蒸気は、復水器100に導かれる。   The extracted steam extracted from the steam turbine 10 and the intermediate pressure turbine 90 passes through the extraction pipes 121 and 122, is guided to the high-pressure feed water heater 104, and heats the feed water flowing in the high-pressure feed water heater 104. The extraction steam extracted from the low-pressure turbine 91 passes through the extraction pipe 123 and is led to the low-pressure feed water heater 102 to heat the feed water flowing in the low-pressure feed water heater 102. The extracted steam that has heated the high-pressure feed water heater 104 and the low-pressure feed water heater 102 is guided to the condenser 100.

また、蒸気タービン発電設備には、図4に示していないが、例えば、冷却蒸気として、ボイラからの抽気蒸気を高圧タービンである蒸気タービン10に導くための冷却蒸気供給配管が備えられている。また、例えば、冷却蒸気として、蒸気タービン10の抽気蒸気を中圧タービン90に導くための冷却蒸気供給配管が備えられている。これらの冷却蒸気供給配管は、冷却蒸気供給機構の一部として機能する。   Although not shown in FIG. 4, the steam turbine power generation facility is provided with a cooling steam supply pipe that guides, for example, extracted steam from a boiler to the steam turbine 10 that is a high-pressure turbine as cooling steam. Further, for example, a cooling steam supply pipe for guiding the extracted steam of the steam turbine 10 to the intermediate pressure turbine 90 is provided as the cooling steam. These cooling steam supply pipes function as a part of the cooling steam supply mechanism.

このように、第1の実施の形態の蒸気タービン10を備えた蒸気タービン発電設備では、蒸気タービン10、中圧タービン90、低圧タービン91から抽気された抽気蒸気によって給水を加熱するため、熱サイクルの効率を向上することができる。   As described above, in the steam turbine power generation facility including the steam turbine 10 according to the first embodiment, the feed water is heated by the extracted steam extracted from the steam turbine 10, the intermediate pressure turbine 90, and the low pressure turbine 91. Efficiency can be improved.

なお、上記した蒸気タービン発電設備に、例えば、超高圧タービンをさらに備えることもできる。この場合、高圧タービンにおける冷却蒸気として、例えば超高圧タービンから抽気された蒸気を使用することができる。   Note that the above-described steam turbine power generation facility may further include, for example, an ultrahigh pressure turbine. In this case, for example, steam extracted from the ultrahigh pressure turbine can be used as the cooling steam in the high pressure turbine.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態の蒸気タービン11においては、冷却蒸気回収路の構成以外は第1の実施の形態の蒸気タービン10の構成と同じである。そのため、ここでは、主に冷却蒸気回収路の構成について説明する。
(Second Embodiment)
The steam turbine 11 of the second embodiment is the same as the configuration of the steam turbine 10 of the first embodiment except for the configuration of the cooling steam recovery path. Therefore, here, the configuration of the cooling steam recovery path will be mainly described.

図5は、第2の実施の形態の蒸気タービン11の、タービンロータ22の中心軸を含む断面(子午断面)の一部を拡大した図である。   FIG. 5 is an enlarged view of a part of a cross section (meridian cross section) including the central axis of the turbine rotor 22 of the steam turbine 11 according to the second embodiment.

なお、ここでは、図5に示された最も上流側のタービン段落である第3段のタービン段落を構成するダイアフラム内輪、静翼、ダイアフラム外輪、ラビリンスシール、ロータディスクおよび動翼を、それぞれ、27a、28a、26a、30a、23aおよび24aと示している。また、ここでは、冷却最終タービン段落を第4段のタービン段落とし、このタービン段落を構成するダイアフラム内輪、静翼、ダイアフラム外輪、ラビリンスシール、ロータディスクおよび動翼を、それぞれ、27b、28b、26b、30b、23bおよび24bと示している。他のタービン段落においても、これに基づいて各構成部に符号を付している。また、図5には、冷却蒸気の流れを矢印で示している。   Here, the diaphragm inner ring, the stationary blade, the diaphragm outer ring, the labyrinth seal, the rotor disk, and the rotor blade constituting the third stage turbine stage, which is the most upstream turbine stage shown in FIG. , 28a, 26a, 30a, 23a and 24a. Also, here, the final cooling turbine stage is the fourth stage turbine stage, and the diaphragm inner ring, the stationary blade, the diaphragm outer ring, the labyrinth seal, the rotor disk, and the rotor blade constituting the turbine stage are respectively 27b, 28b, and 26b. , 30b, 23b and 24b. Also in the other turbine paragraphs, reference numerals are given to the respective components based on this. In FIG. 5, the flow of the cooling steam is indicated by arrows.

蒸気タービン11では、冷却最終タービン段落よりも一段下流のタービン段落(第5段のタービン段落)に、冷却蒸気回収流路が形成されている。蒸気タービン11では、図5に示すように、冷却最終タービン段落よりも一段下流のタービン段落を構成する、ダイアフラム内輪27c、静翼28cおよびダイアフラム外輪26cには、冷却蒸気の少なくとも一部を回収して抽気口36に導く冷却蒸気回収流路50が形成されている。冷却蒸気回収流路50は、ダイアフラム内輪27c、静翼28cおよびダイアフラム外輪26cを連通する孔で構成されている。   In the steam turbine 11, a cooling steam recovery passage is formed in a turbine stage (fifth stage turbine stage) that is one stage downstream of the final cooling turbine stage. In the steam turbine 11, as shown in FIG. 5, at least a part of the cooling steam is collected in the diaphragm inner ring 27 c, the stationary blade 28 c and the diaphragm outer ring 26 c constituting the turbine stage one stage downstream from the final cooling turbine stage. Thus, a cooling steam recovery flow path 50 that leads to the extraction port 36 is formed. The cooling steam recovery flow path 50 is configured by a hole communicating the diaphragm inner ring 27c, the stationary blade 28c, and the diaphragm outer ring 26c.

冷却蒸気を回収する回収口52は、ダイアフラム内輪27cの上流側の端面に、例えば、周方向に亘って均等な間隔をあけて複数形成されている。回収口52は、例えば、周方向に配置された静翼28cに対応して、ダイアフラム内輪27cの上流側の端面に形成することができる。   A plurality of recovery ports 52 for recovering the cooling steam are formed on the upstream end face of the diaphragm inner ring 27c, for example, at equal intervals in the circumferential direction. The recovery port 52 can be formed on the upstream end face of the diaphragm inner ring 27c, for example, corresponding to the stationary blade 28c arranged in the circumferential direction.

ダイアフラム外輪26cに形成された冷却蒸気回収流路50は、例えば、図5に示すように、抽気口36の開口に向けて冷却空気を排出するように、屈曲した流路に構成することができる。   The cooling steam recovery flow path 50 formed in the diaphragm outer ring 26c can be configured as a bent flow path so as to discharge the cooling air toward the opening of the extraction port 36, for example, as shown in FIG. .

なお、ダイアフラム外輪26cに形成された冷却蒸気回収流路50は、この形状に限られず、第1の実施の形態の蒸気タービン10において説明した他の形状とすることもできる。また、静翼28cにも冷却蒸気回収流路50を形成しているが、例えば、静翼28cの内部が中空の静翼の場合には、中空部を冷却蒸気回収流路50として機能させることができる。   Note that the cooling steam recovery flow path 50 formed in the diaphragm outer ring 26c is not limited to this shape, and may have another shape described in the steam turbine 10 of the first embodiment. Further, the cooling steam recovery flow path 50 is also formed in the stationary blade 28c. For example, when the stationary blade 28c is a hollow stationary blade, the hollow portion functions as the cooling steam recovery flow path 50. Can do.

ここでは、冷却最終タービン段落よりも一段下流のタービン段落に冷却蒸気回収流路が形成されているため、冷却最終タービン段落を構成するロータディスク23bにも、冷却蒸気を下流側へ導くための冷却蒸気通路60が形成されている。   Here, since the cooling steam recovery flow path is formed in the turbine stage one stage downstream of the cooling final turbine stage, the cooling for guiding the cooling steam to the downstream side also in the rotor disk 23b constituting the cooling final turbine stage. A steam passage 60 is formed.

冷却蒸気導入管34を介して導入された冷却蒸気は、溝部35に供給され、周方向に広がる(図1参照)。冷却蒸気の一部は、タービンロータ22を冷却しながら、タービンロータ22とグランドラビリンスシール33との間からタービンロータ22に沿ってタービン段落側へ流れる(図1参照)。   The cooling steam introduced through the cooling steam introduction pipe 34 is supplied to the groove 35 and spreads in the circumferential direction (see FIG. 1). A part of the cooling steam flows from between the turbine rotor 22 and the ground labyrinth seal 33 to the turbine stage side along the turbine rotor 22 while cooling the turbine rotor 22 (see FIG. 1).

続いて、冷却蒸気の一部は、ロータディスク23に形成された冷却蒸気通路60を下流に向かって通過し、冷却蒸気の残部は、主蒸気流路70に噴出される(図1参照)。   Subsequently, part of the cooling steam passes through the cooling steam passage 60 formed in the rotor disk 23 toward the downstream, and the remaining part of the cooling steam is ejected into the main steam channel 70 (see FIG. 1).

そして、図5に示すように、タービンロータ22を冷却しながら、冷却最終タービン段落である第4段のタービン段落に達した冷却蒸気の一部は、タービンロータ22とラビリンスシール30bとの間を下流へ流れ、ロータディスク23bに形成された冷却蒸気通路60を下流に向かって通過する。   Then, as shown in FIG. 5, while cooling the turbine rotor 22, a part of the cooling steam that has reached the fourth turbine stage, which is the final cooling turbine stage, passes between the turbine rotor 22 and the labyrinth seal 30 b. It flows downstream and passes through the cooling steam passage 60 formed in the rotor disk 23b toward the downstream.

第4段のタービン段落に達した冷却蒸気の一部は、回収口52から回収される。回収口52から回収された冷却蒸気は、冷却蒸気回収流路50を介して、抽気口36の開口に導かれる。抽気口36に導かれた冷却蒸気は、主蒸気の一部とともに抽気蒸気として、外部に排出される。   A part of the cooling steam reaching the fourth stage turbine stage is recovered from the recovery port 52. The cooling steam recovered from the recovery port 52 is guided to the opening of the extraction port 36 via the cooling steam recovery channel 50. The cooling steam guided to the extraction port 36 is discharged to the outside as extraction steam together with a part of the main steam.

上記した第2の実施の形態の蒸気タービン11によれば、冷却最終タービン段落よりも一段下流のタービン段落において、主蒸気流路70へ噴出される最小限の噴出流量を超える冷却蒸気を回収することができる。そのため、主蒸気の温度の低下や、翼列の二次流れ損失の増大を抑制し、タービン効率の向上を図ることができる。   According to the steam turbine 11 of the second embodiment described above, the cooling steam exceeding the minimum ejection flow rate ejected to the main steam flow path 70 is recovered in the turbine stage one stage downstream from the cooling final turbine stage. be able to. Therefore, it is possible to suppress the decrease in the temperature of the main steam and the increase in the secondary flow loss of the blade row, and to improve the turbine efficiency.

また、冷却最終タービン段落を構成するロータディスク23bの上流側および下流側の表面を冷却することができる。さらに、回収された冷却蒸気は、抽気蒸気として機能するため、抽気蒸気として抽気される主蒸気の流量を低減することができる。これによって、タービン効率の向上を図ることができる。   Further, the upstream and downstream surfaces of the rotor disk 23b constituting the final cooling turbine stage can be cooled. Furthermore, since the recovered cooling steam functions as extraction steam, the flow rate of main steam extracted as extraction steam can be reduced. Thereby, the turbine efficiency can be improved.

ここで、第2の実施の形態の蒸気タービン11における回収口52の位置は、ダイアフラム内輪27cの上流側の端面に限られるものではない。図6は、第2の実施の形態において、回収口52がラビリンスシール30cに形成された場合の蒸気タービン11の、タービンロータ22の中心軸を含む断面(子午断面)の一部を拡大した図である。   Here, the position of the recovery port 52 in the steam turbine 11 of the second embodiment is not limited to the upstream end face of the diaphragm inner ring 27c. FIG. 6 is an enlarged view of a part of a cross section (meridian cross section) including the central axis of the turbine rotor 22 of the steam turbine 11 when the recovery port 52 is formed in the labyrinth seal 30c in the second embodiment. It is.

図6に示すように、冷却蒸気回収流路50をダイアフラム内輪27cに支持されたラビリンスシール30cまで延長し、タービンロータ22に対向するラビリンスシール30cの面に回収口52を形成してもよい。   As shown in FIG. 6, the cooling steam recovery flow path 50 may be extended to the labyrinth seal 30 c supported by the diaphragm inner ring 27 c, and the recovery port 52 may be formed on the surface of the labyrinth seal 30 c facing the turbine rotor 22.

この場合も、上記した蒸気タービン11における作用効果と同様の作用効果を得ることができる。   Also in this case, the same effect as the effect in the steam turbine 11 described above can be obtained.

以上説明した実施形態によれば、冷却する構成部品を確実に冷却するとともに、冷却蒸気によるタービン効率の低下を抑制することが可能となる。   According to the embodiment described above, it is possible to reliably cool the components to be cooled and to suppress a decrease in turbine efficiency due to the cooling steam.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10,11…蒸気タービン、20…内部ケーシング、21…外部ケーシング、22…タービンロータ、23,23a,23b,23c…ロータディスク、24,24a…動翼、25…動翼翼列、26,26a,26b,26c,26d…ダイアフラム外輪、27,27a,27b,27c…ダイアフラム内輪、28,28a,28b,28c…静翼、29…静翼翼列、30,30a,30b,30c…ラビリンスシール、31…蒸気入口管、32…ノズルボックス、33…グランドラビリンスシール、34…冷却蒸気導入管、35…溝部、36…抽気口、50…冷却蒸気回収流路、51,52…回収口、60…冷却蒸気通路、70…主蒸気流路、80…過熱器、81…再熱器、82…ボイラ、90…中圧タービン、91…低圧タービン、92…発電機、100…復水器、101…復水ポンプ、102…低圧給水加熱器、103…ボイラ給水ポンプ、104…高圧給水加熱器、110…主蒸気管、111…低温再熱蒸気管、112…高温再熱蒸気管、113…クロスオーバ管、120…給水管、121,122,123…抽気管。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,11 ... Steam turbine, 20 ... Inner casing, 21 ... Outer casing, 22 ... Turbine rotor, 23, 23a, 23b, 23c ... Rotor disk, 24, 24a ... Rotor blade, 25 ... Rotor blade cascade, 26, 26a, 26b, 26c, 26d ... Diaphragm outer ring, 27, 27a, 27b, 27c ... Diaphragm inner ring, 28, 28a, 28b, 28c ... Stator blade, 29 ... Stator blade cascade, 30, 30a, 30b, 30c ... Labyrinth seal, 31 ... Steam inlet pipe, 32 ... Nozzle box, 33 ... Grand labyrinth seal, 34 ... Cooling steam introduction pipe, 35 ... Groove, 36 ... Extraction port, 50 ... Cooling steam recovery flow path, 51, 52 ... Recovery port, 60 ... Cooling steam Passage, 70 ... main steam flow path, 80 ... superheater, 81 ... reheater, 82 ... boiler, 90 ... medium pressure turbine, 91 ... low pressure turbine, 92 Generator: 100 ... Condenser, 101 ... Condensate pump, 102 ... Low pressure feed water heater, 103 ... Boiler feed pump, 104 ... High pressure feed water heater, 110 ... Main steam pipe, 111 ... Low temperature reheat steam pipe, 112 ... high temperature reheat steam pipe, 113 ... crossover pipe, 120 ... water supply pipe, 121, 122, 123 ... extraction pipe.

Claims (5)

ケーシングと、
前記ケーシングに貫設されたタービンロータと、
前記タービンロータの周方向に複数の動翼を植設して構成され、タービンロータ軸方向に複数段備えられた動翼翼列と、
前記ケーシングの内周に設けられたダイアフラム外輪と、
前記ダイアフラム外輪の内側に設けられたダイアフラム内輪と、
前記ダイアフラム外輪と前記ダイアフラム内輪との間に、周方向に複数の静翼を取り付けて構成され、タービンロータ軸方向に、前記動翼翼列と交互に複数段備えられた静翼翼列と、
第1段の前記静翼翼列よりも外側の前記タービンロータの表面に冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給機構と、
冷却蒸気によって冷却される最も下流段のタービン段落を構成する、前記ダイアフラム内輪、前記静翼および前記ダイアフラム外輪、または冷却蒸気によって冷却される最も下流段のタービン段落よりも一段下流のタービン段落を構成する、前記ダイアフラム内輪、前記静翼および前記ダイアフラム外輪に形成され、冷却蒸気の少なくとも一部を回収して、前記ケーシングの内周に形成された抽気口に導く冷却蒸気回収流路と
を具備することを特徴とする蒸気タービン。
A casing,
A turbine rotor penetrating the casing;
A plurality of rotor blades are implanted in the circumferential direction of the turbine rotor, and a plurality of rotor blade cascades provided in the turbine rotor axial direction;
A diaphragm outer ring provided on the inner periphery of the casing;
A diaphragm inner ring provided inside the diaphragm outer ring;
Between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring, a plurality of stator blades are attached in the circumferential direction, and in the turbine rotor axial direction, a stator blade cascade arranged in a plurality of stages alternately with the rotor blade cascade,
A cooling steam supply mechanism for supplying cooling steam to the surface of the turbine rotor outside the first stage blade cascade of the first stage;
The most downstream turbine stage cooled by the cooling steam constitutes the most downstream turbine stage, the diaphragm inner ring, the stationary blade and the diaphragm outer ring, or the most downstream stage turbine stage cooled by the cooling steam. And a cooling steam recovery passage formed on the inner ring of the diaphragm, the stationary blade and the outer ring of the diaphragm, and recovering at least a part of the cooling steam and leading to the extraction port formed on the inner periphery of the casing. A steam turbine characterized by that.
前記冷却蒸気回収流路が、冷却蒸気によって冷却される最も下流段のタービン段落を構成する、前記ダイアフラム内輪、前記静翼および前記ダイアフラム外輪に形成される場合において、
前記冷却蒸気回収流路における冷却蒸気の回収口が、前記ダイアフラム内輪の下流側の端面に形成されていることを特徴とする請求項1記載の蒸気タービン。
In the case where the cooling steam recovery flow path is formed in the diaphragm inner ring, the stationary blade and the diaphragm outer ring, which constitutes the most downstream turbine stage cooled by the cooling steam,
The steam turbine according to claim 1, wherein a cooling steam recovery port in the cooling steam recovery flow path is formed on an end face on the downstream side of the inner ring of the diaphragm.
前記冷却蒸気回収流路が、冷却蒸気によって冷却される最も下流段のタービン段落よりも一段下流のタービン段落を構成する、前記ダイアフラム内輪、前記静翼および前記ダイアフラム外輪に形成される場合において、
前記冷却蒸気回収流路における冷却蒸気の回収口が、前記ダイアフラム内輪の上流側の端面に形成されていることを特徴とする請求項1記載の蒸気タービン。
In the case where the cooling steam recovery flow path is formed in the diaphragm inner ring, the stationary blade, and the diaphragm outer ring that constitute a turbine stage that is one stage downstream of the most downstream turbine stage that is cooled by the cooling steam,
The steam turbine according to claim 1, wherein a cooling steam recovery port in the cooling steam recovery flow path is formed on an end face on the upstream side of the inner ring of the diaphragm.
前記冷却蒸気回収流路が、冷却蒸気によって冷却される最も下流段のタービン段落よりも一段下流のタービン段落を構成する、前記ダイアフラム内輪、前記静翼および前記ダイアフラム外輪に形成される場合において、
前記冷却蒸気回収流路が、前記ダイアフラム内輪に支持されたシール部にさらに形成され、冷却蒸気の回収口が、前記シール部の前記タービンロータに対向する面に形成されていることを特徴とする請求項1記載の蒸気タービン。
In the case where the cooling steam recovery flow path is formed in the diaphragm inner ring, the stationary blade, and the diaphragm outer ring that constitute a turbine stage that is one stage downstream of the most downstream turbine stage that is cooled by the cooling steam,
The cooling steam recovery flow path is further formed in a seal portion supported by the inner ring of the diaphragm, and a cooling steam recovery port is formed on a surface of the seal portion facing the turbine rotor. The steam turbine according to claim 1.
前記抽気口が、冷却蒸気によって冷却される最も下流段のタービン段落よりも下流側に備えら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。   5. The steam turbine according to claim 1, wherein the extraction port is provided on a downstream side of a turbine stage at a most downstream stage cooled by cooling steam. 6.
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