JP2017008730A - Steam turbine seal device and steam turbine - Google Patents

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JP2017008730A JP2015121382A JP2015121382A JP2017008730A JP 2017008730 A JP2017008730 A JP 2017008730A JP 2015121382 A JP2015121382 A JP 2015121382A JP 2015121382 A JP2015121382 A JP 2015121382A JP 2017008730 A JP2017008730 A JP 2017008730A
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steam turbine
seal
fin
seal device
steam
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梁 閻
Liang Yan
梁 閻
中谷 祐二郎
Yujiro Nakatani
祐二郎 中谷
聡 宮代
Satoshi Miyashiro
聡 宮代
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam turbine seal device that includes both of machinability with respect to a fin mounted to a tip of a rotor blade and an anti-erosion property with respect to flowing steam.SOLUTION: The steam turbine seal device includes multiple seal fins 2 in a body of one of a rotary part 5 and a stationary part 4 that are arranged while having an interval therebetween so as to seal a steam leakage from the interval. The seal fin 2 is a metal seal fin.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、蒸気タービンの回転部と静止部との隙間に設けられ、蒸気の漏れを
抑制するための蒸気タービンシール装置およびそのシール装置を適用する蒸気タービンに
関する。
Embodiments of the present invention relate to a steam turbine seal device that is provided in a gap between a rotating portion and a stationary portion of a steam turbine and suppresses steam leakage, and a steam turbine to which the seal device is applied.

蒸気タービン内部で発生する損失の約20%は、回転部である動翼先端部からの蒸気漏
洩による損失である。
About 20% of the loss generated inside the steam turbine is loss due to steam leakage from the tip of the rotor blade, which is a rotating part.

従来の技術では、Ni基合金、Co基合金またはMCrAlY合金系の粉末を用いて溶
射を行い、蒸気タービンの静止部にコーティングしてシールを形成させることが検討され
ている。
In the prior art, it has been studied to perform thermal spraying using a powder of a Ni-base alloy, a Co-base alloy, or a MCrAlY alloy system, and coat a stationary portion of a steam turbine to form a seal.

また、Ni、CrおよびAlに粘土を混合してプレス加工、焼結、ろう付け又は溶射に
より蒸気タービンの静止部にシールを形成させることも検討されている。
In addition, it has been studied to mix clay in Ni, Cr and Al and form a seal on the stationary part of the steam turbine by pressing, sintering, brazing or spraying.

特開2013−12227号公報JP 2013-12227 A 特開2003−65076号公報JP 2003-65076 A

しかしながらNi基合金、Co基合金またはMCrAlY合金系の粉末を用いて溶射を
行い、蒸気タービンの静止部にコーティングしてシールを形成させる方法において、コー
ティング自身は多孔質の材質であり、動翼の先端に取り付けられているフィンに対する被
削性は有しているが、蒸気タービンの回転部と静止部との隙間に流れて来る蒸気に対する
耐エロージョン性は劣っている。そのため、シールは流れ蒸気によるエロージョン現象が
生じ、短期間で消失する場合が考えられている。
However, in the method of spraying using Ni-based alloy, Co-based alloy or MCrAlY alloy-based powder and coating the stationary part of the steam turbine to form a seal, the coating itself is a porous material, Although it has machinability with respect to the fin attached to the tip, the erosion resistance against the steam flowing in the gap between the rotating part and the stationary part of the steam turbine is inferior. Therefore, it is considered that the erosion phenomenon caused by the flowing steam occurs and the seal disappears in a short period of time.

本発明が解決しようとする課題は、動翼または静翼の先端に取り付けているフィンに対
する被削性と、流れ蒸気に対する耐エロージョン性を兼備する蒸気タービンシール装置お
よび蒸気タービンを提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to provide a steam turbine seal device and a steam turbine that have both machinability for fins attached to the tips of moving blades or stationary blades and erosion resistance against flowing steam. .

本実施形態に係る蒸気タービンシール装置は、隙間を設けて配置された回転部と静止部
のうち、いずれか一方にその本体に複数のシールフィンを備えて、前記隙間からの蒸気の
漏出を封止する蒸気タービンシール装置において、このシールフィンを金属製のシールフ
ィンとしたことを特徴とする。
The steam turbine seal device according to the present embodiment includes a plurality of sealing fins in the main body of either the rotating part or the stationary part arranged with a gap, and seals the leakage of steam from the gap. In the steam turbine seal device to be stopped, the seal fin is a metal seal fin.

また、本実施形態に係る蒸気タービンは、その蒸気タービンの高圧部、中圧部および低圧
部の静翼または動翼の外輪シールおよび内輪シールのいずれかに上記蒸気タービンシール
装置を適用することを特徴とする。
In the steam turbine according to the present embodiment, the steam turbine seal device is applied to any one of the outer ring seal and the inner ring seal of the stationary blade or the moving blade of the high pressure portion, the intermediate pressure portion, and the low pressure portion of the steam turbine. Features.

本発明の実施形態に係る蒸気タービンシール装置および蒸気タービンによれば、動翼の
先端に取り付けているフィンに対する被削性と、流れ蒸気に対する耐エロージョン性を兼
備させて、蒸気漏れによる性能低下を抑制することができ、かつ使用寿命を向上させるこ
とができる。
According to the steam turbine seal device and the steam turbine according to the embodiment of the present invention, the machinability with respect to the fin attached to the tip of the moving blade and the erosion resistance with respect to the flowing steam are combined, and the performance degradation due to steam leakage is reduced. It can be suppressed and the service life can be improved.

本発明の実施形態を示す蒸気タービンシール装置の要部拡大断面図。The principal part expanded sectional view of the steam turbine seal apparatus which shows embodiment of this invention. 図1に示した蒸気タービンシール装置を蒸気タービン静止部に取り付けた実施形態を示す要部拡大断面図。The principal part expanded sectional view which shows embodiment which attached the steam turbine seal apparatus shown in FIG. 1 to the steam turbine stationary part. 図1に示した蒸気タービンシール装置を蒸気タービン静止部に取り付けた状態で蒸気タービン回転部のフィンとの位置関係の概略を示す説明図。Explanatory drawing which shows the outline of the positional relationship with the fin of a steam turbine rotation part in the state which attached the steam turbine seal apparatus shown in FIG. 1 to the steam turbine stationary part. 蒸気タービンシール装置のフィンの形状を示す図であり、(a)はシールフィンの断面図、(b)は(a)のA部拡大断面図。It is a figure which shows the shape of the fin of a steam turbine seal apparatus, (a) is sectional drawing of a seal fin, (b) is the A section expanded sectional view of (a). 蒸気タービンシール装置のフィンの肉厚の寸法を示す図であり、(a)はシールフィンの断面図、(b)は(a)のB部拡大断面図。It is a figure which shows the dimension of the thickness of the fin of a steam turbine seal apparatus, (a) is sectional drawing of a seal fin, (b) is the B section expanded sectional view of (a). 蒸気タービンシール装置のフィンの高さの寸法を示す図であり、(a)はシールフィンの断面図、(b)は(a)のC部拡大断面図。It is a figure which shows the height dimension of the fin of a steam turbine seal apparatus, (a) is sectional drawing of a seal fin, (b) is the C section expanded sectional view of (a). 蒸気タービンシール装置のフィンとフィンとの距離の寸法を示す図であり、(a)はシールフィンの断面図、(b)は(a)のD部拡大断面図。It is a figure which shows the dimension of the distance of the fin of a steam turbine seal apparatus, (a) is sectional drawing of a seal fin, (b) is the D section expanded sectional view of (a). (a)は蒸気タービンの要部概略構成を示す概略断面図、(b)は(a)に示す低圧部の要部Eを拡大して示す断面図。(A) is a schematic sectional drawing which shows the principal part schematic structure of a steam turbine, (b) is sectional drawing which expands and shows the principal part E of the low voltage | pressure part shown to (a).

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

(第1実施形態)
図1は、本発明の実施形態を示す蒸気タービンシール装置の要部拡大断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a steam turbine seal device showing an embodiment of the present invention.

図1において、蒸気タービンシール装置1は金属製のシールフィン2を有している。この
金属製のシールフィン2は、その材質として蒸気タービンシール装置1本体を含め炭素鋼
、低合金鋼、ステンレス鋼、高クロム(Cr)鋼、ニッケル(Ni)基合金鋼、コバルト
(Co)基合金鋼、チタン(Ti)またはチタン合金、銅(Cu)または銅合金、アルミ
(Al)またはアルミ合金のいずれかによって構成されている。
In FIG. 1, a steam turbine seal device 1 has metal seal fins 2. This metal seal fin 2 includes carbon steel, low alloy steel, stainless steel, high chromium (Cr) steel, nickel (Ni) base alloy steel, cobalt (Co) base including the steam turbine seal device 1 main body. It is made of any of alloy steel, titanium (Ti) or titanium alloy, copper (Cu) or copper alloy, aluminum (Al) or aluminum alloy.

この蒸気タービンシール装置1は、シールフィン」および本体を含めて一定の密度を持つ
金属単体または合金によって構成されるため、流れ蒸気に対する一定の耐エロージョン性
を有している。
The steam turbine seal device 1 is composed of a single metal or an alloy having a constant density including the seal fin and the main body, and thus has a certain erosion resistance against the flowing steam.

蒸気タービンシール装置1において、流れ蒸気に対する耐エロージョン性を向上させるた
め、蒸気タービンシール装置1の表面は、拡散処理またはコーティング処理により、表面
硬さが1500Hv以上を有し、耐エロージョン性と耐高温酸化性を兼備している。
In order to improve the erosion resistance to the flowing steam in the steam turbine seal device 1, the surface of the steam turbine seal device 1 has a surface hardness of 1500 Hv or more by diffusion treatment or coating treatment, and is resistant to erosion and high temperature. Combines oxidizing properties.

表面硬さが1500Hvにする理由において、従来の蒸気タービン内部のエロージョン対
策として表面処理や肉盛溶接により対象物の表面硬さを約500Hv〜1500Hvにす
る実績があることである。
The reason why the surface hardness is 1500 Hv is that the surface hardness of the object is about 500 Hv to 1500 Hv by surface treatment or overlay welding as a countermeasure against erosion inside the conventional steam turbine.

本実施形態における蒸気タービンシール装置1の表面拡散処理は窒化処理、ホウ化処理な
どの技術を用いて行う。また、本実施形態における蒸気タービンシール装置1の表面コー
ティング処理はPVD(物理蒸着法)またはCVD(化学蒸着法)コーティング技術を用
いてTiN、TiAlNなどのコーティングを行う。
The surface diffusion treatment of the steam turbine seal device 1 in the present embodiment is performed using a technique such as nitriding treatment or boriding treatment. Moreover, the surface coating process of the steam turbine seal apparatus 1 in this embodiment performs coating of TiN, TiAlN, etc. using PVD (physical vapor deposition method) or CVD (chemical vapor deposition method) coating technology.

一方、蒸気タービンシール装置1のシールフィン2とシールフィン2との間には、このシ
ールフィン2よりも被削性が良い充填物3を用いた充填部3が形成されている。この充填
部3は、例えば、Co、Ni、Cr、Al、Yまたはそれらの合金粉末を用いて溶射する
ことによって形成することが可能である。
On the other hand, between the seal fin 2 and the seal fin 2 of the steam turbine seal device 1, a filling portion 3 using a filler 3 having better machinability than the seal fin 2 is formed. The filling portion 3 can be formed, for example, by thermal spraying using Co, Ni, Cr, Al, Y, or an alloy powder thereof.

図2は、蒸気タービンシール装置1を用いて、蒸気タービン静止部4に取り付けた実施形
態を示す要部拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an embodiment attached to the steam turbine stationary part 4 using the steam turbine seal device 1.

蒸気タービンシール装置1は、蒸気タービン静止部4に溶接、接着または機械的に取り付
けられている。
The steam turbine seal device 1 is welded, bonded or mechanically attached to the steam turbine stationary part 4.

図3は、蒸気タービン静止部4に取り付けた蒸気タービンシール装置1と蒸気タービン回
転部5のフィン6との位置関係の概略を示す。蒸気タービン静止部4に蒸気タービンシー
ル装置1を取り付けることにより、蒸気の漏れを最小限に抑制することができる。
FIG. 3 schematically shows the positional relationship between the steam turbine seal device 1 attached to the steam turbine stationary part 4 and the fins 6 of the steam turbine rotating part 5. By attaching the steam turbine seal device 1 to the steam turbine stationary part 4, it is possible to minimize steam leakage.

なお、蒸気タービンシール装置1を蒸気タービン回転部5に配置し、蒸気タービン静止部
4にフィン6を設置しても同様の効果を得ることができる。
The same effect can be obtained even if the steam turbine seal device 1 is arranged in the steam turbine rotating part 5 and the fins 6 are installed in the steam turbine stationary part 4.

以上説明したとおり、本実施形態では、蒸気タービンの回転部5の先端に取り付けてい
るフィン6に対する被削性と、蒸気に対する耐エロージョン性を兼備する蒸気タービンシ
ール装置1を、蒸気タービンの静止部4に適用することによって、蒸気の漏れを最小限に
抑制することと同時に、万が一回転部5の先端に取り付けているフィン6が、蒸気タービ
ンシール装置1に接触しても、フィン6の損傷は最小限に抑えられる。
As described above, in this embodiment, the steam turbine seal device 1 having both machinability with respect to the fin 6 attached to the tip of the rotating portion 5 of the steam turbine and erosion resistance with respect to the steam is used as the stationary portion of the steam turbine. 4, the leakage of the steam is minimized, and at the same time, even if the fin 6 attached to the tip of the rotating portion 5 contacts the steam turbine seal device 1, the damage to the fin 6 is not reduced. Minimized.

また、流れ蒸気が蒸気タービンシール装置1に当たっても、表面が硬く処理されて150
0Hv以上の表面硬度を持つフィン2は耐エロージョン性に優れているため、充填物3を
保護することもできる。
Further, even if the flowing steam hits the steam turbine seal device 1, the surface is hardened and 150
Since the fin 2 having a surface hardness of 0 Hv or more has excellent erosion resistance, the filler 3 can also be protected.

また、シールフィン2とシールフィン2の間に充填物3が充填されることにより、シール
フィン2は流れ蒸気の圧力によって押倒されることが抑制される。
Moreover, since the filler 3 is filled between the seal fin 2 and the seal fin 2, the seal fin 2 is suppressed from being pushed down by the pressure of the flowing steam.

本実施形態によれば、蒸気タービンシール装置1は、充填物3が多孔質のものであり、蒸
気タービンの回転部5の先端に取り付けているフィン6に対する被削性があるため、万が
一、フィン6が蒸気タービンシール装置1に接触しても、フィン6の損傷は最小限に抑え
られ、フィン6の使用期間を長くすることができる。
According to the present embodiment, the steam turbine seal device 1 has a porous filling 3 and has machinability with respect to the fin 6 attached to the tip of the rotating portion 5 of the steam turbine. Even if 6 contacts the steam turbine seal device 1, damage to the fins 6 is minimized, and the service life of the fins 6 can be extended.

一方、蒸気タービンシール装置1は流れ蒸気に対する耐エロージョン性を有するため、蒸
気エロージョンによる減肉は最小限に抑えられ、蒸気タービンシール装置1の使用期間を
長くすることができる。フィン6と蒸気タービンシール装置1の使用状態が良好であれば
、蒸気タービンの蒸気漏れによる性能低下を抑制することができる。
On the other hand, since the steam turbine seal device 1 has erosion resistance to the flowing steam, the thickness reduction due to the steam erosion can be minimized, and the use period of the steam turbine seal device 1 can be extended. If the use state of the fins 6 and the steam turbine seal device 1 is good, it is possible to suppress performance degradation due to steam leakage of the steam turbine.

(第2実施形態)
図4は、本発明の他の実施形態である蒸気タービンシール装置1のフィン2の形状を示
す断面図であり(a)はシールフィンの断面図、(b)は(a)のA部拡大断面図である
(Second Embodiment)
4A and 4B are cross-sectional views showing the shape of the fin 2 of the steam turbine seal device 1 according to another embodiment of the present invention. FIG. 4A is a cross-sectional view of the seal fin, and FIG. It is sectional drawing.

図4に示すように、シールフィン2はプレート型を有し、断面は三角形または四角形で、
先端を尖状に形成されている。蒸気タービンの回転部5のフィン6と接触することを考慮
してシールフィン2の先端を尖状に形成したことにより、フィン6と接触する際に折れや
すく、または破砕しやすくしたことを特徴とする。
As shown in FIG. 4, the seal fin 2 has a plate shape, a cross section is a triangle or a quadrangle,
The tip has a pointed shape. Considering contact with the fins 6 of the rotating part 5 of the steam turbine, the tip of the seal fin 2 is formed in a pointed shape, so that it is easy to break or crush when contacting the fins 6. To do.

図5は、本発明の他の実施形態である蒸気タービンシール装置1のシールフィン2の肉厚
の寸法を示す図であり、(a)はシールフィンの断面図、(b)は(a)のB部拡大断面
図である。
FIG. 5 is a view showing the thickness dimension of the seal fin 2 of the steam turbine seal device 1 according to another embodiment of the present invention, where (a) is a sectional view of the seal fin, and (b) is (a). FIG.

蒸気タービンシール装置1のシールフィン2の肉厚は、蒸気タービンの回転部5のフィン
6と接触することを考慮して2mmを超えるのは避け、なるべく薄くすることが望ましい
が、100μm未満であると横から蒸気が流れてくるため、耐エロージョン性の寿命を考
慮すると、シールフィン2の肉厚は100μm〜2mmを有することが必要である。そこ
で、蒸気タービンシール装置1のシールフィン2の材質(強度、靱性、延性、硬度、組成
)にもよるが、シールフィン2の適切な肉厚は100μmが望ましい。
The thickness of the seal fins 2 of the steam turbine seal device 1 is preferably less than 2 mm in consideration of contact with the fins 6 of the rotating part 5 of the steam turbine, but is preferably as thin as possible, but less than 100 μm. Since the steam flows from the side, the thickness of the seal fin 2 needs to be 100 μm to 2 mm in consideration of the erosion resistance life. Therefore, although it depends on the material (strength, toughness, ductility, hardness, composition) of the seal fin 2 of the steam turbine seal device 1, the appropriate thickness of the seal fin 2 is desirably 100 μm.

図6は、本発明の他の実施形態である蒸気タービンシール装置1のフィン2の高さの寸法
を示す図であり、(a)はシールフィンの断面図、(b)は(a)のC部拡大断面図であ
る。
FIG. 6 is a view showing the height dimension of the fin 2 of the steam turbine seal device 1 according to another embodiment of the present invention, where (a) is a cross-sectional view of the seal fin, and (b) is a view of (a). It is a C section expanded sectional view.

図6に示すように、フィン2の高さは、蒸気タービンの回転部5のフィン6との距離およ
び接触による摩耗を考慮して100μm〜10mmに有することが特徴とする。
As shown in FIG. 6, the height of the fin 2 is characterized by having a thickness of 100 μm to 10 mm in consideration of the distance between the rotating portion 5 of the steam turbine 5 and the wear due to contact.

通常、蒸気タービンの静止部4と回転部5との間の距離は約100μmから5mm前後に
あることから、フィン2の高さは、蒸気タービンの回転部5のフィン6との距離を考慮し
て100μm〜10mmに設定される。さらに、この蒸気タービンシール装置1のフィン
2の高さは、上述の蒸気タービンの回転部5のフィン6との距離および接触による摩耗も
考慮して1mm〜5mmにすることがより望ましい。
Usually, the distance between the stationary part 4 and the rotating part 5 of the steam turbine is about 100 μm to about 5 mm, so the height of the fin 2 takes into account the distance from the fin 6 of the rotating part 5 of the steam turbine. 100 μm to 10 mm. Further, the height of the fins 2 of the steam turbine seal device 1 is more preferably 1 mm to 5 mm in consideration of the distance from the above-described rotation portion 5 of the steam turbine 5 and wear due to contact.

図7は、本発明の他の実施形態である蒸気タービンシール装置1のフィン2とフィン2と
の距離の寸法を示す図であり、(a)はシールフィンの断面図、(b)は(a)のD部拡
大断面図である。
7A and 7B are diagrams showing the distance dimension between the fin 2 and the fin 2 of the steam turbine seal device 1 according to another embodiment of the present invention. FIG. 7A is a sectional view of the seal fin, and FIG. It is the D section expanded sectional view of a).

図7に示すように、フィン2とフィン2との距離は、充填物3の容量、流れ蒸気に対する
フィン2の耐エロージョン性効果、蒸気タービンの回転部5のフィン6との接触によるフ
ィン2自身の摩耗量と、フィン6に対する損傷、蒸気タービンの静止部4の幅寸法、蒸気
タービンシール装置1の耐久性を考慮して、0.5mm〜50mmにすることが望ましい
As shown in FIG. 7, the distance between the fin 2 and the fin 2 is determined based on the capacity of the filling 3, the erosion resistance effect of the fin 2 against the flowing steam, and the fin 2 itself due to contact with the fin 6 of the rotating portion 5 of the steam turbine. In consideration of the amount of wear, damage to the fins 6, the width of the stationary portion 4 of the steam turbine, and the durability of the steam turbine seal device 1, it is desirable that the thickness be 0.5 mm to 50 mm.

図8(a)は、本発明に係る一実施形態である蒸気タービン20の要部概略構成を示す概
略断面図である。
Fig.8 (a) is a schematic sectional drawing which shows the principal part schematic structure of the steam turbine 20 which is one Embodiment which concerns on this invention.

蒸気タービン20は、図8(a)に示すように、火力発電所用として蒸気タービン20
の高圧部21と、中圧部22と低圧部23とを具備し、一方、図示してはいないが、原子
力発電所用として高圧部21と、低圧部23とを具備し、地熱発電所用として低圧部23
を具備している。
As shown in FIG. 8A, the steam turbine 20 is used for a thermal power plant.
The high-pressure part 21, the intermediate-pressure part 22, and the low-pressure part 23 are provided. On the other hand, although not shown, the high-pressure part 21 and the low-pressure part 23 are provided for the nuclear power plant, and the Part 23
It has.

蒸気タービン20の低圧部23は、図8(a)のE部を拡大して示す図8(b)に示す
ように、蒸気タービン回転部5の動翼24およびタービンロータ25、蒸気タービン静止
部4の静翼26、ケーシング27、静翼26の外輪シール28、および静翼26の内輪シ
ール29から構成されている。なお、図中に矢印で示すように、蒸気は、同図の左側から
右側に向けて流れる構成となっている。
The low pressure portion 23 of the steam turbine 20 is an enlarged view of the E portion of FIG. 8A, and as shown in FIG. 8B, the rotor blades 24 and the turbine rotor 25 of the steam turbine rotating portion 5, the steam turbine stationary portion. 4, a stationary blade 26, a casing 27, an outer ring seal 28 of the stationary blade 26, and an inner ring seal 29 of the stationary blade 26. In addition, as shown by the arrows in the figure, the steam flows from the left side to the right side in the figure.

図8(b)に示すように、回転部5の動翼24の先端、およびタービンロータ25の胴体
にフィン6が設置されている。
As shown in FIG. 8B, fins 6 are installed at the tip of the moving blade 24 of the rotating unit 5 and the body of the turbine rotor 25.

図8(b)に示すように、本発明に係る一実施形態である蒸気タービンシール装置1の適
用位置は、蒸気タービン20の静翼26の外輪シール28、および静翼26の内輪シール
29としている。
As shown in FIG. 8B, the application position of the steam turbine seal device 1 according to an embodiment of the present invention is as an outer ring seal 28 of the stationary blade 26 of the steam turbine 20 and an inner ring seal 29 of the stationary blade 26. Yes.

上述金属製の蒸気タービンシール装置1は、蒸気タービン20に適用する部位によって、
金属の材質を変えることも可能である。高圧部21、中圧部22に適用する蒸気タービン
シール装置1は、耐エロージョン性は勿論、耐高温酸化性も要求されるため、低合金鋼、
ステンレス鋼、高クロム(Cr)鋼、ニッケル(Ni)基合金鋼、コバルト(Co)基合
金鋼、チタン(Ti)またはチタン合金のいずれの使用が望ましい。一方、低圧部23に
適用する蒸気タービンシール装置1は、耐エロージョン性は勿論、耐食性が要求されるた
め、炭素鋼、銅(Cu)または銅合金、アルミ(Al)またはアルミ合金のいずれの使用
が望ましい。
The above-described metal steam turbine seal device 1 is applied to the steam turbine 20 according to the site.
It is also possible to change the metal material. The steam turbine seal device 1 applied to the high-pressure part 21 and the intermediate-pressure part 22 requires not only erosion resistance but also high-temperature oxidation resistance.
Use of any of stainless steel, high chromium (Cr) steel, nickel (Ni) base alloy steel, cobalt (Co) base alloy steel, titanium (Ti) or titanium alloy is desirable. On the other hand, the steam turbine seal device 1 applied to the low-pressure part 23 requires corrosion resistance as well as erosion resistance, and therefore any use of carbon steel, copper (Cu) or copper alloy, aluminum (Al) or aluminum alloy is used. Is desirable.

以上説明したとおり、本実施形態によれば、蒸気タービンシール装置1のフィン2の形
状、肉厚、高さ、フィン間隔を適正化することにより、フィン2自身の蒸気によるエロー
ジョンの摩耗量とフィン6に与える損傷量を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, by optimizing the shape, thickness, height, and fin interval of the fin 2 of the steam turbine seal device 1, the amount of erosion wear caused by the steam of the fin 2 itself and the fin The amount of damage given to 6 can be suppressed.

また、このようなフィン構造を持つ蒸気タービンシール装置1は蒸気タービン20の回
転部5の動翼24の先端である外輪シール、およびタービンロータ25の胴体である内輪
シールに適用することができる。
Further, the steam turbine seal device 1 having such a fin structure can be applied to an outer ring seal that is the tip of the rotor blade 24 of the rotating portion 5 of the steam turbine 20 and an inner ring seal that is a body of the turbine rotor 25.

本実施形態は、火力蒸気タービンだけでなく、原子力蒸気タービン、地熱蒸気タービンに
も適用できる。
This embodiment can be applied not only to a thermal steam turbine but also to a nuclear steam turbine and a geothermal steam turbine.

本発明によれば、上記実施形態のみに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨
を逸脱しない範囲で構成要素を変形してもよい。また、上記実施形態に開示されている複
数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の発明を構成できる。
According to the present invention, the present invention is not limited only to the above-described embodiment, and the constituent elements may be modified without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be configured by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment.

1…蒸気タービンシール装置
2…シールフィン
3…充填部
4…蒸気タービン静止部
5…蒸気タービン回転部
6…フィン
20…蒸気タービン
21…高圧部
22…中圧部
23…低圧部
24…動翼
25…タービンロータ
26…静翼
27…ケーシング
28…外輪シール
29…内輪シール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steam turbine sealing apparatus 2 ... Seal fin 3 ... Filling part 4 ... Steam turbine stationary part 5 ... Steam turbine rotating part 6 ... Fin 20 ... Steam turbine 21 ... High pressure part 22 ... Medium pressure part 23 ... Low pressure part 24 ... Moving blade 25 ... Turbine rotor 26 ... Stator blade 27 ... Casing 28 ... Outer ring seal 29 ... Inner ring seal

Claims (11)

隙間を設けて配置された回転部と静止部のうち、いずれか一方にその本体に複数のシール
フィンを備えて、前記隙間からの蒸気の漏出を封止する蒸気タービンシール装置において

このシールフィンを金属製のシールフィンとしたことを特徴とする蒸気タービンシール装
置。
In the steam turbine seal device that includes a plurality of seal fins in the main body in either one of the rotating part and the stationary part arranged with a gap, and seals steam leakage from the gap,
A steam turbine seal device, wherein the seal fin is a metal seal fin.
前記複数のシールフィンの各々の間には、このシールフィンよりも被削性が良い充填物
を用いた充填部が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シール装
置。
The steam turbine seal device according to claim 1, wherein a filling portion using a filler having better machinability than the seal fin is formed between each of the plurality of seal fins.
前記シールフィンおよび前記本体は、炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼、Ni基合金鋼、
Co基合金鋼、銅または銅合金、アルミまたはアルミ合金のいずれかによって構成されるこ
とを特徴とする請求項1または2記載の蒸気タービンシール装置。
The seal fin and the main body are carbon steel, low alloy steel, stainless steel, Ni-base alloy steel,
3. The steam turbine seal device according to claim 1, wherein the steam turbine seal device is made of any one of Co-base alloy steel, copper or copper alloy, aluminum or aluminum alloy.
前記シールフィンおよび前記本体の表面は、拡散処理またはコーティング処理が行われ、
表面硬さは1500Hv以上を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか
1項記載の蒸気タービンシール装置。
The surface of the seal fin and the main body is subjected to diffusion treatment or coating treatment,
The steam turbine seal device according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface hardness is 1500 Hv or more.
前記充填部は、Co、Ni、Cr、Al、Yまたはそれらの合金粉末を溶射して形成され
ることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項記載の蒸気タービンシール装置
5. The steam turbine seal device according to claim 1, wherein the filling portion is formed by thermal spraying Co, Ni, Cr, Al, Y, or an alloy powder thereof.
前記シールフィンはプレート型を有し、断面は三角形または四角形で先端が尖状に形成さ
れていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項記載の蒸気タービンシー
ル装置。
The steam turbine seal device according to any one of claims 1 to 5, wherein the seal fin has a plate shape, and has a triangular or quadrangular cross section and a pointed tip.
前記シールフィンは、その肉厚を100μm〜2mmとしたことを特徴とする請求項1か
ら請求項6のいずれか1項記載の蒸気タービンシール装置。
The steam turbine seal device according to claim 1, wherein the seal fin has a thickness of 100 μm to 2 mm.
前記シールフィンは、その高さを100μm〜10mmとすることを特徴とする請求項1
から請求項7のいずれか1項記載の蒸気タービンシール装置。
The height of the seal fin is 100 μm to 10 mm.
The steam turbine seal device according to claim 7.
前記シールフィンは、その隣接するシールフィンとの間隔を0.5mm〜50mmとする
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項記載の蒸気タービンシール装置。
The steam turbine seal device according to any one of claims 1 to 8, wherein the seal fin has an interval between adjacent seal fins of 0.5 mm to 50 mm.
請求項1から請求項9記載の蒸気タービンシール装置は、蒸気タービンの高圧部、中圧
部および低圧部の静翼の外輪シールおよび内輪シールのいずれかに適用することを特徴と
する蒸気タービン。
The steam turbine seal device according to any one of claims 1 to 9, wherein the steam turbine seal device is applied to any one of an outer ring seal and an inner ring seal of a stationary blade of a high pressure part, an intermediate pressure part, and a low pressure part of the steam turbine.
請求項1から請求項9記載の蒸気タービンシール装置は、蒸気タービンの高圧部、中圧
部および低圧部の動翼の外輪シールおよび内輪シールのいずれかに適用することを特徴と
する蒸気タービン。
The steam turbine seal device according to any one of claims 1 to 9, wherein the steam turbine seal device is applied to any one of an outer ring seal and an inner ring seal of a moving blade of a high pressure portion, an intermediate pressure portion, and a low pressure portion of the steam turbine.
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