JP2017125478A - 動翼のタービンロータへの組付構造及び組付方法並びにタービンロータ - Google Patents
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Abstract
Description
Tルート方式では、タービンロータの外周に円周方向にTルートと呼ばれる翼溝を連続して設け、翼根を翼溝に挿入し、タービンロータの円周方向に順次植え込むようにして、抜け止め固定処理等を行なう。
特に、最終段低圧部の動翼には高い強度が要求されるため、サイドエントリー式の固定構造が採用される場合が多い。
サイドエントリー方式の場合、翼溝の端部が露出しているため、このような課題の発生がより危惧される。
なお、これらの課題は、金属を腐食させ易い環境下では、地熱タービンに限らず、他の蒸気タービン、或いは、ガスタービンにおいても発生する場合がある。
(4)前記翼溝は、前記タービンロータの外周に軸方向に向けて複数設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるT型翼溝であることが好ましい。
(9)前記翼溝は、前記タービンロータの外周に円周方向に連続して設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるT型翼溝であることが好ましい。
(12)前記翼溝は、前記タービンロータの外周に円周方向に連続して設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるT型翼溝であって、前記特定のコーナー部は、前記T型翼溝で周方向に張り出した張出部の溝開口部側の角部(耳部)であることが好ましい。
(13)前記T型翼溝の開口部には、前記タービンロータの外周面から径方向外方に突出した突出部が形成され、前記突出部の外側面と前記タービンロータの外周面とがなすコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が形成されていることが好ましい。
何れの実施形態も、地熱発電用の蒸気タービンに適用されるが、本発明は、他の種々の蒸気タービンや、ガスタービンへの適用も考えられる。
蒸気タービンには、複数段のタービンロータの周縁に沿って動翼の翼列が装着されている。本実施形態では、図1に示すように、動翼2をサイドエントリー方式(アキシャルエントリー方式)でタービンロータ1へ組み付けている。
特定のコーナー部とは、ツリー型翼溝11で周方向に張り出した拡径部(張出部)24aの奥に形成された角部16である。この角部16は、蒸気タービンの運転時に、タービンロータ1の回転により動翼2に遠心力が作用して、動翼2からこの遠心力に応じた力がタービンロータ1のツリー型翼溝11に加わり、圧縮応力が集中する箇所である。
この組付方法では、まず、動翼2の翼根21をタービンロータ1のツリー型翼溝11内に挿入する(挿入工程)。また、この挿入工程と同時に又は前後して、翼根21とツリー型翼溝11との間に防食性接着剤を充填させる(充填工程)。
本実施形態では、図3に示すように、動翼4をTルート方式でタービンロータ3へ組み付けている。
また、T型翼溝31の開口段部(突出部)36の外側面36Fとタービンロータ3の外周面3Fとがなすコーナー部(耳部)37Bにも、溝内壁面がこの耳部37Bの曲率を低減させる曲面で形成されたR付きポケット溝5Bが形成されている。
また、開口段部(突出部)36の耳部37Bにも、動翼4に働く遠心力が翼根41の段部45とT型翼溝31の段部35との圧接によって作用すると、圧縮応力による応力集中が発生する。
この組付方法でも、まず、動翼4の翼根41をタービンロータ3のT型翼溝31内に挿入する(挿入工程)。また、この挿入工程と同時に又は前後して、翼根31と翼根41との間に防食性接着剤を充填させる(充填工程)。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施形態を適宜変更して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、翼根が、防食性接着剤によって、翼溝に対して前記タービンロータの径方向外方に圧着した状態にされ固定される構成と、タービンロータの翼溝や翼溝の開口段部(突出部)においてタービンロータの回転で発生する動翼の遠心力により応力が集中する特定のコーナー部に、R付きポケット溝が設けられという構成とを共に備えている。このため、タービンロータの翼溝や翼溝周辺の隙間に地熱蒸気が侵入することを抑制し、翼溝や翼溝周辺に応力集中によるクラック発生が生じることを抑制することができ、地熱発電等の運転環境が過酷であっても高い腐食発生防止効果が得られるが、運転環境によってはこれらの一部のみを採用してもよい。
なお、翼根と翼溝との間に、防食性接着剤と共にシール材を充填してもよい。
11 タービンロータ1の翼溝(ツリー型翼溝)
2,4 動翼
2A,4A 動翼2の翼部
21,41 動翼2の翼根
3 タービンロータ
3F タービンロータ3の外周面
31 タービンロータ3の翼溝(T型翼溝)
5,5A,5B ポケット溝(R付きポケット溝)
16 ツリー型翼溝11の角部(コーナー部)
36 開口段部(突出部)
36F 開口段部(突出部)36の外側面
37A T型翼溝31の角部(コーナー部)
37B T型翼溝31の耳部(コーナー部)
Claims (13)
- タービンロータの翼溝に動翼の翼根を組み付ける組付構造であって、
前記翼根が、防食性接着剤によって、前記翼溝に対して前記タービンロータの径方向外方の最外周位置に圧着状態に固定されている
ことを特徴とする、動翼のタービンロータへの組付構造。 - 前記タービンロータの前記翼溝において前記タービンロータの回転により応力が集中する特定のコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が設けられている
ことを特徴とする、請求項1に記載の動翼のタービンロータへの組付構造。 - 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に軸方向に向けて複数設けられると共に、前記動翼の前記翼根が前記翼溝に個々に挿入されるツリー型翼溝であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の動翼のタービンロータへの組付構造。
- 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に円周方向に連続して設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるT型翼溝であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の動翼のタービンロータへの組付構造。
- タービンロータの翼溝に動翼の翼根を組み付ける組付方法であって、
前記動翼の前記翼根を前記タービンロータの前記翼溝内に挿入する挿入工程と、
前記挿入工程と同時に又は前後して、前記翼根と前記翼溝との間に防食性接着剤を充填させる充填工程と、
前記挿入工程及び前記充填工程の後、前記翼根を前記翼溝に対して前記タービンロータの径方向外方の最外周位置に圧着させた状態で前記防食性接着剤を固化させる固化工程と、を有する
ことを特徴とする動翼のタービンロータへの組付方法。 - 前記固化工程では、前記翼根を前記翼溝に嵌合させた状態で、前記動翼と前記タービンロータとの間に楔を打ち込んで前記動翼を前記翼溝に対して前記タービンロータの径方向外方の最外周位置に圧着させることを特徴とする請求項5に記載の動翼のタービンロータへの組付方法。
- 前記タービンロータの前記翼溝において前記タービンロータの回転により応力が集中する特定のコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が設けられている
ことを特徴とする、請求項5又は6に記載の動翼のタービンロータへの組付方法。 - 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に軸方向に向けて複数設けられると共に、前記動翼の前記翼根が前記翼溝に個々に挿入されるツリー型翼溝であることを特徴とする、請求項5〜7の何れか一項に記載の動翼のタービンロータへの組付方法。
- 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に円周方向に連続して設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるT型翼溝であることを特徴とする、請求項5〜7の何れか一項に記載の動翼のタービンロータへの組付方法。
- 動翼の翼根を組み付けられる翼溝を有するタービンロータであって、
前記翼溝において前記タービンロータの回転により応力が集中する特定のコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が設けられている
ことを特徴とする、タービンロータ。 - 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に軸方向に向けて複数設けられると共に、前記動翼の前記翼根が前記翼溝に個々に挿入されるツリー型翼溝であって、
前記特定のコーナー部は、前記ツリー型翼溝で周方向に張り出した張出部の奥に形成された角部である
ことを特徴とする、請求項10に記載のタービンロータ。 - 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に円周方向に連続して設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるT型翼溝であって、
前記特定のコーナー部は、前記T型翼溝で周方向に張り出した張出部の溝開口部側の角部である
ことを特徴とする、請求項10に記載のタービンロータ。 - 前記T型翼溝の開口部には、前記タービンロータの外周面から径方向外方に突出した突出部が形成され、前記突出部の外側面と前記タービンロータの外周面とがなすコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が形成されている
ことを特徴とする、請求項12に記載のタービンロータ。
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