JP3679905B2 - 蒸気タービンノズル室 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービンのノズル室の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２ないし図５に基づいて従来のこの種装置について説明する。なお、図２はごく一般的な蒸気タービンノズル室の部分断面形状を示し、図３は同蒸気タービンノズル室の要部を模式的に示し、図４は前記図３におけるノズル室の流入蒸気量と圧力の関係を示し、図５は図３に対応する他の蒸気タービンノズル室の部分断面形状を示している。
【０００３】
部分負荷における効率の向上のために、ノズル締め切り調速を行う蒸気タービンにおいては、複数の蒸気加減弁とそれに対応する調速段ノズル室が設けられている。そして、ノズル室は全円周３６０°を蒸気加減弁の弁数で割った角度毎に仕切られている。
【０００４】
一般に、この複数の蒸気加減弁の中のいくつかのものと、同いくつかの蒸気加減弁のそれぞれに対応するノズル室を作動させることにより定格負荷がとれる様に計画されているが、夏期において復水器真空度が低くなる場合とか、また、運転条件の変化で一時的にオーバロードをとる必要がある場合のために、オーバロード弁とそれに対応するノズル室が設けられている。
【０００５】
たとえば、蒸気加減弁の弁数が４個の場合、このうちの３個のもので定格負荷をとり、残りの１個のものがオーバロード弁となる様にそれぞれ役割が分かれて定められている。
【０００６】
この例を図２に示すと、第１蒸気加減弁１１、第２蒸気加減弁１２、第３蒸気加減弁１３及び第４蒸気加減弁１４のうち、第１〜第３蒸気加減弁１１〜１３の３個を定格負荷に対応するものとし、残りの１個である第４蒸気加減弁１４をオーバロードに対応するいわゆるオーバロード弁として割り振っている。
【０００７】
従って、これら各弁に対応して、第１蒸気加減弁対応ノズル室１５、第２蒸気加減弁対応ノズル室１６及び第３蒸気加減弁対応ノズル室１７の３個のノズル室は、全円周３６０°のうちの３／４である２７０°の範囲を占め、オーバロード弁に相当する残りの１個の弁に対応した第４蒸気加減弁対応ノズル室１８が、残りの９０°の範囲に割り振られるのが通常の配置であり、かつ車室構造等を含めた全体配置上これが好適である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記した蒸気タービンにおいては、調速段の効率を向上するために定格負荷における調速段出口圧力を高く設計することが多くなっている。
【０００９】
図３に蒸気タービンノズル室を概略的に示し、また図４にノズル室の流入蒸気量と圧力の関係を示したが、ここで主蒸気止弁２１の前方圧力Ｐ1 、蒸気加減弁２２を経てノズル室２３に至った蒸気Ｒの圧力をＰ2 、調速段動翼２４の出口圧力をＰ3 とすると、主蒸気止弁２１の前方圧力Ｐ1 から主蒸気止弁２１と蒸気加減弁２２の圧損を差し引いたノズル室圧力Ｐ2 と、調速段出口圧力Ｐ3 との差圧ΔＰ0 が小さくなるため（前記第１〜第３蒸気加減弁による定格点の蒸気量ＧR は、前記ΔＰ0 と同様に求めたΔＰR とくらべ、ΔＰ0 ≪ΔＰR の関係である）、オーバロード弁とそれに対応するノズル室を流れる蒸気量は、余り多くならない。
【００１０】
このため、オーバロード弁の流量を確保するには、それに対応するノズル室、すなわち図２に示す第４蒸気加減弁対応ノズル室１８の面積を増やす必要が出てくる。
【００１１】
このことから、たとえば図５に示すように、定格負荷を受け持つ３個の弁、すなわち、第１蒸気加減弁１１、第２蒸気加減弁１２および第３蒸気加減弁１３に対応する３個のノズル室、すなわち、第１蒸気加減弁対応ノズル室１５、第２蒸気加減弁対応ノズル室１６および第３蒸気加減弁対応ノズル室１７の配置範囲を２４０°とし、オーバロード弁に相当する第４蒸気加減弁１４に対応する第４蒸気加減弁対応ノズル室１８の配置を１２０°の範囲に亘って拡張するようにしたものが提案されている。
【００１２】
しかしながら、タービン車室は上車室１とこれに対応する下車室とに分かれているので、上車室１に２個の弁、下車室に２個の弁というように等分に区分配置されることが構造上望ましいこと等からすると、前記図５の配置は空間的にアンバランスであり、第４蒸気加減弁対応ノズル室１８の拡張範囲には自ずと限度がある。
【００１３】
本発明はこのような状況に鑑みてなされ、上車室、下車室間の相互バランスを保った上でオーバロード弁に対応するノズル室の面積を拡張し得るようにしたものを提供することを課題とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記した課題を解決すべくなされたもので、定格負荷に対応するノズル室とオーバロードに対応するノズル室に区分し、上記定格負荷に対応するノズル室のノズルは原型のものとし、上記オーバロードに対応するノズル室のノズルのゲージングを原型のものより大きくすることにより、上記オーバロードに対応するノズル室をコンパクトに構成した蒸気タービンノズル室を提供するものである。
【００１５】
すなわち、定格負荷に対応するノズル室においてはノズルは原型のままであるが、オーバロードに対応するノズル室においては、ノズルを構成する各ベーンの配列で決まるノズルピッチに対するノズル喉幅の比に相当するノズルのゲージングを大きくすることにより、ノズル室を配置するエリアを広げずにノズル面積を広げ、全体としてコンパクトな形状を保ったままオーバロード弁の必要とする流量を確保するようにしたものを得るようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図１に基づいて説明する。なお、上下に分割可能な外車室と内車室、およびその中央部に形成されるノズル室、そしてこのノズル室は定格負荷に対応するものとオーバロードに対応するものとに区分されるようにした全体的な基本構造は、前記従来のものと同一であるので、同基本構造については前記従来のものについての説明を援用し、重複する説明は省略する。
【００１７】
そしてこの図１においては、これを（ａ）と（ｂ）とに分け、（ａ）には本実施の形態における主要点の構成であるオーバロード弁対応のノズル室におけるノズルの配列構成を示し、同（ａ）の特徴をビジュアルに、かつ、容易に理解できるように、（ｂ）には原型のノズル配置を対比して示した。
【００１８】
すなわち、図１（ｂ）に示す原型のものにおいて、ノズルピッチｔに対する喉幅δb の比であるゲージングλb は、λb ＝δb ／ｔで表現される。
同図１（ｂ）のものは、原型であることよりして、喉幅δb は通常の値であり、従ってゲージングλb は通常の値となる。
【００１９】
これに対して図１（ａ）に示す本実施の形態のものは、ノズルピッチｔを原型と同じくし、かつ、ノズルの喉幅δa を通常の値より大きくし、δa ＞δb としているので、ゲージング、λa ＝δa ／ｔは、原型のものにおけるそれより大きく構成されている。
【００２０】
すなわち、本実施の形態によれば、オーバロード弁に対応するノズル室の蒸気通路面積が大きいので、例えノズル室の配置が通常通りであってもオーバロード時のタービン流入蒸気量が十分に確保できるものである。
【００２１】
このため、オーバロード弁に対応のノズル室、すなわち第４蒸気加減弁対応ノズル室１８は、従来のものと同様に全周の１／４に当たる９０°の範囲に割り振られれば良く、その結果コンパクトで無理のないノズル室の配置・配列で所望のオーバロード容量が得られ、蒸気タービンの信頼性、経済性が一段と向上するものである。
【００２２】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上本発明によれば、蒸気タービンノズル室において、定格負荷に対応するノズル室とオーバロードに対応するノズル室に区分し、上記定格負荷に対応するノズル室のノズルは原型のものとし、上記オーバロードに対応するノズル室のノズルのゲージングを原型のものより大きくすることにより、上記オーバロードに対応するノズル室をコンパクトに構成し、この様に定格負荷に対応するノズル室においてはノズルは原型のままであるが、オーバロードに対応するノズル室においては、ノズルを構成する各ベーンの配列で決まるノズルピッチに対するノズル喉幅の比に相当するノズルのゲージングを大きくすることにより、ノズル室を配置するエリアを広げずにノズル面積を広げ、全体としてコンパクトな形状を保ったままオーバロード弁の必要とする流量を確保し得るようにしたので、このコンパクトにして無理のないノズル室の配置で所望のオーバロード容量を得ることができ、以て蒸気タービンの信頼性および経済性を大幅に向上することができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るオーバロード弁対応のノズル室におけるノズルの配列構成を原型のノズル配置と対比して示し、（ａ）は本実施の形態、（ｂ）は原型の説明図である。（ａ）には本実施の形態における主要点の構成であるオーバロード弁対応のノズル室におけるノズルの配列構成を示し、同（ａ）の特徴をビジュアルに、かつ、容易に理解できるように、（ｂ）には原型のノズル配置を対比して示した横置型熱交換器の要部をボイラ正面から示す断面図である。
【図２】従来の一般的な蒸気タービンノズル室の部分断面形状を示す説明図である。
【図３】従来の蒸気タービンノズル室の要部を模式的に示す説明図である。
【図４】前記図３におけるノズル室の流入蒸気量と圧力の関係を示す説明図である。
【図５】従来の他の蒸気タービンノズル室の部分断面形状を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 外車室
２ 内車室
３ ノズル室
１１ 第１蒸気加減弁
１２ 第２蒸気加減弁
１３ 第３蒸気加減弁
１４ 第４蒸気加減弁
１５ 第１蒸気加減弁対応ノズル室
１６ 第２蒸気加減弁対応ノズル室
１７ 第３蒸気加減弁対応ノズル室
１８ 第４蒸気加減弁対応ノズル室
２１ 主蒸気止弁
２２ 蒸気加減弁
２３ ノズル室
Ｐ1 主蒸気止弁前圧力
Ｐ2 ノズル室圧力
Ｐ3 調速段出口圧力
δa 、δb ノズル喉幅
ｔ ノズルピッチ
λa 、λb ノズルゲージング
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービンのノズル室の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２ないし図５に基づいて従来のこの種装置について説明する。なお、図２はごく一般的な蒸気タービンノズル室の部分断面形状を示し、図３は同蒸気タービンノズル室の要部を模式的に示し、図４は前記図３におけるノズル室の流入蒸気量と圧力の関係を示し、図５は図３に対応する他の蒸気タービンノズル室の部分断面形状を示している。
【０００３】
部分負荷における効率の向上のために、ノズル締め切り調速を行う蒸気タービンにおいては、複数の蒸気加減弁とそれに対応する調速段ノズル室が設けられている。そして、ノズル室は全円周３６０°を蒸気加減弁の弁数で割った角度毎に仕切られている。
【０００４】
一般に、この複数の蒸気加減弁の中のいくつかのものと、同いくつかの蒸気加減弁のそれぞれに対応するノズル室を作動させることにより定格負荷がとれる様に計画されているが、夏期において復水器真空度が低くなる場合とか、また、運転条件の変化で一時的にオーバロードをとる必要がある場合のために、オーバロード弁とそれに対応するノズル室が設けられている。
【０００５】
たとえば、蒸気加減弁の弁数が４個の場合、このうちの３個のもので定格負荷をとり、残りの１個のものがオーバロード弁となる様にそれぞれ役割が分かれて定められている。
【０００６】
この例を図２に示すと、第１蒸気加減弁１１、第２蒸気加減弁１２、第３蒸気加減弁１３及び第４蒸気加減弁１４のうち、第１〜第３蒸気加減弁１１〜１３の３個を定格負荷に対応するものとし、残りの１個である第４蒸気加減弁１４をオーバロードに対応するいわゆるオーバロード弁として割り振っている。
【０００７】
従って、これら各弁に対応して、第１蒸気加減弁対応ノズル室１５、第２蒸気加減弁対応ノズル室１６及び第３蒸気加減弁対応ノズル室１７の３個のノズル室は、全円周３６０°のうちの３／４である２７０°の範囲を占め、オーバロード弁に相当する残りの１個の弁に対応した第４蒸気加減弁対応ノズル室１８が、残りの９０°の範囲に割り振られるのが通常の配置であり、かつ車室構造等を含めた全体配置上これが好適である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記した蒸気タービンにおいては、調速段の効率を向上するために定格負荷における調速段出口圧力を高く設計することが多くなっている。
【０００９】
図３に蒸気タービンノズル室を概略的に示し、また図４にノズル室の流入蒸気量と圧力の関係を示したが、ここで主蒸気止弁２１の前方圧力Ｐ1 、蒸気加減弁２２を経てノズル室２３に至った蒸気Ｒの圧力をＰ2 、調速段動翼２４の出口圧力をＰ3 とすると、主蒸気止弁２１の前方圧力Ｐ1 から主蒸気止弁２１と蒸気加減弁２２の圧損を差し引いたノズル室圧力Ｐ2 と、調速段出口圧力Ｐ3 との差圧ΔＰ0 が小さくなるため（前記第１〜第３蒸気加減弁による定格点の蒸気量ＧR は、前記ΔＰ0 と同様に求めたΔＰR とくらべ、ΔＰ0 ≪ΔＰR の関係である）、オーバロード弁とそれに対応するノズル室を流れる蒸気量は、余り多くならない。
【００１０】
このため、オーバロード弁の流量を確保するには、それに対応するノズル室、すなわち図２に示す第４蒸気加減弁対応ノズル室１８の面積を増やす必要が出てくる。
【００１１】
このことから、たとえば図５に示すように、定格負荷を受け持つ３個の弁、すなわち、第１蒸気加減弁１１、第２蒸気加減弁１２および第３蒸気加減弁１３に対応する３個のノズル室、すなわち、第１蒸気加減弁対応ノズル室１５、第２蒸気加減弁対応ノズル室１６および第３蒸気加減弁対応ノズル室１７の配置範囲を２４０°とし、オーバロード弁に相当する第４蒸気加減弁１４に対応する第４蒸気加減弁対応ノズル室１８の配置を１２０°の範囲に亘って拡張するようにしたものが提案されている。
【００１２】
しかしながら、タービン車室は上車室１とこれに対応する下車室とに分かれているので、上車室１に２個の弁、下車室に２個の弁というように等分に区分配置されることが構造上望ましいこと等からすると、前記図５の配置は空間的にアンバランスであり、第４蒸気加減弁対応ノズル室１８の拡張範囲には自ずと限度がある。
【００１３】
本発明はこのような状況に鑑みてなされ、上車室、下車室間の相互バランスを保った上でオーバロード弁に対応するノズル室の面積を拡張し得るようにしたものを提供することを課題とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記した課題を解決すべくなされたもので、定格負荷に対応するノズル室とオーバロードに対応するノズル室に区分し、上記定格負荷に対応するノズル室のノズルは原型のものとし、上記オーバロードに対応するノズル室のノズルのゲージングを原型のものより大きくすることにより、上記オーバロードに対応するノズル室をコンパクトに構成した蒸気タービンノズル室を提供するものである。
【００１５】
すなわち、定格負荷に対応するノズル室においてはノズルは原型のままであるが、オーバロードに対応するノズル室においては、ノズルを構成する各ベーンの配列で決まるノズルピッチに対するノズル喉幅の比に相当するノズルのゲージングを大きくすることにより、ノズル室を配置するエリアを広げずにノズル面積を広げ、全体としてコンパクトな形状を保ったままオーバロード弁の必要とする流量を確保するようにしたものを得るようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図１に基づいて説明する。なお、上下に分割可能な外車室と内車室、およびその中央部に形成されるノズル室、そしてこのノズル室は定格負荷に対応するものとオーバロードに対応するものとに区分されるようにした全体的な基本構造は、前記従来のものと同一であるので、同基本構造については前記従来のものについての説明を援用し、重複する説明は省略する。
【００１７】
そしてこの図１においては、これを（ａ）と（ｂ）とに分け、（ａ）には本実施の形態における主要点の構成であるオーバロード弁対応のノズル室におけるノズルの配列構成を示し、同（ａ）の特徴をビジュアルに、かつ、容易に理解できるように、（ｂ）には原型のノズル配置を対比して示した。
【００１８】
すなわち、図１（ｂ）に示す原型のものにおいて、ノズルピッチｔに対する喉幅δb の比であるゲージングλb は、λb ＝δb ／ｔで表現される。
同図１（ｂ）のものは、原型であることよりして、喉幅δb は通常の値であり、従ってゲージングλb は通常の値となる。
【００１９】
これに対して図１（ａ）に示す本実施の形態のものは、ノズルピッチｔを原型と同じくし、かつ、ノズルの喉幅δa を通常の値より大きくし、δa ＞δb としているので、ゲージング、λa ＝δa ／ｔは、原型のものにおけるそれより大きく構成されている。
【００２０】
すなわち、本実施の形態によれば、オーバロード弁に対応するノズル室の蒸気通路面積が大きいので、例えノズル室の配置が通常通りであってもオーバロード時のタービン流入蒸気量が十分に確保できるものである。
【００２１】
このため、オーバロード弁に対応のノズル室、すなわち第４蒸気加減弁対応ノズル室１８は、従来のものと同様に全周の１／４に当たる９０°の範囲に割り振られれば良く、その結果コンパクトで無理のないノズル室の配置・配列で所望のオーバロード容量が得られ、蒸気タービンの信頼性、経済性が一段と向上するものである。
【００２２】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上本発明によれば、蒸気タービンノズル室において、定格負荷に対応するノズル室とオーバロードに対応するノズル室に区分し、上記定格負荷に対応するノズル室のノズルは原型のものとし、上記オーバロードに対応するノズル室のノズルのゲージングを原型のものより大きくすることにより、上記オーバロードに対応するノズル室をコンパクトに構成し、この様に定格負荷に対応するノズル室においてはノズルは原型のままであるが、オーバロードに対応するノズル室においては、ノズルを構成する各ベーンの配列で決まるノズルピッチに対するノズル喉幅の比に相当するノズルのゲージングを大きくすることにより、ノズル室を配置するエリアを広げずにノズル面積を広げ、全体としてコンパクトな形状を保ったままオーバロード弁の必要とする流量を確保し得るようにしたので、このコンパクトにして無理のないノズル室の配置で所望のオーバロード容量を得ることができ、以て蒸気タービンの信頼性および経済性を大幅に向上することができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るオーバロード弁対応のノズル室におけるノズルの配列構成を原型のノズル配置と対比して示し、（ａ）は本実施の形態、（ｂ）は原型の説明図である。（ａ）には本実施の形態における主要点の構成であるオーバロード弁対応のノズル室におけるノズルの配列構成を示し、同（ａ）の特徴をビジュアルに、かつ、容易に理解できるように、（ｂ）には原型のノズル配置を対比して示した横置型熱交換器の要部をボイラ正面から示す断面図である。
【図２】従来の一般的な蒸気タービンノズル室の部分断面形状を示す説明図である。
【図３】従来の蒸気タービンノズル室の要部を模式的に示す説明図である。
【図４】前記図３におけるノズル室の流入蒸気量と圧力の関係を示す説明図である。
【図５】従来の他の蒸気タービンノズル室の部分断面形状を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 外車室
２ 内車室
３ ノズル室
１１ 第１蒸気加減弁
１２ 第２蒸気加減弁
１３ 第３蒸気加減弁
１４ 第４蒸気加減弁
１５ 第１蒸気加減弁対応ノズル室
１６ 第２蒸気加減弁対応ノズル室
１７ 第３蒸気加減弁対応ノズル室
１８ 第４蒸気加減弁対応ノズル室
２１ 主蒸気止弁
２２ 蒸気加減弁
２３ ノズル室
Ｐ1 主蒸気止弁前圧力
Ｐ2 ノズル室圧力
Ｐ3 調速段出口圧力
δa 、δb ノズル喉幅
ｔ ノズルピッチ
λa 、λb ノズルゲージング
Claims (1)
- 定格負荷に対応するノズル室とオーバロードに対応するノズル室に区分し、上記定格負荷に対応するノズル室のノズルは原型のものとし、上記オーバロードに対応するノズル室のノズルのゲージングを原型のものより大きくすることにより、上記オーバロードに対応するノズル室をコンパクトに構成したことを特徴とする蒸気タービンノズル室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24118997A JP3679905B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 蒸気タービンノズル室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24118997A JP3679905B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 蒸気タービンノズル室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1181908A JPH1181908A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3679905B2 true JP3679905B2 (ja) | 2005-08-03 |
Family
ID=17070553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24118997A Expired - Fee Related JP3679905B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 蒸気タービンノズル室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3679905B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
| DE102008062078B4 (de) * | 2008-12-16 | 2019-10-17 | Man Energy Solutions Se | Eintrittsstufe für eine Dampfturbine |
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| JP6866187B2 (ja) * | 2017-03-01 | 2021-04-28 | パナソニック株式会社 | タービンノズル及びそれを備えたラジアルタービン |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP24118997A patent/JP3679905B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1181908A (ja) | 1999-03-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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