JP3986163B2 - 蒸気タービンのノズル室暖機構造 - 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暖機構造に関し、暖機過程においてノズル室を均一に暖めてノズル室が一体に形成されているダミーリングのシール部とロータとが過度に接触するのを防止するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の一般的な蒸気タービンの主蒸気導入部分の構造を示す断面図である。図において、１１は主蒸気入口ポート、１２は車室、１３はロータである。１４はダミーリングであり、ロータ１３周囲に配置され、ロータ１３周囲との間にはシール部１５を有している。１６はノズル室であり、ダミーリング１４と一体構造でロータ１３周囲に形成されており、ノズル１７を有し、蒸気入口ポート１１から主蒸気３０を導き、ノズル１７より高圧タービン部２０へ蒸気を供給している。
【０００３】
１８は高圧タービン部２０の１段の静翼、１９は同じくロータ１３に固定された１段の動翼である。高圧タービン部２０はこのようにダミーリング１４及び車室１２の内壁部周囲に固定された多数の静翼、ロータ１３の周囲に固定された多数の動翼とを有し、軸方向にこれら静翼と動翼とを交互に配置して蒸気通路を構成している。
【０００４】
図４は図３におけるＢ−Ｂ断面図であり、ノズル室１６は蒸気入口２１，２２を有して主蒸気３０をノズル室１６へ導く構造であるが、蒸気室はリブ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄにより２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄで示すように４室に区分して設けられている。
【０００５】
図５は図３におけるＣ−Ｃ矢視図であり、ノズル室１６は図示のように上下に２分割されて結合しており、ノズル１７はノズル室１６の上半分のみに設けられており、部分挿入型のノズルを構成している。これは流入する一定量の蒸気に対してノズルの流入面積を半分にすることにより蒸気通路の断面積を大きくするためのものである。
【０００６】
上記構成の従来の蒸気タービンにおいて、主蒸気３０は蒸気入口ポート１１より車室１２内に入り、ノズル室１６に導かれ、ノズル室１６の上半分に設けられたノズル１７より高圧蒸気タービン部２０の蒸気通路に噴出する。ノズル１７より噴出した蒸気は高圧タービン部２０の１段の静翼１８と動翼１９を通り多段に配置された静翼、動翼間を流れてロータ１３を駆動し、仕事をして図示省略の排気系より排出する。
【０００７】
又、ダミーリング１４はロータ１３の高圧タービン部２０と隣接する中圧タービン部との間でロータ１３の周囲に配置され、シール部１５により両タービン部間をシールし、高圧側から中圧側への蒸気のもれを防止している。
【０００８】
上記の蒸気タービンにおける部分挿入型のノズル室１６は、図４，図５に示すように流入する主蒸気は蒸気入口２１，２２から上半分の蒸気室２３ａ，２３ｄに入り、図５に示すように上半分に設けられたノズル１７より高圧タービン部２０の蒸気通路へ流出するが、主蒸気は下半分の蒸気室２３ｂ，２３ｃ内には流入しない構造である。従ってノズル室１６は蒸気の流入する上半分の蒸気室２３ａ，２３ｄと、蒸気の流入しない下半分の蒸気室２３ｂ，２３ｃとでは熱変形の影響が異なり、不均一な熱変形が生じていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように従来の蒸気タービンの部分挿入型のノズルにおいては、蒸気が流入する上半分の蒸気室２３ａ，２３ｂと蒸気が流入しない下半分の蒸気室２３ｂ，２３ｃとでは熱膨張の差が大きく、全体が均一に変形せずに不均一な熱変形を起し、そのためにノズル室１６と一体のダミーリング１４のシール部１５とはロータ１３とが過度に接触し、その結果振動が発生する場合がある。これを避けるために暖機を行うが、この暖機も下半分の蒸気室２３ｂと２３ｃではリブ２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが存在しているので暖機ができず、上半分のみで暖機を行うことになり、暖機自体も全体を均一に行うことがむずかしい状況にある。
【００１０】
そこで本発明は、蒸気タービンの蒸気室が区分されている部分挿入型のノズル室において、暖機過程において、ノズル全体が均一に暖機できるようなノズル室の暖機構造を提供し、ノズル室が不均一な熱変形を起こさないようにし、この不均一な熱変形によりノズル室が一体的に設けられているダミーリングとロータとが過度に接触して起る振動を防止することを課題としてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決するために次の手段を提供する。
【００１２】
ロータ周囲に主蒸気を導くノズル室を備え、同ノズル室を上下左右の蒸気室に区分すると共に、同ノズル室に上半分の蒸気室と対応して配置されたノズルから主蒸気をタービンの蒸気通路へ流出させる蒸気タービンのノズル室において、前記上下左右に区分された蒸気室を区分している壁にそれぞれ貫通穴を設け、各蒸気室をそれぞれ連通させ、同各蒸気室に暖機用蒸気を流通可能としたことを特徴とする蒸気タービンのノズル室暖機構造。
【００１３】
本発明のノズル室暖機構造では、上下左右の蒸気室は貫通穴で連通しているので暖機過程において、暖機用蒸気をノズル室に導き、ノズル室の各蒸気室へ順次流して各蒸気室内を均一に暖機することができる。通常部分挿入型のノズル室への主蒸気の入口は左右に２つ設けられ、それぞれ均等に蒸気が流入し、ノズル室上半分に配置されたノズルより蒸気通路へ流出する構造であり、このような構造では各蒸気室が区分されており、蒸気が流入しない下半分の蒸気室に暖機用蒸気を流すことができず、ノズル室全体を均一に暖機することが困難であった。
【００１４】
本発明では各蒸気空間を連通する貫通穴を設け、更にノズルの羽根の角度を左右で変化させてアンバランスにして左右で蒸気の流出量を変え、左右の蒸気室に圧力差を設ければ連通する各蒸気室間へ容易に暖機用蒸気を流通させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実施の一形態に係る蒸気タービンのノズル室暖機構造の断面図である。図においてノズル室１以外は図３に示す従来の構造と同じであるので、その全体の構造、作用の説明は省略し、符号はそのまま引用してノズル室１について詳しく説明する。
【００１６】
図１におけるノズル室１の詳細は、断面Ａ−Ａの図２に示される。図２において、ノズル室１はリブ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄにより区分され、それぞれ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの蒸気室が４区分されて設けられている。リブ２４ｂ，２４ｃ，２４ｄにはそれぞれ貫通穴２ａ，２ｂ，２ｃが穿設されており、蒸気室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄはこれら貫通穴２ａ，２ｂ，２ｃにより順次連通している。
【００１７】
上記構成のノズル室１においては主蒸気３１は従来と同様に蒸気入口２１，２２からそれぞれ均等に流入し、そのノズル１７は従来と同じで上半分に設けられているので主蒸気のほとんどは上半分に設けられたノズル１７より高圧タービン部２０の蒸気通路へ噴出され、従来と同様に機能する。
【００１８】
運転前の暖機過程においては、図２に示すように暖機用蒸気３１を蒸気入口２１，２２より流入させるが、蒸気３１は左右の蒸気入口２１，２２より均等に流入するので、この状態では暖機用蒸気３１は主蒸気３０と同じように左右の蒸気室２３ａ，２３ｄに対応して上半分に設けられたノズル１７より流出し、下半分の蒸気室２４ｂ，２４ｃにはほとんど流れない。そこで上半分のノズル１７の蒸気室２３ａ，２３ｄに相当する部分の羽根の角度を左右で多少変化させ、蒸気室２３ａと２３ｄに対応するノズル１７の蒸気流出量を少し左右でアンバランスにする。
【００１９】
上記のようなノズルの羽根の角度を左右で変えて、左右のノズル１７で蒸気の流出量を変化させ、例えば、蒸気室２３ａの圧力が蒸気室２３ｄよりも多少高くなると、蒸気入口２１から流入した暖機用蒸気３１は図２に示すように貫通穴２ａから蒸気室２３ｂに入り、貫通穴２ｂから蒸気室２３ｃに流入し、更に、貫通穴２ｃから蒸気室２３ｄに流れて図示してないノズル１７の左側から蒸気通路へ流出する。
【００２０】
又、蒸気入口２２から流入する暖機用蒸気３１は流入した蒸気と一緒になり、ノズル１７の左側から蒸気通路へ流出する。このように本実施の形態においては、暖機過程において暖機用蒸気３１が蒸気室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄに順次貫通穴２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを介して流通し、ノズル室１全体を均一に暖機して加熱することができるので、運転後においてもノズル室１の不均一な熱変形を抑えることができ、そのためにノズル室１と一体のダミーリング１４のシール部１５とロータ１３とが過度に接触することが回避され、それに起因して生ずる振動も防止される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の蒸気タービンのノズル室暖機構造は、ロータ周囲に主蒸気を導くノズル室を備え、同ノズル室を上下左右の蒸気室に区分すると共に、同ノズル室に上半分の蒸気室と対応して配置されたノズルから主蒸気をタービンの蒸気通路へ流出させる蒸気タービンのノズル室において、前記上下左右に区分された蒸気室を区分している壁にそれぞれ貫通穴を設け、各蒸気室をそれぞれ連通させ、同各蒸気室に暖機用蒸気を流通可能としたことを特徴としている。このような構成により、貫通穴を通して各蒸気室に暖機用蒸気が流通することができるのでノズル室全体を均一に暖機し、不均一な熱膨張を抑え、不均一な熱変形によりノズル室と一体のダミーリングがロータと接触するのを回避することができ、それに起因する振動の発生も防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る蒸気タービンの暖機構造を適用したノズル室近辺の断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】従来の蒸気タービンのノズル室近辺の断面図である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図３におけるＣ−Ｃ矢視図である。
【符号の説明】
１ ノズル室
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 貫通穴
１１ 主蒸気入口ポート
１２ 車室
１３ ロータ
１４ ダミーリング
１５ シール部
１７ ノズル
１８ 静翼
１９ 動翼
２０ 高圧タービン部
２１，２２ 蒸気入口
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 蒸気室
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ リブ
３０ 主蒸気
３１ 暖機用蒸気
【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暖機構造に関し、暖機過程においてノズル室を均一に暖めてノズル室が一体に形成されているダミーリングのシール部とロータとが過度に接触するのを防止するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の一般的な蒸気タービンの主蒸気導入部分の構造を示す断面図である。図において、１１は主蒸気入口ポート、１２は車室、１３はロータである。１４はダミーリングであり、ロータ１３周囲に配置され、ロータ１３周囲との間にはシール部１５を有している。１６はノズル室であり、ダミーリング１４と一体構造でロータ１３周囲に形成されており、ノズル１７を有し、蒸気入口ポート１１から主蒸気３０を導き、ノズル１７より高圧タービン部２０へ蒸気を供給している。
【０００３】
１８は高圧タービン部２０の１段の静翼、１９は同じくロータ１３に固定された１段の動翼である。高圧タービン部２０はこのようにダミーリング１４及び車室１２の内壁部周囲に固定された多数の静翼、ロータ１３の周囲に固定された多数の動翼とを有し、軸方向にこれら静翼と動翼とを交互に配置して蒸気通路を構成している。
【０００４】
図４は図３におけるＢ−Ｂ断面図であり、ノズル室１６は蒸気入口２１，２２を有して主蒸気３０をノズル室１６へ導く構造であるが、蒸気室はリブ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄにより２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄで示すように４室に区分して設けられている。
【０００５】
図５は図３におけるＣ−Ｃ矢視図であり、ノズル室１６は図示のように上下に２分割されて結合しており、ノズル１７はノズル室１６の上半分のみに設けられており、部分挿入型のノズルを構成している。これは流入する一定量の蒸気に対してノズルの流入面積を半分にすることにより蒸気通路の断面積を大きくするためのものである。
【０００６】
上記構成の従来の蒸気タービンにおいて、主蒸気３０は蒸気入口ポート１１より車室１２内に入り、ノズル室１６に導かれ、ノズル室１６の上半分に設けられたノズル１７より高圧蒸気タービン部２０の蒸気通路に噴出する。ノズル１７より噴出した蒸気は高圧タービン部２０の１段の静翼１８と動翼１９を通り多段に配置された静翼、動翼間を流れてロータ１３を駆動し、仕事をして図示省略の排気系より排出する。
【０００７】
又、ダミーリング１４はロータ１３の高圧タービン部２０と隣接する中圧タービン部との間でロータ１３の周囲に配置され、シール部１５により両タービン部間をシールし、高圧側から中圧側への蒸気のもれを防止している。
【０００８】
上記の蒸気タービンにおける部分挿入型のノズル室１６は、図４，図５に示すように流入する主蒸気は蒸気入口２１，２２から上半分の蒸気室２３ａ，２３ｄに入り、図５に示すように上半分に設けられたノズル１７より高圧タービン部２０の蒸気通路へ流出するが、主蒸気は下半分の蒸気室２３ｂ，２３ｃ内には流入しない構造である。従ってノズル室１６は蒸気の流入する上半分の蒸気室２３ａ，２３ｄと、蒸気の流入しない下半分の蒸気室２３ｂ，２３ｃとでは熱変形の影響が異なり、不均一な熱変形が生じていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように従来の蒸気タービンの部分挿入型のノズルにおいては、蒸気が流入する上半分の蒸気室２３ａ，２３ｂと蒸気が流入しない下半分の蒸気室２３ｂ，２３ｃとでは熱膨張の差が大きく、全体が均一に変形せずに不均一な熱変形を起し、そのためにノズル室１６と一体のダミーリング１４のシール部１５とはロータ１３とが過度に接触し、その結果振動が発生する場合がある。これを避けるために暖機を行うが、この暖機も下半分の蒸気室２３ｂと２３ｃではリブ２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが存在しているので暖機ができず、上半分のみで暖機を行うことになり、暖機自体も全体を均一に行うことがむずかしい状況にある。
【００１０】
そこで本発明は、蒸気タービンの蒸気室が区分されている部分挿入型のノズル室において、暖機過程において、ノズル全体が均一に暖機できるようなノズル室の暖機構造を提供し、ノズル室が不均一な熱変形を起こさないようにし、この不均一な熱変形によりノズル室が一体的に設けられているダミーリングとロータとが過度に接触して起る振動を防止することを課題としてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決するために次の手段を提供する。
【００１２】
ロータ周囲に主蒸気を導くノズル室を備え、同ノズル室を上下左右の蒸気室に区分すると共に、同ノズル室に上半分の蒸気室と対応して配置されたノズルから主蒸気をタービンの蒸気通路へ流出させる蒸気タービンのノズル室において、前記上下左右に区分された蒸気室を区分している壁にそれぞれ貫通穴を設け、各蒸気室をそれぞれ連通させ、同各蒸気室に暖機用蒸気を流通可能としたことを特徴とする蒸気タービンのノズル室暖機構造。
【００１３】
本発明のノズル室暖機構造では、上下左右の蒸気室は貫通穴で連通しているので暖機過程において、暖機用蒸気をノズル室に導き、ノズル室の各蒸気室へ順次流して各蒸気室内を均一に暖機することができる。通常部分挿入型のノズル室への主蒸気の入口は左右に２つ設けられ、それぞれ均等に蒸気が流入し、ノズル室上半分に配置されたノズルより蒸気通路へ流出する構造であり、このような構造では各蒸気室が区分されており、蒸気が流入しない下半分の蒸気室に暖機用蒸気を流すことができず、ノズル室全体を均一に暖機することが困難であった。
【００１４】
本発明では各蒸気空間を連通する貫通穴を設け、更にノズルの羽根の角度を左右で変化させてアンバランスにして左右で蒸気の流出量を変え、左右の蒸気室に圧力差を設ければ連通する各蒸気室間へ容易に暖機用蒸気を流通させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実施の一形態に係る蒸気タービンのノズル室暖機構造の断面図である。図においてノズル室１以外は図３に示す従来の構造と同じであるので、その全体の構造、作用の説明は省略し、符号はそのまま引用してノズル室１について詳しく説明する。
【００１６】
図１におけるノズル室１の詳細は、断面Ａ−Ａの図２に示される。図２において、ノズル室１はリブ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄにより区分され、それぞれ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの蒸気室が４区分されて設けられている。リブ２４ｂ，２４ｃ，２４ｄにはそれぞれ貫通穴２ａ，２ｂ，２ｃが穿設されており、蒸気室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄはこれら貫通穴２ａ，２ｂ，２ｃにより順次連通している。
【００１７】
上記構成のノズル室１においては主蒸気３１は従来と同様に蒸気入口２１，２２からそれぞれ均等に流入し、そのノズル１７は従来と同じで上半分に設けられているので主蒸気のほとんどは上半分に設けられたノズル１７より高圧タービン部２０の蒸気通路へ噴出され、従来と同様に機能する。
【００１８】
運転前の暖機過程においては、図２に示すように暖機用蒸気３１を蒸気入口２１，２２より流入させるが、蒸気３１は左右の蒸気入口２１，２２より均等に流入するので、この状態では暖機用蒸気３１は主蒸気３０と同じように左右の蒸気室２３ａ，２３ｄに対応して上半分に設けられたノズル１７より流出し、下半分の蒸気室２４ｂ，２４ｃにはほとんど流れない。そこで上半分のノズル１７の蒸気室２３ａ，２３ｄに相当する部分の羽根の角度を左右で多少変化させ、蒸気室２３ａと２３ｄに対応するノズル１７の蒸気流出量を少し左右でアンバランスにする。
【００１９】
上記のようなノズルの羽根の角度を左右で変えて、左右のノズル１７で蒸気の流出量を変化させ、例えば、蒸気室２３ａの圧力が蒸気室２３ｄよりも多少高くなると、蒸気入口２１から流入した暖機用蒸気３１は図２に示すように貫通穴２ａから蒸気室２３ｂに入り、貫通穴２ｂから蒸気室２３ｃに流入し、更に、貫通穴２ｃから蒸気室２３ｄに流れて図示してないノズル１７の左側から蒸気通路へ流出する。
【００２０】
又、蒸気入口２２から流入する暖機用蒸気３１は流入した蒸気と一緒になり、ノズル１７の左側から蒸気通路へ流出する。このように本実施の形態においては、暖機過程において暖機用蒸気３１が蒸気室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄに順次貫通穴２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを介して流通し、ノズル室１全体を均一に暖機して加熱することができるので、運転後においてもノズル室１の不均一な熱変形を抑えることができ、そのためにノズル室１と一体のダミーリング１４のシール部１５とロータ１３とが過度に接触することが回避され、それに起因して生ずる振動も防止される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の蒸気タービンのノズル室暖機構造は、ロータ周囲に主蒸気を導くノズル室を備え、同ノズル室を上下左右の蒸気室に区分すると共に、同ノズル室に上半分の蒸気室と対応して配置されたノズルから主蒸気をタービンの蒸気通路へ流出させる蒸気タービンのノズル室において、前記上下左右に区分された蒸気室を区分している壁にそれぞれ貫通穴を設け、各蒸気室をそれぞれ連通させ、同各蒸気室に暖機用蒸気を流通可能としたことを特徴としている。このような構成により、貫通穴を通して各蒸気室に暖機用蒸気が流通することができるのでノズル室全体を均一に暖機し、不均一な熱膨張を抑え、不均一な熱変形によりノズル室と一体のダミーリングがロータと接触するのを回避することができ、それに起因する振動の発生も防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る蒸気タービンの暖機構造を適用したノズル室近辺の断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】従来の蒸気タービンのノズル室近辺の断面図である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図３におけるＣ−Ｃ矢視図である。
【符号の説明】
１ ノズル室
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 貫通穴
１１ 主蒸気入口ポート
１２ 車室
１３ ロータ
１４ ダミーリング
１５ シール部
１７ ノズル
１８ 静翼
１９ 動翼
２０ 高圧タービン部
２１，２２ 蒸気入口
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 蒸気室
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ リブ
３０ 主蒸気
３１ 暖機用蒸気
Claims (1)
- ロータ周囲に主蒸気を導くノズル室を備え、同ノズル室を上下左右の蒸気室に区分すると共に、同ノズル室に上半分の蒸気室と対応して配置されたノズルから主蒸気をタービンの蒸気通路へ流出させる蒸気タービンのノズル室において、前記上下左右に区分された蒸気室を区分している壁にそれぞれ貫通穴を設け、各蒸気室をそれぞれ連通させ、同各蒸気室に暖機用蒸気を流通可能としたことを特徴とする蒸気タービンのノズル室暖機構造。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606598A JP3986163B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 蒸気タービンのノズル室暖機構造 |
| EP99308420A EP1096110B1 (en) | 1998-06-04 | 1999-10-25 | Nozzle chamber warming-up structure for a steam turbine |
| US09/428,383 US6322321B1 (en) | 1998-06-04 | 1999-10-28 | Nozzle chamber warming-up structure for a steam turbine |
| CN99123274.7A CN1110616C (zh) | 1998-06-04 | 1999-10-29 | 用于一蒸汽透平的喷嘴腔加热结构 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606598A JP3986163B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 蒸気タービンのノズル室暖機構造 |
| EP99308420A EP1096110B1 (en) | 1998-06-04 | 1999-10-25 | Nozzle chamber warming-up structure for a steam turbine |
| US09/428,383 US6322321B1 (en) | 1998-06-04 | 1999-10-28 | Nozzle chamber warming-up structure for a steam turbine |
| CN99123274.7A CN1110616C (zh) | 1998-06-04 | 1999-10-29 | 用于一蒸汽透平的喷嘴腔加热结构 |
Publications (2)
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