JP4088368B2 - 低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造に関し、グランド部が排気室からの湿り蒸気にさらされて熱変形するのを防止するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は低圧蒸気タービンのロータ軸を含む断面図で、双流型の一方のみ図示したものである。図において、１はロータであり、２はロータ１のグランド部である。３はグランドケースであり、ロータ１のグランド部周面２の周囲をかこみ、内部には、図示してないがグランド部周面２をシールするためのシール用蒸気が流入し、流出する系路が設けられている。４，５はラビリンスシール等からなるシール部であり、グランド部周面２と対向しており、これら２，３，４，５とでグランド部を構成している。
【０００３】
６はケーシングであり、内部に排気室７を構成している。８は最終段の静翼、９は最終段の動翼である。１０は排気室７とロータ１間の周囲に形成される円環状の空所である。このような構成の各部材からなる装置がロータ１の周囲で左右対称に配置され、蒸気が中央部より流入し、左右の翼部のガス通路に分かれて流れ、ロータ１を回転させる構成となっている。
【０００４】
上記構成の低圧タービンにおいて、低圧の蒸気２０は中央部よりタービン部へ流入し、静翼と動翼とが多段に配置された蒸気通路を通り、最終段の静翼８、動翼９を通過する過程において仕事をしてロータ１を回転させ、仕事を終えた低圧の蒸気は排気室７に流出し、排気室７より復水器へ導かれ、復水する。
【０００５】
上記の低圧タービンにおいては、ロータ１のケーシング６両端部においては蒸気が流れるケーシング内部と外部とをロータ１のグランド部周面２においてシールするためにグランドケース３内にシール用蒸気を導入し、所定の圧力を保っており、グランドケース３よりシール部４，５から図示のようにシール用蒸気２２を空所１０内に流出させ、ケーシング内の蒸気がグランド部周面２より外部へもれるのを防いでいる。
【０００６】
一方、最終段の静翼８、動翼９を通過し、仕事を終えた蒸気は排気室７に流出するが、その一部の湿り蒸気２１はロータ１と静止側との隙間１１から空所１０内に流出し、この湿り蒸気は仕事を終えた低温蒸気で水分が多く、グランド部２近辺のシール用蒸気で加熱しているシール部４，５やグランドケース３を部分的に冷却し、グランドケース３の変形を起こし、変形の程度によってはシール部４，５がロータ１のグランド部周面２と過度に接触して振動を発生する原因となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように従来の低圧蒸気タービンのグランド部においては、仕事を終えた湿り蒸気２１がグランド部周面２に続く空所１０内に侵入し、グランドケース３やシール部４，５を部分的に冷却し、グランド部を変形させ、場合によってはロータ１とシール部４，５とが過度に接触し、振動の原因となる。
【０００８】
そこで本発明は、低圧蒸気タービンのグランド部へ侵入する湿り蒸気がグランド部へ流れないようにし、グランドケースやシール部が湿り蒸気で冷却されないような対策を施すことを課題としてなされたものである。
【０００９】
【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。
【００１０】
低圧蒸気タービンの排気室側とロータ間に設けられ蒸気を導入するグランドケース及びシール装置からなるグランド部に前記排気室から最終段動翼基部の隙間を通り流入する湿り蒸気を防止し、同湿り蒸気の冷却によるグランド部の変形を防止する構造であって、前記ロータのグランド部と前記最終段動翼基部の隙間との間で同ロータ全周にわたってロータ軸を含む断面上で半径方向に対し左右対称に突出し所定の幅と高さの突起を設け、前記隙間から前記グランド部へ向って流入する湿り蒸気を防止することを特徴とする低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造。
【００１１】
本発明のグランド部変形防止構造は、動翼基部の隙間とグランド部との間でロータ周囲にロータ軸を含む断面上で半径方向に対し左右対称に突出し所定の幅と高さの突起が設けられているので、排気室からの湿り蒸気が隙間を通ってロータ側に侵入し、グランドケースやシール部で構成されるグランド部に流れようとすると、ロータの突起に当たり、ロータの回転に伴う遠心効果も伴って湿り蒸気の流れは突起から離れて渦状の流れとなり、グランド部に流入しない。又、湿り蒸気に含まれる水分は突起に付着し、突起の回転によりグランド部に流入する前で飛散し、ドレンとなって外部に排出される。
【００１２】
従来のグランド部では、湿り蒸気がグランド部のグランドケースやシール部に流れ、又、湿り蒸気中に含まれる水分によってシール用蒸気で加熱されているグランド部が部分的に冷却され、変形を起し、この変形によりシール部とロータとが過度に接触して振動を起すことがあった。本発明では上記のように突起を設けることにより湿り蒸気がグランド部に流れ込むことがなく、このようなグランド部の変形による振動発生が防止される。
【００１３】
【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低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造のロータ軸を含む断面図である。図において、符号１乃至１０，２０，２２は図３に示す従来のものと同じであるのでこれらの詳しい説明は省略し、そのまま引用して説明するが、本発明の特徴部分は符号１５で示す突起の部分であり、次に詳しく説明する。
【００１４】
図１において、１５はロータ１の円周に設けた突起であり、空所１０内の動翼９の基部と静止部との間の隙間１１近辺のロータ１の全周に設けられる。
【００１５】
突起の形状は、ロータ軸を含む断面図である図２に示すように、（ａ）のようななだらかな曲面を有する形状の突起１５、（ｂ）のように半円形状の突起１６、（ｃ）のように三角形状の突起１７、（ｄ）のように四角形状の突起１８、のいずれでも良く、加工の容易な形状のものを選択すれば良いものである。
【００１６】
上記構成の低圧タービンにおいて、タービン中央部より蒸気は左右に分かれてタービンに流入するが、図１においては説明の都合上一方の側のみ図示しており、図において、流入した蒸気２０は静翼と動翼とが多段に配置された蒸気通路に流入し、最終段の静翼８、動翼９を通過する過程においてロータ１を回転させ、仕事を終えた低温蒸気は排気室７に流出し、排気室７より復水器へ導かれ、復水する。
【００１７】
上記の低圧タービンのケーシング端部とロータ１との間のグランド部周面２においては、ケーシング内部と外部とをシールするためにグランドケース３内にシール用蒸気を導入し、所定の圧力を保っており、グランドケース３よりシール部４，５から図示のようにシール用蒸気２２を空所１０内に流出させ、ケーシング内の蒸気がグランド部周面２より外部へもれるのを防止している。蒸気２２は突起１５が設けられているので図示のように空所１０内で渦状の流れとなる。
【００１８】
一方、最終段の静翼８、動翼９を通過し、仕事を終えた蒸気は排気室７へ流出するが、その一部の湿り蒸気２１ａは動翼９の基部と静止側との隙間１１から空所１０へ侵入する。
【００１９】
空所１０へ侵入した蒸気２１ａは、その前流側のロータ１に突起１５が全周にわたって設けられているので、図示のようにグランド部周面２の方への流れが妨げられ、ロータ１の回転に伴う流れの遠心効果も働いて図示のように渦状となり、湿り蒸気２１ａが含む水分は突起に付着して突起の回転によりはじきとばされる。
【００２０】
又、シール用蒸気２２は突起１５により図示のように渦状に流れるので、この流れによっても空所１０に流入した湿り蒸気２１ａの流路を妨げ、湿り蒸気２２が上昇してグランド部周面２の方へ流れようとするのを防止し、上記の遠心効果による渦状の流れを更に促進させる。
【００２１】
以上説明のように本実施の形態においては、最終段の動翼９の基部とケーシング６で形成される空所１０内のロータ１に突起１５を全周にわたって設けたので、空所１０に隙間１１から流入する湿り蒸気２１ａがグランド部周面２に向って流れるのを防止し、この突起１５の回転で付着する水分をはじきとばしてグランドケース３やシール部４，５が部分的に冷却されるのが防止される。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造は、低圧蒸気タービンの排気室側とロータ間に設けられ蒸気を導入するグランドケース及びシール装置からなるグランド部に前記排気室から最終段動翼基部の隙間を通り流入する湿り蒸気を防止し、同湿り蒸気の冷却によるグランド部の変形を防止する構造であって、前記ロータのグランド部と前記最終段動翼基部の隙間との間で同ロータ全周にわたってロータ軸を含む断面上で半径方向に対し左右対称に突出し所定の幅と高さの突起を設け、前記隙間から前記グランド部へ向って流入する湿り蒸気を防止することを特徴としている。このような構造により、湿り蒸気が排気室からグランド部に流れようとしてもロータの突起に当たり、グランド部への侵入が防止され、グランドケースやシール部が部分的に冷却されることがなくグランド部の変形が防止され、ロータ側との接触による振動が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造の断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造における突起を示し、（ａ）はなめらかな曲面、（ｂ）は半円形状、（ｃ）は三角形状、（ｄ）は四角形状をそれぞれ示す。
【図３】従来の低圧蒸気タービンのグランド部を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ロータ
２ グランド部周面
３ グランドケース
４，５ シール部
６ ケーシング
７ 排気室
８ 静翼
９ 動翼
１０ 空所
１１ 隙間
１５，１６，１７，１８ 突起
２０ 蒸気
２１ａ 湿り蒸気
２２ シール用蒸気
【発明の属する技術分野】
本発明は低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造に関し、グランド部が排気室からの湿り蒸気にさらされて熱変形するのを防止するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は低圧蒸気タービンのロータ軸を含む断面図で、双流型の一方のみ図示したものである。図において、１はロータであり、２はロータ１のグランド部である。３はグランドケースであり、ロータ１のグランド部周面２の周囲をかこみ、内部には、図示してないがグランド部周面２をシールするためのシール用蒸気が流入し、流出する系路が設けられている。４，５はラビリンスシール等からなるシール部であり、グランド部周面２と対向しており、これら２，３，４，５とでグランド部を構成している。
【０００３】
６はケーシングであり、内部に排気室７を構成している。８は最終段の静翼、９は最終段の動翼である。１０は排気室７とロータ１間の周囲に形成される円環状の空所である。このような構成の各部材からなる装置がロータ１の周囲で左右対称に配置され、蒸気が中央部より流入し、左右の翼部のガス通路に分かれて流れ、ロータ１を回転させる構成となっている。
【０００４】
上記構成の低圧タービンにおいて、低圧の蒸気２０は中央部よりタービン部へ流入し、静翼と動翼とが多段に配置された蒸気通路を通り、最終段の静翼８、動翼９を通過する過程において仕事をしてロータ１を回転させ、仕事を終えた低圧の蒸気は排気室７に流出し、排気室７より復水器へ導かれ、復水する。
【０００５】
上記の低圧タービンにおいては、ロータ１のケーシング６両端部においては蒸気が流れるケーシング内部と外部とをロータ１のグランド部周面２においてシールするためにグランドケース３内にシール用蒸気を導入し、所定の圧力を保っており、グランドケース３よりシール部４，５から図示のようにシール用蒸気２２を空所１０内に流出させ、ケーシング内の蒸気がグランド部周面２より外部へもれるのを防いでいる。
【０００６】
一方、最終段の静翼８、動翼９を通過し、仕事を終えた蒸気は排気室７に流出するが、その一部の湿り蒸気２１はロータ１と静止側との隙間１１から空所１０内に流出し、この湿り蒸気は仕事を終えた低温蒸気で水分が多く、グランド部２近辺のシール用蒸気で加熱しているシール部４，５やグランドケース３を部分的に冷却し、グランドケース３の変形を起こし、変形の程度によってはシール部４，５がロータ１のグランド部周面２と過度に接触して振動を発生する原因となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように従来の低圧蒸気タービンのグランド部においては、仕事を終えた湿り蒸気２１がグランド部周面２に続く空所１０内に侵入し、グランドケース３やシール部４，５を部分的に冷却し、グランド部を変形させ、場合によってはロータ１とシール部４，５とが過度に接触し、振動の原因となる。
【０００８】
そこで本発明は、低圧蒸気タービンのグランド部へ侵入する湿り蒸気がグランド部へ流れないようにし、グランドケースやシール部が湿り蒸気で冷却されないような対策を施すことを課題としてなされたものである。
【０００９】
【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。
【００１０】
低圧蒸気タービンの排気室側とロータ間に設けられ蒸気を導入するグランドケース及びシール装置からなるグランド部に前記排気室から最終段動翼基部の隙間を通り流入する湿り蒸気を防止し、同湿り蒸気の冷却によるグランド部の変形を防止する構造であって、前記ロータのグランド部と前記最終段動翼基部の隙間との間で同ロータ全周にわたってロータ軸を含む断面上で半径方向に対し左右対称に突出し所定の幅と高さの突起を設け、前記隙間から前記グランド部へ向って流入する湿り蒸気を防止することを特徴とする低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造。
【００１１】
本発明のグランド部変形防止構造は、動翼基部の隙間とグランド部との間でロータ周囲にロータ軸を含む断面上で半径方向に対し左右対称に突出し所定の幅と高さの突起が設けられているので、排気室からの湿り蒸気が隙間を通ってロータ側に侵入し、グランドケースやシール部で構成されるグランド部に流れようとすると、ロータの突起に当たり、ロータの回転に伴う遠心効果も伴って湿り蒸気の流れは突起から離れて渦状の流れとなり、グランド部に流入しない。又、湿り蒸気に含まれる水分は突起に付着し、突起の回転によりグランド部に流入する前で飛散し、ドレンとなって外部に排出される。
【００１２】
従来のグランド部では、湿り蒸気がグランド部のグランドケースやシール部に流れ、又、湿り蒸気中に含まれる水分によってシール用蒸気で加熱されているグランド部が部分的に冷却され、変形を起し、この変形によりシール部とロータとが過度に接触して振動を起すことがあった。本発明では上記のように突起を設けることにより湿り蒸気がグランド部に流れ込むことがなく、このようなグランド部の変形による振動発生が防止される。
【００１３】
【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低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造のロータ軸を含む断面図である。図において、符号１乃至１０，２０，２２は図３に示す従来のものと同じであるのでこれらの詳しい説明は省略し、そのまま引用して説明するが、本発明の特徴部分は符号１５で示す突起の部分であり、次に詳しく説明する。
【００１４】
図１において、１５はロータ１の円周に設けた突起であり、空所１０内の動翼９の基部と静止部との間の隙間１１近辺のロータ１の全周に設けられる。
【００１５】
突起の形状は、ロータ軸を含む断面図である図２に示すように、（ａ）のようななだらかな曲面を有する形状の突起１５、（ｂ）のように半円形状の突起１６、（ｃ）のように三角形状の突起１７、（ｄ）のように四角形状の突起１８、のいずれでも良く、加工の容易な形状のものを選択すれば良いものである。
【００１６】
上記構成の低圧タービンにおいて、タービン中央部より蒸気は左右に分かれてタービンに流入するが、図１においては説明の都合上一方の側のみ図示しており、図において、流入した蒸気２０は静翼と動翼とが多段に配置された蒸気通路に流入し、最終段の静翼８、動翼９を通過する過程においてロータ１を回転させ、仕事を終えた低温蒸気は排気室７に流出し、排気室７より復水器へ導かれ、復水する。
【００１７】
上記の低圧タービンのケーシング端部とロータ１との間のグランド部周面２においては、ケーシング内部と外部とをシールするためにグランドケース３内にシール用蒸気を導入し、所定の圧力を保っており、グランドケース３よりシール部４，５から図示のようにシール用蒸気２２を空所１０内に流出させ、ケーシング内の蒸気がグランド部周面２より外部へもれるのを防止している。蒸気２２は突起１５が設けられているので図示のように空所１０内で渦状の流れとなる。
【００１８】
一方、最終段の静翼８、動翼９を通過し、仕事を終えた蒸気は排気室７へ流出するが、その一部の湿り蒸気２１ａは動翼９の基部と静止側との隙間１１から空所１０へ侵入する。
【００１９】
空所１０へ侵入した蒸気２１ａは、その前流側のロータ１に突起１５が全周にわたって設けられているので、図示のようにグランド部周面２の方への流れが妨げられ、ロータ１の回転に伴う流れの遠心効果も働いて図示のように渦状となり、湿り蒸気２１ａが含む水分は突起に付着して突起の回転によりはじきとばされる。
【００２０】
又、シール用蒸気２２は突起１５により図示のように渦状に流れるので、この流れによっても空所１０に流入した湿り蒸気２１ａの流路を妨げ、湿り蒸気２２が上昇してグランド部周面２の方へ流れようとするのを防止し、上記の遠心効果による渦状の流れを更に促進させる。
【００２１】
以上説明のように本実施の形態においては、最終段の動翼９の基部とケーシング６で形成される空所１０内のロータ１に突起１５を全周にわたって設けたので、空所１０に隙間１１から流入する湿り蒸気２１ａがグランド部周面２に向って流れるのを防止し、この突起１５の回転で付着する水分をはじきとばしてグランドケース３やシール部４，５が部分的に冷却されるのが防止される。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造は、低圧蒸気タービンの排気室側とロータ間に設けられ蒸気を導入するグランドケース及びシール装置からなるグランド部に前記排気室から最終段動翼基部の隙間を通り流入する湿り蒸気を防止し、同湿り蒸気の冷却によるグランド部の変形を防止する構造であって、前記ロータのグランド部と前記最終段動翼基部の隙間との間で同ロータ全周にわたってロータ軸を含む断面上で半径方向に対し左右対称に突出し所定の幅と高さの突起を設け、前記隙間から前記グランド部へ向って流入する湿り蒸気を防止することを特徴としている。このような構造により、湿り蒸気が排気室からグランド部に流れようとしてもロータの突起に当たり、グランド部への侵入が防止され、グランドケースやシール部が部分的に冷却されることがなくグランド部の変形が防止され、ロータ側との接触による振動が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造の断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造における突起を示し、（ａ）はなめらかな曲面、（ｂ）は半円形状、（ｃ）は三角形状、（ｄ）は四角形状をそれぞれ示す。
【図３】従来の低圧蒸気タービンのグランド部を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ロータ
２ グランド部周面
３ グランドケース
４，５ シール部
６ ケーシング
７ 排気室
８ 静翼
９ 動翼
１０ 空所
１１ 隙間
１５，１６，１７，１８ 突起
２０ 蒸気
２１ａ 湿り蒸気
２２ シール用蒸気
Claims (1)
- 低圧蒸気タービンの排気室側とロータ間に設けられ蒸気を導入するグランドケース及びシール装置からなるグランド部に前記排気室から最終段動翼基部の隙間を通り流入する湿り蒸気を防止し、同湿り蒸気の冷却によるグランド部の変形を防止する構造であって、前記ロータのグランド部と前記最終段動翼基部の隙間との間で同ロータ全周にわたってロータ軸を含む断面上で半径方向に対し左右対称に突出し所定の幅と高さの突起を設け、前記隙間から前記グランド部へ向って流入する湿り蒸気を防止することを特徴とする低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606398A JP4088368B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造 |
| EP99120252A EP1092839B1 (en) | 1998-06-04 | 1999-10-11 | Gland portion deformation preventing structure of low pressure steam turbine |
| CNB991233069A CN1296601C (zh) | 1998-06-04 | 1999-10-20 | 防止低压汽轮机的密封压盖部变形的结构 |
| US09/422,460 US6244816B1 (en) | 1998-06-04 | 1999-10-21 | Gland portion deformation preventing structure of low pressure steam turbine |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606398A JP4088368B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 低圧蒸気タービンのグランド部変形防止構造 |
| EP99120252A EP1092839B1 (en) | 1998-06-04 | 1999-10-11 | Gland portion deformation preventing structure of low pressure steam turbine |
| CNB991233069A CN1296601C (zh) | 1998-06-04 | 1999-10-20 | 防止低压汽轮机的密封压盖部变形的结构 |
| US09/422,460 US6244816B1 (en) | 1998-06-04 | 1999-10-21 | Gland portion deformation preventing structure of low pressure steam turbine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11350915A JPH11350915A (ja) | 1999-12-21 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (4)
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|---|---|
| US (1) | US6244816B1 (ja) |
| EP (1) | EP1092839B1 (ja) |
| JP (1) | JP4088368B2 (ja) |
| CN (1) | CN1296601C (ja) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
| US8192151B2 (en) * | 2009-04-29 | 2012-06-05 | General Electric Company | Turbine engine having cooling gland |
| CN104204415B (zh) * | 2012-03-20 | 2016-11-16 | 通用电器技术有限公司 | 低压蒸汽涡轮密封布置 |
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| JP6189239B2 (ja) | 2014-03-24 | 2017-08-30 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 蒸気タービン |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS63205404A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Toshiba Corp | 軸流タ−ビンの漏洩防止装置 |
| EP0447886B1 (de) * | 1990-03-23 | 1994-07-13 | Asea Brown Boveri Ag | Axialdurchströmte Gasturbine |
| DE19524732A1 (de) * | 1995-07-07 | 1997-01-09 | Bmw Rolls Royce Gmbh | Lagerkammer-Anordnung für eine Gasturbinen-Welle |
| CN1291133C (zh) * | 1996-02-16 | 2006-12-20 | 株式会社日立制作所 | 蒸汽涡轮机发电设备、蒸汽涡轮机叶片及该叶片的制造方法 |
| FR2771446B1 (fr) * | 1997-11-27 | 1999-12-31 | Snecma | Aube de distributeur de turbine refroidie |
-
1998
- 1998-06-04 JP JP15606398A patent/JP4088368B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1999
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