JP4095718B2 - 蒸気タービン内部のリーク低減構造 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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内部のリーク低減構造に関し、特に単車室型の蒸気タービンにおいて高圧蒸気がダミーリングのシール部を通って中圧タービン側にもれ、性能が低下するのを防止するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の単車室型の蒸気タービンの内部を示す断面図である。図において、１はロータであり、２はタービン全体を覆う外車室、３は静止側の静翼とロータに固定の動翼を多段に配置した高圧タービン部、４は同じく動翼と静翼とを多段に配置した中圧タービン部、５は同様に低圧タービン部である。これら高、中及び低圧タービン部３，４，５がロータ１の周囲軸方向で単一の外車室２内に配置されている。
【０００３】
６は高圧蒸気入口ポートで、高圧タービン部３へ高圧蒸気を供給するもの、７は高圧蒸気出口ポートで高圧タービン部３で仕事をした蒸気が流出する。８は中圧蒸気入口ポートで、中圧タービン部４へ中圧蒸気を供給するもの、９は低圧蒸気入口ポートで、低圧タービン部５へ低圧蒸気を供給するものである。１０はダミーリングであり、高圧蒸気のノズル室１３が一体に組込まれており、かつ高圧タービン部３と中圧タービン部４との間をシールし、区分するものである。１１は中圧タービン部４と低圧タービン部５とで仕事を終えた蒸気が排気される排気室である。
【０００４】
上記構成の蒸気タービンにおいて、高圧蒸気３０は高圧蒸気入口ポート６より高圧タービン部３に流入し、高圧タービン部３で仕事をして高圧蒸気排出ポート７から流出する。又、中圧蒸気３２は中圧蒸気入口ポート８より中圧タービン部４に流入し、中圧タービン部４で仕事をし、その蒸気は更に低圧タービン部５へ流れる。又、低圧蒸気３３は低圧蒸気入口ポート９より低圧タービン部５へ流入し、低圧タービン部５では中圧タービン部４からの蒸気と低圧蒸気入口ポート９から流入した蒸気とが一緒になって仕事をし、排気室１１へ排出される。
【０００５】
上記構成の蒸気タービンは前述のように高圧タービン部３、中圧タービン部４、低圧タービン部５でロータ１を回転させ、ロータに接続した発電機を回転させるが、高圧タービン部３と中圧タービン部４との間には両者をシールするダミーリング１０が設けられており、高圧蒸気の一部はダミーリング１０のシール部を通り、リーク３４として中圧タービン４側にもれが生じ、性能劣化につながっているのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように単車室内で高、中、低圧タービン部を構成する蒸気タービンにおいては高圧タービン部３と中圧タービン部４との間をシールするためにダミーリング１０が設けられており、高圧タービン部３から高圧蒸気の一部が、ダミーリング１０のシール部を通って中圧タービン部４側にもれが生じ、このもれ量が多いと性能面に影響し、高圧タービン部３での性能劣化につながる。
【０００７】
そこで本発明は蒸気タービンの高圧タービン部と中圧タービン部との間をシールするダミーリングから高圧蒸気が中圧タービン部側にもれるのを防止するような対策を施し、リークする蒸気を高圧タービン部側に回収してそこで仕事をさせ、蒸気タービンの性能劣化を防止できる構造を提供することを課題としてなされたものである。
【０００８】
【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。
【０００９】
単車室型の蒸気タービンの外車室内でロータの軸方向に沿って高圧、中圧、低圧タービン部をそれぞれ配置し、前記高圧タービン部と中圧タービン部との間をシールし、区分するダミーリングをロータ周囲に配設した蒸気タービンにおいて、前記ダミーリングのロータ表面との間のシール部の途中と前記高圧タービン部の蒸気通路の途中との間を外部配管で連通し、前記高圧タービン部から前記ダミーリングのシール部を通って前記中圧タービン部側へもれる蒸気を、前記外部配管の途中に設けた圧力調整弁を介して前記高圧タービン部の蒸気通路の途中に回収し、高圧タービン部側で仕事をさせることを特徴とする蒸気タービン内部のリーク低減構造。
【００１０】
上記のリーク低減構造においては、高圧タービン部では高圧蒸気を導入し、高圧蒸気が蒸気通路に流れてロータを駆動して仕事をし、高圧蒸気出口ポートより流出するが、高圧蒸気の一部はロータ側のダミーリングとのシール部の隙間を通り、中圧タービン部側にリークしようとする。ダミーリングのシール部の途中には外部配管の一端が接続され、その外部配管の他端は高圧タービン部の蒸気通路の途中に連通し、かつこの外部配管は圧力調整弁を介して圧力差を調整してダミーリング側の圧力を高くし、高圧タービン部の蒸気通路の途中でダミーリング側よりも低圧の点に接続するようにしてリークしようとする蒸気を高圧タービン部の蒸気通路へ回収する。回収した蒸気は高圧タービン部の蒸気と一緒になり、仕事をして高圧タービン部の高圧蒸気出口ポートより流出する。従って高圧タービン部の性能劣化が防止できる。
【００１１】
【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内部のリーク低減構造を示す構成図を示し、図２は図１におけるＡ部拡大詳細図である。図１において、符号１乃至１１，１３，３０乃至３３は図３に示す従来例と同じであるので、これらについて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２０，２１で示す部分であり、次に詳しく説明する。
【００１２】
図１において、２０は外部配管であり、２１は外部配管２０の途中に設けた圧力調整弁である。外部配管２０は一端をダミーリング１０のシール部のＸ点に連通し、他端を高圧タービン部３の蒸気通路のＹ点に連通している。
【００１３】
上記のような外部配管２０を設けることにより、高圧タービン部３からダミーリング１０のシール部を通って中圧タービン部４側へリークしようとする蒸気を高圧タービン部３の蒸気通路の途中へ流して回収し、高圧タービン部３で仕事をさせ、リーク量を低減させて高圧タービン部３の性能劣化を防止している。
【００１４】
図２は図１におけるＡ部拡大詳細図である。図において、高圧タービン部３は蒸気通路１５を設け、動翼１６及び静翼１７を多段配置して構成され、ダミーリング１０はノズル室１３とノズル１２を一体的に備え、シール部１４で高圧タービン部３と中圧タービン部４間をシールしている。
【００１５】
高圧蒸気３０は高圧蒸気入口ポート６より外車室２内に入り、ダミーリング１０に一体的に形成されたノズル室１３に流入してノズル１２より高圧タービン部３の蒸気通路１５に流出し、多段に配置された静翼１７、動翼１６間を通過して仕事をし、図１に示す高圧蒸気出口ポート７より流出する。
【００１６】
蒸気通路１５へ流入する高圧蒸気３０の一部はロータ１側とダミーリング１０との隙間１８を通り、シール部１４から中圧タービン部４側にリーク３４としてもれようとするが、シール部１４のＸ点からリーク３４の蒸気のほとんどが外部配管２０内に流入し、圧力調整弁２１を介して高圧タービン部３の蒸気通路１５のＹ点に流入して回収され、高圧蒸気３０と一緒になり、高圧タービン部３で仕事をする。
【００１７】
上記に説明の高圧蒸気３０はノズル室１３では約５６０℃、高圧タービン部３の第１段動翼１６近辺では約５００℃であり、蒸気圧力はノズル室１３内では約１３０ｋｇ／ｃｍ2 、高圧タービン部３の蒸気通路１５の入口部では約９０ｋｇ／ｃｍ2 、外部配管２０の接続部Ｙ点では約６０ｋｇ／ｃｍ2 程度となっている。
【００１８】
一方、ダミーリング１０の隙間１８からシール部１４の入口部付近では蒸気圧力は約９０ｋｇ／ｃｍ2 、シール部１４の終端部では約３０ｋｇ／ｃｍ2 となっており、外部配管２０のシール部１４での接続点Ｘを蒸気圧力が約６０ｋｇもしくはこれよりも多少高めになる位置に設定する。
【００１９】
上記のような位置Ｘ点と高圧タービン部３の蒸気通路１５のＹ点に外部配管２０が接続しており、ダミーリング１０のシール部１４へ侵入するリーク３４はＸ点、Ｙ点の圧力がＸ点の方がやや高く設定され、更に圧力調整弁２１で圧力差を調整できるので、Ｘ点よりＹ点の方へ流れ、ほとんどのリーク３４は中圧タービン部４側へは流れずに高圧タービン部３側に回収され、高圧タービン部４側で仕事をする。従って高圧タービン部３での性能劣化が防止できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の蒸気タービン内部のリーク低減構造は、単車室型の蒸気タービンの外車室内でロータの軸方向に沿って高圧、中圧、低圧タービン部をそれぞれ配置し、前記高圧タービン部と中圧タービン部との間をシールし、区分するダミーリングをロータ周囲に配設した蒸気タービンにおいて、前記ダミーリングのロータ表面との間のシール部の途中と前記高圧タービン部の蒸気通路の途中との間を外部配管で連通し、前記高圧タービン部から前記ダミーリングのシール部を通って前記中圧タービン部側へもれる蒸気を、前記外部配管の途中に設けた圧力調整弁を介して前記高圧タービン部の蒸気通路の途中に回収し、高圧タービン部側で仕事をさせることを特徴としている。このような構造により、高圧タービン部側からダミーリングのシール部を通って中圧タービン部側へもれようとする蒸気がほとんど回収され、高圧タービン部側に流入した蒸気と一緒になり、高圧タービン部側で仕事をするので高圧タービン部の性能低下が防止できる。
【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内部のリーク低減構造を示す構成図である。
【図２】 図１におけるＡ部拡大詳細図である。
【図３】 従来の単車室蒸気タービンの断面図である。
【符号の説明】
１ ロータ
２ 外車室
３ 高圧タービン部
４ 中圧タービン部
５ 低圧タービン部
６ 高圧蒸気入口ポート
７ 高圧蒸気出口ポート
８ 中圧蒸気入口ポート
９ 低圧蒸気入口ポート
１０ ダミーリング
１１ 排気室
１２ ノズル
１３ ノズル室
２０ 外部配管
２１ 圧力調整弁
３０ 高圧蒸気
３１ 高圧排出蒸気
３２ 中圧蒸気
３３ 低圧蒸気
３４ リーク
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸気タービン内部のリーク低減構造に関し、特に単車室型の蒸気タービンにおいて高圧蒸気がダミーリングのシール部を通って中圧タービン側にもれ、性能が低下するのを防止するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の単車室型の蒸気タービンの内部を示す断面図である。図において、１はロータであり、２はタービン全体を覆う外車室、３は静止側の静翼とロータに固定の動翼を多段に配置した高圧タービン部、４は同じく動翼と静翼とを多段に配置した中圧タービン部、５は同様に低圧タービン部である。これら高、中及び低圧タービン部３，４，５がロータ１の周囲軸方向で単一の外車室２内に配置されている。
【０００３】
６は高圧蒸気入口ポートで、高圧タービン部３へ高圧蒸気を供給するもの、７は高圧蒸気出口ポートで高圧タービン部３で仕事をした蒸気が流出する。８は中圧蒸気入口ポートで、中圧タービン部４へ中圧蒸気を供給するもの、９は低圧蒸気入口ポートで、低圧タービン部５へ低圧蒸気を供給するものである。１０はダミーリングであり、高圧蒸気のノズル室１３が一体に組込まれており、かつ高圧タービン部３と中圧タービン部４との間をシールし、区分するものである。１１は中圧タービン部４と低圧タービン部５とで仕事を終えた蒸気が排気される排気室である。
【０００４】
上記構成の蒸気タービンにおいて、高圧蒸気３０は高圧蒸気入口ポート６より高圧タービン部３に流入し、高圧タービン部３で仕事をして高圧蒸気排出ポート７から流出する。又、中圧蒸気３２は中圧蒸気入口ポート８より中圧タービン部４に流入し、中圧タービン部４で仕事をし、その蒸気は更に低圧タービン部５へ流れる。又、低圧蒸気３３は低圧蒸気入口ポート９より低圧タービン部５へ流入し、低圧タービン部５では中圧タービン部４からの蒸気と低圧蒸気入口ポート９から流入した蒸気とが一緒になって仕事をし、排気室１１へ排出される。
【０００５】
上記構成の蒸気タービンは前述のように高圧タービン部３、中圧タービン部４、低圧タービン部５でロータ１を回転させ、ロータに接続した発電機を回転させるが、高圧タービン部３と中圧タービン部４との間には両者をシールするダミーリング１０が設けられており、高圧蒸気の一部はダミーリング１０のシール部を通り、リーク３４として中圧タービン４側にもれが生じ、性能劣化につながっているのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように単車室内で高、中、低圧タービン部を構成する蒸気タービンにおいては高圧タービン部３と中圧タービン部４との間をシールするためにダミーリング１０が設けられており、高圧タービン部３から高圧蒸気の一部が、ダミーリング１０のシール部を通って中圧タービン部４側にもれが生じ、このもれ量が多いと性能面に影響し、高圧タービン部３での性能劣化につながる。
【０００７】
そこで本発明は蒸気タービンの高圧タービン部と中圧タービン部との間をシールするダミーリングから高圧蒸気が中圧タービン部側にもれるのを防止するような対策を施し、リークする蒸気を高圧タービン部側に回収してそこで仕事をさせ、蒸気タービンの性能劣化を防止できる構造を提供することを課題としてなされたものである。
【０００８】
【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。
【０００９】
単車室型の蒸気タービンの外車室内でロータの軸方向に沿って高圧、中圧、低圧タービン部をそれぞれ配置し、前記高圧タービン部と中圧タービン部との間をシールし、区分するダミーリングをロータ周囲に配設した蒸気タービンにおいて、前記ダミーリングのロータ表面との間のシール部の途中と前記高圧タービン部の蒸気通路の途中との間を外部配管で連通し、前記高圧タービン部から前記ダミーリングのシール部を通って前記中圧タービン部側へもれる蒸気を、前記外部配管の途中に設けた圧力調整弁を介して前記高圧タービン部の蒸気通路の途中に回収し、高圧タービン部側で仕事をさせることを特徴とする蒸気タービン内部のリーク低減構造。
【００１０】
上記のリーク低減構造においては、高圧タービン部では高圧蒸気を導入し、高圧蒸気が蒸気通路に流れてロータを駆動して仕事をし、高圧蒸気出口ポートより流出するが、高圧蒸気の一部はロータ側のダミーリングとのシール部の隙間を通り、中圧タービン部側にリークしようとする。ダミーリングのシール部の途中には外部配管の一端が接続され、その外部配管の他端は高圧タービン部の蒸気通路の途中に連通し、かつこの外部配管は圧力調整弁を介して圧力差を調整してダミーリング側の圧力を高くし、高圧タービン部の蒸気通路の途中でダミーリング側よりも低圧の点に接続するようにしてリークしようとする蒸気を高圧タービン部の蒸気通路へ回収する。回収した蒸気は高圧タービン部の蒸気と一緒になり、仕事をして高圧タービン部の高圧蒸気出口ポートより流出する。従って高圧タービン部の性能劣化が防止できる。
【００１１】
【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内部のリーク低減構造を示す構成図を示し、図２は図１におけるＡ部拡大詳細図である。図１において、符号１乃至１１，１３，３０乃至３３は図３に示す従来例と同じであるので、これらについて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２０，２１で示す部分であり、次に詳しく説明する。
【００１２】
図１において、２０は外部配管であり、２１は外部配管２０の途中に設けた圧力調整弁である。外部配管２０は一端をダミーリング１０のシール部のＸ点に連通し、他端を高圧タービン部３の蒸気通路のＹ点に連通している。
【００１３】
上記のような外部配管２０を設けることにより、高圧タービン部３からダミーリング１０のシール部を通って中圧タービン部４側へリークしようとする蒸気を高圧タービン部３の蒸気通路の途中へ流して回収し、高圧タービン部３で仕事をさせ、リーク量を低減させて高圧タービン部３の性能劣化を防止している。
【００１４】
図２は図１におけるＡ部拡大詳細図である。図において、高圧タービン部３は蒸気通路１５を設け、動翼１６及び静翼１７を多段配置して構成され、ダミーリング１０はノズル室１３とノズル１２を一体的に備え、シール部１４で高圧タービン部３と中圧タービン部４間をシールしている。
【００１５】
高圧蒸気３０は高圧蒸気入口ポート６より外車室２内に入り、ダミーリング１０に一体的に形成されたノズル室１３に流入してノズル１２より高圧タービン部３の蒸気通路１５に流出し、多段に配置された静翼１７、動翼１６間を通過して仕事をし、図１に示す高圧蒸気出口ポート７より流出する。
【００１６】
蒸気通路１５へ流入する高圧蒸気３０の一部はロータ１側とダミーリング１０との隙間１８を通り、シール部１４から中圧タービン部４側にリーク３４としてもれようとするが、シール部１４のＸ点からリーク３４の蒸気のほとんどが外部配管２０内に流入し、圧力調整弁２１を介して高圧タービン部３の蒸気通路１５のＹ点に流入して回収され、高圧蒸気３０と一緒になり、高圧タービン部３で仕事をする。
【００１７】
上記に説明の高圧蒸気３０はノズル室１３では約５６０℃、高圧タービン部３の第１段動翼１６近辺では約５００℃であり、蒸気圧力はノズル室１３内では約１３０ｋｇ／ｃｍ2 、高圧タービン部３の蒸気通路１５の入口部では約９０ｋｇ／ｃｍ2 、外部配管２０の接続部Ｙ点では約６０ｋｇ／ｃｍ2 程度となっている。
【００１８】
一方、ダミーリング１０の隙間１８からシール部１４の入口部付近では蒸気圧力は約９０ｋｇ／ｃｍ2 、シール部１４の終端部では約３０ｋｇ／ｃｍ2 となっており、外部配管２０のシール部１４での接続点Ｘを蒸気圧力が約６０ｋｇもしくはこれよりも多少高めになる位置に設定する。
【００１９】
上記のような位置Ｘ点と高圧タービン部３の蒸気通路１５のＹ点に外部配管２０が接続しており、ダミーリング１０のシール部１４へ侵入するリーク３４はＸ点、Ｙ点の圧力がＸ点の方がやや高く設定され、更に圧力調整弁２１で圧力差を調整できるので、Ｘ点よりＹ点の方へ流れ、ほとんどのリーク３４は中圧タービン部４側へは流れずに高圧タービン部３側に回収され、高圧タービン部４側で仕事をする。従って高圧タービン部３での性能劣化が防止できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の蒸気タービン内部のリーク低減構造は、単車室型の蒸気タービンの外車室内でロータの軸方向に沿って高圧、中圧、低圧タービン部をそれぞれ配置し、前記高圧タービン部と中圧タービン部との間をシールし、区分するダミーリングをロータ周囲に配設した蒸気タービンにおいて、前記ダミーリングのロータ表面との間のシール部の途中と前記高圧タービン部の蒸気通路の途中との間を外部配管で連通し、前記高圧タービン部から前記ダミーリングのシール部を通って前記中圧タービン部側へもれる蒸気を、前記外部配管の途中に設けた圧力調整弁を介して前記高圧タービン部の蒸気通路の途中に回収し、高圧タービン部側で仕事をさせることを特徴としている。このような構造により、高圧タービン部側からダミーリングのシール部を通って中圧タービン部側へもれようとする蒸気がほとんど回収され、高圧タービン部側に流入した蒸気と一緒になり、高圧タービン部側で仕事をするので高圧タービン部の性能低下が防止できる。
【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内部のリーク低減構造を示す構成図である。
【図２】 図１におけるＡ部拡大詳細図である。
【図３】 従来の単車室蒸気タービンの断面図である。
【符号の説明】
１ ロータ
２ 外車室
３ 高圧タービン部
４ 中圧タービン部
５ 低圧タービン部
６ 高圧蒸気入口ポート
７ 高圧蒸気出口ポート
８ 中圧蒸気入口ポート
９ 低圧蒸気入口ポート
１０ ダミーリング
１１ 排気室
１２ ノズル
１３ ノズル室
２０ 外部配管
２１ 圧力調整弁
３０ 高圧蒸気
３１ 高圧排出蒸気
３２ 中圧蒸気
３３ 低圧蒸気
３４ リーク
Claims (1)
- 単車室型の蒸気タービンの外車室内でロータの軸方向に沿って高圧、中圧、低圧タービン部をそれぞれ配置し、前記高圧タービン部と中圧タービン部との間をシールし、区分するダミーリングをロータ周囲に配設した蒸気タービンにおいて、前記ダミーリングのロータ表面との間のシール部の途中と前記高圧タービン部の蒸気通路の途中との間を外部配管で連通し、前記高圧タービン部から前記ダミーリングのシール部を通って前記中圧タービン部側へもれる蒸気を、前記外部配管の途中に設けた圧力調整弁を介して前記高圧タービン部の蒸気通路の途中に回収し、高圧タービン部側で仕事をさせることを特徴とする蒸気タービン内部のリーク低減構造。
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| JP15606498A JP4095718B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 蒸気タービン内部のリーク低減構造 |
| EP99308350A EP1094201B1 (en) | 1998-06-04 | 1999-10-22 | Partial recovery of the energy lost in steam turbine leakages |
| CN99123398.0A CN1243905C (zh) | 1998-06-04 | 1999-10-28 | 蒸汽涡轮机的减漏结构 |
| US09/428,352 US6238180B1 (en) | 1998-06-04 | 1999-10-28 | Leak reducing structure in a steam turbine |
Applications Claiming Priority (4)
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Publications (2)
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| JPH11350917A JPH11350917A (ja) | 1999-12-21 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP15606498A Expired - Lifetime JP4095718B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 蒸気タービン内部のリーク低減構造 |
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