JP4413732B2 - Steam turbine plant - Google Patents
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本発明は、蒸気タービンプラントに係り、特にタービン構成部品の一部を冷却蒸気で冷却するようにした蒸気タービンプラントに関する。 The present invention relates to a steam turbine plant, in particular concerning the part of the turbine components in a steam turbine plant which is to be cooled by the cooling steam.
最近の蒸気タービンプラントでは、プラント熱効率向上強化策見直しの一環として、蒸気の高温化が検討されている。蒸気タービンプラントは、ランキンサイクルの特性であり、蒸気温度を高くすればする程、プラント熱効率を向上させることができるとされている。
このため、蒸気タービンプラントは、ひところの比較的低温、低圧の蒸気条件から蒸気温度538℃/566℃または538℃/538℃の一段再熱にほぼ定着しつつある。
In recent steam turbine plants, as part of a review of measures for enhancing and improving plant thermal efficiency, higher temperatures of steam are being considered. The steam turbine plant has a Rankine cycle characteristic, and it is said that the higher the steam temperature, the more the plant thermal efficiency can be improved.
For this reason, the steam turbine plant is becoming almost established from the relatively low temperature and low pressure steam conditions to the single-stage reheating of the steam temperature of 538 ° C / 566 ° C or 538 ° C / 538 ° C.
しかし、温暖化現象や環境破壊等が地球規模レベルでクローズアップされている昨今、蒸気タービンプラントの分野でも燃料の消費をより一層少なくさせて単機容量を増加させる研究開発が進められており、その一つに再熱蒸気温度を700℃以上にし、この超高温再熱蒸気を中圧タービンに供給することが提案されている。 However, in recent years when global warming and environmental destruction have been highlighted on a global scale, research and development to reduce the fuel consumption and increase the unit capacity in the steam turbine plant field are also underway. For example, it has been proposed to set the reheat steam temperature to 700 ° C. or higher and supply the ultrahigh temperature reheat steam to the intermediate pressure turbine.
なお、600℃程度の高温の蒸気を中圧タービンに導入する技術について、中圧タービンの主蒸気インレット管を二重構造とし車室の温度上昇を抑制するようにした発明は下記の特許文献1で公開されている。
上記特許文献1は、タービン構成部品であるダイヤフラム外輪やタービンケーシングを冷却蒸気で冷却する発明ではないため、タービンケーシング内に冷却蒸気を導入するような記載は一切なく、従ってタービンケーシングやダイヤフラム外輪をどのようにして冷却するのか不明であるが、650℃を超える高熱高温蒸気タービンの場合、図12に記載したようにタービンケーシング32とダイヤフラム外輪39U、39Dとの嵌合固定部には連通溝52が形成されており、しかもダイヤフラム外輪39U、39D相互間には隙間Gがあるため、この連通溝52および隙間Gを通して冷却蒸気が矢印のように駆動用の高温主蒸気に混入し、蒸気タービンの熱効率を低下させるという問題があった。
Since
再熱蒸気温度を650℃を超えて更に高い700℃以上にする場合については、解決すべき多くの問題が残されており、特にタービン構成部品の強度保証を如何にして行うかについては現在模索中である。従来より火力発電プラントでは、蒸気タービンに使用するタービンロータ、タービンノズル、タービン動翼、ノズルボックス(蒸気室)、蒸気供給管等のタービン構成部品には改良された耐熱鋼を使用しているが、再熱蒸気温度が700℃以上になると、タービン構成部品の強度保証を高く維持させることは難しい。 Many problems remain to be solved when the reheat steam temperature exceeds 650 ° C. and is raised to 700 ° C. or higher. In particular, there is a current search for how to ensure the strength of turbine components. It is in. Conventionally, in thermal power plants, improved heat-resistant steel is used for turbine components such as turbine rotors, turbine nozzles, turbine blades, nozzle boxes (steam chambers), and steam supply pipes used in steam turbines. When the reheat steam temperature is 700 ° C. or higher, it is difficult to maintain high strength assurance of the turbine component.
このため、700℃以上の蒸気タービンプラントにおいても、従来の改良された耐熱鋼をタービン構成部品にそのまま使用しても強度保証を高く維持できるような新たな冷却技術の実現が望まれており、その要望に応える手段として蒸気冷却が検討されている。
しかし、蒸気タービンの分野にとって蒸気冷却技術は、未だ開発中の分野であり、試行錯誤を繰り返している状態である。
For this reason, even in a steam turbine plant of 700 ° C. or higher, it is desired to realize a new cooling technology that can maintain a high strength guarantee even if the conventional improved heat-resistant steel is used as it is for a turbine component, Steam cooling has been studied as a means to meet this demand.
However, steam cooling technology is still under development for the field of steam turbines, and is in a state of repeated trial and error.
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので、タービン構成部品の一部を低温蒸気で冷却することにより再熱蒸気の高温化に対応するようにした蒸気タービンプラントにおいて、冷却用の低温蒸気が駆動用の高温主蒸気に混入して熱効率を低下させることを防ぐシール装置を具備した蒸気タービンプラントを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and in a steam turbine plant adapted to cope with the increase in temperature of reheated steam by cooling a part of turbine components with low temperature steam, low temperature steam and an object thereof is to provide a steam turbine plant provided with the sealing device to prevent reducing the thermal efficiency by mixing the high-temperature main steam for driving.
上記の目的を達成するために、請求項1に係る蒸気タービンプラントの発明は、タービンロータに植設された複数段のタービン動翼および内周部をダイヤフラム内輪で支持され、外周部をダイヤフラム外輪で支持されたタービンノズルによって構成されたタービン段落と、このタービン段落の初段に駆動蒸気を供給するノズルボックスとを内部ケーシングおよび外部ケーシングによる2重構成のタービンケーシング内に収納し、かつタービンケーシングがタービンロータによって貫通される部分にグランドシール部を設け、さらに前記内部ケーシングおよび外部ケーシング間、前記内部ケーシングおよびダイヤフラム外輪間、グランドシール部にそれぞれ冷却用蒸気を流すための冷却蒸気導入部とを備えた蒸気タービンプラントにおいて、
前記ダイヤフラム外輪のタービン動翼の外周部を囲繞する部分の外周面を駆動蒸気流の方向に径が減少するコーン凸状に形成し、下流側ダイヤフラム外輪を、その内周面の径が駆動蒸気流の方向に減少するコーン凹状となるように上流側に張り出して前記コーン凸状の外周部を空隙を介して囲繞させて前記コーン凸状部、前記コーン凹状部間にコーン状の隙間を形成し、このコーン状の隙間に冷却蒸気用シール部を設けたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of the steam turbine plant according to
The outer peripheral surface of the outer periphery of the turbine outer blade of the diaphragm outer ring is formed in a cone-like shape whose diameter decreases in the direction of the driving steam flow, and the downstream diaphragm outer ring has the inner peripheral surface diameter of the driving steam. A cone-shaped gap is formed between the cone-shaped convex portion and the cone-shaped concave portion by projecting upstream so as to form a cone-shaped concave shape that decreases in the flow direction and surrounding the cone-shaped outer peripheral portion through a gap. In addition, a cooling steam seal portion is provided in the cone-shaped gap .
本発明の蒸気タービンプラントによれば、低温の冷却蒸気が隣り合うダイヤフラム外輪相互の隙間を通じて高温蒸気へ混入することを防ぐことができるので、蒸気タービンの熱効率の低下を防ぐことができる。 According to the steam turbine plant of the present invention, it is possible to prevent from being mixed into high-temperature steam through the diaphragm outer ring gaps between the low-temperature cooling steam adjacent, it is possible to prevent a decrease in thermal efficiency of the steam turbine.
以下述べる本発明に係る蒸気タービンプラントは、中圧タービンを対象に説明するが、本発明は中圧タービンに限定されるものではなく、高圧タービン、低圧タービンにも適用し得るものである。 The steam turbine plant according to the present invention to be described below will be described for an intermediate pressure turbine. However, the present invention is not limited to an intermediate pressure turbine, and can be applied to a high pressure turbine and a low pressure turbine.
図1は本発明に係る蒸気タービンプラントの蒸気系統図である。
図1において、蒸気タービンプラント1は、ボイラ2、高圧タービン3−1、中圧タービン3−2および低圧タービン3−3からなる蒸気タービン3、発電機4、復水系5、給水系6から構成されている。このうち高圧タービン3−1はボイラ2の蒸気発生器2−1からの高温高圧蒸気を導入し、また中圧タービン3−2は再熱器19で温度700℃以上に再熱された再熱蒸気を中圧タービン抽気系20を通して導入し、更に低圧タービン3−3は中圧タービン3−2からの排気を導入し、それぞれの蒸気タービンが膨張仕事をした際に発生する回転トルクによって発電機4を回転駆動するようになっている。
FIG. 1 is a steam system diagram of a steam turbine plant according to the present invention.
In FIG. 1, a
そして、低圧タービン3−3からの排気は、復水系5を構成する復水器7に案内されここで凝縮させて復水になり、復水系5の復水ポンプ8、低圧給水加熱器9〜12を経て給水系6に供給される。給水系6は、低圧給水加熱器12から送られた蒸気中の酸素を除去する脱気器13、給水を昇圧する給水ポンプ14、高圧給水加熱器15〜17、過熱器18を経て蒸気発生器2に還流させるようになっている。
Exhaust gas from the low-pressure turbine 3-3 is guided to a
なお、図1中、21は最終段の高圧給水加熱器17に高圧タービン抽気を供給するための高圧タービン抽気系であり、破線で示した経路22は高圧タービン抽気系21の抽気を分岐して中圧タービン3−2を蒸気冷却するための蒸気冷却系を示す。
In FIG. 1,
図2は、図1に示したボイラ2の再熱器19からの再熱蒸気に膨張仕事をさせる中圧タービン3−2の一部切欠縦断面図である。
FIG. 2 is a partially cutaway longitudinal sectional view of an intermediate pressure turbine 3-2 that causes reheat steam from the
30は中圧タービン3−2のケーシングであって、外部ケーシング31と内部ケーシング32との二重構造の軸流タイプに構成されている。内部ケーシング32は、ノズルボックス(蒸気室)33および複数のタービン段落34を収容している。タービン段落34はタービンロータ35に形成したタービンディスク36に植設されたタービン動翼37と、ダイヤフラム内輪38およびダイヤフラム外輪39にそれぞれ溶接等で支持されたタービンノズル40との組み合わせにより構成されている。
ダイヤフラム内輪38は、その内周部にタービンロータ35との間隙を塞ぐパッキンやラビリンスシール41を設けており、また、ダイヤフラム外輪39は、その外周部を内部ケーシング32に嵌合固定されている。
The diaphragm
なお、外部ケーシング31および内部ケーシング32に関し、タービンロータ35によって貫通される部分には、それぞれ蒸気漏れを防ぐための外部ケーシング用グランド部42および内部ケーシング用グラント部43を設けている。
In addition, regarding the
図1で示した再熱器19から供給される温度700℃以上の再熱蒸気は、再熱蒸気管44によって前記ノズルボックス33に導入するように構成されている。この再熱蒸気管44は、二重管構造を採用しており、同心状に配置された外管45と内管46との間の空間部47を冷却蒸気通路として機能するように構成されている。そして外管45と外部ケーシング31のフランジ部48との間には外部ケーシング用シール装置49を装着している。
The reheat steam having a temperature of 700 ° C. or more supplied from the
ところで、前記高圧タービン3−1から抽気した蒸気の一部は、冷却蒸気系22から前記ノズルボックス33と内部ケーシング用グランド部43との間に形成された冷却蒸気導入部50に導入され、この導入部50から冷却蒸気51として矢印のように中圧タービン3−2の静止部に流れる。すなわち、冷却蒸気51の一部は内部ケーシング用グランド部43を通って二重ケーシングを構成している外部ケーシング31と内部ケーシング32間の空間部を通って外部ケーシング31、内部ケーシング32を冷却しながら流れ、他の一部は内部ケーシング32とダイヤフラム外輪39との嵌合固定部に形成された連通溝52(連通溝52の詳細については図3で示す)を通って内部ケーシング32およびダイヤフラム外輪39を冷却しながら流れ、そして、これら冷却蒸気は最終的には膨張仕事を終えたタービン排気と合流して排気口53から排気される。なお、冷却蒸気51の残りは外部ケーシング用グランド部42を通って中圧タービンの機外に漏出する。
By the way, a part of the steam extracted from the high-pressure turbine 3-1 is introduced from the
本発明は、内部ケーシング32とダイヤフラム外輪39との嵌合固定部に形成された連通溝52を通る冷却蒸気51が中圧タービン3−2の駆動用再熱蒸気と混合することを防止するための冷却蒸気シール装置を設けたことを特徴とするものであり、以下、図3乃至図11に示した冷却蒸気シール装置の各実施例について説明する。
The present invention prevents the
(実施例1)
図3は、本発明の実施例1に係る冷却蒸気シール装置の構成を示す拡大断面図である。
本実施例1の場合、図3で示したように、ダイヤフラム外輪39自体の外観は図12に示した従来例と特に変わるところはないが、従来例と根本的に異なるところは隣接し合うダイヤフラム外輪39相互間に所謂“ハイ・ロー型”ラビリンスによる冷却蒸気用シール装置541を設けたことにある。
Example 1
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating the configuration of the cooling steam seal device according to the first embodiment of the present invention.
In the case of the first embodiment, as shown in FIG. 3, the outer appearance of the diaphragm
以下、冷却蒸気用シール装置541を中心にして説明を進める。なお、本発明では説明の便宜上、タービン駆動用の再熱蒸気の上流側に位置するダイヤフラム外輪側の符号に添字(U)を、下流側に位置するダイヤフラム外輪側の符号に添字(D)をつけて表示することにする。因みに、上流側ダイヤフラム外輪の符号は39U、下流側ダイヤフラム外輪の符号は39Dである。
Hereinafter, an explanation will be mainly cooled
さて、再熱蒸気の上流側に位置するダイヤフラム外輪39Uは、タービン動翼37の外周部をラビリンス37Lを介して囲繞する部分(以下、説明の便宜上、単に動翼囲繞部と略称する)39UEの端面にシールリングRを2個同心状に設けている。一方、この上流側のダイヤフラム外輪39Uに隣接する下流側のダイヤフラム外輪39Dの対向端面にはシールリングRと協働して所謂“ハイ・ロー型”のラビリンスを形成するためのシールフィンFDを複数枚同心状に設けている(図3では2個のシールリングRと対峙する位置に各1枚、両側に3個の計5枚)。すなわち、隣接するダイヤフラム外輪39U、39D相互間にハイ・ロー型のラビリンスシールを形成することによって、軸方向にシール隙間を有する冷却蒸気用シール部541を設けている。
Now, the diaphragm
本実施例1によれば、隣接するダイヤフラム外輪相互間の隙間に冷却蒸気用シール装置541を設けるようにしたので、内部ケーシング32とダイヤフラム外輪39間の嵌合固定部に形成された連通溝52に流れる冷却蒸気50がダイヤフラム外輪相互間の隙間Gを通って高温の再熱蒸気に混入することを防ぐことができるので、蒸気タービンプラントの熱効率の向上を図ることができると共に、冷却蒸気用シール装置541は軸方向のシール隙間を有する構成となっているため、タービンの起動や停止時に発生するダイヤフラム外輪の伸び差が半径方向へ大きい場合に極めて有効なシール装置を提供することができる。
According to the first embodiment. Thus a gap is provided cooling
(実施例2)
図4は、本発明の実施例2に係る冷却蒸気シール装置の構成を示す拡大断面図である。
本実施例2は、図3の実施例1の変形例であり、軸方向にシール隙間を有する冷却蒸気用シール542を設けた点については実施例1と同様であるが、そのシール構造が若干異なる。
(Example 2)
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating the configuration of the cooling steam seal device according to the second embodiment of the present invention.
This second embodiment is a modification of the first embodiment of FIG. 3, but the point that a cooling steam seal 542 having a sealing gap in the axial direction is the same as in Example 1, whose sealing structure Slightly different.
すなわち、本実施例2の場合、ハイ・ロー型に所謂“櫛型”を適用したシール構造としたものであり、上流側ダイヤフラム外輪39Uの動翼囲繞部39UEの端面と、この端面に対向する下流側のダイヤフラム外輪39Dの端面間に互いに対向するようにそれぞれ同心状のシールフィンFU、FDを設けて軸方向にシール隙間を有する冷却蒸気用シール542を形成している。
In other words, in the case of the second embodiment, a so-called “comb shape” is applied to the high / low type, and the end surface of the rotor blade surrounding portion 39 U E of the upstream diaphragm
本実施例2によれば、実施例1と同様な作用効果を奏することができると共に、冷却蒸気用シール542は、実施例1の冷却蒸気用シール装置541よりもダイヤフラム外輪39の半径方向への伸び差が更に大きい場合に、対向するシールフィンFU、FD同士が接触しない構造になっている。
According to the second embodiment, it is possible to obtain the same effect as in Example 1, the cooling
(実施例3)
図5は、本発明の実施例3に係る冷却蒸気シール装置の構成を示す拡大断面図である。
本実施例3は実施例1の変形例であり、上流側ダイヤフラム外輪39Uの動翼囲繞部39UEの端面と、対向する下流側ダイヤフラム外輪39Dの端面間にそれぞれシールフィンFU、FDを対向して設けてハイ・ロー型に所謂“食い違い型”を適用した冷却蒸気用シール543を形成したものである。
本実施例3の場合も、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。
(Example 3)
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating the configuration of the cooling steam seal device according to the third embodiment of the present invention.
The third embodiment is a modification of the first embodiment, in which seal fins F U , respectively, are disposed between the end surface of the moving blade surrounding portion 39 U E of the upstream diaphragm
In the case of the third embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained.
(実施例4)
図6は、本発明の実施例4に係る冷却蒸気シール装置の構成を示す拡大断面図である。
本実施例4は、隣接するダイヤフラム外輪39相互間に半径方向のシール隙間を有する冷却蒸気シール装置544を設けたものである。
Example 4
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating the configuration of the cooling steam seal device according to the fourth embodiment of the present invention.
The fourth embodiment, is provided with a cooling
すなわち、上流側ダイヤフラム外輪39Uの動翼囲繞部39UEの更に外側を、下流側ダイヤフラム外輪39Dの端面から上流側に張り出して設けた円筒状部39DCで囲繞することにより両者間に円筒状空隙を形成し、しかも、上流側ダイヤフラム外輪39Uの動翼囲繞部39UEの外周面にシールリングRを2個設け、一方、下流側ダイヤフラム外輪39Dから張り出した円筒状部39DCの内周面に複数のシールフィンFDを取付け、これらシールリングRとシールフィンFDとを対峙させることにより半径方向にシール隙間を有するハイ・ロー型の冷却蒸気シール装置544を構成するようにしたものである。
That is, both between by surrounding the further outside of the upstream diaphragm
本実施例4によれば、半径方向外側から内側へ低温の冷却蒸気が高温の駆動蒸気に混入することを防ぐ効果があると共に、半径方向へシール隙間を有する構造とすることで、タービンの起動や停止時に発生するダイヤフラム外輪の伸び差が軸方向へ大きい場合に有効な構造となる。 According to the fourth embodiment, there is an effect of preventing the low-temperature cooling steam from being mixed into the high-temperature driving steam from the outside in the radial direction to the inside, and the start-up of the turbine by having a structure having the seal gap in the radial direction. This structure is effective when the difference in the expansion of the diaphragm outer ring that occurs during stoppage is large in the axial direction.
(実施例5)
図7は、本発明の実施例5に係る冷却蒸気シール装置の構成を示す拡大断面図である。
本実施例5は図6で示した実施例4の変形例であり、実施例4と同様に隣接するダイヤフラム外輪相互間に半径方向のシール隙間を有する冷却蒸気用シール装置545としたものであるが、冷却蒸気用シール装置545の形状を若干異にしている。
(Example 5)
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view illustrating the configuration of the cooling steam seal device according to the fifth embodiment of the present invention.
Example 5 is a modification of the fourth embodiment shown in FIG. 6, which has a cooling
すなわち、上流側ダイヤフラム外輪39Uの動翼囲繞部39UEの外周面に2個の環状シールフィンFUを設け、このシールフィンFUの外周を更に囲繞する円筒状部39DCの内周面にシールフィンFDを対峙して設けることにより、ハイ・ロー型に所謂櫛型を適用した冷却蒸気シール装置545を構成したものである。
本実施例5の場合も、実施例4と同様な作用効果を奏することができる。
That is, the outer peripheral surface of the upstream-side diaphragm
In the case of the fifth embodiment, the same effects as those of the fourth embodiment can be obtained.
(実施例6)
図8は、本発明の実施例6に係る冷却蒸気シール装置の構成を示す拡大断面図である。
本実施例6も実施例4の変形例であり、実施例4と同様に隣接するダイヤフラム外輪相互間に半径方向のシール隙間を有する構造とするために、ダイヤフラム外輪39Uの動翼囲繞部39UEの外周面に複数個のシールフィンFUを設け、このシールフィンFUの外周面を外側から更に囲繞する円筒状部39DCの内周面にシールフィンFDを設けてハイ・ロー型に食い違い型を適用した軸方向へシール隙間を有する冷却蒸気シール装置546を構成したものである。
本実施例6の場合も、実施例4と同様な作用効果を奏することができる。
(Example 6)
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the cooling steam seal device according to
This Example 6 is also a modification of Example 4, to a structure having a radial sealing gap between the diaphragm outer ring mutually adjacent in the same manner as in Example 4, the diaphragm
Also in the case of the sixth embodiment, the same operational effects as those of the fourth embodiment can be obtained.
(実施例7)
図9は、本発明の実施例7に係る冷却蒸気シール装置の構成を示す拡大断面図である。
本実施例7は、隣接するダイヤフラム外輪相互の対向する端面が一定の距離を保持しつつかつ傾斜面となるように、上流側ダイヤフラム外輪39Uの動翼囲繞部39UEの端面を先細型すなわち、コーン型凸部として形成し、一方、対向する下流側ダイヤフラム外輪39Dから上流側に張り出して設けた円筒状部39DCの内周面をコーン型凹部として形成し、更に、上流側ダイヤフラム外輪39Uのコーン型凸部に板バネ状シールリングPSの一端を固定し、その自由端を下流側ダイヤフラム外輪端面39Dのコーン型凹部に接触させるようにして冷却蒸気シール装置547を構成したものである。
(Example 7)
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view illustrating the configuration of the cooling steam seal device according to the seventh embodiment of the present invention.
In the seventh embodiment, the end surface of the rotor blade surrounding portion 39 U E of the upstream diaphragm
この実施例7によれば、内部ケーシング32とダイヤフラム外輪39との嵌合固定部、すなわち半径方向外側から内側へ低温の冷却蒸気が高温の駆動蒸気に混入することを防ぐ効果があることに加え、タービンの起動や停止時に発生するダイヤフラム外輪39の伸び差が軸方向、または半径方向へ発生した場合、板バネ状シールリングPSが伸縮してシール隙間を常に最小にすることができる。なお、板バネ状シールリングPSは下流側ダイヤフラム外輪39Dの端面に取付けるようにしても良い。また、板バネ状シールリングPSの代わりに所謂ブラシシールを適用しても同様な効果が得られる。
According to the seventh embodiment, there is an effect of preventing the low temperature cooling steam from being mixed into the high temperature driving steam from the fitting fixing portion of the
(実施例8)
図10は、本発明の実施例8に係る冷却蒸気シール装置の構成を示す拡大断面図である。
本実施例8では隣接するダイヤフラム外輪39の一方(図示の例では再熱蒸気上流側のダイヤフラム外輪39Uの動翼囲繞部39UE)の側面に環状の溝SLを設け、この溝SL内に断面がC字型をした円環状の伸縮自在なシールリングSRを収め、このシールリングSRの開口部を再熱蒸気下流側のダイヤフラム外輪39Dの側面に若干の軸方向隙間を隔てるようにしてシール装置548を構成したものである。
(Example 8)
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating the configuration of the cooling steam seal device according to the eighth embodiment of the present invention.
In the eighth embodiment, an annular groove SL is provided on the side surface of one of the adjacent diaphragm outer rings 39 (in the illustrated example, the rotor blade surrounding portion 39 U E of the diaphragm
このようにダイヤフラム外輪相互間に伸縮自在なシールリングSRを挟んだ構造とすることにより、タービンの起動、停止時に発生する伸び差が軸方向、または半径方向へ発生した場合にも、このシールリングの伸縮によりシール隙間を常に最小にすることができる。 In this way, by adopting a structure in which the expandable seal ring SR is sandwiched between the diaphragm outer rings, this seal ring can be used even when a difference in elongation that occurs at the start and stop of the turbine occurs in the axial direction or the radial direction. The expansion and contraction of the seal can always minimize the seal gap.
なお、シールリングSRは図10に示した断面C字型に限る必要はなく、図11(a)で示すように断面が逆C字型、図11(b)で示すように断面がW字型、あるいは図11(c)で示すように断面が2W型であってもよく、これらのシールリングを採用した場合においても図10と同様な作用効果を奏することができる。 The seal ring SR need not be limited to the C-shaped cross section shown in FIG. 10, but the cross section is an inverted C-shaped as shown in FIG. 11A, and the W-shaped cross section is shown in FIG. 11B. As shown in FIG. 11 (c), the cross section may be a 2W type, and even when these seal rings are employed, the same operational effects as in FIG. 10 can be obtained.
1…蒸気タービンプラント、2…ボイラ、3…タービン、3−1…高圧タービン、3−2…中圧タービン、3−3…低圧タービン、4…発電機、5…復水系、6…給水系、4…蒸気冷却系、5…高圧タービン抽気系、6…過熱器、7…復水器、8…復水ポンプ、9〜12…低圧給水加熱器、13…脱気器、14…給水ポンプ、15〜17…高圧給水加熱器、18…過熱器、19…再熱器、20…中圧タービン抽気系、21…高圧タービン抽気系、22…蒸気冷却系、30…ケーシング、31…外部ケーシング、32…内部ケーシング、33…ノズルボックス、34…タービン段落、35…タービンロータ、36…タービンディスク、37…タービン動翼、38…ダイヤフラム内輪、39…ダイヤフラム外輪、39UE…タービン動翼の外周を囲繞する部分(動翼囲繞部)、40…タービンノズル、41…シール、42…外部ケーシング用グランド部、43…内部ケーシング用グランド部、44…再熱蒸気管、45…外管、46…内管、47…冷却蒸気通路、48…フランジ、49…外部ケーシング用シール装置、50…冷却蒸気導入部、51…冷却蒸気、52…連通溝、53…排気口、54…冷却蒸気用シール装置、FU…シールフィン、FD…シールフィン、R…シールリング、SR…シールリング、PS…板バネ状シールリング、SL…環状の溝。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ダイヤフラム外輪のタービン動翼の外周部を囲繞する部分の外周面を駆動蒸気流の方向に径が減少するコーン凸状に形成し、下流側ダイヤフラム外輪を、その内周面の径が駆動蒸気流の方向に減少するコーン凹状となるように上流側に張り出して前記コーン凸状の外周部を空隙を介して囲繞させて前記コーン凸状部、前記コーン凹状部間にコーン状の隙間を形成し、このコーン状の隙間に冷却蒸気用シール部を設けたことを特徴とする蒸気タービンプラント。 A turbine stage composed of a turbine nozzle having a plurality of stages of turbine rotor blades and an inner periphery supported by a diaphragm inner ring, and an outer periphery supported by a diaphragm outer ring, and a first stage of the turbine stage. A nozzle box for supplying steam is housed in a double-structure turbine casing composed of an inner casing and an outer casing, and a gland seal portion is provided in a portion where the turbine casing is penetrated by the turbine rotor, and the inner casing and the outer casing are further provided. Between the inner casing and the diaphragm outer ring, in the steam turbine plant provided with a cooling steam introduction part for flowing cooling steam to the ground seal part,
The outer peripheral surface of the outer periphery of the turbine outer blade of the diaphragm outer ring is formed in a cone-like shape whose diameter decreases in the direction of the driving steam flow, and the downstream diaphragm outer ring has the inner peripheral surface diameter of the driving steam. A cone-shaped gap is formed between the cone-shaped convex portion and the cone-shaped concave portion by projecting upstream so as to form a cone-shaped concave shape that decreases in the flow direction and surrounding the cone-shaped outer peripheral portion through a gap. A steam turbine plant characterized in that a cooling steam seal portion is provided in the cone-shaped gap .
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