JP5329942B2 - Steam turbine - Google Patents
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Description
本発明は、湿り損失を低減可能な蒸気タービンに係り、特に湿り損失のうちの復水損失を低減可能な蒸気タービンに関する。 The present invention relates to a steam turbine capable of reducing wet loss, and more particularly to a steam turbine capable of reducing condensate loss of wet loss.
蒸気タービンの更なる性能向上を実現するためには、蒸気タービン特有の湿り損失を低減する必要がある。この湿り損失は、復水損失(微小水滴が発生する際の熱力学的損失)、制動損失(水滴が動翼に衝突することによる損失)、加速損失(蒸気が水滴を加速する際の摩擦損失)の大きく3つの損失に分類することができる。 In order to realize further improvement of the performance of the steam turbine, it is necessary to reduce the moisture loss peculiar to the steam turbine. This wet loss includes condensate loss (thermodynamic loss when micro water droplets are generated), braking loss (loss due to water droplets colliding with moving blades), acceleration loss (friction loss when steam accelerates water droplets) ) And can be classified into three losses.
従来の湿り損失の低減方法は、主に水分を除去することを目的としている。従来においては、例えば、動翼の遠心力によって外周壁面に飛ばされた水滴を効果的に分離して除去するドレンキャッチャ、ノズル内部を中空にしてノズル翼面と壁面に形成される水膜を吸引して粗大な水滴の発生を抑制するスリットやドレンセパレータなどを用いて湿り損失の低減を抑制していた(例えば、非特許文献1参照。)。
しかしながら、上記した従来の湿り損失の低減方法では、水分を分離して除去するため、湿り損失の中の制動損失や加速損失の低減には寄与するが、水滴が発生する際に生じる復水損失を低減する効果は得られなかった。 However, in the conventional wet loss reduction method described above, moisture is separated and removed, which contributes to the reduction of braking loss and acceleration loss in the wet loss, but condensate loss that occurs when water droplets are generated. The effect of reducing was not obtained.
そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、復水損失を低減して、湿り損失の低減を図ることができる蒸気タービンを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a steam turbine that can reduce condensate loss and wet loss.
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、静翼および動翼の翼列で構成される複数のタービン段落を備えた蒸気タービンであって、段落入口における蒸気条件が乾き域にあり、段落出口における蒸気条件が湿り域にあるタービン段落と、当該タービン段落の直上流側のタービン段落との間のタービン通路部に、湿り蒸気を供給する流体供給手段を具備することを特徴とする蒸気タービンが提供される。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a steam turbine including a plurality of turbine stages composed of a cascade of stationary blades and moving blades, wherein a steam condition at a stage inlet is a dry region. And a fluid supply means for supplying wet steam to a turbine passage section between a turbine stage where the steam condition at the outlet of the stage is in a wet region and a turbine stage immediately upstream of the turbine stage. A steam turbine is provided.
本発明の蒸気タービンによれば、復水損失を低減して、湿り損失の低減を図ることができる。 According to the steam turbine of the present invention, it is possible to reduce the condensate loss and reduce the wet loss.
以下、本発明の一実施の形態を図を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明に係る第1の実施の形態の流体供給手段10を備えた蒸気タービン200の断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
図1に示すように、蒸気タービン200は、例えば、内部ケーシング210とその外側に設けられた外部ケーシング211とから構成される二重構造のケーシングを備えている。また、内部ケーシング210内にタービンロータ212が貫設されている。このタービンロータ212には、周方向に並んで複数のタービン動翼220が植設され、タービンロータ212の軸方向に複数段設けられている。また、内部ケーシング210の内側面には、タービンロータ212の軸方向にタービン動翼220と交互になるように、静翼として機能するノズル230が配設されている。このノズル230からなるノズル翼列と、このノズル翼列の直下流側のタービン動翼220からなる動翼翼列とによって、1つのタービン段落を構成している。
As shown in FIG. 1, the
蒸気タービン200には、蒸気入口管214が接続されており、ここから低圧蒸気が直列に配列された各タービン段落へと導入される。
A
また、蒸気条件が、段落入口において乾き域にあり、段落出口において湿り域にあるタービン段落と、このタービン段落の上流側のタービン段落との段落間には、段落間の蒸気通路に、微小粒子を含む流体を供給する流体供給手段10が設けられている。 In addition, between the turbine stage in which the steam condition is in the dry zone at the inlet of the paragraph and in the wet zone at the outlet of the paragraph, and the turbine stage upstream of the turbine stage, there are fine particles in the steam passage between the paragraphs. Fluid supply means 10 for supplying a fluid containing
ここで、乾き域とは、h−s線図において飽和蒸気線よりも上方の領域をいい、湿り域とは、h−s線図において飽和蒸気線よりも下方の領域をいう。また、蒸気タービンにおける蒸気条件は、蒸気タービンにおけるh−s線図上の膨張線が、上記した乾き域にあるか、または湿り域にあるかで定められる。また、h−s線図上における膨張線は、タービン各段落における蒸気の状態量を示すもので、飽和蒸気線より上方の乾き域では圧力と温度から、飽和蒸気線より下方の湿り域では圧力と湿り度から、膨張線の位置を特定することができる。 Here, the dry region refers to a region above the saturated vapor line in the hs diagram, and the wet region refers to a region below the saturated vapor line in the hs diagram. The steam condition in the steam turbine is determined by whether the expansion line on the hs diagram in the steam turbine is in the above-described dry region or the wet region. The expansion line on the hs diagram indicates the state quantity of steam in each stage of the turbine. From the pressure and temperature in the dry area above the saturated steam line, the pressure in the wet area below the saturated steam line. The position of the expansion line can be specified from the wetness.
なお、蒸気タービン200の構成は、上記した構成に限定されるものではない。例えば、タービン段落の数やケーシングなどの構成は適宜変更可能である。
Note that the configuration of the
次に、流体供給手段10の構成について説明する。 Next, the configuration of the fluid supply means 10 will be described.
図2は、本発明に係る第1の実施の形態の流体供給手段10を備えた蒸気タービン200における、蒸気条件が、段落入口において乾き域にあり、段落出口において湿り域にあるタービン段落付近の断面を示す図である。ここで、蒸気条件が、段落入口において乾き域にあり、段落出口において湿り域にあるタービン段落を240a、このタービン段落を240aを構成するタービン動翼を220a、ノズルを230aと示す。また、タービン段落240aの直上流のタービン段落を240b、このタービン段落240bを構成するタービン動翼を220b、ノズルを230bと示す。
FIG. 2 shows a
図2に示すように、流体供給手段10は、蒸気条件が、段落入口において乾き域にあり、段落出口において湿り域にあるタービン段落240aと、その直上流のタービン段落240bとの間の内部ケーシング210に形成された貫通口11と、この貫通口11の一端に接続され、微小粒子を含む流体を導く配管12とを備えている。微小粒子を含む流体を蒸気通路内に均一に分散させるため、貫通口11および配管12は、内部ケーシング210の周方向に所定の間隔をあけて複数設けられることが好ましい。
As shown in FIG. 2, the fluid supply means 10 includes an inner casing between a
ここで、微小粒子を含む流体は、湿り蒸気、またはプラスチック系の微粒子(例えば、ポリスチレンやポリプロピレンの微粒子)を含む蒸気で構成される。微小粒子を含む流体を湿り蒸気で構成する場合、微小粒子は水滴である。この場合、湿り蒸気の湿り度が0.05以下であることが好ましい。湿り蒸気の湿り度が0.05以下であることが好ましいのは、湿り度が0.05を超えると、水滴が粗大水滴に成長しやすくなり、湿り損失やエロージョンが増加するからである。また、水滴の成長の容易性の理由から、湿り蒸気の湿り度の下限値は、0.01であることが好ましい。なお、湿り蒸気に含まれる水滴の平均粒径は、0.05μm〜2μm程度である。ここでいう平均粒径は、相対粒子量の50%径で定義されるメディアン径である。また、水滴の平均粒径は、例えば、水滴にレーザ光を照射して、水滴からの散乱光の強度や角度の情報によって測定することが可能である。 Here, the fluid containing fine particles is composed of wet vapor or vapor containing plastic fine particles (for example, fine particles of polystyrene or polypropylene). When the fluid containing microparticles is composed of wet steam, the microparticles are water droplets. In this case, the wetness of the wet steam is preferably 0.05 or less. The reason why the wet steam has a wetness of 0.05 or less is that when the wetness exceeds 0.05, water droplets are likely to grow into coarse water droplets, resulting in increased wet loss and erosion. In addition, for the reason of easy growth of water droplets, the lower limit of the wetness of the wet steam is preferably 0.01. In addition, the average particle diameter of the water droplet contained in the wet steam is about 0.05 μm to 2 μm. The average particle diameter here is a median diameter defined by a 50% diameter of the relative particle amount. Further, the average particle diameter of the water droplets can be measured, for example, by irradiating the water droplets with laser light and using information on the intensity and angle of scattered light from the water droplets.
一方、微小粒子を含む流体をプラスチック系の微粒子を含む蒸気で構成する場合、蒸気として、湿り度が0.05以下の湿り蒸気、乾き飽和蒸気または過熱蒸気が用いられる。プラスチック系の微粒子の平均粒径は、0.1μm〜2μmであることが好ましい。この平均粒径の範囲が好ましいのは、平均粒径が0.1μmより小さい場合には、粒子の回収が困難になる可能性があり、2μmより大きい場合には、粒子の周りに付着する水滴によって100μm以上の粗大粒子に成長する確率が高くなり、エロージョンの原因となる可能性があるからである。なお、例えば、ポリスチレンなどのプラスチック系の微粒子の平均粒径は、例えば、微粒子にレーザ光を照射して、微粒子からの散乱光の強度や角度の情報によって測定することが可能である。また、ここでいう平均粒径は、相対粒子量の50%径で定義されるメディアン径である。なお、プラスチック系の微小粒子としては、粒子径のばらつきが小さく、種々の粒子径の製品が市販されているポリスチレン粒子やポリプロピレン粒子などを使用することが好ましい。 On the other hand, when the fluid containing fine particles is composed of steam containing plastic fine particles, wet steam, dry saturated steam or superheated steam having a wetness of 0.05 or less is used as the steam. The average particle size of the plastic fine particles is preferably 0.1 μm to 2 μm. This average particle size range is preferable because if the average particle size is smaller than 0.1 μm, recovery of the particles may be difficult. If it is larger than 2 μm, water droplets adhering around the particles This is because the probability of growing into coarse particles having a size of 100 μm or more increases, which may cause erosion. For example, the average particle diameter of plastic fine particles such as polystyrene can be measured, for example, by irradiating the fine particles with laser light and using information on the intensity and angle of scattered light from the fine particles. Moreover, the average particle diameter here is a median diameter defined by a 50% diameter of the relative particle amount. In addition, as the plastic fine particles, it is preferable to use polystyrene particles, polypropylene particles, and the like, which have a small variation in particle size and are commercially available in various particle sizes.
なお、微小粒子を含む流体をプラスチック系の微粒子を含む蒸気で構成する場合、配管12の一部、または配管12の上流側に、蒸気とプラスチック系の微粒子とを混合する混合部(図示しない)が備えられる。
When the fluid containing fine particles is composed of vapor containing plastic fine particles, a mixing unit (not shown) for mixing the vapor and plastic fine particles on a part of the
上記した微小粒子を含む流体を流体供給手段10によって蒸気通路内に噴出するため、微小粒子を含む流体の圧力は、蒸気通路を流動する主蒸気の圧力よりも高く設定される。微小粒子を含む流体の圧力を、例えば、主蒸気の圧力の1.05倍以上に設定することが好ましい。また、上記した蒸気として、例えば、上流段落から抽気した蒸気などを用いることができる。 Since the fluid containing the fine particles is ejected into the vapor passage by the fluid supply means 10, the pressure of the fluid containing the fine particles is set higher than the pressure of the main steam flowing in the vapor passage. It is preferable to set the pressure of the fluid containing fine particles to, for example, 1.05 times or more the pressure of the main steam. Moreover, as the above-described steam, for example, steam extracted from the upstream paragraph can be used.
次に、第1の実施の形態の蒸気タービン200の動作について説明する。
Next, operation | movement of the
蒸気入口管214を経て、蒸気タービン200内に流入した低圧の主蒸気は、各タービン段落のノズル230とタービン動翼220との間の蒸気通路を通り、タービンロータ212を回転させる。また、主蒸気が各タービン段落を通過する際、蒸気条件が、段落入口において乾き域にあり、段落出口において湿り域にあるタービン段落240aの上流側に設けられた貫通口11の他端から、配管12によって外部から導かれた微小粒子を含む流体が、蒸気通路内に噴出される。この噴出された微小粒子を含む流体は、主蒸気に混合し、タービン段落240aに流入する。また、膨張仕事をした蒸気は、排気され、復水器(図示しない)に導かれる。
The low-pressure main steam flowing into the
微小粒子を含む流体として、プラスチック系の微粒子を含む蒸気を使用したときに、プラスチック系の微粒子を回収する場合には、蒸気が復水器で復水した後に、復水中に含まれる微粒子を遠心力を利用した遠心分離槽などによって回収することができる。 When recovering plastic fine particles when using vapor containing plastic fine particles as a fluid containing fine particles, the fine particles contained in the condensate are centrifuged after the steam condenses in the condenser. It can be recovered by a centrifuge tank using force.
次に、流体供給手段10によって蒸気通路に噴出された微小粒子を含む流体の作用について説明する。 Next, the action of the fluid containing fine particles ejected into the vapor passage by the fluid supply means 10 will be described.
まず、復水損失について説明する。 First, condensate loss will be described.
図3は、ウィルスン線と圧力変化の関係を、エンタルピ−エントロピ線図(以下、h−s線図という)上において示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the virus line and the pressure change on an enthalpy-entropy diagram (hereinafter referred to as hs diagram).
一般に、蒸気タービンにおいて、乾き蒸気が膨張してh−s線図上の飽和蒸気線を越えて湿り域に到達しても、直ぐには蒸気の復水は生じない。なお、図3において、乾き域とは、飽和蒸気線よりも上方の領域をいい、湿り域とは、飽和蒸気線よりも下方の領域をいう。また、乾き蒸気が湿り域に到達しても直ぐには蒸気の復水は生じないのは、表面張力の影響に基づくもので、このような状態の蒸気を過飽和蒸気という。この過飽和蒸気の状態から蒸気の復水が始まる点をh−s線図上で結んだ線をウィルスン線と呼び、ほぼ等湿り度線と平行である。 Generally, in a steam turbine, even when dry steam expands and reaches a wet region beyond the saturated steam line on the hs diagram, condensate of steam does not occur immediately. In FIG. 3, the dry region refers to the region above the saturated vapor line, and the wet region refers to the region below the saturated vapor line. The reason why steam condensate does not occur immediately after dry steam reaches the wet region is based on the effect of surface tension, and such steam is called supersaturated steam. The line connecting the points on the h-s diagram where the steam condensate starts from this supersaturated steam state is called the virus line, and is almost parallel to the isohumidity line.
ウィルスン線は、蒸気の圧力変化の大きさに影響され、図3に示すように、圧力変化(ΔP)が大きいほど過飽和状態は継続する。そのため、圧力変化(ΔP)が大きいほどウィルスン線は、湿り度の範囲が広い領域、すなわち、湿り域の飽和蒸気線から離れた領域に位置する。一方、圧力変化(ΔP)が小さい場合は、過飽和状態の範囲は狭くなるため、ウィルスン線は、湿り度の範囲が狭い領域、すなわち、湿り域の飽和蒸気線に近い領域に位置する。ここで、圧力変化(ΔP)は、次の式(1)で表わされる。 The virus line is influenced by the magnitude of the pressure change of the steam, and as shown in FIG. 3, the supersaturated state continues as the pressure change (ΔP) increases. Therefore, the larger the pressure change (ΔP), the more the viron line is located in a region where the wetness range is wider, that is, a region away from the saturated vapor line in the wet region. On the other hand, when the pressure change (ΔP) is small, the range of the supersaturated state is narrowed, and the virus ray is located in a region where the wetness range is narrow, that is, a region close to the saturated vapor line in the wet region. Here, the pressure change (ΔP) is expressed by the following equation (1).
ΔP = −1/P×(dP/dt) …式(1) ΔP = −1 / P × (dP / dt) Equation (1)
ここで、dP/dtは、単位時間当たりの圧力の変化であり、Pは、タービン翼列の蒸気圧力である。 Here, dP / dt is the change in pressure per unit time, and P is the steam pressure in the turbine cascade.
このウィルスン線上の状態において過飽和蒸気から復水が生じるとき、新たに発生する水滴核から気相への熱移動が行われる。そのため、気相のエントロピが増加して熱力学的損失となる。これを復水損失と呼ぶ。 When condensate is generated from the supersaturated steam in the state on the virus line, heat transfer from the newly generated water droplet nucleus to the gas phase is performed. Therefore, the entropy of the gas phase is increased, resulting in a thermodynamic loss. This is called condensate loss.
上記したように、復水損失は、過飽和蒸気から復水が始まるとき、新たに発生する水滴核から気相への熱移動が行われ気相のエントロピが増加するために発生する。そこで、上記したように、本発明に係る蒸気タービンでは、蒸気条件が、段落入口において乾き域にあり、段落出口において湿り域にあるタービン段落240aにおいて水滴核が発生する前に、タービン段落240aの上流側から流体供給手段10によって微小粒子を含む流体を噴出して、タービン段落240aに流入する主蒸気中に微小粒子を分散している。
As described above, condensate loss occurs because heat transfer from newly generated droplet nuclei to the gas phase occurs when condensate starts from supersaturated steam and the entropy of the gas phase increases. Therefore, as described above, in the steam turbine according to the present invention, before the water droplet nuclei are generated in the
タービン段落240aに流入することで、蒸気条件が、乾き域から飽和蒸気線を通過して湿り域となった主蒸気は、微小粒子を核として、微小粒子の周囲に復水する。このように微小粒子の周囲に復水することで、主蒸気が過飽和状態となることを防止することができる。そのため、過飽和状態の主蒸気において水滴核が発生することで生じる復水損失の発生を抑制することができる。
By flowing into the
上記したように、第1の実施の形態の蒸気タービン200によれば、蒸気条件が、段落入口において乾き域にあり、段落出口において湿り域にあるタービン段落の上流側から流体供給手段10によって蒸気通路内に微小粒子を含む流体を供給することで、主蒸気が過飽和状態となることを防止することができる。これによって、第1の実施の形態の蒸気タービン200では、復水損失の発生が抑制され、湿り損失の低減を図ることができる。
As described above, according to the
なお、第1の実施の形態の蒸気タービン200の構成は、上記した構成に限られるものではない。例えば、微小粒子を含む流体を蒸気通路内に均一に分散させる構成として、流体供給手段10を次に示す構成としてもよい。
Note that the configuration of the
図4は、他の構成の流体供給手段10を備えた蒸気タービン200における、蒸気条件が、段落入口において乾き域にあり、段落出口において湿り域にあるタービン段落付近の断面を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a cross section near the turbine stage where the steam condition is in the dry region at the stage inlet and in the wet area at the stage outlet in the
図4に示すように、流体供給手段10は、蒸気通路内に挿入して設置される、微小粒子を含む流体を噴出する噴出口16を有する管状の供給管15を備えてもよい。供給管15の噴出口16は、タービン段落240aのノズル230aに対向するように形成されている。なお、噴出口16の向きは、これに限られるものではなく、噴出口16から噴出された微小粒子を含む流体が、蒸気通路を流れる主蒸気に均一に混合できる構成ならばよい。また、微小粒子を含む流体を蒸気通路を流れる主蒸気に均一に混合するために、供給管15は、噴出口16が、例えば、タービン段落240aのノズル230aの半径方向長さの中央に位置するように配置されることが好ましい。
As shown in FIG. 4, the fluid supply means 10 may include a tubular supply pipe 15 having a
また、噴出口16に、微小粒子を含む流体を所定の噴射角で噴出する噴射ノズルを備えてもよい。この噴射ノズルを備えることで、微小粒子を含む流体が所定の噴射角で噴射されるので、蒸気通路を流れる主蒸気に微小粒子を含む流体をより均一に混合することができる。なお、供給管15を備えない、前述した流体供給手段10において、貫通口11の他端、すなわち貫通口11の蒸気通路側の端部に、上記した噴射ノズルを備えてもよい。また、噴出口16の個数は、1つに限られるものではなく、供給管15の管壁に複数の噴出口を形成してもよい。このように、噴出口を複数備えることによっても、蒸気通路を流れる主蒸気に微小粒子を含む流体をより均一に混合することができる。さらに、先端部が閉鎖され、管壁に複数の噴出口が形成された供給管15を、タービン段落240aのノズル230aの半径方向長さに亘って設けてもよい。
Moreover, you may equip the
また、上記した他の構成の流体供給手段10は、微小粒子を含む流体を蒸気通路内に均一に分散させるため、内部ケーシング210の周方向に所定の間隔をあけて複数設けられることが好ましい。
In addition, a plurality of fluid supply means 10 having other configurations described above are preferably provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the
上記した他の構成の流体供給手段10を備えた蒸気タービン200においても、第1の実施の形態の蒸気タービン200と同様に、主蒸気が過飽和状態となることを防止することができる。これによって、蒸気タービン200では、復水損失の発生が抑制され、湿り損失の低減を図ることができる。さらに、蒸気通路を流れる主蒸気に、微小粒子を含む流体をより均一に混合することができるので、復水損失の発生をより効果的に抑制することができる。
Also in the
(第2の実施の形態)
本発明に係る第2の実施の形態の蒸気タービン200では、流体供給手段の構成が前述した第1の実施の形態の蒸気タービン200と異なる。そこで、ここでは、第1の実施の形態の流体供給手段10と異なる構成を有する流体供給手段20について主に説明する。
(Second Embodiment)
In the
図5は、本発明に係る第2の実施の形態の流体供給手段20を備えた蒸気タービン200において、蒸気条件が、段落入口において乾き域にあり、段落出口において湿り域にあるタービン段落付近の断面を示す図である。図6は、図5のA−A断面を示す図である。なお、第1の実施の形態の蒸気タービン200の構成と同一部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
FIG. 5 shows a
図5に示すように、流体供給手段20は、段落入口における蒸気条件が乾き域にあり、段落出口における蒸気条件が湿り域にあるタービン段落240aを構成するノズル230aに形成された、微小粒子を含む流体を噴出する噴出口21を備える。この噴出口21は、例えば、所定の幅を有してノズル230aの半径方向に延びるスリット状の開口で構成される。また、噴出口21は、ノズル230aの半径方向長さの中央部に形成されている。また、図6に示すように、噴出口21は、ノズル230aの背側および腹側に形成されている。また、背側に形成された噴出口21は、前縁側に形成され、腹側に形成された噴出口21は、後縁側に形成されている。
As shown in FIG. 5, the fluid supply means 20 removes fine particles formed in the
なお、噴出口21の形状および形成位置は、これに限られるものではなく、微小粒子を含む流体をノズル230aの周囲を流れる主蒸気中に噴出できる構成であればよい。さらに、噴出口21は、少なくとも1つ形成されていればよく、3つ以上形成されてもよい。例えば、蒸気通路を流れる主蒸気に、微小粒子を含む流体をより均一に混合するために、噴出口21をノズル230aの半径方向に亘って複数形成してもよい。
In addition, the shape and formation position of the
また、噴出口21は、タービン段落240aのノズル翼列を構成する複数のノズル230aのうち、少なくとも1つのノズル230aに形成されていればよいが、微小粒子を含む流体を蒸気通路内に均一に分散させるため、複数のノズル230aに形成されていることが好ましい。例えば、列設された複数のノズル230aの1つ置きに噴出口21を形成してもよい。また、列設されたすべてのノズル230aに噴出口21を形成してもよい。なお、ここでは、噴出口21の形状をスリット状とした一例を示したが、噴出口21の形状はこれに限られるものではない。例えば、複数の円形や矩形などの開口で構成されてもよい。また、形成された開口に、前述した噴射ノズルを備えてもよい。
Moreover, although the
図6に示すように、空洞となっているノズル230aの内部に導かれた微小粒子を含む流体は、噴出口21からノズル230aの周囲を流れる主蒸気中に噴出される。そして、第1の実施の形態の蒸気タービン200において説明した微小粒子を含む流体の作用と同様の作用を発揮し、蒸気条件が、乾き域から飽和蒸気線を通過して湿り域となった主蒸気は、微小粒子を核として、微小粒子の周囲に復水する。このように微小粒子の周囲に復水することで、主蒸気が過飽和状態となることを防止することができる。そのため、過飽和状態の主蒸気において水滴核が発生することで生じる復水損失の発生を抑制することができる。
As shown in FIG. 6, the fluid containing fine particles guided into the
ここで、前述したように、微小粒子を含む流体を噴出口21から蒸気通路内に噴出するため、微小粒子を含む流体の圧力は、蒸気通路を流動する主蒸気の圧力よりも高く設定される。例えば、微小粒子を含む流体の圧力を主蒸気の圧力の1.05倍以上に設定することが好ましい。また、上記した蒸気として、例えば、上流段落から抽気した蒸気などを用いることができる。
Here, as described above, since the fluid containing fine particles is ejected from the
上記したように、第2の実施の形態の蒸気タービン200によれば、段落入口における蒸気条件が乾き域にあり、段落出口における蒸気条件が湿り域にあるタービン段落240aを構成するノズル230aに、微小粒子を含む流体を噴出する噴出口21を備えることで、主蒸気が過飽和状態となることを防止することができる。これによって、蒸気タービン200では、復水損失の発生が抑制され、湿り損失の低減を図ることができる。さらに、蒸気通路を流れる主蒸気に、微小粒子を含む流体をより均一に混合することができるので、復水損失の発生をより効果的に抑制することができる。
As described above, according to the
以上、本発明を一実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 Although the present invention has been specifically described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
10,20…流体供給手段、11…貫通口、12…配管、15…供給管、16、21…噴出口、200…蒸気タービン、210…内部ケーシング、211…外部ケーシング、212…タービンロータ、214…蒸気入口管、220…タービン動翼、230,230a…ノズル、240a,240b…タービン段落。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
段落入口における蒸気条件が乾き域にあり、段落出口における蒸気条件が湿り域にあるタービン段落と、当該タービン段落の直上流側のタービン段落との間のタービン通路部に、湿り蒸気を供給する流体供給手段を具備することを特徴とする蒸気タービン。 A steam turbine comprising a plurality of turbine stages composed of a cascade of stationary and moving blades,
Fluid supplying wet steam to a turbine passage section between a turbine stage in which the steam condition at the paragraph inlet is in a dry region and the steam condition at the paragraph outlet is in a wet region, and the turbine stage immediately upstream of the turbine stage A steam turbine comprising supply means.
段落入口における蒸気条件が乾き域にあり、段落出口における蒸気条件が湿り域にあるタービン段落と、当該タービン段落の直上流側のタービン段落との間のタービン通路部に、プラスチック系の微粒子を含む蒸気を供給する流体供給手段を具備することを特徴とする蒸気タービン。 A steam turbine comprising a plurality of turbine stages composed of a cascade of stationary and moving blades,
The turbine passage section between the turbine stage where the steam condition at the stage inlet is in the dry area and the steam condition at the stage outlet is in the wet area and the turbine stage immediately upstream of the turbine stage contains plastic fine particles. A steam turbine comprising fluid supply means for supplying steam.
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