JP5546876B2 - 蒸気タービン - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る蒸気タービンの一部を示す部分断面図である。この図1に示す蒸気タービン10は、温度が650〜750℃程度の高温の主流蒸気11を、静翼12を経て動翼13へ導き、動翼13が植設された(植え込まれた)ロータ14を回転させ、このロータ14に連結された図示しない発電機を回転駆動するものである。上述の高温の主流蒸気11を用いることで、タービン効率を向上させることが可能となる。
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る蒸気タービンの一部を示す部分断面図である。図3は、図2の内側ダイアフラムにおけるダイアフラム側冷却通路の変形形態を示し、(A)〜(F)がそれぞれ第1〜第6変形形態を示す断面図である。この第2の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図4は、本発明の第3の実施の形態に係る蒸気タービンの一部を示す部分断面図である。この第3の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図5は、本発明の第4の実施の形態に係る蒸気タービンの一部を示す部分断面図である。この第4の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
但し、係数X1、X2は、同一のタービン段落におけるダイアフラム側冷却通路51A〜51D…のいずれか1つとロータ側冷却通路22とからなる冷却通路の長さや冷却媒体27の速度等の関数である。すなわち、この式(1)は、ロータディスク15が冷却媒体27(例えば冷却蒸気)により冷却される熱量が、主流蒸気11からロータディスク15へ伝わる熱量以上となることが必要であることを示している。
図7は、本発明の第5の実施の形態に係る蒸気タービンの一部を示す部分断面図である。この第5の実施の形態において、前記第1の実施の形態(図1)及び前記第4の実施の形態(図5)と同様な部分については、同一の符号の付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図8は、本発明の第6の実施の形態に係る蒸気タービンの一部を示す部分断面図である。この第6の実施の形態において前記第1の実施の形態(図1)及び前記第4の実施の形態(図5)と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
11 主流蒸気
12 静翼
13 動翼
14 ロータ
15 ロータディスク
16 ケーシング
18 内側ダイアフラム
19 蒸気通路
20 蒸気タービンの冷却構造
21 ダイアフラム側冷却通路
22 ロータ側冷却通路
23 ラビリンス部
24 ラビリンス流路
27 冷却媒体
30 蒸気タービンの冷却構造
31、32、33、34、35、36、37 ダイアフラム側冷却通路
40 蒸気タービンの冷却構造
41 可動フィン
42 ダイアフラム側冷却通路
50 蒸気タービンの冷却構造
51A〜51D… ダイアフラム側冷却通路
52 入口
53 出口
60 蒸気タービンの冷却構造
61B〜61D… ダイアフラム側冷却通路
70 蒸気タービンの冷却構造
71 ダイアフラム側冷却通路
Tc 冷却媒体温度
Tg 主流蒸気温度
Tm 目標温度
Claims (9)
- ロータに一体成形されたロータディスクに、前記ロータの周方向に沿って複数枚の動翼が植設され、
前記ロータを覆うケーシングには、前記動翼に対し前記ロータの軸方向上流側に隣接する位置に、前記ロータの周方向に沿って複数枚の静翼が配置されると共に、この静翼の前記ロータ側に、前記ロータディスクに対向して内側ダイアフラムが前記ロータの軸方向に設置され、
前記ロータの軸方向に隣接する前記静翼と前記動翼によりタービン段落が構成される蒸気タービンであって、
複数の前記タービン段落では、前記ロータディスクにロータ側冷却通路が、前記内側ダイアフラムにダイアフラム側冷却通路が、それぞれ前記ロータの軸方向に貫通して形成され、
前記ロータ側冷却通路を流れた冷却媒体が、前記ダイアフラム側冷却通路と、前記内側ダイアフラムの前記ロータ側に設けられたラビリンス流路へ分流するよう構成され、
前記ダイアフラム側冷却通路が形成される複数の前記タービン段落のうち、上流側タービン段落では前記ダイアフラム側冷却通路が前記ロータの軸に平行に形成され、下流側タービン段落では、前記ダイアフラム側冷却通路の出口が入口よりも前記ロータに近づけて形成されたことを特徴とする蒸気タービン。 - 前記冷却媒体がダイアフラム側冷却通路とラビリンス流路へ分流する分流流量の配分は、
前記ダイアフラム側冷却通路と前記ラビリンス流路のそれぞれの圧力損失に基づいて決定されることを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン。 - 前記ダイアフラム側冷却通路の形状は、冷却が必要な箇所またはラビリンス流路の圧力損失に応じて決定されることを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン。
- 前記内側ダイアフラムには、冷却媒体によってロータの軸方向に移動し、隣接するロータディスクとの隙間を減少させ得る可動フィンが配設されたことを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン。
- 前記下流側タービン段落は、冷却媒体の温度をTc、主流蒸気の温度をTg、ロータディスクの目標温度をTmとしたとき、少なくとも、温度差(Tm−Tc)と温度差(Tg−Tm)とが等しくなるタービン段落よりも下流側のタービン段落であることを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン。
- 前記下流側タービン段落の各ダイアフラム側冷却通路は、その出口位置が、タービン段落の下流になるに従い順次ロータにより近づけて設定されたことを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン。
- 前記下流側タービン段落の各ダイアフラム側冷却通路は、その出口の半径方向位置が、最下流のタービン段落において必要とされる半径方向位置に一律に設定されたことを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン。
- 前記下流側タービン段落のダイアフラム側冷却通路は、ロータの軸に対し傾斜して形成されたことを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン。
- 前記下流側タービン段落のダイアフラム側冷却通路は、少なくともその一部にロータの軸に平行な部分を有することを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン。
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