JP6132737B2 - Steam turbine - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態は、樹脂材料を含む蒸気タービンに関する。 Embodiments described herein relate generally to a steam turbine including a resin material.
近年、金属以上に高強度で軽量な合成樹脂と炭素繊維などで強化された非鉄複合材料が、低重量化による燃費改善が重要な航空機業界を中心に多用されている。このような材料を発電用の蒸気タービンに活用することは非常に画期的であって、蒸気タービンのイノベーションに通じる価値がある。 In recent years, non-ferrous composite materials reinforced with a synthetic resin and carbon fiber, which are stronger and lighter than metals, are widely used mainly in the aircraft industry, where improvement in fuel consumption by reducing weight is important. The use of such materials in steam turbines for power generation is very groundbreaking and worthy of innovation for steam turbines.
蒸気タービン低圧部で蒸気流れは例えば5/100気圧以下にまで膨張し、体積流量が入口の約1000倍のオーダとなるため、大型蒸気タービンのケーシング外径は10m近くになる場合がある。このような大型構造体に繊維強化複合材料を含む樹脂系材料を適用すれば、同一寸法であっても約1/5程度の軽量な蒸気タービンを実現でき、特に建設工事の運搬設備や工期短縮による経済性効果は多大である。 The steam flow expands to, for example, 5/100 atm or less in the steam turbine low-pressure section, and the volume flow rate is on the order of about 1000 times the inlet, so the casing outer diameter of the large steam turbine may be close to 10 m. If a resin-based material containing fiber reinforced composite material is applied to such a large structure, a lightweight steam turbine of about 1/5 can be realized even with the same dimensions, especially construction equipment and construction period shortening The economic effect of is enormous.
一方で、樹脂系材料の中でも特に、繊維強化複合材料(FRP)は比強度(単位重量当りの強度)が高く、構造部材として有望であるが、高速で衝突する水滴や異物への耐侵食性が最大の克服課題となっている。樹脂系材料の先行技術としては例えば特開2008−128249号公報の「取付けフランジを有する複合体構造体を形成する方法」が挙げられる。蒸気タービンの静止構造部材のフランジ形状に注目した軽量ノズル化の技術であるが、水滴侵食回避について直接言及された提案は見当たらない。 On the other hand, fiber-reinforced composite materials (FRP), among other resin-based materials, have high specific strength (strength per unit weight) and are promising as structural members, but they are resistant to water droplets and foreign matter that collide at high speed. Is the biggest challenge. As a prior art of the resin material, for example, “Method of forming a composite structure having a mounting flange” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-128249 can be cited. Although this is a lightweight nozzle technology that focuses on the flange shape of the stationary structural member of a steam turbine, no proposal has been found that directly refers to avoiding water droplet erosion.
次に、蒸気タービンの構成とそれを樹脂系部材で構成する際の課題について説明する。図13は一般的な軸流蒸気タービンを構成する静翼列および動翼翼列を示す図であって、図13に示すように、蒸気タービンはケーシング12と、ケーシング12内に回転自在に設けられたタービンロータ8とを有し、ケーシング12内に、静翼4が周方向に複数枚、内輪6と外輪7の間に配設されている。またタービンロータ8に動翼5が周方向に複数枚配設され、動翼5は先端カバー9にて覆われている。このように軸流蒸気タービンはこのような静翼列及び動翼翼列で構成される複数の段落を有し、これらの複数の段落が最外周を覆うケーシング12の中に収められている。
Next, the configuration of the steam turbine and the problems when it is configured with resin-based members will be described. FIG. 13 is a view showing a stationary blade row and a moving blade blade row constituting a general axial flow steam turbine. As shown in FIG. 13, the steam turbine is rotatably provided in the
各段落では蒸気流れ3の入口側の圧力をP1とすると静翼4を通過することにより圧力がP2に減少し、膨張して体積を増すと同時に蒸気流出方向をタービン回転方向に転向し、このことにより周方向の速度エネルギーに変換される。周方向の速度エネルギーは動翼5で反回転方向に転向させられることによる反力と、同時に圧力をP3に低減する事で更に膨張し流出速度を増すことによる反力によって回転トルクに変換される。
In each paragraph, when the pressure on the inlet side of the
図13は特に低圧タービンの最終段とその直前の一段を示している。図13に示すように、低圧タービン内部の特に最終段落およびその直前の段落には、数ミクロン〜数百ミクロンの水滴が多数存在し、まず静翼4面に水脈13が形成され、さらに静翼4から吹きちぎれた粗大水滴14と合わせて蒸気の流れに乗り、蒸気流速や回転速度で通路部構成部材に衝突している。
FIG. 13 particularly shows the final stage of the low-pressure turbine and the first stage just before it. As shown in FIG. 13, there are a large number of water droplets of several microns to several hundred microns, particularly in the last paragraph and immediately preceding paragraph inside the low-pressure turbine. First, the
図14に示すように、動翼5の先端部を詳細に見ると、粗大水滴14や動翼面水脈15は遠心力で外周側に集中蓄積し、先端カバー9の外周面角部やシールフィン10の先端部から半径方向に高速で放出される。図14において、水滴は前縁放出水滴16a、フィン放出水滴16b、後縁放出水滴16cからなる。また、蒸気タービンの運用上、ロータやケーシングの不均一な温度変化は避けられず、回転部と静止部の熱伸び差が生じるため、動翼5の軸方向相対移動距離δは、対向する外輪に対して、数十ミリに達する場合もある。例えば通路部を構成する最大部品である最終段の静翼構造体の部分または全体を樹脂系材料で製作する場合には、侵食を回避する必要があるが、前述した先端カバー9外周からの飛来水滴による衝突速度が最も大きいことが分かっている。図15に示すように、先端カバー9の存在範囲wにおいて、外輪7の先端カバー9の対向面の侵食が最も過酷である。
As shown in FIG. 14, when the tip of the moving
静翼構造体が金属材料で製作される場合には、侵食は定期検査等の健全性確認間隔内では十分軽微であるが、樹脂系材料に対しては許容以上の侵食となる。従って、樹脂系材料を適用した蒸気タービンの信頼性向上のためには、想定される侵食範囲を保護する対策のみならず、図15に示すように、前縁放出水滴16aおよび後援放出水滴16cによる想定外の侵食に対処する方法を予め想定することが必要である。
When the stationary blade structure is made of a metal material, the erosion is sufficiently small within a soundness confirmation interval such as a periodic inspection, but the resin-based material is more than acceptable. Therefore, in order to improve the reliability of the steam turbine to which the resin-based material is applied, not only measures for protecting the assumed erosion range but also the leading edge
本実施の形態はこのような点を考慮してなされたものであり、侵食を未然に防ぐことができ、全体として軽量化す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。 The present embodiment has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide a steam turbine that can prevent erosion and reduce the weight as a whole.
本実施の形態に係る蒸気タービンは、ケーシングと、前記ケーシングを貫通して回転自在に設けられたタービンロータと、前記タービンロータに連結された動翼と、前記ケーシング内に配置された静翼と、前記動翼を覆う内壁を有する外周カバーとを備え、前記内壁は少なくとも動翼の先端部の最上流端が、動翼の回転中、最も上流に位置するときの軸方向位置から、動翼の先端部の最下流端が動翼の回転中、最も下流に位置するときの軸方向位置までの動翼先端部存在範囲をカバーする動翼対向範囲において、他の範囲の部材より硬質となる硬質部材を含むことを特徴とする蒸気タービンである。 The steam turbine according to the present embodiment includes a casing, a turbine rotor that is rotatably provided through the casing, a moving blade that is connected to the turbine rotor, and a stationary blade that is disposed in the casing. An outer peripheral cover having an inner wall that covers the moving blade, and the inner wall has at least the most upstream end of the tip of the moving blade from the axial position when the moving blade is positioned at the most upstream position. During the rotation of the blade, the most downstream end of the tip of the blade is harder than the members in other ranges in the blade facing portion that covers the blade blade tip existing range up to the axial position when it is located on the most downstream side. A steam turbine including a hard member.
第1の実施の形態
以下、図面を参照して本実施の形態について説明する。
First Embodiment Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.
図1乃至図6は蒸気タービンの第1の実施の形態を示す図である。 1 to 6 are views showing a first embodiment of a steam turbine.
図1に示すように、本実施の形態の蒸気タービンはケーシング12と、ケーシング12を貫通して回転自在に設けられたタービンロータ8と、タービンロータ8に連結された複数の金属製動翼5とを備え、またケーシング12内に金属製の内輪6と金属製の外輪7とが設けられ、これら内輪6と外輪7との間に周方向に沿って複数の金属製静翼4が配置されている。
As shown in FIG. 1, the steam turbine according to the present embodiment includes a
タービンロータ8に連結され、周方向に沿って配置された複数の動翼5によって動翼列が構成され、内輪6と外輪7との間に周方向に沿って配置された複数の静翼4によって静翼列が構成され、これら動翼列と静翼列とによって蒸気タービンの段落が構成される。
A plurality of
またタービンロータ8に連結され、周方向に配置された複数の動翼5は、先端カバー(先端部)9により覆われている。
A plurality of
また、静翼4の外輪7は動翼5の外周を囲んでおり、この外輪7の内周面に金属部材17と樹脂部材18とを有する内壁17Aが支持されている。この場合、内壁17Aを支持する外輪7は外周カバーとして機能する。
An
また、動翼5の先端カバー9の最上流端が運転中、すなわち動翼の回転中、最も上流に位置するときの軸方向位置から、動翼5の先端カバー9の最下流端が運転中、すなわち動翼の回転中、最も下流に位置するときの軸方向位置までの範囲は、動翼先端部存在範囲wとなっている。そして内壁17Aのうち金属部材17は、少なくともこの軸方向に延びる動翼先端部存在範囲wをカバーするよう配置され、内壁17Aのうち樹脂部材18はこの金属部材17の下流側に配置されている。
Further, the most downstream end of the
ここで、動翼5が軸方向に移動する軸方向の占有範囲、すなわち動翼先端部存在範囲をwとすると、金属部材17は動翼先端部9に対向するとともに軸方向に延びる動翼対向範囲Wを有し、金属部材17の動翼対向範囲Wは動翼先端部存在範囲wをカバーしている。
Here, if the occupation range in the axial direction in which the moving
具体的には、金属部材17の軸方向の動翼対向範囲をWと、先端カバー9の動翼先端部存在範囲wとの関係は、W>wとなっており、かつ動翼先端部存在範囲Wは動翼対向範囲W内に含まれる(図1参照)。
Specifically, the relationship between the moving blade facing range W in the axial direction of the
なお、内壁17Aを構成する金属部材17は、ステンレス鋼等の硬質部材からなり、この金属部材17は内壁17Aの他の範囲の部材、例えば金属部材17の下流側の樹脂部材18より硬質となっている。
The
次に内壁17Aの樹脂材料18の取付構造について図2および図3により説明する。
Next, the mounting structure of the
図2、図3は図1のA矢視図である。外輪7の内周に樹脂部材18が取付けられているが、この樹脂部材18は、円周方向に一体に延びる環状型として外輪7の内周に取付けられていてもよいし、図2に示すように樹脂部材18を周方向に分割して樹脂部材18を複数の分割部分18aから構成してもよい。また図3に示すように、樹脂部材18の分割部分18aに座ぐりを設け、外周側の外輪7にボルト貫通孔7hを設けることで、ボルト19とナット20により分割部分18aをボルト締結することができる。
2 and 3 are views taken along arrow A in FIG. Although the
図3に示すように、樹脂部材18の分割部分18a側に位置するボルト19の頭部19aは蒸気流中に突出せず、流れを乱さない。
As shown in FIG. 3, the head portion 19 a of the
このような構成により、樹脂部材18を外輪7から容易に着脱することが可能となる。さらに本例を、タービンの最終段に適用すれば、タービンの排気端部から樹脂部材18のみを着脱できる。
With such a configuration, the
次に、図4に示す図1のB−B断面図を用いて金属部材17の着脱作用について説明する。金属部材17は動翼5の対向面に配置されているため、内径側に金属部材17を抜き出す空間がない。従って、動翼5が埴設されたタービンロータ8を取り出さずに金属部材17を着脱するには、回転軸方向に抜き差しする必要がある。
Next, the attaching / detaching action of the
本実施の形態によれば、外輪7に嵌合溝22が設けられており、フック23を有する金属部材17を軸方向に挿入して組立てることができる(図4参照)。このように構成することで、金属部材17および樹脂部材18ともタービンロータを分解することなく、着脱可能となる。なお、金属部材17および樹脂部材18着脱自在に取付ける構造は、例えば接着等でも構わない。
According to the present embodiment, the
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。図1に示すように、蒸気タービンの運転中、蒸気流れ3が静翼4から動翼5側へ流れる。動翼5には、静翼列や外周壁面から吹きちぎれた粗大水滴14や蒸気流れ中で発生した水滴が衝突し、動翼面水脈15を形成する。また、粗大水滴14や動翼面水脈15は遠心力により動翼5の外周側に集中して蓄積し、集められた水滴は先端カバー9の外周面角部やシールフィン10の先端部から半径方向に前縁放出水滴16a、フィン放出水滴16b、後縁放出水滴16cとして高速で放出される。この水滴は100m/sを上回る速度で対向する内壁17Aへ衝突するが、本実施の形態によれば、内壁17Aのうち水滴が衝突する部分は金属部材17からなる。
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described. As shown in FIG. 1, during the operation of the steam turbine, the
理論上は、回転部と静止部の熱伸び差等を考慮した動翼5の先端カバー9の動翼先端部存在範囲wからの水滴放出を予想するが、好ましくは、金属部材1は、先端カバー9の範囲wをカバーする(より大きな)動翼対向範囲Wの軸方向長さをもつ。このように、内壁17Aは軸方向位置により硬度の異なる部材、すなわち金属部材17および樹脂部材18を有する。具体的には動翼先端部存在範囲wより大きな動翼対向範囲Wをもつ金属部材17を設け、金属部材17の下流側に樹脂部材18を設けることにより動翼5の先端部からの水滴放出に対する耐侵食性を維持することができ、かつ殻静翼構造体の軽量化を図ることができる。
Theoretically, water droplets are expected to be released from the moving blade tip existing range w of the
次に、タービン運用の途中に実施される検査において、金属部材17が着脱可能であることによる利点を付記する。設計段階では侵食範囲、すなわち動翼先端部存在範囲をwと想定しながら、金属部材17は動翼先端部存在範囲wをカバーするより幅広の動翼対向範囲Wを有している。ところで、プラント負荷に応じて蒸気の内部流動や水滴数、水量が大きく変化するため、図15に示す前縁放出水滴16a、後援放出水滴16cで表すような想定外の侵食が起こりうる。このような損傷箇所を全て予測するのは非常に困難であり、実用上は試運転時や運転開始直後の検査で予想外損傷箇所が発現することを想定する必要がある。本実施の形態によれば、動翼5の先端カバー9に対向する金属部材17を外輪7に対して着脱自在に設け、形状修正、補強することで最適範囲に硬質材料を配備可能することがとなり、耐水滴性能が飛躍的に向上する。
Next, in the inspection performed in the middle of the turbine operation, an advantage due to the fact that the
次に図4および図5により本実施の形態の変形例について述べる。図4および図5に示す変形例は金属材料17の一部を樹脂部材24と取り換えるとともに、樹脂部材24の内面に例えばSiCに代表されるファインセラミック等の硬質保護層21を形成したものである。硬質保護層21を構成するファインセラミック材料はステンレス鋼の2〜4の硬度、耐摩耗性を有しており、耐水磨耗に適している。
Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the modification shown in FIGS. 4 and 5, a part of the
一般に材料の破壊は欠陥、微小部位への応力集中から進行することが知られているが、樹脂部材24を覆う硬質保護層21は、表面硬度が要件となっており、応力がかかる用途ではないため使用に支障はない。図4および図5に示すように、金属部材17および樹脂部材24はフック23を有し、外輪7に金属部材17および樹脂部材24のフック23が勘合する嵌合溝22が設けられている。
In general, it is known that destruction of a material proceeds from a defect and stress concentration on a minute part. However, the hard
硬質保護層21は部材寸法が拡大することで欠陥確率が増加する性質があるため、図5に示すように予めタイル状のセラミック小片25として保護層に用いることで、運用中の衝撃で不特定に破断散逸することなく信頼性向上を図ることが可能である。
Since the hard
次に図6により本実施の形態の他の変形例について述べる。図6に示す変形例は、金属材料17の代わりに水滴侵食に優れたファインセラミック製のモノリシック(単一)部材26を設けたものである。ファインセラミック製のモノリシック部材26を設けた場合、図4に示すようにモノリシック部材26のフック23の根元に応力集中が生じて好ましくない。このため、図6に示すようにファインセラミックのモノリシック部材26の断面形状を変化が緩やかな、具体的には断面くぼみ部角度α>90度となる形状とする。図4および図6において、樹脂部材24あるいはファインセラミックのモノリシック部材26に対する引張力がかかることはなく、蒸気力により外周方向に押し付ける力がかかる可能性が高いことから、本構成で十分に蒸気タービンの信頼性を維持することが可能である。
Next, another modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the modification shown in FIG. 6, a fine ceramic monolithic (single)
第2の実施の形態
次に図7乃至図9により蒸気タービンの第2の実施の形態について説明する。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the steam turbine will be described with reference to FIGS.
図7乃至図9に示す第2の実施の形態は、金属部材17と樹脂部材18とからなる内壁17Aと、内壁17Aを支持する外輪7との間に空間28を形成したものである。
In the second embodiment shown in FIGS. 7 to 9, a
図7乃至図9に示す第2の実施の形態において、図1乃至図6に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In the second embodiment shown in FIG. 7 to FIG. 9, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. 1 to FIG.
図7に示すように、外輪7の内面に、内壁17Aを構成する金属部材17と樹脂部材18とが軸方向に並んで設けられている。
As shown in FIG. 7, a
図7乃至図9において、金属部材17と樹脂部材18が外輪7の空間28の蓋となるよう軸方向に配置され、金属部材17と樹脂部材18は金属部材17と樹脂部材18を貫通したボルト27により保持されている。
7 to 9, the
ここで、金属部材17は、樹脂部材24にセラミック保護層21を備えた部材としてもよい(図4参照)。図6に示すように、外輪7内面に空間28を有する形状とすることで、外輪7の重量を軽減できる。
Here, the
次に図8および図9により、本実施の形態の変形例について説明する。 Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図8は、樹脂部材18が設計想定外の水滴により侵食された場合を示している。樹脂部材18が侵食されると、侵食間隙29は樹脂部材18を貫通するが、空間28を形成する樹脂部材18および金属部材17を締結ボルト27により保持することにより、侵食間隙29が形成されても樹脂部材18が脱落することはない。また空間28内面の天井部および側壁部を覆って、セラミックコーティングまたは金属板内張等の硬質層30が設けられており、この硬質層30により外輪7が侵食を受けて切断されることはない。
FIG. 8 shows a case where the
このように樹脂部材18が侵食された場合でも、次の開放点検の機会にはそのことが判明し、また金属部材17、樹脂部材18とも容易に外輪7から着脱することが可能であるため、例えば金属部材17の軸方向寸法を下流側に延長するなどの対策を講じることができる。
Even when the
また図8に示すように、侵食間隙29を残存させてドレン通路として利用してもよい。すなわち樹脂部材18の侵食間隙29を通過したドレン水滴は空間28に貯留されるが、ドレン抜き穴31を外輪7の鉛直方向位置またはその近傍に設けることで、ドレン水滴をドレン抜き穴31から復水器(図示せず)に向かって放出させることができる。
Further, as shown in FIG. 8, the
一般に非再熱型で湿り度が比較的高いタービンの後方数段落に、本発明の侵食間隙29と同様の機能を果たすドレン排出スリットを設けているが、実際に水滴が飛来する位置が設計時には特定できないため、不必要に広い空間を設けている。
In general, a drain discharge slit that performs the same function as the
そこで図9に示すように、動翼5の先端カバー9もしくはシールフィン10、あるいは図示しないがMEB溝の外周側対向面に樹脂部材18を配置する。このことにより、樹脂部材18に形成された水滴衝突による侵食間隙29をドレン排出スリットとして使用することにより、必要最小限幅で実際の水滴を除去することも可能となる。
Therefore, as shown in FIG. 9, a
第3の実施の形態
次に図10乃至図12により蒸気タービンの第3の実施の形態について説明する。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the steam turbine will be described with reference to FIGS.
図10乃至図12に示す実施の形態は、静翼4の外輪7と、内壁17Aの構造が異なるのみであり、他の構成は図1乃至図6に示す第1の実施の形態と略同一である。
The embodiment shown in FIGS. 10 to 12 differs only in the structure of the
図10乃至図12に示す第3の実施の形態において、図1乃至図6に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In the third embodiment shown in FIG. 10 to FIG. 12, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. 1 to FIG.
図7に示すように、静翼4の外輪7bが樹脂材料で作製されている。
As shown in FIG. 7, the
また樹脂材料からなる外輪7bの内面に、図1乃至図6に示す第1の実施の形態と同様、金属部材17と樹脂部材18とが配置され、これら金属部材17と樹脂部材18とにより外輪7b内面に支持された内壁17Aが構成されている。
Similarly to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6, a
次に図11により本実施の形態の変形例について説明する。 Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG.
図11に示すように、外輪7cは樹脂材料からなり、外輪7c内面に金属部材17が支持され、この場合、金属部材17はボルト33とナット34とにより外輪7cに保持されている。また金属部材17の下流側の外輪7cの部分が、図1乃至図6に示す金属部材17の下流側の樹脂部材18と同一の機能をもつ。
As shown in FIG. 11, the
外輪7cに設けられた金属部材17を軸方向に引き抜くことはむずかしいため、金属部材17は、ボルト33およびナット34により半径方向に締結される。
Since it is difficult to pull out the
次に図12により本実施の形態の他の変形例について説明する。図12に示すように、静翼4aと、外輪7cは、樹脂材料により一体成形され、外輪7c内面に、金属部材17と、外輪7cと異なる材料からなる樹脂部材18とを有する内壁17Aが設けられている。
Next, another modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 12, the
図10乃至図12に示す実施の形態において、通路部を構成する最大部品である最終段の静翼4の構造体の部分あるいは全体の重量を約1/5の重量まで軽減することが可能となる。また、外輪7b、7cあるいは静翼4aを繊維強化複合樹脂材料から成形することで、構造強度が飛躍的に高まり、特に静翼4aの構造体が受ける蒸気力による応力に対応する設計強度を拡大することができる。
In the embodiment shown in FIGS. 10 to 12, it is possible to reduce the weight of the structure or the entire structure of the
第4の実施の形態
次に図16により蒸気タービンの第4の実施の形態について説明する。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the steam turbine will be described with reference to FIG.
図16に示す実施の形態は、複数の動翼5を覆う先端カバー9およびシールフィン10を取り外したものであり、他の構成は図1乃至図6に示す第1の実施の形態と略同一である。
The embodiment shown in FIG. 16 is obtained by removing the
図16に示す第4の実施の形態において、図1乃至図6に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In the fourth embodiment shown in FIG. 16, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図16においては、複数の動翼5を覆う先端カバー9およびシールフィン10は設けられていない。このため、複数の動翼5自体が、先端部を構成する。
In FIG. 16, the
なお、実施の形態は例示であり、発明の範囲はそれに限定されない。 In addition, embodiment is an illustration and the range of invention is not limited to it.
3 蒸気流れ、4 静翼、4a 樹脂材料からなる静翼、5 動翼、6 内輪、7 外輪、7b 樹脂材料からなる外輪、7c 樹脂材料からなる外輪、8 タービンロータ、9 先端カバー、10 シールフィン、11 先端間隙、12 ケーシング、13 静翼面水脈、14 粗大水滴、15 動翼面水脈、16a 前縁放出水滴、16b フィン放出水滴、16c 後縁放出水滴、17 金属部材、18 樹脂部材、19 ボルト、20 ナット、21 硬質保護層、22 嵌合溝、23 フック、24 樹脂部材、25 セラミック小片、26 モノリシック部材、27 ボルト、28 空間、29 侵食間隙、30 ドレン抜き穴、31 ドレン経路、33 ボルト、34 ナット、P1 タービン段落入口側圧力、P2 タービン静翼出口側及び動翼入口側圧力、P3 タービン段落出口側圧力、W 動翼対向範囲、w 先端カバーの存在範囲 3 Steam flow, 4 Stator blade, 4a Stator blade made of resin material, 5 Rotor blade, 6 Inner ring, 7 Outer ring, 7b Outer ring made of resin material, 7c Outer ring made of resin material, 8 Turbine rotor, 9 Tip cover, 10 Seal Fin, 11 Tip gap, 12 Casing, 13 Stator blade surface water vein, 14 Coarse water droplet, 15 Rotor surface water vein, 16a Leading edge discharge water droplet, 16b Fin discharge water droplet, 16c Trailing edge discharge water droplet, 17 Metal member, 18 Resin member, 19 bolt, 20 nut, 21 hard protective layer, 22 fitting groove, 23 hook, 24 resin member, 25 ceramic piece, 26 monolithic member, 27 bolt, 28 space, 29 erosion gap, 30 drain hole, 31 drain path, 33 bolts, 34 nuts, P1 turbine stage inlet side pressure, P2 turbine stationary blade outlet side and rotor blade inlet side Pressure, P3 turbine stage outlet pressure, W rotor blade facing range, w Tip cover existing range
Claims (12)
前記ケーシングを貫通して回転自在に設けられたタービンロータと、
前記タービンロータに連結された動翼と、
前記ケーシング内に配置された静翼と、
前記動翼を覆う内壁を有する外周カバーとを備え、
前記内壁は少なくとも動翼の先端部の最上流端が動翼回転中、最も上流に位置するときの軸方向位置から、動翼の先端部の最下流端が動翼回転中、最も下流に位置するときの軸方向位置までの動翼先端部存在範囲をカバーする動翼対向範囲において、他の範囲の部材より硬質となる硬質部材を含み、
前記硬質部材は金属部材を含み、前記他の範囲の部材は樹脂部材を含むことを特徴とする蒸気タービン。 A casing,
A turbine rotor provided rotatably through the casing;
A rotor blade connected to the turbine rotor;
A stationary blade disposed in the casing;
An outer peripheral cover having an inner wall covering the bucket,
The inner wall is located at the most downstream end of the moving blade from the axial position when the most upstream end of the moving blade is positioned at the most upstream position while the rotating blade is rotating, and the most downstream end of the moving blade is positioned at the most downstream position during the rotating blade. In the moving blade facing range that covers the moving blade tip portion existing range up to the axial position when including a hard member that is harder than other range members,
The hard member includes a metal member, steam turbines the other range of the member you comprising a resin member.
前記ケーシングを貫通して回転自在に設けられたタービンロータと、
前記タービンロータに連結された動翼と、
前記ケーシング内に配置された静翼と、
前記動翼を覆う内壁を有する外周カバーとを備え、
前記内壁は少なくとも動翼の先端部の最上流端が動翼回転中、最も上流に位置するときの軸方向位置から、動翼の先端部の最下流端が動翼回転中、最も下流に位置するときの軸方向位置までの動翼先端部存在範囲をカバーする動翼対向範囲において、他の範囲の部材より硬質となる硬質部材を含み、
前記内壁はセラミック部材またはセラミック保護層が設けられた部材を含み、前記他の範囲の部材は樹脂部材を含むことを特徴とする蒸気タービン。 A casing,
A turbine rotor provided rotatably through the casing;
A rotor blade connected to the turbine rotor;
A stationary blade disposed in the casing;
An outer peripheral cover having an inner wall covering the bucket,
The inner wall is located at the most downstream end of the moving blade from the axial position when the most upstream end of the moving blade is positioned at the most upstream position while the rotating blade is rotating, and the most downstream end of the moving blade is positioned at the most downstream position during the rotating blade. In the moving blade facing range that covers the moving blade tip portion existing range up to the axial position when including a hard member that is harder than other range members,
The inner wall comprises a member that ceramic member or a ceramic protective layer is provided, steam turbines the other range of the member you comprising a resin member.
前記ケーシングを貫通して回転自在に設けられたタービンロータと、
前記タービンロータに連結された動翼と、
前記ケーシング内に配置された静翼と、
前記動翼を覆う内壁を有する外周カバーとを備え、
前記内壁は少なくとも動翼の先端部の最上流端が動翼回転中、最も上流に位置するときの軸方向位置から、動翼の先端部の最下流端が動翼回転中、最も下流に位置するときの軸方向位置までの動翼先端部存在範囲をカバーする動翼対向範囲において、他の範囲の部材より硬質となる硬質部材を含み、
前記外周カバーは、樹脂部材を含む静翼外輪からなることを特徴とする蒸気タービン。 A casing,
A turbine rotor provided rotatably through the casing;
A rotor blade connected to the turbine rotor;
A stationary blade disposed in the casing;
An outer peripheral cover having an inner wall covering the bucket,
The inner wall is located at the most downstream end of the moving blade from the axial position when the most upstream end of the moving blade is positioned at the most upstream position while the rotating blade is rotating, and the most downstream end of the moving blade is positioned at the most downstream position during the rotating blade. In the moving blade facing range that covers the moving blade tip portion existing range up to the axial position when including a hard member that is harder than other range members,
The outer peripheral cover is steam turbine you, comprising the vane outer ring including a resin member.
前記ケーシングを貫通して回転自在に設けられたタービンロータと、
前記タービンロータに連結された動翼と、
前記ケーシング内に配置された静翼と、
前記動翼を覆う内壁を有する外周カバーとを備え、
前記内壁は少なくとも動翼の先端部の最上流端が動翼回転中、最も上流に位置するときの軸方向位置から、動翼の先端部の最下流端が動翼回転中、最も下流に位置するときの軸方向位置までの動翼先端部存在範囲をカバーする動翼対向範囲において、他の範囲の部材より硬質となる硬質部材を含み、
前記外周カバーは、内壁の他の範囲の部材と一体成型されていることを特徴とする蒸気タービン。 A casing,
A turbine rotor provided rotatably through the casing;
A rotor blade connected to the turbine rotor;
A stationary blade disposed in the casing;
An outer peripheral cover having an inner wall covering the bucket,
The inner wall is located at the most downstream end of the moving blade from the axial position when the most upstream end of the moving blade is positioned at the most upstream position while the rotating blade is rotating, and the most downstream end of the moving blade is positioned at the most downstream position during the rotating blade. In the moving blade facing range that covers the moving blade tip portion existing range up to the axial position when including a hard member that is harder than other range members,
The outer peripheral cover is steam turbine you characterized by being integrally molded with member of another range of the inner wall.
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