JP6619237B2 - ノズルボックス及びこれを備える蒸気タービン - Google Patents

Description

本開示はノズルボックス及びこれを備える蒸気タービンに関する。

一般に、蒸気タービンにおける蒸気入口部にはノズルボックスが設けられている。タービン内に導入された高温高圧の蒸気は、ノズルボックスからタービンロータの動翼へ噴出されて、タービンロータに回転力が付与される。

特許文献１には、蒸気タービンの性能劣化および信頼性低下を引き起こすボイラースケールによる固体粒子エロージョンを防止することを目的とした蒸気タービンのノズルボックスが開示されている。

特開平４−７７１２５号公報

ところで、ノズルボックスが備えるノズル翼の各々には、翼間流路を流れる蒸気によって負圧面側への揚力が生じる。このため、ノズル翼の各々が周方向に隣接するノズル翼に当接可能な状態でノズルボックスのフレームに保持されている場合、上記揚力に起因する荷重が、図９の矢印ｄ０に示すように、負圧面側に隣接するノズル翼へ伝達されていき、一端側のノズル翼（矢印ｄ０方向における下流端及び下流端付近のノズル翼、例えば図中の範囲Ａのノズル翼）に荷重が集中して該ノズル翼に大きな応力が生じてしまうこととなる。

このため、強度が足りずに一端側のノズル翼が破損した場合には、例えば、破損したノズル翼の位置が隣接するノズル翼に沿って蒸気流れ方向における下流側へずれてしまう浮き上がり現象が生じることがある。

この点、特許文献１には、上述したような一端側のノズル翼への荷重の集中について、課題を解決するための知見は何ら開示されておらず、かかる課題すら開示されていない。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、一端側のノズル翼への荷重集中を抑制可能なノズルボックス及びこれを備える蒸気タービンを提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るノズルボックスは、蒸気タービンに用いられるノズルボックスであって、タービンロータの周方向に配列される複数のノズル翼と、前記周方向に延在するとともに前記複数のノズル翼を保持するノズル翼保持部を含むノズルフレームと、を備え、前記複数のノズル翼の各々は、前記周方向に隣接する前記ノズル翼に当接可能な状態で前記ノズル翼保持部に保持されており、前記ノズル翼保持部は、前記タービンロータの径方向に沿って延在する少なくとも一つのピン穴を有し、前記ノズルボックスは、前記ピン穴に挿通されるとともに、前記ノズル翼の前記径方向の側面に当接する少なくとも一つのストッパーピンを更に備える。

上記（１）に記載ノズルボックスでは、ノズルフレームのノズル翼保持部にタービンロータの径方向に沿ってピン穴が設けられており、該ピン穴に挿通されたストッパーピンがノズル翼の径方向の側面に当接している。このため、ノズル翼に生じる揚力に起因してノズル翼から負圧面側へ隣接するノズル翼へ伝達される荷重を、ノズル翼を通過する蒸気流れを妨げることなく、ストッパーピンによって受けることができる。これにより、ノズル翼保持部に保持される複数のノズル翼にかかる荷重を分散させて、一端側のノズル翼への荷重集中を抑制することができる。したがって、一端側のノズル翼に生じる応力を低減し、ノズル翼の破損を抑制することができる。

なお、上記（１）における「前記ノズル翼の前記径方向の側面」との文言は、後述する「発明を実施するための形態」の欄に記載する「径方向におけるノズル翼４の内側の側面１８」に対応していてもよいし、「径方向におけるノズル翼４の外側の側面４２」に対応していてもよい。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載のノズルボックスにおいて、前記ノズル翼保持部は、前記周方向に延在するとともに前記タービンロータの径方向における内側に凹となる内側溝部と、前記周方向に延在するとともに前記の径方向における外側に凹となる外側溝部と、を含み、前記ノズル翼の各々は、翼部と、前記径方向において前記翼部の内側に設けられた内側スペーサ部であって、隣接するノズル翼の内側スペーサ部に当接する内側スペーサ部と、前記径方向において前記翼部の外側に設けられた外側スペーサ部であって、隣接するノズル翼の外側スペーサ部に当接する外側スペーサ部と、を含み、前記内側スペーサ部は、前記内側溝部に係合するように前記径方向における内側に突出する内側突出部を有し、前記外側スペーサ部は、前記外側溝部に係合するように前記径方向における外側に突出する外側突出部を有する。

上記（２）に係るノズルボックスは、隣接する内側スペーサ部同士及び隣接する外側スペーサ部同士が当接した状態で、翼部の間に蒸気通路（翼間流路）が形成される。かかる構成は、一般に、ノズル翼保持部によって形成されるノズル翼保持空間に一端側から複数のノズル翼が順次挿入することで組み立てられる。また、ノズル翼における内側突出部が内側溝部に係合するとともに外側突出部が外側溝部に係合するようにノズル翼をノズル翼保持空間に挿入することにより、ノズルボックスの組み立て後において、内側突出部と外側突出部とは、ノズル翼保持部からの軸方向へのノズル翼の抜け出しを防止する抜け止め部として機能する。したがって、ノズル翼の各々をノズル翼保持部に溶接等により固着させなくとも、ノズル翼をノズル翼保持部によって保持することができる。また、ノズル翼保持部からの周方向へのノズル翼の抜け出しは、例えば複数のノズル翼のうち端部のノズル翼のみを溶接等によりノズル翼保持部に固定することで防止することができる。

かかる構成において、上記ストッパーピンが設けられていない場合、ノズル翼が蒸気によって受けた負圧面側への力は、負圧面側に隣接するノズル翼へ内側スペーサ部及び外側スペーサ部を介して伝達されていき、一端側のノズル翼に荷重が集中して該ノズル翼に大きな応力が生じてしまうこととなる。

これに対し、上記のようにノズル翼の径方向の側面に当接する少なくとも一つのストッパーピンを設けることにより、上記（２）に記載の構成においても、ノズル翼保持部に保持される複数のノズル翼にかかる荷重を分散させて、一端側のノズル翼への荷重集中を抑制することができる。したがって、一端側のノズル翼に生じる応力を低減し、ノズル翼の破損を抑制することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載のノズルボックスにおいて、前記ストッパーピンは、前記径方向における前記内側スペーサ部の前記内側の側面のうち、前記径方向における前記内側突出部の内側の側面に当接する。

上記（２）に記載のノズルボックスにおいて、径方向における内側スペーサ部の肉厚は、内側突出部の位置で他の位置と比較して大きくなりやすい。このため、上記（３）に記載のように、内側スペーサ部の内側の側面のうち、内側突出部の内側の側面にストッパーピンを当接させることにより、ノズル翼の重心位置又は重心に近い位置にストッパーピンを当接させることが可能となり、揚力に起因する周方向へのノズル翼の荷重を効果的にストッパーピンで受けることができる。したがって、ノズル翼保持部に保持される複数のノズル翼にかかる荷重を分散させる効果を高めて、一端側のノズル翼への荷重集中を効果的に抑制することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）に記載のノズルボックスにおいて、前記径方向における前記内側スペーサ部の内側の側面には、前記ストッパーピンの先端部が挿入される挿入穴が形成されており、前記ストッパーピンの先端部は、前記挿入穴の内面に当接する。

上記（４）に記載のノズルボックスによれば、ストッパーピンの先端部が内側スペーサ部の内側の側面に形成された挿入穴に挿入されることにより、揚力に起因する周方向へのノズル翼の荷重をより効果的にストッパーピンで受けることができる。したがって、ノズル翼保持部に保持される複数のノズル翼にかかる荷重を分散させる効果を高めて、一端側のノズル翼への荷重集中を効果的に抑制することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載のノズルボックスにおいて、前記ストッパーピンは、前記径方向における前記外側スペーサ部の前記外側の側面のうち、前記径方向における前記外側凸部の外側の側面に当接する。

上記（２）に記載のノズルボックスにおいて、径方向における外側スペーサ部の肉厚は、外側突出部の位置で他の位置と比較して大きくなりやすい。このため、上記（５）に記載のように、外側スペーサ部の外側の側面のうち、外側突出部の外側の側面にストッパーピンを当接させることにより、ノズル翼の重心位置又は重心に近い位置にストッパーピンを当接させることが可能となり、揚力に起因する周方向へのノズル翼の荷重を効果的にストッパーピンで受けることができる。したがって、ノズル翼保持部に保持される複数のノズル翼にかかる荷重を分散させる効果を高めて、一端側のノズル翼への荷重集中を効果的に抑制することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（５）に記載のノズルボックスにおいて、前記径方向における前記外側スペーサ部の外側の側面には、前記ストッパーピンの先端部が挿入される挿入穴が形成されており、前記ストッパーピンの先端部は、前記挿入穴の内面に当接する。

上記（６）に記載のノズルボックスによれば、ストッパーピンの先端部が外側スペーサ部の外側の側面に形成された挿入穴に挿入されることにより、揚力に起因する周方向へのノズル翼の荷重をより効果的にストッパーピンで受けることができる。したがって、ノズル翼保持部に保持される複数のノズル翼にかかる荷重を分散させる効果を高めて、一端側のノズル翼への荷重集中を効果的に抑制することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れか１項に記載のノズルボックスにおいて、前記少なくとも一つのストッパーピンは、前記周方向に間隔を空けて設けられた複数のストッパーピンを含む。

上記（７）に記載のノズルボックスによれば、周方向に間隔を空けて設けられた複数のストッパーピンを含むため、揚力に起因する周方向へのノズル翼の荷重を複数のストッパーピンで受けることができる。このため、ノズル翼保持部に保持される複数のノズル翼にかかる荷重を分散させる効果をさらに高めることができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）に記載のノズルボックスにおいて、前記複数のストッパーピンの前記周方向におけるピッチは、前記複数のノズル翼の前記周方向におけるピッチよりも大きい。

上記（８）に記載のノズルボックスによれば、ストッパーピンを一つのみ設ける場合と比較してノズル翼保持部に保持される複数のノズル翼にかかる荷重を分散させる効果を高めつつ、ノズル翼の数と同数のストッパーピンを設ける場合（ノズル翼の各々に対してストッパーピンを当接させる場合）と比較して構成を簡素化することができる。

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る蒸気タービンは、上記（１）乃至（８）の何れか１項に記載のノズルボックスと、前記ノズル翼を通過した蒸気によって回転するよう構成されたタービンロータと、を備える。

上記（９）に記載の蒸気タービンによれば、上記（１）乃至（８）の何れか１項に記載のノズルボックスを備えているため、ノズル翼の破損を抑制することができ、蒸気タービンの安定した運転状態を実現することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、一端側のノズル翼への荷重集中を抑制可能なノズルボックス及びこれを備える蒸気タービンが提供される。

一実施形態に係る蒸気タービン１００の概略断面図である。 一実施形態に係るノズルボックス２の概略斜視図である。 図２における範囲Ａの複数のノズル翼４の拡大図である。 ノズル翼４の形状例を示す概略斜視図である。 ノズルボックス２の組立方法を説明するための図である。 一実施形態に係る蒸気タービン１００の概略断面図である。 一実施形態に係る蒸気タービン１００の概略断面図である。 一実施形態に係る蒸気タービン１００の概略断面図である。 ノズルボックスにおけるノズル翼の荷重の伝達方向を示す概略斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」「一致」等の相対的な配置関係を表す表現は、厳密にそのような相対的配置関係を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、一実施形態に係る蒸気タービン１００の概略断面図である。図１に示すように、蒸気タービン１００は、複数のノズル翼４（調速段静翼）を備えるノズルボックス２と、複数のノズル翼４を通過した蒸気によって回転するよう構成されたタービンロータ６と、を備える。ノズル翼４を通過した蒸気は、タービンロータ６の調速段動翼７に吹き付けられる。

図２は、一実施形態に係るノズルボックス２の概略斜視図である。図３は、図２における範囲Ａの複数のノズル翼４の拡大図である。図４は、ノズル翼４の形状例を示す概略斜視図である。

図１又は図２に示すように、ノズルボックス２は、タービンロータ６の周方向（以下、単に「周方向」という。）に所定の角度範囲に亘って配列される複数のノズル翼４と、ノズルフレーム８とを含む。

図１又は図２に示すように、ノズルフレーム８は、周方向に延在するとともに複数のノズル翼４を保持するノズル翼保持部１０と、複数のノズル翼４に蒸気を導くための蒸気通路１２を形成する蒸気通路形成部１４と、を含む。

図２〜図４の少なくとも一図に示すように、複数のノズル翼４の各々は、互いに別体で構成されるとともに、周方向に隣接するノズル翼４に当接した状態でノズル翼保持部１０に保持されている。

図１〜図４の少なくとも一図に示すように、ノズル翼４の各々は、翼部２５と、タービンロータ６の径方向（以下、単に「径方向」という。）において翼部２５の内側に設けられた内側スペーサ部２６と、径方向において翼部２５の外側に設けられた外側スペーサ部２８と、を含む。

図示する形態では、内側スペーサ部２６及び外側スペーサ部２８の各々は、翼部２５の負圧面３０（図３及び図４参照）側に隣接するノズル翼４の方向へ負圧面３０よりも突出するように設けられている。これにより、内側スペーサ部２６と、隣接するノズル翼４の内側スペーサ部２６とが当接するとともに、外側スペーサ部２８と、隣接するノズル翼４の外側スペーサ部２８とが当接した状態において、互いに隣接する翼部２５の間に翼間流路３２が形成されている。

図１及び図２に示すように、ノズル翼保持部１０は、周方向に延在するとともに径方向における内側に凹となる内側溝部２２と、周方向に延在するとともに径方向における外側に凹となる外側溝部２４と、を含む。

図１〜図４の少なくとも一図に示すように、内側スペーサ部２６は、蒸気流れ方向ｄ１における該内側スペーサ部２６の上流端位置に、内側溝部２２に係合するように径方向における内側に突出する内側突出部３４を有する。また、外側スペーサ部２８は、蒸気流れ方向ｄ１における該外側スペーサ部２８の上流端位置に、外側溝部２４に係合するように径方向における外側に突出する外側突出部３６を有する。

かかるノズルボックス２は、ノズル翼保持部１０によって形成されるノズル翼保持空間３８（図１及び図５参照）に一端側から複数のノズル翼４が図５の矢印ｄ２に示すように順次挿入されることで組み立てられる。また、ノズル翼４における内側突出部３４が内側溝部２２に係合するとともに外側突出部３６が外側溝部２４に係合するようにノズル翼４をノズル翼保持空間３８に挿入することにより、ノズルボックス２の組み立て後において、内側突出部３４と外側突出部３６とは、ノズル翼保持部１０からの軸方向へのノズル翼４の抜け出しを防止する抜け止め部として機能する。したがって、ノズル翼４の各々をノズル翼保持部１０に溶接等により固着させなくとも、ノズル翼４をノズル翼保持部１０によって保持することができる。また、ノズル翼保持部１０からの周方向へのノズル翼４の抜け出しは、図２において例えば複数のノズル翼４のうち端のノズル翼４（４ｅ）のみを溶接等によりノズル翼保持部１０に固定することで防止することができる。

図１及び図５に示すように、ノズル翼保持部１０は、径方向におけるノズル翼４の内側に、径方向に延在する少なくとも一つのピン穴１６（図示する形態では周方向に間隔を空けて設けられた複数のピン穴１６）を有している。また、図１又は図２に示すように、ノズルボックス２は、ピン穴１６に挿通されるとともに、周方向へのノズル翼４の移動を妨げるように径方向におけるノズル翼４の内側の側面１８に当接する少なくとも一つのストッパーピン２０（図示する形態では周方向に間隔を空けて設けられた複数のストッパーピン２０）を備える。

かかる構成によれば、ノズル翼４に生じる揚力に起因してノズル翼４から負圧面３０側へ隣接するノズル翼４へ伝達される荷重を、ノズル翼４を通過する蒸気流れを妨げることなく、ストッパーピン２０によって受けることができる。これにより、ノズル翼保持部１０に保持される複数のノズル翼４にかかる荷重を分散させて、一端側のノズル翼４への荷重集中を抑制することができる。したがって、一端側のノズル翼４に生じる応力を低減し、ノズル翼４の破損を抑制することができる。

なお、図示する形態では、ストッパーピン２０は円柱状の部材であり、ストッパーピン２０の直径は、内側突出部３４の内側の側面１８ａの軸方向長さＬ（図４参照）より小さい。ストッパーピン２０は、ノズル翼保持部１０のピン穴１６に対して、冷やし嵌め、焼き嵌め、圧入、螺子止め若しくは溶接、又はこれらの組み合わせ（例えば冷やし嵌めと溶接との組み合わせや、螺子止めと溶接の組み合わせ等）によって固定される。

一実施形態では、図１又は図４に示すように、ストッパーピン２０は、径方向における内側スペーサ部２６の内側の側面１８のうち、径方向における内側突出部３４の内側の側面１８ａに当接する。

径方向における内側スペーサ部２６の肉厚は、内側突出部３４の位置で他の位置と比較して大きくなりやすい。このため、上記のように、内側スペーサ部２６の内側の側面１８のうち、内側突出部３４の内側の側面１８ａにストッパーピン２０を当接させることにより、ノズル翼４の重心位置又は重心に近い位置にストッパーピン２０を当接させることが可能となり、揚力に起因する周方向へのノズル翼４の荷重を効果的にストッパーピン２０で受けることができる。したがって、ノズル翼保持部１０に保持される複数のノズル翼４にかかる荷重を分散させる効果を高めて、揚力に起因する一端側のノズル翼４への荷重集中を効果的に抑制することができる。

一実施形態では、図１又は図４に示すように、径方向における内側スペーサ部２６の内側の側面１８には、ストッパーピン２０の先端部ａが挿入される挿入穴４０が形成されており、ストッパーピン２０の先端部２０ａは、挿入穴４０の内面４０ａ（挿入穴４０の内周面及び底面の少なくとも一方）に当接する。

かかる構成によれば、ストッパーピン２０の先端部２０ａが内側スペーサ部２６の内側の側面１８に形成された挿入穴４０の内面４ａに当接することにより、揚力に起因する周方向へのノズル翼４の荷重をより効果的にストッパーピン２０で受けることができる。

一実施形態では、図１に示すように、ストッパーピン２０の先端部２０ａは挿入穴４０に嵌合されている。これにより、ストッパーピン２０の先端部２０ａと挿入穴４０の内面４０ａとが当接した状態を維持することが可能となるため、揚力に起因する周方向へのノズル翼４の荷重をより効果的にストッパーピン２０で受けることができる。

一実施形態では、図２に示すように、複数のストッパーピン２０の周方向における配列ピッチＰｐは、複数のノズル翼４の周方向における配列ピッチＰｂよりも大きい。

かかる構成によれば、ノズルボックス２がストッパーピン２０を一つのみ有する場合と比較してノズル翼保持部１０に保持される複数のノズル翼４にかかる荷重を分散させる効果を高めつつ、ノズル翼４の数と同数のストッパーピン２０を設ける場合（ノズル翼４の各々に対してストッパーピン２０を当接させる場合）と比較して構成を簡素化することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

例えば、上述した形態では、径方向における内側スペーサ部２６の内側の側面１８に当接するストッパーピン２０を備える形態を例示した。しかしながら、本発明はかかる形態に限定されず、例えば図６に示すように、ノズルボックス２は、周方向へのノズル翼４の移動を妨げるように径方向における外側スペーサ部２８の外側の側面４２に当接する少なくとも一つのストッパーピン４４を備えていてもよい。この場合、ノズル翼保持部１０は、径方向におけるノズル翼４の外側に、径方向に延在する少なくとも一つのピン穴４６を有しており、ストッパーピン４４は、ピン穴４６に挿通されるとともに上記側面４２に当接するように設けられる。なお、この場合、ノズルボックス２は、ストッパーピン２０とともにストッパーピン４４を備えていてもよいし、ストッパーピン２０に替えてストッパーピン４４を備えていてもよい。

かかる構成によっても、ノズル翼４に生じる揚力に起因してノズル翼４から負圧面３０側へ隣接するノズル翼４へ伝達される荷重を、ノズル翼４を通過する蒸気流れを妨げることなく、ストッパーピン４４によって受けることができる。これにより、ノズル翼保持部１０に保持される複数のノズル翼４にかかる荷重を分散させて、一端側のノズル翼４への荷重集中を抑制することができる。したがって、一端側のノズル翼４に生じる応力を低減し、ノズル翼４の破損を抑制することができる。

一実施形態では、図６に示すように、ストッパーピン４４は、径方向における外側スペーサ部２８の外側の側面４２のうち、径方向における外突出部３６の外側の側面４２ａに当接する。

径方向における外側スペーサ部２８の肉厚は、外側突出部３６の位置で他の位置と比較して大きくなりやすい。このため、上記のように、外側スペーサ部２８の外側の側面４２のうち、外側突出部３６の外側の側面４２ａにストッパーピン４４を当接させることにより、ノズル翼４の重心位置又は重心に近い位置にストッパーピン４４を当接させることが可能となり、揚力に起因する周方向へのノズル翼４の荷重を効果的にストッパーピン４４で受けることができる。したがって、ノズル翼保持部１０に保持される複数のノズル翼４にかかる荷重を分散させる効果を高めて、一端側のノズル翼４への荷重集中を効果的に抑制することができる。

一実施形態では、図６に示すように、径方向における外側スペーサ部２８の外側の側面４２には、ストッパーピン４４の先端部４４ａが挿入される挿入穴４８が形成されており、ストッパーピン４４の先端部４４ａは、挿入穴４８の内面４８ａ（内周面及び底面の少なくとも一方）に当接する。

かかる構成によれば、ストッパーピン４４の先端部４４ａが外側スペーサ部２８の外側の側面４２に形成された挿入穴４８の内面４８ａに当接することにより、揚力に起因する周方向へのノズル翼４の荷重をより効果的にストッパーピン４４で受けることができる。

一実施形態では、図６に示すように、ストッパーピン４４の先端部４４ａは挿入穴４８に嵌合されている。これにより、ストッパーピン４４の先端部４４ａと挿入穴４８の内面４８ａとが当接した状態を維持することが可能となるため、揚力に起因する周方向へのノズル翼４の荷重をより効果的にストッパーピン４４で受けることができる。

なお、図１等に示した形態では、径方向における内側スペーサ部２６の内側の側面１８に挿入穴４０が形成されている形態を例示した。ただし、本発明はかかる形態に限定されず、例えば図７に示すように、径方向における内側スペーサ部２６の内側の側面１８には、挿入穴４０が形成されていなくともよい。

この場合においても、ストッパーピン２０の先端部２０ａを内側スペーサ部の側面１８にある程度の押圧力を持って当接させれば、内側スペーサ部２６の内側の側面１８に作用する摩擦力及び外側スペーサ部２８の外側の側面４２に作用する摩擦力によって、周方向へのノズル翼４の移動を妨げることができる。これにより、ノズル翼保持部１０に保持される複数のノズル翼４にかかる荷重を分散させて、一端側のノズル翼４への荷重集中を抑制することができる。

また、図６に示した形態では、径方向における外側スペーサ部２８の外側の側面４２に挿入穴４８が形成されている形態を例示した。ただし、本発明はかかる形態に限定されず、例えば図８に示すように、径方向における外側スペーサ部２８の外側の側面４２には、挿入穴４８が形成されていなくともよい。

この場合においても、ストッパーピン４４の先端部４４ａを外側スペーサ部２８の側面４２にある程度の押圧力を持って当接させれば、内側スペーサ部２６の内側の側面１８に作用する摩擦力及び外側スペーサ部２８の外側の側面４２に作用する摩擦力によって、周方向へのノズル翼４の移動を妨げることができる。これにより、ノズル翼保持部１０に保持される複数のノズル翼４にかかる荷重を分散させて、一端側のノズル翼４への荷重集中を抑制することができる。

２ ノズルボックス
４ ノズル翼
６ タービンロータ
７ 調速段動翼
８ ノズルフレーム
１０ ノズル翼保持部
１２ 蒸気通路
１４ 蒸気通路形成部
１６ ピン穴
１８，１８ａ 側面
２０ ストッパーピン
２０ａ 先端部
２２ 内側溝部
２４ 外側溝部
２５ 翼部
２６ 内側スペーサ部
２８ 外側スペーサ部
３０ 負圧面
３２ 翼間流路
３４ 内側突出部
３６ 外側突出部
３８ ノズル翼保持空間
４０ 挿入穴
４０ａ 内面
４２ 側面
４２ａ 側面
４４ ストッパーピン
４４ａ先端部
４６ ピン穴
４８ 挿入穴
４８ａ 内面
１００ 蒸気タービン

Claims (9)

1. 蒸気タービンに用いられるノズルボックスであって、
   タービンロータの周方向に配列される複数のノズル翼と、
   前記周方向に延在するとともに前記複数のノズル翼を保持するノズル翼保持部を含むノズルフレームと、
   を備え、
   前記複数のノズル翼の各々は、前記周方向に隣接する前記ノズル翼に当接可能な状態で前記ノズル翼保持部に保持されており、
   前記ノズル翼保持部は、前記タービンロータの径方向に延在する少なくとも一つのピン穴を有し、
   前記ノズルボックスは、前記ピン穴に挿通されるとともに、前記ノズル翼の前記径方向の側面に当接する少なくとも一つのストッパーピンを更に備える、ノズルボックス。
2. 前記ノズル翼保持部は、前記周方向に延在するとともに前記タービンロータの径方向における内側に凹となる内側溝部と、前記周方向に延在するとともに前記の径方向における外側に凹となる外側溝部と、を含み、
   前記ノズル翼の各々は、
   翼部と、
   前記径方向において前記翼部の内側に設けられた内側スペーサ部であって、隣接するノズル翼の内側スペーサ部に当接する内側スペーサ部と、
   前記径方向において前記翼部の外側に設けられた外側スペーサ部であって、隣接するノズル翼の外側スペーサ部に当接する外側スペーサ部と、
   を含み、
   前記内側スペーサ部は、前記内側溝部に係合するように前記径方向における内側に突出する内側突出部を有し、
   前記外側スペーサ部は、前記外側溝部に係合するように前記径方向における外側に突出する外側突出部を有する、請求項１に記載のノズルボックス。
3. 前記ストッパーピンは、前記径方向における前記内側スペーサ部の前記内側の側面のうち、前記径方向における前記内側突出部の内側の側面に当接する、請求項２に記載のノズルボックス。
4. 前記径方向における前記内側スペーサ部の内側の側面には、前記ストッパーピンの先端部が挿入される挿入穴が形成されており、
   前記ストッパーピンの先端部は、前記挿入穴の内面に当接する、請求項２又は３に記載のノズルボックス。
5. 前記ストッパーピンは、前記径方向における前記外側スペーサ部の前記外側の側面のうち、前記径方向における前記外側突出部の外側の側面に当接する、請求項２に記載のノズルボックス。
6. 前記径方向における前記外側スペーサ部の外側の側面には、前記ストッパーピンの先端部が挿入される挿入穴が形成されており、
   前記ストッパーピンの先端部は、前記挿入穴の内面に当接する、請求項２又は５に記載のノズルボックス。
7. 前記少なくとも一つのストッパーピンは、前記周方向に間隔を空けて設けられた複数のストッパーピンを含む、請求項１乃至６の何れか１項に記載のノズルボックス。
8. 前記複数のストッパーピンの前記周方向におけるピッチは、前記複数のノズル翼の前記周方向におけるピッチよりも大きい、請求項７に記載のノズルボックス。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載のノズルボックスと、
   前記ノズル翼を通過した蒸気によって回転するよう構成されたタービンロータと、
   を備える蒸気タービン。

Images