JP7002890B2 - Steam turbine blade - Google Patents
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Description
本発明は、蒸気タービン翼に関する。 The present invention relates to steam turbine blades.
蒸気タービンは、機械駆動用などに用いられ、回転可能に支持されたロータと、ロータを覆うケーシングとを有している。蒸気タービンは、ロータに対して作動流体としての蒸気が供給されることによって回転駆動される。蒸気タービンは、ロータに動翼が設けられ、ロータを覆うケーシングに静翼が設けられている。蒸気タービンの蒸気流路には、動翼と静翼とが交互に複数段配設されて構成されている。蒸気流路に蒸気が流れることで、静翼により蒸気の流れが整流され、動翼を介してロータが回転駆動される。 The steam turbine is used for driving a machine or the like, and has a rotor that is rotatably supported and a casing that covers the rotor. The steam turbine is rotationally driven by supplying steam as a working fluid to the rotor. In a steam turbine, a rotor blade is provided on the rotor, and a stationary blade is provided on a casing covering the rotor. In the steam flow path of the steam turbine, moving blades and stationary blades are alternately arranged in a plurality of stages. When steam flows through the steam flow path, the steam flow is rectified by the stationary blades, and the rotor is rotationally driven via the moving blades.
蒸気タービンでは、その最終段に近づくにしたがって圧力が非常に低くなっていく。そのため、流通する蒸気はやがて飽和蒸気圧に達し、液化した微細な水滴(水滴核)を含む湿り蒸気状態となっている。この微細な水滴(ドレン)の多くは、蒸気とともに翼列間を通過していくが、一部は慣性によって翼面に付着していくことで、翼面上で液膜を形成する。液膜は翼の後縁まで移動した後、再び蒸気流中に飛散して粗大な水滴となる。この粗大な水滴が動翼と大きな相対速度で衝突することで、動翼表面にエロージョンを発生させることが知られている。 In a steam turbine, the pressure becomes very low as it approaches the final stage. Therefore, the circulating steam eventually reaches the saturated vapor pressure, and is in a wet steam state containing liquefied fine water droplets (water droplet nuclei). Most of these fine water droplets (drains) pass between the blade rows together with steam, but some of them adhere to the blade surface due to inertia, forming a liquid film on the blade surface. After moving to the trailing edge of the wing, the liquid film scatters into the steam flow again and becomes coarse water droplets. It is known that these coarse water droplets collide with the moving blade at a large relative velocity to generate erosion on the surface of the moving blade.
これに対して、ドレンの影響を低減するために、翼面を加熱して、翼面に付着したドレンを気化させて除去する構造が知られている。例えば、特許文献1には、蒸気タービン翼の翼面に高熱伝導性多孔質材を配置し、翼の内部から高熱伝導性多孔質材を加熱する構造が記載されている。特許文献1に記載の蒸気タービン翼では、翼面を加熱するための加熱手段として、翼の内部の空間に、高温水や高温気体等の高温流体を流通させたり、電気的熱源を配置したりしている。このような加熱手段によって、高熱伝導性加多孔質材が加熱されている。そして、水滴を吸水させた状態で高熱伝導性多孔質材が加熱されることで、翼面に付着した水滴を蒸発させている。 On the other hand, in order to reduce the influence of drain, a structure is known in which the blade surface is heated to vaporize and remove the drain adhering to the blade surface. For example, Patent Document 1 describes a structure in which a highly thermally conductive porous material is arranged on the blade surface of a steam turbine blade and the highly thermally conductive porous material is heated from the inside of the blade. In the steam turbine blade described in Patent Document 1, as a heating means for heating the blade surface, a high-temperature fluid such as high-temperature water or high-temperature gas is circulated in the space inside the blade, or an electric heat source is arranged. is doing. The highly thermally conductive porous material is heated by such a heating means. Then, the highly thermally conductive porous material is heated in a state where the water droplets are absorbed, so that the water droplets adhering to the blade surface are evaporated.
しかしながら、特許文献1に記載された蒸気タービン翼では、翼本体の内部の加熱手段が、高熱伝導性多孔質材が配置されている以外の部分を含む背側面及び腹側面の全域を加熱している。その結果、加熱対象となる高熱伝導性多孔質材が配置された部分の翼面以外も加熱され、熱エネルギーがロスされて効率が悪くなる。これに対し、翼面を効率良く加熱することが求められている。 However, in the steam turbine blade described in Patent Document 1, the heating means inside the blade body heats the entire dorsal side surface and ventral side surface including a portion other than the portion where the highly thermally conductive porous material is arranged. There is. As a result, other than the blade surface of the portion where the highly thermally conductive porous material to be heated is arranged is also heated, heat energy is lost, and efficiency is deteriorated. On the other hand, it is required to efficiently heat the blade surface.
本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、翼面を効率良く加熱することが可能な蒸気タービン翼を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to meet the above demands, and an object of the present invention is to provide a steam turbine blade capable of efficiently heating a blade surface.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様における蒸気タービン翼は、凹面状の腹側面と凸面状の背側面とが前縁部と後縁部とを介して連続してなる翼型断面を有し、蒸気タービンにおいて主蒸気の流れる主流路に配置可能とされている翼本体を備え、前記翼本体は、内部に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記腹側面及び前記背側面が曝されている外部よりも圧力が低い真空状態となる断熱空間と、前記腹側面と前記断熱空間との間、又は前記背側面と前記断熱空間との間に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記外部の温度よりも高い温度で前記腹側面又は前記背側面を加熱可能な加熱部とを有している。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The steam turbine blade according to the first aspect of the present invention has a blade-shaped cross section in which a concave ventral side surface and a convex dorsal side surface are continuous via a front edge portion and a trailing edge portion, and the steam turbine. The wing body is provided in a wing body that can be arranged in the main flow path through which the main steam flows, and the wing body is formed inside, and the ventral side surface and the dorsal side surface are exposed when the steam turbine is in an operating state. When the steam turbine is in an operating state and is formed between the ventral side surface and the heat insulating space or between the back side surface and the heat insulating space, which is in a vacuum state where the pressure is lower than that of the outside. It also has a heating portion capable of heating the ventral side surface or the dorsal side surface at a temperature higher than the external temperature.
このような構成によれば、蒸気タービンが運転状態である場合に、断熱空間が真空状態となる。この状態で、加熱部が腹側面又は背側面の一方を加熱することで、加熱部で生じた熱は断熱空間によって断熱されて、加熱部に対して断熱空間が配置された側の翼面には伝わらない。そのため、加熱部で生じた熱エネルギーを、加熱部に対して断熱空間が配置されていない側の翼面を加熱することだけに効果的に利用することができる。 According to such a configuration, when the steam turbine is in the operating state, the heat insulating space is in the vacuum state. In this state, when the heating portion heats either the ventral side surface or the dorsal side surface, the heat generated in the heating portion is insulated by the heat insulating space, and the wing surface on the side where the heat insulating space is arranged with respect to the heating part is covered. Is not transmitted. Therefore, the heat energy generated in the heating portion can be effectively used only for heating the blade surface on the side where the heat insulating space is not arranged with respect to the heating portion.
また、本発明の第二の態様における蒸気タービン翼では、第一の態様において、前記翼本体は、前記背側面を形成している背側板材と、前記腹側面を形成している腹側板材と、を有し、前記加熱部は、前記背側板材又は前記腹側板材の内部に形成され、前記断熱空間は、前記背側板材と前記腹側板材との間に形成されていてもよい。 Further, in the steam turbine blade according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the blade body has a dorsal plate material forming the dorsal side surface and a ventral plate material forming the ventral side surface. The heating portion may be formed inside the dorsal plate material or the ventral plate material, and the heat insulating space may be formed between the dorsal plate material and the ventral plate material. ..
このような構成によれば、翼本体が薄い場合や翼面が複雑な三次元曲面で形成されている場合のように、翼本体が加工を施すことが難しい形状をしていても、翼本体の最終的な形状による加工難度の影響を抑えて、加熱部及び断熱空間を翼本体の内部に容易に形成できる。したがって、ドレンを除去するための構造を翼本体の内部に容易に形成することができる。 According to such a configuration, even if the wing body has a shape that is difficult to process, such as when the wing body is thin or the wing surface is formed by a complicated three-dimensional curved surface, the wing body is formed. The heating part and the heat insulating space can be easily formed inside the blade body by suppressing the influence of the processing difficulty due to the final shape of the blade. Therefore, a structure for removing the drain can be easily formed inside the wing body.
また、本発明の第三の態様における蒸気タービン翼では、第一又は第二の態様において、前記翼本体は、前記腹側面又は前記背側面で開口している吸込口と、内部で前記翼本体の延びる翼高さ方向に延び、前記断熱空間よりも前記後縁部側に形成されているドレン流路と、内部で前記吸込口と前記ドレン流路とを連通させている連通路とを有していてもよい。 Further, in the steam turbine blade according to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the blade body has a suction port opened on the ventral side surface or the dorsal side surface, and the blade body inside. It has a drain flow path that extends in the direction of the blade height extending and is formed on the trailing edge side of the heat insulating space, and a communication passage that internally communicates the suction port and the drain flow path. You may be doing it.
このような構成によれば、吸込口が翼面に形成されていることで、加熱部でドレンを気化させるだけでなく、吸込口からドレンを回収させて、翼面に付着したドレンを除去できる。そのため、吸込口を設けずに、翼面の全域において付着したドレンを加熱部で気化させて除去する場合に比べて、加熱部で使用される熱エネルギーを抑えることができる。これにより、効率的にドレンを除去できる。 According to such a configuration, since the suction port is formed on the blade surface, not only the drain can be vaporized at the heating portion, but also the drain can be collected from the suction port and the drain adhering to the blade surface can be removed. .. Therefore, the heat energy used in the heating portion can be suppressed as compared with the case where the drain adhering to the entire surface of the blade surface is vaporized and removed by the heating portion without providing the suction port. This makes it possible to efficiently remove the drain.
また、本発明の第四の態様における蒸気タービン翼では、第一から第三の態様のいずれか一つにおいて、前記加熱部は、前記翼本体の内部で前記翼本体の延びる翼高さ方向に延びる空間であって、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記主蒸気よりも温度の高い高温蒸気が流通する高温蒸気流通空間を有していてもよい。 Further, in the steam turbine blade according to the fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the heating unit is inside the blade body in the blade height direction in which the blade body extends. It may have a high-temperature steam flow space in which high-temperature steam having a temperature higher than that of the main steam flows when the steam turbine is in an operating state.
また、本発明の第五の態様における蒸気タービン翼では、第四の態様において、前記高温蒸気流通空間は、前記背側面又は前記腹側面から窪む溝部と、前記溝部の開口を閉塞する蓋部とによって形成されていてもよい。 Further, in the steam turbine blade according to the fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the high temperature steam flow space has a groove portion recessed from the dorsal side surface or the ventral side surface and a lid portion that closes the opening of the groove portion. It may be formed by.
このような構成によれば、背側面又は腹側面から凹む溝部を蓋部で閉塞することによって、高温蒸気流通空間を容易に形成できる。さらに、背側板材や腹側板材と分離可能な蓋部を有することで、蓋部に対する加工が容易になる。そのため、蓋部に加工を施すことで、高温蒸気流通空間を形成する内面に任意の形状を形成することが容易にできる。これにより、高温蒸気を利用して背側面を効率的に加熱可能な高温蒸気流通空間を翼本体に容易に形成することができる。 According to such a configuration, a high temperature steam flow space can be easily formed by closing the groove portion recessed from the dorsal side surface or the ventral side surface with the lid portion. Further, by having the lid portion separable from the back side plate material and the ventral side plate material, the processing on the lid portion becomes easy. Therefore, by processing the lid portion, it is possible to easily form an arbitrary shape on the inner surface forming the high temperature steam flow space. As a result, it is possible to easily form a high temperature steam flow space in the blade body in which the back side surface can be efficiently heated by using the high temperature steam.
また、本発明の第六の態様における蒸気タービン翼では、第五の態様において、前記蓋部は、前記背側面又は前記腹側面を形成する外側面の表面積を増加させる外側表面積増加部を有していてもよい。 Further, in the steam turbine blade according to the sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the lid portion has an outer surface area increasing portion that increases the surface area of the outer surface forming the dorsal side surface or the ventral side surface. May be.
このような構成によれば、蓋部の外側面に付着した水膜の表面積が増加し、ドレンを蒸発させやすくすることができる。 According to such a configuration, the surface area of the water film adhering to the outer surface of the lid portion is increased, and the drain can be easily evaporated.
また、本発明の第七の態様における蒸気タービン翼では、第四から第六の態様のいずれか一つにおいて、前記加熱部は、前記高温蒸気流通空間を形成する面から突出し、前記翼高さ方向から見た際に、前記高温蒸気流通空間を閉塞するように前記翼高さ方向と交差する方向に互い違いに延びる複数の突出部を有していてもよい。 Further, in the steam turbine blade according to the seventh aspect of the present invention, in any one of the fourth to sixth aspects, the heating portion protrudes from the surface forming the high temperature steam flow space, and the blade height is increased. When viewed from the direction, it may have a plurality of protrusions extending alternately in a direction intersecting the blade height direction so as to block the high temperature steam flow space.
このような構成によれば、複数の突出部によって高温蒸気流通空間内における高温蒸気の流通する流路長さが長くなる。これにより、高温蒸気を高温蒸気流通空間内により長い時間留まらせることができる。したがって、高温蒸気の熱エネルギーを効率的に利用して背側面又は腹側面を加熱することができる。 According to such a configuration, the length of the flow path through which the high-temperature steam flows in the high-temperature steam flow space becomes long due to the plurality of protrusions. This allows the hot steam to stay in the hot steam flow space for a longer period of time. Therefore, the heat energy of the high temperature steam can be efficiently used to heat the dorsal side surface or the ventral side surface.
また、本発明の第八の態様における蒸気タービン翼では、第四から第七の態様のいずれか一つにおいて、前記高温蒸気流通空間は、前記翼本体の前記翼高さ方向の一方の端部が開口され、他方の端部が閉塞され、前記加熱部は、前記翼高さ方向に仕切り、かつ、前記翼高さ方向の他方のみで連通するよう前記高温蒸気流通空間の内部を区画する区画部を有していてもよい。 Further, in the steam turbine blade according to the eighth aspect of the present invention, in any one of the fourth to seventh aspects, the high temperature steam flow space is one end of the blade body in the blade height direction. Is opened, the other end is closed, and the heating portion partitions the inside of the high temperature steam flow space so as to partition in the blade height direction and communicate only with the other in the blade height direction. It may have a part.
このような構成によれば、区画部によって高温蒸気流通空間内における高温蒸気の流通する流路長さが長くなる。これにより、高温蒸気を高温蒸気流通空間内により長い時間留まらせることができる。したがって、高温蒸気の熱エネルギーを効率的に利用して背側面を加熱することができる。 According to such a configuration, the length of the flow path through which the high-temperature steam flows in the high-temperature steam flow space becomes long due to the partition portion. This allows the hot steam to stay in the hot steam flow space for a longer period of time. Therefore, the back side surface can be heated by efficiently utilizing the heat energy of the high temperature steam.
また、本発明の第九の態様における蒸気タービン翼では、第四から第八の態様のいずれか一つにおいて、前記加熱部は、前記高温蒸気流通空間を形成する内側面の表面積を増加させる表面積増加部を有していてもよい。 Further, in the steam turbine blade according to the ninth aspect of the present invention, in any one of the fourth to eighth aspects, the heating portion has a surface area that increases the surface area of the inner surface forming the high temperature steam flow space. It may have an increasing portion.
このような構成によれば、高温蒸気流通空間を流れる高温蒸気の熱が表面積増加部を介して効率良く翼本体に伝わる。そのため、高温蒸気流通空間を流れる高温蒸気の熱エネルギーを効率良く利用して、背側面又は腹側面を加熱することができる。 According to such a configuration, the heat of the high temperature steam flowing through the high temperature steam flow space is efficiently transferred to the blade body through the surface area increasing portion. Therefore, the heat energy of the high temperature steam flowing through the high temperature steam flow space can be efficiently used to heat the dorsal side surface or the ventral side surface.
また、本発明の第十の態様における蒸気タービン翼では、第四から第九の態様のいずれか一つにおいて、前記加熱部は、前記高温蒸気流通空間を形成する面と前記背側面又は前記腹側面とを連通させる複数の連通孔を有していてもよい。 Further, in the steam turbine blade according to the tenth aspect of the present invention, in any one of the fourth to ninth aspects, the heating portion is the surface forming the high temperature steam flow space and the dorsal side surface or the antinode. It may have a plurality of communication holes for communicating with the side surface.
このような構成によれば、高温蒸気流通空間を流通する高温蒸気が連通孔を介して背側面又は腹側面に噴出する。その結果、連通孔から背側面又は腹側面に沿って高温の主蒸気が流れ、背側面又は腹側面が直接加熱される。これにより、高温蒸気流通空間を流れる主高温蒸気の熱エネルギーを効率良く利用して、背側面又は腹側面を加熱することができる。 According to such a configuration, the high temperature steam flowing through the high temperature steam flow space is ejected to the dorsal side surface or the ventral side surface through the communication hole. As a result, high-temperature main steam flows from the communication hole along the dorsal or ventral side, and the dorsal or ventral side is directly heated. Thereby, the heat energy of the main high temperature steam flowing through the high temperature steam flow space can be efficiently used to heat the dorsal side surface or the ventral side surface.
また、本発明の第十一の態様における蒸気タービン翼では、第一から第十の態様のいずれか一つにおいて、前記加熱部は、前記蒸気タービンが運転状態である場合に加熱されるヒータを有していてもよい。 Further, in the steam turbine blade according to the eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the heating unit is a heater that is heated when the steam turbine is in an operating state. You may have.
本発明によれば、翼面を効率良く加熱することができる。 According to the present invention, the blade surface can be efficiently heated.
以下、本発明に係る実施形態について図を参照して説明する。
蒸気タービン100は、主蒸気Sのエネルギーを回転動力として取り出す回転機械である。本実施形態の蒸気タービン100は、低圧タービンである。蒸気タービン100は、図1に示すように、ケーシング1と、静翼2と、ロータ3と、軸受部4と、を備えている。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The
なお、以下では、ロータ3の軸線Acが延びている方向を軸方向Daとする。また、軸線Acに対する周方向を単に周方向Dcとする。また、軸線Acに対する径方向を単に径方向Drとする。また、軸方向Daの一方側(第一側)を上流側、軸方向Daの他方側(第二側)を下流側とする。 In the following, the direction in which the axis line Ac of the rotor 3 extends is referred to as the axial direction Da. Further, the circumferential direction with respect to the axis line Ac is simply referred to as the circumferential direction Dc. Further, the radial direction with respect to the axis line Ac is simply referred to as the radial direction Dr. Further, one side (first side) of the axial Da is the upstream side, and the other side (second side) of the axial Da is the downstream side.
ケーシング1は、内部の空間が気密に封止されているとともに、主蒸気Sの流路が内部に形成されている。ケーシング1は、径方向Drの外側からロータ3を覆っている。ケーシング1には、上流側部分にケーシング1内に主蒸気Sを導く蒸気入口11が形成されている。ケーシング1には、下流側部分にケーシング1内を通った主蒸気Sを外部に排出する蒸気出口12が形成されている。
In the casing 1, the internal space is airtightly sealed, and the flow path of the main steam S is formed inside. The casing 1 covers the rotor 3 from the outside of the radial Dr. In the casing 1, a
静翼2は、ロータ3の周方向Dcに沿って並んでケーシング1の内側を向く面に複数設けられている。静翼2は、ロータ3に対して径方向Drに間隔を空けて配置されている。静翼2は、後述する動翼6と軸方向Daに間隔を空けて配置されている。
A plurality of
ロータ3は、軸線Acを中心として回転する。ロータ3は、ロータ軸5と、動翼6とを有する。
The rotor 3 rotates about the axis line Ac. The rotor 3 has a rotor shaft 5 and a
ロータ軸5は、軸線Acを中心として回転可能とされている。ロータ軸5は、ケーシング1を貫通するように軸方向Daに延びている。ロータ軸5の動翼6が設けられた中間部分は、ケーシング1の内部に収容されている。ロータ軸5の両端部は、ケーシング1の外部に突出している。ロータ軸5の両端部は、軸受部4により回転可能に支持されている。
The rotor shaft 5 is rotatable about the axis line Ac. The rotor shaft 5 extends in the axial direction Da so as to penetrate the casing 1. The intermediate portion of the rotor shaft 5 provided with the
軸受部4は、ロータ3を軸線Ac回りに回転可能に支持している。軸受部4は、ロータ軸5の両端部にそれぞれ設けられたジャーナル軸受41と、ロータ軸5の一端側に設けられたスラスト軸受42と、を備えている。
The bearing
動翼6は、ロータ軸5を囲むように周方向Dcに複数並んで配置されている。複数の動翼6は、環状をなしてロータ軸5の外周面に配置されている。動翼6は、ロータ3の軸方向Daに流れる主蒸気Sを受けて軸線Ac回りにロータ軸5を回転させる。
A plurality of
ここで、本実施形態の蒸気タービン翼として静翼2を例に挙げて説明する。なお、蒸気タービン翼は、静翼2であることに限定されるものではなく、動翼6であってもよい。
Here, the
静翼2は、環状に並んで相互に連結されることで1つの静翼環を形成している。静翼2は、ロータ軸5を囲むように周方向Dcに複数配置されている。本実施形態の静翼2は、図9に示すように、翼本体7と、内側シュラウド21と、外側シュラウド22とを有している。
The
翼本体7は、蒸気タービン100において主蒸気Sが流れる主流路C1に配置可能とされている。主流路C1は、図1に示すように、蒸気入口11と蒸気出口12とで挟まれたケーシング1の内部の空間である。つまり、主流路C1に静翼2及び動翼6が配置されている。翼本体7は、図2に示すように、断面が翼形状をなして翼高さ方向D1(図9参照)を径方向Drとして延びている。翼本体7は、翼高さ方向D1に延びる翼面70を有している。翼本体7は、翼高さ方向D1から見た際に、背側の翼面70である背側面701が凸面状に形成されている。翼本体7は、翼高さ方向D1から見た際に、腹側の翼面70である腹側面702が凹面状に形成されている。翼本体7は、背側面701及び腹側面702が接続される翼弦方向D2の前方側の端部が前縁部7aを形成している。翼本体7は、背側面701及び腹側面702が接続される翼弦方向D2の後方側の端部が後縁部7bを形成している。したがって、翼本体7は、腹側面702と背側面701とが前縁部7aと後縁部7bとを介して連続してなる翼型断面を有している。翼本体7は、図3に示すように、翼厚方向D3を周方向Dcとして、離れて複数並んでいる。周方向Dcで隣り合う位置に配置された翼本体7の間には、スロート部25が形成されている。
The
ここでのスロート部25とは、周方向Dcで隣り合う位置に配置された2つの翼本体7の間に形成される流路が、一方の翼本体7の背側面701と他方の翼本体7の腹側面702とに接触する仮想内接円を描いたときに内接円直径で示される幅の流路のことをいう。図3では、説明の便宜上、スロート部25を直線で図示している。
The
なお、スロート部25が形成される位置は、翼本体7の形状によって異なる。図3に示すスロート部25の形成位置は、一例であり、図3に示す位置に限定されるものではない。背側面701は、スロート部25に対応するスロート位置25aを有する。
The position where the
ここで、翼本体7の翼高さ方向D1は、翼本体7の延びている方向である。また、翼本体7の翼弦方向D2は、本実施形態における翼高さ方向D1と直交する方向であって、翼本体7の翼弦の延びる方向を含む前縁部7a側の端部と後縁部7b側の端部とを結んだ仮想線と平行な方向とする。翼本体7の翼厚方向D3は、本実施形態における翼高さ方向D1及び翼弦方向D2と直交する方向とする。
Here, the blade height direction D1 of the
内側シュラウド21は、図9に示すように、複数の翼本体7を翼高さ方向D1の基端部側で連結している。外側シュラウド22は、複数の翼本体7を翼高さ方向D1の先端部側で連結している。内側シュラウド21及び外側シュラウド22には、後述するドレンを排出するための排出流路(不図示)が内部に形成されている。内側シュラウド21及び外側シュラウド22は、不図示の復水器に接続されることで、排出流路内が負圧(例えば、真空)とされている。
As shown in FIG. 9, the
また、本実施形態の翼本体7は、図2に示すように、背側板材71と、腹側板材72と、複数の溶接部73とを有している。
Further, as shown in FIG. 2, the wing
背側板材71は、翼面70として凸面状の背側面701を形成している。背側板材71は、板状の部材であって、翼本体7の内部に空間を形成するように湾曲している。背側面701は、背側板材71が腹側板材72に溶接される際に、外側を向く面である。また、背側板材71において、背側板材71が腹側板材72に溶接される際に、翼本体7の内部に空間を形成する面であって、背側面701よりも腹側板材72側に位置する面が背側板材内側面71aである。本実施形態の背側板材71は、背側板材内側面71aが後縁部7bにおける腹側面702の一部を形成することで、後縁部7bの端部を形成している。
The
腹側板材72は、翼面70として凹面状の腹側面702を形成している。腹側板材72は、板状の部材であって、背側板材71とともに翼本体7の内部に空間を形成するように湾曲している。腹側面702は、腹側板材72が背側板材71に溶接される際に、外側を向く面である。また、腹側板材72において、腹側板材72が背側板材71に溶接される際に、翼本体7の内部に空間を形成する面であって、腹側面702よりも背側板材71側に位置する面が腹側板材内側面72aである。
The
溶接部73は、背側板材71と腹側板材72とを溶接された状態で接合している。本実施形態の溶接部73は、ろう付けによって背側板材71と腹側板材72とを接合している部分であり、銀ロウが凝固することで形成されている。溶接部73は、翼高さ方向D1に隙間なく背側板材71と腹側板材72とを接合している。本実施形態の翼本体7では、溶接部73は、前縁部7aと、後縁部7bと、後述する仕切部80とのように、翼弦方向D2に離れた複数の箇所に設けられている。
The welded
また、本実施形態の翼本体7は、吸込口74と、ドレン流路75と、連通路76と、断熱空間77と、加熱部78と、仕切部80と、を有している。
Further, the wing
吸込口74は、翼高さ方向D1に延びて翼面70で開口している。本実施形態の吸込口74は、腹側面702のみに形成されている。吸込口74は、翼高さ方向D1における腹側面702の全域にわたって形成されている。つまり、吸込口74は、翼高さ方向D1に延びるように腹側面702から窪む一つの長い溝として形成されている。吸込口74は、翼厚方向D3から腹側面702を見た際に、細長く翼高さ方向D1に延びる矩形状に形成されている。吸込口74は、翼弦方向D2の中心よりも後縁部7b側に形成されている。吸込口74は、背側板材71及び腹側板材72の少なくとも一方に形成された吸込口形成面81によって形成されている。本実施形態の吸込口74は、腹側板材72の後縁部7b側の端面72bと、背側板材71の背側板材内側面71aから窪む吸込口背側形成面81aとによって形成されている。したがって、本実施形態において、吸込口74を形成する吸込口形成面81は、腹側板材72の後縁部7b側の端面72bと、背側板材71の背側板材内側面71aに形成された吸込口背側形成面81aとである。
The
ドレン流路75は、腹側板材72と背側板材71との間に形成される空間である。ドレン流路75は、翼本体7の内部で翼高さ方向D1に延びている。ドレン流路75は、内側シュラウド21及び外側シュラウド22と連通するように翼本体7を貫通している。ドレン流路75は、後述する断熱空間77よりも後縁部7b側に形成されている。ドレン流路75は、背側板材内側面71a及び腹側板材内側面72aにそれぞれ形成されたドレン流路形成面82によって,背側板材71と腹側板材72との間に形成されている。ドレン流路形成面82は、背側板材内側面71a及び腹側板材内側面72aの少なくとも一方から窪んで形成されている。本実施形態のドレン流路75は、背側板材内側面71aから凹曲面を形成するように窪むドレン流路背側形成面82aと、腹側板材内側面72aから凹曲面を形成するように窪むドレン流路腹側形成面82bとによって形成されている。本実施形態のドレン流路背側形成面82aは、吸込口背側形成面81aから凹曲面を形成するように窪んでいる。したがって、本実施形態におけるドレン流路75を形成するドレン流路形成面82は、背側板材内側面71aに形成されたドレン流路背側形成面82aと、腹側板材内側面72aに形成されてドレン流路腹側形成面82bとである。つまり、本実施形態のドレン流路形成面82は、背側板材内側面71a及び腹側板材内側面72aの両方からそれぞれ窪んでいる。
The
連通路76は、翼本体7の内部で翼高さ方向D1に互いに離れて複数形成されている。複数の連通路76は、互いに独立した状態で吸込口74とドレン流路75とを連通させている。つまり、複数の連通路76は、吸込口74とドレン流路75との間では互いに繋がらないように形成されている。連通路76は、背側板材71と腹側板材72との間に形成される空間である。連通路76は、背側板材内側面71a及び腹側板材内側面72aにそれぞれ形成された連通路形成面83によって、背側板材71と腹側板材72との間に形成されている。本実施形態の連通路76は、吸込口背側形成面81aと、腹側板材72の腹側板材内側面72aから角溝状をなして窪む連通路腹側形成面83bとによって形成されている。したがって、本実施形態における連通路76を形成する連通路形成面83は、吸込口背側形成面81aの一部と、腹側板材内側面72aに形成された連通路腹側形成面83bとである。つまり、本実施形態の連通路形成面83は、腹側板材内側面72aのみから窪んでいる。
A plurality of
断熱空間77は、翼本体7の内部に形成される空間である。断熱空間77は、蒸気タービン100が運転状態である場合に、腹側面702及び背側面701が曝されている外部である主流路C1よりも圧力が低い真空状態となる。断熱空間77は、翼本体7を損傷させないように、内部の流体が膨張した際に流体を逃がす小さな孔等で外部と連通していてもよいが、原則として内部での流体の流れがほとんどない状態となっている。断熱空間77は、ドレン流路75よりも前縁部7a側に形成されている。本実施形態の断熱空間77は、腹側板材72と背側板材71との間に形成される空間である。断熱空間77は、翼本体7の内部で翼高さ方向D1に延びている。断熱空間77は、背側板材内側面71a及び腹側板材内側面72aにそれぞれ形成された断熱空間形成面84によって、背側板材71と腹側板材72との間に形成されている。本実施形態の断熱空間77は、背側板材71が曲げられることで背側板材内側面71aに形成される断熱空間背側形成面84aと、腹側板材72が曲げられることで腹側板材内側面72aに形成される断熱空間腹側形成面84bとによって形成されている。したがって、本実施形態における断熱空間77を形成する断熱空間形成面84は、背側板材内側面71aの一部である断熱空間背側形成面84aと、腹側板材内側面72aの一部である断熱空間腹側形成面84bとである。
The
加熱部78は、背側面701と断熱空間77との間に形成されている。加熱部78は、蒸気タービン100が運転状態である場合に、外部である主流路C1の温度よりも高い温度で背側面701を加熱可能とされている。加熱部78は、腹側面702及び背側面701のうちで、加熱部78に対して断熱空間77が間に介在されていない側の翼面70を内部から加熱可能とされている。本実施形態の加熱部78は、背側面701を内部から加熱する。加熱部78は、翼高さ方向D1に延びている。加熱部78は、翼高さ方向D1における背側面701の全域にわたって形成されている。加熱部78は、背側板材71の内部のみに形成されている。加熱部78は、スロート位置25aよりも前縁部7a側に形成されている。加熱部78は、溝部781と、蓋部782とを有している。
The
溝部781は、背側面701から窪むように形成されている。本実施形態の溝部781は、翼高さ方向D1に延びるように溝を形成するように、背側面701から窪んでいる。溝部781は、溝部781は、第一溝部781aと、第二溝部781bとを有している。
The
第一溝部781aは、背側面701から垂直に窪む角溝である。第一溝部781aは、背側面701よりも外側に向かって突出しないように蓋部782を収容可能とされている。
The
第二溝部781bは、第一溝部781aよりも小さな断面形状をなして、第一溝部781aの内面のうち、背側面701と平行な内面から垂直に窪む角溝である。本実施形態の第二溝部781bは、翼高さ方向D1と直交する断面において、翼弦方向D2の長さが第一溝部781aよりも短く形成されている。
The
蓋部782は、溝部781の開口を閉塞している。蓋部782は、第一溝部781aに隙間なく嵌まり込む形状で形成されている。蓋部782は、翼高さ方向D1に延びる板状部材である。蓋部782は、第一溝部781aに嵌まり込んだ状態で、その断面形状における第二溝部781b側に、第二溝部781bの開口を閉塞する平面である溝部閉塞面782aが形成されている。蓋部782は、第一溝部781aに嵌まり込んだ状態で、その断面形状における外側に、背側面701を形成する面である蓋部外側面782bが形成されている。
The
本実施形態の加熱部78は、蒸気タービン100が運転状態である場合に、翼本体7の周囲を流通する主蒸気Sよりも温度の高い高温蒸気が流通する高温蒸気流通空間79を有している。高温蒸気流通空間79は、翼本体7の内部で翼高さ方向D1に延びる空間である。本実施形態の高温蒸気流通空間79は、溝部781と蓋部782とによって、翼本体7の内部で背側面701に沿って形成される空間である。つまり、高温蒸気流通空間79は、第二溝部781bを形成する面と蓋部782の溝部閉塞面782aとによって囲まれた空間である。
The
高温蒸気流通空間79は、図9に示すように、静翼2を翼高さ方向D1に貫通している。本実施形態の高温蒸気流通空間79は、翼本体7だけでなく内側シュラウド21及び外側シュラウド22を貫通するように形成されている。高温蒸気流通空間79は、図2に示すように、翼高さ方向D1と直交する断面において、翼弦方向D2の長さが断熱空間77よりも短く形成されている。高温蒸気流通空間79には、蒸気タービン100が運転状態である場合に、高温蒸気流通空間79が形成された翼本体7が配置された主流路C1の位置よりも上流側を流れる主蒸気Sが、高温蒸気として外側シュラウド22側から供給される。具体的には、本実施形態の高温蒸気流通空間79には、高温蒸気導入部791によって高温蒸気が供給される。高温蒸気導入部791は、高温蒸気流通空間79が形成された翼本体7よりも上流側(例えば、初段の静翼2と動翼6との間)で主流路C1と繋がっている。これにより、高温蒸気導入部791は、高圧の主蒸気Sが流れる主流路C1と高温蒸気流通空間79とを連通させている。高温蒸気流通空間79に供給された主蒸気Sは、内側シュラウド21側から主流路C1に戻される。高温蒸気流通空間79に供給された主蒸気Sは、高温蒸気流通空間79が形成された翼本体7が配置された主流路C1の位置よりも下流側で主流路C1に戻される。したがって、本実施形態の加熱部78は、翼面70を加熱する加熱手段として、上流側を流れる主蒸気Sを利用している。
As shown in FIG. 9, the high temperature
また、本実施形態の加熱部78は、表面積増加部91を有している。表面積増加部91は、高温蒸気流通空間79を形成する内側面の表面積を増加させている。具体的には、本実施形態では、図5に示すように、蓋部782がメッシュ状に形成されている。これにより、高温蒸気流通空間79を形成する面である溝部閉塞面782aの表面積が増加している。つまり、メッシュ状の蓋部782自体が表面積増加部91を形成している。
Further, the
また、本実施形態では、蓋部782は、背側面701を形成する外周面の表面積を増加させる外側表面積増加部88を有している。具体的には、メッシュ状の蓋部782によって、蓋部外側面782bの表面積が増加している。つまり、メッシュ状の蓋部782自体が表面積増加部91だけでなく外側表面積増加部88も形成している。
Further, in the present embodiment, the
仕切部80は、図2に示すように、ドレン流路75と断熱空間77とを翼本体7の内部で互いに独立させるように仕切っている。仕切部80は、ドレン流路75と断熱空間77との間で、背側板材71と腹側板材72とが接合されている領域である。仕切部80は、翼高さ方向D1の全域にわたってドレン流路75と断熱空間77とを隔離している。本実施形態の仕切部80は、背側板材71の背側板材内側面71aと腹側板材72の腹側板材内側面72aとが溶接された溶接部73によって形成されている。
As shown in FIG. 2, the partition portion 80 partitions the
次に、以上で説明した蒸気タービン翼(静翼2)の製造方法について、図6に示すフローチャートに従って説明する。 Next, the method for manufacturing the steam turbine blade (static blade 2) described above will be described according to the flowchart shown in FIG.
蒸気タービン翼の製造方法S1は、図6に示すように、準備工程S2と、加工工程S3と、溶接工程S4とを含む。 As shown in FIG. 6, the method S1 for manufacturing a steam turbine blade includes a preparation step S2, a processing step S3, and a welding step S4.
蒸気タービン翼の製造方法S1では、第一に、準備工程S2を実施する。準備工程S2では、翼面70として凸面状の背側面701を形成可能な平板状の背側板材71が準備される。準備工程S2では、翼面70として凹面状の腹側面702を形成可能な平板状の腹側板材72が準備される。準備工程S2で準備された背側板材71及び腹側板材72は、断面が矩形の平板状をなしている。また、準備工程S2では、蓋部782として、メッシュ状の平板部材が準備される。
In the steam turbine blade manufacturing method S1, first, the preparation step S2 is carried out. In the preparation step S2, a flat plate-shaped
加工工程S3では、背側板材71及び腹側板材72が加工される。加工工程S3では、背側板材71及び腹側板材72の少なくとも一方に、吸込口74を形成する吸込口形成面81が形成される。加工工程S3では、背側板材71及び腹側板材72の両方に、ドレン流路75を形成するドレン流路形成面82と、連通路76を形成する連通路形成面83とが形成される。加工工程S3では、背側板材71に背側面701が形成される。加工工程S3では、腹側板材72に腹側面702が形成される。加工工程S3では、断熱空間77を形成する断熱空間形成面84が背側板材71及び腹側板材72の両方に形成される。加工工程S3では、溝部781が背側板材71に形成される。
In the processing step S3, the back
本実施形態の加工工程S3では、吸込口形成面81として、吸込口背側形成面81aが形成される。加工工程S3では、ドレン流路形成面82として、ドレン流路背側形成面82aと、ドレン流路腹側形成面82bとが形成される。加工工程S3では、連通路形成面83として、連通路腹側形成面83bが形成される。加工工程S3では、断熱空間形成面84として、断熱空間背側形成面84aと、断熱空間腹側形成面84bとが形成される。加工工程S3では、溝部781が背側板材71のみに形成される。
In the processing step S3 of the present embodiment, the suction port dorsal
また、本実施形態の加工工程S3は、背側板材71及び腹側板材72の一部を削って除去する除去工程S31と、背側板材71及び腹側板材72を曲げる曲げ工程S32とを含んでいる。
Further, the processing step S3 of the present embodiment includes a removal step S31 for scraping and removing a part of the
除去工程S31では、図7及び図8に示すように、研削加工や切削加工によって背側板材71及び腹側板材72が削られて一部除去される。具体的には、背側板材71を加工する場合から説明する。図7に示すように、除去工程S31では、背側板材71を腹側板材72に組み合わせた際に、前縁部7aや後縁部7bや翼面70が形作られるように、板状の背側板材71から不要な部分が削られて除去される。この際、除去工程S31では、背側板材内側面71aを作業者が削ることで、吸込口形成面81として、背側板材71に吸込口背側形成面81aが形成される。除去工程S31では、吸込口背側形成面81aの一部をさらに作業者が削ることで、背側板材71にドレン流路背側形成面82aが形成される。除去工程S31では、背側面701を作業者が削ることで、背側板材71に溝部781が形成される。除去工程S31では、まず、第一溝部781aが背側面701に形成される。その後、除去工程S31では、背側面701と平行な第一溝部781aの内面を背側面701側からさらに削ることによって、第二溝部781bが形成される。
In the removal step S31, as shown in FIGS. 7 and 8, the
次に、腹側板材72を加工する場合を説明する。図8に示すように、除去工程S31では、背側板材71を腹側板材72に組み合わせた際に、前縁部7aや後縁部7bや翼面70が形作られるように、板状の腹側板材72から不要な部分が削られて除去される。この際、除去工程S31では、腹側板材72の後縁部7b側を作業者が削ることで、吸込口形成面81として、吸込口背側形成面81aの形状に対応した平滑な端面72bが形成される。除去工程S31では、腹側板材内側面72aを作業者が削ることで、腹側板材72にドレン流路腹側形成面82bが形成される。除去工程S31では、腹側板材内側面72aを作業者が削ることで、腹側板材72に連通路腹側形成面83bが形成される。
Next, a case where the
曲げ工程S32では、背側板材71及び腹側板材72を湾曲させて、背側板材71及び腹側板材72に所定の形状の翼面70が形成される。したがって、曲げ工程S32で背側板材71及び腹側板材72が曲げられることで、背側面701が凸面状に形成され、腹側面702が凹面状に形成される。曲げ工程S32では、背側板材内側面71aが凹面状に曲げられることで、断熱空間形成面84として、背側板材71に断熱空間背側形成面84aが形成される。曲げ工程S32では、腹側板材内側面72aが凸面状に曲げられることで、断熱空間形成面84として、腹側板材72に断熱空間腹側形成面84bが形成される。また、曲げ工程S32では、溝部閉塞面782aと反対側を向く蓋部782の面が背側面701の一部をなすように蓋部782が曲げられる。
In the bending step S32, the
溶接工程S4では、吸込口74、ドレン流路75、連通路76、及び断熱空間77を背側板材71と腹側板材72との間に形成するように、背側板材71と腹側板材72とが溶接される。具体的には、溶接工程S4では、前縁部7aの端部で背側板材71と腹側板材72とが溶接される。また、溶接工程S4では、吸込口背側形成面81aと腹側板材72の後縁部7b側の端面72bとの間に吸込口74を形成するように背側板材71と腹側板材72とが溶接される。また、溶接工程S4では、断熱空間形成面84とドレン流路形成面82との間で背側板材71と腹側板材72とが溶接される。これにより、溶接工程S4では、断熱空間77とドレン流路75とが互いに独立するように仕切る仕切部80が溶接部73として形成される。また、溶接工程S4では、高温蒸気流通空間79を背側板材71内に形成するように、蓋部782が溝部781に嵌め込まれて溶接される。本実施形態の溶接工程S4では、溝部閉塞面782aが第二溝部781bを向くように、蓋部782が第一溝部781aに嵌め込まれて溶接される。具体的には、第一溝部781aに蓋部782が嵌め込まれた状態で、蓋部782と第一溝部781aとの隙間を埋めるように背側面701側から溶接が実施される。溶接工程S4では、ろう付けによって各部材が接合される。
In the welding step S4, the
上記のような蒸気タービン100では、図3に示すように、静翼2の翼本体7は、軸方向Daの上流側(図3紙面左側)から下流側(図3紙面右側)に向かって主蒸気Sが流通する主流路C1内に配置されている。この主蒸気S中では、圧力低下とともに水滴が発生する。そのため、特に最も下流側の最終段付近では水滴が発生し易くなる。したがって、主蒸気Sは、水滴を含んだ状態で主流路C1内を流通している。主蒸気Sが腹側面702付近を流れる場合には、主蒸気Sx中の水滴は、慣性によって微細な水滴Wxとして腹側面702に付着する。また、主蒸気Sが背側面701付近を流れる場合には、主蒸気Sy中の水滴は、慣性によって微細な水滴Wyとして背側面701に付着する。
In the
水滴を含んだ主蒸気Sが翼本体7に衝突することで、翼面70には水滴(ドレン)が付着する。特に、腹側面702は、主蒸気Sの流れに対向する表面積が広いことで、微細な水滴が付着し易くなっている。そして、腹側面702に付着したドレンは、凹面状をなす腹側面702に沿って前縁部7a側から後縁部7b側に向かって液膜を形成するように流れる。腹側面702に付着したドレンは、後縁部7bの端部に向かう途中で、吸込口74に流れ込む。ここで、ドレン流路75が、内側シュラウド21や外側シュラウド22に形成された排出流路を介して不図示の復水器に接続されていることで、真空状態となっている。そのため、吸込口74に流れ込んだドレンは、翼高さ方向D1に離れて複数並んだ連通路76に引き込まれて、ドレン流路75に流入する。ドレン流路75に流入したドレンは、内側シュラウド21や外側シュラウド22を介して復水器に送られる。
When the main steam S containing water droplets collides with the
また、背側面701は、主蒸気Sの流れに対向する表面積が狭いことで、腹側面702よりも微細な水滴が付着しづらくなっている。一方で、図4に示すように、上流側に配置されている動翼6によって主蒸気Sが背側面701に向かうような周方向Dcの速度成分をもっている。そのため、動翼6から離脱した比較的大きな水滴である粗大水滴Wzは、気相との抗力によって生じた速度ベクトルuと、動翼の旋回速度ベクトルvの重ね合わせによって、速度ベクトルwを得る。一般に速度ベクトルwは、動翼6の旋回速度ベクトルvを保ったまま、下流側の静翼2に衝突する。その結果、図4に示すように、粗大水滴Wzは、背側面701の前縁部7aに近い領域に付着し易くなっている。背側面701に付着したドレンは、凸面状をなす背側面701に沿って前縁部7a側から後縁部7b側に向かって流れる。通常、背側面701に付着したドレンは、背側面701が凸面状をなしていることで、後縁部7b側の端部に到達する前にスロート位置25a付近で背側面701から剥離してしまう。しかしながら、翼弦方向D2においてスロート位置25aよりも前縁部7a側に加熱部78が形成されていることで、背側面701に付着したドレンは剥離する前に加熱部78によって加熱された気化する。
Further, since the surface area of the
上記のような蒸気タービン翼(静翼2)では、蒸気タービン100が運転状態である場合に、断熱空間77が真空状態となる。この状態で、加熱部78が背側面701を加熱することで、加熱部78で生じた熱は断熱空間77によって断熱されて、腹側面702には伝わらない。そのため、加熱部78で生じた熱エネルギーを加熱部78に対して断熱空間77が配置されていない側の翼面70である背側面701を加熱することだけに効果的に利用することができる。これにより、加熱部78によって背側面701を効率良く加熱することができる。
In the steam turbine blade (static blade 2) as described above, when the
また、本実施形態では、除去工程S31において、平板状の背側板材71に吸込口背側形成面81a、ドレン流路背側形成面82a、及び加熱部78の溝部781が形成されている。また、平板状の腹側板材72にドレン流路腹側形成面82b及び連通路腹側形成面83bが形成されている。さらに、曲げ工程S32によって、背側板材71に断熱空間背側形成面84aが形成されている。また、平板状の腹側板材72に断熱空間腹側形成面84bが形成されている。そして、曲げ工程S32後の背側板材71及び腹側板材72を溶接して組み合わせることで吸込口74、ドレン流路75、連通路76、及び断熱空間77が形成されている。また、曲げ工程S32後の背側板材71及び蓋部782を溶接して組み合わせることで、高温蒸気流通空間79が形成されている。
Further, in the present embodiment, in the removal step S31, the suction port dorsal
このように、除去工程S31や曲げ工程S32で事前に平板状の背側板材71や腹側板材72に加工を施すことで、翼本体7の最終的な形状に影響を受けずに加工できる。そのため、吸込口背側形成面81a、ドレン流路背側形成面82a、ドレン流路腹側形成面82b、連通路腹側形成面83b、溝部781、断熱空間背側形成面84a、及び断熱空間腹側形成面84bは、平板状の背側板材71や腹側板材72を加工するだけで形成できる。その結果、吸込口背側形成面81a、ドレン流路背側形成面82a、ドレン流路腹側形成面82b、連通路腹側形成面83b、溝部781、断熱空間背側形成面84a、及び断熱空間腹側形成面84bの加工が容易になる。また、吸込口背側形成面81a、ドレン流路背側形成面82a、ドレン流路腹側形成面82b、連通路腹側形成面83b、溝部781、断熱空間背側形成面84a、及び断熱空間腹側形成面84bの加工精度を向上させることができる。
As described above, by processing the flat plate-shaped
さらに、高い精度で形成された吸込口背側形成面81a、ドレン流路背側形成面82a、ドレン流路腹側形成面82b、連通路腹側形成面83b、溝部781、断熱空間背側形成面84a、及び断熱空間腹側形成面84bによって、吸込口74、ドレン流路75、連通路76、加熱部78、及び断熱空間77が形成される。その結果、翼本体7が薄い場合や翼面70が複雑な三次元曲面で形成されている場合のように、翼本体7が加工を施すことが難しい形状をしていても、翼本体7の最終的な形状による加工難度の影響を抑えて、吸込口74、ドレン流路75、連通路76、加熱部78、及び断熱空間77を翼本体7の内部に容易に形成できる。したがって、ドレンを除去するための構造を翼本体7の内部に容易に形成することができる。
Further, the suction port
また、二枚の板の表面を利用して吸込口74、ドレン流路75、連通路76、加熱部78、及び断熱空間77を形成することで、吸込口74、ドレン流路75、連通路76、加熱部78、及び断熱空間77を形成する位置や形状等の製造上の自由度を向上させることができる。
Further, by forming the
また、吸込口74が翼面70に形成されていることで、加熱部78でドレンを気化させるだけでなく、吸込口74からドレンを回収させて、翼面70に付着したドレンを除去できる。そのため、吸込口74を設けずに、翼面70の全域において付着したドレンを加熱部78だけで気化させて除去する場合に比べて、加熱部78で使用される熱エネルギーを抑えることができる。また、加熱部78を設けずに、吸込口74を介してドレン流路75から翼面70の全域において付着したドレンを排出する場合に比べて、主流路C1を流通する主蒸気Sの吸い込み量を抑えることができる。したがって、高温蒸気流通空間79に供給する主蒸気Sの量や主流路C1を流通する主蒸気Sのロスを抑えて、効率的にドレンを除去できる。
Further, since the
また、腹側面702では液膜を形成するようにドレンが流れるために、全てのドレンを気化させるには、大量のエネルギーが必要となる。その結果、高温蒸気流通空間79に多くの主蒸気Sを供給する必要が有り、非常に効率が悪化する可能性が有る。ところが、本実施形態では、加熱部78が背側面701に形成され、吸込口74が腹側面702に形成されている。そのため、背側面701を加熱するために必要な主蒸気Sを高温蒸気流通空間79に供給するだけでよい。これにより、高温蒸気流通空間79に供給する主蒸気Sの量をより抑えて、効率的にドレンを除去できる。
Further, since the drain flows on the
また、高温蒸気流通空間79が、溝部781と、溝部781の開口を閉塞する蓋部782とによって形成されている。背側面701から凹む溝部781を蓋部782で閉塞することによって、高温蒸気流通空間79を容易に形成できる。さらに、背側板材71と分離可能な蓋部782を有することで、蓋部782に対する加工が容易になる。そのため、蓋部782に後加工を施すことで、高温蒸気流通空間79を形成する内面である溝部閉塞面782aに任意の形状を形成することが容易にできる。これにより、高温の主蒸気Sを利用して背側面701を効率的に加熱可能な高温蒸気流通空間79を翼本体7に容易に形成することができる。
Further, the high temperature
また、蓋部782がメッシュ状に形成されることで、溝部閉塞面782aの表面積が増加する。このように、蓋部782自体が高温蒸気流通空間79を形成する面の一つの表面積を増加させる表面積増加部91を形成している。これにより、高温蒸気流通空間79を流れる主蒸気Sの熱が効率良く翼本体7に伝わる。特に、高温蒸気流通空間79を形成する面の中でも背側面701に最も近い溝部閉塞面782aでの熱伝導性が向上する。そのため、高温蒸気流通空間79を流れる主蒸気Sの熱エネルギーを効率良く利用して、背側面701を加熱することができる。
Further, since the
さらに、蓋部782がメッシュ状に形成されることで、蓋部外側面782bの表面積が増加する。その結果、蓋部外側面782bに付着した水膜の表面積が増加し、蓋部外側面782bに付着したドレンを蒸発させやすくすることができる。
Further, since the
また、背側面701において、吸込口74より前縁部7a側であってスロート位置25aよりも前縁部7a側に加熱部78が形成されている。そのため、背側面701において、最もドレンが付着し易い位置に近い領域であって、付着したドレンが背側面701から剥離し難い領域でドレンを気化させることができる。したがって、加熱部78を効果的に利用してドレンを除去できる。
Further, on the
また、スロート位置25aよりも前縁部7a側に加熱部78が形成されていることで、スロート位置25aよりも前縁部7a側の背側面701の温度が上昇する。そのため、通常では温度が低下して水滴が生じやすくなっているスロート部25付近の温度を上昇させることができる。これにより、スロート部25付近での水滴の発生自体を抑えることができる。
Further, since the
また、連通路76が翼高さ方向D1に複数独立して形成されている。これにより、翼高さ方向D1の全域にわたって連通した状態で形成されている場合に比べて、周りを流通する主蒸気Sの流入を抑えることができる。したがって、主流路C1を流れる主蒸気Sの流通への影響を抑えつつ、ドレンを除去することができる。
Further, a plurality of
また、吸込口74が、腹側面702の翼高さ方向D1の全域に形成されている。これにより、腹側面702の翼高さ方向D1のどの位置に付着したドレンであっても、吸込口74に流入させることができる。したがって、腹側面702に付着して後縁部7b側に向かって流れるドレンを高い精度で回収することができる。
Further, the
また、吸込口74が、腹側面702において、翼弦方向D2の中心よりも後縁部7b側に形成されている。そのため、腹側面702に付着して液膜を形成するようにまとまりながら後縁部7b側に流れてきたドレンをまとめて吸込口74に流入させることができる。その結果、より多くのドレンを吸込口74から回収することができる。
Further, the
また、本実施形態では、連通路76が、孔あけ加工ではなく、腹側板材72に溝加工を施した後に、背側板材71と腹側板材72とを溶接することによって形成されている。その結果、溶接部73に近傍に吸込口74を形成することができる。これにより、後縁部7b側の端部のように肉厚の薄い部分の強度を維持したまま、吸込口74を形成することができる。つまり、より後縁部7bの端部に近い位置に吸込口74を形成でき、より多くのドレンを吸込口74から回収することができる。したがって、腹側面702に付着したドレンを吸込口74で効率良く回収することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、ドレン流路形成面82として、背側板材内側面71aから窪むドレン流路背側形成面82aと、腹側板材内側面72aから窪むドレン流路腹側形成面82bとが形成されている。背側板材71及び腹側板材72の少なくとも一方から窪むようにドレン流路形成面82を形成することで、背側板材71及び腹側板材72の板厚を厚くすることなく、ドレン流路75をより大きく形成することができる。
Further, as the drain flow
また、平板状の背側板材71や腹側板材72の表面を加工するだけでドレン流路形成面82を形成できるため、ドレン流路形成面82の加工が容易になる。さらに、ドレン流路背側形成面82aとドレン流路腹側形成面82bとによって、背側板材71と腹側板材72との間にドレン流路75が形成される。したがって、ドレン流路75を翼本体7の内部に容易に形成できる。
Further, since the drain flow
特に、本実施形態のようにドレン流路背側形成面82aと、ドレン流路腹側形成面82bとを両方形成することで、背側板材71及び腹側板材72のいずれか一方のみにドレン流路形成面82を形成する場合に比べて、ドレン流路形成面82を形成する際の一枚当たりの窪ませる深さを抑えることができる。したがって、背側板材71及び腹側板材72の板厚が厚くなってしまうことを抑えることができる。
In particular, by forming both the drain flow path dorsal
また、連通路腹側形成面83bが腹側板材内側面72aから窪む溝として形成されている。これにより、連通路形成面83は、平板状の腹側板材72の表面を加工するだけで形成できる。そのため、連通路形成面83の加工が容易になる。また、連通路形成面83によって背側板材71と腹側板材72との間に連通路76が形成される。そのため、連通路76を翼本体7の内部に容易に形成できる。
Further, the ventral
また、除去工程S31において、吸込口背側形成面81a、ドレン流路背側形成面82a、ドレン流路腹側形成面82b、及び連通路腹側形成面83bが背側板材71及び腹側板材72がそれぞれ削ることで形成されている。また、背側面701及び腹側面702を形成するタイミングで断熱空間形成面84が曲げ工程S32で形成されている。そのため、吸込口74、ドレン流路75、連通路76、及び断熱空間77を形成するために、背側板材71及び腹側板材72以外の別の部材を新たに準備する必要が無い。その結果、翼本体7を形成する部品点数を削減することができ、翼本体7の製造コストを低減することができる。
Further, in the removal step S31, the suction port
また、断熱空間形成面84は、平板状の背側板材71や腹側板材72に曲げ加工を施すだけで形成できる。その結果、断熱空間形成面84の加工が容易になる。また、断熱空間形成面84によって断熱空間77が形成される。そのため、翼本体7が薄い場合や翼面70が複雑な三次元曲面で形成されている場合のように、翼本体7の最終的な形状が内部に加工を施すことが難しい形状であっても、断熱空間77を翼本体7の内部に容易に形成できる。
Further, the heat insulating
また、ドレン流路75と断熱空間77とを独立した状態とする仕切部80が溶接部73によって形成されている。そのため、仕切部80を別部材で形成したり、仕切部80をドリルや放電加工等の後加工で削り出したりする作業が不要となる。したがって、二枚の板材を事前に加工した上で仕切部80を形成するように溶接することで、加工を施すことが難しい形状の翼本体7であっても、翼本体7の内部で翼高さ方向D1に連通する二つの空間を独立した状態で容易に形成することができる。そのため、翼本体7の形状による加工難度の影響を抑えて、独立したドレン流路75及び断熱空間77を翼本体7の内部に形成することができる。つまり、ドレン流路75及び断熱空間77を形成する位置や形状等の製造上の自由度をさらに向上させることができる。
Further, a partition portion 80 that keeps the
また、上記のような蒸気タービン100によれば、静翼2でドレンを効率良く回収でき、蒸気タービン100を効率的に運転させることができる。
Further, according to the
《第一変形例》
次に、図10を参照して本実施形態の第一変形例の翼本体7Aについて説明する。
第一変形例においては、実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第一変形例では、断熱空間77A及びドレン流路75Aの構成について実施形態と相違する。
<< First modification example >>
Next, the
In the first modification, the same components as those in the embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this first modification, the configuration of the
第一変形例の翼本体7Aは、鋳造等によって形成されている。つまり、第一変形例の翼本体7Aは、背側板材71及び腹側板材72を有していない。翼本体7Aは、吸込口74Aと、ドレン流路75Aと、連通路76Aと、断熱空間77Aと、加熱部78と、仕切部80Aと、を有している。
The
ドレン流路75A及び断熱空間77Aは、翼本体7Aの内部の空間として、鋳造時に中子を用いたり、ドリル加工等で事後的に加工したりして翼本体7Aの外形と一体に形成されている。ドレン流路75A及び断熱空間77Aは、別部材として準備された仕切部80Aを溶接で翼本体7Aの内部に固定することで、それぞれ独立した空間として形成されている。吸込口74A及び連通路76Aは、後加工によって腹側面702に形成されている。
The
このような第一変形例の翼本体7Aを有する静翼2であっても、実施形態と同様に、蒸気タービン100が運転状態である場合に、断熱空間77Aが真空状態となる。この状態で、加熱部78が背側面701を加熱することで、加熱部78で生じた熱は断熱空間77Aによって断熱されて、腹側面702には伝わらない。そのため、背側面701を加熱することだけに、加熱部78で生じた熱エネルギーを効果的に利用することができる。これにより、加熱部78によって背側面701を効率良く加熱することができる。
Even in the
《第二変形例》
次に、図11を参照して本実施形態の第二変形例の翼本体7Bについて説明する。
第二変形例においては、実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第二変形例では、翼本体7Bの内部の構造が実施形態や第一変形例と相違する。
<< Second variant >>
Next, the
In the second modification, the same components as those in the embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this second modification, the internal structure of the
第二変形例の翼本体7Bは、隔壁部材92と、収容溝部93と、空間形成溝部94と、空間形成蓋部90とを有している。
The
隔壁部材92は、翼本体7Bの内部で、断熱空間77Bと、高温蒸気流通空間79Bとを形成する部材である。隔壁部材92は、板状をなして翼高さ方向D1に延びている。隔壁部材92は、空間形成部921と、フランジ部922と、を有している。
The
空間形成部921は、翼高さ方向D1と直交する断面において、背側面701側が開口するように凹状に窪んでいる。フランジ部922は、翼高さ方向D1と直交する断面において、空間形成部921の両端から背側面701と平行に延びている。
The
収容溝部93は、中実の翼本体7Bの背側面701から垂直に窪む角溝である。収容溝部93は、背側面701よりも外側に向かって突出しない状態で空間形成蓋部90及び隔壁部材92を収容可能とされている。収容溝部93は、実施形態の第一溝部781aよりも深く形成されている。
The
空間形成溝部94は、隔壁部材92とともに、断熱空間77Bを形成する溝である。空間形成溝部94は、収容溝部93よりも小さな断面形状をなして、収容溝部93の内面のうち、背側面701と平行な内面から垂直に窪む角溝である。本実施形態の空間形成溝部94は、翼高さ方向D1と直交する断面において、翼弦方向D2の長さが収容溝部93よりも短く形成されている。空間形成溝部94には、空間形成部921と間隔を空けることが可能な深さで形成されている。
The space forming
空間形成蓋部90は、収容溝部93の開口を閉塞している。空間形成蓋部90は、収容溝部93に各壁部材とともに収容されている。空間形成蓋部90は、隔壁部材92よりも背側面701側に配置され、収容溝部93内で隙間なく嵌まり込んでいる。空間形成蓋部90は、隔壁部材92と同じ板厚で形成され、翼高さ方向D1に延びる板状部材である。空間形成蓋部90は、収容溝部93に嵌まり込んだ状態で、その断面形状における空間形成溝部94側に、隔壁部材92の空間形成部921の開口を閉塞する平面である空間形成部閉塞面901が形成されている。
The space forming
また、翼本体7Bは、吸込口74Aと、ドレン流路75Bと、連通路76Aと、隔壁部材92と、断熱空間77Bと、加熱部78Bと、を有している。
Further, the blade
ドレン流路75Bは、翼高さ方向D1に延びる円形の貫通孔である。ドレン流路75Bは、例えば、ドリル加工を施すことで形成されている。
The
第二変形例の断熱空間77Bは、背側面701から窪む溝によって形成される空間である。断熱空間77Bは、空間形成溝部94と空間形成部921との間に形成されている。具体的には、断熱空間77Bは、空間形成溝部94の内面と、空間形成部921の腹側面702側を向く面との間に形成されている。
The
第二変形例の加熱部78Bの高温蒸気流通空間79Bは、断熱空間77Bとともに背側面701から窪む溝によって形成される空間である。高温蒸気流通空間79Bは、空間形成蓋部90の腹側面702側を向く空間形成部閉塞面901と、空間形成部921の背側面701側を向く面との間に形成されている。
The high-temperature
このような第二変形例の翼本体7Bを有する静翼2であっても、実施形態と同様に、蒸気タービン100が運転状態である場合に、断熱空間77Bが真空状態となる。この状態で、加熱部78Bが背側面701を加熱することで、加熱部78Bで生じた熱は断熱空間77Bによって断熱されて、腹側面702には伝わらない。そのため、加熱部78Bで生じた熱を効果的に利用して、翼面70の任意の箇所である背側面701を効率良く加熱することができる。
Even in the
《第三変形例》
次に、図12を参照して本実施形態の第三変形例の翼本体7Cについて説明する。
第三変形例においては、実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第三変形例の翼本体7Cでは、高温蒸気流通空間79C内の構造が実施形態と相違する。
<< Third variant >>
Next, the
In the third modification, the same components as those in the embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the
第三変形例の翼本体7Cでは、図12に示すように、加熱部78Cが複数の突出部95を有している。突出部95は、高温蒸気流通空間79Cを形成する面から突出している。突出部95は、翼高さ方向D1から見た際に、高温蒸気流通空間79Cを閉塞するように翼高さ方向D1と交差する方向に互い違いに延びている。本実施形態では、突出部95は、翼高さ方向D1と直交する方向に延びるように蓋部782の溝部閉塞面782aから突出している。突出部95は、翼高さ方向D1から見た際に、高温蒸気流通空間79Cを閉塞するように交互に延びている。
In the
このような第三変形例の翼本体7Cを有する静翼2によれば、突出部95が翼高さ方向D1から見た際に、高温蒸気流通空間79Cを閉塞するように交互に延びている。そのため、高温蒸気流通空間79C内における高温蒸気の流通する流路長さが長くなる。これにより、高温蒸気を高温蒸気流通空間79C内により長い時間留まらせることができる。したがって、高温蒸気の熱エネルギーを効率的に利用して背側面701を加熱することができる。
According to the
《第四変形例》
次に、図13を参照して本実施形態の第四変形例の翼本体7Dについて説明する。
第四変形例においては、実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第四変形例の翼本体7Dでは、高温蒸気流通空間79D内の構造が実施形態と相違する。
<< Fourth variant example >>
Next, the
In the fourth modification, the same components as those in the embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the
第四変形例の翼本体7Dでは、図13に示すように、高温蒸気流通空間79Dは、実施形態や第三変形例と異なり、翼高さ方向D1の一方の端部が開口され、他方の端部が閉塞されている。具体的には、第四変形例の高温蒸気流通空間79Dは、翼本体7Dと外側シュラウド22のみを貫通するように形成されている。高温蒸気流通空間79Dには、蒸気タービン100が運転状態である場合に、高温蒸気流通空間79Dが形成された翼本体7Dが配置された主流路C1の位置よりも上流側を流れる主蒸気Sが、高温蒸気として、外側シュラウド22側から供給される。高温蒸気流通空間79Dに供給された主蒸気Sは、外側シュラウド22側から主流路C1に戻される。
In the
また、加熱部78Dが、区画部96を有している。区画部96は、翼高さ方向D1に仕切り、かつ、翼高さ方向D1の他方のみで連通するよう高温蒸気流通空間79Dの内部を区画している。本実施形態の区画部96は、高温蒸気流通空間79Dを形成する面から突出している。区画部96は、平板状をなすように翼高さ方向D1に延びて突出している。本実施形態では、区画部96は、蓋部782の溝部閉塞面782aから突出している。本実施形態の区画部96によって、高温蒸気流通空間79D内には、外側シュラウド22側の後縁部7b側から主蒸気Sを流入させるとともに、内側シュラウド21側で主蒸気Sの流通方向を反転させ、外側シュラウド22側の前縁部7a側から主蒸気Sを流出させる流路が形成されている。
Further, the
このような第四変形例の翼本体7Dを有する静翼2によれば、高温蒸気流通空間79D内における高温蒸気の流通する流路長さが長くなる。これにより、高温蒸気を高温蒸気流通空間79D内により長い時間留まらせることができる。したがって、高温蒸気の熱エネルギーを効率的に利用して背側面701を加熱することができる。
According to the
《第五変形例》
次に、図14を参照して本実施形態の第五変形例について説明する。
第五変形例においては、実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第五変形例の表面積増加部91Eの構成が実施形態と相違する。
<< Fifth variant example >>
Next, a fifth modification of the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the fifth modification, the same components as those in the embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The configuration of the surface
第五変形例では、蓋部782Eに表面積増加部91Eとして複数のフィン97が形成されている。フィン97は、蓋部782Eよりも熱伝導性の高い材料で形成されている。フィン97は、翼高さ方向D1に長い矩形平板状をなしている。複数のフィン97は、互いに間隔を空けて溝部閉塞面782aから突出している。
In the fifth modification, a plurality of
このような第五変形例の蓋部782Eを有する静翼2によれば、フィン97によって溝部閉塞面782aの表面積が増加する。これにより、高温蒸気流通空間79を流れる主蒸気Sの熱が効率良く翼本体7に伝わる。特に、高温蒸気流通空間79を形成する面の中でも背側面701に最も近い溝部閉塞面782aでの熱伝導性が向上し、高温蒸気流通空間79を流れる主蒸気Sの熱エネルギーを効率良く利用して、背側面701を加熱することができる。
According to the
《第六変形例》
次に、図15を参照して本実施形態の第六変形例について説明する。
第六変形例においては、実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第六変形例は、蓋部782Fに連通孔98が形成されている。
<< Sixth variant >>
Next, a sixth modification of the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the sixth modification, the same components as those in the embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this sixth modification, a
第六変形例では、加熱部78Fは、高温蒸気流通空間79を形成する面と背側面701とを連通させる複数の連通孔98を有している。本実施形態の連通孔98は、蓋部782Fに形成されている。連通孔98は、溝部閉塞面782aで開口するように蓋部782Fを貫通している。連通孔98は、例えば、円形状の貫通孔である。複数の連通孔98は、千鳥格子状に形成されている。
In the sixth modification, the
このような第五変形例の蓋部782Fを有する静翼2によれば、高温蒸気流通空間79を流通する主蒸気Sが連通孔98を介して背側面701に噴出する。その結果、連通孔98から噴出した高温の主蒸気Sが背側面701に沿って流れ、背側面701が直接加熱される。これにより、高温蒸気流通空間79を流れる主蒸気Sの熱エネルギーを効率良く利用して、背側面701を加熱することができる。また、背側面701の近くを流れる主蒸気Sを加熱することで、背側面701の凝結を防止することができる。
According to the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations thereof in each embodiment are examples, and the configurations may be added or omitted within a range not deviating from the gist of the present invention. , Replacements, and other changes are possible. Further, the present invention is not limited to the embodiments, but only to the scope of claims.
なお、加熱部78は、本実施形態のように加熱手段として高温蒸気を利用する構成に限定されるものではない。例えば、加熱部78は、ヒータを有していてもよい。具体的には、高温蒸気流通空間79として形成された空間内に高温蒸気を流通させるのではなく、電気的に加熱可能なヒータを配置してもよい。
The
また、加熱部78は、実施形態のように背側面701を加熱する構造に限定されるものではない。加熱部78は、腹側面702を加熱する構造とされていてもよい。腹側面702を加熱する場合には、加熱部78は、例えば、腹側板材72の内部で腹側面702と断熱空間77との間に形成されていてもよい。
Further, the
また、断熱空間形成面84は、実施形態のように曲げ工程S32で形成されることに限定されるものではない。断熱空間形成面84は、ドレン流路形成面82と同様に、除去工程S31で背側板材71の背側板材内側面71a及び腹側板材72の腹側板材内側面72aから窪むように削って形成されてもよい。
Further, the heat insulating
また、加熱部78及び断熱空間77は、翼高さ方向D1の全域にわたって形成されていることに限定されるものではない。加熱部78F及び断熱空間77は、翼高さ方向D1において特にドレンが付着しやすい領域のみに形成されていてもよい。
Further, the
また、吸込口74は、翼高さ方向D1に連続した形状で形成されていることに限定されるものではない。吸込口74は、複数の連通路76に繋がれていれば、翼高さ方向D1に不連続なスリットとして形成されていてもよい。
Further, the
また、吸込口74が、翼高さ方向D1の全域にわたって形成されていることに限定されるものではない。吸込口74は、翼面70の先端部側の一部の領域のみに形成されていてもよい。
Further, the
また、吸込口74は、腹側面702のみに形成されることに限定されるものではない。したがって、吸込口74は、背側面701に形成されていてもよい。
Further, the
また、ドレン流路形成面82は、実施形態のように背側板材71の背側板材内側面71a及び腹側板材72の腹側板材内側面72aの両方から窪むように形成されることに限定されるものではない。ドレン流路形成面82は、背側板材71の背側板材内側面71a及び腹側板材72の腹側板材内側面72aのいずれか一方のみから窪むように形成されていてもよい。
Further, the drain flow
また、ドレン流路形成面82は、実施形態のように除去工程S31で形成されることに限定されるものではない。例えば、ドレン流路形成面82は、断熱空間形成面84と同様に、曲げ工程S32で形成されてもよい。
Further, the drain flow
100…蒸気タービン S…主蒸気 Ac…軸線 Da…軸方向 Dc…周方向 Dr…径方向 1…ケーシング1…蒸気入口 12…蒸気出口 2…静翼 3…ロータ 5…ロータ軸 6…動翼 4…軸受部 41…ジャーナル軸受 42…スラスト軸受 7、7A、7B、7C、7D…翼本体 D1…翼高さ方向 D2…翼弦方向 D3…翼厚方向 70…翼面 701…背側面 702…腹側面 7a…前縁部 7b…後縁部 71…背側板材 71a…背側板材内側面 72…腹側板材 72a…腹側板材内側面 73…溶接部 74、74A…吸込口 75、75A、75B…ドレン流路 76、76A…連通路 77、77A、77B…断熱空間 78、78B、78C、78D、78E、78F…加熱部 781…溝部 781a…第一溝部 781b…第二溝部 782、782E、782F…蓋部 782a…溝部閉塞面 782b…蓋部外側面 91、91E…表面積増加部 79、79B、79C、79D…高温蒸気流通空間 80、80A…仕切部 25…スロート部 25a…スロート位置 81…吸込口形成面 81a…吸込口背側形成面 82…ドレン流路形成面 82a…ドレン流路背側形成面 82b…ドレン流路腹側形成面 83…連通路形成面 83a…連通路背側形成面 83b…連通路腹側形成面 84…断熱空間形成面 84a…断熱空間背側形成面 84b…断熱空間腹側形成面 88…外側表面積増加部 21…内側シュラウド 22…外側シュラウド C1…主流路 S1…蒸気タービン翼の製造方法 S2…準備工程 S3…加工工程 S31…除去工程 S32…曲げ工程 S4…溶接工程 92…隔壁部材 921…空間形成部 922…フランジ部 93…収容溝部 94…空間形成溝部 90…空間形成蓋部 95…突出部 96…区画部 97…フィン 98…連通孔
100 ... Steam turbine S ... Main steam Ac ... Axial line Da ... Axial direction Dc ... Circumferential direction Dr ... Radial direction 1 ... Casing 1 ...
Claims (11)
前記翼本体は、
内部に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記腹側面及び前記背側面が曝されている外部よりも圧力が低い真空状態となる断熱空間と、
前記腹側面と前記断熱空間との間、又は前記背側面と前記断熱空間との間に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記外部の温度よりも高い温度で前記腹側面又は前記背側面を加熱可能な加熱部とを有している蒸気タービン翼。 It has an airfoil-shaped cross section in which a concave ventral side surface and a convex dorsal side surface are continuous via a leading edge portion and a trailing edge portion, and can be arranged in a main flow path through which main steam flows in a steam turbine. Equipped with a wing body
The wing body
A heat insulating space formed inside and in a vacuum state where the pressure is lower than the outside to which the ventral side surface and the dorsal side surface are exposed when the steam turbine is in an operating state.
The ventral surface or the ventilated space is formed between the ventral side surface and the heat insulating space, or between the dorsal side surface and the heat insulating space, and is formed at a temperature higher than the external temperature when the steam turbine is in an operating state. A steam turbine blade having a heating section capable of heating the dorsal surface.
前記背側面を形成している背側板材と、
前記腹側面を形成している腹側板材と、を有し、
前記加熱部は、前記背側板材又は前記腹側板材の内部に形成され、
前記断熱空間は、前記背側板材と前記腹側板材との間に形成されている請求項1に記載の蒸気タービン翼。 The wing body
The dorsal plate material forming the dorsal side surface and
With the ventral plate material forming the ventral side surface,
The heating portion is formed inside the dorsal plate material or the ventral plate material, and is formed.
The steam turbine blade according to claim 1, wherein the heat insulating space is formed between the dorsal plate material and the ventral plate material.
前記腹側面又は前記背側面で開口している吸込口と、
内部で前記翼本体の延びる翼高さ方向に延び、前記断熱空間よりも前記後縁部側に形成されているドレン流路と、
内部で前記吸込口と前記ドレン流路とを連通させている連通路とを有している請求項1又は請求項2に記載の蒸気タービン翼。 The wing body
With the suction port opened on the ventral side surface or the dorsal side surface,
A drain flow path that extends in the blade height direction of the blade body and is formed on the trailing edge side of the heat insulating space.
The steam turbine blade according to claim 1 or 2, which has a communication passage that internally communicates the suction port and the drain flow path.
前記背側面又は前記腹側面から窪む溝部と、
前記溝部の開口を閉塞する蓋部とによって形成されている請求項4に記載の蒸気タービン翼。 The high temperature steam distribution space is
A groove recessed from the dorsal surface or the ventral side surface,
The steam turbine blade according to claim 4, which is formed by a lid portion that closes the opening of the groove portion.
前記加熱部は、前記翼高さ方向に仕切り、かつ、前記翼高さ方向の他方のみで連通するよう前記高温蒸気流通空間の内部を区画する区画部を有している請求項4から請求項7のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。 In the high temperature steam flow space, one end of the blade body in the blade height direction is opened and the other end is closed.
Claim 4 to claim 4, wherein the heating portion has a partition portion that partitions the inside of the high-temperature steam flow space so as to partition in the blade height direction and communicate only with the other in the blade height direction. 7. The steam turbine blade according to any one of 7.
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