JPH01300002A - 蒸気タービンノズル装置 - Google Patents
蒸気タービンノズル装置Info
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- JPH01300002A JPH01300002A JP12505788A JP12505788A JPH01300002A JP H01300002 A JPH01300002 A JP H01300002A JP 12505788 A JP12505788 A JP 12505788A JP 12505788 A JP12505788 A JP 12505788A JP H01300002 A JPH01300002 A JP H01300002A
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- steam
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- heating pipe
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 3
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は火力タービンおよび原子力タービン段落中の水
滴により発生する羽根の侵食を防止するための蒸気ター
ビン羽根侵食防止を可能とする蒸気タービンノズル装置
に関する。
滴により発生する羽根の侵食を防止するための蒸気ター
ビン羽根侵食防止を可能とする蒸気タービンノズル装置
に関する。
（従来の技術）
一般に火力タービンの低圧部および原子力タービンの作
動流体は水滴を含む湿り蒸気である。その蒸気中の水滴
の速度は主流蒸気に比べて非常に小さい。その為、周速
の高い羽根先端部は、水滴の衝突によって侵食が起こる
。又１羽根の回転エネルギーは、水滴が羽根に衝突する
際のブレーキ損失によって減少することになる。この弊
害を克服するために数多くの羽根侵食防止装置が提案さ
れ、又、実用化される。
動流体は水滴を含む湿り蒸気である。その蒸気中の水滴
の速度は主流蒸気に比べて非常に小さい。その為、周速
の高い羽根先端部は、水滴の衝突によって侵食が起こる
。又１羽根の回転エネルギーは、水滴が羽根に衝突する
際のブレーキ損失によって減少することになる。この弊
害を克服するために数多くの羽根侵食防止装置が提案さ
れ、又、実用化される。
従来の羽根侵食防止装置の一例について第８図および第
９図を用いて説明する。第８図は従来のタービン段落構
造を示す断面図である６ケーシング１で固定されたノズ
ルダイアフラム２に通路部を形成するノズル３があり、
ケーシング１と同心で回転するホイール４に取付けられ
通路部を形成する羽根５から成るタービン段落において
、水滴を含む湿り蒸気は、実線矢示のようにノズル３か
ら羽根５へと膨張し、下流に流れる。又１通路部内の大
きな水滴は、破線矢示のように羽根５の遠心力で外周側
に吹き飛ばされる。
９図を用いて説明する。第８図は従来のタービン段落構
造を示す断面図である６ケーシング１で固定されたノズ
ルダイアフラム２に通路部を形成するノズル３があり、
ケーシング１と同心で回転するホイール４に取付けられ
通路部を形成する羽根５から成るタービン段落において
、水滴を含む湿り蒸気は、実線矢示のようにノズル３か
ら羽根５へと膨張し、下流に流れる。又１通路部内の大
きな水滴は、破線矢示のように羽根５の遠心力で外周側
に吹き飛ばされる。
羽根５で飛散した水滴は、ノズルダイアフラム２に！！
したドレンキャッチャ−６によって回収されるが、回収
率が小さい為に後流段落のノズル７および羽根１１の先
端部に残留の水滴が流れ込みやすい。その為、更に、残
留水滴を除去する目的で、第９図に示すようにノズル７
の翼内部を中空にし、翼表面に複数の回収孔８ａ、 ８
ｂを設けてノズル通路中の湿り蒸気を吸込むと同時に水
滴を回収する方法がある（例えば、特公昭４９−９５２
２号）。
したドレンキャッチャ−６によって回収されるが、回収
率が小さい為に後流段落のノズル７および羽根１１の先
端部に残留の水滴が流れ込みやすい。その為、更に、残
留水滴を除去する目的で、第９図に示すようにノズル７
の翼内部を中空にし、翼表面に複数の回収孔８ａ、 ８
ｂを設けてノズル通路中の湿り蒸気を吸込むと同時に水
滴を回収する方法がある（例えば、特公昭４９−９５２
２号）。
（発明が解決しようとする課Ｍ）
上記方法では、第９図に示すノズル通路中の水滴の流れ
で説明すると回収孔８ａ、 ８ｂにおいて水滴を回収し
てもノズル７背側の回収孔８ｂから後流端までの翼面に
通路中の水滴がさらに付着することになり、ノズル後流
端に蓄積し、大きな粒となって羽根１１に直撃する。し
たがって、後流にある羽根１１は侵食されやすい。
で説明すると回収孔８ａ、 ８ｂにおいて水滴を回収し
てもノズル７背側の回収孔８ｂから後流端までの翼面に
通路中の水滴がさらに付着することになり、ノズル後流
端に蓄積し、大きな粒となって羽根１１に直撃する。し
たがって、後流にある羽根１１は侵食されやすい。
さらに、ノズル通路部から流出した水滴は主流蒸気速度
よりかなり小さい速度となる為にブレーキ損失による回
転エネルギーの減少が起こる。
よりかなり小さい速度となる為にブレーキ損失による回
転エネルギーの減少が起こる。
本発明の目的は、ノズル後流の羽根へ流入する水滴を減
少させると同時にノズル後流端より飛散する水滴を加速
することによって、侵食および衝突エネルギー損失を防
止することができる蒸気タービン羽根侵食防止装置を提
供することにある。
少させると同時にノズル後流端より飛散する水滴を加速
することによって、侵食および衝突エネルギー損失を防
止することができる蒸気タービン羽根侵食防止装置を提
供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明による蒸気タービンノズル装置は、軸流多段蒸気
タービンの周方向に配列されその外側に蒸気流路を形成
する複数のノズルを有する蒸気タービンノズル装置であ
って、各ノズルは、中空構造であって、外側の蒸気中の
水滴を取り込む水滴回収孔および内側の蒸気を排出する
蒸気排出口を有し、またノズルの内部には外部蒸気より
も高温度の蒸気が流通する加熱用管が配設されているこ
とを特徴とするものである。
タービンの周方向に配列されその外側に蒸気流路を形成
する複数のノズルを有する蒸気タービンノズル装置であ
って、各ノズルは、中空構造であって、外側の蒸気中の
水滴を取り込む水滴回収孔および内側の蒸気を排出する
蒸気排出口を有し、またノズルの内部には外部蒸気より
も高温度の蒸気が流通する加熱用管が配設されているこ
とを特徴とするものである。
また）様においては、軸流多段蒸気タービンの周方向に
配列されその外側に蒸気流路を形成する複数のノズルを
有する蒸気タービンノズル装置であって、各ノズルは、
中空であって、外側の蒸気中の水滴を取り込む水滴回収
孔を有し、またノズルの内部には水滴を吸引する水滴吸
込管が配設されており、この水滴吸込管内はノズルの外
側よりも低い圧力に維持されていることを特徴とするも
のである。
配列されその外側に蒸気流路を形成する複数のノズルを
有する蒸気タービンノズル装置であって、各ノズルは、
中空であって、外側の蒸気中の水滴を取り込む水滴回収
孔を有し、またノズルの内部には水滴を吸引する水滴吸
込管が配設されており、この水滴吸込管内はノズルの外
側よりも低い圧力に維持されていることを特徴とするも
のである。
（作用）
本発明による蒸気タービンノズル装置においては、ノズ
ル前流側の翼面に付着した水滴を水滴回収孔でノズル翼
内へ回収し蒸発させ、再び後流側の蒸気噴出孔から高速
で噴射させるか、または系外へ排出する。この機能によ
って、羽根の侵食および衝突エネルギー損失を防止する
ことができる。
ル前流側の翼面に付着した水滴を水滴回収孔でノズル翼
内へ回収し蒸発させ、再び後流側の蒸気噴出孔から高速
で噴射させるか、または系外へ排出する。この機能によ
って、羽根の侵食および衝突エネルギー損失を防止する
ことができる。
（実施例）
以下に本発明について図面に示す実施例で説明する。ま
ず１本発明による蒸気タービンノズル装置を備えた第１
図の実施例において、湿り蒸気が通る段落のノズル９を
中空構造とする。その中に熱伝導率の高い材質の加熱用
管１０を翼長方向に沿って設置する。ノズル中空部は、
ノズル９と加熱用管１０の間に水滴捕集室２２を形成さ
せる。ノズル翼表面の前流側に水滴回収孔１２を設は水
滴捕集室２２を連通させる。ここで回収された水滴は、
加熱用管１０で加熱された後、後流側の蒸気噴出孔１３
より高速噴射する。
ず１本発明による蒸気タービンノズル装置を備えた第１
図の実施例において、湿り蒸気が通る段落のノズル９を
中空構造とする。その中に熱伝導率の高い材質の加熱用
管１０を翼長方向に沿って設置する。ノズル中空部は、
ノズル９と加熱用管１０の間に水滴捕集室２２を形成さ
せる。ノズル翼表面の前流側に水滴回収孔１２を設は水
滴捕集室２２を連通させる。ここで回収された水滴は、
加熱用管１０で加熱された後、後流側の蒸気噴出孔１３
より高速噴射する。
第２図において、高温蒸気は、まず、ノズル９の上半の
外輪にある上半外輪蒸気室１４へ導かれ、加熱用管１０
を通過して、水滴捕集室２２内の水滴を蒸発させ、上半
内輪蒸気室１５へ流れる。その後、更に、ノズル９の下
半の下半内輪蒸気室１７へ導かれ加熱用管ｌＯを通り下
半外輪蒸気室１６より外部へ排出される。
外輪にある上半外輪蒸気室１４へ導かれ、加熱用管１０
を通過して、水滴捕集室２２内の水滴を蒸発させ、上半
内輪蒸気室１５へ流れる。その後、更に、ノズル９の下
半の下半内輪蒸気室１７へ導かれ加熱用管ｌＯを通り下
半外輪蒸気室１６より外部へ排出される。
ノズル９の出口湿り度の変化を監視するため、第１図に
示す制御系統と計測機器により蒸気条件をコントロール
する機能を有す、ノズル９の出口部に圧力計とカロリー
メータ（図示Ｐ、Ｈ）を設置して湿り度を求める。この
値の変化に対し、前記の加熱用高温蒸気量を制御弁１８
によって調整することが可能である。
示す制御系統と計測機器により蒸気条件をコントロール
する機能を有す、ノズル９の出口部に圧力計とカロリー
メータ（図示Ｐ、Ｈ）を設置して湿り度を求める。この
値の変化に対し、前記の加熱用高温蒸気量を制御弁１８
によって調整することが可能である。
第２図のＡ部に示す上半内輪蒸気室１５と下半内輪蒸気
室１７との連通部分は、第３図に示した詳細図の通り、
ノズルダイアフラム１９の上半、下半の水牛継手面に伸
縮継手管２０を挟み込み、ノズルダイアフラム１９が圧
力差や熱によって変形し継手面が開口しても蒸気漏れが
発生しない機能を有するものである。
室１７との連通部分は、第３図に示した詳細図の通り、
ノズルダイアフラム１９の上半、下半の水牛継手面に伸
縮継手管２０を挟み込み、ノズルダイアフラム１９が圧
力差や熱によって変形し継手面が開口しても蒸気漏れが
発生しない機能を有するものである。
第４図および第５図はノズル９の構造を示しており、第
４図では翼長方向に加熱用管１０．水滴回収孔１２．蒸
気噴出孔１３の位置、形状を示す。又、第５図は、ノズ
ル断面で水滴および蒸気の流れを示している。ノズル翼
前流側の水滴回収孔１２で水滴捕集室２２へ回収した水
滴は、加熱用管１０に付着して蒸発し、後流側にある蒸
気噴出孔１３より高速で噴射する。
４図では翼長方向に加熱用管１０．水滴回収孔１２．蒸
気噴出孔１３の位置、形状を示す。又、第５図は、ノズ
ル断面で水滴および蒸気の流れを示している。ノズル翼
前流側の水滴回収孔１２で水滴捕集室２２へ回収した水
滴は、加熱用管１０に付着して蒸発し、後流側にある蒸
気噴出孔１３より高速で噴射する。
第６図は、タービン段落の出口湿り度分布を示しており
、従来、羽根出口の先端部で高い湿り度であったが、本
発明の羽根侵食防止装置を採用することで湿り度が低く
なり、羽根の侵食量が低減されることが明らかである。
、従来、羽根出口の先端部で高い湿り度であったが、本
発明の羽根侵食防止装置を採用することで湿り度が低く
なり、羽根の侵食量が低減されることが明らかである。
第７図は、本発明の変形例である。ノズル９を中空構造
とし内部に翼長方向に沿って水滴吸込管２０をＲ１！す
る。翼表面の水滴を水滴回収孔１２で水滴捕集室２２へ
回収後、水滴吸込管２０に設けた吸込み孔２１で水滴の
み吸込み外部へ排出される。水滴捕集室２２の蒸気は、
大きな水滴が排除されノズル後流から高速噴射する。こ
の構造は前述と同一の作用を有するものである。
とし内部に翼長方向に沿って水滴吸込管２０をＲ１！す
る。翼表面の水滴を水滴回収孔１２で水滴捕集室２２へ
回収後、水滴吸込管２０に設けた吸込み孔２１で水滴の
み吸込み外部へ排出される。水滴捕集室２２の蒸気は、
大きな水滴が排除されノズル後流から高速噴射する。こ
の構造は前述と同一の作用を有するものである。
以上で述べた通り１本発明においては、ノズルを中空構
造にし、内部に、水滴加熱用管又は水滴吸込管を設置す
ることでノズル翼表面の水滴を除去し、羽根へ流入する
水滴を減少させるため、羽根先端部の侵食および水滴の
衝突による回転エネルギー損失が低減でき、信頼性の高
い優れたタービンとなる。
造にし、内部に、水滴加熱用管又は水滴吸込管を設置す
ることでノズル翼表面の水滴を除去し、羽根へ流入する
水滴を減少させるため、羽根先端部の侵食および水滴の
衝突による回転エネルギー損失が低減でき、信頼性の高
い優れたタービンとなる。
第１図は本発明に係る蒸気タービンノズル装置の実施例
を示す断面図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、第
３図は第２図Ａ部拡大図、第４図は第１図のノズルの傾
祖国、第５図は第４図のノズルの横断面図、第６図は本
発明および従来の蒸気タービンの羽根出口の蒸気湿り度
分布図、第７図は本発明に係る他の実施例のノズルの横
断面図、第８図は従来のタービン段落を示す縦断面図、
第９図は従来のタービンノズルの横断面図である。 １・・・ケーシング ２．１９・・・ノズルダイアフラム ３．７，９・・・ノズル ４・・・ホイール５．１１
・・・羽根 ６・・・ドレンキャッチャ−８ａ、
８ｂ・・・回収孔 １０・・・加熱用管１２・・・
水滴回収孔 １３・・・蒸気噴出孔１４、１５．１
６．１７・・・蒸気室 １８・・・制御弁２０・・・
水滴吸込管 ２１・・・吸込み孔２２・・・水滴捕
集室 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 （側周’＆） 舎 ２、＋ 第１図 第２図 第５図 ↓ 第４図 第６ｒ１！Ｊ
を示す断面図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、第
３図は第２図Ａ部拡大図、第４図は第１図のノズルの傾
祖国、第５図は第４図のノズルの横断面図、第６図は本
発明および従来の蒸気タービンの羽根出口の蒸気湿り度
分布図、第７図は本発明に係る他の実施例のノズルの横
断面図、第８図は従来のタービン段落を示す縦断面図、
第９図は従来のタービンノズルの横断面図である。 １・・・ケーシング ２．１９・・・ノズルダイアフラム ３．７，９・・・ノズル ４・・・ホイール５．１１
・・・羽根 ６・・・ドレンキャッチャ−８ａ、
８ｂ・・・回収孔 １０・・・加熱用管１２・・・
水滴回収孔 １３・・・蒸気噴出孔１４、１５．１
６．１７・・・蒸気室 １８・・・制御弁２０・・・
水滴吸込管 ２１・・・吸込み孔２２・・・水滴捕
集室 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 （側周’＆） 舎 ２、＋ 第１図 第２図 第５図 ↓ 第４図 第６ｒ１！Ｊ
Claims (3)
- （１）軸流多段蒸気タービンの周方向に配列されその外
側に蒸気流路を形成する複数のノズルを有する蒸気ター
ビンノズル装置において、各ノズルは、中空構造であっ
て、外側の蒸気中の水滴を取り込む水滴回収孔および内
側の蒸気を排出する蒸気排出口を有し、またノズルの内
部には外部蒸気よりも高温度の蒸気が流通する加熱用管
が配設されていることを特徴とする蒸気タービンノズル
装置。 - （２）複数のノズルは鉛直面内に配設され、これらのう
ちほぼ上半分のノズルの外周部は上半外輪蒸気室に、上
記ノズルの内周部は上半内輪蒸気室にそれぞれ接続され
、他のノズルの外周部は下半外輪蒸気室に、上記他のノ
ズルの内周部は下半内輪蒸気室にそれぞれ接続され、上
記高温度の蒸気が、上半外輪蒸気室から、上記ほぼ上半
分のノズルの内部の加熱用管、上半内輪蒸気室、下半内
輪蒸気室、上記他のノズルの内部の加熱用管および下半
外輪蒸気室をこの順に通るように流路が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービンノズル装
置。 - （３）軸流多段蒸気タービンの周方向に配列されその外
側に蒸気流路を形成する複数のノズルを有する蒸気ター
ビンノズル装置において、各ノズルは、中空であって、
外側の蒸気中の水滴を取り込む水滴回収孔を有し、また
ノズルの内部には水滴を吸引する水滴吸込管が配設され
ており、この水滴吸込管内はノズルの外側よりも低い圧
力に維持されていることを特徴とする蒸気タービンノズ
ル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12505788A JPH01300002A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 蒸気タービンノズル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12505788A JPH01300002A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 蒸気タービンノズル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01300002A true JPH01300002A (ja) | 1989-12-04 |
Family
ID=14900754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12505788A Pending JPH01300002A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 蒸気タービンノズル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01300002A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000065319A (ko) * | 1999-04-01 | 2000-11-15 | 윤영석 | 발전소용 증기터빈 고정익 |
| GB2415231A (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-21 | Gen Electric | Internal profile of a turbine nozzle airfoil |
| KR100916354B1 (ko) * | 2009-02-27 | 2009-09-11 | 한국기계연구원 | 터빈날개 및 이를 이용한 터빈 |
| JP2011021506A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Ihi Corp | ガスタービンエンジン |
| WO2012132826A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 三菱重工業株式会社 | 低圧蒸気タービン |
| WO2015198853A1 (ja) * | 2014-06-27 | 2015-12-30 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 静翼ユニット及び蒸気タービン |
-
1988
- 1988-05-24 JP JP12505788A patent/JPH01300002A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000065319A (ko) * | 1999-04-01 | 2000-11-15 | 윤영석 | 발전소용 증기터빈 고정익 |
| GB2415231A (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-21 | Gen Electric | Internal profile of a turbine nozzle airfoil |
| GB2415231B (en) * | 2004-05-26 | 2008-08-06 | Gen Electric | Internal core profile for a turbine nozzle airfoil |
| KR100916354B1 (ko) * | 2009-02-27 | 2009-09-11 | 한국기계연구원 | 터빈날개 및 이를 이용한 터빈 |
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| WO2012132826A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 三菱重工業株式会社 | 低圧蒸気タービン |
| JP2012215104A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 低圧蒸気タービン |
| CN103282606A (zh) * | 2011-03-31 | 2013-09-04 | 三菱重工业株式会社 | 低压蒸汽轮机 |
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| US8684667B2 (en) | 2011-03-31 | 2014-04-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Low pressure steam turbine |
| WO2015198853A1 (ja) * | 2014-06-27 | 2015-12-30 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 静翼ユニット及び蒸気タービン |
| US10267150B2 (en) | 2014-06-27 | 2019-04-23 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Vane unit and steam turbine |
| DE112015002981B4 (de) * | 2014-06-27 | 2020-12-03 | Mitsubishi Power, Ltd. | Schaufeleinheit und Dampfturbine |
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