JPH03156102A - 蒸気タービングランドシール装置および外側グランドへの蒸気侵入防止方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ｉ吋夏背遣 この発明は、蒸気タービンに関し、さらに詳しく言うと
、蒸気タービン軸に連設された内側グランドと外側グラ
ンドとの間の領域に蒸気が漏れるのを防止するためのシ
ーリング装置に関するものである。

蒸気タービンは、多段の羽根部が取り付けられた軸を一
般的に含んでおり、その羽根列は、軸を回転させるため
に蒸気タービン内に導入された蒸気に対して反動する。

その軸および羽根部は蒸気を閉じ込めるケーシング即ち
シリンダー内に設けられている。軸が出ているケーシン
グの両端部では、蒸気がケーシングから漏出するのを防
止するため、および空気がケーシング内に侵入するのを
防止するために、軸に隣接してシールが設けられている
。軸に隣接したそのシールは、時々ラビリンスシールと
呼ばれており、またグランドとして呼ばれる構造部材に
支持されている。内側グランドは、ケーシングと軸との
間、および内部の蒸気環境と外部の雰囲気との間の最初
の介在部を提供している。外側グランドは別のラビリン
スシールを支持し、また雰囲気に対して最終の介在部を
提供している。

内側グランドはタービン軸の主要部分を取り囲んだケー
シングの隣接端部から半径方向に常に間隔を置いて位置
している。もっとも、内側グランドと外側グランドとは
、はぼ１８０°程度の円周方向に延びた二つの弧状部で
形成されており、タービン軸に据え付けられるときに、
共にボルトで締め付けられる。ボルト締めされる箇所で
、両グランドは自由に回転しないようにケーシングに取
り付けられている。内側グランドの残余部分に渡って、
内側グランドとケーシングとの間の空間をタービンの内
部から隔離する環状のシールリングが設けられている。

ある高圧（ＨＰ）蒸気タービンでは、過熱蒸気はケーシ
ングの開口部を通って内側グランドとケーシングとの間
の空間に入れられ、その後内側グランドの開口部を通っ
てタービン軸に隣接した内側グランドの領域に入れられ
る。このケーシング端部壁の蒸気は、ケーシング端部壁
を加熱することによって水平継手の歪みをできるだけ小
さくするのを常としている。この加熱蒸気をケーシング
端部壁と内側グランド領域とに閉じ込め、また加熱蒸気
を外側グランド領域内部に侵入させないようにすること
が望まれる。

ケーシング端部壁の蒸気をケーシング端部壁および内側
グランドに閉じ込めるために、内側グランとケーシング
との間に両者の空間の外側方向に沿って環状フィンガー
シールが設けられている。

この環状フィンガーシールはケーシング端部壁と内側グ
ランドとに対向して形成された一対の溝に位置している
。このフィンガーシールは過熱蒸気の凝縮により腐食し
、内側グランドと外側グランドとの間の領域内に望まし
くない蒸気の侵入が起こりがちであることがわがっな、
従って、フィガーシールを通った過熱蒸気の漏れが内側
グランドと外側グランドとの間の頭載内部に侵入するこ
とを防止するための装置および方法を提供することが望
まれる。

発明の概要 この発明は、少なくとも一つのケーシングとこのケーシ
ングを通って延びた軸とを有する蒸気タービンに用いら
れる蒸気タービングランドシール設備に組み込まれた装
置と方法として示されている。軸に取り付けられた羽根
を運転するために蒸気が前記ケーシング内に入れられて
、軸の回転が生じる。内側グランドと外側グランドとは
軸の少なくとも一端部に設けられている。蒸気がその軸
に沿った流れによりケーシングから漏れることを防止す
るために、内側グランドおよび外側グランドのそれぞれ
が軸に隣接したラビリンスシールを支持して、軸はケー
シングを出ている。内側グランドはケーシング内の開口
部内部に支持されている。軸はこのケーシングを出てお
り、また外側グランドは開口部を取り囲むケーシングの
外側表面に取り付けられている。内側グランドの円筒形
状の外側表面は、開口部を取り囲むケーシングの内側表
面と同軸上で、かつケーシングの内側表面から半径方向
に間隔を置いて位置している。嘘な、環状のフィンガー
シールは、ケーシングと内側グランドとの間に位置決め
されており、内側グランドとケーシングとの間の空間か
ら外側グランドに蒸気が漏れるのを防止している。さら
に、この装置は、タービン軸を取り囲み、かつ内側グラ
ンドの外側表面に密接に取り付けられた内側半径部、お
よび外側半径部を有する環状のシール板を含んでいる。

この外側半径部は、内側取付部から片持梁状に突き出て
おり、また外側グランドがケーシングに取り付けられる
ときに、外側グランドの軸線方向の内側表面に接触する
ように延びている。

外側グランドは環状のシール板に偏った圧力を及ぼして
、内側グランドと外側グランドとの間で確実なシールを
行う、この環状のシール板は、二つの部分弧状部として
形成されている。この弧状部は、接合端部で溶接により
内側グランドに取り付けられた後、弧状部のそれぞれの
端部で互いに接合し、弧状部の一端部が他端部に接合さ
れる。外側グランドはケーシングに取り付けられたとき
に弧状部に隣接する環状の屑状部を有しており、環状の
シール板は環状の屑状部に沿って外側グランドに接触す
る。この環状のシール板は好ましくはステンレス鋼から
形成されている。

この　ｌの　　ｔ＝Ｉ 第１図において、ケーシングであるシリンダーの上半部
が取り除がれな蒸気タービン１ｏの高圧段の一形態の略
図が示されている。蒸気タービンはタービン軸１４を支
持している下半分のケーシング１２を含んでいる。複数
個の羽根段１６は、タービン軸１４に取り付けられてお
り、ケーシングに導入された蒸気に対し反動してタービ
ン軸１４を回転させる。ケーシング１２の両端部ではケ
ーシング１２の開口部２１内に内側グランド１８と外側
グランド２ｏとが置かれている。グランド１８．２０は
ケーシング１２の内側からタービン軸１４に沿って蒸気
が漏れるのを防ぐ複数個のラビリンスシールを支持して
いる。

第２図は原子力設備に用いられた単シリンダーＨＰター
ビンのグランド領域の部分断面図である。

そのグランド領域はタービン軸１４の軸１１２２の周り
で対称的であり、グランド領域の上手部だけが示されて
いる、さらに、この図では内側グランド１８だけが示さ
れている。内側グランド１８は一体の内側グランドリン
グ２４、即ちケーシング１２の軸線方向内側に間隔を置
いて位Ｗした蒸気流案内部を含んでいる。タービン軸１
４に沿って延びた内側グランドの部分２６には清２８が
形成されており、この講２８は、複数個の対応するラビ
リンスタイプのシール３０を特に受け入れるようになっ
ている。シール３０は、タービン軸】４の表面に密接に
位置しており、またタービン軸に沿っての蒸気漏れを封
じる。火消３２は、ケーシング１２からｔ径方向内側に
延びた舌状部３４を受け入れるために、グランドの部分
２６の外周に形成されている。環状のシールリング３６
は、舌状部３４の軸線方向内側の側面に設けられており
、また舌状部上および大清３２の内側面上にそれぞれ形
成されて対向した講３８，４０にはめ込まれている。環
状のフィンガーシール４２は舌状部３４の軸線方向外側
の側面と大溝３２の隣接側面との間にはめこまれている
。このフィンガーシール４２は舌状部３４に必ずしも当
接せず、内側グランド１８およびケーシング１２にそれ
ぞれ形成された一対の対向した渭４４，４Ｂの適所でそ
れぞれ保持されている。

ケーシング端部壁４８の温度を維持して、水平継手の歪
みをできるだけ小さくするために、端部壁４８に開口部
５０が形成されており、またこの開口部５０はケーシン
グ１２、内側グランド１８、シールリング３６およびフ
ィンガシール４２間に画成された空間５２につながって
いる。過熱蒸気はタービン蒸気配管（図示せず）から開
口部５０につながっている。他の開口部５４が内側グラ
ンド１８およびタービン軸１４の隣接部を加熱するため
に形成されている。ケーシング端部壁４８および内側グ
ランド１８のそれぞれの一つだけの開口部だけが示され
ているが、加熱を一定にするため、内側グランド領域に
蒸気をむらのないように割り当てるために、複数個の開
口部が設けられていることが理解されるであろう。

第３図は第２図のフィンガーシール領域の拡大図であり
、フィンガーシール４２が適所にどのように保持されて
いるかをより良く示している。フィンガーシール４２の
半径方向に延びた外側部５６は拡大しており、渭４６内
に押し込められている。フィンガーシール４２は金属シ
ール、好適にはステンレス鋼であり、またさらなる密閉
が溝４６の面での渭６０に押し込められた高熱コーキン
グ５８により行わている。このフィンガーシール４２の
ｍｓに関してでさえも、高温蒸気からの凝縮液の腐食性
により、フィンガーシール４２を取り囲む支持ｎ４造物
が腐食され、蒸気の漏れがフィンガーシールの周りがら
起こるということが知られていた。

第４図によると、内側グランド領域での蒸気漏れを最小
にするためにこの発明に従ったシール装置が示されてい
る。この装置では、付加シール６２即ち環状のシール板
６２が内側グランド１８と外側グランドとの間に位置決
めされている。シール板６２は高いぼね定数を有するス
テンレス鋼であることが望ましい、シール板６２は、シ
ール板６２の内側の開口部を取り囲む複数本のボルト６
４により内側グランド１８の外側表面に取り付けられて
いる。シール板６２の半径方向の外側部分は取付点がら
片持梁状に突き出ており、また外側グランド２０の内側
表面上の内側層状部６６によって接触されるように位置
決めされている。外側グランド２０は複数本のボルト６
８を用いてケーシング１２の外側表面に取り付けられて
いる。外側グランド２０は、タービン軸１４と外側グラ
ンドとの境界面では、内側グランド１８と実質的に類似
しており、その境界面ではラビリンスシール７０を含ん
でいる。シール板６２の形状は、外側グランド２０がケ
ーシング１２に対して据え付けられる前に、シール板が
肩状部６６に当接するようになっている。このことは、
ボルト６８が締め付けられるときには、外側グランド２
０が液漏れなくシール板６２と当接した状態で引き寄せ
られることを可能にする。−形層として、シール板６２
は肩状部６６に当接するために外側方向に指向され、が
っ円周方向に延びたフランジ７２を含んでいる。

全てのシールおよび両グランドは実質的に環状の−様な
形状であり、断面図はそれらの円周全体における部材の
姿、形を代表的に示していることは認識されるであろう
、もっとも、それらの部材は、１８０°に二分割された
組立用部分品として形成され、タービンに組み立てられ
るときに溶接あるいは他の手段によって接合されるよう
にしてもよい０例えば、シール板６２は二つの部分品に
好ましくは形成され、内側グランド１８に取り付けた後
に、互いに溶接される。

この発明は、好適であると今考えられる実施例で記載さ
れたが、他の改造および変更は当業者には明らかである
。それゆえに、この発明は図示した実施例に限定されず
、クレームの十分な精神と範囲内とで判断されるべきで
ある。

４、図面のｆ！？ｉ　’？’−な説明 第１図は、タービン軸と、内側グランドおよび外側グラ
ンドの位置とを示す蒸気タービン高圧部分の略図、第２
１１Ｊはタービン軸と平行な蒸気タービンのグランド領
域の部分断面図、第３図はフィンガーシールを示す第２
図の領域の部分拡大図、第４図はこの発明のシール設備
を示す第２図と同様の部分断面図である。

図において、１０は蒸気タービン、１２はケーシング、
１４はタービン軸、１６は羽根段、１８は内側グランド
、２０は外側グランド、２１は開口部、３０はシール、
３６はシールリング、４２はフィンガーシール、５０は
開口部、５２は空間、６２はシール板、６６は内側肩状
部、７０はラビリンスシールである。

ＦＩＧ、２゜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一つのケーシングと前記ケーシングを
   通って延びるタービン軸とを有し、蒸気が前記ケーシン
   グ内に入れられて、前記タービン軸を回転させるために
   前記タービン軸に取り付けられた羽根を運転する蒸気タ
   ービンに用いられるための蒸気タービングランドシール
   装置であって、前記ケーシングを出る前記タービン軸の
   少なくとも一端部に設けられた内側グランドと外側グラ
   ンドとを含み、 前記内側グランドと前記外側グランドとのそれぞれは前
   記タービン軸に隣接したシールを支持して、前記蒸気が
   前記タービン軸に沿って流れることにより前記ケーシン
   グから漏れるのを防止し、前記内側グランドは、前記タ
   ービン軸が前記ケーシングを出る前記ケーシング内の開
   口部内部に支持され、また前記外側グランドは前記開口
   部を取り囲む前記ケーシングの外側表面に取り付けられ
   、 前記内側グランドの外側円筒形状の表面は前記開口部を
   取り囲む前記ケーシングの内側表面と同軸線上でかつ半
   径方向に間隔をおいて位置しており、 環状のフィンガーシールは、前記ケーシングと前記内側
   グランドとの間に位置して、前記内側グランドと前記ケ
   ーシングとの間の空間から前記外側グランドへの蒸気漏
   れを防止する 蒸気タービングランドシール装置において、さらに、前
   記タービン軸を取り囲みまた前記内側グランドの外側表
   面にシール状態に取り付けられた内側半径部を有する環
   状シール板を含み、前記環状シール板の外側半径部は、
   前記内側半径部から片持ち梁状に突き出ているとともに
   、前記外側グランドが前記ケーシングに取り付けられた
   ときに、前記外側グランドの軸線方向内側の表面と接触
   するように延びており、 前記外側グランドは、前記環状シール板に偏った圧力を
   及ぼして前記内側グランドと前記外側グランドとの間を
   確実にシールする、 蒸気タービングランドシール装置。
2. （２）蒸気タービンのタービン軸に接近した複数個のラ
   ビリンスシールを含む内側グランドと、前記タービン軸
   を取り囲むケーシングであって、前記内側グランドを前
   記ケーシングにつなぐシールリングを有するケーシング
   と、 前記内側グランドと前記ケーシングとの間に前記シール
   リングから離れて置かれ前記シールリングとの間で閉鎖
   空間を画成する環状のフィンガーシールと、 前記ケーシングの外側方向を通る前記蒸気タービン軸の
   部分に隣接してラビリンスシール領域を有し、前記ケー
   シングの外側表面に取り付けられている外側グランドと
   を含み、 蒸気流入開口部は、前記ケーシング内に形成されている
   とともに、前記内側グランドと前記ケーシングとの間の
   空間につながっており、前記蒸気流入開口部からの蒸気
   を前記フィンガーシールが受け止める、 蒸気タービンにおいて、 前記外側グランドの前記ラビリンスシール領域に蒸気が
   侵入することを防止する方法であって、前記蒸気タービ
   ン軸を取り囲む内孔を有するとともに前記内側グランド
   に当接する環状シール板を、前記内側グランドと前記外
   側グランドとの間に位置決めする工程と、 前記環状シール板の外側環状部が取付部から半径方向外
   側に片持ち梁状に突き出されて、前記環状シール板を前
   記タービン軸に接近した前記内側グランドに取り付ける
   工程と、 画成された前記閉鎖空間から前記外側グランドの前記ラ
   ビリンスシール領域に蒸気が流れるのを前記環状シール
   板が阻止するように、内側肩状部が前記環状シール板の
   前記外側環状部に当接して、前記外側グランドを前記ケ
   ーシングに取り付ける工程とを備えた、 外側グランドへの蒸気侵入防止方法。