JPH03294603A - Water drop removing device for steam turbine nozzle - Google Patents

Water drop removing device for steam turbine nozzle

Info

Publication number
JPH03294603A
JPH03294603A JP9722090A JP9722090A JPH03294603A JP H03294603 A JPH03294603 A JP H03294603A JP 9722090 A JP9722090 A JP 9722090A JP 9722090 A JP9722090 A JP 9722090A JP H03294603 A JPH03294603 A JP H03294603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
hollow chamber
steam
water droplets
outer ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9722090A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2723334B2 (en
Inventor
Noriaki Kitaguchi
北口 典昭
Taro Sakamoto
太郎 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9722090A priority Critical patent/JP2723334B2/en
Publication of JPH03294603A publication Critical patent/JPH03294603A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2723334B2 publication Critical patent/JP2723334B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve suction ability for water drop on nozzles by drillingly providing suction openings of slitting on the surface of nozzles, and providing a cooling device to cool steam flowing in the nozzles through the suction openings. CONSTITUTION:Hollow chambers of nozzles 1a, 1b formed into hollow shapes are communicated into nozzle inner rings 5a, 5b and nozzle outer rings 6a, 6b. Slitlike suction opening holes (a) are formed on the surface of respective nozzles. A cooling pipe 15 is arranged in the upper half nozzle inner ring 12b and the lower half nozzle outer ring 6a. By cooling condensation of steam, pressure difference between the inside and the outside of the hollow chambers can be sufficiently insured. In this way, suction ability for water drop can be improved.

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、湿り域で作動される蒸気タービンノズルの水
滴除去装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a water droplet removal device for a steam turbine nozzle operated in a humid region.

(従来の技術) 一般に、湿り域で作動される蒸気タービンにおいては、
蒸気通路部で発生し生長した比較的小さな水滴が羽根(
動翼)の回転の遠心力によってノズル(静翼)のチップ
部付近に飛ばされ、大部分がノズル表面を伝わりノズル
後縁から粗大水滴となって吹きちぎられ、この吹きちぎ
られた粗大水滴が高速回転の羽根に衝突することにより
その羽根にエロージョンが発生することが知られている
(Prior art) Generally, in a steam turbine operated in a humid region,
Relatively small water droplets generated and grown in the steam passage are formed on the blades (
The centrifugal force of the rotating rotor blades causes the water to be blown to the vicinity of the tip of the nozzle (static vane), and most of it travels along the nozzle surface and is blown off from the trailing edge of the nozzle as coarse water droplets. It is known that erosion occurs in a high-speed rotating blade when the blade collides with the blade.

また、上記水滴は、羽根の表面に沿って滑らかに流入せ
ず、羽根の背側に衝突して制動力として働き、タービン
の性能の低下をもたらすこともある。
Furthermore, the water droplets do not flow smoothly along the surface of the blade, but collide with the back side of the blade and act as a braking force, which may result in a decrease in the performance of the turbine.

すなイ〕ち、蒸気の湿り度が小さく水濶径が非常に小さ
い場合には、殆どの水滴流は蒸気流とともにノズル間の
ノズル通路部を通過し、ノズル通過後においてもその水
滴径が比較的小さいので羽根のエロージョンには殆ど影
響を及はさないが、湿り度が大きい場合には、第6図に
示すように、蒸気流Bはノズル1の通路部でその形状に
沿って転向するのに対し、径の大きくなった水滴Aは慣
性力のため転向できず、ノズル腹面2に衝突しそこに捕
集される。捕集された水滴はノズル腹面2を伝ってノズ
ル後縁3へ流出し、その後縁3に溜った水はそこから粗
大水滴となって吹きちぎられ、羽根に衝突し羽根に二ロ
ーションを発生させる。
In other words, when the wetness of the steam is low and the water droplet diameter is very small, most of the water droplet flow passes through the nozzle passage between the nozzles together with the steam flow, and even after passing through the nozzles, the droplet diameter remains small. Since it is relatively small, it has little effect on blade erosion, but if the humidity is high, the steam flow B will be diverted along the shape of the passage in the nozzle 1, as shown in Figure 6. On the other hand, the water droplets A, which have increased in diameter, cannot be deflected due to inertia, collide with the ventral surface 2 of the nozzle, and are collected there. The collected water droplets flow along the ventral surface 2 of the nozzle to the rear edge 3 of the nozzle, and the water accumulated on the trailing edge 3 is blown off from there as coarse water droplets, which collide with the blades and generate two lotions on the blades. .

湿り度がさらに大きくなった場合には、第7図に示すよ
うに、蒸気流Bは上述と同様に軸方向に沿って流入する
か、水滴Aはノスル背面4に直接衝突するように流入す
る。このような水滴流Aの流入方向の変化は、水滴径が
非常に大きくなると、前段羽根での水滴と蒸気との出口
相対速度が大きく異なってくるために生じる。すなわち
湿り度が大きく蒸気中の水滴径が大きくなると、第8図
に示すように、水滴の羽根出口相対速度W′は蒸気の羽
根出口相対速度Wよりも小さくなる、周速Uは水滴も蒸
気も等しいので、水滴の羽根出口絶対速度C′は、蒸気
の羽根出口絶対速度Cに対して大きく変化し、このため
水滴流は第7図に示されるように、ノズル背面4に衝突
し捕集される。しかして、このノズル背面4に捕集され
た水滴もノズル後縁3から粗大水滴となって吹きちぎら
れて羽根に衝突し、これを浸食する。
If the humidity becomes even greater, as shown in FIG. 7, the steam flow B will flow along the axial direction as described above, or the water droplets A will flow so as to directly collide with the nostle back surface 4. . Such a change in the inflow direction of the water droplet flow A occurs because when the diameter of the water droplets becomes very large, the exit relative speeds of the water droplets and the steam at the front stage vane become significantly different. In other words, when the humidity is high and the diameter of water droplets in steam becomes large, as shown in Fig. 8, the relative speed W' of water droplets at the blade exit becomes smaller than the relative speed W of steam at the blade exit. are equal, the absolute velocity C' of the water droplet at the blade exit changes greatly with respect to the absolute velocity C of the steam at the blade exit, and as a result, the water droplet flow collides with the nozzle back surface 4 and is collected, as shown in FIG. be done. The water droplets collected on the nozzle back surface 4 are also blown off from the nozzle trailing edge 3 as coarse water droplets, collide with the blades, and erode them.

また、ノズル後縁3から吹きちぎられた粗大水滴は、羽
根に衝突することにより羽根の回転を妨げるため、ター
ビンの性能の低下を引き起す。
Further, the coarse water droplets blown off from the nozzle trailing edge 3 impede the rotation of the blades by colliding with them, causing a decline in the performance of the turbine.

第9図は、上記粗大水滴によるエロージョンおよびター
ビンの性能の低下を防止するようにしたノズル構造を示
す図であって、中空状に形成されたノズル1の腹面およ
び背面にスリット状の吸込開孔aが穿設されている。ま
た、中空状の各ノズル1は中空状のノズル内輪5および
ノズル外輪6にそれぞれ連通されており、ノズル外輪6
に復水器等の低圧部に通ずる配管が接続されている。
FIG. 9 is a diagram showing a nozzle structure designed to prevent erosion caused by the coarse water droplets and deterioration of turbine performance, in which slit-shaped suction openings are formed on the ventral surface and the back surface of the nozzle 1 formed in a hollow shape. A is drilled. Further, each hollow nozzle 1 communicates with a hollow nozzle inner ring 5 and a nozzle outer ring 6, respectively.
A pipe leading to a low pressure part such as a condenser is connected to the pipe.

しかして、ノズル腹面2を伝わった水滴は腹側の吸込開
口aから、またノズル背面4を伝わった水滴は背側の吸
込開口aから各々ノズル1の空所内に吸込まれ、ここか
らノズル外輪6を通り復水器等の低圧部へ排出され、ノ
ズル1の表面に伝わる水滴の除去か行なわれる。
The water droplets that have passed along the ventral surface 2 of the nozzle are sucked into the cavity of the nozzle 1 through the suction opening a on the ventral side, and the water droplets that have transmitted the back surface 4 of the nozzle are sucked into the cavity of the nozzle 1 through the suction opening a on the dorsal side. The water is discharged to a low-pressure part such as a condenser, and water droplets transmitted to the surface of the nozzle 1 are removed.

第10図は、ノズル部を模式化して示したものであって
、図中符号1. 5. 6は第9図と同一部位を模式化
し、かつ車軸に対して直角方向に見たもので、中空部お
よび水滴の排出経路をわかり易く示したものである。
FIG. 10 schematically shows the nozzle section, and the reference numeral 1. 5. 6 schematically shows the same part as in FIG. 9, viewed in a direction perpendicular to the axle, and clearly shows the hollow part and the water droplet discharge route.

ところで、第10図に示すように、ノズル部は組立・分
解が容易に行なえるように、上平と下半に分れるように
二分割されている。ノズル1はそれぞれ筒型をしており
、全周に多数設置されているが、第10図では下半2個
上半2個づつを示す。
By the way, as shown in FIG. 10, the nozzle part is divided into two halves, an upper half and a lower half, for easy assembly and disassembly. Each of the nozzles 1 has a cylindrical shape, and a large number of nozzles are installed around the circumference, and FIG. 10 shows two in the lower half and two in the upper half.

なお、図中ノズル部の上半部および下半部の両者に位置
するもので、下半部に位置するものにはサフィックスa
を、また上半部に位置するものにはサフィックスbを付
ける。
In addition, the parts located in both the upper and lower halves of the nozzle part in the figure are indicated by the suffix a for those located in the lower half.
, and the suffix b is added to those located in the upper half.

そこで、まず下半のノズル1aの吸込開孔aからノズル
内の中空室7a内に吸込まれた水滴は、その重力によっ
て貫通孔8aを経てノズル外輪6aの中空室9a内に流
入する。そして、上記ノズル外輪6aの中空室9aに流
入した水滴は外部排出孔10を経て復水器等の低圧部に
排出される。
Therefore, first, water droplets sucked into the hollow chamber 7a in the nozzle from the suction opening a of the lower half nozzle 1a flow into the hollow chamber 9a of the nozzle outer ring 6a through the through hole 8a due to its gravity. The water droplets that have flowed into the hollow chamber 9a of the nozzle outer ring 6a are discharged to a low pressure section such as a condenser through an external discharge hole 10.

一方、上半のノズル1bの吸込開孔aからノズル内の中
空室7b内に吸込まれた水滴は、その重力によって貫通
孔1.1. bを通ってノズル内輪5bの中空室12b
内に流入し、ノズル内輪の上下半の分割面に設けられた
内輪連結管13を経て、ノズル内輪の下半中空室12a
に流入する。そして、下半のノズルla内に設けられた
内外輪連結路14を通って外輪中空室9aに至り、外部
排出孔10を通って低圧部に排出される。
On the other hand, the water droplets sucked into the hollow chamber 7b in the nozzle from the suction opening a of the upper half nozzle 1b are drawn into the through hole 1.1 by gravity. b through the hollow chamber 12b of the nozzle inner ring 5b.
It flows into the lower half hollow chamber 12a of the nozzle inner ring through the inner ring connecting pipe 13 provided on the dividing surface of the upper and lower halves of the nozzle inner ring.
flows into. Then, it passes through the inner and outer ring connecting passage 14 provided in the lower half nozzle la, reaches the outer ring hollow chamber 9a, and is discharged to the low pressure section through the external discharge hole 10.

(発明が解決しようとする課題) ところが、近年では、昼夜間、平日休日、季節等の電力
需要の変動に応じた経済的な発電プラントの運転が要求
されるようになっており、蒸気タービンでも従来の定圧
運転に代えて変圧運転のものが採用されるようになって
いる。したがって、上述のようなノズルに穿設された吸
込開孔の開口幅が固定している蒸気タービンで変圧運転
を行なう場合には、負荷状態によっては最適な水滴の吸
込みが行なわれないという問題がある。
(Problem to be solved by the invention) However, in recent years, there has been a demand for economical operation of power generation plants that corresponds to fluctuations in power demand such as day and night, weekdays and holidays, and seasons. In place of the conventional constant pressure operation, variable pressure operation is now being adopted. Therefore, when performing variable pressure operation with a steam turbine in which the opening width of the suction hole formed in the nozzle is fixed as described above, there is a problem that water droplets may not be sucked in optimally depending on the load condition. be.

すなわち、中空状のノズルの腹面および背面にスリット
状の吸込開孔を穿設し、ノズル表面に付着した水滴を捕
集する場合、水滴および水滴と同時に随伴されて吸込ま
れた蒸気(以下随伴蒸気という)は、前述の如き経路を
通って復水器等へ排出される。
In other words, when slit-shaped suction holes are formed on the ventral and back surfaces of a hollow nozzle to collect water droplets adhering to the nozzle surface, water droplets and the vapor that is entrained and inhaled at the same time as the water droplets (hereinafter referred to as entrained vapor) ) is discharged to a condenser or the like through the path described above.

第11図は、上記水滴および随伴蒸気の流路を構成する
各要素における力を説明する図であり、ノズルの中空室
7a、7bから復水器等へ至る経路の管路抵抗により、
上記ノズルの中空室7a。
FIG. 11 is a diagram illustrating the forces in each element constituting the flow path of the water droplets and accompanying steam.
Hollow chamber 7a of the nozzle.

7bの圧力は復水器内等の圧力より高くなるが、この復
水器等内の低圧によって、ノズル蒸気通路部とノズル中
空室との間に差圧が発生し、ノズル表面の水滴および随
伴蒸気を吸込むことが可能となる。
The pressure at 7b is higher than the pressure inside the condenser, etc., but due to the low pressure inside the condenser, a differential pressure is generated between the nozzle steam passage and the nozzle hollow chamber, and the water droplets on the nozzle surface and the accompanying It is possible to inhale steam.

また、ノズル中空室から復水器等へ至る経路の流路面積
は、各ノズルに穿設されたスリット状の吸込開孔の開口
面積の合計よりも大きく設定されているため、ノズル中
空室7a、7bの圧力はノズル表面の圧力に殆ど影響さ
れず、復水器等の圧力とノズル外輪6から復水器等へ至
る経路の管路抵抗により決定される。そして、復水器等
の圧力は蒸気タービンの負荷によっては殆ど変化しない
ので、ノズル中空室の圧力はほぼ一定に保たれる。
In addition, since the flow path area of the path from the nozzle hollow chamber to the condenser etc. is set larger than the total opening area of the slit-shaped suction holes bored in each nozzle, the nozzle hollow chamber 7a , 7b is hardly affected by the pressure on the nozzle surface, and is determined by the pressure of the condenser etc. and the resistance of the pipe line from the nozzle outer ring 6 to the condenser etc. Since the pressure in the condenser and the like hardly changes depending on the load on the steam turbine, the pressure in the nozzle cavity is kept almost constant.

そこで、ノズル表面のノズル中空室内との差圧をΔPと
し、ノズル中空室内の圧力をPlnsln用蒸気通路部
の圧力をPoutとすると、次の式か成り立つ。
Therefore, if the pressure difference between the nozzle surface and the nozzle hollow chamber is ΔP, and the pressure inside the nozzle hollow chamber is Pout, the pressure in the Plnsln steam passage section is set as Pout.

ΔP=PouL  −Pin       −(1)と
ころが、前述の如くノズル中空室内の圧力Pinはほぼ
一定に保たれるので、ノズル蒸気通路部の圧力Pout
が一定ならば、ノズル表面とノズル中空室との差圧ΔP
は(1)式より一定に保たれる。
ΔP=PouL −Pin −(1) However, as mentioned above, since the pressure Pin in the nozzle hollow chamber is kept almost constant, the pressure Pout in the nozzle steam passage
If is constant, the differential pressure ΔP between the nozzle surface and the nozzle hollow chamber
is kept constant from equation (1).

しかるに、変圧運転により蒸気条件が変化すると、以下
のような問題が生じる。
However, when the steam conditions change due to variable pressure operation, the following problems arise.

すなわち、第12図は縦軸にエンタルピ、横軸にエント
ロピをとり、ノズルの蒸気通路部の蒸気条件を示したも
のであって、点E1、点E2がタビンの負荷を変化させ
た場合のノズルの蒸気通路部の蒸気条件を表わしている
。今定格負荷時の条件を第12図に示す点E1の蒸気条
件として、タービンの負荷が小さくなると、ノズルの蒸
気通路部の蒸気条件は点E2となる。そして、ノズル蒸
気通路部の圧力p outは小さくなりP2となる。
That is, FIG. 12 shows the steam conditions in the steam passage section of the nozzle, with enthalpy on the vertical axis and entropy on the horizontal axis, where points E1 and E2 represent the nozzle when the load on the turbine is changed. represents the steam conditions in the steam passage section. Assuming that the conditions at the current rated load are the steam conditions at point E1 shown in FIG. 12, when the load on the turbine decreases, the steam condition at the steam passage section of the nozzle becomes point E2. Then, the pressure p out in the nozzle steam passage decreases to P2.

しかして、(1)式よりノズル中空室内外の差圧ΔPは
小さくなる。
Therefore, from equation (1), the differential pressure ΔP between the inside and outside of the nozzle hollow becomes small.

したがって、十分な水滴の吸込みか行なわれず、水滴の
一部は吸込開口aより吸込まれることなくノズル壁面を
伝わって後縁に到達し、この後縁で溜った水はそこから
粗大水滴となって吹きちぎられ、羽根に衝突し羽根のエ
ロージョンを発生する可能性がある。
Therefore, only enough water droplets are sucked in, and some of the water droplets travel along the nozzle wall surface and reach the trailing edge without being sucked in through the suction opening a, and the water that collects at this trailing edge becomes coarse water droplets from there. The blade may be blown off and collide with the blade, causing blade erosion.

また、前述の如き水滴の排出構造においては、下半ノズ
ル1aの吸込開孔aから下半部に設けられている外部排
出孔]0に至る通路と、上半ノズル1bの吸込開孔aか
ら同じ外部排出孔10に至る通路では、後者の方が通路
が複雑でより多くの圧力損失を受けるので、下半部のノ
ズル内に水滴を吸込む能力と下半部のノズル内に水滴を
吸込む能力とが異なり、上半の方が水滴の吸込み能力が
劣る状態になりやすい。したがって、上平でノズルに付
着した水滴の一部か、ノズル内に吸込まれずにノズル後
縁から振り切られて羽根に衝突し、エロージョンを生じ
たり、性能を低下させたりする等の問題がある。
In addition, in the water droplet discharge structure as described above, there is a passage from the suction aperture a of the lower half nozzle 1a to the external discharge hole]0 provided in the lower half, and a passage from the suction aperture a of the upper half nozzle 1b. In the passage leading to the same external discharge hole 10, the latter has a more complicated passage and suffers more pressure loss, so the ability to suck water droplets into the nozzle in the lower half and the ability to suck water droplets into the nozzle in the lower half are different. Unlike this, the upper half tends to have a poor ability to absorb water droplets. Therefore, some of the water droplets attached to the nozzle on the upper surface may not be sucked into the nozzle, but may be shaken off from the trailing edge of the nozzle and collide with the blades, causing problems such as causing erosion and reducing performance. .

本発明はこのような点に鑑み、上下半のノズルの水滴吸
込み能力をほぼ均等にするとともに、タビン負荷に応じ
た吸込み能力を有するようにした蒸気タービンノズル水
滴除去装置を得ることを目的とする。
In view of the above, an object of the present invention is to provide a steam turbine nozzle water droplet removing device that has approximately equal water droplet suction capacity of the upper and lower nozzles and has a suction capacity that corresponds to the turbine load. .

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は、ノズル内部にノズル内輪およびノズル外輪に
連通ずる中空室を形成し、ノズル表面にスリット状の吸
込開孔を穿設するとともに、上記ノズル内輪内、ノズル
外輪内およびノズル中空室内の少なくとも1つに、上記
吸込開孔を経てノズル内に流入した蒸気を冷却する冷却
装置を設けたことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention forms a hollow chamber inside a nozzle that communicates with a nozzle inner ring and a nozzle outer ring, and provides a slit-shaped suction opening on the nozzle surface. The present invention is characterized in that a cooling device is provided in at least one of the nozzle outer ring and the nozzle hollow chamber to cool the steam that has flowed into the nozzle through the suction opening.

(作 用) ノズル表面に穿設されたスリット状の吸込開孔からノズ
ル中空室内に水滴とともに流入した随伴蒸気は、冷却装
置によって冷却凝縮される。したがって、上記ノズル中
空室内の圧力が低下して、ノズル中空室内外差圧が大き
くなり、十分な水滴の吸込みが行なわれ、水滴の羽根へ
の衝突によるエロージョンの発生およびタービンの性能
の低下か効果的に防止される。
(Function) The accompanying steam that flows into the nozzle hollow chamber along with water droplets from the slit-shaped suction opening bored on the nozzle surface is cooled and condensed by the cooling device. Therefore, the pressure inside the nozzle hollow chamber decreases, the pressure difference between the inside and outside of the nozzle hollow increases, and sufficient water droplets are sucked in, causing erosion due to the collision of water droplets with the blades and deterioration of turbine performance. is prevented.

また、冷却装置の設置によってノズル内輪中空室とノズ
ル外輪中空室内の圧力をほぼ同じにでき、管路抵抗の差
が無視できるようになり、ノズル内への水滴の吸込み能
力を上下半部とも均等とさせることもできる。
In addition, by installing a cooling device, the pressure in the nozzle inner ring hollow chamber and the nozzle outer ring hollow chamber can be made almost the same, making the difference in pipe resistance negligible, and the ability to suck water droplets into the nozzle is equalized in both the upper and lower halves. It is also possible to do this.

(実施例) 以下、第1図乃至第4図を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。なお、図中第10図と同一部分について
は同一ね号を付しその詳細な説明は省略する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. Note that the same parts in the figure as in FIG. 10 are given the same numbers, and detailed explanation thereof will be omitted.

第1図において、中空状に形成されたノズルla、lb
の中空室がノズル内輪5a、5bおよびノズル外輪6a
、6b内に連通されるとともに、上記各ノズル表面にス
リット状の吸込開孔aが形成されている点では従来のも
のと全く同一である。
In FIG. 1, nozzles la and lb are formed in a hollow shape.
The hollow chambers are formed by the nozzle inner rings 5a, 5b and the nozzle outer ring 6a.
, 6b, and is completely the same as the conventional one in that slit-shaped suction holes a are formed on the surface of each nozzle.

ところで、本実施例においては上半ノズル内輪12b内
および下半ノズル外輪6a内に冷却管]5が配設されて
いる。
By the way, in this embodiment, cooling pipes 5 are disposed within the upper half nozzle inner ring 12b and the lower half nozzle outer ring 6a.

すなわち、上記冷却管]5は、ノズル部の下半外部より
下半ノズル外輪6aの中空室9a内に入り、そこから上
半ノズル外輪6bの中空室9b内に上がり、さらに蒸気
通路部を横断し、上半ノズル内輪5bの中空室12b内
に挿入されている。
That is, the cooling pipe] 5 enters the hollow chamber 9a of the lower half nozzle outer ring 6a from the lower half outside of the nozzle part, rises from there into the hollow chamber 9b of the upper half nozzle outer ring 6b, and further crosses the steam passage section. It is inserted into the hollow chamber 12b of the upper nozzle inner ring 5b.

そして、上記上半ノズル内輪5bの中空室12b内を半
周した冷却管は、同様の経路で下半ノズル外輪6aの中
空室9aに戻り、タービン外に出るように構成しである
。上記冷却管15には図示しないフィンが設けられてお
り、その冷却管15内には冷却水等の冷却媒体が流通せ
しめられている。
The cooling pipe that has made a half-circle inside the hollow chamber 12b of the upper half nozzle inner ring 5b returns to the hollow chamber 9a of the lower half nozzle outer ring 6a through the same route, and exits to the outside of the turbine. The cooling pipe 15 is provided with fins (not shown), and a cooling medium such as cooling water flows through the cooling pipe 15.

しかして、上半部のノズル1bの吸込開孔aから吸込ま
れた水滴および随伴蒸気は、ノズル1b内の中空室7b
を経て上半ノズル内輪5bの中空室12bに入り、そこ
で上記随伴蒸気が冷却管15内を流れる冷却媒体と熱交
換して直ちに凝縮1 2 される。そして、その凝縮水と水滴とは重力によって上
半ノズル内輪5bの中空室12bの下方へ落下し、内輪
連絡管13を通って下半ノズル内輪中空室12aから内
外輪連結路14を経て下半ノズル外輪6aの中空室9a
に入り、下半部の水と合流して外部排出孔10から、通
常ノズル外輪と復水器等の間をしゃ断し溜った水滴のみ
を排出する図示しないドレントラップ弁を介してタービ
ン外に排出される。
Therefore, the water droplets and accompanying steam sucked through the suction opening a of the nozzle 1b in the upper half are transferred to the hollow chamber 7b inside the nozzle 1b.
The vapor then enters the hollow chamber 12b of the inner ring 5b of the upper half nozzle, where the accompanying vapor exchanges heat with the cooling medium flowing in the cooling pipe 15 and is immediately condensed 1 2 . Then, the condensed water and water droplets fall under the hollow chamber 12b of the inner ring 5b of the upper half nozzle due to gravity, pass through the inner ring communication pipe 13, go from the hollow chamber 12a of the lower half nozzle inner ring, and pass through the inner and outer ring connecting path 14 to the lower half. Hollow chamber 9a of nozzle outer ring 6a
The water enters the water, joins with the water in the lower half, and is discharged from the external discharge hole 10 to the outside of the turbine via a drain trap valve (not shown) that normally shuts off the space between the nozzle outer ring and the condenser, etc., and discharges only the accumulated water droplets. be done.

また、下半部のノズル1aの吸込開孔aから吸込まれた
水滴および随伴蒸気は、ノズル1aの中空室7aを経て
下半ノズル外輪6aの中空室9aに入り、ここで上半部
におけると同様に、随伴蒸気が冷却管15内の冷却媒体
により冷却凝縮され、水滴とともに外部排出孔10から
排出される。
In addition, water droplets and accompanying steam sucked from the suction opening a of the nozzle 1a in the lower half pass through the hollow chamber 7a of the nozzle 1a and enter the hollow chamber 9a of the lower half nozzle outer ring 6a, where they enter the hollow chamber 9a of the lower half nozzle outer ring 6a. Similarly, the accompanying steam is cooled and condensed by the cooling medium in the cooling pipe 15, and is discharged from the external discharge hole 10 together with water droplets.

このように水滴とともにノズルla、lbの中空室7a
、7b内に流入した随伴蒸気が、上半ノズル内輪5bお
よび下半ノズル外輪6a内で凝縮されるため、上半ノズ
ル内輪5bの中空室12bおよび下半ノズル外輪6aの
中空室9aはともに真空に近い圧力に保たれる。したが
って、これらと連通している各ノズルの中空室7a、7
b内も上記ノズル内輪およびノズル外輪の中空室12b
In this way, the hollow chambers 7a of the nozzles la and lb together with water droplets
, 7b is condensed in the upper half nozzle inner ring 5b and the lower half nozzle outer ring 6a, so the hollow chamber 12b of the upper half nozzle inner ring 5b and the hollow chamber 9a of the lower half nozzle outer ring 6a are both in a vacuum. The pressure is maintained close to . Therefore, the hollow chambers 7a, 7 of each nozzle communicating with these
Inside b is also the hollow chamber 12b of the nozzle inner ring and nozzle outer ring.
.

9aと近い低圧に保たれ、ノズルの中空室内外の差圧か
大きくなり(第11図)、ノズル表面に付着した水滴は
効率よくノズル内部に吸込まれる。
The pressure is maintained at a low pressure close to 9a, and the differential pressure between the inside and outside of the nozzle increases (FIG. 11), and water droplets adhering to the nozzle surface are efficiently sucked into the nozzle.

しかも、ノズル内輪中空室とノズル外輪中空室とがとも
に強制冷却されるため、上半部と下半部との間に圧力差
がなく、従来のような管路抵抗の影響が全くなくなり、
上手部および下半部間に水滴の吸込み能力の違いが生ず
るようなことがない。
Moreover, since both the nozzle inner ring hollow chamber and the nozzle outer ring hollow chamber are forcedly cooled, there is no pressure difference between the upper and lower halves, and the influence of conduit resistance unlike in the past is completely eliminated.
There is no difference in water droplet suction ability between the upper part and the lower part.

さらに、凝縮した随伴蒸気はその体積を著しく減するの
で、内輪連絡管13や内外輪連結路14は水を通過させ
るに足る面積が確保できればよく、直径の小さなノズル
に対しても本機構が採用可能であり、設計の自由度が大
きくなる。
Furthermore, since condensed accompanying steam significantly reduces its volume, the inner ring connecting pipe 13 and the outer ring connecting path 14 only need to have an area sufficient to allow water to pass through, and this mechanism can be adopted even for small diameter nozzles. It is possible, and the degree of freedom in design increases.

なお、上記実施例においては上下に1本の冷却管を挿通
したものを示したが、上下別々の冷却管としてもよい。
In the above embodiment, one cooling pipe is inserted into the upper and lower parts, but separate upper and lower cooling pipes may be used.

第2図は本発明の他の実施例を示す図であり、各ノズル
の中空室内にも冷却管が挿通されている。
FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the present invention, in which a cooling pipe is also inserted into the hollow chamber of each nozzle.

すなわち、上半ノズル外輪6bの中空室9b内および上
半ノズル内輪5bの中空室12b内にそれぞれ周方向に
延びる冷却管15bか配設され、内外の冷却管15bか
ノズル1a内を貫通する冷却管15b1によって連絡さ
れている。また、下半ノズル外輪6aの中空室9a内お
よび下半ノズル内輪5aの中空室12a内に設けられた
冷却管15 aも、ノズル1a内を貫通する冷却管]5
a1によって連絡されている。
That is, cooling pipes 15b extending in the circumferential direction are provided in the hollow chamber 9b of the upper half nozzle outer ring 6b and the hollow chamber 12b of the upper half nozzle inner ring 5b, respectively, and the cooling pipes 15b extending in the circumferential direction penetrate the inside of the nozzle 1a. They are communicated by pipe 15b1. In addition, the cooling pipe 15a provided in the hollow chamber 9a of the lower half nozzle outer ring 6a and the hollow chamber 12a of the lower half nozzle inner ring 5a is also a cooling pipe that penetrates the inside of the nozzle 1a]5
Contacted by a1.

しかして、上半部のノズル1bの吸込開孔aがら中空室
7b内へ流入した随伴蒸気は冷却管15b1に触れて直
ちに凝縮し、上半ノズル内輪中空室12b、内輪連絡管
13、下半ノズル内輪中空室12a1内外輪連結路14
を経て下半ノズル外輪中空室9aに入り、下半部の水と
合流して外部排出孔10から排出される。
Therefore, the accompanying steam that has flowed into the hollow chamber 7b through the suction opening a of the nozzle 1b in the upper half touches the cooling pipe 15b1 and is immediately condensed. Nozzle inner ring hollow chamber 12a1 inner and outer ring connection passage 14
The water enters the lower half nozzle outer ring hollow chamber 9a, joins with the water in the lower half, and is discharged from the external discharge hole 10.

また、下半部のノズルlaの吸込開孔aから吸入まれだ
随伴蒸気も、上手部におけると同様に冷却管15a1に
よって冷却されて水となり、下半ノズル外輪中空室9a
を通って外部排出孔10から排出される。
In addition, the accompanying steam that is sucked in through the suction opening a of the nozzle la in the lower half is also cooled by the cooling pipe 15a1 in the same way as in the upper part and becomes water, and the vapor is turned into water in the lower half nozzle outer ring hollow chamber 9a.
It passes through and is discharged from the external discharge hole 10.

このようにして、各ノズルの中空室がそれぞれ真空に近
い圧力に保たれ、ノズル位置に関係なく水滴の吸込み能
力は均一となる。
In this way, the hollow chamber of each nozzle is maintained at a pressure close to vacuum, and the water droplet suction capacity is uniform regardless of the nozzle position.

なお、この場合上半部と下半部で独立した冷却管を設け
たものを示したが、上半部と下半部の冷却管が互いに連
絡されたものとしてもよい。
In this case, although independent cooling pipes are provided in the upper and lower halves, the cooling pipes in the upper and lower halves may be connected to each other.

また、第3図は本発明のさらに他の実施例を示す図であ
って、冷却管15の代りにスプレィ管]6が設けられて
いる。すなわち、上半ノズル内輪5bの中空室12b内
にはスプレィ管16bが周方向に延設され、下半ノズル
外輪6aの中空室9a内にはスプレィ管16aが周方向
に延設されている。
Further, FIG. 3 shows still another embodiment of the present invention, in which a spray pipe 6 is provided in place of the cooling pipe 15. That is, a spray pipe 16b extends circumferentially within the hollow chamber 12b of the upper half nozzle inner ring 5b, and a spray pipe 16a extends circumferentially within the hollow chamber 9a of the lower half nozzle outer ring 6a.

しかして、各ノズル1a、lb内に吸入された随伴蒸気
は、それぞれスプレィ管16a、16bから噴出された
冷却媒体によって冷却凝縮され、前記両実施例と同様な
作用効果を奏する。
Thus, the accompanying steam sucked into each nozzle 1a, 1b is cooled and condensed by the cooling medium ejected from the spray pipes 16a, 16b, respectively, and the same effects as in the above embodiments are achieved.

第4図は本発明のさらに他の実施例を示す図で 5 6 ある。FIG. 4 is a diagram showing still another embodiment of the present invention. 6 be.

本実施例においては、ノズル蒸気通路部に蒸気通路部用
力計18と湿り度計19が設けられ、ノズル1の中空室
7内にはノズル内部圧力計20が設けられている。また
冷却管15の人口部には冷却水の流量を調整する調整弁
21が設けられており、調整弁2]にはこれを作動させ
るコントローラ22が設けられている。上記蒸気通路部
用力計18、湿り度計19、ノズル内部圧力δ120お
よびコントローラ22はそれぞれ演算器23に電気的に
接続されている。
In this embodiment, a steam passage force gauge 18 and a humidity gauge 19 are provided in the nozzle steam passage, and a nozzle internal pressure gauge 20 is provided in the hollow chamber 7 of the nozzle 1. Further, an adjustment valve 21 for adjusting the flow rate of cooling water is provided at the artificial part of the cooling pipe 15, and a controller 22 for operating the adjustment valve 2 is provided for the adjustment valve 2. The steam passage force meter 18, hygrometer 19, nozzle internal pressure δ120, and controller 22 are each electrically connected to a computing unit 23.

しかして、蒸気通路部用力計18、湿り度計19、ノズ
ル内部圧力;120によって計測された蒸気通路部湿力
Pout、蒸気通路部湿り度、およびノズル内部圧力P
inの信号が演算器23に送られる。そして演算器23
ではまず蒸気通路部湿り度か零であるかが判定される。
Therefore, the steam passage humidity Pout, the steam passage humidity, and the nozzle internal pressure P measured by the steam passage dynamometer 18, the humidity gauge 19, and the nozzle internal pressure 120 are calculated.
The in signal is sent to the arithmetic unit 23. and arithmetic unit 23
First, it is determined whether the humidity of the steam passage section is zero or not.

そこで、タービンが第5図に示す点E2の如き蒸気条件
で運転されており、蒸気通路部湿り度が零であれば、水
滴を吸込む必要かないので、コントローラ22に調整弁
21を全閉にする信号が送られる。しかして、ノズル中
空室の内外の差圧ΔPが零となり、随伴蒸気のノズル内
への吸込みが阻止される。
Therefore, if the turbine is operated under steam conditions such as point E2 shown in FIG. 5, and the steam passage humidity is zero, there is no need to suck in water droplets, so the controller 22 causes the regulating valve 21 to be fully closed. A signal is sent. As a result, the differential pressure ΔP between the inside and outside of the nozzle hollow chamber becomes zero, and the accompanying steam is prevented from being sucked into the nozzle.

一方、蒸気通路部湿り度か零でなければ、蒸気通路部用
力計18、およびノズル内部圧力計20の信号によりノ
ズル中空室の内外差圧ΔPが(1)式により算出される
。そして、上記差圧ΔPが小さければ、ノズル中空室7
の圧力Pinを下げてノズル中空室内外差圧ΔPを大き
くするために、コントローラ22に調整弁21の開度を
大きくする信号が送られ、調整弁21の開度が大きくさ
れる。
On the other hand, if the steam passage humidity is not zero, the pressure difference ΔP between the inside and outside of the nozzle hollow chamber is calculated by equation (1) based on the signals from the steam passage force meter 18 and the nozzle internal pressure gauge 20. If the differential pressure ΔP is small, the nozzle hollow chamber 7
In order to lower the pressure Pin and increase the pressure difference ΔP between the inside and outside of the nozzle hollow, a signal is sent to the controller 22 to increase the opening degree of the regulating valve 21, and the opening degree of the regulating valve 21 is increased.

したがって、冷却管15に送給される冷却媒体の量が多
くされ、随伴蒸気の冷却凝縮が促進される。
Therefore, the amount of cooling medium fed to the cooling pipe 15 is increased, and cooling and condensation of the accompanying steam is promoted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明においてはノズル内部にノ
ズル内輪およびノズル外輪に連通ずる中空室を形成し、
ノズル表面にスリット状の吸込開孔を穿設するとともに
、上記ノズル内輪内、ノズル外輪内およびノズル中空室
内の少なくとも一つ 7 に、上記吸込開孔を経てノズル内に流入した蒸気を冷却
する冷却装置を設けたので、上記蒸気の冷却凝縮によっ
てノズル中空室内外差圧を十分確保することができ、水
滴の吸込み能力の向上を果すことかできる。また、ノズ
ル部の上手部および下半部における吸込み能力も互いに
等しくすることができ、ノズル表面を流れる水滴の飛散
による羽根のエロージョンおよびタービン性能の低下を
防止することができる。さらに、湿り度に応じて吸込み
量を調整するようにすることもでき、これによって随伴
蒸気を多量に吸込むことがないようにすることができタ
ービンの性能向上を図ることもできる。
As explained above, in the present invention, a hollow chamber communicating with the nozzle inner ring and the nozzle outer ring is formed inside the nozzle,
A slit-shaped suction hole is formed on the nozzle surface, and at least one of the inside of the nozzle inner ring, the nozzle outer ring, and the nozzle hollow chamber is cooled to cool the steam that has flowed into the nozzle through the above-mentioned suction hole. Since the device is provided, a sufficient differential pressure between the interior and exterior of the nozzle hollow space can be ensured by cooling and condensing the steam, and the water droplet suction ability can be improved. Furthermore, the suction capacities in the upper and lower halves of the nozzle part can be made equal to each other, and it is possible to prevent blade erosion and deterioration of turbine performance due to scattering of water droplets flowing on the nozzle surface. Furthermore, the amount of suction can be adjusted depending on the humidity level, thereby preventing a large amount of associated steam from being sucked in, and improving the performance of the turbine.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の水滴除去装置の概略構成図、第2図乃
至第4図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す図、第5
図はノズルの蒸気通路部の蒸気条件の変化による湿り域
の変化説明図、第6図および第7図は従来のノズルにお
ける粗大水滴の生成を示す図、第8図は前後の羽根出口
の速度関係を示す図、第9図は従来の蒸気タービンの水
滴除去装置を示す縦断側面部分図、第10図は従来の水
滴除去装置の概略構成図、第11図はノズル表面のスリ
ット状の吸込開孔より吸込まれた水滴および随伴蒸気が
復水器に排出されるまでの経路における圧力を示す図、
第12図はノズル蒸気通路部の蒸気条件を示す図である
。 1、la、lb・・・ノズル、5・・・ノズル内輪、5
a・・・下手ノズル内輪、5b・・・上半ノズル内輪、
6・・・ノズル外輪、6a・・・下手ノズル外輪、6b
・・・上半ノズル外輪、7.7a、7b・・・ノズル中
空室、9a・・・下半ノズル外輪の中空室、9b・・・
上半ノズル外輪の中空室、10・・・外部排出孔、1.
2 a・・・下半ノズル内輪の中空室、12b・・・上
半ノズル内輪の中空室、13・・・内輪連絡管、14・
・・内外輪連結管、15,15a、15b−・・冷却管
、16a。 16b・・・スプレィ管、21・・・調整弁、a・・・
吸込開孔。 1 つ 0 第 10 図 エントロピ 予 2 図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water droplet removing device of the present invention, FIGS. 2 to 4 are diagrams showing other embodiments of the present invention, and FIG.
The figure is an explanatory diagram of changes in the wet area due to changes in steam conditions in the steam passage of the nozzle, Figures 6 and 7 are diagrams showing the generation of coarse water droplets in a conventional nozzle, and Figure 8 is a diagram showing the velocity of the front and rear blade exits. Figure 9 is a partial longitudinal side view showing a conventional steam turbine water droplet removal device, Figure 10 is a schematic configuration diagram of a conventional water droplet removal device, and Figure 11 is a slit-shaped suction opening on the nozzle surface. A diagram showing the pressure in the path where water droplets and associated steam sucked through the holes are discharged to the condenser,
FIG. 12 is a diagram showing steam conditions in the nozzle steam passage section. 1, la, lb... nozzle, 5... nozzle inner ring, 5
a... Lower nozzle inner ring, 5b... Upper half nozzle inner ring,
6... Nozzle outer ring, 6a... Lower nozzle outer ring, 6b
...Upper half nozzle outer ring, 7.7a, 7b...Nozzle hollow chamber, 9a...Lower half nozzle outer ring hollow chamber, 9b...
Hollow chamber of upper half nozzle outer ring, 10...external discharge hole, 1.
2a... Hollow chamber in the inner ring of the lower half nozzle, 12b... Hollow chamber in the inner ring of the upper half nozzle, 13... Inner ring communication pipe, 14.
... Inner and outer ring connecting pipes, 15, 15a, 15b - ... Cooling pipe, 16a. 16b...Spray pipe, 21...Adjustment valve, a...
Suction hole. 1 0 Figure 10 Entropy Prediction 2 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  ノズル内部にノズル内輪およびノズル外輪に連通する
中空室を形成し、ノズル表面にスリット状の吸込開孔を
穿設するとともに、上記ノズル内輪内、ノズル外輪内お
よびノズル中空室内の少なくとも1つに、上記吸込開口
を経てノズル内に流入した蒸気を冷却する冷却装置を設
けたことを特徴とする、蒸気タービンノズルの水滴除去
装置。
A hollow chamber communicating with the nozzle inner ring and the nozzle outer ring is formed inside the nozzle, and a slit-shaped suction opening is formed on the nozzle surface, and at least one of the nozzle inner ring, nozzle outer ring, and nozzle hollow chamber is formed. A water droplet removing device for a steam turbine nozzle, characterized in that a cooling device is provided to cool the steam flowing into the nozzle through the suction opening.
JP9722090A 1990-04-12 1990-04-12 Steam turbine nozzle water droplet removal equipment Expired - Lifetime JP2723334B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9722090A JP2723334B2 (en) 1990-04-12 1990-04-12 Steam turbine nozzle water droplet removal equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9722090A JP2723334B2 (en) 1990-04-12 1990-04-12 Steam turbine nozzle water droplet removal equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03294603A true JPH03294603A (en) 1991-12-25
JP2723334B2 JP2723334B2 (en) 1998-03-09

Family

ID=14186551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9722090A Expired - Lifetime JP2723334B2 (en) 1990-04-12 1990-04-12 Steam turbine nozzle water droplet removal equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2723334B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015031175A (en) * 2013-07-31 2015-02-16 三菱重工業株式会社 Geothermal turbine
JP2015068325A (en) * 2013-09-30 2015-04-13 株式会社東芝 Water droplet removing device for steam turbine
WO2015198853A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Stator vane unit and steam turbine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITCO20110060A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-13 Nuovo Pignone Spa STEAM TURBINE, PALLET AND METHOD

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015031175A (en) * 2013-07-31 2015-02-16 三菱重工業株式会社 Geothermal turbine
JP2015068325A (en) * 2013-09-30 2015-04-13 株式会社東芝 Water droplet removing device for steam turbine
WO2015198853A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Stator vane unit and steam turbine
JP2016011626A (en) * 2014-06-27 2016-01-21 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Stator vane unit and steam turbine
KR20170007456A (en) * 2014-06-27 2017-01-18 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 Vane unit and steam turbine
CN106661951A (en) * 2014-06-27 2017-05-10 三菱日立电力系统株式会社 Stator vane unit and steam turbine
KR101867750B1 (en) * 2014-06-27 2018-06-15 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 Vane unit and steam turbine
US10267150B2 (en) 2014-06-27 2019-04-23 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Vane unit and steam turbine
DE112015002981B4 (en) * 2014-06-27 2020-12-03 Mitsubishi Power, Ltd. Blade unit and steam turbine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2723334B2 (en) 1998-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1305101B1 (en) Two-stage water extractor
JPH01227822A (en) Separator with plurality of particle extracting path
JP2004124751A (en) Moisture separation device for steam turbine
JP3786458B2 (en) Axial turbine blade
US3881842A (en) Diaphragm for steam turbine stage
JP5956286B2 (en) Steam turbine stationary blade structure and steam turbine
JPH03294603A (en) Water drop removing device for steam turbine nozzle
JPS63263204A (en) Erosion prevention device for turbine blade
JP2019035384A (en) Steam turbine
JPH0326802A (en) Stationary blade apparatus of steam turbine
JP3815143B2 (en) Steam turbine
JPH01110812A (en) Stationary blade structure of steam turbine
JP2005299680A (en) Axial-flow turbine blade
JPH01300002A (en) Steam turbine nozzle device
WO2023038622A1 (en) Cyclonic particle separator
KR102243462B1 (en) Steam turbine
JPS62174503A (en) Steam turbine
JP3630740B2 (en) Drain discharge device for steam turbine
JPH0347403A (en) Water drop removing device for steam turbine
JPH1122410A (en) Moisture content separation device of steam turbine and its manufacture
JP2573379B2 (en) Steam turbine nozzle
JPH06173607A (en) Corrosion preventive device for steam turbine blade
JPS63280801A (en) Stationary blade for steam turbine
JPH09273875A (en) Condenser for steam turbine
US744727A (en) Means for improving the efficiency of turbines.