JPH0354302A - タービンのラビング防止装置 - Google Patents

タービンのラビング防止装置

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JPH0354302A
JPH0354302A JP18985789A JP18985789A JPH0354302A JP H0354302 A JPH0354302 A JP H0354302A JP 18985789 A JP18985789 A JP 18985789A JP 18985789 A JP18985789 A JP 18985789A JP H0354302 A JPH0354302 A JP H0354302A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
casing
heat
turbine
outer casing
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP18985789A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Kizawa
木沢 良弘
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP18985789A priority Critical patent/JPH0354302A/ja
Publication of JPH0354302A publication Critical patent/JPH0354302A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05B2260/208Heat transfer, e.g. cooling using heat pipes

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蒸気タービンやガスタービンの車軸の回転時
、回転部と静止部とが接触することを防止するタービン
のラビング防止装置に関する.〔従来の技術〕 火力や原子力発電所等の蒸気タービンやガスタービンは
、高温高圧の蒸気やガスにより車軸が駆動されて高速に
回転し、車軸に接続された発tJRの回転子を回転させ
て発電を行なっている.このような車軸には動翼が多数
植えられ、これら動翼の先端部は、静翼を備えた内部ケ
ーシングの静止部との間に極めて狭い隙間を横威し、莫
気やガスの洩れを最少にして高効率を維持している。ま
た、車軸がタービンケーシングを貫通する部分には車軸
とタービンケーシングの双方に沢山のヒレを植え、極め
て狭い隙間と迷路を多く設けたうビリンスパッキンによ
り貫通部の洩れを最少にしている。
このように蒸気タービンやガスタービンは、回転部と静
止部との隙間を最少に維持し、高効率を維持している. 一般に通常運転中は、大量の蒸気やガスがタービンの中
を流れるため、タービンケーシングの温度は同一断面に
おいては、特に上.下の温度差等は発生しない.しかし
ながら、ターニング運転(タービンの停止後や起動前に
車軸が不均一に冷却されるために生じる曲がりを防止す
るために行なわれる低速運転)中にはタービン内に蒸気
やガスが流れずに、また起動途中における低負荷運転時
には蒸気やガスが十分に流れずに、タービンはある温度
でケーシングの外側に設けられた保温層より放熱しなが
らターニング運転や低負荷運転される.このような運転
状態でもタービンの回転部と静止部とは接触(ラビング
)しないようにしなければならない. 以下高圧タービンの例により従来技術について説明する
。第4図は高圧タービンの断面図、第5図は第4図のA
−A断面図である.第1図.第2図において1は動翼2
を備えたタービンの車軸であり、軸支部3,4で図示し
ない軸受で回転可能に水平方向に支持されている.静翼
5を備えた二つ割りの内部ケーシング6は静翼5と動翼
2とが段落を形成して車軸1を囲んでいる.つぼ状の外
部ケーシング7は軸支部4例のタービン車軸が貫通して
内部ケーシング6と車軸1とを収納しており、軸支部3
側の外部ケーシングマの開口部は車紬1を貫通するバン
キングランド8で閉鎖されている.なお、9は外部ケー
シング7と内部ケーシング6とを貫通する蒸気入口、1
0は蒸気人口9から流入した蒸気が段落を流れて仕事を
した後排出される外部ケーシング7に設けられた蒸気出
口である.車軸1の回転部と内部ケーシング6および外
部ケーシング7の静止部とが接近する個所には隙間を狭
くするために、例えば動翼2の先端と内部ケーシング6
の内壁にはシールフィン11、車軸1が内部ケーシング
6、外部ケーシング7を貫通する部分にはラビリンスフ
ィン12が設けられ、洩れ蒸気を少なくして高効率を維
持するようにしている。
なお、17は外部ケーシング7からの放熱を防止する保
温層である. このような構造において、 タービンの運転停止後、タ
ービンがターニング運転中には、外部ケーシング7と内
部ケーシング6との間に滞留蒸気l2があり、この滞留
蒸気が自然対流を起こすことにより、外部ケーシング7
の温度が同一輪切断面で不均一となり、上部が温度が高
く下部が温度が低い状態になる.このような温度差が発
生すると外部ケーシング7は第6図に示すように猫の背
中のように上方に変形する.なお、15は外部ケーシン
グ7を支持する支点であり、l6は内部ケーシング6が
外部ケーシング7に支えられている支点である.図から
わかるように、外部ケーシング7が上方に変形すること
により、内部ケーシング6も上方へ移動する. 一方車軸lは、外部ケーシング7とは無関係に図示しな
い軸受により支えられているので外部ケーシング7がこ
のような変形をおこすと、シールフィン11やラビリン
スフィン12が回転部と接触してラビングを起こすこと
となる.ラビングは車軸低速負荷運転が不能となる.こ
れを防止するため、従来は保温層17の施工を工夫し、
特に保瓜層l7の淳さを、上部は薄く、下部は厚くする
事により、放熱量が上部と下部とで同しになるようにし
てケーシングの上下温度差を小さくし、ラビングを防止
している. (発明が解決しようとする課題〕 上記のように保温層の厚さを上部と下部とで変えるよう
な調整では外部ケーシングの上下温度差を小さくするこ
とは容易でなく、ラビングを起こす恐れがあるという問
題がある. 本発明の目的はケーシングの上下温度差を小さくしてラ
ビングを防ぐことのできるタービンのラビング防止装置
を提供することである.[!illを解決するための手
段〕 上記&f!題は、本発明によれば水平に軸支されるター
ビン車軸を回転自在に囲むケーシングに複数1 のヒートバイブl、その入熱部をケーシングの上部に、
放熱部を下部に接触させケーシングに沿わせて配設する
ものとする. 〔作用〕 ケーシングに複数のヒートノfイブを、その入熱部をケ
ーシングの上部に、放熱部を下部に接触させケーシング
に沿わせて配設したことにより、タービンの停止後およ
び起動前のターニング運転や低負荷運転時において、高
温のケーシング上部に接触する入熱部でヒートバイブに
人熱した熱はヒートバイプ内を移動して放熱部に達し、
この熱は放熱部で低温のケーシング下部に伝えられる。
このためケーシングの上部と下部の温度差が減少し、こ
の結果ケーシングの同一輪切断面での温度差が減少する
.このためケーシングの不均一な温度分布による熱変形
を防止するので、タービンの回転部と静止部とが接触す
る、いわゆるラビングを防止できる. 〔実施例〕 以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する.
第1図は本発明の実施例によるタービンのラビング防止
装置を備えた高圧タービンの断面図、第2図は第1図の
B−B断面図である。なお、第1図,第2図および後述
する第3図において第4図,第5図の従来例と同一部品
には同し符号を付し、その説明を省略する.第1図,第
2図において従来例と異なるのは外部ケーシング7の外
周に複数のヒートバイブ20をその入熱部を外部ケーシ
ング7の上部に、放熱部を外部ケーシングの下部にして
外部ケーシング7に沿わせて配設したことである.なお
、ヒート/saイプ20は第2図に示すように外部ケー
シング7の外周を取巻くようにその両側に対向して取付
けられている. このような構威によりターニング運転や低負荷運転時に
高温の外部ケーシング7の上部の熱はヒートバイブ20
の入熱部に人熱され、ヒートパイプ20内を移動して放
熱部から低温の外部ケーシングマの下部に熱を伝達する
.この結果外部ケーシング7の上部と下部との温度差は
減少し、ケーシングの輪切断面状の温度分布の温度差が
小さくなり、このためケーシングの熱変形を防ぎ、ター
ビンの回転部と静止部とのラビングを防止できる。
第3図は本発明の異なる実施例によるタービンのラビン
グ防止装置を備えた高圧タービンの断面図である.図に
おいてはヒートパイプ2oをその入熱部をタービンの蒸
気人口9側の外部ケーシング7の上部に、放熱部を蒸気
出口lo側の下部にして外部ケーシング7の外周に傾け
て取付けている.上記のようにヒートバイプ20を傾け
て取付けるのは、次の理由による. 外部ケーシング7の温度分布は軸方向には一様でない、
すなわち、タービンに入る蒸気の温度はその蒸気入口に
おいて最も高く、タービン内部で仕事をするに従い蒸気
温度が低下し、謂気出口では最も低くなる.従ってター
ビンケーンングは運転中これらの蒸気温度に応した温度
分布をしており、停止時にはそのままの温度分布から放
熱がスタートする.従って、タービンケーシングの温度
は蒸気入日付近が最も高<、謂気出口に向かってケーシ
ング温度は下がり勾配となる.従って温度が低下しがち
な外部ケーシング下部に、それより幾分上流側のより温
度の高い部分からヒートバイブによって熱を椿給し、同
一輪切断面での温度差を最少にすることができる.従っ
てヒートバイブ20を傾けて取付けることにより、ター
ビンのターニング運転や低負荷運転時のタービンのラビ
ングを防止できる. なお、第3図に示すようにヒートパイブ20を傾けて取
付けても通常運転中、同一輪切断面において外部ケーシ
ング下部の温度が上部の温度より高くなる懸念は通常の
範囲では無い.これは通常運転中は大量の蒸気が流れる
ので、蒸気より外部ケーシングへの伝熱が支配的となり
、ヒートパイプによる熱移動は相対的に小さなものとな
るからである. なお、以上示した実施例は外部ケーシングの外面にヒー
トパイプを装着したものであるが、これらを外部ケーシ
ングの内面あるいは外部ケーシング自身に埋め込むとい
った方法が採用し得ることはいうまでもない. また、上記の実施例では内部ケーシングと外部ケーシン
グとからなるタービンについて説明したが、外部ケーシ
ングのみのタービンについてもヒートバイプを使用する
ことにより同し効果が得られる. 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明によればタービ
ンのケーシングに複数のヒートパイプをその入熱部をケ
ーシングの上部に、放熱部をケーシングの下部にしてケ
ーシングに沿わせて配設したことにより、タービンのタ
ーニング運転や低負荷運転時において高温のケーシング
上部の熱がヒートバイプの入熱部から放熱部に移動され
、放熱部から低温のケーシング下部に熱を与え、このた
めケーシングの上下温度差は減少するので、ケーシング
の熱変形が防止され、タービンの回転部と静止部とのラ
ビングを防止できる.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例によるタービンのラビング防止
装置を備えた高圧タービンの断面図、第2図は第1図の
B−B断面図、第3図は本発明の異なる実施例によるタ
ービンのラビング防止装置を備えた高圧タービンの断面
図、第4図は従来の高圧タービンの断面図、第5図は第
4図のA−A断面図、第6図は高圧タービンの外部ケー
シングと内部ケーシングとの変形を示す模式図である.
1=車軸、6;内部ケーシング、マ:外部ケー10 g1図 第2図 第3図 U 第4図 第5図 16一 上 ,,,’ 補 正 の 内 容 手続補正書 (自発) 1..+II件の表示 平成 1年 特許願 第1s985T号 タービンのラビング防止装置 3,補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 川崎市川崎区田辺新田1番1号 称 (5 2 3) 富士電機株式会社 命令の日付 平成 年 月 日(自発) {1}明細書 {2}図 面(第1, (1)別紙の通り 2, 5図訂正) 1.明細書の第3頁の第6行ないし第7行1こ「第1図
第2図」とあるを「第4図.第5図」と補正する2.明
MI@の第3頁の第15行1こ「をyjL通する」とあ
Zを「のjj通する」と補正する。 3,明a書の第4頁の第■行ないし@12行に「間に許
!蒸気12があり」とあるを「間の空間l3に滞留ぶ気
があり」と補正する。 4.図面の第1図,第2図.第4図および第5区を{れ
ぞれ添付図面の第1図,第2図,第4図およ0第5図の
とおり補正する。 を 驚 ト

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)水平に軸支されるタービン車軸を回転自在に囲むケ
    ーシングに複数のヒートパイプを、その入熱部をケーシ
    ングの上部に、放熱部を下部に接触させケーシングに沿
    わせて配設したことを特徴とするタービンのラビング防
    止装置。
JP18985789A 1989-07-21 1989-07-21 タービンのラビング防止装置 Pending JPH0354302A (ja)

Priority Applications (1)

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JP18985789A JPH0354302A (ja) 1989-07-21 1989-07-21 タービンのラビング防止装置

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JP18985789A JPH0354302A (ja) 1989-07-21 1989-07-21 タービンのラビング防止装置

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JPH0354302A true JPH0354302A (ja) 1991-03-08

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JP18985789A Pending JPH0354302A (ja) 1989-07-21 1989-07-21 タービンのラビング防止装置

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JP (1) JPH0354302A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999042705A1 (de) * 1998-02-18 1999-08-26 Siemens Aktiengesellschaft Turbinengehäuse
EP2148045A1 (de) * 2008-07-25 2010-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Gehäuseabschnitt für eine Gasturbine
WO2022186242A1 (ja) * 2021-03-04 2022-09-09 三菱重工業株式会社 回転機械の運転条件決定装置、運転支援装置、制御装置、及び、運転条件決定方法

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WO1999042705A1 (de) * 1998-02-18 1999-08-26 Siemens Aktiengesellschaft Turbinengehäuse
EP2148045A1 (de) * 2008-07-25 2010-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Gehäuseabschnitt für eine Gasturbine
WO2022186242A1 (ja) * 2021-03-04 2022-09-09 三菱重工業株式会社 回転機械の運転条件決定装置、運転支援装置、制御装置、及び、運転条件決定方法

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