JPH062503A - 蒸気タービン静翼の水分々離構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】低圧タービン段落において静翼１とこれを保持
するダイヤフラム３の外壁隅溶接部を、静翼１の周囲で
凹部状に形成し、静翼１とダイヤフラム３をダイヤフラ
ム外壁面より突出しないように隅溶接１６後、静翼１の
後縁端隅溶接部よりダイヤフラム外壁下流側に凹部状の
溝を構成する。 【効果】動翼先端部に衝突する水滴量を低減させ、水滴
による衝撃力を低減することによりエロージョンが良好
に防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蒸気タービン静翼の水分
々離構造に係り、特に、湿り蒸気タービン中の水滴によ
る動翼のエロージョンを防ぐためのタービン静翼の水分
々離構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の発電プラントでは、大容量化ある
いは原子力化が主流となってきており、特に、低圧最終
段の動翼は長大化し、先端周速が増大する。しかも蒸気
タービンの低圧部では蒸気が湿り域で作動するので、こ
の湿り蒸気中で回転する動翼は、周速の大きい翼先端の
前縁部に水滴の衝突による浸食を受けることが多い。図
４は従来のタービン段落構成、図５は、図４のＣ−Ｃ断
面図を示す。図４において静翼１，動翼２をそれぞれ示
し、静翼１とダイヤフラム３の外壁とはダイヤフラム外
壁から突出するように隅溶接１６が施されている。ま
た、腹面における水膜分離用スリット１３，ダイヤフラ
ム外壁面水分々離用スリット１４をそれぞれ示す。作動
蒸気４は、静翼１を通過し、加速され動翼２に流入す
る。その時、湿分５の大部分は静翼１の腹面で捕集さ
れ、翼面で水膜流６，６ａとなり水膜分離用スリット１
３により分離除去される。また、水膜流６，６ａの一部
はダイヤフラム外壁面を水膜流６ｂとなって、ダイヤフ
ラム外壁面水分々離用スリット１４から分離除去される
（特公昭49−9522号公報）。一方、ダイヤフラム３の外
壁と静翼１との隅溶接１６に付着した水膜流８は、水分
々離室９に導入した後に低圧部１１に導出していた（実
開昭54−4901号公報）。図５には、従来のスリット付静
翼の先端部Ｃ−Ｃ断面図を示す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、いず
れも動翼のエロージョンを防止することを目的としたも
のであるが、静翼とダイヤフラム外壁との隅溶接部（固
定部）近傍での湿分除去が必ずしも十分でない。また、
静翼腹面のスリット部、ダイヤフラム外壁面水分々離用
スリットから湿分を低圧部に導出し動翼に衝突する水分
を低減することにより動翼のエロージョンを防止しよう
としたものであるが、静翼とダイヤフラム外壁の隅溶接
部（固定部）近傍で翼材料の強度の面からスリット部を
設けることができず湿分を低減するための考慮がなされ
ていない。

【０００４】図５は、図４に示した従来のスリット付静
翼の先端部Ｃ−Ｃ断面図であるが、ダイヤフラム３の外
壁に付着した水膜流６ｂは外壁に設けられたダイヤフラ
ム外壁面水分々離用スリット１４で分離除去される。し
かし、図４の静翼１とダイヤフラム３との隅溶接１６
（固定部）の近傍には翼材料の強度の面から水膜分離用
スリット１３は設けられていない。このため、静翼先端
の後縁端部ｍにおいて除去されない湿分が微細水滴７と
なって、静翼後縁端から噴出する。これにより、動翼２
の先端部ｅの部分は、水滴の衝突により大きな衝撃を受
けエロージョンが起こりやすくなる。

【０００５】本発明の目的は、動翼のエロージョンを良
好に防止する静翼の水分々離構造を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は静翼のダイヤフラム外壁隅溶接部（固定
部）を、前記静翼々周囲で凹部状に形成するとともに、
ダイヤフラム外壁より突出しないように溶接部を形成
後、前記静翼後縁端隅溶接部よりダイヤフラム外壁に設
けた凹部状の溝により水分を低圧部、たとえばコンデン
サに導出したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】水滴の衝突によるエロージョンは、翼面衝突す
る水滴の量，大きさ，速度等によってエロージョン量が
大きく変化することは知られている。すなわち、静翼腹
面のスリット、ダイヤフラムの外壁に設けたスリットで
完全に水分が除去されれば動翼先端部エロージョンは発
生しない。従来翼においてエロージョンが発生するのは
静翼とダイヤフラム外壁との隅溶接部（固定部）近傍で
の水分除去が必ずしも十分でないためである。隅溶接部
近傍に付着した水膜流は、完全に水分々離室に導入され
ずに静翼の後縁端、隅溶接部近傍から水膜流が再噴霧さ
れ、微細水滴となって周速が大きい動翼先端部で衝突し
エロージョンが発生する。これは、水滴の量、衝突速度
によって翼材料に発生する繰返しかかる応力の大きさに
よって支配されているためである。したがって、動翼に
衝突する水滴の量を低減することによって、動翼に発生
するエロージョン量を大幅に低減することができる。

【０００８】

【実施例】本発明を適用した低圧タービンの静翼１とダ
イヤフラム３との隅溶接１６の部分断面図を図１に示
す。静翼１とダイヤフラム３との隅溶接１６は、製作段
階で凹部状にした後に溶接される。このとき、隅溶接１
６は強度的には十分なものとし、ダイヤフラム外壁面１
９より突出しないように形成するとともに、静翼後縁端
隅溶接部よりダイヤフラム外壁下流側に凹部状のダイヤ
フラム溝２４により湿分を低圧部１１へ、たとえばコン
デンサに導出した。ここで、水分５は静翼１の腹面で水
膜流６，６ａとなって静翼１の腹側に設けられたスリッ
ト部１３によって除去後、図示していないが低圧部に導
出される。図１のＡ−Ａ断面図を図２、Ｂ−Ｂ断面を図
３に示す。図２において静翼１とダイヤフラム３との隅
溶接１６に於いて凹部状としたことにより、溶接後に凹
部状の斜め約半分がＶ字状の溝２０となり水膜流６の一
部は蒸気流によって、半径方向に流れＶ字状になった溝
２０に導かれて補集水２１となる。図３に示す静翼１の
隅溶接１６の後縁端近傍から水流２２となり、ダイヤフ
ラム３の外壁に設けた凹部状のダイヤフラム溝２４によ
り低圧部１１へ導出される。また、本実施例のようにダ
イヤフラム溝２４により、ダイヤフラム壁面に付着した
水膜も補集することが可能となり、従来のように、ダイ
ヤフラム３にスリット１４を設けなくても良くなる。こ
のような理由により、静翼とダイヤフラム外壁は隅溶接
（固定部）近傍での水分を分離除去することが可能とな
り、動翼のエロージョン量を大幅に低減することができ
る。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば、低圧タービンの静翼と
これを保持するダイヤフラム外壁隅溶接部を、静翼々周
囲で凹部状の溝を形成した後に隅溶接を行い、凹部状の
斜め約半分残った溝により、静翼の強度を低下させるこ
となく隅溶接部の近傍の水分を補集し、静翼後縁端の隅
溶接部下流側に形成した凹部状の溝から、隅溶接部近傍
の水分を低圧部へ導出させる。これにより、動翼先端部
に衝突する水滴量を低減でき、動翼に発生するエロージ
ョンを良好に防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した低圧タービン段落の部分断面
図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図４】従来のタービン段落の説明図。

【図５】図４のＣ−Ｃ断面図。

【符号の説明】

１…静翼、２…動翼、３…ダイヤフラム、１３…水膜分
離用スリット、１４…ダイヤフラム外壁面水分々離用ス
リット、１６…隅溶接、２４…ダイヤフラム溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 武 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静翼群と動翼群で構成される軸流々体機械
   において、前記静翼とこれを保持するダイヤフラム外壁
   隅溶接部を、前記静翼の周囲で凹部状に形成し、前記ダ
   イヤフラム外壁面より突出しないように溶接し、前記静
   翼後縁端隅溶接部より前記ダイヤフラム外壁の下流側に
   設けた凹部状の溝により水分を低圧部へ導出させるよう
   にしたことを特徴とする蒸気タービン静翼の水分々離構
   造。