JPH0711913A - タービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高温の蒸気により駆動される蒸気タービンにお
いて、ロータの高温強度の点からロータの蒸気流入部を
冷却することのできる蒸気タービンを提供する。 【構成】ケーシング３に設けられた半径方向の環状の蒸
気流入路６に、初段の静翼４をその重心軸をロータ１に
平行にし、かつ前記静翼４から流出する蒸気の流れ方向
をロータ１の回転方向と同じになるように配設した静翼
列を形成することにより、ケーシング３に流入した高温
の蒸気は初段の静翼列を流れることにより、ロータ１の
回転方向と同じ方向の旋回流となって蒸気の温度が低下
して初段の動翼２に流入するので、ロータ１の蒸気流入
部を冷却することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温の蒸気又はガスに
より駆動されるタービン運転中、ロータの蒸気又はガス
流入部を冷却する構造を備えるタービンに関する。

【０００２】

【従来の技術】高温の蒸気又はガスを駆動気体とするタ
ービン、例えば蒸気タービンにおいて、高温の蒸気が段
落に流入して回転されるロータの高温強度の点から、ロ
ータの蒸気流入部を冷却することが行なわれている。こ
の冷却方法として雑誌：ターボ機械，第８巻，第３号に
て冷却蒸気をケーシング内に導いてロータを冷却するこ
とが示されている。これによれば、例えば再熱タービン
において再熱蒸気が流入する中圧タービンのロータを、
高圧又は中圧タービンの排気又は段落途中から抽出した
低温の蒸気を冷却蒸気として中圧タービンに導いて冷却
している。この際、冷却蒸気は、中圧タービンの蒸気流
入部に設けられ、ロータを囲み、初段の静翼の先端が固
定される蒸気の流入ガイドに貫通して設けられた冷却蒸
気通路から流入して、流入ガイドとロータとの間の環状
の冷却蒸気流路を初段の静翼と動翼との間に至るまで流
れてロータの蒸気流入部を冷却する。

【０００３】また、他の方法として特公平４−４０５２
２号により、ケーシング内の蒸気流入路に設けた蒸気の
流入ガイドにロータの接線方向に設けた初段の静翼をバ
イパスするバイパス孔に、タービンに流入する蒸気の一
部を流れさせ、このバイパス孔から流出する蒸気をロー
タの回転方向の旋回流にすることによって冷却する方法
が示されている。以下このような冷却方法について図２
の蒸気タービンの部分断面図を用いて簡単に説明する。

【０００４】図２においてロータ１はその外周面に動翼
２が植込まれており、ケーシング３はロータ１を囲み、
動翼２と段落を形成する静翼４がその内周面に植込まれ
ている。流入ガイド５は蒸気が段落に流入する環状の蒸
気流入路６にロータ１を囲み、初段の静翼４の先端が固
定されて設けられ、流入ガイド５とロータ１との間の隙
間は蒸気が流れる環状の蒸気流路７を形成している。

【０００５】なお、図では流入ガイド５の右側のみに静
翼４，動翼２とからなる段落を示しているが、流入ガイ
ド５の左側にも右側と同じ段落が配設されて複流式にな
っている。ところで、流入ガイド５とロータ１とから形
成する環状の蒸気流路７は初段の静翼４と動翼２との間
に開口し、また流入ガイド５には環状の蒸気流路７に開
口し、ロータ１の接線方向に設けられたバイパス孔１０
が円周に４箇所等分に設けられている。

【０００６】このような構成により、蒸気流入路６から
流入した高温の蒸気は複流の静翼４と動翼２とからなる
段落を流れて仕事をしてロータ１を回転する。この際、
流入する高温の蒸気の一部は初段の静翼４をバイパスし
て流入ガイド５のバイパス孔１０をロータ１の接線方向
に流れて環状の蒸気流路７に流入して矢印１１に示す左
右方向に流れる。この場合、バイパス孔１０から流出し
た蒸気はロータ１の接線方向に流れるので、環状の蒸気
流路７をロータ１の回転方向と同じ方向の旋回流となっ
て流れ、旋回流により温度が低下した蒸気は初段の静翼
４と動翼２との間に流入する。したがってこの低温の蒸
気によりロータの蒸気流入部は冷却される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ロータの蒸気流入部を
冷却するために、例えば再熱タービンにおいて、高圧，
中圧タービンの排気又は段落途中から抽出した蒸気の一
部を冷却蒸気としてタービン内に導くのは、冷却蒸気を
導く配管が必要であるとともに、冷たい蒸気が段落に流
入するので、タービン効率を低下させるという問題があ
る。

【０００８】また、環状の蒸気流入路７に設けられた流
入ガイド５にロータ１の接線方向にバイパス孔１０を設
け、このバイパス孔１０から流出する蒸気を環状の蒸気
流路７にてロータ１の回転方向と同じ方向の旋回流にし
てロータ１の蒸気流入部を冷却するのは、流入ガイド５
を取付ける必要があり、タービン構造が複雑になるとい
う問題がある。

【０００９】本発明の目的は、タービンを駆動する蒸気
又はガスの気体が流入するロータの気体流入部を冷却す
るために、冷却気体をタービン内に導く冷却用配管や流
入ガイドを必要としない簡単なタービン構造にてロータ
の気体流入部を冷却できるタービンを提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば動翼が取付けられたロータと、この
ロータを囲み、動翼と段落を形成する静翼が取付けられ
たケーシングとを備えるタービンにおいて、ケーシング
に設けられた高温の気体を段落に導く半径方向の環状の
気体流入路に、初段の静翼をその重心軸をロータに平行
に配し、かつこの静翼から流出する気体の流れ方向がロ
ータの回転方向と同じになるように配設した静翼列を設
けるものとする。

【００１１】なお、上記の気体は蒸気又はガスであるも
のとする。

【００１２】

【作用】タービンに流入する高温の蒸気又はガスの気体
は、ケーシングに設けられた環状の気体流入路に初段の
静翼をその重心軸をロータに平行に、かつ静翼から流出
した気体の流れ方向がロータの回転方向と同じにして配
設した静翼列を流れた後、初段の動翼及びこれ以降の段
落に流れて仕事をしてロータを回転する。この際、高温
の気体が流入し、初段の静翼列から流出した気体は、ロ
ータの回転方向と同じ方向のロータの回りを旋回する旋
回流となり、その温度は低下して初段の動翼の動翼列に
流入するので、ロータの気体流入部を冷却することがで
きる。

【００１３】

【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。図１は本発明の実施例による蒸気タービンの
部分断面図である。なお、図１において図２の従来例と
同一部品には同じ符号を付し、その説明を省略する。図
１において従来例と異なるのは、半径方向の環状の蒸気
流入路６に初段の静翼４をその重心軸をロータ１に平行
にし、かつ静翼４から流出する蒸気の流れ方向がロータ
１の回転方向と同じになるようにして配設した静翼列を
設けたことである。なお、図１において初段の動翼２及
びこれ以降の段落は蒸気流入路６の左右に設けられて複
流式になっている。

【００１４】このような構成により、蒸気流入路６に流
入した高温の蒸気は、初段の静翼４からなる静翼列から
流出するが、この流出した蒸気はロータ１の回転方向と
同じ方向のロータの回りを旋回する旋回流となり、蒸気
温度は低下して初段の動翼２の動翼列に流入し、動翼２
及びこれ以降の段落にて仕事をする。この際、旋回流の
低温の蒸気によりロータ１の蒸気流入部は冷却される。

【００１５】なお、上記実施例では左右に段落を有する
複流式の蒸気タービンについて説明したが、段落が片方
のみにある単流式でも同じ効果が得られる。また、上記
実施例では蒸気タービンについて説明したが、ガスで駆
動されるガスタービンにおいても、初段の静翼を前述と
同じ手段により設けることにより、前述と同じ効果が得
られる。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば前述の構成により初段の静翼からなる静翼列か
ら流出する蒸気又はガスの気体はロータの回転方向と同
じ向きの旋回流となって低温となるので、ロータの気体
流入部を冷却するとともに、従来のように冷却用の配管
を必要とせず、また流入ガイドをケーシング内に設ける
必要がなくなり、この結果タービンの構造が簡単にな
り、またタービン効率の低下も従来より小さくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による蒸気タービンの部分断面
図

【図２】従来の蒸気タービンの部分断面図

【符号の説明】

１ ロータ ２ 動翼 ３ ケーシング ４ 静翼 ６ 蒸気流入路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動翼が取付けられたロータと、このロータ
   を囲み、動翼と段落を形成する静翼が取付けられたケー
   シングとを備えるタービンにおいて、ケーシングに設け
   られた高温の気体を段落に導く半径方向の環状の気体流
   入路に、初段の静翼をその重心軸をロータに平行に、か
   つこの静翼から流出する気体の流れ方向をロータの回転
   方向と同じになるように配設した静翼列を設けたことを
   特徴とするタービン。
2. 【請求項２】請求項１記載のものにおいて、気体は蒸気
   又はガスであることを特徴とするタービン。