JPH0739805B2 - Turbine seal clearance adjustment device - Google Patents

Turbine seal clearance adjustment device

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JPH0739805B2
JPH0739805B2 JP61092666A JP9266686A JPH0739805B2 JP H0739805 B2 JPH0739805 B2 JP H0739805B2 JP 61092666 A JP61092666 A JP 61092666A JP 9266686 A JP9266686 A JP 9266686A JP H0739805 B2 JPH0739805 B2 JP H0739805B2
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bellows
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seal
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英治 角田
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はタービンのシール部間隙調整装置に係り、特に
タービンの静止部とフィンセグメントとを連結する密閉
室の内側および外側のいずれにもタービンの作動流体を
供給し、両者の作動流体の差圧により密閉室を伸縮させ
るようにしたタービンのシール部間隙調整装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Industrial field of use) The present invention relates to a seal clearance adjusting device for a turbine, and more particularly to an inner side and an outer side of a closed chamber connecting a stationary part of the turbine and a fin segment. The invention relates to a turbine seal portion clearance adjusting device for supplying a working fluid of a turbine to any of the above and expanding and contracting a sealed chamber by a pressure difference between the two working fluids.

(従来の技術) 近年、燃料価格の高騰に対応してタービン性能の向上が
益々重要視されており、種々の性能向上対策が提案され
ているが、この性能向上対策として最も効果的なもの
は、タービンの各部に不可避的に存在する静止部と回転
部との間隙から漏洩する蒸気量を減らすことにある。
(Prior Art) In recent years, it has become increasingly important to improve turbine performance in response to soaring fuel prices, and various performance improvement measures have been proposed. The most effective performance improvement measures are The purpose is to reduce the amount of steam leaking from the gap between the stationary part and the rotating part, which inevitably exists in each part of the turbine.

第19図はこの種の従来の蒸気タービンの組立断面の上半
部を示す図であって、タービン車軸51に固設された動翼
52とノズル外輪53との間、タービン車軸51とノズル内輪
54との間、およびタービン車軸51とノズル内輪54との
間、およびタービン車輪51とケーシング55との間には、
それぞれチップフィン、ノズルパッキン、グランドパッ
キンと呼ばれる蒸気漏洩防止用のシール装置が設けられ
ている。
FIG. 19 is a view showing an upper half of an assembled cross section of a conventional steam turbine of this type, which shows a rotor blade fixed to a turbine axle 51.
52 between the nozzle outer ring 53, the turbine axle 51 and the nozzle inner ring
54, and between the turbine axle 51 and the nozzle inner ring 54, and between the turbine wheel 51 and the casing 55,
Each of them is provided with a tip fin, a nozzle packing, and a seal device for preventing vapor leakage called a gland packing.

第20図は、これらのシール装置の一例を示したものであ
り上記動翼52とノズル外輪53との間のチップフィンを示
した断面図である。静止部であるノズル外輪53には、動
翼52の外周端と対向する部分に周方向に延びる蟻溝状の
取付溝56が形成されており、その取付溝56には前記動翼
52の外周面に向って突出した複数個の周方向に延びるシ
ールフィン57を設けたセグメント58が装着されている。
上記シールフィン57と回転体である動翼52の先端部との
間には所定の微少間隙が形成され、この間隙から蒸気漏
洩を最少限に保持している。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example of these sealing devices and showing a tip fin between the moving blade 52 and the nozzle outer ring 53. The nozzle outer ring 53, which is a stationary portion, is formed with a dovetail-shaped mounting groove 56 extending in the circumferential direction in a portion facing the outer peripheral end of the moving blade 52.
A segment 58 provided with a plurality of circumferentially extending seal fins 57 projecting toward the outer peripheral surface of 52 is mounted.
A predetermined minute gap is formed between the seal fin 57 and the tip of the rotor blade 52 that is a rotating body, and vapor leakage is kept to a minimum through this gap.

ところで、この種の非接触型のシール装置において、蒸
気の漏洩防止効果を決定する最大の要因は、シールフィ
ン57の先端と回転体との間隙の大きさであり、この間隙
が小さいほど漏洩量は少なくなるが、この間隙を余り小
さくすると運転中にシールフィンと回転部が接触し、回
転部やシールフィンが破損したり、接触により軸振動が
増加して運転の続行が不可能となったり、接触による発
熱で回転部に曲がりを生じたりする等の問題があった。
By the way, in this type of non-contact type seal device, the largest factor that determines the steam leakage prevention effect is the size of the gap between the tip of the seal fin 57 and the rotating body. However, if this gap is made too small, the seal fin and the rotating part will come into contact during operation, the rotating part and the seal fin will be damaged, and shaft vibration will increase due to the contact, making it impossible to continue operation. However, there is a problem that the rotating part is bent due to heat generated by contact.

このような接触は、タービンの運転状態により間隙値が
変化するためで、そのような変化はケーシングの不均一
な熱変形、圧力による変形、あるいはタービン車軸を支
承する軸受の支持特性等の種々の要因により生じ、特
に、タービンの起動時や停止時あるいは負荷変化時に集
中して発生する。定常運転時には変形量や変化量が時間
とともに一定値に落ちつくため、間隙の変化量はきわめ
て小さく、起動停止、負荷変化時の間隙状態を考慮して
設定した間隙で運転すると、長時間にわたる定常運転時
には不必要に大きな間隙となり、蒸気の漏洩量が増大す
る。
Such contact is because the gap value changes depending on the operating state of the turbine, and such a change may be caused by uneven thermal deformation of the casing, deformation due to pressure, or various supporting characteristics of the bearing supporting the turbine axle. It is caused by a factor, and particularly occurs when the turbine is started or stopped, or when the load changes. During steady operation, the amount of deformation and change settles down to a certain value over time, so the amount of change in the gap is extremely small.If the gap is set in consideration of the gap conditions when starting and stopping or when the load changes, steady operation for a long time Sometimes the gap becomes unnecessarily large and the amount of steam leakage increases.

このような不具合を解消するため、従来、フィンセグメ
ントと静止部との間に駆動機構を設け、運転状態に応じ
て、または、シール部の間隙の実測値に応じて間隙を変
化させる可動型のシール機構を設けたものが提案されて
いる。
In order to eliminate such inconvenience, conventionally, a drive mechanism is provided between the fin segment and the stationary portion to change the gap according to the operating state or the measured value of the gap of the seal portion. A device provided with a sealing mechanism has been proposed.

第21図はこの種の従来の可動型のシール部間隙調整装置
の一例を示しており、取付溝56に装着されたセグメント
58は伸縮自在な内圧式のベロー60を介してフランジ体61
に連結され、このフランジ体61は取付ボルト63を介して
ノズル外輪53に螺着されている。ノズル外輪53には作動
流体の導入孔64が穿設され、この導入孔64の一端は取付
ボルト63に穿設された連通孔65を介してベロー60の内部
室67と連通し、導入孔64の他端は途中に電磁弁が組込ま
れた蒸気導入管(図示せず)に接続されている。ベロー
60の外側に位置する外部室68は、セグメント58とノズル
外輪53との間隙から流入するタービンの作動流体によっ
て満たされ、この外部室68内の作動流体の圧力と上記内
部室67内に蒸気導入管から供給された作動流体の圧力と
の差圧によって、ベロー60を半径方向に伸縮させるよう
になっている。上記内部室67内の圧力P1が外部室68内の
タービンの作動流体による圧力P2より高いとその差圧に
よってベロー60が伸長し、セグメント58に設けられたシ
ールフィン57の先端と動翼52との間隙が狭められ蒸気の
漏洩が防止される。
FIG. 21 shows an example of a conventional movable seal gap adjusting device of this type, in which the segment mounted in the mounting groove 56 is
58 is a flange body 61 via a bellows 60 of expandable pressure
The flange body 61 is screwed to the nozzle outer ring 53 via a mounting bolt 63. A working fluid introduction hole 64 is formed in the nozzle outer ring 53, and one end of the introduction hole 64 communicates with an internal chamber 67 of the bellows 60 through a communication hole 65 formed in the mounting bolt 63. The other end of is connected to a steam introducing pipe (not shown) in which a solenoid valve is incorporated. Bellows
The outer chamber 68 located outside the 60 is filled with the working fluid of the turbine flowing in from the gap between the segment 58 and the nozzle outer ring 53, and the pressure of the working fluid in the outer chamber 68 and the introduction of steam into the inner chamber 67. The bellows 60 is expanded and contracted in the radial direction by the pressure difference from the pressure of the working fluid supplied from the pipe. When the pressure P 1 in the inner chamber 67 is higher than the pressure P 2 due to the working fluid of the turbine in the outer chamber 68, the bellows 60 expands due to the pressure difference, and the tips of the seal fins 57 and the blades provided in the segment 58. The gap with 52 is narrowed and steam leakage is prevented.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、この種の従来の可動型のシール部間隙調
整装置は、ベロー60の駆動力を得るため、外部に蒸気源
を求め、配管等を通してベロー60内に導く方式であっ
た。この方式は、外部配管等が多く、構造上複雑になり
信頼性が低下する欠点がある。また、外部から導く蒸気
条件の設定が難しく、導かれる蒸気量を制御するため配
管途中に電動バルブ等が必要になり、個々の部品の信頼
性に問題があった場合に、タービン負荷に応じたベロー
60の駆動力を充分に得ることができないという問題があ
った。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in order to obtain the driving force of the bellows 60, the conventional movable seal gap adjusting device of this type requires a steam source outside and the inside of the bellows 60 through a pipe or the like. It was a method to lead. This method has a drawback in that it has a large number of external pipes and is complicated in structure and reliability is lowered. In addition, it is difficult to set the steam conditions to be introduced from the outside, and an electric valve or the like is required in the middle of the piping to control the amount of steam to be introduced. Bellows
There was a problem that the driving force of 60 could not be obtained sufficiently.

そこで、本発明の目的は、簡単な構造で、シール部の間
隙をタービン負荷に応じて充分に調整できるタービンの
シール部間隙調整装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a seal part clearance adjusting device for a turbine, which has a simple structure and is capable of sufficiently adjusting the clearance of the seal part according to the turbine load.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

(問題点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、タービンの回転
部に対向させ周方向に配列された複数のシール用のフイ
ンセグメントを、それぞれ弾性復元力が伸縮自在なベロ
ーを介してタービンの静止部に装着し、このベローの内
外に供給される作動流体の圧力差で前記各フインセグメ
ントをタービンの半径方向に移動可能にしたタービンの
シール部間隙調整装置において、上記ベローを静止部に
取付ける各取付ボルトに穿設され、上記ベロー内に開口
する連通孔を、静止部に設けられた環状孔に通孔及び取
付ボルトの外周に形成された環状室を介して連通し、上
記環状室の一つに静止部の上流側に連通する導入孔を連
通させるとともに、上記静止部に設けられたフインセグ
メント取付溝の側壁部に周方向に延びる凹溝を形成し、
その凹溝に、上記フインセグメントの両端縁部をそのフ
インセグメントが所定範囲半径方向に移動可能に係合さ
せたことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention has a plurality of sealing fin segments arranged in the circumferential direction facing a rotating portion of a turbine and having elastic expansion and contraction forces. In a turbine seal part clearance adjusting device, which is mounted on a stationary part of a turbine via a free bellows and in which the fin segments can be moved in the radial direction of the turbine by a pressure difference of working fluid supplied to the inside and outside of the bellows. , Each of the mounting bolts for mounting the bellows to the stationary portion is provided with a communication hole that opens in the bellows through an annular hole provided in the stationary portion and an annular chamber formed on the outer periphery of the mounting bolt. And one of the annular chambers is communicated with an introduction hole communicating with the upstream side of the stationary portion, and extends in the circumferential direction on the side wall portion of the fin segment mounting groove provided in the stationary portion. Forming a groove,
It is characterized in that both end edges of the fin segment are engaged with the groove so that the fin segment can move in a radial direction within a predetermined range.

(作 用) 上記構成に基づいて本発明の作用を説明すると、ベロー
の内側には静止部の上流の高圧蒸気が流入し、ベローの
外側にはフィンセグメントの装着部の近傍における、上
記内側に流入する蒸気圧より低い圧力の蒸気が流入し、
両者の差圧によりベローが伸長しフィンセグメントはタ
ービンの半径方向に押出され回転部と静止部との間隙が
狭くなる。
(Operation) The operation of the present invention will be described based on the above configuration. High-pressure steam upstream of the stationary portion flows into the inside of the bellows, and inside the bellows inside the bellows near the mounting portion of the fin segment. Steam with a pressure lower than the incoming steam pressure flows in,
The pressure difference between the two causes the bellows to expand and the fin segments to be pushed out in the radial direction of the turbine, narrowing the gap between the rotating part and the stationary part.

このベローには初期に設定された寸法まで収縮しようと
するばね力が常時作用するため、上記静止部の上流側の
圧力と、フィンセグメントの装着部の近傍の圧力との差
圧が上記ばね力に打負けるとベローが収縮しフィンセグ
メントはタービンの半径方向に引き込まれ前記間隙が広
くなる。
Since the spring force that constantly contracts to the initially set dimension acts on this bellows, the differential pressure between the pressure on the upstream side of the stationary portion and the pressure near the mounting portion of the fin segment is the spring force. When the ball is defeated, the bellows contract and the fin segment is drawn in the radial direction of the turbine to widen the gap.

しかして、ベローの内外に供給されるタービンの作動流
体の圧力差およびベローのばね力のつりあい関係により
ベローの伸縮が決定され、タービンの設計段階で上記ば
ね力を適宜設定すれば、あらゆるタービン負荷に応じた
適切な間隙を維持することができる。
The expansion and contraction of the bellows is determined by the pressure difference of the working fluid of the turbine supplied to the inside and outside of the bellows and the balance of the spring force of the bellows. It is possible to maintain an appropriate gap according to the above.

(実施例) 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について説
明する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図において符号1はタービン車軸2にホイール3を
介して設けられた動翼であってこの動翼1の先端はシュ
ラウド4によって複数群につづられている。動翼1の上
流側にはノズル外輪5およびノズル内輪6の間に固設さ
れたノズル翼9が配設され、上記ノズル外輪5はタービ
ンの静止部10に固着されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a moving blade provided on a turbine axle 2 via a wheel 3, and the tip of this moving blade 1 is connected to a plurality of groups by a shroud 4. A nozzle blade 9 fixed between the nozzle outer ring 5 and the nozzle inner ring 6 is arranged on the upstream side of the moving blade 1, and the nozzle outer ring 5 is fixed to a stationary portion 10 of the turbine.

上記ノズル外輪5には、動翼1の先端外周部と対向する
位置に周方向に延びる蟻溝状の取付溝11が形成され、こ
の取付溝11内には複数個の周方向に延びるシールフィン
12を穿設したフィンセグメント13が、第2図に示される
ように周方向に配設されている。上記各フィンセグメン
ト13は上記取付溝11に対して半径方向に移動可能に装着
され、取付溝11の内面と各フィンセグメント13との間に
はそれぞれ複数個のベロー15が介装されている。
The nozzle outer ring 5 is provided with a dovetail-shaped mounting groove 11 extending in the circumferential direction at a position facing the outer peripheral portion of the tip of the moving blade 1. Inside the mounting groove 11, a plurality of sealing fins extending in the circumferential direction are formed.
Fin segments 13 having holes 12 are arranged in the circumferential direction as shown in FIG. Each of the fin segments 13 is mounted in the mounting groove 11 so as to be movable in the radial direction, and a plurality of bellows 15 are interposed between the inner surface of the mounting groove 11 and each of the fin segments 13.

このベロー15は第3図に示されるように、その一端面が
上記フィンセグメント13に固着され、他端面がフランジ
体16に固着され、密閉室構造を形成している。このフラ
ンジ体16は中央にボス17を有し、このボス17にはめねじ
孔17aが形成され、上記フランジ体16は取付ボルト18に
よってノズル外輪5に螺着されている。また、取付ボル
ト18には連通孔19が穿設され、この連通孔19の一端はベ
ロー15の内部室20内に開口し、他端は取付ボルト18の周
囲に形成された環状室21に連通している。
As shown in FIG. 3, this bellows 15 has one end surface fixed to the fin segment 13 and the other end surface fixed to the flange body 16 to form a closed chamber structure. The flange body 16 has a boss 17 in the center, and a female screw hole 17a is formed in the boss 17, and the flange body 16 is screwed to the nozzle outer ring 5 by a mounting bolt 18. A communication hole 19 is formed in the mounting bolt 18, one end of the communication hole 19 opens into the inner chamber 20 of the bellows 15, and the other end communicates with an annular chamber 21 formed around the mounting bolt 18. is doing.

しかして、本発明によれば、第1図に示されるように、
上記環状室21内に一端を連通する導入孔23がノズル外輪
5を貫通して穿設され、この導入孔23の他端は上記ノズ
ル翼9の上流側に開口されている。ノズル翼9の上流側
の高圧蒸気は、上記導入孔23、環状室21、連通孔19を順
次通ってベロー15の内部室20内に流入し、ベロー15の外
側に位置する外部室25内にはノズル翼9を通過したター
ビンの作動流体がフィンセグメント13とノズル外輪5と
の間隙から流入する。これによって、内部室20内の圧力
P1と外部室25内の圧力P4との差圧によりベロー15が伸縮
し、フィンセグメント13はタービンの半径方向に移動す
る。
Thus, according to the present invention, as shown in FIG.
An introduction hole 23 having one end communicating with the annular chamber 21 is bored through the nozzle outer ring 5, and the other end of the introduction hole 23 is opened on the upstream side of the nozzle blade 9. The high-pressure steam on the upstream side of the nozzle blade 9 sequentially flows through the introduction hole 23, the annular chamber 21, and the communication hole 19 into the inner chamber 20 of the bellows 15 and into the outer chamber 25 located outside the bellows 15. The working fluid of the turbine that has passed through the nozzle blade 9 flows in through the gap between the fin segment 13 and the nozzle outer ring 5. As a result, the pressure in the inner chamber 20
The bellows 15 expands and contracts due to the pressure difference between P 1 and the pressure P 4 in the outer chamber 25, and the fin segment 13 moves in the radial direction of the turbine.

この際の、フィンセグメント13の作動原理を第3図を参
照して説明する。フィンセグメント13を押し出すのに要
する駆動力をFSとすると、 FS=P4(A0−AB)+P1・AB −PI・A0−δ・KB+W ……(1) の関係式が成り立つ。
The operating principle of the fin segment 13 at this time will be described with reference to FIG. When the driving force required to push the fin segments 13 and F S, F S = P 4 (A 0 -A B) + P 1 · A B -P I · A 0 -δ · K B + W ...... (1) The relational expression of is established.

ここでP1…内部室20内の圧力、 P4…外部室25内の圧力、 PI…シールフィン12の先端とシュラウド4との間の平均
圧力、 KB…ベロー15のばね定数、 δ…フィンセグメント13の移動量、 W…フィンセグメント13の1個当りの重量、 A0…フィンセグメント13の外周の全面積、 AB…ベロー15の取付面積。
Where P 1 is the pressure in the inner chamber 20, P 4 is the pressure in the outer chamber 25, P I is the average pressure between the tips of the seal fins 12 and the shroud 4, K B is the spring constant of the bellows 15, δ ... The amount of movement of the fin segment 13, W ... Weight per fin segment 13, A 0 ... Total area of the outer circumference of the fin segment 13, A B ... Attachment area of the bellows 15.

なお、A0=b×l ……(2) ここで、b…フィンセグメント13の幅寸法、 l…フィンセグメント13の外周寸法、 de…ベロー15の有効径寸法、 n…フィンセグメント13に取付けられたベロー15の個
数、(第4図(a)(b)参照) 一方、上記圧力PIおよびP4は次の関係式で求められる。
Note that A 0 = b × l (2) Here, b ... Width of fin segment 13, l ... Perimeter of fin segment 13, de ... Effective diameter of bellows 15, n ... Number of bellows 15 attached to fin segment 13, (Fig. 4 (a (See (b)) On the other hand, the pressures P I and P 4 are obtained by the following relational expressions.

PI=f(P2,P3,k1) ……(4) P4=f(P2,P3,k2) ……(5) ここで、k1…シールフィン12の数量および形状、シール
フィン12の先端とシュラウド4との間隙値、シュラウド
4の外周形面状によって総合的に決定される形状係数、 k2=取付溝11の形状、フィンセグメント13の形状等によ
り決定される形状係数、 P2…動翼1への入口側圧力、 P3…動翼1からの出口側圧力、 上記(1)の関係式に基づいて説明すると、通常時、フ
ィンセグメント13にはベロー15のばね力によるタービン
の半径方向外側へ向かう付勢力が作用しているから、フ
ィンセグメント13を移動量δだけ押し出すには、δ=
δと置換えたとき、FS>0を満足させる条件が必要に
なる。
P I = f (P 2, P 3, k 1) ...... (4) P 4 = f (P 2, P 3, k 2) ...... (5) , where the quantity of k 1 ... seal fins 12 and The shape, the clearance between the tip of the seal fin 12 and the shroud 4, the shape factor comprehensively determined by the outer peripheral surface shape of the shroud 4, k 2 = the shape of the mounting groove 11, the shape of the fin segment 13, etc. Shape factor, P 2 ... pressure on inlet side to moving blade 1, P 3 ... pressure on outlet side from moving blade 1, and description will be given based on the relational expression (1) above. Since the urging force of the spring force of 15 toward the outer side of the turbine in the radial direction acts, in order to push the fin segment 13 by the movement amount δ 0 , δ =
When substituting for δ 0 , a condition that satisfies F S > 0 is required.

反対に、圧力P1乃至P4およびPIの関係から、FS<0の条
件が満足されるとフィンセグメント13は上記ばね力によ
り元の状態に復帰する。
On the contrary, from the relationship between the pressures P 1 to P 4 and P I , when the condition of F S <0 is satisfied, the fin segment 13 returns to the original state by the spring force.

第5図は上記圧力P1乃至P4およびPIとタービン負荷との
関係を示した線図であり、タービン負荷が10%程度の場
合にはP1乃至P4は零であり(ただし、PI=0)、その
後、タービン負荷の増大に比例して圧力P1乃至P4は増大
する。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the above pressures P 1 to P 4 and P I and the turbine load. P 1 to P 4 are zero when the turbine load is about 10% (however, P I = 0) and then the pressures P 1 to P 4 increase in proportion to the increase in turbine load.

第6図はタービン負荷10%程度におけるフィンセグメン
ト13の状態を示したものであり、その負荷における圧力
はP1 (10)乃至P4 (10)およびPI (10)で示されている。
FIG. 6 shows the state of the fin segment 13 at a turbine load of about 10%, and the pressure at that load is indicated by P 1 (10) to P 4 (10) and P I (10) .

この場合に、P1 (10),P2 (10),P3 (10),P4 (10),PI (10)=0
を上記(1)の関係式に代入すると駆動力FS (10)は次の
ようになる。
In this case, P 1 (10) , P 2 (10) , P 3 (10) , P 4 (10) , P I (10) = 0
When is substituted into the relational expression of (1) above, the driving force F S (10) is as follows.

FS (10)=−δ・KB+W ……(6) フィンセグメント13の1個当りの重量Wは小さいから
(6)式はFS (10)<0となり、押し出す駆動力はフィン
セグメント13に作用しない。したがって、ベロー15は元
の長さLを保ち、フィンセグメント13は取付溝11の内周
壁から距離δだけ浮き上っている。
F S (10) = -δ · K B + W ...... (6) from 1 per weight W of the fin segments 13 is small (6) is F S (10) <0, and the push driving force fin segments Does not work on 13. Therefore, the bellows 15 maintains the original length L, and the fin segment 13 is lifted from the inner peripheral wall of the mounting groove 11 by the distance δ 1 .

一方、タービン負荷が50%のときには、第5図に示され
るようにP1 (50)乃至P4 (50)の圧力が生じ、PI (50)とな
り、それぞれには圧力差が生じる。(1)の関係式にP1
(50)乃至P4 (50),PI (50)を代入すると駆動力FS (50)は次
のようになる。
On the other hand, when the turbine load is 50%, as shown in FIG. 5, pressures P 1 (50) to P 4 (50) are generated and become P I (50) , and a pressure difference is generated between them. P 1 in the relational expression of (1)
(50) to P 4 (50), the driving force F S (50) and substituting P I (50) is as follows.

FS (50)=P4 (50)(A0−AB)+P1 (50)AB −PI (50)A0−δ・KB+W ……(7) ここで、タービン負荷が25%のときの圧力P1 (25)乃至P4
(25)およびPI (25)で、FS (25)>0となるようにベロー15
のばね定数KBを設定しておけば、上記(7)式はFS (50)
>0となる。すなわち、この場合にはタービン負荷が25
%を超えると常にFS>0の関係が成立し、第7図に示さ
れるように全長lまでベロー15は伸長し、フィンセグメ
ント13は押し出され、シールフィン12の先端とシュラウ
ド4との間隙Sは狭くなる。
F S (50) = P 4 (50) (A 0 −A B ) + P 1 (50) A B −P I (50) A 0 −δ · K B + W …… (7) where the turbine load is Pressure at 25% P 1 (25) to P 4
Bellow 15 so that F S (25) > 0 at (25) and P I (25)
If the spring constant K B of is set, the above equation (7) becomes F S (50)
> 0. That is, in this case the turbine load is 25
%, The relationship of F S > 0 is always established, as shown in FIG. 7, the bellows 15 extends to the entire length l, the fin segment 13 is pushed out, and the gap between the tip of the seal fin 12 and the shroud 4 is increased. S becomes narrower.

しかして、ベロー15のバネ定数KBを適宜に選定すること
により、ベロー15の伸びはじめるタービン負荷を任意に
設定できるとともに、タービンの運転状態に応じてベロ
ー15を伸縮させることができる。
Therefore, by appropriately selecting the spring constant K B of the bellows 15, the turbine load at which the bellows 15 begins to expand can be arbitrarily set, and the bellows 15 can be expanded and contracted according to the operating state of the turbine.

第8図はタービン負荷とフィンセグメント13の移動量と
の関係を示した線図であり、パラメータにベロー15のば
ね定数KBをとっている。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the turbine load and the movement amount of the fin segment 13, and the spring constant K B of the bellows 15 is taken as a parameter.

図中、パラメータはKB (3)>KB (2)>KB (1)の関係を有
し、ばね定数KBを大きくすると、ベロー15の伸びはじめ
るタービン負荷も大きくなることを示している。
In the figure, the parameters have a relationship of K B (3) > K B (2) > K B (1). It is shown that increasing the spring constant K B also increases the turbine load at which the bellows 15 begins to expand. There is.

次に、第20図に示した従来の固定式のシール装置と比較
した、本発明によるシール部間隙調整装置の効果を説明
する。
Next, the effect of the seal portion gap adjusting device according to the present invention as compared with the conventional fixed type sealing device shown in FIG. 20 will be described.

シールフィン12の先端とシュラウド4との間隙はタービ
ン運転中に変化し、定常変位差(以下変位差とは静止部
との半径方向変位の差をいう)は以下の(a)乃至
(e)の要因により決定される。
The gap between the tip of the seal fin 12 and the shroud 4 changes during turbine operation, and the steady displacement difference (hereinafter, the displacement difference means the difference in radial displacement from the stationary portion) is as follows (a) to (e). It is determined by the factors of.

(a)…遠心力によるホイール3と動翼1の伸び、 (b)…羽根植込部の組立時におけるクリアランスと遠
心力による変形、 (c)…遠心力によるシュラウド4の変形、 (d)…定常時の温度にもとづく静止部と回転部との間
の熱膨張差、 (e)…タービン車軸の移動量、 タービンが100%負荷の定格負荷運転されているとき、
シールフィン12の先端とシュラウド4との間隙値はそれ
ぞれ次の関係式で決定される。
(A) ... Expansion of the wheel 3 and the rotor blade 1 due to centrifugal force, (b) ... Deformation due to clearance and centrifugal force at the time of assembling the blade implant portion, (c) ... Deformation of the shroud 4 due to centrifugal force, (d). … The difference in thermal expansion between the stationary part and the rotating part based on the temperature in the steady state, (e)… The moving amount of the turbine axle, when the turbine is operating at the rated load of 100% load,
The gap value between the tip of the seal fin 12 and the shroud 4 is determined by the following relational expressions.

従来例では間隙値S1とすると、 S1=S0−(a)−(b)−(c)−(d) −(e) ……(7) 本発明では間隙値S1 (A)とすると、 S1 (A)=S0 (A)−(a)−(b)−(c)−(d) −(e)−δ ……(8) ここで、S0,S0 (A)…それぞれの組立時のシールフィン12
の先端とシュラウド4との間隙でありS0 (A)>S0、 δ…フィンセグメント13の移動量、(a)乃至(e)
…上述の要因による変位量、 しかして、δ>(S0 (A)−S0)の関係が成り立つよう
に設定すれば、上記(7)(8)の式から明らかなよう
に、タービン運転中は常にS1 (A)<S1の関係を維持でき
る。したがって、本発明によれば、従来例に比較してタ
ービン運転中の上記間隙からの漏洩蒸気量を少なくでき
タービン性能の向上を図ることができる。
In the conventional example, assuming that the gap value is S 1 , S 1 = S 0 − (a) − (b) − (c) − (d) − (e) (7) In the present invention, the gap value S 1 (A) Then, S 1 (A) = S 0 (A) -(a)-(b)-(c)-(d)-(e) -δ 2 (8) where S 0 , S 0 (A) … Seal fin 12 when assembling each
Is the gap between the tip of the shroud 4 and S 0 (A) > S 0 , δ 2 ... the moving amount of the fin segment 13, (a) to (e)
... The displacement amount due to the above-mentioned factors, and if it is set so that the relation of δ 2 > (S 0 (A) −S 0 ) is established, as is clear from the equations (7) and (8), the turbine The relationship of S 1 (A) <S 1 can always be maintained during operation. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the amount of steam leaked from the gap during turbine operation and to improve turbine performance, as compared to the conventional example.

一方、タービン起動・停止時の非定常変位差は上記要因
(a)乃至(e)に加えて次の2つの要因を加味して決
定される。
On the other hand, the unsteady displacement difference at the time of starting and stopping the turbine is determined by considering the following two factors in addition to the above factors (a) to (e).

(f)…静止部の非定常円周方向温度分布による熱変
形、 (g)…回転部と静止部の非定常温度分布による熱膨張
差、 すなわち、タービンが低負荷運転されているとき、シー
ルフィン12の先端とシュラウド4との間隙値はそれぞれ
次の関係式で決定される。
(F) ... Thermal deformation due to unsteady circumferential temperature distribution in stationary part, (g) ... Thermal expansion difference due to unsteady temperature distribution in rotating part and stationary part, that is, when the turbine is operated under low load The gap value between the tip of the fin 12 and the shroud 4 is determined by the following relational expressions.

従来例では間隙値S2とすると、 S2=S0−(a)−(b)−(c)−(d)−(e) −(f)−(g) ……(9) 本発明では間隙値S2 (A)とすると、 S2 (A)=S0 (A)−(a)−(b)−(c)−(d) −(e)−(f)−(g) ……(10) ところで、S0 (A)>S0の関係が成り立つから、(9)(1
0)式から明らかなように、S2 (A)>S2となる。したがっ
て、本発明によれば従来例に比較し低負荷運転時に上記
間隙が大きくなり、シールフィン12の先端とシュラウド
4との接触を回避することができる。
In the conventional example, assuming that the gap value is S 2 , S 2 = S 0 − (a) − (b) − (c) − (d) − (e) − (f) − (g) (9) The present invention If the gap value is S 2 (A) , then S 2 (A) = S 0 (A) -(a)-(b)-(c)-(d)-(e)-(f)-(g) …… (10) By the way, since the relation of S 0 (A) > S 0 holds, (9) (1
As is clear from the equation ( 0), S 2 (A) > S 2 . Therefore, according to the present invention, the gap becomes large during low load operation as compared with the conventional example, and it is possible to avoid contact between the tips of the seal fins 12 and the shroud 4.

第9図は上述の従来例との比較を線図で示したものであ
り、従来例におけるフィンセグメント組立時のシールフ
ィン12の先端とシュラウド4との間隙S0はタービン負荷
に応じて変化することなく常に一定に保たれている(同
図x線)。本発明によれば、組立時に設定されたシール
フィン12の先端とシュラウド4との間隙S0 (A)は、ター
ビン負荷に応じて徐々に狭くなり、その後、一定に保た
れる(同図y線)。なお変位差はタービン負荷の低い領
域で大きくなる(同図z線)。
FIG. 9 is a diagram showing a comparison with the above-described conventional example. The gap S 0 between the tip of the seal fin 12 and the shroud 4 in assembling the fin segment in the conventional example changes according to the turbine load. It is always kept constant (x-ray in the figure). According to the present invention, the gap S 0 (A) between the tips of the seal fins 12 and the shroud 4 set at the time of assembly gradually narrows according to the turbine load, and then is kept constant (y in the same figure). line). The displacement difference increases in the low turbine load region (z line in the figure).

しかして、本発明によれば、従来例と比較してタービン
負荷の小さい領域Iでシールフィン12の先端とシュラウ
ド4との間隙が大きく、反対に、タービン負荷が大きい
領域IIで上記間隙が小さくなる。
Therefore, according to the present invention, the gap between the tip of the seal fin 12 and the shroud 4 is large in the region I where the turbine load is small, and conversely, the gap is small in the region II where the turbine load is large as compared with the conventional example. Become.

そのため、上記領域Iはシールフィン12の先端とシュラ
ウド4との接触を確実に防止するための信頼性向上領
域、領域IIは性能向上を達成できる領域となり優れた効
果を得ることができる。
Therefore, the region I is a region for improving reliability for surely preventing the contact between the tip of the seal fin 12 and the shroud 4, and the region II is a region where performance improvement can be achieved, and excellent effects can be obtained.

また、x線とy線とが交差する点に相当するタービン負
荷は第8図に示されるようにベロー15のばね定数KBを適
宜変化させることにより簡単に調整することができる。
Further, the turbine load corresponding to the intersection of the x-ray and the y-ray can be easily adjusted by appropriately changing the spring constant K B of the bellows 15 as shown in FIG.

次に、本発明によるシール部間隙調整装置を適用する際
の変形例を説明する。
Next, a modified example when the seal gap adjusting device according to the present invention is applied will be described.

第10図はその変形例を示し、ノズル外輪5に形成された
取付溝11の側壁部にはフィンセグメント13の移動量を制
御するための周方向に延びる凹溝30が形成されている。
フィンセグメント13はその両端側を上記凹溝30に挟まれ
るようにして装着され、上述のものと同様に伸縮自在な
ベロー15を介してノズル外輪5に固着されている。ター
ビンが高負荷運転される際には、第11図に示されるよう
にベロー15が伸長しフィンセグメント13が押し出され、
低負荷運転時には第10図に示されるようにベロー15が元
の状態に収縮する。
FIG. 10 shows a modified example thereof, in which a recessed groove 30 extending in the circumferential direction for controlling the movement amount of the fin segment 13 is formed in the side wall portion of the mounting groove 11 formed in the nozzle outer ring 5.
The fin segment 13 is mounted so that both ends thereof are sandwiched by the recessed groove 30, and is fixed to the nozzle outer ring 5 via the expandable bellows 15 similar to the above. When the turbine is operated under high load, the bellows 15 expands and the fin segment 13 is pushed out, as shown in FIG. 11,
During low load operation, the bellows 15 contracts to its original state as shown in FIG.

このように構成すれば、低負荷運転中に発生するベロー
15およびフィンセグメント13からなる振動系の振動を、
第10図中に示した間隙δ4の範囲内に押えることが
できる。
With this configuration, bellows generated during low load operation
The vibration of the vibration system consisting of 15 and fin segment 13
It can be pressed within the range of the gaps δ 4 and δ 5 shown in FIG.

一方、フィンセグメント13の取付時に設定されるフィン
セグメント移動量δ(第6図)はベロー15製作時の長
さLの精度に大きく左右され、長さLが長いと移動量δ
は少なく、短いと移動量δが大きくなる。
On the other hand, the fin segment movement amount δ 1 (Fig. 6) set when the fin segment 13 is attached is largely influenced by the accuracy of the length L when the bellows 15 is manufactured.
1 is small, and if it is short, the movement amount δ 1 becomes large.

第12図および第13図はこのベロー15製作時の長さLの誤
差を吸収するための変形例を示し、この変形例が適用さ
れるノズル外輪5には第10図に示したものと同様に凹溝
30が形成されている。製作時にはベロー15の長さL1は設
計長さLよりやや短く製作され、取付溝11の深さはベロ
ー15の設計長さLと同じく形成されている。
12 and 13 show a modification for absorbing the error of the length L when manufacturing the bellows 15. The nozzle outer ring 5 to which this modification is applied is the same as that shown in FIG. In groove
30 are formed. At the time of manufacture, the length L 1 of the bellows 15 is made slightly shorter than the design length L, and the depth of the mounting groove 11 is formed to be the same as the design length L of the bellows 15.

組立て前の状態において第12図中に示されるそれぞれの
間隙には次の関係が成立している。
In the state before assembly, the following relationships are established among the gaps shown in FIG.

α=δ−δ ……(11) ここで α=L−L1 ……(12) 次に、上記フランジ体16は取付ボルト18によってノズル
外輪5に第13図に示されるように螺着される。この際に
は、δ>δの関係に設定しておくと(11)式から明
らかなようにベロー15に対してαに相当するだけの初期
の引張力が作用する。そして、このときの第13図に示さ
れるフィンセグメント13の移動量δは次のようにな
る。
α = δ 6 −δ 7 (11) where α = L−L 1 (12) Next, the flange body 16 is screwed onto the nozzle outer ring 5 by the mounting bolt 18 as shown in FIG. Be worn. At this time, if the relation of δ 6 > δ 7 is set, the initial tensile force equivalent to α acts on the bellows 15 as is clear from the equation (11). The movement amount δ 9 of the fin segment 13 shown in FIG. 13 at this time is as follows.

δ=δ+δ ……(13) しかして、ベロー15は強制的に伸ばされて取付溝11内に
装着されているから、上記(1)式に示される駆動力PS
は次式のようになる。
δ 9 = δ 8 + δ 7 (13) Since the bellows 15 is forcibly stretched and mounted in the mounting groove 11, the driving force P S shown in the above equation (1) is
Is as follows.

FS=P4(A0−AB)+P1・AB+α・KB−PI・A0 −δ・KB+W ……(14) この変形例によれば、α・KBの力を考慮する必要が生
じ、フィンセグメント13を移動させるためには、上記
(1)式で示したようなFS>0となる圧力とバネ定数と
のつりあいだけでなく、α・KB分の力をキャンセルする
だけの力が必要になる。
F S = P 4 (A 0 -A B) + P 1 · A B + α · K B -P I · A 0 -δ · K B + W ...... (14) According to this modification, the alpha · K B It becomes necessary to consider the force, and in order to move the fin segment 13, not only the equilibrium between the pressure and the spring constant such that F S > 0 as shown in the above formula (1), but also the α · K B component . The power to cancel the power of is needed.

したがって、(1)式の場合よりタービン負荷が高いと
きベロー15は伸びはじめ、このベロー15の伸びはじめの
タービン負荷は上記ばね定数KBを変更することなく寸法
差αのみを変えることによって設定できる。
Therefore, when the turbine load is higher than in the case of the formula (1), the bellows 15 begins to expand, and the turbine load at which the bellows 15 begins to expand can be set by changing only the dimensional difference α without changing the spring constant K B. .

第14図は寸法差αを変えることにより、ベロー15の伸び
はじめるタービン負荷を変化させたものを示した線図で
あり、寸法差α(a)(b)(c)に設定すると、図中a,
b,cで示した位置に相当するタービン負荷からそれぞれ
ベロー15が伸びはじめ、フィンセグメント13が動きはじ
めることを示している。この場合、寸法差αはα(a)
α(b)<α(c)の関係にあり、寸法差αを小さく設定すれ
ば上記ばね定数KBを変化させることなくタービン負荷の
低負荷時からフィンセグメント13を動かすことが可能に
なる。
Fig. 14 is a diagram showing the turbine load at which the bellows 15 begins to expand by changing the dimensional difference α, and the dimensional differences α ( a ) , α ( b ) , and α ( c ) are set. Then, in the figure a,
It is shown that the bellows 15 start to extend and the fin segment 13 starts to move from the turbine load corresponding to the positions indicated by b and c, respectively. In this case, the dimensional difference α is α ( a ) <
There is a relationship of α ( b )( c ) , and if the dimensional difference α is set small, it is possible to move the fin segment 13 even when the turbine load is low without changing the spring constant K B.

このように、この変形例によれば、寸法差αの変更によ
り簡単にベロー15の伸びはじめるタービン負荷を設定で
きるとともに、組立時にすでに、ベロー15には引張力が
作用しているので低負荷運転時におけるベロー15および
フィンセグメント13からなる振動系の振動を低減させる
ことができる。
As described above, according to this modification, the turbine load at which the bellows 15 begins to expand can be easily set by changing the dimensional difference α, and at the time of assembly, the bellows 15 already have a tensile force applied thereto, so that a low load operation is possible. It is possible to reduce the vibration of the vibration system including the bellows 15 and the fin segments 13 at the time.

なお、第15図はベロー15が伸びた状態を示しているが、
ベロー15の全長L2は、L2=L1+α+δとなり、ベロー
15は製作時よりα+δだけ伸びる。
Although FIG. 15 shows the bellows 15 in an extended state,
The total length L 2 of the bellows 15 is L 2 = L 1 + α + δ 7
15 is longer than it was manufactured by α + δ 7 .

ところで、ベロー15の伸びによる応力は、ベロー15の伸
び量に比例するため、αの値をあまり大きくすることは
応力上不利となる。したがって、α+δのトータル伸
び量を押えるように、αとδを適当に設定することが
望ましい。
By the way, since the stress due to the elongation of the bellows 15 is proportional to the amount of elongation of the bellows 15, it is disadvantageous in terms of stress to increase the value of α too much. Therefore, it is desirable to appropriately set α and δ 7 so as to suppress the total elongation amount of α + δ 7 .

第16図および第17図は本発明によるシール部間隙調整装
置の実施例を示し、第17図に示されるようにフィンセグ
メント13とノズル外輪5との間には、各々2個のベロー
15,15が介装されている。そして、第16図に示されるよ
うに、2個のベロー15,15はそれぞれフランジ体16,16に
固着され、これらのフランジ体16,16はそれぞれ取付ボ
ルト18を介してノズル外輪5に固着されている。
16 and 17 show an embodiment of the seal gap adjusting device according to the present invention. As shown in FIG. 17, two bellows are provided between the fin segment 13 and the nozzle outer ring 5.
15,15 are installed. Then, as shown in FIG. 16, the two bellows 15 and 15 are fixed to the flange bodies 16 and 16, respectively, and these flange bodies 16 and 16 are fixed to the nozzle outer ring 5 via the mounting bolts 18, respectively. ing.

しかして、本実施例によれば、ノズル外輪5に、周方向
に連続する環状孔35が穿設されるとともに、この環状孔
35と、周方向に配設されたそれぞれの上記環状室21とを
連通させる通孔36が複数穿設されている。
Therefore, according to the present embodiment, the nozzle outer ring 5 is provided with the annular hole 35 continuous in the circumferential direction, and the annular hole 35 is formed.
A plurality of through holes 36 for communicating the 35 with the annular chambers 21 arranged in the circumferential direction are provided.

このように構成すれば、第16図に示されるように導入孔
23から流入する蒸気は環状室21を通って内部室20内に流
入するとともに、残りの一部は通孔36を通り上記環状孔
35内に流入する。環状孔35内に流入した蒸気は第17図に
示されるように各通孔36を介してそれぞれの環状室21内
に順次流入し、それぞれの連通孔19を通って各内部室20
内に流入する。蒸気の流入速度は非常に速く、蒸気は瞬
時に全ての内部室20内に送給される。
With this structure, as shown in FIG.
The steam flowing in from 23 flows into the inner chamber 20 through the annular chamber 21, and the remaining part passes through the through hole 36 to form the annular hole.
Inflow into 35. As shown in FIG. 17, the steam that has flowed into the annular holes 35 sequentially flows into the respective annular chambers 21 through the respective through holes 36, and then passes through the respective communicating holes 19 and the respective inner chambers 20.
Flows in. The inflow rate of steam is very high, and the steam is instantaneously delivered into all the inner chambers 20.

第1図に示した構成では、周方向に適当な間隔をもって
形成された複数の環状室21内に、それぞれ蒸気を導入す
るため導入孔23を複数個穿設しなければならないが、本
実施例によれば、いずれか1つの環状室21に連通する導
入孔23を1個穿設すればよく、ノズル外輪5の加工工数
の減少、およびその強度の向上を図ることができる。
In the structure shown in FIG. 1, a plurality of introduction holes 23 must be formed in order to introduce steam into a plurality of annular chambers 21 formed at appropriate intervals in the circumferential direction. According to this, only one introduction hole 23 communicating with any one of the annular chambers 21 needs to be bored, and it is possible to reduce the processing man-hours of the nozzle outer ring 5 and improve its strength.

以上、タービン車軸2とノズル外輪5との間に装着され
たフィンセグメント13に本発明を適用した実施例を説明
したが、第1図に示されるように、タービン車軸2とノ
ズル内輪6との間に装着されたノズルパッキン40に本発
明を適用することも可能である。
Although the embodiment in which the present invention is applied to the fin segment 13 mounted between the turbine axle 2 and the nozzle outer race 5 has been described above, as shown in FIG. 1, the turbine axle 2 and the nozzle inner race 6 are combined. The present invention can also be applied to the nozzle packing 40 mounted between them.

このノズルパッキン40は上述したものと同様にベロー41
を介してフランジ体42に固着され、このフランジ体42は
取付ボルト43によって周方向に延びる環状のパッキンホ
ルダー45に螺着されている。パッキンホルダー45はノズ
ル内輪6の内周面6aに嵌合され、図示を省略したボルト
を介して螺着されている。
This nozzle packing 40 has a bellows 41 similar to that described above.
The flange body 42 is fixed to the flange body 42 via a screw, and the flange body 42 is screwed to an annular packing holder 45 extending in the circumferential direction by a mounting bolt 43. The packing holder 45 is fitted on the inner peripheral surface 6a of the nozzle inner ring 6 and is screwed through a bolt (not shown).

また、パッキンホルダー45には導入孔46が穿設され、導
入孔46の一端はノズル内輪6の上流側に開口し、他端は
ノズル内輪6とパッキンホルダー45とで囲まれた連通室
48内に開口している。ノズル内輪6の上流側の高圧蒸気
は、導入孔46を通して連通室48内に流入し、さらに、上
記取付ボルト43に穿設された貫通孔50を通してベロー41
の内部室51内に流入する。
Further, the packing holder 45 is provided with an introduction hole 46, one end of the introduction hole 46 is opened to the upstream side of the nozzle inner ring 6, and the other end is a communication chamber surrounded by the nozzle inner ring 6 and the packing holder 45.
It opens in 48. The high-pressure steam on the upstream side of the nozzle inner ring 6 flows into the communication chamber 48 through the introduction hole 46, and further through the through hole 50 formed in the mounting bolt 43, the bellows 41.
Flows into the inner chamber 51 of the.

このように構成すれば、上述のフィンセグメント13と同
様に効果的にノズルパッキン40の間隙調整をすることが
できる。
According to this structure, the gap between the nozzle packings 40 can be adjusted effectively as in the fin segment 13 described above.

また、本発明は、蒸気タービンに限らず、他のガスター
ビン、圧縮機等のターボ機械一般に適用できることはい
うまでもない。
Further, it goes without saying that the present invention is applicable not only to the steam turbine but also to other turbomachines in general such as gas turbines and compressors.

前記実施例においては、予め製作されたベローがフィン
セグメントとフランジ本体とに固着されているが、弾性
復元力を有し、密閉構造の内部室を備えた密閉室が形成
されるものなら、前記ベローに何ら限定されないことは
明らかである。
In the above-mentioned embodiment, the bellows manufactured in advance are fixed to the fin segment and the flange main body, but if they have an elastic restoring force and a closed chamber having an internal chamber of a closed structure is formed, Obviously, it is not limited to bellows.

第18図はこの技術によって解決された従来のタービンの
かかえていた問題を示している。
FIG. 18 shows the problem with the conventional turbine solved by this technique.

静止部と回転部との接触問題は原子力発電の補助的エネ
ルギー源としての火力タービンにDSS運用(Dairy Start
Stopの略)等の厳しい運用条件が求められている現
在、最も深刻な問題の一つであり、これを解決できる本
発明の効果は非常に大きい。
The DSS operation (Dairy Start) of the contact problem between the stationary part and the rotating part is applied to the thermal turbine as an auxiliary energy source for nuclear power generation
It is one of the most serious problems at present when strict operating conditions such as (Stop) are required, and the effect of the present invention that can solve this is very large.

性能向上の面からみると、700MW級の蒸気タービンにお
いて、高圧で0.6%、中圧で0.4%、低圧で0.3%のター
ビン内部効率向上が達成でき、これはタービン熱消費率
改善量として0.4%が達成できる。この0.4%は年間1〜
3億円の燃料節約量に相当するものであり、この効率向
上量も非常に大きく、また構造をシンプルとしたため
に、部品点数が少なくなり信頼性がきわめて向上する。
From the perspective of performance improvement, a 700 MW class steam turbine can achieve an improvement in turbine internal efficiency of 0.6% at high pressure, 0.4% at medium pressure, and 0.3% at low pressure, which is 0.4% improvement in turbine heat consumption rate. Can be achieved. This 0.4% is 1-year
This is equivalent to a fuel saving amount of 300 million yen, and this efficiency improvement amount is also very large, and the simple structure reduces the number of parts and greatly improves the reliability.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上述のように構成したので、本発明によれば、タービン
の負荷に応じてシール部の間隙をきわめて簡単に調整す
ることができる。
With the above-mentioned configuration, according to the present invention, the gap of the seal portion can be adjusted very easily according to the load of the turbine.

タービンの低負荷時には間隙を広くして回転部と静止部
の接触を回避するのでタービンの信頼性が向上し、さら
には回転部と静止部の接触によるラビング振動が防止さ
れタービンの運転性が向上する。
When the turbine has a low load, the gap is widened to avoid contact between the rotating and stationary parts, improving turbine reliability.In addition, rubbing vibration due to contact between the rotating and stationary parts is prevented, improving turbine drivability. To do.

タービン高負荷時には間隙を狭くしてタービンの内部効
率を向上させ、最終的にはタービン熱消費率の改善を図
ることができる。しかも、本発明においては各取付ボル
トに穿設され各ベロー内に開口する連通孔を静止部に設
けられた環状孔に通孔を介して連通させたので、静止部
の上流側に連通する導入孔を1個穿設すればよく、ノズ
ル外輪の加工工数を減少でき外輪の強度低下防止を図る
ことができる。
When the turbine has a high load, the gap can be narrowed to improve the internal efficiency of the turbine and ultimately improve the heat consumption rate of the turbine. Moreover, in the present invention, since the communication hole that is formed in each mounting bolt and opens in each bellows is communicated with the annular hole provided in the stationary portion through the communication hole, the introduction that communicates with the upstream side of the stationary portion. Since it is sufficient to form one hole, it is possible to reduce the number of processing steps for the outer ring of the nozzle and prevent the strength of the outer ring from decreasing.

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

第1図は本発明のシール部間隙調整装置の一実施例を示
す縦断面図、第2図は同タービン動翼部の横縦断面図、
第3図はタービン動翼部のシール装置の一実施例を示す
拡大縦断面図、第4図(a)(b)はフィンセグメント
の寸法を示す図、、第5図はタービン負荷とシール部間
隙調整装置のまわりの圧力との関係を示す図、第6図お
よび第7図はタービン動翼部のシール部間隙調整装置の
作動を示す縦断面図、第8図はタービン負荷とフィンセ
グメントの移動量との関係を示す図、第9図はタービン
負荷とフィンセグメントの移動量および回転部と静止部
の変位差の関係を表わす線図、第10図および第11図は本
発明の変形例のタービン動翼部のシール部間隙調整装置
の作動を示す縦断面図、第12図および第13図は本発明の
変形例のタービン動翼部のシール部間隙調整装置の取付
け状態を示す縦断面図、第14図は第12図および第13図で
示した本発明の変形例にもとづくタービン負荷とフィン
セグメントの移動量との関係を示す線図、第15図は第13
図および第14図で示した本発明の変形例のタービン動翼
部のシール部間隙調整装置の作動を示す縦断面図、第16
図は本発明における蒸気の導入孔の変形例を示す縦断面
図、第17図は第16図のA−A線矢視図、第18図は本発明
の実施による効果を説明する図、第19図はタービンの一
部縦断上半部図、第20図は従来のタービンにおける固定
式シール部の構成を示す縦断面図、第21図は従来の可動
型シール装置を示す縦断面図である。 1……動翼、2……タービン車軸、5……ノズル外輪、
6……ノズル内輪、11……取付溝、12……シールフィ
ン、13……フィンセグメント、15……密閉室、18……取
付ボルト、20……内部室、21……環状室、23……導入
孔、25……外部室、30……凹溝、35……環状孔、36……
通孔。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a seal portion clearance adjusting device of the present invention, and FIG. 2 is a horizontal and vertical sectional view of the turbine moving blade portion,
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing an embodiment of a sealing device for a turbine rotor blade, FIGS. 4 (a) and 4 (b) are drawings showing dimensions of fin segments, and FIG. 5 is a turbine load and a sealing portion. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the operation of the seal gap clearance adjusting device of the turbine rotor blade, and FIG. 8 is a view showing the relationship between the turbine load and the fin segment. FIG. 9 is a diagram showing the relationship with the moving amount, FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the turbine load, the moving amount of the fin segment and the displacement difference between the rotating part and the stationary part, and FIGS. 10 and 11 are modification examples of the present invention. FIG. 12 is a vertical cross-sectional view showing the operation of the seal part clearance adjusting device for the turbine rotor blade part, and FIGS. 12 and 13 are vertical cross-sectional views showing the mounting state of the seal part clearance adjusting device for the turbine rotor part of the modified example of the present invention. FIG. 14 is a modification of the present invention shown in FIG. 12 and FIG. Graph showing the relationship between the turbine load and the amount of movement of the fin segments based, FIG. 15 No. 13
FIG. 16 is a vertical cross-sectional view showing the operation of the seal gap adjusting device of the turbine rotor blade portion of the modified example of the invention shown in FIGS.
FIG. 17 is a vertical cross-sectional view showing a modified example of the steam introduction hole in the present invention, FIG. 17 is a view taken along the line AA of FIG. 16, and FIG. 18 is a view for explaining the effect of the implementation of the present invention. FIG. 19 is a partial longitudinal upper half view of the turbine, FIG. 20 is a vertical cross-sectional view showing the structure of a fixed seal portion in a conventional turbine, and FIG. 21 is a vertical cross-sectional view showing a conventional movable seal device. . 1 ... moving blade, 2 ... turbine axle, 5 ... nozzle outer ring,
6 ... Nozzle inner ring, 11 ... Mounting groove, 12 ... Seal fin, 13 ... Fin segment, 15 ... Sealing chamber, 18 ... Mounting bolt, 20 ... Inner chamber, 21 ... Annular chamber, 23 ... … Introduction hole, 25 …… outer chamber, 30 …… concave groove, 35 …… annular hole, 36 ……
Through hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】タービンの回転部に対向させ周方向に配列
された複数のシール用のフインセグメントを、それぞれ
弾性復元力が伸縮自在なベローを介してタービンの静止
部に装着し、このベローの内外に供給される作動流体の
圧力差で前記各フインセグメントをタービンの半径方向
に移動可能にしたタービンのシール部間隙調整装置にお
いて、上記ベローを静止部に取付ける各取付ボルトに穿
設され、上記ベロー内に開口する連通孔を、静止部に設
けられた環状孔に通孔及び取付ボルトの外周に形成され
た環状室を介して連通し、上記環状室の一つに静止部の
上流側に連通する導入孔を連通させるとともに、上記静
止部に設けられたフインセグメント取付溝の側壁部に周
方向に延びる凹溝を形成し、その凹溝に、上記フインセ
グメントの両端縁部をそのフインセグメントが所定範囲
半径方向に移動可能に係合させたことを特徴とする、タ
ービンのシール部間隙調整装置。
1. A plurality of sealing fin segments arranged in the circumferential direction facing a rotating part of a turbine are attached to a stationary part of the turbine via bellows each having elastic elastic restoring force. In a seal part clearance adjusting device of a turbine, wherein each fin segment is movable in a radial direction of a turbine by a pressure difference of working fluid supplied to the inside and outside, in each mounting bolt for mounting the bellows on a stationary part, The communication hole opening in the bellows is communicated with the annular hole provided in the stationary portion through the through hole and the annular chamber formed on the outer periphery of the mounting bolt, and one of the annular chambers is provided on the upstream side of the stationary portion. Along with communicating the introducing holes, a concave groove extending in the circumferential direction is formed on the side wall portion of the fin segment mounting groove provided in the stationary portion, and both end edges of the fin segment are formed in the concave groove. The fins segment is characterized in that engaged to be movable in a predetermined range radially turbine seal portion clearance adjustment device.
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