JPH0791201A - 再熱蒸気タービン - Google Patents

再熱蒸気タービン

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JPH0791201A
JPH0791201A JP26298093A JP26298093A JPH0791201A JP H0791201 A JPH0791201 A JP H0791201A JP 26298093 A JP26298093 A JP 26298093A JP 26298093 A JP26298093 A JP 26298093A JP H0791201 A JPH0791201 A JP H0791201A
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JP
Japan
Prior art keywords
pressure
rotor
stage
diameter
dummy
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP26298093A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Yokota
宏 横田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スラストバランスを維持しながら、高中圧ロ
ータの中圧ダミー部ロータの直径を中圧段反動翼列の直
径よりも小さく選定して、タービン全体の小型化を可能
とした再熱蒸気タービンを提供すること。 【構成】 高中圧段を有する反動式の再熱蒸気タービン
において、高中圧ロータ1の中圧ダミー部ロータ1bの
直径を高圧ダミー部ロータ1aの直径とほぼ等しくする
と共に、低圧ダミー部ロータを上流段1c1と下流段1
2との2段構造とする。そして、低圧ダミー部ロータ
上流段1c1の直径を中圧ダミー部ロータ1bの直径と
ほぼ等しくすると共に、低圧ダミー部ロータ下流段1c
2の直径を中圧段反動翼列43の平均直径とほぼ等しく
し、かつこれら上下流段間にスラストバランス管61を
通して中圧入口圧力をかけるようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高中圧段を有する反動
式の再熱蒸気タービンに関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の再熱蒸気タービンの構成
を示す部分的な断面図である。この再熱蒸気タービン
は、高中圧ロータ1を囲んで高中圧外車室10が形成さ
れ、この高中圧外車室10に高圧蒸気導入部11と中圧
蒸気導入部12とを備えている。また、高中圧外車室1
0の内側に高圧内車室20が位置しており、この高圧内
車室20に高圧蒸気導入部11に連接された高圧蒸気入
口部21が設けられている。更に、高中圧外車室10に
は中圧入口部蒸気室22が設けられている。そして、上
記の高圧蒸気入口部21にはノズル室31が連接されて
おり、このノズル室31の先端にはノズルブロック32
が設けられている。
【0003】高中圧ロータ1には調速段部41が設けら
れていて、ここにノズル室31先端のノズルブロック3
2の蒸気噴出口33が、高中圧ロータ1の軸方向に対向
している。また、高中圧ロータ1には、調速段部41か
らの高圧蒸気が供給される高圧段反動翼列42が設けら
れている。同様に、中圧入口部蒸気室22を経て中圧蒸
気が供給される中圧段反動翼列43が高中圧ロータ1に
設けられている。44はロータの中圧入口部である。ま
た、高圧段反動翼列42部を囲んで高圧段翼環51が設
けられており、同様に、中圧段反動翼列43部を囲んで
中圧段翼環61が設けられている。そして、高中圧一体
ダミー環52と低圧ダミー環53とがそれぞれ設けられ
ている。
【0004】次に、上記のように構成された従来の再熱
蒸気タービンの動作を説明する。図示しないボイラから
の高温・高圧の蒸気は、矢印100で示すように、高中
圧外車室10に設けた高圧蒸気導入部11からタービン
内部に入り、高圧内車室20の高圧蒸気入口部21から
ノズル室31を経てノズルブロック32の蒸気噴出口3
3から高速で噴出される。この高速の高圧蒸気100
が、高中圧ロータ1の調速段部41に回転力を与え、さ
らに、高圧蒸気100はノズル室31の外側を通って高
圧段反動翼列42に入って、高中圧ロータ1に回転力を
与えながら、次第に温度・圧力を低下させていく。そし
て、高圧段反動翼列42で仕事を終えた蒸気は、図示し
ない再熱ボイラで再び加熱されて再熱蒸気となる。
【0005】再熱ボイラで加熱された中圧の再熱蒸気
は、矢印200で示すように、高中圧外車室10の中圧
蒸気導入部12から中圧入口部蒸気室22に入り、中圧
段反動翼列43を通りながら高中圧ロータ1に回転力を
与えるものである。
【0006】また、調速段部41で仕事をして温度の下
がった高圧蒸気100の一部が、高中圧一体ダミー環5
2の高圧ダミー環52aと高中圧ロータ1の高圧ダミー
部ロータ1aとの間を、高圧ダミー蒸気101として流
れるので、これを中圧ダミー蒸気102として利用し
て、中圧ダミー環52bの内面を冷却したり、ロータ1
の中圧入口部44を冷却している。この結果、中圧入口
部44は、より低温の蒸気102によりシールドされ、
高温の再熱蒸気200にさらされず、強度の高い信頼性
の高いタービンを実現している。また、高圧ダミー環5
2aと高中圧ロータ1の高圧ダミー部ロータ1aとの間
を流れた高圧ダミー蒸気101は、矢印103で示すよ
うに高圧排気系へと流れる。
【0007】更に、高中圧ロータ1の高圧ダミー部ロー
タ1a、中圧ダミー部ロータ1bと低圧ダミー部ロータ
1cは蒸気圧力によるスラストバランスの役目も持って
いる。つまり、高圧段反動翼列42のスラストは、高圧
ダミー部ロータ1aとバランスする。また、中圧部につ
いては、中圧段反動翼列43が低圧ダミー部ロータ1c
と中圧ダミー部ロータ1bとの差とバランスする。ま
た、高圧段反動翼列42にかかる差圧は(調速段出口圧
力−高圧排気圧力)であるが、高圧ダミー部ロータ1a
にかかる差圧も高圧スラストバランス管105の働きで
これと同じになっており、この両者がほぼ同等の直径を
有するように設計しておけば、いかなる運転状態でもス
ラストバランスが保たれる。
【0008】同様に、中圧段反動翼列43にかかる差圧
は(中圧入口圧力−中圧排気圧力)である。これに対
し、低圧ダミー部ロータ1cにかかる差圧は中圧スラス
トバランス管106の働きにより(高圧排気圧力−中圧
排気圧力)であり、中圧ダミー部ロータ1bにかかる差
圧は高圧スラストバランス管105の働きで(高圧排気
圧力−中圧入口圧力)である。ここで、低圧ダミー部ロ
ータ1cと中圧ダミー部ロータ1bにかかる差圧の差
は、(中圧入口圧力−中圧排気圧力)と中圧段反動翼列
43のそれと同じになるので、高圧部の場合と同様、中
圧段反動翼列43、低圧ダミー部ロータ1c、中圧ダミ
ー部ロータ1bの直径をそろえておけば、いかなる運転
状態でもスラストバランスを保つことができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の再熱蒸気タービンにあっては、高中圧ロータ1の中
圧ダミー部ロータ1bの直径は、中圧段反動翼列43の
スラストとのバランスをとるため、低圧ダミー部ロータ
1cの直径とともに、中圧段反動翼列43の平均直径と
ほぼ同じ程度に選定している。一方、高圧段反動翼列4
2の平均直径ならびに高圧ダミー部ロータ1aの直径
は、中圧段反動翼列43や中圧ダミー部ロータ1bの直
径に比べて相当に小さい。ところが、これに対応して高
圧内車室20の直径ひいては外車室10の直径を小さく
し小型化しようとしても、高圧内車室20は大径の中圧
ダミー部ロータ1bまでカバーしているため、これがネ
ックになってできない。
【0010】また、中圧ダミー部ロータ1bの直径が大
径であるため、高中圧一体ダミー環52の中圧ダミー環
52bが軸方向に長くなり、タービンの軸受間距離縮小
の障害にもなっている。
【0011】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、高中圧ロータの中圧ダミ
ー部ロータの直径を中圧段反動翼列の直径よりも小さく
選定して、タービン全体の小型化を可能とし、スラスト
バランスならびに信頼性は従来通り維持できるようにし
た反動式の再熱蒸気タービンを提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、高中圧段を有する反動式の再熱蒸気タ
ービンにおいて、高中圧ロータの中圧ダミー部ロータの
直径を高圧ダミー部ロータの直径とほぼ等しくすると共
に、低圧ダミー部ロータを上流段と下流段との2段構造
とし、低圧ダミー部ロータ上流段の直径を前記中圧ダミ
ー部ロータの直径とほぼ等しくすると共に、低圧ダミー
部ロータ下流段の直径を中圧段反動翼列の平均直径とほ
ぼ等しくし、かつ低圧ダミー部ロータのこれら上下流段
間に中圧入口圧力をかけるようにしたものである。
【0013】
【作用】上記の手段によれば、高中圧ロータの中圧ダミ
ー部ロータの直径を高圧ダミー部ロータの直径とほぼ同
等になるようにして、中圧段反動翼列の平均直径より小
さく選定しているので、中圧ダミー部ロータ径を縮小す
ることができる。
【0014】ただし、このままでは、中圧段反動翼列と
中圧ダミー部ロータ及び低圧ダミー部ロータのスラスト
がバランスしないので、上記の手段によれば、低圧ダミ
ー部ロータを2段構造として、上流側の段の直径を、直
径を小さく選定した中圧ダミー部ロータの直径とほぼ同
等とし、また下流側の段の直径を中圧段反動翼列の平均
直径とほぼ同等に選定し、両段の中間に中圧入口圧力を
かけることにより、直径の小さくなった中圧ダミー部ロ
ータと低圧ダミー部ロータ上流段とのスラストをバラン
スさせ、中圧段反動翼列と低圧ダミー部ロータ下流段の
スラストとをバランスするようにしている。
【0015】
【実施例】以下、図1を参照して本発明の一実施例につ
いて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例に係る
再熱蒸気タービンの構成を示す部分的な断面図であり、
図2に示したものと同一の部分には同一の符号を付し
て、重複する説明は省略する。
【0016】本発明によれば、図2に示した従来例では
比較的大径であった中圧ダミー部ロータ1bの直径を、
図1に示すように、高圧ダミー部ロータ1aの直径とほ
ぼ同じにする。これにより、高中圧一体ダミー環52を
扁平な形状とし、高圧内車室20、ひいては高中圧外車
室10の直径を縮小し、タービンを小型化できる。ま
た、中圧入口部44では軸方向長さも削減できる。
【0017】そして、上記のことを行っても、スラスト
バランスが維持できるよう、図2に示した従来例の低圧
ダミー部ロータ1cを、図1に示すように、低圧ダミー
部ロータ上流段1c1と低圧ダミー部ロータ下流段1c2
との2段に分け、上流段1c1の直径を中圧ダミー部ロ
ータ1bの直径と、また下流段1c2の直径を中圧段反
動翼列43の平均直径とそれぞれほぼ同じくなるように
選定している。そして、低圧ダミー環53に設けたポケ
ット60に中圧蒸気入口部12から延びるスラストバラ
ンス管61をつなぐことによって、低圧ダミー部ロータ
の上流段1c1と下流段1c2との中間のスペースに、中
圧入口圧力をかけるようにしている。
【0018】これにより、中圧ダミー部ロータ1bのス
ラストは、低圧ダミー部ロータ上流段1c1のスラスト
とバランスする(直径が同じで、差圧はいずれも(高圧
排気圧力−中圧入口圧力)である)。また、中圧段反動
翼列43のスラストは低圧ダミー部ロータ下流段1c2
のそれとバランスする(直径が同じで、差圧はいずれも
(中圧入口圧力−中圧排気圧力)である)。
【0019】なお、上記の実施例において、低圧ダミー
部ロータ上流段1c1のリーク蒸気量が低圧ダミー部ロ
ータ下流段1c2のそれよりも少ないと、スラストバラ
ンス管61を通じて高温の中圧入口蒸気がこの部分に流
入することになる。これはこの部分のロータ、車室に熱
応力を生じさせ好ましくないので、低圧ダミー部ロータ
上流段1c1のシールクリアランスをあらかじめ広めに
設定するとか、低圧ダミー環53に穴をあけるなどの工
夫が必要である。あるいは、図1に示すように、スラス
トバランス管61に高圧排気供給管62をつなぐのも、
この中圧入口蒸気流入防止対策の1つで、中圧入口蒸気
が低圧ダミー部に流入して来た場合には、この高圧排気
供給管62の弁63を開け調整することにより、高温中
圧入口蒸気の代りに高圧排気を低圧ダミー部ロータ下流
段1c2に吸い込ませ、高温蒸気の流入を防止する。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、タ
ービン小型化のネックとなっていた中圧ダミー部ロータ
径の縮小をスラストバランスを維持しながら可能とし、
これにより高圧内車室径を高圧反動段翼列ないしはノズ
ル室の直径に応じて縮小が可能となり、高温・高圧部の
設計裕度が増す。また、これに伴い、外車室全体が小径
化できると同時に、高中圧一体ダミー環の軸方向長さ短
縮によりタービン全長も短くなり、タービン全体の小型
化、総重量低減によりコストダウンが可能となる。更
に、軸方向長さの短縮により、ロータの低周波拡動対策
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る再熱蒸気タービンの構
成を示す部分的な断面図である。
【図2】従来の再熱蒸気タービンの構成を示す部分的な
断面図である。
【符号の説明】
1 高中圧ロータ 1a 高圧ダミー部ロータ 1b 中圧ダミー部ロータ 1c1 低圧ダミー部ロータ上流段 1c2 低圧ダミー部ロータ下流段 12 中圧蒸気入口部 43 中圧段反動翼列 61 スラストバランス管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高中圧段を有する反動式の再熱蒸気タービ
    ンにおいて、高中圧ロータの中圧ダミー部ロータの直径
    を高圧ダミー部ロータの直径とほぼ等しくすると共に、
    低圧ダミー部ロータを上流段と下流段との2段構造と
    し、低圧ダミー部ロータ上流段の直径を前記中圧ダミー
    部ロータの直径とほぼ等しくすると共に、低圧ダミー部
    ロータ下流段の直径を中圧段反動翼列の平均直径とほぼ
    等しくし、かつ低圧ダミー部ロータのこれら上下流段間
    に中圧入口圧力をかけるようにしたことを特徴とする再
    熱蒸気タービン。
JP26298093A 1993-09-27 1993-09-27 再熱蒸気タービン Withdrawn JPH0791201A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2400113A3 (en) * 2010-06-23 2017-07-19 General Electric Company System for controlling thrust in steam turbine
CN113383146A (zh) * 2019-02-07 2021-09-10 三菱重工船用机械株式会社 用于部分送入涡轮的损失降低装置和部分送入涡轮

Cited By (3)

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Legal Events

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Effective date: 20001128