JPH094401A - 蒸気タービンの中圧段構造 - Google Patents

蒸気タービンの中圧段構造

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JPH094401A
JPH094401A JP15770595A JP15770595A JPH094401A JP H094401 A JPH094401 A JP H094401A JP 15770595 A JP15770595 A JP 15770595A JP 15770595 A JP15770595 A JP 15770595A JP H094401 A JPH094401 A JP H094401A
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JP
Japan
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intermediate pressure
steam
pressure
stage
blade
Prior art date
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Withdrawn
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JP15770595A
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English (en)
Inventor
Chikanori Masuzawa
近統 増沢
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸気タービンの中圧段において、中圧入口通
路における狭窄部における蒸気流れを円滑化することに
より、同部における流体損失が中圧第1段静翼への偏流
による翼列損失の発生を抑制し、タービン性能を向上せ
しめる。 【構成】 蒸気タービンの中圧段において、中圧入口蒸
気通路と中圧第1段静翼との間の狭窄部に半径方向流用
の半径流ノズルと輻流型の羽根車を設け、蒸気を上記ノ
ズル及び羽根車にて滑らかに曲流させ、上記第1段静翼
に均等に流入せしめるように構成し、狭窄部の流動損失
及び翼列損失を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は再熱式蒸気タービンにお
ける中圧段(中圧段タービン)の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図2ないし図4には、高圧段と中圧段と
が同一車室内に一体に組み込まれてなる蒸気タービンの
従来の1例が示されている。図2〜図4において、4は
外車室であり、同外車室4には、ボイラ(図示せず)か
らの高圧蒸気20aが導入される高圧入口管1及びボイ
ラからの再熱蒸気20bが導入される中圧入口管5が設
けられている。
【0003】13はタービンロータ、2は高圧の調速
段、2aは高圧段ノズル、3は複数列の高圧段翼列、1
2は中圧第1段静翼、6は複数列の中圧段翼列、7は高
圧内車室、8は中圧翼環、9はダミー環、15は中圧出
口通路、10は中圧入口通路、14は同中圧入口通路1
0を外車室4から区画するためのサーマルシールドであ
る。
【0004】上記蒸気タービンの運転時において、ボイ
ラから供給される高温高圧の蒸気20aは高圧入口管1
から高圧段(高圧段タービン)に入り、調速段2から高
圧段翼列3を通過する際に膨張仕事を行い圧力、温度を
下げる。
【0005】高圧段から送出される蒸気はボイラに還流
され、加熱されて再熱蒸気20bとなって中圧入口管5
から中圧段(中圧段タービン)に入り、中圧入口通路1
0から中圧段静翼12等及び中圧段翼列6にて膨張仕事
を行い圧力、温度が下がり、中圧出口通路15から低圧
段へと導かれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記中圧段(中圧段タ
ービン)の中圧入口管5は、図4に示されるように、円
周方向に4箇所(2箇所の場合もある)、かつ鉛直方向
に蒸気20bが入るように配置されている。
【0007】このため、ボイラからの再熱蒸気20bが
環状流路に形成された中圧入口通路10に流入すると、
この蒸気20bは、左右に等流量分岐されることなく、
中圧入口管5に正対する領域11aに最も多く流れ、最
上部領域11b(及び最下部領域11d)に流れる流量
が少なくなって、円周方向に流量分布が不均一となる。
【0008】さらに、上記中圧入口通路10は、図3に
示されるように、外径側から内径側へとその断面積が縮
小していくが、中圧翼環8とダミー環9とに挟まれる狭
窄部11は急激に絞られ、かつここから中圧第1段静翼
12まで急激に屈曲している。このため蒸気20bは、
急加速しつつ急転向するので中圧翼環8の先端部におい
て図に矢印にて示すように、流れが剥離する可能性があ
る。
【0009】しかも、上記再熱蒸気20bは、中圧入口
管5から中圧入口通路10に流入した後、左右に分岐し
つつこの狭窄部11に流入してくるので、中圧入口管5
に正対する領域11aでは半径内方向きから軸方向へ転
向しつつ中圧第1段静翼12aへはインシデンスもほと
んどなく流入する。
【0010】このため、正対領域11aから離れるにつ
れて、この狭窄部11では円周方向流れが生じ、これに
よる付加的な流体損失が生ずるとともに、上記正対領域
11aから離れた中圧第1段静翼12に対して大きなイ
ンシデンスをもって流入する。
【0011】従って、上記従来の蒸気タービンにあって
は、中圧入口通路10の狭窄部11で蒸気の流れが急加
速、急転向することによって生ずる隔離に伴う流体損
失、並びに円周方向に分岐されることによって生ずる流
体損失、更には中圧第1段静翼12へのインシデンスに
よる付加的翼列損失の増加が発生し、これにより、ター
ビン性能が著しく悪化するという問題点があった。
【0012】本発明の目的は蒸気タービンの中圧段にお
いて、中圧入口通路における狭窄部における蒸気流れを
円滑化することにより、同部における流体損失や中圧第
1段静翼への偏流による翼列損失の発生を抑制し、ター
ビン性能を向上せしめることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、蒸気タービン
の中圧段において、中圧入口蒸気通路と中圧第1段静翼
との間の狭窄部に半径方向流用の半径流ノズルと輻流方
式の羽根車を設け、蒸気を上記ノズル及び羽根車にて滑
らかに曲流させ、上記第1段静翼に均等に流入せしめる
ように構成したことを要旨とし、その第1の具体的手段
は、上記中圧段の中圧入口通路と中圧第1段静翼との間
の通路断面積が変化する狭窄通路部に、円周方向に複数
枚配設された静翼を備え、蒸気が半径方向に流過する半
径流ノズルを設けるとともに、同半径流ノズルの出口と
上記中圧第1段静翼との間に、円周方向等間隔に配設さ
れた動翼を備え、中圧ロータに固定されて同ロータと同
時に回転する羽根車を設けたことにある。
【0014】また第2の具体的手段は上記第1の手段に
おいて、上記羽根車の動翼を、上記半径流ノズルの出口
に対向する入口端が蒸気を半径方向に導入するように軸
方向に一定幅を有し、かつ上記中圧第1段静翼に対向す
る出口端が蒸気を軸方向に流出するように半径方向に一
定幅を有するように形成されるとともに、上記入口端と
出口端との間を滑らかに結合してなる輻流翼に構成した
ことにある。
【0015】上記第1,第2の手段において、上記半径
流ノズルは環状に形成されて上記羽根車の動翼の入口端
の外側に配設され、上記羽根車は円周方向等間隔に配設
された動翼の入口縁が水平に形成されて上記半径流ノズ
ルの出口端に近接配置され、上記動翼の出口端縁が上記
入口端縁と直角に形成されて中圧第1段静翼の入口縁に
近接して配置され、上記入口端縁と出口端縁との間は円
弧状に滑らかに屈曲するように構成するのが好適であ
る。
【0016】
【作用】本発明は上記のように構成されているので、第
1,第2の手段によれば中圧入口通路に導入された蒸気
は狭窄通路部に設置された半径流ノズル内を半径方向に
流れて羽根車の動翼入口端から半径方向に流入し、動翼
に仕事を与え動翼のプロフィルに沿って軸方向に滑らか
に曲流され、羽根車から軸方向へ流出して中圧第1段静
翼へと導かれる。
【0017】この際において、蒸気は半径流ノズル及び
羽根車にて構成される滑らかな絞り流路を流れることに
より、整流されつつ加速され、圧力を下げて出力を発生
することとなり、通路の急縮小、急転向がないため流れ
の剥離は発生せず、流体損失が低減される。
【0018】また羽根車の出口では円周方向の流れの偏
流がなく一様化された流れとなるので、中圧第1段静翼
へのインシデンスが無くなり、中圧段の翼列損失が低減
される。
【0019】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図1には本発明の実施例に係る蒸気タービン
の中圧段の再熱蒸気入口部近傍の構造図が示されてい
る。
【0020】図1において13は高圧段(図2参照)と
中圧段とに貫設されたロータであり、同ロータ13には
複数段の中圧段翼列6が固着されている。12は中圧第
1段静翼、12aは第2段静翼である。
【0021】4は外車室、8は上記静翼12,12aが
取付けられる中圧翼環、9はダミー環である。また10
は中圧入口通路であり、図4に示されるように4個ない
し2個の中圧入口管5に連通され、同入口管5を経た再
熱蒸気が導入されるようになっている。14は図4に示
されるように、外車室4と中圧入口通路10とを区画す
るサーマルシールドである。
【0022】21は環状に形成された半径流ノズルであ
り、上記中圧入口通路10と中圧第1段静翼12との間
の蒸気通路面積が急激に変化(縮小)する狭窄部11に
配設される。同半径流ノズル21は、円周方向等間隔に
配設され半径方向に蒸気を流すようなプロフィルに構成
される。
【0023】22はロータ13の中圧段翼列6の前段側
に固着され、上記ロータ13に円周方向等間隔に配設さ
れた動翼22aを有する羽根車である。同羽根車22
は、これの動翼22aの入口端22bがロータ13の軸
方向(水平方向)に一定幅を有して上記半径流ノズル2
2bの出口端に近接し、動翼22aの出口端22cが上
記入口端22bと直角な半径方向に一定幅を有し上記中
圧第1段静翼12に対向するように形成されるととも
に、入口端22bと出口端22cとを滑らかに結合した
輻流翼に構成される。
【0024】上記のように構成された蒸気タービンの運
転時において、ボイラで再加熱された再熱蒸気20bは
4箇所の中圧入口管5(図4参照)から中圧入口通路1
0に流入する。同中圧入口通路10に至った蒸気は、狭
窄部11に環状に配置された半径流ノズル21にこれの
外周から均等に流入し、同ノズル21内を半径方向に流
れて羽根車22に半径方向に流入する。
【0025】同羽根車22の動翼22aに作用して駆動
力を付与した蒸気は、同動翼22aのプロフィルに沿っ
て軸方向流に変向され、中圧第1段静翼12から中圧段
翼列6へと流れる。
【0026】この際において、半径流ノズル21及び羽
根車22は、それぞれ上流から下流に向って滑らかな絞
り通路を形成しているため、蒸気20bは、ここで整流
されつつ加速し、圧力を下げ出力を発生する。このよう
な、半径流ノズル21及び羽根車22の整流作用の結
果、通路の急縮小及び急転向による流れの剥離は発生せ
ず、流体損失が低減される。
【0027】また、羽根車22の下流では円周方向に流
れが一様化するので、中圧第1段静翼12へのインシデ
ンスを殆ど零とすることができ、これにより、中圧第1
段静翼12の翼列損失が低減される。さらに、中圧入口
通路10において、半径方向の空間を有効に活用してタ
ービン出力を得ることができるので、後続の中圧段翼列
6の少なくとも1段を削減でき、タービンロータ及びタ
ービン車室の長さを縮することが可能となる。
【0028】
【発明の効果】本発明の請求項1及び2によれば、蒸気
タービンの中圧段において、中圧入口蒸気通路と中圧第
1段静翼との間の狭窄部に半径方向流用のノズルと輻流
型の羽根車を設け、蒸気を上記ノズル及び羽根車にて滑
らかに曲流させ、上記第1段静翼に均等に流入せしめる
ように構成したので、蒸気は半径流ノズルと羽根車によ
り構成される滑らかな絞り通路を半径方向から軸方向へ
と整流されつつ加速され出力を発生することとなり、従
来のもののように急縮小、急転向部が無いため、流れの
剥離の発生が阻止され、流体損失が低減される。
【0029】また羽根車の出口では円周方向において流
れの偏流がなく一様な流れとなるので、中圧第1段翼列
へのインシデンスが無くなり、中圧段の翼列損失が低減
される。以上によりタービン性能の向上が実現できる。
さらに、中圧入口通路から中圧第1段翼列に至る半径方
向空間を有効に利用して半径流ノズル及び羽根車を配設
しタービン出力を得ることができるので、中圧段1段程
度の削減が可能となり、タービン全長を短縮化でき、中
圧タービンの高性能化、コンパクト化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る再熱式蒸気タービン中圧
段の蒸気入口近傍の概略縦断面図。
【図2】高中圧一体型タービンの概略構造図。
【図3】従来の中圧段の蒸気入口部近傍を示す図1応当
図。
【図4】中圧段入口部の軸心に直角な断面図(図3のIV
−IV断面図)。
【符号の説明】
4 外車室 6 中圧段翼列 10 中圧入口通路 11 狭窄部 12 中圧第1段静翼 13 ロータ 21 半径流ノズル 22 羽根車 22a 動翼 20b 再熱蒸気

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラからの再熱蒸気により作動する軸
    流中圧段タービンを備えた蒸気タービンにおいて、上記
    中圧段タービンの中圧入口通路と中圧第1段静翼との間
    の通路断面積が変化する狭窄通路部に、円周方向に複数
    枚配設された静翼を備え、蒸気が半径方向に流過する半
    径流ノズルを設けるとともに、同半径流ノズルの出口と
    上記中圧第1段静翼との間に、円周方向等間隔に配設さ
    れた動翼を備え、中圧ロータに固定されて同ロータとと
    もに回転する羽根車を設けたことを特徴とする蒸気ター
    ビンの中圧段構造。
  2. 【請求項2】 上記羽根車の動翼は、上記半径流ノズル
    の出口に対向する入口端が蒸気を半径方向に導入するよ
    うに軸方向に一定幅を有し、かつ上記中圧第1段静翼に
    対向する出口端が蒸気を軸方向に流出するように半径方
    向に一定幅を有するように形成されるとともに、上記入
    口端と出口端との間を滑らかに結合してなる輻流翼に構
    成された請求項1記載の蒸気タービンの中圧段構造。
JP15770595A 1995-06-23 1995-06-23 蒸気タービンの中圧段構造 Withdrawn JPH094401A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008519192A (ja) * 2004-11-02 2008-06-05 アルストム テクノロジー リミテッド タービン装置の最適なタービン段並びにタービン段の構成方法
CZ302698B6 (cs) * 2009-05-19 2011-09-07 Ceské vysoké ucení technické v Praze Prechodový díl lopatkového stroje
CN114508392A (zh) * 2021-12-29 2022-05-17 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种汽轮机高压进汽室结构

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Effective date: 20020903