JPH094409A - Axial flow steam turbine - Google Patents

Axial flow steam turbine

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JPH094409A
JPH094409A JP15761995A JP15761995A JPH094409A JP H094409 A JPH094409 A JP H094409A JP 15761995 A JP15761995 A JP 15761995A JP 15761995 A JP15761995 A JP 15761995A JP H094409 A JPH094409 A JP H094409A
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JP
Japan
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steam
inlet pipe
axial
diaphragm
opening
Prior art date
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Pending
Application number
JP15761995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sou Shioshita
創 潮下
Takeshi Sato
武 佐藤
Naoaki Shibashita
直昭 柴下
Michiaki Tominaga
道明 富永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To equalize flow velocity distribution in a circumferential direction by forming a recession on an outer peripheral surface of a diaphragm inner ring to which an opening of a steam inlet piping is opposed, which recession has maximum depth at its portion opposed to the opening of the steam inlet piping, while the depth being decreased gradually in an axial direction. CONSTITUTION: Steam flow is introduced from a steam inlet piping 11 into a daughnut-like inlet steam chamber 12 formed by an inner casing. A recession 16 and a projection 17 are formed on a center portion of a diaphragm inner ring 13 against which steam strikes on the side of the steam inlet piping 11. Even flow is thus obtained in diameter and circumferential directions. Namely, the steam shows even flow when it enters a nozzle blade 15, as a whole. The recession 16 of the diaphragm inner ring 13 promotes shifting of the steam in a circumferential direction. A flow passage area of the steam formed on inner and outer rings 13, 14 of the diaphragm including the recession 16 is gradually decreased in a circumferential direction. The shifted steam is thus pushed out while obtaining even flow velocity distribution in a circumferential direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は軸流蒸気タービンの改良
に係り、特に蒸気が回転軸に対して半径方向から導入さ
れ、軸流二方向へ分流される形式の軸流蒸気タービンに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of an axial flow steam turbine, and more particularly to an axial flow steam turbine of a type in which steam is introduced in a radial direction with respect to a rotating shaft and divided into two axial directions. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来一般に採用されているこの種の軸流
蒸気タービンは、タービンケーシング部にケーシングを
半径方向に貫通して蒸気室に蒸気を供給する蒸気入口配
管を備え、そして前記蒸気室よりダイヤフラム内輪およ
びダイヤフラム外輪にて形成される蒸気流路を軸流の左
右二方向に別れて翼を駆動するように形成されているの
が普通である。
2. Description of the Related Art An axial flow steam turbine of this type that has been generally adopted in the past has a turbine casing portion provided with a steam inlet pipe that penetrates the casing in a radial direction and supplies steam to a steam chamber. It is usual that the steam flow path formed by the inner ring of the diaphragm and the outer ring of the diaphragm is divided into left and right axial directions to drive the blades.

【0003】このように形成された蒸気入口配管を有す
る蒸気タービンにおいては、翼部の蒸気入口部において
発生する蒸気入口配管の有る側と無い側の流量配分のア
ンバランス,すなわち円周方向の流速分布の不均一な流
れや、軸方向での蒸気通路部における外周側と内周側の
圧力損失の差,すなわち半径方向の流速分布の不均一な
流れが生じがちである。
In the steam turbine having the steam inlet pipe thus formed, the flow rate distribution in the blade is unbalanced between the side with the steam inlet pipe and the side without the steam inlet pipe, that is, the flow velocity in the circumferential direction. A non-uniform distribution of the flow and a difference in pressure loss between the outer peripheral side and the inner peripheral side of the steam passage in the axial direction, that is, a non-uniform flow of the flow velocity distribution in the radial direction are likely to occur.

【0004】この半径方向の流速分布の不均一な流れ
は、当然のことながら段落毎の圧力損失を生じさせ、軸
流蒸気タービンの効率の低下を招くことになる。一般に
は、この円周方向や半径方向の流速分布の不均一の軽減
を図るために、軸方向に流れが転回してからの距離,す
なわち蒸気入口配管中心から最初のノズル翼までの軸方
向距離を極力長くとるか、あるいは半径方向から供給さ
れた蒸気を軸方向に方向転換しやすいようにダイヤフラ
ム内輪の外周部に案内鍔を設け、軸流路における半径方
向の流速分布が均一となるようにしている。
This non-uniform flow of the flow velocity distribution in the radial direction naturally causes a pressure loss for each paragraph, resulting in a reduction in the efficiency of the axial flow steam turbine. Generally, in order to reduce the unevenness of the flow velocity distribution in the circumferential and radial directions, the distance from when the flow turns in the axial direction, that is, the axial distance from the center of the steam inlet pipe to the first nozzle blade Or a guide collar is provided on the outer periphery of the inner ring of the diaphragm so that the steam supplied from the radial direction can be easily redirected to the axial direction to make the radial flow velocity distribution in the axial flow path uniform. ing.

【0005】なお、これに関連するものとしては特開昭
57−93607号公報および実開昭57−10780
3号公報などが挙げられる。
Incidentally, as for those related to this, Japanese Patent Laid-Open No. 57-93607 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-10780.
No. 3, etc. are mentioned.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このようにダイヤフラ
ム内輪の外周部に案内鍔が設けられ、この案内鍔により
供給蒸気が導かれるように形成された蒸気タービンであ
ると、ある程度の軸流路における半径方向の流速分布を
均一にすることは可能であるが、しかしながら屈曲部に
おいては蒸気流速および遠心力の関係から偏向が生じ、
やはり半径方向における流速分布を均一にすることは難
しく段落毎の圧力損失を充分低下させることはできな
い。
As described above, in the steam turbine in which the guide flange is provided on the outer peripheral portion of the diaphragm inner ring and the supply steam is guided by the guide flange, the steam turbine is provided with a certain degree of axial flow path. It is possible to make the radial flow velocity distribution uniform, but at the bend, deflection occurs due to the relationship between the vapor flow velocity and centrifugal force,
After all, it is difficult to make the flow velocity distribution uniform in the radial direction, and it is not possible to sufficiently reduce the pressure loss for each paragraph.

【0007】また、前述した蒸気入口配管からノズル翼
までの軸方向距離を長くとるものにあっては、その距離
を充分とれば、均一な流速分布とすることが可能である
が、しかし、このものでは蒸気タービンの回転軸の長さ
延長に繋がるため、回転軸の振動の発生やタービン体格
の増大を招く嫌いがあった。
Further, in the case where the above-mentioned axial distance from the steam inlet pipe to the nozzle blade is long, if the distance is sufficient, it is possible to obtain a uniform flow velocity distribution. In the case of the steam turbine, the length of the rotary shaft of the steam turbine is extended, so that there is a dislike of causing vibration of the rotary shaft and increasing the size of the turbine.

【0008】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、回転軸の長さを延長することな
く、つまり蒸気入口配管からノズル翼までの軸方向距離
を延長することなく、充分半径方向の流速分布を均一に
することが可能なこの種の軸流蒸気タービンを提供する
にある。さらに、本発明は半径方向の流速分布を均一に
するとともに、円周方向の流速分布も均一とすることが
可能なこの種の軸流蒸気タービンを提供するにある。
The present invention has been made in view of this, and an object of the present invention is to extend the length of the rotating shaft without extending the axial distance from the steam inlet pipe to the nozzle blade. It is an object of the present invention to provide an axial steam turbine of this kind capable of sufficiently uniforming the radial velocity distribution. Further, the present invention is to provide an axial flow steam turbine of this type that can make the flow velocity distribution in the radial direction uniform and also make the flow velocity distribution in the circumferential direction uniform.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ター
ビンケーシングを貫通し、蒸気を供給する蒸気入口配管
と、前記ケーシング内に配置され、入口部蒸気室を形成
する内ケーシングと、該内ケーシングの蒸気室から軸流
の左右二方向に別れる蒸気流路を形成するダイヤフラム
内輪およびダイヤフラム外輪と、このダイヤフラム外輪
とダイヤフラム内輪との間に設けられたノズル翼とを備
えてなる軸流蒸気タービンにおいて、前記蒸気入口配管
の開口部が対向しているダイヤフラム内輪の外周面に、
前記蒸気入口配管の開口部に対向している部分が最も深
く、蒸気入口配管の開口部から離れるにしたがい次第に
浅くなるように形成された凹溝を設けるようになし、所
期の目的を達成するようにしたものである。
That is, the present invention relates to a steam inlet pipe that penetrates a turbine casing and supplies steam, an inner casing that is arranged in the casing and forms an inlet steam chamber, and the inner casing. In an axial-flow steam turbine including a diaphragm inner ring and a diaphragm outer ring that form a steam flow path that separates from the steam chamber in the left and right directions of the axial flow, and nozzle vanes provided between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring. , On the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring where the opening of the steam inlet pipe is opposed,
A portion facing the opening of the steam inlet pipe is deepest, and a concave groove formed so as to become gradually shallower as it goes away from the opening of the steam inlet pipe is provided to achieve the intended purpose. It was done like this.

【0010】また、ダイヤフラム内輪の外周面に、周方
向に伸び、かつダイヤフラム内輪の外周面より外方に突
出した鍔を設けるとともに、この鍔部の軸方向両側に、
前記蒸気入口配管の開口部に対向している部分が最も深
く、蒸気入口配管の開口部から離れるにしたがい次第に
浅くなる凹溝を設けるようにしたものである。
Further, on the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring, a collar extending in the circumferential direction and projecting outward from the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring is provided, and on both sides in the axial direction of the collar portion,
A portion facing the opening of the steam inlet pipe is deepest, and a groove is provided which becomes shallower as it goes away from the opening of the steam inlet pipe.

【0011】[0011]

【作用】すなわち、このように形成された軸流蒸気ター
ビンであると、蒸気入口配管の開口部が対向しているダ
イヤフラム内輪の外周面に、蒸気入口配管の開口部に対
向している部分が最も深く、蒸気入口配管の開口部から
離れるにしたがい次第に浅くなるように形成された凹溝
が設けられているので、この凹溝により蒸気入口配管か
ら導入された蒸気は、円周方向への蒸気の回り込みが促
進され、また、その流路面積が円周方向に減少すること
に従いその回り込んだ蒸気が軸方向の流れに押し出され
ることで、円周方向に分布する流速分布は均一化され、
したがって回転軸の長さを延長することなく、つまり蒸
気入口配管からノズル翼までの軸方向距離を延長するこ
となく、充分半径方向の蒸気流速分布は均一化される。
In other words, in the axial-flow steam turbine thus formed, the portion of the diaphragm inner ring facing the opening of the steam inlet pipe has a portion facing the opening of the steam inlet pipe. Since there is a groove that is deepest and gradually shallows away from the opening of the steam inlet pipe, the steam introduced from the steam inlet pipe by this groove is the steam in the circumferential direction. The wraparound is promoted, and as the flow area decreases in the circumferential direction, the steam that wraps around is extruded into the axial flow, thereby making the flow velocity distribution distributed in the circumferential direction uniform,
Therefore, the steam flow velocity distribution in the radial direction can be made sufficiently uniform without extending the length of the rotating shaft, that is, without extending the axial distance from the steam inlet pipe to the nozzle blade.

【0012】[0012]

【実施例】以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。図1には、その軸流蒸気タービンの蒸気入
口部周辺構成が断面で示されている。タービンを駆動す
る蒸気は、回転軸19に対して半径方向へ垂直に延びた
蒸気入口配管11より導入され、回転軸19に対して円
周方向に設けられた内ケーシングにより形成されたドー
ナツ状の入口部蒸気室12に導かれる。そしてその後こ
の入口部蒸気室12を回り込みながら、ダイヤフラム内
輪13に衝突して軸流の左右二方向に別れ、回転軸19
に対して円周方向に設けられているタービンのノズル翼
15、動翼20の部分を流通する。この流通蒸気により
動翼20は作動、すなわち回転し軸流蒸気タービンは作
動する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure around the steam inlet of the axial flow steam turbine. The steam that drives the turbine is introduced from a steam inlet pipe 11 that extends perpendicularly to the rotating shaft 19 in a radial direction, and has a donut shape formed by an inner casing provided circumferentially with respect to the rotating shaft 19. It is guided to the inlet steam chamber 12. Then, while circling around the inlet steam chamber 12, after that, it collides with the inner ring 13 of the diaphragm and splits into the left and right directions of the axial flow.
In contrast, the gas flows through the nozzle blades 15 and the blades 20 of the turbine that are provided in the circumferential direction. The moving steam causes the moving blades 20 to operate, that is, the rotating blades 20 to operate the axial-flow steam turbine.

【0013】なお、前記ノズル翼15があるダイヤフラ
ム内輪13およびダイヤフラム外輪14は、ケーシング
に固着されており、また動翼20は回転軸19に固着さ
れている。
The inner diaphragm 13 and the outer diaphragm 14 having the nozzle blades 15 are fixed to the casing, and the moving blades 20 are fixed to the rotary shaft 19.

【0014】図2および図3は、この蒸気入口部周辺を
拡大して示したもので、この軸流蒸気タービンの蒸気入
口部構造は、蒸気入口配管11、内ケーシングにより形
成されるドーナツ状の入口部蒸気室12、ダイヤフラム
内輪13、ダイヤフラム外輪14、ノズル翼15から構
成されている。そして特に、ダイヤフラム内輪13の蒸
気入口配管11が有る側の中央部、すなわち蒸気入口配
管の開口部が対向しているダイヤフラム内輪13の外周
面には、蒸気入口配管の開口部に対向している部分が最
も深く、蒸気入口配管の開口部から離れるにしたがい次
第に浅くなるように形成された凹溝が設けられており、
またこの凹溝の軸方向中央部に周方向に伸び外方に突出
した鍔部、すなわち凸部17が設けられている。
2 and 3 are enlarged views showing the vicinity of the steam inlet portion. The structure of the steam inlet portion of the axial steam turbine is a donut shape formed by the steam inlet pipe 11 and the inner casing. It is composed of an inlet steam chamber 12, a diaphragm inner ring 13, a diaphragm outer ring 14, and nozzle vanes 15. In particular, the central portion of the diaphragm inner ring 13 on the side where the steam inlet pipe 11 is located, that is, the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring 13 that faces the opening of the steam inlet pipe faces the opening of the steam inlet pipe. The deepest part is provided with a concave groove formed so that it gradually becomes shallower as it moves away from the opening of the steam inlet pipe,
Further, a flange portion that extends in the circumferential direction and protrudes outward, that is, a convex portion 17 is provided at the central portion in the axial direction of the concave groove.

【0015】この構成で、蒸気の流れは、蒸気の流線1
8が矢印で示されるように、蒸気入口配管11から導か
れ、内ケーシングにより形成されるドーナツ状の入口部
蒸気室12に入り、蒸気が衝突するダイヤフラム内輪1
3の蒸気入口配管11が有る側の中央部に凹溝16・凸
部17を設けることで、半径方向および円周方向に均一
な流れに、つまり、ノズル翼15に蒸気が入る時に全体
的に均一な流れとなる。
In this configuration, the steam flow is the steam flow line 1
As shown by the arrow 8, the inner ring 1 of the diaphragm is guided from the steam inlet pipe 11 and enters the donut-shaped steam chamber 12 of the inlet formed by the inner casing to collide with steam.
By providing the concave groove 16 and the convex portion 17 in the central portion on the side where the steam inlet pipe 11 of 3 is located, the flow is uniform in the radial direction and the circumferential direction, that is, when the steam enters the nozzle blades 15, the entire It becomes a uniform flow.

【0016】ダイヤフラム内輪13に設けた凹溝16
は、蒸気入口配管11から導入された蒸気の円周方向へ
の蒸気の回り込みを促進し、かつ、その凹溝16を含む
ダイヤフラム内輪13・ダイヤフラム外輪14で形成さ
れる円周方向に回り込む流路面積を、流路面積が徐々に
減少するように円周方向に変化させることにより、その
回り込んだ蒸気が軸方向の流れに押し出されることで、
円周方向に分布する流速分布を均一化する。
Concave groove 16 provided on the inner ring 13 of the diaphragm
Is a flow passage that promotes the wraparound of the steam introduced from the steam inlet pipe 11 in the circumferential direction and that wraps around in the circumferential direction formed by the diaphragm inner ring 13 and the diaphragm outer ring 14 including the concave groove 16 thereof. By changing the area in the circumferential direction so that the flow path area gradually decreases, the circling steam is pushed out to the axial flow,
The flow velocity distribution distributed in the circumferential direction is made uniform.

【0017】このとき、回り込んだ蒸気が軸方向の流れ
に押し出される作用が、蒸気の流れが半径方向から軸方
向に転回した後で生じるよう、ダイヤフラム内輪13で
流路面積を変化させた方が効果が得られる。
At this time, one in which the flow passage area is changed in the diaphragm inner ring 13 so that the action of the circulated steam being pushed out into the axial flow occurs after the steam flow turns from the radial direction to the axial direction. Is effective.

【0018】ダイヤフラム内輪13に設けた凸部17
は、軸流二方向への分流を促進する効果があり、同時
に、蒸気入口配管の有る側においても、ダイヤフラム内
輪に設けた凹溝が、ノズル翼下部の流れを制限し、ダイ
ヤフラム内輪に設けた凸部がノズル翼上部の流れを促進
することにより、半径方向に分布する流速分布を均一化
する。
Convex portion 17 provided on the inner ring 13 of the diaphragm
Has the effect of promoting split flow in two directions of the axial flow, and at the same time, even on the side with the steam inlet pipe, the groove provided in the inner ring of the diaphragm restricts the flow below the nozzle blades and The convex portion promotes the flow above the nozzle blades to make the flow velocity distribution distributed in the radial direction uniform.

【0019】図4は、この実施例と従来のものとを蒸気
の流れから比較したもので、従来のものは回転軸に対し
て垂直に半径方向から導入される蒸気を軸流の左右二方
向に滑らかに転換するためであるが、流線は一方向から
なので、通常の曲管におけるのと同様に、流れが転換す
る内側と外側とには速度差が発生する。その結果とし
て、最初のノズル翼入り口の半径方向には流速分布の不
均一状態が充分に解消されていない。
FIG. 4 is a comparison of this embodiment and the conventional one from the viewpoint of the flow of steam. In the conventional one, the steam introduced from the radial direction perpendicular to the rotation axis is directed to the left and right of the axial flow. However, since the streamline is from one direction, there is a difference in velocity between the inside and outside where the flow is changed, as in a normal curved pipe. As a result, the inhomogeneous state of the flow velocity distribution is not sufficiently resolved in the radial direction at the entrance of the first nozzle blade.

【0020】これに対し、本発明のものであると、流線
で示すような凹部があるため、軸方向に入る流線の方向
が上下2つできることにより、最初のノズル翼入り口で
の半径方向の流速分布の均一化が図られる。
On the other hand, in the case of the present invention, since there are recesses as shown by the streamlines, the streamlines entering the axial direction can be formed in two upper and lower directions, which results in the radial direction at the entrance of the first nozzle blade. The distribution of the flow velocity can be made uniform.

【0021】また、図5はダイヤフラム内輪に設けられ
ている凹部の円周方向の変化状態を示したもので、縦軸
に図4のR1、R2の差を、横軸に回転軸の円周方向角
度を示している。凹部を含むダイヤフラム内輪およびダ
イヤフラム外輪で形成される円周方向に回り込む流路面
積を、流路面積が徐々に減少するように円周方向に変化
させることにより、その回り込んだ蒸気が軸方向の流れ
に押しだされることで、円周方向に分布する流速の分布
を均一化する。
FIG. 5 shows changes in the circumferential direction of the recess provided in the inner ring of the diaphragm. The vertical axis represents the difference between R1 and R2 in FIG. 4, and the horizontal axis represents the circumference of the rotary shaft. The direction angle is shown. By changing the circumferential flow passage area formed by the diaphragm inner ring including the recess and the diaphragm outer ring in the circumferential direction so that the flow passage area is gradually reduced, the steam that has circulated in the circumferential direction By being pushed out by the flow, the distribution of the flow velocity distributed in the circumferential direction is made uniform.

【0022】本実施例を適用したときの円周方向・半径
方向の流速分布が図6に示されている。破線の2本がダ
イヤフラム内輪13に凹溝16・凸部17を設けない場
合で、実線の2本がダイヤフラム内輪13に凹溝16・
凸部17を設けた場合である。○で示す線の方が蒸気入
口配管11の有る側であり、×で示す線の方が蒸気入口
配管11の有ない側である。破線と実線の傾きは実線の
方が傾きが大きく、これは、ダイヤフラム内輪13に凹
溝16・凸部17を設けた場合の方が半径方向に分布す
る流速分布の均一化が図られていることを示している。
FIG. 6 shows the flow velocity distribution in the circumferential direction and the radial direction when this embodiment is applied. Two of the broken lines are those in which the concave groove 16 and the convex portion 17 are not provided in the diaphragm inner ring 13, and the two of which are solid lines are the concave groove 16
This is the case where the convex portion 17 is provided. The line marked with ◯ is the side with the steam inlet pipe 11, and the line marked with x is the side without the steam inlet pipe 11. The slope between the broken line and the solid line is steeper when the solid line is larger. This means that the flow velocity distribution, which is distributed in the radial direction when the concave groove 16 and the convex portion 17 are provided in the diaphragm inner ring 13, is made uniform. It is shown that.

【0023】また、○と×の位置について破線より実線
の方の2本の線が近づいており、これは、ダイヤフラム
内輪13に凹溝16・凸部17を設けた場合の方が円周
方向に分布する流速分布の均一化が図られていることを
示している。つまり、図6は、円周方向・半径方向共に
流れの均一化が図れることを示している。
Further, regarding the positions of ○ and ×, two lines closer to the solid line than the broken line are closer to each other. This means that when the inner groove 13 of the diaphragm is provided with the concave groove 16 and the convex portion 17, it is in the circumferential direction. It is shown that the flow velocity distribution distributed in the is uniformed. That is, FIG. 6 shows that the flow can be made uniform both in the circumferential direction and the radial direction.

【0024】図7は別の実施例を示すもので、前述した
図3のものと比較して、ダイヤフラム内輪13の凹溝1
6の形状が違っている。すなわち、図3ではダイヤフラ
ム内輪13の中央部に凸部17を設け、その両側に凹溝
16を設けているのに対し、図7ではダイヤフラム内輪
13の中央部に凹溝16のみを設けるようになし、この
凹溝と蒸気入口配管開口部との間に、流入蒸気の一部を
軸方向に案内する案内部25を設けるようにしたもので
ある。このように形成した場合でもほぼ同様な効果、す
なわち円周方向・半径方向の流れを均一化する効果があ
る。
FIG. 7 shows another embodiment, which is different from the one shown in FIG.
The shape of 6 is different. That is, in FIG. 3, the convex portion 17 is provided in the central portion of the diaphragm inner ring 13 and the concave grooves 16 are provided on both sides thereof, whereas in FIG. 7, only the concave groove 16 is provided in the central portion of the diaphragm inner ring 13. None, a guide portion 25 for guiding a part of the inflowing steam in the axial direction is provided between the groove and the steam inlet pipe opening. Even when formed in this way, there is almost the same effect, that is, there is an effect of making the flow in the circumferential and radial directions uniform.

【0025】図8は、蒸気入口配管の開口部が対向して
いるダイヤフラム内輪の外周面に、前記蒸気入口配管の
開口部に対向している部分が最も深く、蒸気入口配管の
開口部から周方向および軸方向に離れるにしたがい次第
に浅くなるように形成された凹溝16のみを設けるよう
にしたものである。このように形成した場合でも、多少
前述実施例よりは均一度は劣るがほぼ同様な効果が得ら
れる。
FIG. 8 shows that the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring facing the opening of the steam inlet pipe is deepest at the portion facing the opening of the steam inlet pipe, and is surrounded by the opening of the steam inlet pipe. Only the recessed groove 16 is formed so that it becomes shallower as it is separated in the axial and axial directions. Even when formed in this manner, substantially the same effect can be obtained although the uniformity is somewhat inferior to that of the above-mentioned embodiment.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、ダイヤフラム内輪の外周面に、蒸気入口配管の開口
部に対向している部分が最も深く、蒸気入口配管の開口
部から離れるにしたがい次第に浅くなるように形成され
た凹溝が設けられているので、蒸気入口配管から導入さ
れた蒸気は、円周方向への蒸気の回り込みが促進され、
また、回り込んだ蒸気が軸方向の流れに押し出されるこ
とから、円周方向に分布する流速分布は均一化され、し
たがって回転軸の長さを延長することなく、すなわち蒸
気入口配管からノズル翼までの軸方向距離を延長するこ
となく、蒸気流速分布が均一化されたこの種の軸流蒸気
タービンを得ることができる。
As described above, according to the present invention, the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring has the deepest portion facing the opening of the steam inlet pipe, and is separated from the opening of the steam inlet pipe. Since the concave groove is formed so as to become gradually shallower, the steam introduced from the steam inlet pipe is promoted in the wraparound of the steam in the circumferential direction,
In addition, since the circulated steam is extruded into the axial flow, the flow velocity distribution distributed in the circumferential direction is made uniform, and therefore the length of the rotating shaft is not extended, that is, from the steam inlet pipe to the nozzle blade. It is possible to obtain an axial-flow steam turbine of this kind in which the steam flow velocity distribution is made uniform, without extending the axial distance of.

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

【図1】本発明の軸流蒸気タービンの一実施例を示す縦
断側面図である。
FIG. 1 is a vertical side view showing an embodiment of an axial steam turbine of the present invention.

【図2】本発明の軸流蒸気タービンの一実施例を示すも
のにしてその蒸気入り口部の縦断正面図である。
FIG. 2 is a vertical sectional front view of a steam inlet of an axial steam turbine according to an embodiment of the present invention.

【図3】図2のA−A線に沿う断面図である。3 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図4】軸流蒸気タービンの蒸気入り口部の蒸気の流れ
を示す流速分布図である。
FIG. 4 is a flow velocity distribution diagram showing a flow of steam at a steam inlet portion of an axial steam turbine.

【図5】ダイヤフラムに設けられた凹部の円周方向の変
化状態を示す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a circumferentially changing state of a recess provided in the diaphragm.

【図6】円周方向・半径方向の流速分布を示す線図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a flow velocity distribution in a circumferential direction and a radial direction.

【図7】本発明の軸流蒸気タービンの他の実施例を示す
ものにしてその蒸気入り口部の縦断側面図である。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional side view of a steam inlet portion showing another embodiment of the axial steam turbine of the present invention.

【図8】本発明の軸流蒸気タービンのさらに他の実施例
を示すものにしてその蒸気入り口部の縦断側面図であ
る。
FIG. 8 is a vertical sectional side view of a steam inlet of the axial flow steam turbine according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11‥‥蒸気入口配管、12‥‥内ケーシングにより形
成される入口部蒸気室、13‥‥ダイヤフラム内輪、1
4‥‥ダイヤフラム外輪、15‥‥ノズル翼、16‥‥
ダイヤフラム内輪の凹溝、17‥‥ダイヤフラム内輪の
凸部、18‥‥蒸気の流線、19‥‥回転軸、20‥‥
動翼。
11 ... Steam inlet piping, 12 ... Inlet steam chamber formed by inner casing, 13 ... Diaphragm inner ring, 1
4 ... Diaphragm outer ring, 15 ... Nozzle blade, 16 ...
Grooves on inner ring of diaphragm, 17 ... Projections on inner ring of diaphragm, 18 ... Streamline of steam, 19 ... Rotating shaft, 20 ...
Moving blade.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富永 道明 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Michiaki Tominaga 3-1, 1-1 Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd. Hitachi Factory

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 タービンケーシングを貫通し、蒸気を供
給する蒸気入口配管と、前記ケーシング内に配置され、
入口部蒸気室を形成する内ケーシングと、該内ケーシン
グの蒸気室から軸流の左右二方向に別れる蒸気流路を形
成するダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪と、こ
のダイヤフラム外輪とダイヤフラム内輪との間に設けら
れたノズル翼とを備えてなる軸流蒸気タービンにおい
て、 前記蒸気入口配管の開口部が対向しているダイヤフラム
内輪の外周面に、前記蒸気入口配管の開口部に対向して
いる部分が最も深く、蒸気入口配管の開口部から軸方向
に離れるにしたがい次第に浅くなるように形成された凹
溝を設けたことを特徴とする軸流蒸気タービン。
1. A steam inlet pipe that penetrates a turbine casing and supplies steam, and is arranged in the casing.
An inner casing that forms an inlet steam chamber, a diaphragm inner ring and a diaphragm outer ring that form a steam flow path that separates from the steam chamber of the inner casing in the left and right directions of the axial flow, and are provided between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring. In an axial-flow steam turbine provided with a nozzle vane, the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring facing the opening of the steam inlet pipe is deepest in the part facing the opening of the steam inlet pipe. The axial-flow steam turbine is characterized in that a concave groove is formed so as to become gradually shallower as it goes away from the opening of the steam inlet pipe in the axial direction.
【請求項2】 タービンケーシングを貫通し、蒸気を供
給する蒸気入口配管と、前記ケーシング内に配置され、
入口部蒸気室を形成する内ケーシングと、該内ケーシン
グの蒸気室から軸流の左右二方向に別れる蒸気流路を形
成するダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪と、こ
のダイヤフラム外輪とダイヤフラム内輪との間に設けら
れたノズル翼とを備えてなる軸流蒸気タービンにおい
て、 前記蒸気入口配管の開口部が対向しているダイヤフラム
内輪の外周面に、前記蒸気入口配管の開口部に対向して
いる部分が最も深く、蒸気入口配管の開口部から軸方向
に離れるにしたがい次第に浅くなるように形成され、か
つ前記蒸気入口配管の開口部に対向している部分が最も
幅広で、蒸気入口配管の開口部から周方向に離れるにし
たがい次第に幅狭となるように形成された凹溝を設けた
ことを特徴とする軸流蒸気タービン。
2. A steam inlet pipe that penetrates a turbine casing and supplies steam, and is arranged in the casing.
An inner casing that forms an inlet steam chamber, a diaphragm inner ring and a diaphragm outer ring that form a steam flow path that separates from the steam chamber of the inner casing in the left and right directions of the axial flow, and are provided between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring. In an axial-flow steam turbine provided with a nozzle vane, the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring facing the opening of the steam inlet pipe is deepest in the part facing the opening of the steam inlet pipe. , The portion that is formed so as to become gradually shallower as it moves away from the opening of the steam inlet pipe in the axial direction, and that faces the opening of the steam inlet pipe is the widest, and extends in the circumferential direction from the opening of the steam inlet pipe. An axial-flow steam turbine, which is provided with a concave groove formed so as to become gradually narrower as the distance increases.
【請求項3】 タービンケーシングを貫通し、蒸気を供
給する蒸気入口配管と、前記ケーシング内に配置され、
入口部蒸気室を形成する内ケーシングと、該内ケーシン
グの蒸気室から軸流の左右二方向に別れる蒸気流路を形
成するダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪と、こ
のダイヤフラム外輪とダイヤフラム内輪との間に設けら
れたノズル翼とを備えてなる軸流蒸気タービンにおい
て、 前記蒸気入口配管の開口部が対向しているダイヤフラム
内輪の外周面に、前記蒸気入口配管の開口部に対向して
いる部分が最も深く、蒸気入口配管の開口部から軸方向
に離れるにしたがい次第に浅くなるように形成され、か
つ前記蒸気入口配管の開口部に対向している部分から周
方向に向かうにしたがい、次第にその面積が小さくなる
ように形成された凹溝を設けたことを特徴とする軸流蒸
気タービン。
3. A steam inlet pipe for penetrating a turbine casing to supply steam, and arranged in the casing,
An inner casing that forms an inlet steam chamber, a diaphragm inner ring and a diaphragm outer ring that form a steam flow path that separates from the steam chamber of the inner casing in the left and right directions of the axial flow, and are provided between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring. In an axial-flow steam turbine provided with a nozzle vane, the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring facing the opening of the steam inlet pipe is deepest in the part facing the opening of the steam inlet pipe. , The area of the steam inlet pipe gradually decreases as it moves away from the opening of the steam inlet pipe in the axial direction, and the area gradually decreases in the circumferential direction from a portion facing the opening of the steam inlet pipe. An axial-flow steam turbine, which is provided with a groove formed as described above.
【請求項4】 前記凹溝深さが、蒸気入口配管の開口部
に対向している部分が最も深く、蒸気入口配管の開口部
から周方向に離れるにしたがい次第に浅くなるように形
成されてなる請求項3記載の軸流蒸気タービン。
4. The depth of the groove is formed such that the portion facing the opening of the steam inlet pipe has the deepest depth and becomes gradually shallower as it goes away from the opening of the steam inlet pipe in the circumferential direction. The axial steam turbine according to claim 3.
【請求項5】 前記凹溝の底部が、軸方向に反った湾曲
面に形成されてなる請求項1、2、3若しくは4記載の
軸流蒸気タービン。
5. The axial steam turbine according to claim 1, wherein the bottom of the groove is formed as a curved surface that is curved in the axial direction.
【請求項6】 タービンケーシングを貫通し、蒸気を供
給する蒸気入口配管と、前記ケーシング内に配置され、
入口部蒸気室を形成する内ケーシングと、該内ケーシン
グの蒸気室から軸流の左右二方向に別れる蒸気流路を形
成するダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪と、こ
のダイヤフラム外輪とダイヤフラム内輪との間に設けら
れたノズル翼とを備えてなる軸流蒸気タービンにおい
て、 前記蒸気入口配管の開口部が対向しているダイヤフラム
内輪の外周面に、前記蒸気入口配管の開口部に対向して
いる部分が最も深く、蒸気入口配管の開口部から離れる
にしたがい次第に浅くなるように形成された凹溝を設け
るとともに、この凹溝の軸方向中央部に周方向に伸び外
方に突出した鍔部を設けるようにしたことを特徴とする
軸流蒸気タービン。
6. A steam inlet pipe that penetrates a turbine casing and supplies steam, and is arranged in the casing.
An inner casing that forms an inlet steam chamber, a diaphragm inner ring and a diaphragm outer ring that form a steam flow path that separates from the steam chamber of the inner casing in the left and right directions of the axial flow, and are provided between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring. In an axial-flow steam turbine provided with a nozzle vane, the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring facing the opening of the steam inlet pipe is deepest in the part facing the opening of the steam inlet pipe. , A concave groove is formed so that it gradually becomes shallower as it goes away from the opening of the steam inlet pipe, and a flange portion that extends in the circumferential direction and projects outward is provided at the axial central portion of the concave groove. An axial-flow steam turbine characterized by the above.
【請求項7】 タービンケーシングを貫通し、蒸気を供
給する蒸気入口配管と、前記ケーシング内に配置され、
入口部蒸気室を形成する内ケーシングと、該内ケーシン
グの蒸気室から軸流の左右二方向に別れる蒸気流路を形
成するダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪と、こ
のダイヤフラム外輪とダイヤフラム内輪との間に設けら
れたノズル翼とを備えてなる軸流蒸気タービンにおい
て、 前記ダイヤフラム内輪の外周面に、周方向に伸び、かつ
ダイヤフラム内輪の外周面より外方に突出した鍔を設け
るとともに、この鍔部の軸方向両側に、前記蒸気入口配
管の開口部に対向している部分が最も深く、蒸気入口配
管の開口部から周方向に離れるにしたがい次第に浅くな
る凹溝を設けたことを特徴とする軸流蒸気タービン。
7. A steam inlet pipe for penetrating a turbine casing and supplying steam, and arranged in the casing,
An inner casing that forms an inlet steam chamber, a diaphragm inner ring and a diaphragm outer ring that form a steam flow path that separates from the steam chamber of the inner casing in the left and right directions of the axial flow, and are provided between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring. In the axial flow steam turbine provided with the nozzle vane provided, a flange extending outward in the circumferential direction and protruding outward from the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring is provided on the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring, and the shaft of the flange portion is provided. Axial flow steam characterized in that a groove facing the opening of the steam inlet pipe is deepest on both sides in the direction, and the groove gradually becomes shallower as it goes away from the opening of the steam inlet pipe in the circumferential direction. Turbine.
【請求項8】 前記鍔部の周方向長さが、前記凹溝の周
方向長さとほぼ等しく形成されてなる請求項7記載の軸
流蒸気タービン。
8. The axial steam turbine according to claim 7, wherein a circumferential length of the flange portion is formed to be substantially equal to a circumferential length of the concave groove.
【請求項9】 前記凹溝の底部が、軸方向に反った湾曲
面に形成されてなる請求項7若しくは8記載の軸流蒸気
タービン。
9. The axial steam turbine according to claim 7, wherein the bottom of the groove is formed in a curved surface that is curved in the axial direction.
【請求項10】 前記凹溝の配管開口部に対向している
部分の深さが、ダイヤフラム内外輪間の間隔の約1/2
に形成されてなる請求項7、8若しくは9記載の軸流蒸
気タービン。
10. The depth of the portion of the groove facing the pipe opening is about ½ of the distance between the diaphragm inner and outer rings.
The axial flow steam turbine according to claim 7, 8 or 9, wherein the axial flow steam turbine is formed.
【請求項11】 タービンケーシングを貫通し、蒸気を
供給する蒸気入口配管と、前記ケーシング内に配置さ
れ、入口部蒸気室を形成する内ケーシングと、該内ケー
シングの蒸気室から軸流の左右二方向に別れる蒸気流路
を形成するダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪
と、このダイヤフラム外輪とダイヤフラム内輪との間に
設けられたノズル翼とを備えてなる軸流蒸気タービンに
おいて、 前記蒸気入口配管の開口部が対向しているダイヤフラム
内輪の外周面に、前記蒸気入口配管の開口部に対向して
いる部分が最も深く、蒸気入口配管の開口部から周方向
および軸方向に離れるにしたがい次第に浅くなるように
形成された凹溝を設けるとともに、この凹溝の軸方向中
央部に周方向に伸び、かつ径方向に突出した鍔部を設け
るようにしたことを特徴とする軸流蒸気タービン。
11. A steam inlet pipe which penetrates a turbine casing and supplies steam, an inner casing which is arranged in the casing and forms an inlet steam chamber, and two left and right axial flows from the steam chamber of the inner casing. In an axial flow steam turbine comprising a diaphragm inner ring and a diaphragm outer ring that form a steam flow path that separates in a direction, and a nozzle blade provided between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring, the opening of the steam inlet pipe is On the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring facing each other, the portion facing the opening of the steam inlet pipe is deepest, and gradually becomes shallower as it goes away from the opening of the steam inlet pipe in the circumferential direction and the axial direction. In addition to providing the recessed groove, a flange portion that extends in the circumferential direction and protrudes in the radial direction is provided in the axial center portion of the recessed groove. Axial flow steam turbine, wherein the door.
【請求項12】 タービンケーシングを貫通し、蒸気を
供給する蒸気入口配管と、前記ケーシング内に配置さ
れ、入口部蒸気室を形成する内ケーシングと、該内ケー
シングの蒸気室から軸流の左右二方向に別れる蒸気流路
を形成するダイヤフラム内輪およびダイヤフラム外輪
と、このダイヤフラム外輪とダイヤフラム内輪との間に
設けられたノズル翼とを備えてなる軸流蒸気タービンに
おいて、 前記蒸気入口配管の開口部が対向しているダイヤフラム
内輪の外周面に、前記蒸気入口配管の開口部に対向して
いる部分が最も深く、蒸気入口配管の開口部から周方向
および軸方向に離れるにしたがい次第に浅くなるように
形成された凹溝を設けるとともに、この凹溝と蒸気入口
配管開口部との間に、流入蒸気の一部を軸方向に案内す
る案内部を設けるようにしたことを特徴とする軸流蒸気
タービン。
12. A steam inlet pipe that penetrates a turbine casing to supply steam, an inner casing that is arranged in the casing and forms an inlet steam chamber, and two left and right axial flows from the steam chamber of the inner casing. In an axial flow steam turbine comprising a diaphragm inner ring and a diaphragm outer ring that form a steam flow path that separates in a direction, and a nozzle blade provided between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring, the opening of the steam inlet pipe is On the outer peripheral surface of the diaphragm inner ring facing each other, the portion facing the opening of the steam inlet pipe is deepest, and gradually becomes shallower as it goes away from the opening of the steam inlet pipe in the circumferential direction and the axial direction. And a guide part for guiding a part of the inflowing steam in the axial direction between the groove and the steam inlet pipe opening. Axial flow steam turbine, characterized in that the so that.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006204343A (en) * 2005-01-25 2006-08-10 Hiroshima Univ Auxiliary artificial heart
US10036265B2 (en) 2013-06-28 2018-07-31 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Axial flow expander
US10385832B2 (en) 2013-06-28 2019-08-20 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods of utilizing axial flow expanders

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US10036265B2 (en) 2013-06-28 2018-07-31 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Axial flow expander
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