JPH10169408A - 蒸気タービンのケーシングシール構造 - Google Patents

蒸気タービンのケーシングシール構造

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JPH10169408A
JPH10169408A JP23920097A JP23920097A JPH10169408A JP H10169408 A JPH10169408 A JP H10169408A JP 23920097 A JP23920097 A JP 23920097A JP 23920097 A JP23920097 A JP 23920097A JP H10169408 A JPH10169408 A JP H10169408A
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JP
Japan
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casing
pressure
steam
ring
shaped
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Pending
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JP23920097A
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English (en)
Inventor
Takashi Moriyama
高志 森山
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ケーシングに組み込んだU型気密リングに疲労
破断などが万一生じた場合でも、U型気密リングの損傷
が原因でタービンの重大事故に進展することのないよう
にバックアップ手段を設けたケーシングシール構造を提
供する。 【解決手段】二重ケーシング構造の蒸気タービンにおけ
るケーシング内の高圧蒸気室13と低圧蒸気室14との
仕切り部(外部ケーシング1/グランドケーシング10
間の仕切り部)に、金属製のU型気密リング12を介挿
配置して高/低圧室間を気密シールしたケーシングシー
ル構造において、前記U型気密リングの疲労破損などの
損傷に対するバックアップ手段として、U型気密リング
に通じる高圧側通路の隙間部に減圧絞り機構(ラビリン
スパッキン)17を配置し、U型気密リングの損傷発生
時にその破損部分を通じて高圧側蒸気室から低圧側蒸気
室に多量の蒸気が一気に吹き出するを抑止し、推力軸受
の破損に進展する二次的事故の誘発を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、再熱蒸気タービン
の高圧段タービンなどを対象とした二重ケーシング構造
の蒸気タービンにおけるケーシングのシール構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】まず、本発明の実施対象となる頭記再熱
蒸気タービンの高圧段タービンの全体構造を図5に、ま
た図5のタービンに採用したケーシングシール部の従来
構造を図4に示す。まず、図5において、1は二重構造
になるタービンケーシングの外部ケーシング、2は内部
ケーシング、3はタービンロータ、4は翼列、5は主蒸
気入口管,6は低温再熱蒸気管、7はラビリンスパッキ
ンを採用して外部ケーシング1とロータ3との間を軸封
するグランドシール部である。また、内部ケーシング2
はアライメントキー8,および後記のシール部材を介し
て外部ケーシング1の内側に支持されており、かつ内部
ケーシング2の主蒸気入口側端部とロータ3との間がラ
ビリンスパッキン9によりシールされている。さらに、
外部ケーシング1には、前記したグランドシール部7の
内側にグランドケーシング10を配置してロータ3との
間をラビリンスパッキン11で軸封シールしている。
【0003】ここで、主蒸気入口側では前記のグランド
ケーシング10が内部ケーシング2と並べて内部ケーシ
ングの一部を構成するように配置されており、かつ該グ
ランドケーシング10の外周側端縁部と該部に対向する
外部ケーシング1の壁面との間に金属製のU型気密リン
グ12を介挿し、内部ケーシング2の外周(蒸気入口側
領域)と外部ケーシング1との間に仕切られた室(高圧
蒸気室13と称する)と、ラビリンスパッキン11を通
り抜けたリーク蒸気を抽出するポケット状の低圧蒸気室
14との間を気密シールしている。なお、14aはリー
ク蒸気の回収通路であり、該回収通路14aを通じて低
圧蒸気室14で回収したリーク蒸気をケーシング外に抽
出して再熱蒸気に戻すようにしている。
【0004】また、前記した金属製のU型気密リング1
2は、ニッケル合金などで作られたリップパッキンの一
種であり、図4の拡大図で示すように断面U字形になる
気密リングのU溝を高圧蒸気室13に通じる通路に向
け、かつ左右のリップ部の側面を平滑面に仕上げたグラ
ンドケーシング10,外部ケーシングの1のシール面に
対面させて配置し、高圧蒸気室13から加わる蒸気圧と
低圧蒸気圧14との差圧によりリップ部を左右に押し広
げて気密シールしている。なお、図4で14aはグラン
ドケーシング10のラビリンスパッキン11(図3参
照)からのリーク蒸気を回収する通路、15は低圧蒸気
室14とグランド側との間を気密シールするU型気密リ
ング、16はアライメントキーである。
【0005】なお、前記の蒸気タービンにおける各部の
蒸気圧を具体的な数値例を示すと、蒸気タービンの運転
時における高圧蒸気室13の蒸気圧力は170atg,低圧
蒸気室14の圧力は40atg 程度である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示し
た従来のケーシングシール構造では、次記のような問題
点がある。すなわち、金属製のU型気密リング12に
は、蒸気タービンの起動ごとに高圧の蒸気圧によりリッ
プ部を押し広げるような曲げ応力が繰り返し加わる。こ
のために、U字溝のコーナー部分のR加工が不完全であ
ったり、表面に加工傷などがあったりすると、曲げ応力
に伴う切欠き効果が起因して気密リング体に亀裂が生
じ、その亀裂が応力の繰り返しによって次第に成長して
高圧蒸気室13から低圧蒸気室14に向けて蒸気が漏れ
るようになるとともに、その前後の圧力差と漏れ蒸気に
よって亀裂がさらに成長,拡大し、遂には符号Aで表す
ように気密リング12が疲労破断して、多量の蒸気が高
圧蒸気室13から低圧蒸気室14に向けて一気に吹き出
すようになる。
【0007】しかも、この状態になると、U型気密リン
グ12のシール機能喪失に止まらず、該部から流出した
蒸気圧力がタービンロータ3にも働いてロータの推力軸
受に加わる推力が異常に増加し、最悪の場合には推力軸
受が破損するなどの二次的事故を誘発して蒸気タービン
に多大な損害を与えるおそれがある。本発明は上記の点
にかんがみなされたものであり、その目的は前記課題を
解決し、蒸気タービンの運転中にU型気密リングに疲労
破断などの損傷が万一発生した場合でも、U型気密リン
グの損傷が基で蒸気タービンの重大事故に進展すること
のないようにバックアップ機能を持たせた蒸気タービン
のケーシングシール構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、二重ケーシング構造の蒸気タービ
ンにおけるケーシング内の高圧蒸気室と低圧蒸気室との
仕切り部に、金属製のU型気密リングを介挿配置して高
/低圧室間を気密シールしたケーシングシール構造にお
いて、U型気密リングに対して次記のようなバックアッ
プ手段を備えるものとする。
【0009】(1) U型気密リングに通じる高圧側通路の
隙間部に減圧絞り機構を配置し、U型気密リングの損傷
発生時にその破損部を通じて高圧側蒸気室から低圧側蒸
気室に多量の蒸気が吹き出すのを防止するようにする
(請求項1)。上記の構成において、減圧絞り機構は例
えばラビリンスパッキンと同様な機構であり、蒸気ター
ビンの運転中にU型気密リングに疲労破断などの損傷が
万一生じた場合には、高圧蒸気室側からU型気密リング
の損傷部を通じて低圧蒸気室へ流れ込む蒸気を減圧絞り
機構の働きによって絞り、多量の蒸気が一気に吹き出す
のを防止するように機能する。この結果、U型気密リン
グに損傷部が発生した場合には、この損傷部を通しての
多少の蒸気漏出は免れないものの、ロータに加わる推力
が大きく変動して推力軸受を破損させるなどといったタ
ービンの重大に事故に進展するのを未然に防止できる。
【0010】(2) 低圧蒸気室側に露呈しているU型気密
リングの側面に押し当てて側方からU型気密リングを支
えるリング状の補強ブロックを設けるものとし(請求項
2)、その補強ブロックを締結ボルトを介してU型気密
リングの基部に固定支持する(請求項3)、あるいはケ
ーシングに固定支持する(請求項4)構成がある。この
ようにU型気密リングの低圧蒸気室側に面する側面に補
強ブロックを配して固定支持することにより、U型気密
リングに万一亀裂などの損傷が生じても、U型気密リン
グに加わる高/低圧蒸気室間の差圧を補強リングが受け
止めるようにリングを背後から支えているので、気密リ
ングの亀裂が拡大して破断に至ることが防げる。これに
より、バックアップ手段として前項(1) の減圧絞り機構
と同様に多量蒸気の一気吹き出し,およびこれに起因す
る二次的なタービンの重大事故への進展を未然に防止で
きる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図
1,図2,および図3の図示実施例に基づいて説明す
る。なお、各実施例の図中で図4に対応する同一部材に
は同じ符号が付してある。 〔実施例1〕図1は本発明の請求項1に対応する実施例
を示すものである。この実施例においては、U型気密リ
ング12に通じる高圧蒸気室13の通路間隙(外部ケー
シング1とグランドケーシング10の外周との間の隙間
で高圧蒸気をU型気密リング12のU字溝に加圧する通
路)に向けてグランドケーシング10の周面上には減圧
絞り機構17としてラビリンスパッキンが設置されてい
る。
【0012】かかる構成において、蒸気タービンの運転
中にU型気密リング12に疲労破断が万一発生し、これ
が基で発生したリングの損傷部分Aを通して高圧蒸気室
13から低圧蒸気室14に向けて蒸気が流出しようとす
ると、その蒸気流は前記の通路間隙を通過する過程で減
圧絞り機構17の機能により大きく絞られ、ここを通過
する蒸気が減圧されるとともに、漏れ蒸気量も僅かな量
に絞られる。したがって、U型気密リング12に生じた
損傷部分Aの拡大,およびこの損傷部分通じて多量の蒸
気が低圧蒸気室14へ一気に吹き出すことが回避され、
これにより二次的なタービンの重大事故に進展するのを
未然に防ぐようにバックアップして蒸気タービンの安全
性,信頼性を高めることができる。
【0013】〔実施例2〕図2は本発明の請求項2,3
に対応した実施例を示すものである。この実施例におい
ては、低圧蒸気室14に露呈しているU型気密リング1
2の側面に押し当てて側方からU型気密リング12を支
えるリング状の板としてなる補強ブロック18を配備
し、かつこの補強ブロック12を締結ボルト19により
U型気密リング12の基部を貫通してグランドケーシン
グ10に共締め固定している。なお、補強ブロック18
はその外周端面が細隙を隔てて外部ケーシング1の壁面
に近接するようにし、この微小な隙間部分が流体絞りと
して機能するように外径寸法を設定するのが好ましい。
【0014】かかる構成により、U型気密リング12に
亀裂などの損傷が万一生じても、U型気密リング12に
加わる高/低圧蒸気室間の差圧を補強リング18が受け
止めて気密リング12を背後から支えているので、気密
リング12の損傷部分Aが成長,拡大して破断に至るこ
とが防げ、先記実施例1と同様に多量蒸気の一気吹き出
し,およびこれに起因する二次的なタービンの重大事故
への進展を防止できる。また、補強リング18の外径寸
法を前記のように外部ケーシング1の壁面に近接するよ
うに設定しておけば、その絞り作用により高圧蒸気室1
3からU型気密リング12の損傷部分Aから補強ブロッ
ク18の内側板面との間の隙間を通過して低圧蒸気室1
4側に吹き出す漏れ蒸気を絞って減量する効果が得られ
る。
【0015】〔実施例3〕図3は先記実施例2の応用例
として、本発明の請求項2,4に対応する実施例を示す
ものである。この実施例においては、補強ブロック18
が断面L字形のリング体として作られており、該補強ブ
ロック18をU型気密リング12の側面に押し当てて低
圧室側から支えた状態で、ブロックの基部が締結ボルト
19を介してグランドケーシング10に固定支持されて
いる。かかる構成により、先記実施例2と同様な効果を
奏することができる。
【0016】なお、図3の実施例では補強ブロック18
の基部をグランドケーシング10に固定支持している
が、逆に外部ケーシング1に締結ボルト19を介して固
定支持することもできる。なお、前述した各実施例は、
いずれも図5におけるケーシングの右側端(高圧側)に
配したグランドケーシング10に対するシール構造につ
いて述べたが、ケーシングの左側端(低圧側)のグラン
ドケーシング10’に配したU型気密リング12につい
ても、図示実施例と同様なパックアップ手段を適用する
ことができる。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、ケーシング内の高圧蒸気室と低圧蒸気室との仕切り
部に配した金属製のU型気密リングに対し、その上流側
の通路隙間に配した流体絞り機構,あるいは低圧側の側
面に配した補強ブロックとしてなるバックアップ手段を
設けたことにより、蒸気タービンの運転,停止に伴う繰
り返し作用する応力が原因でU型気密リングに万一亀裂
などの損傷が生じた場合でも、U型気密リングの損傷箇
所の拡大を抑止しつつ、その損傷部分を通じて高圧蒸気
室側から低圧蒸気室へ向けて多量の蒸気が吹き出すのを
防ぐことができ、これによりU型気密リングの破断に起
因してタービンの重大事故に進展する二次的災害を未然
に回避して蒸気タービンの安全性と信頼性の向上化が図
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に対応したケーシングシール
構造の断面図
【図2】本発明の実施例2に対応したケーシングシール
構造の断面図
【図3】本発明の実施例3に対応したケーシングシール
構造の断面図
【図4】従来における蒸気タービンのケーシングシール
構造を表す図5のP部拡大図
【図5】再熱蒸気タービンの高圧段タービンを例に、従
来のケーシングシール構造を採用した蒸気タービン全体
の構成断面図
【符号の説明】
1 外部ケーシング 2 内部ケーシング 3 タービンロータ 10 グランドケーシング 12 U型気密リング 13 高圧蒸気室 14 低圧蒸気室 17 減圧絞り機構 18 補強ブロック 19 締結ボルト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二重ケーシング構造の蒸気タービンにおけ
    るケーシング内の高圧蒸気室と低圧蒸気室との仕切り部
    に、金属製のU型気密リングを介挿配置して高/低圧室
    間を気密シールしたケーシングシール構造において、前
    記U型気密リングの損傷に対するバックアップ手段とし
    て、U型気密リングに通じる高圧側通路の隙間部に減圧
    絞り機構を配置し、U型気密リングの損傷発生時にその
    破損部を通じて高圧側蒸気室から低圧側蒸気室に多量の
    蒸気が吹き出すのを防止するようにしたことを特徴とす
    る蒸気タービンのケーシングシール構造。
  2. 【請求項2】二重ケーシング構造の蒸気タービンにおけ
    るケーシング内の高圧蒸気室と低圧蒸気室との仕切り部
    に、金属製のU型気密リングを介挿配置して高/低圧室
    間を気密シールしたケーシングシール構造において、前
    記U型気密リングの損傷に対するバックアップ手段とし
    て、低圧蒸気室側に露呈しているU型気密リングの側面
    に押し当てて側方からU型気密リングを支えるリング状
    の補強ブロックを設けたことを特徴とする蒸気タービン
    のケーシングシール構造。
  3. 【請求項3】請求項2記載のケーシングシール構造にお
    いて、補強ブロックを締結ボルトを介してU型気密リン
    グの基部に固定支持したことを特徴とする蒸気タービン
    のケーシングシール構造。
  4. 【請求項4】請求項2記載のケーシングシール構造にお
    いて、補強ブロックを締結ボルトを介してケーシングに
    固定支持したことを特徴とする蒸気タービンのケーシン
    グシール構造。
JP23920097A 1996-10-09 1997-09-04 蒸気タービンのケーシングシール構造 Pending JPH10169408A (ja)

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JP26820996 1996-10-09
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1793092A1 (en) * 2004-06-30 2007-06-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Turbine nozzle support device and steam turbine
WO2012116943A1 (de) 2011-02-28 2012-09-07 Alstom Technology Ltd Turbine mit dichtungseinrichtung zwischen leitschaufelträger und gehäuse
CN113513377A (zh) * 2021-05-28 2021-10-19 杭州大路实业有限公司 一种用于超低温低压酯化蒸汽余热回收的蒸汽透平

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