JPH10205306A - タービン車室 - Google Patents
タービン車室Info
- Publication number
- JPH10205306A JPH10205306A JP930597A JP930597A JPH10205306A JP H10205306 A JPH10205306 A JP H10205306A JP 930597 A JP930597 A JP 930597A JP 930597 A JP930597 A JP 930597A JP H10205306 A JPH10205306 A JP H10205306A
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- flange
- heat insulating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸気タービン及びガスタービン等タービンの
車室において、非定常状態での熱負荷を軽減して熱応力
を緩和し、フランジ水平面での降伏を防止して作動流体
がリークすることのないようにしたタービン車室の構造
を提供することを課題とする。 【解決手段】 ハニカムを板材と一体的に結合した複数
個の断熱部材片をタービン車室の内面で少なくとも水平
フランジ内面部にボルト等で固着して断熱部材片付きの
タービン車室を構成した。
車室において、非定常状態での熱負荷を軽減して熱応力
を緩和し、フランジ水平面での降伏を防止して作動流体
がリークすることのないようにしたタービン車室の構造
を提供することを課題とする。 【解決手段】 ハニカムを板材と一体的に結合した複数
個の断熱部材片をタービン車室の内面で少なくとも水平
フランジ内面部にボルト等で固着して断熱部材片付きの
タービン車室を構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸気タービン及びガ
スタービン等のタービン車室に関する。
スタービン等のタービン車室に関する。
【０００２】
【従来の技術】蒸気タービンの車室を例として、図３、
図４に基づいて従来のタービン車室について説明する。
図４に基づいて従来のタービン車室について説明する。
【０００３】火力発電用に高温高圧の蒸気条件で用いら
れる蒸気タービンの車室１の中には、翼環２，３，４お
よびダミー環５，６，７が配置されており、車室１はこ
れらの翼環２，３，４及びダミー環５，６，７を保持
し、かつ内部の高温高圧の蒸気が外部へ漏れないように
する圧力容器の機能を担っている。
れる蒸気タービンの車室１の中には、翼環２，３，４お
よびダミー環５，６，７が配置されており、車室１はこ
れらの翼環２，３，４及びダミー環５，６，７を保持
し、かつ内部の高温高圧の蒸気が外部へ漏れないように
する圧力容器の機能を担っている。
【０００４】ロータ１０と車室１の間は両端のグランド
８，９によってシールされている。車室１の外周には、
主蒸気入口１１、高圧排気出口１２、再熱蒸気入口１
３、中圧抽気出口１４，１５、そして中圧排気出口１６
がそれぞれ設けられている。
８，９によってシールされている。車室１の外周には、
主蒸気入口１１、高圧排気出口１２、再熱蒸気入口１
３、中圧抽気出口１４，１５、そして中圧排気出口１６
がそれぞれ設けられている。
【０００５】また、車室１の内部に翼環２，３，４ある
いはダミー環５，６，７とロータ１０が配置されてお
り、車室１は水平面で上車室１と下車室２１に分れ、両
者は水平継手フランジ面２２を合致させるようにボルト
２３とナット２４で結合されている。
いはダミー環５，６，７とロータ１０が配置されてお
り、車室１は水平面で上車室１と下車室２１に分れ、両
者は水平継手フランジ面２２を合致させるようにボルト
２３とナット２４で結合されている。
【０００６】ここでボルト２３とナット２４により結合
させる際には、必要に応じて球面座金２５，２６あるい
は平座金２７を用いてボルト力が適性に水平継手フラン
ジに加えられるようにしている。なお、２８は前記接合
するフランジ面２２の内面側接合位置を示し、２９は前
記ボルト２３が挿入されるボルト穴を示している。
させる際には、必要に応じて球面座金２５，２６あるい
は平座金２７を用いてボルト力が適性に水平継手フラン
ジに加えられるようにしている。なお、２８は前記接合
するフランジ面２２の内面側接合位置を示し、２９は前
記ボルト２３が挿入されるボルト穴を示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】蒸気タービンの上車室
１及び下車室２１の内面には高温高圧蒸気が触れるた
め、起動時等の非定常温度状態で内外面間に大きな温度
差を生じる。特に、起動状態では内面が急加熱されるた
め、大きな熱応力が発生する。その結果、フランジ面２
２の内面側２８が材料の降伏応力を上回り、塑性変形を
生じ、その後、定常温度状態では内外面間の温度差が小
さくなるため、フランジ面２２の内面側２８の熱応力が
失われて、塑性変形領域が開口することになる。
１及び下車室２１の内面には高温高圧蒸気が触れるた
め、起動時等の非定常温度状態で内外面間に大きな温度
差を生じる。特に、起動状態では内面が急加熱されるた
め、大きな熱応力が発生する。その結果、フランジ面２
２の内面側２８が材料の降伏応力を上回り、塑性変形を
生じ、その後、定常温度状態では内外面間の温度差が小
さくなるため、フランジ面２２の内面側２８の熱応力が
失われて、塑性変形領域が開口することになる。
【０００８】このようにしてフランジ内面側２８が開口
すると、ボルト２３とボルト穴２９の間に高温高圧の蒸
気が侵入し、その状態でボルト２３が高温保持されると
リラクセーションによってボルトの締付け力の低下が加
速され、座金２５〜２７とナット２４の接触面、あるい
は座金２５〜２７と上車室１、及び下車室２１との接触
面から蒸気リークが発生する。
すると、ボルト２３とボルト穴２９の間に高温高圧の蒸
気が侵入し、その状態でボルト２３が高温保持されると
リラクセーションによってボルトの締付け力の低下が加
速され、座金２５〜２７とナット２４の接触面、あるい
は座金２５〜２７と上車室１、及び下車室２１との接触
面から蒸気リークが発生する。
【０００９】他方、定常温度状態で不足する上下のフラ
ンジ面の締付け面圧を補おうとしてボルトのサイズを大
きくしたり、ボルトの材料を高級化したりすると、前者
の場合は車室のフランジ部を大きくすることになって熱
応力を更に大きくする結果となり、また、前者、後者共
にタービンのコストを高くする結果に帰着することにな
る。
ンジ面の締付け面圧を補おうとしてボルトのサイズを大
きくしたり、ボルトの材料を高級化したりすると、前者
の場合は車室のフランジ部を大きくすることになって熱
応力を更に大きくする結果となり、また、前者、後者共
にタービンのコストを高くする結果に帰着することにな
る。
【００１０】本発明はこのような従来のものにおける問
題点を解消し、非定常状態での熱負荷を軽減して熱応力
の緩和を図り、フランジ水平面内側の降伏を防止してこ
れに起因する蒸気等作動流体のリークを防止するように
した車室の構造を提供することを課題とするものであ
る。
題点を解消し、非定常状態での熱負荷を軽減して熱応力
の緩和を図り、フランジ水平面内側の降伏を防止してこ
れに起因する蒸気等作動流体のリークを防止するように
した車室の構造を提供することを課題とするものであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決するべくなされたもので、ハニカムを板状に結合し
て構成した複数の断熱部材片を、タービン車室内面中少
なくとも水平フランジ内面部に固着してなるタービン車
室を提供し、波形の薄板により構成されて内部には波形
によって細かく区切られた空間が存在し、この空間は真
空であるか或は空気又は蒸気が満されるが細かく区切ら
れた空間であるためこの空間での熱の流動は非常に小さ
く、断熱効果を有するという特性のハニカムを採用し、
これに一定の強度を持たせるべく板材を結合して断熱部
材片を構成し、同断熱部材片を多数集合させて車室内面
のうち少なくともフランジ内面部を外すことなく同車室
内面に固着したものである。
解決するべくなされたもので、ハニカムを板状に結合し
て構成した複数の断熱部材片を、タービン車室内面中少
なくとも水平フランジ内面部に固着してなるタービン車
室を提供し、波形の薄板により構成されて内部には波形
によって細かく区切られた空間が存在し、この空間は真
空であるか或は空気又は蒸気が満されるが細かく区切ら
れた空間であるためこの空間での熱の流動は非常に小さ
く、断熱効果を有するという特性のハニカムを採用し、
これに一定の強度を持たせるべく板材を結合して断熱部
材片を構成し、同断熱部材片を多数集合させて車室内面
のうち少なくともフランジ内面部を外すことなく同車室
内面に固着したものである。
【００１２】従って、非定常状態で内面に熱負荷が作用
する場合であっても、上記のハニカムを主要部材とする
断熱部材片によって熱流動が疎外されるので、内外面間
に発生する温度差を小さくし、その結果、発生する熱応
力を低減させ、フランジ水平面内側の降伏現象を防止
し、これに起因する蒸気リークの発生を防止するもので
ある。
する場合であっても、上記のハニカムを主要部材とする
断熱部材片によって熱流動が疎外されるので、内外面間
に発生する温度差を小さくし、その結果、発生する熱応
力を低減させ、フランジ水平面内側の降伏現象を防止
し、これに起因する蒸気リークの発生を防止するもので
ある。
【００１３】また、本発明は前記断熱部材片はボルトに
より固着してなるタービン車室を提供し、前記した秀れ
た断熱機能を有する断熱部材片は、ボルトを利用して水
平フランジ内面部をはじめとしてタービン車室内面中必
要箇所に固着されるので、その作業は簡単、確実に行わ
れ、かつ稼動時の熱変形に対しても安定度が高く、好ま
しいタービン車室を容易に得るようにしたものである。
より固着してなるタービン車室を提供し、前記した秀れ
た断熱機能を有する断熱部材片は、ボルトを利用して水
平フランジ内面部をはじめとしてタービン車室内面中必
要箇所に固着されるので、その作業は簡単、確実に行わ
れ、かつ稼動時の熱変形に対しても安定度が高く、好ま
しいタービン車室を容易に得るようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１及び
図２に基づいて説明する。なお、タービン全体としての
基本的な構成は、従来のものとして前記に説明したもの
と同一であるので、それを援用することとして図示及び
説明を大巾に省略し、かつ図示した部位においても前記
従来のものと同一のものは図中に同一の符号を付して示
し説明の重複をしないようにした。
図２に基づいて説明する。なお、タービン全体としての
基本的な構成は、従来のものとして前記に説明したもの
と同一であるので、それを援用することとして図示及び
説明を大巾に省略し、かつ図示した部位においても前記
従来のものと同一のものは図中に同一の符号を付して示
し説明の重複をしないようにした。
【００１５】図１は本実施の形態に係る蒸気タービン車
室のロータ軸直角方向断面のフランジ、ボルト部を示し
ており、車室１のフランジ部の内外温度差を低減するた
めに、金属性のハニカム１００を金属性の薄い板材１０
１で両端から挟み込んで一体的に結合した断熱部材片１
１０を、車室内面に溶接部１０２を介して接続したもの
を示している。
室のロータ軸直角方向断面のフランジ、ボルト部を示し
ており、車室１のフランジ部の内外温度差を低減するた
めに、金属性のハニカム１００を金属性の薄い板材１０
１で両端から挟み込んで一体的に結合した断熱部材片１
１０を、車室内面に溶接部１０２を介して接続したもの
を示している。
【００１６】ここで採用した断熱部材片１１０は、一辺
が２０〜３０ｃｍの方形で、厚さｔは２０〜３０ｍｍで
１箇の部片の外形を形成し、また、ここに組み込まれる
ハニカム１００についてみれば、厚さ０．１ｍｍ程度の
２０％Ｃｒフェライト系ステンレス鋼を用いてハニカム
構造を形成したものである。
が２０〜３０ｃｍの方形で、厚さｔは２０〜３０ｍｍで
１箇の部片の外形を形成し、また、ここに組み込まれる
ハニカム１００についてみれば、厚さ０．１ｍｍ程度の
２０％Ｃｒフェライト系ステンレス鋼を用いてハニカム
構造を形成したものである。
【００１７】このように薄いハニカム１００であるが、
板材１０１で挟み込まれているので部材片としての強度
は十分に確保されており、またこの程度の大きさの断熱
部材片１１０にすれば車室内面の曲線部に対しても格別
の支障はなく、必要な部位を選んで複数枚を並べて容易
に設置することができる。
板材１０１で挟み込まれているので部材片としての強度
は十分に確保されており、またこの程度の大きさの断熱
部材片１１０にすれば車室内面の曲線部に対しても格別
の支障はなく、必要な部位を選んで複数枚を並べて容易
に設置することができる。
【００１８】本実施の形態において断熱部材片１１０を
車室１内に設置した場合のフランジ内外温度差が低減す
る状況を、この断熱部材片１１０を設置しない場合と比
較して図２に示した。
車室１内に設置した場合のフランジ内外温度差が低減す
る状況を、この断熱部材片１１０を設置しない場合と比
較して図２に示した。
【００１９】蒸気タービンの起動時には約５００℃の蒸
気がフランジ内面に触れ、内外温度差を引き起こすこと
になるが、車室内に断熱部材片１１０を配置しない場合
には、図２（ａ）に示すように、起動時に約１４４℃の
最大温度差を生じていたが、熱伝導が１〜５ｋｃａｌ／
ｍｈ℃の断熱部材片１１０を配置した場合には、図２
（ｂ）に示すように最大温度差は半減し、約６５℃まで
緩和することができた。従って、この温度差によって発
生する応力もほぼ半減することになる。
気がフランジ内面に触れ、内外温度差を引き起こすこと
になるが、車室内に断熱部材片１１０を配置しない場合
には、図２（ａ）に示すように、起動時に約１４４℃の
最大温度差を生じていたが、熱伝導が１〜５ｋｃａｌ／
ｍｈ℃の断熱部材片１１０を配置した場合には、図２
（ｂ）に示すように最大温度差は半減し、約６５℃まで
緩和することができた。従って、この温度差によって発
生する応力もほぼ半減することになる。
【００２０】なお、本実施の形態では車室１の内面に配
設する断熱部材片１１０は溶接により固着する例を示し
たが、溶接固着に代えてボルト締結で固着することによ
り断熱構造部材片１１０の熱伸び差を吸収することがで
きるので、このボルト締結による固着は好ましい固着形
態である。
設する断熱部材片１１０は溶接により固着する例を示し
たが、溶接固着に代えてボルト締結で固着することによ
り断熱構造部材片１１０の熱伸び差を吸収することがで
きるので、このボルト締結による固着は好ましい固着形
態である。
【００２１】なおまた、断熱部材片１１０の車室内壁へ
の取付けについて見れば、その全面に亘って固着取付け
することが好ましいが、水平フランジの内面部のみに限
定して固着することによっても十分にその効果を発揮す
ることができるものであり、特に車室の厚肉部を選んで
固着すれば、その効果は著しい。
の取付けについて見れば、その全面に亘って固着取付け
することが好ましいが、水平フランジの内面部のみに限
定して固着することによっても十分にその効果を発揮す
ることができるものであり、特に車室の厚肉部を選んで
固着すれば、その効果は著しい。
【００２２】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
【００２３】
【発明の効果】以上本発明によれば、蒸気タービン等の
起動時の非定常熱応力が低下するため、フランジ水平面
の熱応力による塑性変形が防止され、ボルト穴への蒸気
等作動流体のリークが回避でき、これによって、タービ
ンの信頼性を大巾に向上させることが出来たものであ
る。
起動時の非定常熱応力が低下するため、フランジ水平面
の熱応力による塑性変形が防止され、ボルト穴への蒸気
等作動流体のリークが回避でき、これによって、タービ
ンの信頼性を大巾に向上させることが出来たものであ
る。
【００２４】また、請求項２の発明によれば、断熱部材
片自体の熱変形に対しても、これを固着するボルトによ
り吸収するので、稼動時の安定性に秀れ、しかも取付工
事等も大巾に容易、簡単化したタービン車室を得ること
ができたものである。
片自体の熱変形に対しても、これを固着するボルトによ
り吸収するので、稼動時の安定性に秀れ、しかも取付工
事等も大巾に容易、簡単化したタービン車室を得ること
ができたものである。
【図１】本発明の実施の一形態に係る蒸気タービン車室
のロータ軸直角方向断面のフランジ、ボルト部の説明
図。
のロータ軸直角方向断面のフランジ、ボルト部の説明
図。
【図２】蒸気タービン起動時のフランジ内外面温度変化
と時間の関係を示し、（ａ）は断熱部材片を設けない場
合、（ｂ）は断熱部材片を設けた場合を夫々示す説明
図。
と時間の関係を示し、（ａ）は断熱部材片を設けない場
合、（ｂ）は断熱部材片を設けた場合を夫々示す説明
図。
【図３】従来の蒸気タービンの構造の概要を示す断面
図。
図。
【図４】従来の蒸気タービン車室の軸直角方向断面図。
１ 車室 ２２ 水平継手フランジ面 ２３ ボルト ２４ ナット ２７ 座金 ２８ 接合位置 ２９ ボルト穴 １００ ハニカム １０１ 板材 １０２ 溶接部 １１０ 断熱部材片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安東 健 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内
Claims (2)
- 【請求項１】 ハニカムを板材に結合して構成した複数
の断熱部材片を、タービン車室内面中少なくとも水平フ
ランジ内面部に固着したことを特徴とするタービン車
室。 - 【請求項２】 前記断熱部材片はボルトにより固着した
ことを特徴とする請求項１に記載のタービン車室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP930597A JPH10205306A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | タービン車室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP930597A JPH10205306A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | タービン車室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10205306A true JPH10205306A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=11716764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP930597A Withdrawn JPH10205306A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | タービン車室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10205306A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009103129A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Snecma | タービンエンジンの高圧タービン内のブレード先端における隙間の制御 |
| CN101493018A (zh) * | 2008-01-22 | 2009-07-29 | 通用电气公司 | 涡轮机外壳 |
| JP2011038522A (ja) * | 2009-08-13 | 2011-02-24 | Siemens Ag | タービンケーシング |
-
1997
- 1997-01-22 JP JP930597A patent/JPH10205306A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009103129A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Snecma | タービンエンジンの高圧タービン内のブレード先端における隙間の制御 |
| CN101493018A (zh) * | 2008-01-22 | 2009-07-29 | 通用电气公司 | 涡轮机外壳 |
| JP2009174530A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | General Electric Co <Ge> | タービンケーシング |
| JP2011038522A (ja) * | 2009-08-13 | 2011-02-24 | Siemens Ag | タービンケーシング |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040406 |