JPH108993A - Cooling steam supply/discharge structure for gas turbine - Google Patents
Cooling steam supply/discharge structure for gas turbineInfo
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- JPH108993A JPH108993A JP15808696A JP15808696A JPH108993A JP H108993 A JPH108993 A JP H108993A JP 15808696 A JP15808696 A JP 15808696A JP 15808696 A JP15808696 A JP 15808696A JP H108993 A JPH108993 A JP H108993A
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- labyrinth
- rotor
- steam
- seal
- seal retainer
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの構
造に関し、特に詳しくは冷却用蒸気の給排部構造に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a gas turbine, and more particularly to a structure for supplying and discharging cooling steam.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年ガスタービンの効率向上のためター
ビン入口ガス温度が上昇しつつあり、高温となるタービ
ン動翼を蒸気によって冷却することが提案されている。
タービン動翼への蒸気の給排は、動翼が固定されるロー
タを介して行うのが一般であるが、このため蒸気の漏れ
損失を防止するためラビリンスシール等のシールが採用
される。一方、動翼を有するタービンロータは、車室の
一箇所でスラスト軸受により軸方向位置を固定され、車
室とロータ間の相対熱膨張差、車室の内圧による変形、
ロータの遠心力による軸方向縮み等を逃すようにしてい
るから、スラスト軸受から離れた部分では、ロータ軸端
と車室等の静止部との間の相対変位差は大きくなる。2. Description of the Related Art In recent years, the turbine inlet gas temperature has been increasing in order to improve the efficiency of gas turbines, and it has been proposed to cool turbine rotor blades, which become hot, with steam.
The supply and discharge of steam to and from the turbine rotor blades are generally performed via a rotor to which the rotor blades are fixed. For this reason, a seal such as a labyrinth seal is used to prevent loss of steam leakage. On the other hand, the turbine rotor having the rotor blades is fixed in an axial position by a thrust bearing at one place in a vehicle compartment, a relative thermal expansion difference between the vehicle compartment and the rotor, deformation due to internal pressure in the vehicle compartment,
Since the axial contraction or the like due to the centrifugal force of the rotor is released, the relative displacement difference between the rotor shaft end and a stationary portion such as a vehicle compartment becomes large in a portion away from the thrust bearing.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】以上説明したような一
般的構造及び特性を持つガスタービンにおいて、静止側
から回転するロータ側へ蒸気を供給し、或いは回収する
場所はその他の構造的制約からスラスト軸受から離れた
ロータの軸端部とならざるを得ない。しかしながら、前
述のようにその部分では、ロータと車室側との間の相対
的変位が大きく、シール効果の大きい屈曲通路を持つラ
ビリンスシールを使用しようとすると、軸方向に大きい
スペースを必要とする。これは、装置の大形化を招き、
コスト増やその他の関連不具合を招来する虞れがある。
従って、本発明は、ガスタービンにおいて、大きなスペ
ースを要せず且つシール性能のよいラビリンスシールを
持つ冷却用蒸気給排部構造を提供することを課題とす
る。In the gas turbine having the general structure and characteristics as described above, the place where steam is supplied or recovered from the stationary side to the rotating rotor side is limited by the thrust due to other structural restrictions. It must be the end of the rotor shaft away from the bearing. However, as described above, in that part, the relative displacement between the rotor and the cabin side is large, and when using a labyrinth seal having a bent passage with a large sealing effect, a large space is required in the axial direction. . This leads to a larger device,
There is a risk of increasing costs and other related problems.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cooling steam supply / discharge structure having a labyrinth seal that does not require a large space and has good sealing performance in a gas turbine.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、ガスタービンの動翼冷却用蒸気を
ロータ内部の通路を介して導入・導出する冷却用蒸気給
排部構造は、ロータを囲んで設けられた軸受箱の一端に
固定された本体ケースと、ロータ内を同軸的に延びる蒸
気導入外管の端部外面に形成されたラビリンスシール用
第1凹凸面と、前記蒸気導入外管の内部を延びる導入内
管の端部外面に形成されたラビリンスシール用第2凹凸
面と、前記第1及び第2凹凸面をそれぞれ取り囲む第1
及び第2ラビリンスリングと、同第1及び第2ラビリン
スリングを保持し前記本体ケースに摺動自在に設けられ
たシールリテーナと、前記本体ケースの端部に前記ロー
タの端面に臨んで設けられた伸差センサと、前記伸差セ
ンサと前記シールリテーナとの間に介装されたサーボ機
構とを有し、前記シールリテーナには本体ケースの蒸気
入口に連通した通り穴を形成している。According to the present invention, there is provided a cooling steam supply / discharge unit structure for introducing and discharging a moving blade cooling steam for a gas turbine through a passage inside a rotor. A body case fixed to one end of a bearing box provided surrounding the rotor, a first irregular surface for labyrinth seal formed on an outer end portion of a steam introduction outer tube extending coaxially in the rotor, A second concavo-convex surface for labyrinth sealing formed on the outer surface of the end of the introduction inner tube extending inside the steam introduction outer tube, and a first surrounding surface surrounding the first and second concavo-convex surfaces, respectively.
And a second labyrinth ring, a seal retainer holding the first and second labyrinth rings and slidably provided in the main body case, and provided at an end of the main body case facing an end face of the rotor. It has an expansion sensor and a servo mechanism interposed between the expansion sensor and the seal retainer, and the seal retainer has a through hole communicating with the steam inlet of the main body case.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。図1を参照するに、ガスタービ
ンのロータ1の端部を取り囲む軸受箱3の端面に本体ケ
ース5が固定されていて、これは冷却用蒸気の入口7及
び内部通路9を画成している。ロータ1の内部に嵌装さ
れ、その外方に延出した蒸気導入外管11の端部11a
の外面には、凹凸面13が形成されている。凹凸面13
の詳細は図2に拡大して示されている。又、蒸気導入内
管15が蒸気導入外管11の内部に同軸的に設けられて
いて、その端部11aより外側へ延出した端部15aの
外面に凹凸面17が形成されている。その凹凸面17
も、図2に示した凹凸面13と同様の形状をしている。
当業者にとって自明のように、蒸気導入内管15及び蒸
気導入外管11は、ロータ1と共に回転する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Referring to FIG. 1, a body case 5 is fixed to an end face of a bearing box 3 surrounding an end of a rotor 1 of a gas turbine, and defines a cooling steam inlet 7 and an internal passage 9. . End 11a of outer steam introduction pipe 11 fitted inside rotor 1 and extending outward
Is formed with an uneven surface 13. Uneven surface 13
Are enlarged in FIG. Further, the steam introduction inner pipe 15 is provided coaxially inside the steam introduction outer pipe 11, and an uneven surface 17 is formed on an outer surface of an end 15a extending outward from the end 11a. The uneven surface 17
Also has the same shape as the uneven surface 13 shown in FIG.
As is obvious to those skilled in the art, the inner steam introducing pipe 15 and the outer steam introducing pipe 11 rotate together with the rotor 1.
【0006】凹凸面13,17をそれぞれ取り囲んで協
働してラビリンスシールを形成するラビリンスリング1
9が、可動のシールリテーナ21に保持されている。図
2に示すように、ラビリンスリング19の内面にはラビ
リンスリングフィン23a,23bが複数突設されて、
凹凸面13,17との間に所定の隙間を形成し、好適な
ラビリンスシールを構成している。そして、シールリテ
ーナ21は、本体ケース5に軸方向に摺動可能に支持さ
れている。一方ロータ1の端面に臨んで伸差センサ25
が本体ケース5の端面に固定されていて、これは電気的
にサーボ機構30に連絡している。サーボ機構30は、
シールリテーナ21にリンク接合したレバー31やサー
ボモータ33を有している。そして、伸差センサ25が
感知した伸差の量に対応してサーボ機構30がシールリ
テーナ21を軸方向に動かす。Labyrinth ring 1 which surrounds concave and convex surfaces 13 and 17 and forms a labyrinth seal in cooperation with each other
9 is held by a movable seal retainer 21. As shown in FIG. 2, a plurality of labyrinth ring fins 23a and 23b are protruded from the inner surface of the labyrinth ring 19,
A predetermined gap is formed between the concavo-convex surfaces 13 and 17, thereby forming a suitable labyrinth seal. The seal retainer 21 is supported by the main body case 5 so as to be slidable in the axial direction. On the other hand, the extension sensor 25 faces the end face of the rotor 1.
Is fixed to the end face of the main body case 5, and this is electrically connected to the servo mechanism 30. The servo mechanism 30
It has a lever 31 and a servomotor 33 that are linked to the seal retainer 21. Then, the servo mechanism 30 moves the seal retainer 21 in the axial direction according to the amount of expansion detected by the expansion sensor 25.
【0007】以上の構成において、冷却用蒸気は、本体
ケース5の入口7及び内部通路9、シールリテーナ21
の通し穴27及び蒸気導入外管11と蒸気導入内管15
の間の環状通路29を通して図示しない動翼へ供給さ
れ、これを内部から冷却する。冷却使用後の蒸気は、蒸
気導入内管15の内部を流れて、本体ケース5の中心部
の出口28から出て回収される。而して、車室の圧力に
よる伸差は、タービンの急停止時等に変化が早く、ロー
タ1の遠心力による変形及び熱膨張差による伸差の変化
は、急停止時には遅い。ラビリンスリングフィン23
a,23bと凹凸面13,17との間隔は、変化の速い
ものに対応して定めれていて、前述の蒸気の流れに際
し、ラビリンスシールはその漏れを好適に防いである。In the above configuration, the cooling steam is supplied to the inlet 7 and the internal passage 9 of the main body case 5 and the seal retainer 21.
Through hole 27, steam introduction outer tube 11 and steam introduction inner tube 15
Is supplied to a rotor blade (not shown) through an annular passage 29 between the blades and cools it from the inside. The steam used after cooling flows through the inside of the steam introduction inner pipe 15 and is recovered from the outlet 28 at the center of the main body case 5. Thus, the expansion due to the pressure in the vehicle compartment changes quickly when the turbine is suddenly stopped, and the deformation due to the centrifugal force of the rotor 1 and the change in the expansion due to the difference in thermal expansion are slow during the sudden stop. Labyrinth ring fins 23
The distance between the a and b and the uneven surfaces 13 and 17 is determined so as to correspond to the fast-changing one, and the labyrinth seal suitably prevents the leakage in the above-mentioned steam flow.
【0008】[0008]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば伸
差に応じてシールリテーナを軸方向に摺動し、実効ラビ
リンスシール長さを最適に保持するので、装置をコンパ
クトにしつつ蒸気の漏れを防止することができる。As described above, according to the present invention, the seal retainer is slid in the axial direction in accordance with the elongation, and the effective labyrinth seal length is optimally maintained. Leakage can be prevented.
【図1】本発明の実施形態を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1の部分拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of FIG.
1 ロータ 3 軸受箱 5 本体ケース 7 入口 9 内部通路 11 蒸気導入外管 11a 端部 13 凹凸面 15 蒸気導入内管 15a 端部 17 凹凸面 19 ラビリンスリング 21 シールリテーナ 23a,23b ラビリンスリングフィン 25 伸差センサ 27 通し穴 28 出口 29 環状通路 30 サーボ機構 31 レバー 33 サーボモータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor 3 Bearing box 5 Main body case 7 Inlet 9 Internal passage 11 Steam introduction outer tube 11a End 13 Irregular surface 15 Steam introduction inner tube 15a End 17 Irregular surface 19 Labyrinth ring 21 Seal retainer 23a, 23b Labyrinth ring fin 25 Extension Sensor 27 Through hole 28 Exit 29 Annular path 30 Servo mechanism 31 Lever 33 Servo motor
Claims (1)
内部の通路を介して導入・導出する構造において、前記
ロータを囲んで設けられた軸受箱の一端に固定された本
体ケースと、前記ロータ内を同軸的に延びる蒸気導入外
管の端部外面に形成されたラビリンスシール用第1凹凸
面と、前記蒸気導入外管の内部を延びる導入内管の端部
外面に形成されたラビリンスシール用第2凹凸面と、前
記第1及び第2凹凸面をそれぞれ取り囲む第1及び第2
ラビリンスリングと、同第1及び第2ラビリンスリング
を保持し前記本体ケースに摺動自在に設けられたシール
リテーナと、前記本体ケースの端部に前記ロータの端面
に臨んで設けられた伸差センサと、前記伸差センサと前
記シールリテーナとの間に介装されたサーボ機構とを有
し、前記シールリテーナには本体ケースの蒸気入口に連
通した通り穴を形成していることを特徴とするガスター
ビンの冷却用蒸気給排部構造。In a structure for introducing and leading steam for cooling a moving blade of a gas turbine through a passage inside a rotor, a main body case fixed to one end of a bearing box provided surrounding the rotor; A first irregular surface for labyrinth seal formed on the outer end of a steam introduction outer tube extending coaxially in the inside, and a labyrinth seal formed on an outer end of an end of the introduction inner tube extending inside the steam introduction outer tube. A second uneven surface, and first and second surfaces surrounding the first and second uneven surfaces, respectively.
A labyrinth ring, a seal retainer holding the first and second labyrinth rings and slidably provided in the main body case, and an extension sensor provided at an end of the main body case facing an end face of the rotor And a servo mechanism interposed between the extension sensor and the seal retainer, wherein the seal retainer has a through hole communicating with the steam inlet of the main body case. Steam supply / discharge structure for gas turbine cooling.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15808696A JPH108993A (en) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | Cooling steam supply/discharge structure for gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15808696A JPH108993A (en) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | Cooling steam supply/discharge structure for gas turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH108993A true JPH108993A (en) | 1998-01-13 |
Family
ID=15664000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15808696A Withdrawn JPH108993A (en) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | Cooling steam supply/discharge structure for gas turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH108993A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2933438A4 (en) * | 2012-12-13 | 2016-12-21 | Mitsubishi Hitachi Power Sys | Rotary fluid machine |
-
1996
- 1996-06-19 JP JP15808696A patent/JPH108993A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2933438A4 (en) * | 2012-12-13 | 2016-12-21 | Mitsubishi Hitachi Power Sys | Rotary fluid machine |
US9995164B2 (en) | 2012-12-13 | 2018-06-12 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Rotating fluid machine |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030902 |