JPH11200801A - Rotor cooling system of steam turbine - Google Patents

Rotor cooling system of steam turbine

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JPH11200801A
JPH11200801A JP541998A JP541998A JPH11200801A JP H11200801 A JPH11200801 A JP H11200801A JP 541998 A JP541998 A JP 541998A JP 541998 A JP541998 A JP 541998A JP H11200801 A JPH11200801 A JP H11200801A
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JP
Japan
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cooling
stage
rotor disk
steam
rotor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP541998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuji Fujikawa
卓爾 藤川
Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a cooling effect by a minimum steam quantity by arranging a cooling passage hole to communicate with a cooling space faced with the side surface of a rotor disk on and after a second stage, on the inside of a rotor in a rotor cooling system to supply a cooling fluid to the cooling space between both side surfaces of the rotor disk and the stationary blade inside surface. SOLUTION: When operating an intermediate pressure steam turbine, high temperature reheat steam from a boiler enters a first stage stationary blade 6 to be introduced to a low pressure turbine after performing expanding work through the first stage stationary blade 6 and a moving blade 2. At this time, low temperature cooling steam is introduced to a cooling steam supply passage 20 from an outlet of a high pressure turbine so that this cooling steam enters a cooling space 26 between the first stage moving blade 2 and the stationary blade 6 to cool the embedding part of the first stage moving blade 2 by passing through a cooling steam passage 3 by differential pressure between front/rear parts of the first stage moving blade 2. Next, the cooling steam is introduced to a cooling space 27 between a first stage rotor disk 41 and a second stage stationary blade 7 to cool the moving blade embedding part and the first stage moving blade 2 of the first stage rotor disk 41.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は蒸気タービン、特に
その中圧タービンにおけるロータディスクの翼植込近傍
を冷却するための冷却装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steam turbine, and more particularly to a cooling device for cooling a rotor disk in the vicinity of a blade implant in a medium-pressure turbine.

【0002】[0002]

【従来の技術】蒸気タービンにおいては、高圧タービン
出口の蒸気をボイラにて再熱、昇温させて中圧タービン
に導くことによりタービン効率を向上させている。この
ため中圧タービンにおいては、高温の蒸気に曝される中
圧第1段〜第3段のロータディスクの動翼植込部近傍を
高圧タービン出口の低温の冷却蒸気(再熱前の蒸気)に
よって冷却することが行なわれている。
2. Description of the Related Art In a steam turbine, steam at a high-pressure turbine outlet is reheated and heated by a boiler and guided to a medium-pressure turbine to improve turbine efficiency. For this reason, in the medium pressure turbine, the vicinity of the rotor blade implantation portion of the medium pressure first to third stage rotor disks exposed to the high temperature steam is cooled at the high pressure turbine outlet at the low temperature cooling steam (steam before reheating). Cooling is being performed.

【0003】かかる中圧タービンにおけるロータディス
ク部冷却構造の従来の1例を図3〜図4に示す。図3〜
図4において、1は中圧タービンのロータ、16はケー
シング、6は第1段静翼、7は第2段静翼、9は第3段
静翼である。また、41,42,43は上記ロータ1の
外周に形成された第1段ロータディスク、第2段ロータ
ディスク、第3段ロータディスクであり、同第1段、第
2段、第3段ロータディスク41,42,43の外周に
は複数の第1段動翼2、第2段動翼4、第3段動翼10
が夫々円周方向等間隔に植え込まれている。
FIGS. 3 and 4 show a conventional example of a rotor disk cooling structure in such a medium pressure turbine. FIG. 3-
4, reference numeral 1 denotes a rotor of a medium pressure turbine, 16 denotes a casing, 6 denotes a first stage stationary blade, 7 denotes a second stage stationary blade, and 9 denotes a third stage stationary blade. Reference numerals 41, 42, and 43 denote a first-stage rotor disk, a second-stage rotor disk, and a third-stage rotor disk formed on the outer periphery of the rotor 1, respectively. A plurality of first-stage moving blades 2, second-stage moving blades 4, and third-stage moving blades 10 are provided on the outer periphery of the disks 41, 42, and 43.
Are implanted at equal intervals in the circumferential direction.

【0004】5は上記第1段静翼6の内周部を支える中
圧ダミー環、23は上記第1段静翼6の内周部に設けら
れて上記中圧ダミー環5との間をシールするシール環で
ある。24,25は夫々上記第2段静翼7、第3段静翼
9の内周部とロータ2の外周部との間をシールするラビ
リンス機構である。
Reference numeral 5 denotes a medium-pressure dummy ring for supporting the inner peripheral portion of the first-stage stationary blade 6. Reference numeral 23 denotes a seal ring provided on the inner peripheral portion of the first-stage stationary blade 6 for sealing between the first-stage stationary blade 6 and the intermediate-pressure dummy ring 5. It is. Reference numerals 24 and 25 denote labyrinth mechanisms for sealing between the inner peripheral portion of the second-stage stationary blade 7 and the third-stage stationary blade 9 and the outer peripheral portion of the rotor 2, respectively.

【0005】26及び27は上記第1段ロータディスク
41の両側面と第1段静翼の内側面6及び第2段静翼7
の内側面との間に形成された冷却空間、28及び29は
上記第2段ロータディスク42の両側面と第2段静翼7
の内周部及び第3段静翼9の内側面との間に形成された
冷却空間、30は上記第3段ロータディスク43の側面
と第3段静翼9の内側面との間に形成された冷却空間で
ある。
[0005] Reference numerals 26 and 27 denote both side surfaces of the first-stage rotor disk 41, the inner surface 6 of the first-stage stationary blade, and the second-stage stationary blade 7.
The cooling spaces 28 and 29 formed between the inner surfaces of the second stage rotor disk 42 and the second stage stationary blades 7
A cooling space formed between the inner peripheral portion of the third stage stationary blade 9 and the inner surface of the third stage stationary blade 9; and a cooling space 30 formed between the side surface of the third stage rotor disk 43 and the inner surface of the third stage stationary blade 9. It is.

【0006】20は上記ロータ1の外周面と中圧ダミー
環5との間に形成された冷却蒸気供給路であり、高圧タ
ービン出口の低温の冷却蒸気が導入されている。上記第
1段ロータディスク41の第1段静翼側の冷却空間26
は上記冷却蒸気供給路20に連通され、同供給路20か
ら冷却蒸気が直接上記冷却空間26に供給されるように
なっている。3は上記第1段ロータディスク41内に円
周方向に複数個設けられた冷却蒸気通路であり、上記第
1段動翼2の植込部下端面と第1段ロータディスクの溝
底面との間に形成され、上記第1段ロータディスク41
の両側の冷却空間26及び27に開口されている。
Reference numeral 20 denotes a cooling steam supply passage formed between the outer peripheral surface of the rotor 1 and the medium-pressure dummy ring 5, into which low-temperature cooling steam from the high-pressure turbine outlet is introduced. Cooling space 26 on the first stage stationary blade side of first stage rotor disk 41
Are connected to the cooling steam supply path 20, and the cooling steam is directly supplied to the cooling space 26 from the supply path 20. A plurality of cooling steam passages 3 are provided in the first stage rotor disk 41 in the circumferential direction in the first stage rotor disk 41, and are located between the lower end surface of the implanted portion of the first stage blade 2 and the groove bottom surface of the first stage rotor disk. And the first-stage rotor disk 41
Are opened to the cooling spaces 26 and 27 on both sides of the cooling device.

【0007】上記中圧蒸気タービンの運転時において、
ボイラ(図示省略)にて再加熱された高温再熱蒸気は図
3の矢印のように、第1段静翼6に入り、同静翼6及び
第1段動翼2を経て各段の静翼及び動翼にて膨張仕事を
なして低圧タービン(図示省略)に導かれる。
[0007] During operation of the medium pressure steam turbine,
The high-temperature reheated steam reheated by the boiler (not shown) enters the first stage stationary blade 6 as shown by the arrow in FIG. The blades perform expansion work and are guided to a low-pressure turbine (not shown).

【0008】一方、冷却蒸気供給路20には高圧タービ
ン(図示省略)から低温の冷却蒸気が導かれている。そ
してこの冷却蒸気は図3の矢印に示すように、上記冷却
蒸気供給路20から、第1段動翼2と第1段静翼6との
間の冷却空間26に入るとともに、第1段動翼2前後の
差圧によって冷却蒸気通路3を通って第1段動翼2の植
込部を冷却し、第1段ロータディスク41と第2段静翼
7との間の冷却空間27に導入される。これにより、第
1段ロータディスク41の動翼植込部及び第1段動翼2
は、上記のようにして冷却空間26に導かれ、あるいは
冷却蒸気通路3を通って冷却空間27に導かれる低温の
冷却蒸気によって冷却される。
On the other hand, low-temperature cooling steam is guided to the cooling steam supply passage 20 from a high-pressure turbine (not shown). The cooling steam enters the cooling space 26 between the first stage moving blades 2 and the first stage stationary blades 6 from the cooling steam supply path 20 as shown by arrows in FIG. The implanted portion of the first stage rotor blade 2 is cooled by the front and rear differential pressure through the cooling steam passage 3 and is introduced into the cooling space 27 between the first stage rotor disk 41 and the second stage stationary blade 7. Thereby, the rotor blade implanted portion of the first-stage rotor disk 41 and the first-stage rotor blade 2
Is cooled by the low-temperature cooling steam guided to the cooling space 26 as described above or to the cooling space 27 through the cooling steam passage 3.

【0009】さらに、上記冷却蒸気通路3を経た冷却蒸
気の一部は、第2段静翼7のラビリンス機構24の内周
とロータ1の外周との隙間を通って第2段ロータディス
ク42と第2段静翼9との間の冷却空間28に入り、第
2段ロータディスク42を冷却する。
Further, a part of the cooling steam passing through the cooling steam passage 3 passes through a gap between the inner periphery of the labyrinth mechanism 24 of the second stage stationary blade 7 and the outer periphery of the rotor 1 and the second stage rotor disk 42 and the second stage rotor disk 42 It enters the cooling space 28 between the stage stator vanes 9 and cools the second stage rotor disk 42.

【0010】図5〜図6は上記中圧タービンのロータデ
ィスク部冷却構造の他の従来例を示す。図5〜図6のも
のは、第2段動翼4の植込部下面と第2段ロータディス
ク42の植込溝底面との間に、第1段ロータディスク4
1の冷却蒸気通路3と同様な冷却蒸気通路11を設け、
同冷却蒸気通路11に第2段静翼7内周のラビリンス機
構24を流過した冷却蒸気の一部を導き、第2段ロータ
ディスク42の動翼植込部近傍を冷却している。
FIGS. 5 and 6 show another conventional example of the cooling structure of the rotor disk portion of the intermediate pressure turbine. 5 to 6 show that the first stage rotor disk 4 is located between the lower surface of the implanted portion of the second stage rotor blade 4 and the bottom surface of the implantation groove of the second stage rotor disk 42.
A cooling steam passage 11 similar to the cooling steam passage 3 of FIG.
A part of the cooling steam flowing through the labyrinth mechanism 24 on the inner periphery of the second stage stationary blade 7 is guided to the cooling steam passage 11 to cool the vicinity of the moving blade implanted portion of the second stage rotor disk 42.

【0011】その他の構成は図3〜図4のものと同様で
あり、これと同一の部材は同一の符号にて示す。
Other structures are the same as those in FIGS. 3 and 4, and the same members are denoted by the same reference numerals.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記中圧タービンにお
いて、タービン効率の向上を図るためには、高温再熱蒸
気温度を上昇させる必要があるが、かかる蒸気温度の上
昇により、中圧第1段〜第3段ロータディスク41〜4
3の動翼植込部近傍の温度が上昇し、ロータの強度の低
下をもたらす。
In the medium pressure turbine, it is necessary to increase the temperature of the high-temperature reheat steam in order to improve the turbine efficiency. ~ 3rd stage rotor disk 41 ~ 4
The temperature in the vicinity of the rotor blade implanted portion 3 rises, and the strength of the rotor decreases.

【0013】これを回避するため、図3〜図4に示す従
来例では、第1段ロータディスク41に冷却蒸気通路3
を設けて、これに冷却蒸気供給路20からの冷却蒸気を
導入して第1段ロータディスク41の動翼植込部近傍を
冷却するとともに、上記冷却蒸気通路3を経た蒸気の一
部をラビリンスの機構24を通して第2段ロータディス
ク42の入口側の冷却空間28に導き、第2段ロータデ
ィスクを冷却している。
In order to avoid this, in the conventional example shown in FIGS.
The cooling steam from the cooling steam supply passage 20 is introduced to cool the vicinity of the rotor blade implanted portion of the first-stage rotor disk 41, and a part of the steam passing through the cooling steam passage 3 is labyrinthized. Through the mechanism 24 to the cooling space 28 on the inlet side of the second-stage rotor disk 42 to cool the second-stage rotor disk.

【0014】しかしながら、図3〜図4のものにおいて
は、第3段ロータディスク43の冷却がなされず、同ロ
ータディスク43の昇温による強度低下が避けられず、
また第2段ロータディスク42についても、第1段ロー
タディスク41を冷却して昇温された冷却蒸気の一部で
入口側のみを冷却しているため、充分な冷却効果が得ら
れない。
However, in FIGS. 3 and 4, the third-stage rotor disk 43 is not cooled, and a decrease in strength due to the temperature rise of the rotor disk 43 cannot be avoided.
Also, the second stage rotor disk 42 does not provide a sufficient cooling effect because only the inlet side is cooled by a part of the cooling steam heated by cooling the first stage rotor disk 41.

【0015】また図5〜図6のものは、図3〜図4のも
のに対して、第2段ロータディスク42に冷却蒸気通路
11を加設しているため、図3〜図4のものに較べ第2
段ロータディスク42の冷却効果の向上が得られるが、
第2段ロータディスク42については第1段ロータディ
スク41を冷却して昇温された冷却蒸気により冷却する
ので、再熱蒸気温度の上昇さらなる上昇に対して充分な
冷却効果が得られず、さらに第3段ロータディスク43
については、第1段ロータディスク41及び第2段ロー
タディスク42を順に冷却してさらに上昇された冷却蒸
気を入口側冷却空間30に導き入口側のみを冷却するの
で、この第3段ロータディスクの冷却効果も不充分とな
る。
FIGS. 5 and 6 are different from those of FIGS. 3 and 4 in that the cooling steam passage 11 is additionally provided in the second-stage rotor disk 42. The second compared to
Although the cooling effect of the step rotor disk 42 can be improved,
Since the second-stage rotor disk 42 is cooled by the first-stage rotor disk 41 and cooled by the increased cooling steam, a sufficient cooling effect cannot be obtained against a further increase in the reheat steam temperature. Third stage rotor disk 43
With regard to the third stage rotor disk, since the first stage rotor disk 41 and the second stage rotor disk 42 are sequentially cooled and the further raised cooling steam is guided to the inlet side cooling space 30 and only the inlet side is cooled. The cooling effect is also insufficient.

【0016】図5〜図6のものにおいて、上記のような
冷却効果の低下という問題点を解消するためには、第1
段、第2段ロータディスク41,42に設けた冷却蒸気
通路3,11の面積を大きくし、また、第2段静翼のラ
ビリンス機構24及び第3段静翼のラビリンス機構25
の隙間を大きくすることにより冷却蒸気の供給量を増加
させるという手段を採ることが考えられるが、かかる手
段を用いると各段落間の漏洩蒸気量が増大し、タービン
効率の低下をもたらすという問題点が発生する。
In FIGS. 5 and 6, in order to solve the above-mentioned problem of a decrease in the cooling effect, a first method is required.
The area of the cooling steam passages 3 and 11 provided in the second and third stage rotor disks 41 and 42 is increased, and the labyrinth mechanism 24 of the second stage stationary blade and the labyrinth mechanism 25 of the third stage stationary blade are increased.
It is conceivable to take measures to increase the supply amount of cooling steam by enlarging the gap between them, but if such means are used, the amount of leaked steam between each stage will increase, and the turbine efficiency will decrease. Occurs.

【0017】本発明の目的は、蒸気タービン、特に冷却
蒸気によりロータディスクを冷却する中圧タービンにお
いて、高温の再熱蒸気が通流する第1段〜第3段ロータ
ディスクの冷却蒸気による冷却効果を、蒸気の漏洩等に
よるタービン効率の低下を伴なうことなく、かつ最少の
蒸気量で以って向上せしめ得る蒸気タービンのロータ冷
却装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cooling effect of cooling steam of a first to third stage rotor disks through which high-temperature reheat steam flows in a steam turbine, particularly a medium-pressure turbine in which a rotor disk is cooled by cooling steam. It is an object of the present invention to provide a steam turbine rotor cooling device which can be improved without a decrease in turbine efficiency due to steam leakage or the like and with a minimum amount of steam.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、その要旨とする第1の手段は、ロータの
外周に形成され動翼が植え込まれるロータディスクの両
側面と静翼内側面との間に形成される冷却空間に、冷却
流体供給路から冷却流体を供給するようにした蒸気ター
ビンにおいて、上記ロータの内部に、第2段以降の上記
ロータディスクの側面が臨む上記冷却空間に上記冷却流
体供給路から直接冷却流体を供給する冷却通路穴を設け
たことを特徴とするロータ冷却装置にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the first aspect of the present invention is to provide a disk drive having a stationary blade formed on an outer periphery of a rotor and having rotor blades implanted thereon. In a steam turbine in which a cooling fluid is supplied from a cooling fluid supply passage to a cooling space formed between the blade and an inner side surface of the blade, a side surface of the second or later stage rotor disk faces the inside of the rotor. The rotor cooling device is provided with a cooling passage hole for directly supplying a cooling fluid from the cooling fluid supply passage in the cooling space.

【0019】また第2の手段は、上記第1の手段におい
て、上記冷却通路穴が、上記冷却流体供給路から第2段
静翼と第2段ロータディスクとの間の上記冷却空間に連
通されて成るとともに、第1段ロータディスクの両側の
冷却空間、及び第2段ロータディスクの両側の冷却空間
をそれぞれ連通する冷却通路を設けてなることにある。
A second means is the first means, wherein the cooling passage hole is communicated from the cooling fluid supply path to the cooling space between the second stage stationary blade and the second stage rotor disk. In addition, cooling passages are provided to communicate the cooling spaces on both sides of the first-stage rotor disk and the cooling spaces on both sides of the second-stage rotor disk.

【0020】上記手段によれば、冷却流体供給路からの
低温の冷却流体はロータに穿設された冷却通路穴を通っ
て第1段ロータディスク以降の冷却空間の入口に直接導
かれ、ここから各ロータディスク内の冷却通路を通って
各段のロータディスクの動翼植込部近傍を冷却する。
According to the above means, the low-temperature cooling fluid from the cooling fluid supply passage is directly guided to the inlet of the cooling space after the first-stage rotor disk through the cooling passage hole formed in the rotor. The vicinity of the rotor blade implanted portion of each stage rotor disk is cooled through the cooling passage in each rotor disk.

【0021】従って、各段のロータディスク、特に第2
段以降のロータディスクの冷却空間及びロータディスク
内冷却通路には低温の冷却流体が直接供給されるので、
必要最少限の冷却流体量でロータディスクを所要の温度
まで冷却可能となって、冷却効果が向上し、ロータの強
度を増大することができる。
Therefore, the rotor disk of each stage, especially the second stage
Since the low-temperature cooling fluid is directly supplied to the cooling space of the rotor disk after the stage and the cooling passage in the rotor disk,
The rotor disk can be cooled to a required temperature with a minimum necessary cooling fluid amount, so that the cooling effect is improved and the strength of the rotor can be increased.

【0022】また、冷却流体量が最少限の量で済むの
で、従来のもののように、各ロータディスク内の冷却通
路面積及び静翼のラビリンス機構の間隙を大きくして、
各段における流体漏れを伴なうような冷却流体量の増大
を図ることを要せず、タービン効率の低下を防止でき
る。
Further, since the amount of cooling fluid can be minimized, the area of the cooling passage in each rotor disk and the gap between the labyrinth mechanisms of the stationary blades are increased as in the conventional case.
It is not necessary to increase the amount of cooling fluid that causes fluid leakage at each stage, and it is possible to prevent a decrease in turbine efficiency.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下図1を参照して本発明の実施
形態につき詳細に説明する。図1は本発明の実施形態に
係る蒸気タービンにおける中圧タービンのロータディス
ク冷却部の要部縦断面図である。図1において、1は中
圧タービンのロータ、16はケーシング、6は第1段静
翼、7は第2段静翼、9は第3段静翼である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a rotor disk cooling unit of a medium pressure turbine in a steam turbine according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a rotor of a medium pressure turbine, 16 denotes a casing, 6 denotes a first stage stationary blade, 7 denotes a second stage stationary blade, and 9 denotes a third stage stationary blade.

【0024】また、41,42,43は上記ロータ1の
外周に形成された第1段ロータディスク、第2段ロータ
ディスク、第3段ロータディスクであり、同第1段、第
2段、第3段ロータディスク41,42,43の外周に
は複数の第1段動翼2、第2段動翼4、第3段動翼10
が夫々円周方向等間隔に植え込まれている。
Reference numerals 41, 42, and 43 denote a first-stage rotor disk, a second-stage rotor disk, and a third-stage rotor disk formed on the outer periphery of the rotor 1, respectively. A plurality of first-stage moving blades 2, second-stage moving blades 4, and third-stage moving blades 10 are provided on the outer periphery of the three-stage rotor disks 41, 42, 43.
Are implanted at equal intervals in the circumferential direction.

【0025】5は上記第1段静翼6の内周部を支える中
圧ダミー環、23は上記第1段静翼6の円周部に設けら
れて上記中圧ダミー環5との間をシールするシール環で
ある。24,25は夫々上記第2段静翼4、第3段静翼
9の内周部とロータ2の外周部との間をシールするラビ
リンス機構である。
Reference numeral 5 denotes a medium-pressure dummy ring for supporting the inner peripheral portion of the first-stage stationary blade 6, and reference numeral 23 denotes a seal ring provided on a circumferential portion of the first-stage stationary blade 6 for sealing between the first-stage stationary blade 6 and the intermediate-pressure dummy ring 5. It is. Reference numerals 24 and 25 denote labyrinth mechanisms for sealing between the inner peripheral portion of the second stage stationary blade 4 and the third stage stationary blade 9 and the outer peripheral portion of the rotor 2, respectively.

【0026】26及び27は上記第1段ロータディスク
41の両側面と第1段静翼の内側面6及び第2段静翼7
の内側面との間に形成された冷却空間、28及び29は
上記第2段ロータディスク42の両側面と第2段静翼7
の内側面及び第3段静翼9の内側面との間に形成された
冷却空間、30は上記第3段ロータディスク43の側面
と第3段静翼9の内側面との間に形成された冷却空間で
ある。
Reference numerals 26 and 27 denote both side surfaces of the first-stage rotor disk 41, the inner surface 6 of the first-stage stationary blade, and the second-stage stationary blade 7.
The cooling spaces 28 and 29 formed between the inner surfaces of the second stage rotor disk 42 and the second stage stationary blades 7
The cooling space 30 formed between the inner surface of the third stage stationary blade 9 and the inner surface of the third stage stationary blade 9 is a cooling space formed between the side surface of the third stage rotor disk 43 and the inner surface of the third stage stationary blade 9. is there.

【0027】20は上記ロータ1の外周面と中圧ダミー
環5との間に形成された冷却蒸気供給路であり、高圧タ
ービン出口の低温の冷却蒸気が導入されている。上記第
1段ロータディスク41の第1段静翼側の冷却空間26
は上記冷却蒸気供給路20に連通され、同供給路20か
ら冷却蒸気が直接上記冷却空間26に供給されるように
なっている。3は上記第1段ロータディスク41内に円
周方向に複数個設けられた冷却蒸気通路であり、上記第
1段動翼2の植込部下端面と第1段ロータディスクの溝
底面との間に形成され、上記第1段ロータディスク41
の両側の冷却空間26及び27に開口されている。以上
の構成は図2〜図3に示す従来のものと同様である。
Reference numeral 20 denotes a cooling steam supply passage formed between the outer peripheral surface of the rotor 1 and the medium-pressure dummy ring 5, and low-temperature cooling steam at the outlet of the high-pressure turbine is introduced. Cooling space 26 on the first stage stationary blade side of first stage rotor disk 41
Are connected to the cooling steam supply path 20, and the cooling steam is directly supplied to the cooling space 26 from the supply path 20. A plurality of cooling steam passages 3 are provided in the first stage rotor disk 41 in the circumferential direction in the first stage rotor disk 41, and are located between the lower end surface of the implanted portion of the first stage blade 2 and the groove bottom surface of the first stage rotor disk. And the first-stage rotor disk 41
Are opened to the cooling spaces 26 and 27 on both sides of the cooling device. The above configuration is the same as the conventional configuration shown in FIGS.

【0028】本発明の実施形態においては、各冷却空間
への冷却蒸気の供給手段を改良している。即ち図1にお
いて、21,22はロータ2に穿設された冷却通路穴で
ある。同冷却通路穴、つまり、水平方向の冷却通路穴2
1及びこれに連通される半径方向の冷却通路穴22は、
上記ロータ2の内部に円周方向に沿って好ましくは等間
隔に複数個設けられ、上記冷却蒸気供給路20から第2
段ロータディスク42と第2段静翼7との間の冷却空間
28に連通され、冷却蒸気供給路20内の低温の冷却蒸
気を上記冷却空間28の入口に直接供給するようになっ
ている。
In the embodiment of the present invention, means for supplying cooling steam to each cooling space is improved. That is, in FIG. 1, reference numerals 21 and 22 are cooling passage holes formed in the rotor 2. The cooling passage hole, that is, the horizontal cooling passage hole 2
1 and the radial cooling passage hole 22 communicating therewith are:
The cooling steam supply path 20 is provided with a plurality of cooling pipes, which are preferably provided at equal intervals along the circumferential direction inside the rotor 2.
The cooling steam is communicated with the cooling space 28 between the stage rotor disk 42 and the second stage stationary blade 7, and the low-temperature cooling steam in the cooling steam supply passage 20 is directly supplied to the inlet of the cooling space 28.

【0029】11は上記と第2段動翼2の植込部下端面
と第2段ロータディスク42の植込溝底面との間に形成
された冷却蒸気通路で、上記第2段ロータディスク42
の両側の冷却空間、つまり同第2段ロータディスク42
と第2段静翼7との間の冷却空間28と、第2段ロータ
ディスク42と第3段静翼9との間の冷却空間29とを
連通している。
Numeral 11 denotes a cooling steam passage formed between the lower end face of the implanted portion of the second stage rotor blade 2 and the bottom face of the implanted groove of the second stage rotor disk 42.
Cooling space on both sides of the second stage rotor disk 42
A cooling space 28 between the second stage stationary blade 7 and the cooling space 29 between the second stage rotor disk 42 and the third stage stationary blade 9 communicates with each other.

【0030】上記のように構成された中圧蒸気タービン
の運転時において、ボイラ(図示省略)にて再加熱され
た高温再熱蒸気は図1の矢印のように、第1段静翼6に
入り、同静翼6及び第1段動翼2を経て各段の静翼及び
動翼にて膨張仕事をなして低圧タービン(図示省略)に
導かれる。
During operation of the intermediate-pressure steam turbine configured as described above, the high-temperature reheated steam reheated by the boiler (not shown) enters the first-stage stationary blade 6 as shown by an arrow in FIG. After passing through the stationary blades 6 and the first-stage moving blades 2, the stationary blades and the moving blades at each stage perform expansion work and are guided to a low-pressure turbine (not shown).

【0031】一方、冷却蒸気供給路20には高圧タービ
ン出口(図示省略)から低温の冷却蒸気が導かれてい
る。そしてこの冷却蒸気は図1の矢印に示すように、上
記冷却蒸気供給路20から、第1段動翼2と第1段静翼
6との間の冷却空間26に入るとともに、第1段動翼2
前後の差圧によって冷却蒸気通路3を通って第1段動翼
2の植込部を冷却し、第1段ロータディスク41と第2
段静翼7との間の冷却空間27に導入される。これによ
り、第1段ロータディスク41の動翼植込部及び第1段
動翼2は、上記のようにして冷却空間26に導かれ、あ
るいは冷却蒸気通路3を通って冷却空間27に導かれる
低温の冷却蒸気によって冷却される。
On the other hand, low-temperature cooling steam is led into the cooling steam supply passage 20 from a high-pressure turbine outlet (not shown). The cooling steam enters the cooling space 26 between the first stage moving blade 2 and the first stage stationary blade 6 from the cooling steam supply path 20 as shown by the arrow in FIG.
The implanted portion of the first stage rotor blade 2 is cooled by the differential pressure between the front and rear through the cooling steam passage 3, and the first stage rotor disk 41 and the second stage rotor disk 41 are cooled.
It is introduced into the cooling space 27 between the step stationary blade 7. As a result, the blade impeller portion of the first-stage rotor disk 41 and the first-stage blade 2 are guided to the cooling space 26 as described above, or are guided to the cooling space 27 through the cooling steam passage 3. Cooled by cold cooling steam.

【0032】また、上記冷却蒸気供給路20の冷却蒸気
は冷却通路穴21及び22を経て、第2段ロータディス
ク42と第2段静翼7との間の冷却空間28の入口に直
接導かれる。さらに上記冷却通路穴22内の冷却蒸気の
一部は第2段動翼2前後の差圧により、第2段ロータデ
ィスク42内の冷却蒸気通路11を通って第2段ロータ
ディスク42、及び第2段動翼4の植込部を冷却する。
The cooling steam in the cooling steam supply passage 20 is directly guided to the inlet of the cooling space 28 between the second-stage rotor disk 42 and the second-stage stationary blade 7 through the cooling passage holes 21 and 22. Further, a part of the cooling steam in the cooling passage hole 22 passes through the cooling steam passage 11 in the second-stage rotor disk 42 due to a pressure difference between the second-stage rotor blades 2 and the second-stage rotor disk 42 and the second-stage rotor disk 42. The implantation part of the two-stage bucket 4 is cooled.

【0033】さらに、この冷却空気は第2段ロータディ
スク42と第3段静翼3との間の冷却空間29に入り、
第2段ロータディスク42を冷却するとともに、その一
部は第3段静翼9のラビリンス機構25の内周とロータ
1の外周との隙間を通って第3段ロータディスク43と
第3段静翼9との間の冷却空間30に入り、第3段ロー
タディスク43を冷却する。上記各冷却空間26,2
7,28,29,30を通った冷却蒸気は作動蒸気(再
熱蒸気)に合流される。
Further, the cooling air enters the cooling space 29 between the second-stage rotor disk 42 and the third-stage stationary blade 3,
The second-stage rotor disk 42 is cooled, and a part of the second-stage rotor disk 42 passes through the gap between the inner periphery of the labyrinth mechanism 25 of the third-stage stationary blade 9 and the outer periphery of the rotor 1, and the third stage rotor disk 43 and the third-stage stationary blade 9 It enters the cooling space 30 in between and cools the third stage rotor disk 43. Each cooling space 26, 2
The cooling steam that has passed through 7, 28, 29, 30 is combined with the working steam (reheated steam).

【0034】従って、上記実施形態によれば、第2段ロ
ータディスクの冷却蒸気入口部、つまり冷却空間28の
入口に冷却蒸気供給路20からの低温の冷却蒸気が直接
供給されるので、必要最少限の冷却蒸気量で第2段ロー
タディスク42及び第3段ロータディスクを確実に冷却
することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, since the low-temperature cooling steam from the cooling steam supply passage 20 is directly supplied to the cooling steam inlet of the second-stage rotor disk, that is, the inlet of the cooling space 28, the required minimum is obtained. The second-stage rotor disk 42 and the third-stage rotor disk can be reliably cooled with a limited amount of cooling steam.

【0035】尚、上記ロータ2内に冷却蒸気供給路20
と第3段ロータディスク43の入口部である冷却空間3
0の入口とを連通する冷却通路穴、さらには第4段以降
のロータディスクの入口部と冷却蒸気供給路20とを連
通する冷却通路穴を設けて、第3段ロータディスク43
以降の段のロータディスク入口部に直接低温の冷却蒸気
を供給するようにしてもよい。
The cooling steam supply passage 20 is provided in the rotor 2.
And the cooling space 3 at the entrance of the third-stage rotor disk 43
The third stage rotor disk 43 is provided with a cooling passage hole communicating the inlet of the third stage rotor disk and a cooling passage hole communicating the inlet of the fourth and subsequent rotor disks with the cooling steam supply passage 20.
Low-temperature cooling steam may be supplied directly to the rotor disk inlet of the subsequent stage.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明によれば、各段、特に第2段以降のロータディス
クの冷却流体入口部に低温の冷却流体を直接供給するこ
とができるので、必要最少限の冷却流体量で各段のロー
タディスクを所要の温度まで冷却することができ、従来
のものに較べて冷却効果が向上し、高いロータ強度を維
持できる。
The present invention is configured as described above.
According to the present invention, since a low-temperature cooling fluid can be directly supplied to the cooling fluid inlets of the rotor disks of the respective stages, particularly the second and subsequent stages, the rotor disks of the respective stages can be supplied with the minimum necessary amount of the cooling fluid. It can be cooled to a required temperature, the cooling effect is improved as compared with the conventional one, and a high rotor strength can be maintained.

【0037】また、最少限の冷却流体量で所要の冷却効
果が得られるので、ラビリンス部の間隙寸法等冷却流体
の通路面積の増大を必要とせず、かかる通路面積の増大
による各段間の流体の漏洩による効率の低下を防止する
ことができる。また、上記冷却効果の向上により再熱蒸
気温度の上昇が可能となり、これによるタービン効率の
向上が得られる。
Further, since the required cooling effect can be obtained with the minimum amount of cooling fluid, it is not necessary to increase the passage area of the cooling fluid such as the gap size of the labyrinth portion. Can be prevented from lowering due to leakage of water. In addition, the improvement of the cooling effect makes it possible to raise the reheat steam temperature, thereby improving the turbine efficiency.

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

【図1】本発明の実施形態に係る蒸気タービンのロータ
冷却装置の要部縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a steam turbine rotor cooling device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A線断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】蒸気タービンのロータ冷却装置の従来の第1例
を示す要部縦断面図。
FIG. 3 is a vertical sectional view showing a main part of a first conventional example of a rotor cooling device for a steam turbine.

【図4】図3のB−B線断面図。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. 3;

【図5】蒸気タービンのロータ冷却装置の従来の第2例
を示す図4応当図。
FIG. 5 is a drawing corresponding to FIG. 4, showing a second conventional example of a rotor cooling device for a steam turbine.

【図6】図5のC−C線断面図。FIG. 6 is a sectional view taken along line CC of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロータ 2 第1段動翼 3 冷却蒸気通路 4 第2段動翼 6 第1段静翼 7 第2段静翼 9 第3段静翼 10 第3段動翼 11 冷却蒸気通路 16 ケーシング 20 冷却蒸気供給路 21,22 冷却通路穴 24,25 ラビリンス機構 26,27,28,29,30 冷却空間 41 第1段ロータディスク 42 第2段ロータディスク 43 第3段ロータディスク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor 2 1st stage moving blade 3 Cooling steam passage 4 2nd stage moving blade 6 1st stage stationary blade 7 2nd stage stationary blade 9 3rd stage stationary blade 10 3rd stage moving blade 11 Cooling steam passage 16 Casing 20 Cooling steam supply passage 21, 22 Cooling passage holes 24, 25 Labyrinth mechanism 26, 27, 28, 29, 30 Cooling space 41 First stage rotor disk 42 Second stage rotor disk 43 Third stage rotor disk

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロータの外周に形成され動翼が植え込ま
れるロータディスクの両側面と静翼内側面との間に形成
される冷却空間に、冷却流体供給路から冷却流体を供給
するようにした蒸気タービンにおいて、上記ロータの内
部に、第2段以降の上記ロータディスクの側面が臨む上
記冷却空間に上記冷却流体供給路から直接冷却流体を供
給する冷却通路穴を設けたことを特徴とする蒸気タービ
ンのロータ冷却装置。
A cooling fluid is supplied from a cooling fluid supply passage to a cooling space formed between both side surfaces of a rotor disk formed on the outer periphery of a rotor and having rotor blades implanted therein and an inner surface of a stationary blade. In the steam turbine described above, a cooling passage hole for directly supplying a cooling fluid from the cooling fluid supply passage is provided in the cooling space facing the side surface of the rotor disk of the second stage or later inside the rotor. Steam turbine rotor cooling system.
【請求項2】 上記冷却通路穴が、上記冷却流体供給路
から第2段静翼と第2段ロータディスクとの間の上記冷
却空間に連通されて成るとともに、第1段ロータディス
クの両側の冷却空間、及び第2段ロータディスクの両側
の冷却空間をそれぞれ連通する冷却通路を設けてなる請
求項1に記載の蒸気タービンのロータ冷却装置。
2. The cooling passage hole is communicated from the cooling fluid supply passage to the cooling space between the second stage stationary blade and the second stage rotor disk, and the cooling space on both sides of the first stage rotor disk. 2. The steam turbine rotor cooling device according to claim 1, further comprising cooling passages for communicating the cooling spaces on both sides of the second-stage rotor disk.
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