JPH11350914A - 蒸気タービンの外車室冷却構造 - Google Patents

蒸気タービンの外車室冷却構造

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JPH11350914A
JPH11350914A JP15754798A JP15754798A JPH11350914A JP H11350914 A JPH11350914 A JP H11350914A JP 15754798 A JP15754798 A JP 15754798A JP 15754798 A JP15754798 A JP 15754798A JP H11350914 A JPH11350914 A JP H11350914A
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龍太郎 馬越
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単車室蒸気タービンの外車室冷却構造に関
し、高圧蒸気ノズル部の外車室内空間を冷却し、外車室
の熱伸びを抑える。 【解決手段】 単車室内にロータ1に沿って高圧、中
圧、低圧タービン部3,4,5を配置し、高圧蒸気30
を高圧蒸気入口ポート6よりダミーリング10に一体的
に形成したノズル室13を通し、高圧タービン部3に導
き、仕事をした高圧排出蒸気31は高圧蒸気出口ポート
7より流出する。空間18はダミーリング10壁面を介
して高圧蒸気により加熱されるが、空間18内に高圧タ
ービン部3より流入する蒸気はX点より外部配管20、
流量調整弁21を通ってY点から高圧タービン部3の蒸
気通路に戻り、空間18内を流動して冷却するので外車
室2の温度上昇を抑え、そのために上、下の外車室フラ
ンジを固定するボルトサイズも小さくすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸気タービンの外車
室冷却構造に関し、特に単車室型の蒸気タービンにおい
て高圧蒸気のノズル室を有するダミーリングと外車空間
に形成される空間内に蒸気を流して冷却し、外車室の熱
伸びの影響を抑えるような構造としたものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の単車室型の蒸気タービンの
内部を示す断面図である。図において、1はロータであ
り、2はタービン全体を覆う外車室、3は静止側の静翼
とロータに固定の動翼を多段に配置した高圧タービン
部、4は同じく動翼と静翼とを多段に配置した中圧ター
ビン部、5は同様に低圧タービン部である。これら高、
中及び低圧タービン部3,4,5がロータ1の周囲軸方
向で単一の外車室内に配置されている。
【0003】6は高圧蒸気入口ポートで、高圧タービン
部3へ高圧蒸気を供給するもの、7は高圧蒸気出口ポー
トで高圧タービン部3で仕事をした蒸気が流出する。8
は中圧蒸気入口ポートで、中圧タービン部4へ中圧蒸気
を供給するもの、9は低圧蒸気入口ポートで、低圧ター
ビン部5へ低圧蒸気を供給するものである。10はダミ
ーリングであり、高圧蒸気のノズルが一体に組込まれて
おり、かつ高圧タービン部3と中圧タービン部4との間
をシールし、区分するものである。11は中圧タービン
部4と低圧タービン部5とで仕事を終えた蒸気が排気さ
れる排気室である。18はダミーリング10のノズル室
13と外車室2とで形成される内部の空間である。
【0004】上記構成の蒸気タービンにおいて、高圧蒸
気30は高圧蒸気入口ポート6より高圧タービン部3に
流入し、高圧タービン部3で仕事をして高圧蒸気出口ポ
ート7から流出する。又、中圧蒸気32は中圧蒸気入口
ポート8より中圧タービン部4に流入し、中圧タービン
部4で仕事をし、その蒸気は更に低圧タービン部5へ流
れる。又、低圧蒸気33は低圧蒸気入口ポート9より低
圧タービン部5へ流入し、低圧タービン部5では中圧タ
ービン部4からの蒸気と低圧蒸気入口ポート9から流入
した蒸気とが一緒になって仕事をし、排気室11へ排出
する。
【0005】上記構成の蒸気タービンは前述のように高
圧タービン部3、中圧タービン部4、低圧タービン部5
でロータ1を回転させ、ロータ1に接続した発電機を回
転させるが、高圧タービン部3と中圧タービン部4との
間には両者をシールするダミーリング10が設けられて
おり、ダミーリング10はノズル室13とノズルが一体
的に組込まれており、ノズル室13と外車室2との間に
は空間18が形成されている。この空間18はヒートチ
ャンバとなっており、冷却蒸気等を流すような冷却構造
は特に設けておらず、高圧タービン部3の蒸気通路へ流
入する高圧蒸気により熱的影響を受けやすい構造であっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述のように単車室内
で高、中、低圧タービン部を構成する蒸気タービンにお
いては、高圧タービン部3と中圧タービン部4との間を
シールするためにダミーリング10が設けられており、
このダミーリング10と外車室2間に空間18が形成さ
れている。この空間18はヒートチャンバとなってお
り、特に冷却構造が採用されておらず、高圧蒸気30の
影響を受けて加熱される。高圧タービン部3には、前述
のように高圧蒸気入口ポート6から高圧蒸気30がダミ
ーリング10に一体的に形成されたノズル室13に入
り、ノズルより蒸気通路へ流出するが、このノズル室1
3の蒸気温度は約560℃位の高温であり、その直後の
蒸気通路は500℃程度となり、この高温蒸気によりダ
ミーリング10の壁面を通して空間18内が加熱され
る。
【0007】空間18は上記の加熱により480℃程度
の高温となり、この空間18内は蒸気通路とダミーリン
グ10端部との隙間を介して連通しているので、空間1
8に流入した蒸気は流動せず、よどんで滞留し、高温に
加熱される。そのために外車室2の壁面はこの熱の影響
を受け、大きな熱応力を受ける。従って上下の外車室を
固定する両端フランジのボルトも大きなサイズのものが
採用されている。
【0008】そこで本発明は単車室内に高圧、中圧、低
圧タービン部を配置した蒸気タービンにおいて、ダミー
リングのノズル部と外車室との間に形成される空間に蒸
気を流動させるような対策を施し、外車室を冷却するよ
うな構造を提案し、外車室の熱伸びによる影響を抑える
ことを課題としてなされたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の手段を提供する。
【0010】単車室内でロータに沿って高圧、中圧、低
圧タービン部をそれぞれ配置し、前記高圧タービン部と
中圧タービン部との間にはロータ周囲にダミーリングを
配設してシールし、同ダミーリングには高圧蒸気を導く
ノズル部を形成し同ノズル部を前記高圧タービン部の蒸
気通路入口に連接すると共に、前記ノズル部及び前記蒸
気通路入口部のダミーリング外周囲には空間を形成して
なる蒸気タービンにおいて、前記空間の一端に連通し、
同空間の他端から流入する前記高圧タービン部の蒸気通
路からの蒸気を導き、同蒸気通路へ戻す外部配管を設
け、同空胴内を冷却することを特徴とする蒸気タービン
の外車室冷却構造。
【0011】単車室に高圧、中圧、低圧タービン部を配
置した蒸気タービンでは高圧タービン部にはダミーリン
グに一体的に形成されたノズル部より高圧蒸気を導いて
おり、ダミーリングのノズル部から高圧タービン入口部
にかけての外周囲には空間が形成されている。この空間
はダミーリングの端部において高圧タービン部の蒸気通
路から隙間を通って蒸気が流入するが、従来は空間に流
入した蒸気は空間内部で流動せずによどんで滞留し、ダ
ミーリングの周囲を介して高圧蒸気により加熱され、外
車室を加熱し、外車室の熱伸びによる熱応力を高め、そ
のために上、下の外車室のフランジを締結するボルトも
大きなものを使用して強度を高めていた。
【0012】本発明の冷却構造は、空間内に高圧タービ
ン部より流入する蒸気が空間内の一端に連通する外部配
管に流入するので、空間内では他端から流入する蒸気は
一端に向って流れ、外部配管を通って高圧タービン部の
蒸気通路に戻り、空間内を蒸気が流動する。従って空間
内では加熱される温度よりも低温の蒸気で絶えず冷却さ
れ、その周囲の外車室の温度上昇を抑えることができ
る。これにより上、下外車室のフランジを締結している
ボルトも従来よりも小さなサイズとすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の一形態に係る蒸気タービンの外車室冷却構造を示す
構成図、図2はそのA部拡大詳細図である。図1におい
て、符号1乃至11,13,30乃至33は図3に示す
従来のものと同じであるので詳しい説明は省略し、その
まま引用して説明するが、本発明の特徴部分は20,2
1の部分であり、以下に詳しく説明する。
【0014】図1において、外車室2とダミーリング1
0外周とで形成される空間18の中圧タービン部4側の
X点には外部配管20の一端が連通しており、配管20
の他端は高圧タービン部3の蒸気通路の後段側に連通し
ている。又、外部配管20の途中には流量調整弁21は
設けられている。
【0015】上記構成の外車室冷却構造において、高圧
蒸気30は高圧蒸気入口ポート6よりタービンに流入
し、ダミーリング10と一体的に形成されたノズル室1
3に入り、ノズルより高圧タービン部3の蒸気通路に流
出して仕事をし、高圧排出蒸気31としてロータ1を駆
動して高圧蒸気出口ポート7より外部へ流出する。
【0016】外車室2内とダミーリング10の外周囲で
形成される空間18は、ダミーリング10のノズル室1
3からノズルを通り、高圧タービン部3の蒸気通路に流
出する高圧蒸気によりダミーリング10壁面を通して高
温に加熱され、約480℃程度の高温となる。
【0017】この空間18は後述するように高圧タービ
ン部3の蒸気通路に隙間を介して連通しており、この隙
間から蒸気が流入するが、この蒸気は従来は流動せずに
流れがよとんで滞留し、この滞留した蒸気が前述の高圧
蒸気で加熱され、外車室2の壁面がこれにより高温とな
って熱応力を発生していた。
【0018】本実施の形態では空間18内には高圧ター
ビン部3の蒸気通路より蒸気が流入するが、この蒸気は
X点より外部配管20を通って流出し、配管20を通っ
て流入点より後段の蒸気通路内のY点へ流出するので空
間18内の蒸気は絶えず流動し、蒸気のよどみを生ずる
ことなく空間18内を高圧蒸気30のノズル近辺の温度
よりも低温の蒸気で冷却し、外車室2の壁面の温度上昇
を抑え、大きな熱応力の発生を防止する。
【0019】図2は図1におけるA部の拡大詳細断面図
であり、空間18内の蒸気の流れを示している。図にお
いて、高圧蒸気30はダミーリング10に一体的に形成
されたノズル室13に入り、ノズル12より高圧タービ
ン部3の蒸気通路15に流出する。流出した蒸気は静翼
17、動翼16を多段に配置した蒸気通路15を流れて
仕事をし、ロータ1を駆動する。
【0020】ノズル室13の温度は約560℃位の高温
であり、蒸気はノズル12より流して1段静翼17と1
段動翼16に流入するがこの付近の温度は500℃位と
なり、ダミーリング10の壁面10aはこの温度で加熱
され、空間18内はこの壁面10aを介して加熱され
る。
【0021】空間18は高圧タービン部3の1段動翼1
6出口部のダミーリング10端部とで形成される隙間1
9と連通しており、ここから動翼16を通過した蒸気の
一部が流入する。この流入した蒸気は従来では空間18
内によどんで滞留していたが、本発明では空間18内を
流れて外車室2のX点において貫通して穿設された穴2
2を通り、これに連通する外部配管20に流入する。
【0022】外部配管20の他端は外車室2のY点にお
いて貫通して穿設された穴23に連通しており、従って
外部配管20のX点は後流側のY点よりも蒸気圧力が高
く、隙間19より空間18に流入した蒸気は外部配管2
0のY点から穴23を通り、低圧側の蒸気通路に容易に
流出する。
【0023】又、外部配管20には流量調整弁21が設
けてあり、流量を調整して外車室2の冷却を制御するこ
とができる。又、空間18内はノズル12から流出する
直後の500℃程度の蒸気によりダミーリング10の壁
面を介して加熱されるが、空間18内の蒸気は1段動翼
16を出た蒸気で500℃よりも低温の蒸気であり、上
記の流量調整弁21で流量を調整しながら、空間18内
を効果的に冷却し、温度上昇を抑えることができる。
【0024】以上、説明の実施の形態によれば、外車室
2内とダミーリング10とで形成される空間18と高圧
タービン部3の蒸気通路15とを連通する外部配管20
を設け、空間18内に蒸気を流して空間18内を冷却
し、外車室2の温度上昇を抑えるような冷却構造とした
ことにより、外車室2の加熱による熱応力を抑え、その
ために上、下の外車室を連結するフランジのボルトを従
来よりも小さくすることができる。
【0025】
【発明の効果】本発明の蒸気タービンの外車室冷却構造
は、単車室内でロータに沿って高圧、中圧、低圧タービ
ン部をそれぞれ配置し、前記高圧タービン部と中圧ター
ビン部との間にはロータ周囲にダミーリングを配設して
シールし、同ダミーリングには高圧蒸気を導くノズル部
を形成し同ノズル部を前記高圧タービン部の蒸気通路入
口に連接すると共に、前記ノズル部及び前記蒸気通路入
口部のダミーリング外周囲には空間を形成してなる蒸気
タービンにおいて、前記空間の一端に連通し、同空間の
他端から流入する前記高圧タービン部の蒸気通路からの
蒸気を導き、同蒸気通路へ戻す外部配管を設け、同空胴
内を冷却することを特徴としている。このような冷却構
造により、空間内には外部配管により絶えず高圧タービ
ン部からの蒸気通路入口部より後段側の低温蒸気が流れ
て空間内が冷却され、外車室の温度上昇を抑えることが
できるので、熱応力が抑えられ、外車室のフランジを締
結するボルトのサイズも従来より小さくすることができ
る。又、これにより車室外部への蒸気もれに対する信頼
性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る蒸気タービンの外
車室冷却構造を示す構成図である。
【図2】図1におけるA部拡大詳細断面図である。
【図3】従来の単車室型の蒸気タービンの断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ロータ 2 外車室 3 高圧タービン部 4 中圧タービン部 5 低圧タービン部 6 高圧蒸気入口ポート 7 高圧蒸気出口ポート 8 中圧蒸気入口ポート 9 低圧蒸気入口ポート 10 ダミーリング 11 排気室 12 ノズル 13 ノズル室 15 蒸気通路 16 動翼 17 静翼 18 空間 20 外部配管 21 流量調整弁 22,23 穴 30 高圧蒸気 31 高圧排出蒸気 32 中圧蒸気 33 低圧蒸気

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単車室内でロータに沿って高圧、中圧、
    低圧タービン部をそれぞれ配置し、前記高圧タービン部
    と中圧タービン部との間にはロータ周囲にダミーリング
    を配設してシールし、同ダミーリングには高圧蒸気を導
    くノズル部を形成し同ノズル部を前記高圧タービン部の
    蒸気通路入口に連接すると共に、前記ノズル部及び前記
    蒸気通路入口部のダミーリング外周囲には空間を形成し
    てなる蒸気タービンにおいて、前記空間の一端に連通
    し、同空間の他端から流入する前記高圧タービン部の蒸
    気通路からの蒸気を導き、同蒸気通路へ戻す外部配管を
    設け、同空胴内を冷却することを特徴とする蒸気タービ
    ンの外車室冷却構造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006046088A (ja) * 2004-07-30 2006-02-16 Toshiba Corp 蒸気タービンプラント
CN103052768A (zh) * 2010-07-30 2013-04-17 西门子公司 蒸汽轮机以及用于冷却这种蒸汽轮机的方法
US9334757B2 (en) 2012-02-17 2016-05-10 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Single-casing steam turbine and combined cycle power plant of single-shaft type

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US9334757B2 (en) 2012-02-17 2016-05-10 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Single-casing steam turbine and combined cycle power plant of single-shaft type

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