JPH1193603A - Steam turbine power plant and steam turbine - Google Patents

Steam turbine power plant and steam turbine

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Publication number
JPH1193603A
JPH1193603A JP9211615A JP21161597A JPH1193603A JP H1193603 A JPH1193603 A JP H1193603A JP 9211615 A JP9211615 A JP 9211615A JP 21161597 A JP21161597 A JP 21161597A JP H1193603 A JPH1193603 A JP H1193603A
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JP
Japan
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pressure
turbine
pressure turbine
low
medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP9211615A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeyoshi Nakamura
重義 中村
Makoto Hiraga
平賀  良
Takeshi Onoda
武志 小野田
Masao Shiga
正男 志賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH1193603A publication Critical patent/JPH1193603A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To raise temperature of a specified steam temperature by using ferrite group heat resistant steel by setting a ratio of the total of a bearing-to-bearing distance of a high-pressure and a middle-pressure turbines connected to each other in tandem and a bearing-to-bearing distance of two low-pressure turbines in relation to the length of the final stage moving blade of a low-pressure turbine at a specified value. SOLUTION: A high-pressure turbine is provided with a high-pressure axle 23, in which a high-pressure moving blade is planted, and a middle-pressure turbine is provided with a static blade is opposition to a middle-pressure moving blade 17. A bearing- to-bearing distance of the high-pressure turbine is set at about 5.3 m, and a ratio of this bearing-to-bearing distance to the length of the final stage moving blade of the low-pressure turbine is set at 4.8. A bearing-to-bearing distance of the middle- pressure turbine is set at about 5.5 m, and a ratio of this bearing-to-bearing distance to the length of the final stage moving blade of the middle-pressure turbine is set at 5.0. Especially, ratio of the total of the bearing-to-bearing distance of the high- pressure turbine and the middle-pressure turbine connected to each other in tandem and the bearing-to-bearing distance of two low-pressure turbines connected to each other in tandem in relation to the length of the final stage moving blade of the low- pressure turbine is set at 26-30.

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】本発明は新規な蒸気タービン
に係り、特に低圧蒸気タービンの最終段動翼として12
%Cr系鋼を用いた高温蒸気タービンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel steam turbine, and more particularly, to a low-pressure steam turbine as a final stage rotor blade.
The present invention relates to a high-temperature steam turbine using% Cr steel.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、蒸気タービン用動翼には12Cr
−Mo−Ni−V−N鋼が使用されている。近年、省エ
ネルギーの観点からガスタービンの熱効率の向上が、省
スペースの観点から機器のコンパクト化が望まれてい
る。
2. Description of the Related Art At present, 12Cr
-Mo-Ni-VN steel is used. In recent years, it has been desired to improve the thermal efficiency of gas turbines from the viewpoint of energy saving, and to reduce the size of equipment from the viewpoint of space saving.

【0003】熱効率の向上及び機器のコンパクト化には
蒸気タービン翼の長翼化が有効な手段である。そのため
に低圧蒸気タービン最終段の翼長は年々上昇の傾向にあ
る。これに伴って、蒸気タービンの翼の使用条件も厳し
くなり、これまでの12Cr−Mo−Ni−V−N鋼で
は強度不足で、より強度の高い材料が必要である。長翼
材の強度としては、機械的特性の基本である、引張強さ
が要求される。
[0003] To improve the thermal efficiency and make the equipment compact, it is effective means to increase the length of the steam turbine blades. Therefore, the blade length of the last stage of the low-pressure steam turbine tends to increase year by year. Along with this, the operating conditions of the blades of the steam turbine have become severe, and the strength of the conventional 12Cr-Mo-Ni-VN steel is insufficient, and a material having higher strength is required. As the strength of the long wing material, a tensile strength, which is a basic mechanical property, is required.

【0004】また、破壊に対する安全性確保の観点か
ら、高強度で高靭性が要求される。
Further, from the viewpoint of ensuring safety against fracture, high strength and high toughness are required.

【0005】引張強さが従来の12Cr−Mo−Ni−
V−N鋼(マルテンサイト系鋼)より高い構造材料とし
て、Ni基合金及びCo基合金が一般に知られている
が、熱間加工性,切削性及び振動減衰特性が劣るので、
翼材としては望ましくない。
[0005] The tensile strength of the conventional 12Cr-Mo-Ni-
Ni-based alloys and Co-based alloys are generally known as structural materials higher than VN steel (martensitic steel), but they are inferior in hot workability, machinability and vibration damping properties.
It is not desirable as a wing material.

【0006】ガスタービン用ディスク材として特開昭63
−171856号公報及び特開平4− 120246号公報が知ら
れている。
[0006] As a disk material for gas turbine,
-171856 and JP-A-4-120246 are known.

【0007】また、従来の蒸気タービンは蒸気温度最大
566℃,蒸気圧力246atg であった。
The conventional steam turbine has a maximum steam temperature of 566 ° C. and a steam pressure of 246 atg.

【0008】しかし、石油,石炭などの化石燃料の枯
渇,省エネ及び環境汚染防止の観点から、火力発電プラ
ントの高効率化が望まれている。発電効率を上げるため
には蒸気タービンの蒸気温度を上げるのが最も有効な手
段である。これらの高効率超高温蒸気タービン用材料と
して特開平7−233704 号が知られている。
However, from the viewpoints of depletion of fossil fuels such as petroleum and coal, energy saving and prevention of environmental pollution, it is desired to increase the efficiency of thermal power plants. Raising the steam temperature of the steam turbine is the most effective means to increase the power generation efficiency. JP-A-7-233704 is known as a material for these high-efficiency ultrahigh-temperature steam turbines.

【0009】本発明は、近年の低圧蒸気タービン翼の長
大化に対処するためになされたもので、特開昭63−1718
56号公報及び特開平4−120246 号公報には蒸気タービン
用動翼材については全く開示されていない。
The present invention has been made in order to cope with the recent increase in length of low-pressure steam turbine blades.
JP-A-56-120 and JP-A-4-120246 do not disclose any moving blade material for a steam turbine.

【0010】また、特開平7−233704 号に上述した公報
にはロータ材及びケーシング材等が開示されているが、
前述の如くより高温下に伴う高中圧一体型蒸気タービン
及び低圧蒸気タービンにおける最終段動翼として12%
Cr系マルテンサイト鋼に関する記載はない。
[0010] In addition, the above-mentioned publication in JP-A-7-233704 discloses a rotor material, a casing material, and the like.
As described above, 12% is used as the final stage rotor blade in a high-to-medium pressure integrated steam turbine and a low-pressure steam turbine at higher temperatures.
There is no description regarding Cr-based martensitic steel.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、蒸気
温度600〜660℃の高温化をフェライト系耐熱鋼に
よって可能にし高熱効率を有する蒸気タービン及びそれ
を用いた蒸気タービン発電プラントを提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a steam turbine having a high heat efficiency by enabling a high temperature of 600 to 660 ° C. by a heat-resistant ferritic steel, and a steam turbine power plant using the same. It is in.

【0012】さらに本発明の目的は、600〜660℃
の各運転温度で基本構造がほぼ同じである蒸気タービン
及びそれを用いた蒸気タービン発電プラントを提供する
にある。
[0012] Furthermore, the object of the present invention is to provide a temperature of 600 to 660 ° C.
It is an object of the present invention to provide a steam turbine whose basic structure is substantially the same at each operating temperature and a steam turbine power plant using the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、高圧タービ
ン,中圧タービン及び低圧タービンとを別々に備えた蒸
気タービン発電プラントにおいて、前記低圧タービンの
最終段動翼の翼部長さに対する前記高圧タービン及び中
圧タービンをタンデムに結合した軸受間距離及びタンデ
ムに結合した2台の前記低圧タービンの軸受間距離の合
計の比が26〜30であることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a steam turbine power plant having a high-pressure turbine, an intermediate-pressure turbine and a low-pressure turbine separately provided. And a total ratio of the distance between the bearings in which the intermediate pressure turbine is connected in tandem and the distance between the bearings of the two low pressure turbines connected in tandem is 26 to 30.

【0014】本発明は、高圧タービン,中圧タービン及
び低圧タービンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラ
ント用高圧タービンにおいて、前記低圧タービンの最終
段動翼の翼部長さに対する前記高圧タービンの軸受間距
離の比が3.5〜6.0であることを特徴とする。
The present invention relates to a high-pressure turbine for a steam turbine power plant having a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine separately. The ratio of the distance is 3.5 to 6.0.

【0015】本発明は、高圧タービン,中圧タービン及
び低圧タービンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラ
ント用中圧タービンにおいて、前記低圧タービンの最終
段動翼の翼部長さに対する前記中圧タービンの軸受間距
離の比が4.0〜6.0であることを特徴とする。
The present invention relates to a medium-pressure turbine for a steam turbine power plant having a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine, and a low-pressure turbine separately, wherein the medium-pressure turbine has a blade length of a last-stage blade of the low-pressure turbine. The ratio of the distance between bearings is 4.0 to 6.0.

【0016】本発明は、高圧タービン,中圧タービン及
び低圧タービンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラ
ントにおいて、前記低圧タービンの最終段動翼の翼部長
さに対するタンデムに結合した2台の前記低圧タービン
の軸受間距離の合計の比が15.5〜17.5であること
を特徴とする。
The present invention relates to a steam turbine power plant having a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine separately, wherein the two low-pressure turbines are connected in tandem with respect to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine. The ratio of the total distance between bearings of the turbine is 15.5 to 17.5.

【0017】本発明は、蒸気タービン発電プラントにお
いて、該発電プラントの定格出力(MW)に対する前記
高圧タービン及び中圧タービンをタンデムに結合した軸
受間距離、及びタンデムに結合した2台の前記低圧ター
ビンの軸受間距離の合計距離(mm)の比が28.0〜32.
0であることを特徴とする。
According to the present invention, in a steam turbine power plant, a distance between bearings in which the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine are connected in tandem with respect to a rated output (MW) of the power plant, and two low-pressure turbines connected in tandem The ratio of the total distance between bearings (mm) is 28.0 to 32.
It is characterized by being 0.

【0018】本発明は、前述の蒸気タービン発電プラン
ト用高圧タービンにおいて、該発電プラントの定格出力
(MW)に対する前記高圧タービンの軸受間距離(mm)
の比が3.5〜6.5であることを特徴とする。
According to the present invention, in the above-described high-pressure turbine for a steam turbine power plant, a distance (mm) between bearings of the high-pressure turbine with respect to a rated output (MW) of the power plant is provided.
Is 3.5 to 6.5.

【0019】本発明は、前述の蒸気タービン発電プラン
ト用中圧タービンにおいて、該発電プラントの定格出力
(MW)に対する前記中圧タービンの軸受間距離(mm)
の比が4.0〜7.0であることを特徴とする。
According to the present invention, in the above-mentioned medium-pressure turbine for a steam turbine power plant, a distance (mm) between bearings of the medium-pressure turbine with respect to a rated output (MW) of the power plant is provided.
Is 4.0 to 7.0.

【0020】本発明は、前述の蒸気タービン発電プラン
ト用低圧タービンにおいて、該発電プラントの定格出力
(MW)に対するタンデムに結合した2台の前記低圧タ
ービンの軸受間距離(mm)の比が16.0〜19.0であ
ることを特徴とする。
According to the present invention, in the above-described low-pressure turbine for a steam turbine power plant, the ratio of the bearing distance (mm) of the two low-pressure turbines connected in tandem to the rated output (MW) of the power plant is 16. 0 to 19.0.

【0021】本発明は、高圧タービンと中圧タービンと
を一体にした高中圧一体タービン及び低圧タービンを備
えた蒸気タービン発電プラントであって、前記低圧ター
ビンの最終段動翼の翼部長さに対する前記高中圧一体タ
ービンの軸受間距離及びタンデムに結合した2台の前記
低圧タービンの軸受間距離の合計の比が24〜28であ
ることを特徴とする。
The present invention relates to a steam turbine power plant comprising a high-to-medium pressure integrated turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated. The ratio of the sum of the distance between the bearings of the high and medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of the two low pressure turbines coupled in tandem is 24 to 28.

【0022】本発明は、前述のタンデムに結合した2台
の低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用高
中圧一体タービンであって、前記低圧タービンの最終段
動翼の翼部長さに対する前記高中圧一体タービンの軸受
間距離の比が5.5〜7.0であることを特徴とする。
The present invention relates to a high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant comprising two low-pressure turbines coupled to the tandem as described above, wherein the high-to-medium pressure with respect to the blade length of the last stage blade of the low-pressure turbine is provided. The ratio of the distance between bearings of the integral turbine is 5.5 to 7.0.

【0023】本発明は、前述のタンデムに結合した2台
の低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用低
圧タービンであって、前記低圧タービンの最終段動翼の
翼部長さに対するタンデムに結合した2台の前記低圧タ
ービンの軸受間距離の比が15.0〜17.5であること
を特徴とする。
The present invention provides a low-pressure turbine for a steam turbine power plant comprising two low-pressure turbines connected to the tandem as described above, wherein the low-pressure turbine is connected to the tandem with respect to the blade length of the last stage rotor blade. The ratio of the distance between the bearings of the low-pressure turbine is 15.0 to 17.5.

【0024】本発明は、高圧タービンと中圧タービンと
を一体にした高中圧一体タービン及び低圧タービンを備
えた蒸気タービン発電プラントであって、前記低圧ター
ビンの最終段動翼の翼部長さに対する前記高中圧一体タ
ービンの軸受間距離及び1台の前記低圧タービンの軸受
間距離の合計の比が11.5〜15.5であることを特徴
とする。
The present invention relates to a steam turbine power plant including a high-to-medium pressure integrated turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated. The ratio of the total distance between the bearings of the high and medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of one low pressure turbine is 11.5 to 15.5.

【0025】本発明は、前述の蒸気タービン発電プラン
ト用高中圧一体タービンであって、前記低圧タービンの
最終段動翼の翼部長さに対する前記高中圧一体タービン
の軸受間距離の比が4.5〜6.0であることを特徴とす
る。
The present invention provides the high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant as described above, wherein the ratio of the distance between the bearings of the high-to-medium pressure integrated turbine to the blade length of the last stage moving blade of the low-pressure turbine is 4.5. 66.0.

【0026】本発明は、前述の蒸気タービン発電プラン
ト用低圧タービンであって、前記低圧タービンの最終段
動翼の翼部長さに対する前記1台の低圧タービンの軸受
間距離の比が4.5〜6.5であることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided the low pressure turbine for a steam turbine power plant, wherein the ratio of the distance between the bearings of the one low pressure turbine to the blade length of the last stage rotor blade of the low pressure turbine is 4.5 to 4.5. 6.5.

【0027】本発明は、高圧タービンと中圧タービンと
を一体にした高中圧一体タービン及び低圧タービンを備
えた蒸気タービン発電プラントであって、前記発電プラ
ントの定格出力(MW)に対する前記高中圧一体タービ
ンの軸受間距離及びタンデムに結合した2台の前記低圧
タービンの軸受間距離の合計距離(mm)の比が35.0〜
39.5であることを特徴とする。
The present invention relates to a steam turbine power plant including a high-to-medium pressure integrated turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, wherein the high-to-medium pressure integrated power with respect to a rated output (MW) of the power plant is provided. The ratio of the total distance (mm) between the bearing distance of the turbine and the bearing distance of the two low-pressure turbines coupled in tandem is 35.0 to 35.0.
39.5.

【0028】本発明は、前述のタンデムに結合した2台
の低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用高
中圧一体タービンであって、前記発電プラントの定格出
力(MW)に対する前記高中圧一体タービンの軸受間距離
(mm)の比が8.0〜11.0であることを特徴とする。
The present invention relates to a high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant comprising two low-pressure turbines coupled to the above-mentioned tandem, wherein the high-to-medium pressure integrated turbine with respect to a rated output (MW) of the power plant is provided. Bearing distance
(mm) is 8.0 to 11.0.

【0029】本発明は、前述の蒸気タービン発電プラン
ト用低圧タービンであって、前記発電プラントの定格出
力(MW)に対するタンデムに結合した2台の前記低圧
タービンの軸受間距離の合計距離(mm)の比が21.0
〜25.5であることを特徴とする。
The present invention relates to the aforementioned low-pressure turbine for a steam turbine power plant, wherein the total distance (mm) of the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to the rated output (MW) of the power plant. Is 21.0
2525.5.

【0030】本発明は、高圧タービンと中圧タービンと
を一体にした高中圧一体タービン及び低圧タービンを備
えた蒸気タービン発電プラントであって、前記発電プラ
ントの定格出力(MW)に対する前記高中圧一体タービ
ンの軸受間距離及び1台の前記低圧タービンの軸受間距
離の合計の比が22.0〜26.5であることを特徴とす
る。
The present invention relates to a steam turbine power plant provided with a high / medium pressure integrated turbine and a low pressure turbine in which a high pressure turbine and a medium pressure turbine are integrated, and wherein the high / medium pressure integrated power with respect to a rated output (MW) of the power plant is provided. The ratio of the total distance between the bearings of the turbine and the distance between the bearings of one of the low-pressure turbines is 22.0 to 26.5.

【0031】本発明は、前述の蒸気タービン発電プラン
ト用高中圧一体タービンであって、前記発電プラントの
定格出力(MW)に対する前記高中圧一体タービンの軸
受間距離(mm)の比が8.0〜11.0であることを特徴
とする。
According to the present invention, there is provided the above-mentioned high-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant, wherein a ratio of a bearing distance (mm) of the high-medium pressure integrated turbine to a rated output (MW) of the power plant is 8.0. 1111.0.

【0032】本発明は、前述の蒸気タービン発電プラン
ト用低圧タービンであって、前記発電プラントの定格出
力(MW)に対する前記1台の低圧タービンの軸受間距
離(mm)の比が8.5〜11.5であることを特徴とす
る。
The present invention relates to the above-described low-pressure turbine for a steam turbine power plant, wherein a ratio of a bearing distance (mm) of the one low-pressure turbine to a rated output (MW) of the power plant is 8.5 to 8.5. 11.5.

【0033】上述の要件は以下の発明に適用できるもの
である。
The above requirements can be applied to the following inventions.

【0034】本発明は、高圧タービンと中圧タービン及
び低圧タービンと低圧タービン、又は高圧タービンと低
圧タービン及び中圧タービンと低圧タービンとが連結さ
れ、又は高中圧一体型蒸気タービンと1台又はタンデム
に2台の低圧タービンとが連結された蒸気タービン発電
プラントにおいて、前記高圧タービン及び中圧タービン
又は高中圧タービンは初段動翼への水蒸気入口温度が5
93〜660℃(好ましくは610〜620℃,620
〜630℃,630〜640℃)の範囲に対し、前記低
圧タービンは初段動翼への水蒸気入口温度が350〜4
00℃の範囲に対し、前記高圧タービン及び中圧タービ
ン又は高中圧タービンの前記水蒸気入口温度にさらされ
るロータシャフト又はロータシャフト,動翼,静翼及び
内部ケーシングの全部がCr8〜13重量%を含有する
高強度マルテンサイト鋼によって構成され、又はこれら
のうち前記動翼の初段又は2段、又は3段までをNi基
合金によって構成され、かつ前記低圧タービンの最終段
動翼の〔翼部長さ(インチ)×回転数(rpm)〕の値が120,
000 以上(好ましくは12,500以上、より好ましくは12,9
00〜15,000であるマルテンサイト鋼、又は翼部長さが4
1インチ以上をTi基合金からなることが好ましい。
According to the present invention, a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine, a low-pressure turbine and a low-pressure turbine, or a high-pressure turbine and a low-pressure turbine, and a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine are connected. In the steam turbine power plant in which two low pressure turbines are connected to each other, the high pressure turbine and the medium pressure turbine or the high and
93-660 ° C (preferably 610-620 ° C, 620
630 ° C, 630 ° C to 640 ° C), the low pressure turbine has a steam inlet temperature to the first stage rotor blade of 350 to 4 ° C.
For the range of 00 ° C., the rotor shaft or the rotor shaft, the rotor blades, the stationary blades, and the inner casing all exposed to the steam inlet temperature of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine or the high-to-medium pressure turbine contain 8 to 13% by weight of Cr. Or the first stage, two stages, or up to three stages of the rotor blades are made of a Ni-based alloy, and the blade length of the final stage rotor blade of the low-pressure turbine (the blade length ( Inch) x number of revolutions (rpm)] is 120,
000 or more (preferably 12,500 or more, more preferably 12,9
Martensitic steel of 00-15,000 or wing length of 4
Preferably, one inch or more is made of a Ti-based alloy.

【0035】本発明は、ロータシャフトと、該ロータシ
ャフトに植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を
案内する静翼及び該静翼を保持する内部ケーシングを有
し、前記水蒸気の前記動翼の初段に流入する温度が59
3〜660℃及び圧力が250kgf/cm2以上(好ましくは
246〜316kgf/cm2)又は170〜200kgf/cm
2 であって、前記ロータシャフト又はロータシャフトと
動翼及び静翼の少なくとも初段とが各蒸気温度(好まし
くは610℃,625℃,640℃,650℃,660
℃)に対応した温度での105 時間クリープ破断強度が
10kgf/mm2以上(好ましくは17kgf/mm2 以上)で
あるCr8.5〜13重量%(好ましくは10.5〜1
1.5重量%)を含有する全焼戻しマルテンサイト組織
を有する高強度マルテンサイト鋼からなり、又はこれら
のうち前記動翼の初段又は2段又は3段までをNi基合
金からなり、前記内部ケーシングが前記各蒸気温度に対
応した温度での105時間クリープ破断強度が10kgf
/mm2以上(好ましくは10.5kgf/mm2 以上)である
Cr8〜9.5 重量%を含有するマルテンサイト鋳鋼か
らなる高圧蒸気タービン,中圧蒸気タービン又は高圧側
タービンより出た蒸気を加熱し、高圧側入口温度と同等
以上に加熱して中圧側タービンに送る高中圧一体型蒸気
タービンとするのが好ましい。
The present invention has a rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam to the moving blade, and an inner casing for holding the stationary blade. The temperature at which steam enters the first stage of the bucket is 59
3 to 660 ° C and a pressure of 250 kgf / cm 2 or more (preferably 246 to 316 kgf / cm 2 ) or 170 to 200 kgf / cm
2 , wherein the rotor shaft or the rotor shaft and at least the first stage of the moving blade and the stationary blade have respective steam temperatures (preferably 610 ° C., 625 ° C., 640 ° C., 650 ° C., 660 ° C.).
° C.) 10 5 h creep rupture strength at a temperature corresponding to the 10 kgf / mm 2 or more (preferably Cr8.5~13 wt% is 17 kgf / mm 2 or higher) (preferably 10.5 to 1
(1.5% by weight) and a high-strength martensitic steel having a fully-tempered martensite structure, or, among these, the first stage, the second stage or the third stage of the blade is made of a Ni-based alloy, and the inner casing Has a 10 5 hour creep rupture strength of 10 kgf at a temperature corresponding to each of the above steam temperatures.
Steam from a high-pressure steam turbine, a medium-pressure steam turbine or a high-pressure turbine made of a martensitic cast steel containing 8 to 9.5% by weight of Cr having a Cr / mm 2 or more (preferably 10.5 kgf / mm 2 or more). However, it is preferable to use a high / intermediate pressure integrated steam turbine which is heated to a temperature equal to or higher than the high pressure side inlet temperature and sent to the medium pressure side turbine.

【0036】高圧タービン及び中圧タービン又は高中圧
一体型蒸気タービンにおいて、前記ロータシャフト又は
前記動翼及び静翼の少なくとも一方の初段が重量で、C
0.05〜0.20%,Si0.6%以下、好ましくは
0.15%以下,Mn1.5%以下、好ましくは0.05
〜1.5%,Cr8.5〜13%、好ましくは9.5〜1
3%,Ni0.05〜1.0%,V0.05〜0.5%、好
ましくは0.05〜0.35%,Nb及びTaの少なくと
も1種0.01〜0.20%,N0.01〜0.1%、好ま
しくは0.01〜0.06%,Mo1.5% 以下、好まし
くは0.05〜1.5%,W0.1〜4.0%、好ましくは
1.0〜4.0%,Co10%以下、好ましくは2〜10
%,B0.03%以下、好ましくは0.0005〜0.0
3% を含み、78%以上のFeを有する高強度マルテ
ンサイト鋼が好ましく、593〜660℃の蒸気温度に
対応するのが好ましく、又はC0.1〜0.25%,Si
0.6%以下,Mn1.5%以下,Cr8.5〜13%,N
i0.05〜1.0%,V0.05〜0.5%,W0.10〜
0.65%,Nb及びTaの少なくとも1種0.01〜
0.20%,Al0.1%以下,Mo1.5%以下,N0.
025〜0.1%を有し、80%以上のFeを有する高
強度マルテンサイト鋼が好ましく、600〜620℃未
満に対応するのが好ましい。前記内部ケーシングは重量
でC0.06〜0.16%,Si0.5%以下,Mn1%
以下,Ni0.2〜1.0%,Cr8〜12%,V 0.
05〜0.35%,Nb及びTaの少なくとも1種0.0
1〜0.15%,N0.01〜0.8%,Mo1%以下,
W1〜4%,B0.0005〜0.003%を含み、85
%以上のFeを有する高強度マルテンサイト鋼からなる
のが好ましい。
In the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine or the high- and intermediate-pressure integrated steam turbine, the first stage of the rotor shaft or at least one of the moving blade and the stationary blade is C
0.05 to 0.20%, Si 0.6% or less, preferably 0.15% or less, Mn 1.5% or less, preferably 0.05
~ 1.5%, Cr 8.5 ~ 13%, preferably 9.5 ~ 1
3%, Ni 0.05 to 1.0%, V 0.05 to 0.5%, preferably 0.05 to 0.35%, at least one of Nb and Ta 0.01 to 0.20%, N 0.2% 01 to 0.1%, preferably 0.01 to 0.06%, Mo 1.5% or less, preferably 0.05 to 1.5%, W 0.1 to 4.0%, preferably 1.0 to 1.0% 4.0%, Co 10% or less, preferably 2 to 10
%, B 0.03% or less, preferably 0.0005 to 0.0
High-strength martensitic steel containing 3% and having 78% or more Fe is preferred, preferably corresponding to a steam temperature of 593-660 ° C., or C 0.1-0.25%, Si
0.6% or less, Mn 1.5% or less, Cr 8.5 to 13%, N
i 0.05 to 1.0%, V 0.05 to 0.5%, W 0.10
0.65%, at least one of Nb and Ta
0.20%, Al 0.1% or less, Mo 1.5% or less, N 0.2%
A high-strength martensitic steel with 025 to 0.1% and 80% or more Fe is preferred, preferably corresponding to 600 to less than 620 ° C. The inner casing is C06-0.16%, Si0.5% or less, Mn1% by weight.
Hereinafter, Ni 0.2 to 1.0%, Cr 8 to 12%, and V 0.2.
0.5 to 0.35%, at least one of Nb and Ta is 0.0
1 to 0.15%, N 0.01 to 0.8%, Mo 1% or less,
W1-4%, B0.0005-0.003%, 85
It is preferably made of a high-strength martensitic steel having at least Fe.

【0037】本発明に係る高圧蒸気タービンにおいて、
前記動翼は9段以上、好ましくは10段以上有し、初段
が複流であり、前記ロータシャフトは軸受中心間距離
(L)が5000mm以上(好ましくは5100〜6500
mm)及び前記静翼が設けられた部分での最小直径(D)
が660mm以上(好ましくは680〜740mm)であ
り、前記(L/D)が6.8〜9.9(好ましくは7.9
〜8.7)であるCr9〜13重量%を含有する高強度
マルテンサイト鋼からなるのが好ましい。
In the high-pressure steam turbine according to the present invention,
The rotor blade has at least 9 stages, preferably at least 10 stages, the first stage has a double flow, and the rotor shaft has a bearing center distance.
(L) is 5000 mm or more (preferably 5100 to 6500
mm) and the minimum diameter (D) at the portion where the vane is provided
Is 660 mm or more (preferably 680 to 740 mm), and the (L / D) is 6.8 to 9.9 (preferably 7.9).
To 8.7) of a high-strength martensitic steel containing 9 to 13% by weight of Cr.

【0038】本発明に係る中圧蒸気タービンにおいて、
前記動翼は左右対称に各6段以上を有し、前記ロータシ
ャフト中心部に初段が植設された複流構造であり、前記
ロータシャフトは軸受中心間距離(L)が5000mm以
上(好ましくは5100〜6500mm)及び前記静翼が
設けられた部分での最小直径(D)が630mm以上(好
ましくは650〜710mm)であり、前記(L/D)が
7.0〜9.2(好ましくは7.8〜8.3)であるCr9
〜13重量%を含有する高強度マルテンサイト鋼からな
るのが好ましい。
In the medium-pressure steam turbine according to the present invention,
The rotor blade has a double flow structure in which each of the rotor blades has six or more stages symmetrically, and a first stage is implanted at the center of the rotor shaft. The rotor shaft has a bearing center distance (L) of 5000 mm or more (preferably 5100 mm or more). 6500 mm) and the minimum diameter (D) at the portion where the stator vanes are provided is 630 mm or more (preferably 650-710 mm), and the (L / D) is 7.0-9.2 (preferably 7 .8 to 8.3)
It is preferably made of a high-strength martensitic steel containing up to 13% by weight.

【0039】高圧タービンと中圧タービンとを別々に有
し、又はこれらを一体にした高中圧タービンを有する低
圧蒸気タービンにおいて、前記動翼は左右対称に各6段
以上有し、前記ロータシャフト中心部に初段が植設され
た複流構造であり、前記ロータシャフトは軸受中心間距
離(L)が6500mm以上(好ましくは6600〜71
00mm)及び前記静翼が設けられた部分での最小直径
(D)が750mm以上(好ましくは760〜900mm)
であり、前記(L/D)が7.8〜10.2(好ましくは
8.0〜8.6)であるNi3.25〜4.25重量%を含
有するNi−Cr−Mo−V低合金鋼からなり、最終段
動翼は〔翼長さ(インチ)×回転数(rpm)〕の値が120,0
00以上である高強度マルテンサイト鋼又は翼部長さが4
1インチ以上をTi基合金からなるものが好ましい。
In a low-pressure steam turbine having a high-medium pressure turbine having a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine separately, or having a high-medium pressure turbine in which the turbines are integrated, the rotor blades have six or more stages symmetrically to each other, and The rotor shaft has a bearing center distance (L) of 6500 mm or more (preferably 6600 to 71).
00 mm) and a minimum diameter (D) at a portion where the stationary blade is provided is 750 mm or more (preferably 760 to 900 mm).
And wherein the (L / D) is 7.8 to 10.2 (preferably 8.0 to 8.6) and contains 3.25 to 4.25% by weight of Ni-Cr-Mo-V. Made of alloy steel, the final stage rotor blade has a value of [wing length (inch) x rotation speed (rpm)] of 120,0
High strength martensitic steel with a wing length of 4 or more
Preferably, one inch or more is made of a Ti-based alloy.

【0040】さらに、本発明は、高圧タービンと中圧タ
ービン及び低圧タービンと低圧タービン、又は高圧ター
ビンと低圧タービン及び中圧タービンと低圧タービンと
が連結され、又は高中圧タービンと1台又はタンデムに
2台の低圧タービンとが連結した蒸気タービン発電プラ
ントにおいて、前記高圧タービン及び中圧タービン又は
高中圧タービンは初段動翼への水蒸気入口温度が593
〜660℃、前記低圧タービンは初段動翼への水蒸気入
口温度が350〜400℃であり、前記高圧タービンの
ロータシャフトの初段動翼植設部及び前記初段動翼のメ
タル温度が前記高圧タービンの初段動翼への水蒸気入口
温度より40℃以上(好ましくは水蒸気温度より20〜
35℃低くし)下まわらないようにし、前記中圧タービ
ンのロータシャフトの初段動翼植設部及び初段動翼のメ
タル温度が前記中圧タービンの初段動翼への水蒸気入口
温度より75℃以上(好ましくは水蒸気温度より50〜
70℃低くし)下まわらないようにし、前記高圧タービ
ン及び中圧タービンのロータシャフトと少なくとも初段
動翼がCr9.5〜13 重量%を含有するマルテンサイ
ト鋼からなり、又はこれらのうち前記動翼の初段又は2
段又は3段までをNi基合金からなり、前記低圧タービ
ンの最終段動翼が〔翼長さ(インチ)×回転数(rpm)〕
の値が120,000以上である高強度マルテンサイト鋼又は
翼部長さが41インチ以上のTi基合金からなるものが
好ましい。
Further, the present invention relates to a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine, a low-pressure turbine and a low-pressure turbine, or a high-pressure turbine and a low-pressure turbine and a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine are connected. In a steam turbine power plant in which two low-pressure turbines are connected, the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine or the high-medium-pressure turbine have a steam inlet temperature to the first-stage bucket of 593.
660 ° C., the low-pressure turbine has a steam inlet temperature to the first-stage blade of 350 to 400 ° C., and the metal temperature of the first-stage moving blade implanted portion of the rotor shaft of the high-pressure turbine and the metal temperature of the first-stage blade is higher than that of the high-pressure turbine. 40 ° C. or more from the steam inlet temperature to the first stage blade (preferably 20 to
Lower the temperature by 35 ° C) so that the temperature of the first stage rotor blades on the rotor shaft of the intermediate pressure turbine and the metal temperature of the first stage rotor blades are at least 75 ° C higher than the steam inlet temperature to the first stage rotor blades of the intermediate pressure turbine. (Preferably 50-
The rotor shafts of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine and at least the first-stage moving blades are made of martensitic steel containing 9.5 to 13% by weight of Cr, or the moving blades of these are used. First stage or 2
Stages or up to three stages are made of a Ni-based alloy, and the last stage blade of the low-pressure turbine is [blade length (inch) × rotation speed (rpm)].
Of a high-strength martensitic steel having a value of 120,000 or more or a Ti-based alloy having a wing length of 41 inches or more is preferable.

【0041】さらに、本発明は、石炭燃焼ボイラと、該
ボイラによって得られた水蒸気によって駆動する蒸気タ
ービンと、該蒸気タービンによって駆動する単機又は2
台以上、好ましくは2台で1000MW以上の発電出力
を有する発電機を備えた石炭燃焼火力発電プラントにお
いて、前記蒸気タービンは高圧タービンと中圧タービン
及び低圧タービンと低圧タービン、又は高圧タービンと
低圧タービン及び中圧タービンと低圧タービンとが連結
され、又は高中圧タービンと1台又はタンデムに2台の
低圧タービンとが連結し、前記高圧タービン及び中圧タ
ービン又は高中圧タービンは初段動翼への水蒸気入口温
度が593〜660℃及び前記低圧タービンは初段動翼
への水蒸気入口温度が350〜400℃であり、前記ボ
イラの過熱器によって前記高圧タービンの初段動翼への
水蒸気入口温度より3℃以上(好ましくは3〜10℃、
より好ましくは3〜7℃)高い温度に加熱した水蒸気を
前記高圧タービンの初段動翼に流入し、前記高圧タービ
ンを出た水蒸気を前記ボイラの再熱器によって前記中圧
タービンの初段動翼への水蒸気入口温度より2℃以上
(好ましくは2〜10℃、より好ましくは2〜5℃)高
い温度に加熱して前記中圧タービンの初段動翼に流入
し、前記中圧タービンより出た水蒸気を好ましくは前記
ボイラの節炭器によって前記低圧タービンの初段動翼へ
の水蒸気入口温度より3℃以上(好ましくは3〜10
℃、より好ましくは3〜6℃)高い温度に加熱して前記
低圧タービンの初段動翼に流入させるとともに、前記低
圧タービンの最終段動翼が〔翼長さ(インチ)×回転数
(rpm)〕の値が120,000 以上である高強度マルテンサイ
ト鋼又は翼部長さが41インチ以上のTi基合金からな
るものが好ましい。
Further, the present invention provides a coal-fired boiler, a steam turbine driven by steam obtained by the boiler, and a single unit or two driven by the steam turbine.
In a coal-fired thermal power plant comprising at least two, preferably two generators having a power output of at least 1000 MW, said steam turbine is a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine and a low-pressure turbine, or a high-pressure turbine and a low-pressure turbine. And a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine are connected, or a high-medium-pressure turbine is connected to one or two tandem low-pressure turbines, and the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine or the high-medium-pressure turbine The inlet temperature is 593 to 660 ° C. and the low pressure turbine has a steam inlet temperature to the first stage rotor blade of 350 to 400 ° C., and the superheater of the boiler is 3 ° C. or more higher than the steam inlet temperature to the first stage rotor blade of the high pressure turbine. (Preferably 3-10 ° C,
More preferably, the steam heated to a high temperature flows into the first stage rotor of the high-pressure turbine, and the steam exiting the high-pressure turbine is sent to the first stage rotor of the intermediate-pressure turbine by the reheater of the boiler. Is heated to a temperature 2 ° C. or higher (preferably 2 to 10 ° C., and more preferably 2 to 5 ° C.) higher than the steam inlet temperature of the steam turbine, flows into the first stage moving blades of the intermediate-pressure turbine, and exits from the intermediate-pressure turbine. Is preferably 3 ° C. or more (preferably 3 to 10 ° C.) from the steam inlet temperature to the first stage rotor blade of the low pressure turbine by the boiler's economizer.
° C, more preferably 3 to 6 ° C) and heated to a high temperature to flow into the first stage blade of the low-pressure turbine, and the last stage blade of the low-pressure turbine is [blade length (inch) x rotation speed
(rpm)] is preferably 120,000 or more, or a high strength martensitic steel or a Ti-based alloy having a wing length of 41 inches or more.

【0042】さらに、本発明に係る高圧タービンと中圧
タービンとを有し、又は高中圧一体タービンを有する前
述の低圧蒸気タービンにおいて、前記初段動翼への水蒸
気入口温度が350〜400℃(好ましくは360〜3
80℃)であり、前記ロータシャフトは重量で、C0.
2〜0.3%,Si0.05%以下,Mn0.1%以下,
Ni3.25〜4.25%,Cr1.25〜2.25%,M
o0.07〜0.20%,V0.07〜0.2%及びFe9
2.5% 以上である低合金鋼からなるのが好ましい。
Further, in the above-mentioned low-pressure steam turbine having the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine according to the present invention, or having the high-intermediate-pressure integrated turbine, the steam inlet temperature to the first-stage moving blade is 350 to 400 ° C. (preferably). Is 360-3
80 ° C.) and the rotor shaft is C0.
2 to 0.3%, Si 0.05% or less, Mn 0.1% or less,
Ni 3.25 to 4.25%, Cr 1.25 to 2.25%, M
o 0.07 to 0.20%, V 0.07 to 0.2% and Fe9
It is preferably made of a low alloy steel having a content of 2.5% or more.

【0043】前述の高圧蒸気タービンにおいて、前記動
翼は7段以上(好ましくは9〜12段)及び翼部長さが
前記水蒸気流の上流側から下流側で25〜180mm有
し、前記ロータシャフトの前記動翼の植込み部直径は前
記静翼に対応する部分の直径より大きく、前記植込み部
の軸方向の幅は前記下流側が上流側に比べ3段階以上
(好ましくは4〜7段階)段階的に大きく、前記翼部長
さに対する比率が0.2〜1.6(好ましくは0.30〜
1.30、より好ましくは0.65〜0.95)で前記上
流側から下流側に従って小さくなっていることが好まし
い。
In the above-described high-pressure steam turbine, the moving blade has 7 stages or more (preferably 9 to 12 stages), and the blade portion has a length of 25 to 180 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow. The diameter of the implanted portion of the moving blade is larger than the diameter of the portion corresponding to the stationary blade, and the axial width of the implanted portion is three or more steps (preferably 4 to 7 steps) on the downstream side compared with the upstream side. The ratio to the wing length is 0.2 to 1.6 (preferably 0.30 to 1.6).
(1.30, more preferably 0.65 to 0.95), and preferably decreases from the upstream side to the downstream side.

【0044】更に、上述の高圧蒸気タービンにおいて、
本発明は前記動翼は7段以上(好ましくは9段以上)及
び翼部長さが前記水蒸気流の上流側から下流側で25〜
180mm有し、隣り合う各段の前記翼部長さの比は2.3
以下で、該比率が徐々に下流側で大きく、前記翼部長さ
は前記下流側が上流側に比べて大きくなっていることが
好ましい。
Further, in the above high-pressure steam turbine,
According to the present invention, the moving blade has 7 stages or more (preferably 9 stages or more) and the blade length is 25 to 25 from the upstream side to the downstream side of the steam flow.
180mm, the ratio of the wing length of each adjacent stage is 2.3
Hereinafter, it is preferable that the ratio is gradually increased on the downstream side, and the length of the wing portion is larger on the downstream side than on the upstream side.

【0045】更に、上述の高圧蒸気タービンにおいて、
本発明は前記動翼は7段以上(好ましくは9段以上)及
び翼部長さが前記水蒸気流の上流側から下流側で25〜
180mm有し、前記ロータシャフトの前記静翼部に対応す
る部分の軸方向の幅は前記下流側が上流側に比べ2段階
以上(好ましくは2〜4段階)段階的に小さく、前記動
翼の下流側翼部長さに対する比率が4.5 以下の範囲で
前記下流側になるに従って段階的に前記比率が小さくな
っていることが好ましい。
Further, in the above high-pressure steam turbine,
According to the present invention, the moving blade has 7 stages or more (preferably 9 stages or more) and the blade length is 25 to 25 from the upstream side to the downstream side of the steam flow.
The rotor shaft has a width in the axial direction of a portion corresponding to the stationary blade portion of the rotor shaft, the downstream side being smaller than the upstream side by two or more stages (preferably 2 to 4 stages) in a stepwise manner. It is preferable that the ratio gradually decreases toward the downstream side when the ratio to the side wing length is 4.5 or less.

【0046】前述の中圧蒸気タービンにおいて、前記動
翼は左右対称に6段以上(好ましくは6〜9段)有する
複流構造及び翼部長さが前記水蒸気流の上流側から下流
側で60〜300mm有し、前記ロータシャフトの前記動
翼の植込み部直径は前記静翼に対応する部分の直径より
大きく、前記植込み部の軸方向の幅は前記下流側が上流
側に比べ2段階以上(好ましくは2〜6段階)で段階的
に大きくなっており、前記翼部長さに対する比率が0.
35〜0.80(好ましくは0.5〜0.7)で前記上流
側から下流側に従って小さくなっているのが好ましい。
In the above-mentioned medium-pressure steam turbine, the moving blade has a double flow structure having six or more stages (preferably 6 to 9 stages) in a symmetrical manner, and the blade length is 60 to 300 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow. The diameter of the implanted portion of the rotor blade of the rotor shaft is larger than the diameter of a portion corresponding to the stationary blade, and the axial width of the implanted portion is two or more steps (preferably 2 steps) at the downstream side as compared to the upstream side. ~ 6 stages), and the ratio to the wing length is 0.1%.
It is preferably from 35 to 0.80 (preferably from 0.5 to 0.7) and decreases from the upstream side to the downstream side.

【0047】更に、本発明は前述の中圧蒸気タービンに
おいて、前記動翼は左右対称に6段以上有する複流構造
及び翼部長さが前記水蒸気流の上流側から下流側で60
〜300mm有し、隣り合う前記翼部長さは前記下流側が
上流側に比べて大きくなっており、その比は1.3以下
(好ましくは1.1〜1.2)で徐々に前記下流側で大き
くなっているのが好ましい。
Further, the present invention provides the above-mentioned medium-pressure steam turbine, wherein the moving blade has a double-flow structure having six or more stages symmetrically, and the blade length is 60 from the upstream side to the downstream side of the steam flow.
And the length of the adjacent wings is larger on the downstream side than on the upstream side, and the ratio is 1.3 or less (preferably 1.1 to 1.2) and gradually decreases on the downstream side. Preferably it is larger.

【0048】更に、本発明は前述の中圧蒸気タービンに
おいて、前記動翼は左右対称に6段以上有する複流構造
及び翼部長さが前記水蒸気流の上流側から下流側で60
〜300mm有し、前記ロータシャフトの前記静翼部に対
応する部分の軸方向幅は前記下流側が上流側に比べ2段
階以上(好ましくは3〜6段階)で段階的に小さくなっ
ており、前記動翼の下流側翼部長さに対する比率が0.
80〜2.50(好ましくは1.0〜2.0)の範囲で前
記下流側になるに従って段階的に前記比率が小さくなっ
ているのが好ましい。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned medium-pressure steam turbine, the moving blade has a double-flow structure having six or more stages symmetrically in a left-right direction, and the blade length is 60 from the upstream side to the downstream side of the steam flow.
And the axial width of the portion of the rotor shaft corresponding to the stationary blade portion is gradually reduced by two or more stages (preferably 3 to 6 stages) on the downstream side as compared with the upstream side. The ratio of the moving blade to the downstream wing length is 0.
It is preferable that the ratio gradually decreases in the range of 80 to 2.50 (preferably 1.0 to 2.0) toward the downstream side.

【0049】本発明は前述の高圧タービン及び中圧ター
ビンとを別々に設けられた発電プラントでの低圧蒸気タ
ービンにおいて、前記動翼は左右対称に各6段以上(好
ましくは8〜10段)有する複流構造及び翼部長さが前
記水蒸気流の上流側から下流側に従って80〜1300
mm有し、前記ロータシャフトの前記動翼の植込み部直径
は前記静翼に対応する部分の直径より大きく、前記植込
み部の軸方向の幅は前記下流側が上流側に比べ好ましく
は3段階以上(より好ましくは4〜7段階)で段階的に
大きくなっており、前記翼部長さに対する比率が0.2
〜0.7(好ましくは0.3〜0.55)で前記上流側か
ら下流側に従って小さくなっているのが好ましい。
According to the present invention, in a low-pressure steam turbine in a power plant in which the above-mentioned high-pressure turbine and medium-pressure turbine are separately provided, each of the moving blades has six or more stages (preferably eight to ten stages) symmetrically. The double flow structure and the wing length are from 80 to 1300 from upstream to downstream of the steam flow.
mm, the diameter of the implanted portion of the rotor blade of the rotor shaft is larger than the diameter of a portion corresponding to the stationary blade, and the axial width of the implanted portion is preferably three or more steps in the downstream side as compared with the upstream side ( (More preferably 4 to 7 steps), and the ratio to the wing length is 0.2.
It is preferably from 0.7 to 0.7 (preferably from 0.3 to 0.55), decreasing from the upstream side to the downstream side.

【0050】更に、本発明は前述の高圧タービンと中圧
タービンを別々に有し又は一体の高中圧タービンを有す
る場合の低圧蒸気タービンにおいて、前記動翼は左右対
称に各6段以上有する複流構造及び翼部長さが前記水蒸
気流の上流側から下流側に従って80〜1300mm有
し、隣り合う各段の前記翼部長さは前記下流側が上流側
に比べて大きくなっており、その比は1.2〜1.8(好
ましくは1.4〜1.6)の範囲で徐々に前記下流側で前
記比率が大きくなっているのが好ましい。
Further, the present invention relates to a low-pressure steam turbine having the above-mentioned high-pressure turbine and medium-pressure turbine separately or integrally having a high-medium pressure turbine. And the wing length is 80 to 1300 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow, and the wing length of each adjacent stage is larger at the downstream side than at the upstream side, and the ratio is 1.2. It is preferable that the ratio is gradually increased on the downstream side in the range of ~ 1.8 (preferably 1.4 ~ 1.6).

【0051】更に、本発明は前述の低圧蒸気タービンに
おいて、前記動翼は左右対称に各6段以上、好ましくは
8段以上有する複流構造及び翼部長さが前記水蒸気流の
上流側から下流側に従って80〜1300mm有し、前記
ロータシャフトの前記静翼部に対応する部分の軸方向の
幅は前記下流側が上流側に比べ好ましくは3段階以上
(より好ましくは4〜7段階)で段階的に大きくなって
おり、前記動翼の隣り合う下流側翼部長さに対する比率
が0.2〜1.4(好ましくは0.25〜1.25特に0.
5〜0.9)の範囲で前記下流側になるに従って段階的
に前記比率が小さくなっているのが好ましい。
Further, the present invention provides the low-pressure steam turbine according to the above-mentioned low pressure steam turbine, wherein the rotor blades have a double flow structure having six or more stages, preferably eight or more stages, in a bilaterally symmetrical manner, and the blade length is from upstream to downstream of the steam flow. 80 to 1300 mm, and the axial width of the portion corresponding to the stationary blade portion of the rotor shaft is preferably larger in three stages or more (more preferably 4 to 7 stages) on the downstream side than on the upstream side. The ratio of the moving blade to the length of the adjacent downstream blade portion is 0.2 to 1.4 (preferably 0.25 to 1.25, particularly 0.2.
It is preferable that the ratio gradually decreases in the range from 5 to 0.9) toward the downstream side.

【0052】前述の高圧蒸気タービンにおいて、前記動
翼は7段以上、好ましくは9段以上有し、前記ロータシ
ャフトは前記静翼に対応する部分の直径が前記動翼植込
み部に対応する部分の直径より小さく、前記静翼に対応
する前記直径の軸方向の幅は前記水蒸気流の上流側が下
流側に比較して2段階以上(好ましくは2〜4段階)で
段階的に大きくなっており、前記動翼の最終段とその手
前との間の幅は前記動翼の2段目と3段目との間の幅の
0.75〜0.95倍(好ましくは0.8〜0.9倍より好
ましくは0.82〜0.88)であり、前記ロータシャフ
トの前記動翼部植込み部軸方向の幅は前記水蒸気流の下
流側が上流側に比較して3段階以上(好ましくは4〜7
段階)で段階的に大きくなっており、前記動翼の最終段
の軸方向の幅は前記2段目の軸方向の幅に対して1〜2
倍(好ましくは1.4〜1.7倍)であるのが好ましい。
In the above-described high-pressure steam turbine, the rotor blade has at least seven stages, preferably at least nine stages, and the rotor shaft has a portion corresponding to the stationary blade having a diameter corresponding to the blade implant portion. Smaller than the diameter, the axial width of the diameter corresponding to the stationary blade is gradually increased in two or more stages (preferably two to four stages) on the upstream side of the steam flow as compared with the downstream side, The width between the last stage of the rotor blade and the front thereof is 0.75 to 0.95 times (preferably 0.8 to 0.9) the width between the second and third stages of the rotor blade. More preferably 0.82 to 0.88), and the axial width of the rotor shaft implant portion at the downstream side of the steam flow is three or more stages (preferably 4 to 0.8). 7
And the axial width of the last stage of the rotor blade is 1 to 2 with respect to the axial width of the second stage.
It is preferably a factor of (preferably 1.4 to 1.7 times).

【0053】前述の中圧蒸気タービンにおいて、前記動
翼は6段以上有し、前記ロータシャフトは前記静翼に対
応する部分の直径が前記動翼植込み部に対応する部分の
直径より小さく、前記静翼に対応する前記直径の軸方向
の幅は前記水蒸気流の上流側が下流側に比較して好まし
くは2段階以上(より好ましくは3〜6段階)で段階的
に大きくなっており、前記動翼の最終段とその手前との
間の幅は前記動翼の初段と2段目との間の幅の0.5〜
0.9倍(好ましくは0.65〜0.75倍)であり、前
記ロータシャフトの前記動翼部植込み部軸方向の幅は前
記水蒸気流の下流側が上流側に比較して好ましくは2段
階以上(好ましくは3〜6段階)で段階的に大きくなっ
ており、前記動翼の最終段の軸方向の幅は前記初段の軸
方向の幅に対して0.8〜2倍(好ましくは1.2〜1.5
倍)であるのが好ましい。
In the above-described medium-pressure steam turbine, the rotor blade has six or more stages, and the rotor shaft has a portion corresponding to the stationary blade having a diameter smaller than that of the portion corresponding to the rotor blade implantation portion. The axial width of the diameter corresponding to the stationary blade is preferably increased stepwise at two or more stages (more preferably 3 to 6 stages) on the upstream side of the steam flow as compared with the downstream side. The width between the last stage and the front of the blade is 0.5 to 0.5 of the width between the first stage and the second stage of the bucket.
0.9 times (preferably 0.65 to 0.75 times), and the width of the rotor shaft in the axial direction of the moving blade portion implanted portion is preferably two stages on the downstream side of the steam flow as compared with the upstream side. As described above (preferably in 3 to 6 stages), the axial width of the last stage of the rotor blade is 0.8 to 2 times (preferably 1 to 2) the axial width of the first stage. .2 to 1.5
Times).

【0054】前述の低圧蒸気タービンにおいて、前記動
翼は左右対称に8段以上する複流構造を有し、前記ロー
タシャフトは前記静翼に対応する部分の直径が前記動翼
植込み部に対応する部分の直径より小さく、前記静翼に
対応する前記直径の軸方向の幅は前記水蒸気流の上流側
が下流側に比較して好ましくは3段階以上(より好まし
くは4〜7段階)で段階的に大きくなっており、前記動
翼の最終段とその手前との間の幅は前記動翼の初段と2
段目との間の幅の1.5〜3.0倍(好ましくは2.0〜
2.7倍)であり、前記ロータシャフトの前記動翼部植
込み部軸方向の幅は前記水蒸気流の下流側が上流側に比
較して好ましくは3段階以上(より好ましくは4〜7段
階)で段階的に大きくなっており、前記動翼の最終段の
軸方向の幅は前記初段の軸方向の幅に対して5〜8倍
(好ましくは6.2〜7.0倍)であるのが好ましい。
In the low-pressure steam turbine described above, the moving blade has a double flow structure having eight or more stages symmetrically, and the rotor shaft has a portion corresponding to the stationary blade and having a diameter corresponding to the moving blade implanted portion. And the axial width of the diameter corresponding to the stator vanes is preferably larger at three or more stages (more preferably at four to seven stages) on the upstream side of the steam flow than on the downstream side. The width between the last stage of the moving blade and the front of the last stage is equal to the width of the first stage of the moving blade.
1.5 to 3.0 times the width between the steps (preferably 2.0 to 3.0 times)
2.7 times), and the width of the rotor shaft in the axial direction of the moving blade portion implantation portion is preferably three or more stages (more preferably four to seven stages) on the downstream side of the steam flow as compared with the upstream side. The axial width of the last stage of the rotor blade is 5 to 8 times (preferably 6.2 to 7.0 times) the axial width of the first stage. preferable.

【0055】以上の高圧,中圧又は高中圧一体型タービ
ン及び低圧タービンの構造は593〜660℃、好まし
くは610〜660℃の各使用蒸気温度のいずれの温度
に対しても同様の構造とできるものである。
The structure of the high-pressure, medium-pressure or high-medium-pressure integrated turbine and the low-pressure turbine described above can be the same for any of the steam temperatures of 593 to 660 ° C., preferably 610 to 660 ° C. Things.

【0056】本発明のロータ材においては、全焼戻しマ
ルテンサイト組織として、高い高温強度と低温靭性並び
に高い疲労強度を得るために、次式で計算されるCr当
量を4〜8に成分調整することが好ましい。
In the rotor material of the present invention, the Cr equivalent calculated by the following equation is adjusted to 4 to 8 in order to obtain high high-temperature strength, low-temperature toughness, and high fatigue strength as a fully tempered martensite structure. Is preferred.

【0057】本発明の高中圧一体型蒸気タービンは、高
圧側前記動翼は7段以上好ましくは8段以上及び中圧側
前記動翼は5段以上好ましくは6段以上有し、前記ロー
タシャフトは軸受中心間距離(L)が6000mm以上(好
ましくは6100〜7000mm)及び前記静翼が設けら
れた部分での最小直径(D)が660mm以上(好ましく
は620〜760mm)であり、前記(L/D)が8.0
〜11.3(好ましくは9.0〜10.0)であるCr9
〜13重量%を含有する高強度マルテンサイト鋼からな
ることが好ましい。
In the high / intermediate pressure integrated steam turbine according to the present invention, the high pressure side moving blade has 7 stages or more, preferably 8 stages or more, and the medium pressure side moving blade has 5 or more stages, preferably 6 or more stages. The distance (L) between the bearing centers is 6000 mm or more (preferably 6100 to 7000 mm), and the minimum diameter (D) at the portion where the stationary blade is provided is 660 mm or more (preferably 620 to 760 mm). D) is 8.0
Cr9 which is 1111.3 (preferably 9.0 to 10.0)
It is preferred to be composed of a high strength martensitic steel containing up to 13% by weight.

【0058】本発明は、高中圧一体型タービンを有する
発電プラント用低圧蒸気タービンは以下の要件を有する
のが好ましい。前記動翼は左右対称に各5段以上、好ま
しくは6段以上を有し、前記ロータシャフト中心部に初
段が植設された複流構造であり、前記ロータシャフトは
軸受中心間距離(L)が6500mm以上(好ましくは6
600〜7500mm)及び前記静翼が設けられた部分で
の最小直径(D)が750mm以上(好ましくは760〜
900mm)であり、前記(L/D)が7.2〜10.0
(好ましくは8.0〜9.0)であるNi3.0〜4.5
%、好ましくは 3.25〜4.25重量%を含有するN
i−Cr−Mo−V低合金鋼からなり、最終段動翼は
〔翼部長さ(インチ)×回転数(rpm)〕の値が120,000以
上である高強度マルテンサイト鋼又は翼部長さが41イ
ンチ以上のTi基合金からなるものが好ましい。
According to the present invention, a low-pressure steam turbine for a power plant having a high-medium pressure integrated turbine preferably has the following requirements. The rotor blade has left and right symmetrical stages each having 5 or more stages, preferably 6 stages or more. The rotor blade has a double flow structure in which the first stage is implanted at the center of the rotor shaft, and the rotor shaft has a bearing center distance (L). 6500 mm or more (preferably 6 mm
600 to 7500 mm) and a minimum diameter (D) at a portion where the stator vanes are provided is 750 mm or more (preferably 760 to 7500 mm).
900 mm) and (L / D) is 7.2 to 10.0.
(Preferably 8.0 to 9.0) Ni 3.0 to 4.5
%, Preferably 3.25 to 4.25% by weight of N
The final stage rotor blade is made of i-Cr-Mo-V low alloy steel, and the final stage rotor blade has a [wing length (inch) x rotation speed (rpm)] value of 120,000 or more or a high-strength martensitic steel or a blade length of 41. Those made of a Ti-based alloy of inches or more are preferable.

【0059】低圧蒸気タービン用ロータシャフトは前記
静翼部分の直径(D)が750〜1300mm,軸受中心
間距離(L)が前記Dの5.0〜9.5倍であり、重量
で、C0.2〜0.3%,Si0.05%以下,Mn0.1
%以下,Ni3.0〜4.5%,Cr1.25〜2.25
%,Mo0.07〜0.20%,V0.07〜0.2%及び
Fe92.5 %以上である低合金鋼が好ましい。
The rotor shaft for a low-pressure steam turbine has a diameter (D) of the stationary blade portion of 750 to 1300 mm, a center-to-center distance (L) of 5.0 to 9.5 times that of the above-mentioned D, and a weight of C0. 0.2-0.3%, Si 0.05% or less, Mn 0.1
% Or less, Ni 3.0 to 4.5%, Cr 1.25 to 2.25
%, Mo 0.07 to 0.20%, V 0.07 to 0.2%, and Fe92.5% or more are preferable.

【0060】前記動翼は左右対称に各5段以上好ましく
は6段以上有する複流構造及び翼部長さが前記水蒸気流
の上流側から下流側に従って80〜1300mmの範囲内
にあり、前記ロータシャフトの前記動翼の植込み部直径
は前記静翼に対応する部分の直径より大きく、前記植込
み部の軸方向付根部の幅は末広がりに前記翼部植込み部
の幅より大きく、前記下流側から上流側に従って段階的
に小さくなっており、前記翼部長さに対する比率が0.
25〜0.80が好ましい。
The rotor blade has a double flow structure having at least five stages, preferably at least six stages in a bilaterally symmetrical manner, and the blade portion length is within a range of 80 to 1300 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow. The diameter of the implanted portion of the rotor blade is larger than the diameter of the portion corresponding to the stationary blade, the width of the root portion in the axial direction of the implanted portion is larger than the width of the blade implanted portion in a divergent manner, and from the downstream side to the upstream side. It gradually decreases, and the ratio to the wing length is 0.1.
25-0.80 is preferred.

【0061】前記動翼は左右対称に各5段以上好ましく
は6段以上有する複流構造及び翼部長さが前記水蒸気流
の上流側から下流側に従って80〜1300mmの範囲内
にあり、隣り合う各段の前記翼部長さは前記下流側が上
流側に比べて大きくなっており、その比は1.2〜1.7
の範囲で、前記下流側で前記翼部長さが徐々に大きくな
っていることが好ましい。
The moving blade has a double-flow structure having at least 5 stages, preferably at least 6 stages, in a symmetrical manner, and the blade length is within a range of 80 to 1300 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow. The length of the wing is larger on the downstream side than on the upstream side, and the ratio is 1.2 to 1.7.
It is preferable that the length of the wing portion is gradually increased on the downstream side within the range described above.

【0062】前記動翼は左右対称に各5段以上好ましく
は6段以上有する複流構造及び翼部長さが前記水蒸気流
の上流側から下流側に従って大きくなり、80〜130
0mmの範囲内にあり、前記ロータシャフトの前記動翼の
植込み部付根部の軸方向の幅は少なくとも3段階で前記
下流側が上流側に比べ大きくなっており、末広がりに前
記翼部植込み部の幅より大きくなっているものが好まし
い。
The blade has a double-flow structure having five or more stages, preferably six or more stages in a symmetrical manner, and the blade length increases from upstream to downstream of the steam flow.
0 mm, and the axial width of the root portion of the implanted portion of the rotor blade of the rotor shaft is larger at at least three stages on the downstream side than on the upstream side. A larger one is preferred.

【0063】本発明における高中圧一体型蒸気タービン
は以下の構成を有するものが好ましい。
The high and medium pressure integrated steam turbine of the present invention preferably has the following configuration.

【0064】高圧側の前記動翼は7段以上及び翼部長さ
が前記水蒸気流の上流側から下流側で40〜200mm有
し、前記ロータシャフトの前記動翼の植込み部直径は前
記静翼に対応する部分の直径より大きく、前記植込み部
の軸方向付根部の幅は前記上流側が下流側に比べ段階的
に大きく、前記翼部長さに対する比率が0.20 〜1.
60 、好ましくは0.25〜1.30で前記上流側から
下流側に従って大きくなっており、中圧側の前記動翼は
左右対称に5段以上有し、翼部長さが前記水蒸気流の上
流側から下流側で100〜350mm有し、前記ロータシ
ャフトの前記動翼の植込み部直径は前記静翼に対応する
部分の直径より大きく、前記植込み部付根部の軸方向の
幅は最終段を除き前記下流側が上流側に比べ大きくなっ
ており、前記翼部長さに対する比率が0.35〜0.8
0、好ましくは0.40〜0.75で前記上流側から下流
側に従って小さくなっている。
The moving blade on the high pressure side has at least seven stages and a blade length of 40 to 200 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow. The diameter of the root portion in the axial direction of the implanted portion is larger than the diameter of the corresponding portion, and the width of the root portion in the axial direction is stepwise larger on the upstream side than on the downstream side, and the ratio to the wing length is 0.20 to 1.
60, preferably from 0.25 to 1.30, increasing from the upstream side to the downstream side, the blades on the medium pressure side have five or more stages symmetrically in the left-right direction, and the blade length is on the upstream side of the steam flow. From 100 to 350 mm on the downstream side, the impeller diameter of the rotor blade of the rotor shaft is larger than the diameter of the portion corresponding to the stationary blade, and the axial width of the root portion of the implant is the same as that of the rotor except for the last stage. The downstream side is larger than the upstream side, and the ratio to the wing length is 0.35 to 0.8.
0, and preferably from 0.40 to 0.75, decreasing from the upstream side to the downstream side.

【0065】前記動翼は7段以上及び翼部長さが前記水
蒸気流の上流側から下流側で25〜200mm有し、隣り
合う各段の前記翼部長さの比は1.05〜1.35で、前
記翼部長さは前記下流側が上流側に比べて徐々に大きく
なっており、中圧部前記動翼は5段以上有し、翼部長さ
が前記水蒸気流の上流側から下流側で100〜350mm
有し、隣り合う前記翼部長さは前記下流側が上流側に比
べて大きくなっており、その比は1.10〜1.30 で
徐々に前記下流側で大きくなっている。
The moving blade has at least seven stages and a blade length of 25 to 200 mm from the upstream side to the downstream side of the steam flow, and the ratio of the blade length of each adjacent stage is 1.05 to 1.35. The blade length is gradually increased on the downstream side as compared with the upstream side, and the blades in the intermediate pressure section have five or more stages, and the blade length is 100 to 100 downstream from the upstream side of the steam flow. ~ 350mm
The length of the adjacent wings is larger on the downstream side than on the upstream side, and the ratio thereof is 1.10 to 1.30 and gradually increases on the downstream side.

【0066】高圧側の前記動翼は6段以上、好ましくは
7段以上有し、前記ロータシャフトは前記静翼に対応す
る部分の直径が前記動翼植込み部に対応する部分の直径
より小さく、前記動翼の植込み部付根部の軸方向の幅は
初段部が最も大きく、前記水蒸気流の上流側から下流側
に従って2段以上、好ましくは3段階以上で段階的に大
きくなっており、中圧側の前記動翼は5段以上有し、前
記ロータシャフトは前記静翼に対応する部分の直径が前
記動翼植込み部に対応する部分の直径より小さく、前記
動翼の植込み部付根部の軸方向の幅は前記水蒸気流の上
流側が下流側に比較して好ましくは4段階以上で段階的
に異なっており、前記動翼の初段は2段より、最終段が
他の段より大きく、初段及び2段目は末広がりになって
いる。
The rotor blade on the high pressure side has at least six stages, preferably at least seven stages, and the rotor shaft has a portion corresponding to the stationary blade having a diameter smaller than that of the portion corresponding to the blade implant. The axial width of the root portion of the implanted portion of the blade is largest at the first stage, and is gradually increased in two or more stages, preferably three or more stages from the upstream side to the downstream side of the steam flow, The rotor blade has five or more stages, and the rotor shaft has a portion corresponding to the stationary blade having a diameter smaller than that of the portion corresponding to the rotor blade implanted portion, and an axial direction of a root portion of the rotor blade implanted portion. The upstream side of the steam flow preferably differs stepwise in four or more stages as compared with the downstream side, and the first stage of the blade is larger than the second stage, the last stage is larger than the other stages, and the first stage and the second stage are different. The stage is widening.

【0067】本発明に係る低圧蒸気タービン用最終段蒸
気タービン動翼は、重量比で、C0.08〜0.18%,
Si0.25%以下,Mn0.90 %以下,Cr8.0〜
13.0%,Ni2〜3%以下,Mo1.5〜3.0%,
V0.05〜0.35%,Nb及びTaの一種又は二種の
合計量が0.02〜0.20% 、及びN0.02〜0.1
0%を含有するマルテンサイト鋼からなることが好まし
い。
The final-stage steam turbine blade for a low-pressure steam turbine according to the present invention has a weight ratio of C 0.08 to 0.18%,
Si 0.25% or less, Mn 0.90% or less, Cr 8.0-
13.0%, Ni 2-3% or less, Mo 1.5-3.0%,
V 0.05 to 0.35%, the total amount of one or two of Nb and Ta is 0.02 to 0.20%, and N 0.02 to 0.1.
It is preferred to be made of martensitic steel containing 0%.

【0068】この低圧蒸気タービン動翼は、高速回転に
よる高い遠心応力と振動応力に耐えるため引張強さが高
いと同時に、高サイクル疲労強度が高くなければならな
い。そのために、翼材の金属組織は、有害なδフェライ
トが存在すると、疲労強度を著しく低下させるので、全
焼戻しマルテンサイト組織でなければならない。
The low-pressure steam turbine blade must have high tensile strength and high cycle fatigue strength in order to withstand high centrifugal stress and vibration stress caused by high-speed rotation. Therefore, the metal structure of the blade material must be a fully tempered martensitic structure, since the presence of harmful δ ferrite significantly reduces the fatigue strength.

【0069】本発明鋼は前述した式で計算されるCr当
量が10以下になるように成分調整され、δフェライト
相を実質的に含まないようにすることが必要である。
It is necessary that the steel of the present invention is adjusted in composition so that the Cr equivalent calculated by the above-mentioned formula becomes 10 or less, and does not substantially contain a δ ferrite phase.

【0070】長翼材の引張強さは120kgf/mm2
上、好ましくは128.5kgf/mm2 以上である。
The long wing material has a tensile strength of 120 kgf / mm 2 or more, preferably 128.5 kgf / mm 2 or more.

【0071】また均質で高強度の低圧蒸気タービン動翼
材を得るために、調質熱処理として、溶解・鍛造後に、
1000℃〜1100℃で好ましくは0.5 〜3時間加
熱保持後室温まで急冷する焼入れを行い、次に、550
℃〜570℃で好ましくは1〜6時間加熱保持後室温ま
で冷却する1次焼戻しと560℃〜590℃で好ましく
は1〜6時間加熱保持後室温まで冷却する2次焼戻しの
2回以上の焼戻し熱処理が施される。
Further, in order to obtain a homogeneous and high-strength low-pressure steam turbine blade material, after refining and forging,
After heating and holding at 1000 ° C. to 1100 ° C., preferably for 0.5 to 3 hours, quenching is performed by rapidly cooling to room temperature.
2 or more temperings: primary tempering at 1 to 6 hours after heating and cooling to room temperature, preferably 1 to 6 hours, and secondary tempering at 1 to 6 hours at 560 to 590 ° C. Heat treatment is performed.

【0072】本発明に係る低圧タービン最終段翼部長さ
は、3600rpm 蒸気タービンに対して864mm(3
4″)以上、好ましくは、914mm(36″)以上、より
好ましくは965mm(38″)以上、又は3000rpm低
圧蒸気タービンに対して最終段翼長を1041mm(4
1″)以上、好ましくは1092mm(43″)以上、よ
り好ましくは1168mm(46″)以上とするものが好
ましく、〔翼部長さ(インチ)×回転数(rpm)〕の値を12
2,400 以上、好ましくは125,000以上、より好ましくは1
2,900〜15,000としたものである。
The length of the last stage blade portion of the low pressure turbine according to the present invention is 864 mm (3 mm) for a 3600 rpm steam turbine.
4 ") or more, preferably 914 mm (36") or more, more preferably 965 mm (38 ") or a final stage blade length of 1041 mm (4") for a 3000 rpm low pressure steam turbine.
1 ") or more, preferably 1092 mm (43") or more, more preferably 1168 mm (46 ") or more, and the value of [wing length (inch) x number of rotations (rpm)] is 12
2,400 or more, preferably 125,000 or more, more preferably 1
2,900 to 15,000.

【0073】また本発明の耐熱鋳鋼からなるケーシング
材においては、95%以上の焼戻しマルテンサイト(δ
フェライト5%以下)組織となるように合金組成を調整
して高い高温調度と低温靭性並びに高い疲労強度を得る
ために、次式の各元素の含有量を重量%として計算され
るCr当量を4〜10に成分調整することが好ましい。
In the casing material made of the heat-resistant cast steel of the present invention, the tempered martensite (δ
(Ferrite 5% or less) In order to obtain a high temperature adjustment, a low temperature toughness and a high fatigue strength by adjusting the alloy composition so as to have a microstructure, the Cr equivalent calculated assuming that the content of each element of the following formula is 4% by weight is 4%. It is preferable to adjust the components to 10 to 10.

【0074】Cr当量=Cr+6Si+4Mo+1.5
W+11V+5Nb−40C−30N−30B−2Mn
−4Ni−2Co+2.5Ta 本発明の12Cr耐熱鋼においては、特に621℃以上
の蒸気中で使用される場合には、625℃,105hク
リープ破断強度10kgf/mm2以上,室温衝撃吸収エネ
ルギー1kgf−m以上にすることが好ましい。
Cr equivalent = Cr + 6Si + 4Mo + 1.5
W + 11V + 5Nb-40C-30N-30B-2Mn
-4Ni-2Co + 2.5Ta In the 12Cr heat resistant steel of the present invention, especially when used in steam at 621 ° C. or more, 625 ° C., 10 5 h creep rupture strength 10 kgf / mm 2 or more, room temperature impact absorption energy 1 kgf It is preferred to be -m or more.

【0075】(1)低圧蒸気タービン用長翼材の成分に
ついて 本発明は、重量比で、C0.08〜0.18%,Si0.
25%以下,Mn0.90%以下,Cr8.0〜13.0%,
Ni2〜3%,Mo1.5〜3.0%,V0.05〜0.35
% ,Nb及びTaの一種又は二種の合計量が0.02〜
0.20%、及びN0.02〜0.10%を含有するマル
テンサイト鋼からなることが好ましい。
(1) Components of long blade material for low-pressure steam turbine In the present invention, C0.
25% or less, Mn 0.90% or less, Cr 8.0 to 13.0%,
Ni 2-3%, Mo 1.5-3.0%, V 0.05-0.35
%, The total amount of one or two of Nb and Ta is 0.02 to
It is preferable to consist of a martensitic steel containing 0.20% and 0.02 to 0.10% of N.

【0076】この蒸気タービン長翼は、高速回転による
高い遠心応力と振動応力に耐えるため引張強さが高いと
同時に、高サイクル疲労強度が高くなければならない。
そのために、翼材の金属組織は、有害なδフェライトが
存在すると、疲労強度を著しく低下させるので、全焼戻
しマルテンサイト組織でなければならない。
The long blades of the steam turbine must have high tensile strength and high cycle fatigue strength in order to withstand high centrifugal stress and vibration stress caused by high-speed rotation.
Therefore, the metal structure of the blade material must be a fully tempered martensitic structure, since the presence of harmful δ ferrite significantly reduces the fatigue strength.

【0077】本発明鋼は前述した式で計算されるCr当
量が10以下になるように成分調整され、δフェライト
相を実質的に含まないようにすることが必要である。
It is necessary that the steel of the present invention is adjusted in composition so that the Cr equivalent calculated by the above-mentioned formula becomes 10 or less, and does not substantially contain a δ ferrite phase.

【0078】長翼材の引張強さは120kgf/mm2
上、好ましくは128.5kgf/mm2以上である。
The tensile strength of the long wing material is 120 kgf / mm 2 or more, preferably 128.5 kgf / mm 2 or more.

【0079】また均質で高強度の蒸気タービン長翼材を
得るために、調質熱処理として、溶解・鍛造後に、10
00℃〜1100℃(好ましくは1000〜1055
℃)で好ましくは0.5〜3 時間加熱保持後室温まで急
冷する(特に油焼入れが好ましい)焼入れを行い、次
に、550〜620℃で焼戻し、特に550℃〜570
℃で好ましくは1〜6時間加熱保持後室温まで冷却する
1次焼戻しと、560℃〜590℃で好ましくは1〜6
時間加熱保持後室温まで冷却する2次焼戻しの2回以上
の焼戻し熱処理が施されるのが好ましい。2次焼戻し温
度は1次焼戻し温度より高くするのが好ましく、特に1
0〜30℃高くするのが好ましく、より15〜20℃高
くするのが好ましい。
Further, in order to obtain a homogeneous and high-strength steam turbine long blade material, 10 hours after melting and forging as a tempering heat treatment.
00 ° C to 1100 ° C (preferably 1000 to 1055
C.) for 0.5 to 3 hours, and then quenched by quenching to room temperature (especially oil quenching is preferred), followed by tempering at 550 to 620 ° C., especially 550 to 570 ° C.
C. for 1 to 6 hours, followed by primary tempering to cool to room temperature and 560 to 590.degree. C., preferably 1 to 6 hours.
It is preferable to perform two or more tempering heat treatments of a secondary tempering of cooling to room temperature after heating and holding for a time. The secondary tempering temperature is preferably higher than the primary tempering temperature.
Preferably, the temperature is increased by 0 to 30 ° C, more preferably by 15 to 20 ° C.

【0080】本発明は、低圧タービン最終段翼部長さは
60サイクル発電用の3600rpm蒸気タービン及び5
0サイクル発電用の3000rpm 蒸気タービンに対し、
前述のように〔翼部長さ(インチ)×回転数(rpm)〕
値を120,000以上とするものが好ましい。
The present invention relates to a low pressure turbine last stage blade having a length of 3600 rpm for 60 cycle power generation and a 5600 rpm steam turbine.
For a 3000rpm steam turbine for zero cycle power generation,
As described above [wing length (inch) x number of rotations (rpm)]
Those having a value of 120,000 or more are preferred.

【0081】また本発明の耐熱鋼からなるブレード材に
おいては、全マルテンサイト組織となるように合金組成
を調整して高い強度と低温靭性並びに疲労強度を得るた
めに、次式の各元素の含有量を重量%として計算される
Cr当量を4〜10に成分調整することが好ましい。
Further, in the blade material made of the heat-resistant steel of the present invention, in order to obtain high strength, low-temperature toughness and fatigue strength by adjusting the alloy composition so as to have a whole martensite structure, the following elements are contained. It is preferable to adjust the Cr equivalent, calculated as the amount by weight, to 4 to 10.

【0082】Cr当量=Cr+6Si+4Mo+1.5
W+11V+5Nb−40C−30N−30B−2Mn
−4Ni−2Co+2.5Ta Cは高い引張強さを得るために0.08% 以上、あまり
Cを多くすると、靭性を低下させるので0.2% 以下に
することが好ましい。特に、0.10〜0.18%が好ま
しい。より、0.12〜0.16%が好ましい。
Cr equivalent = Cr + 6Si + 4Mo + 1.5
W + 11V + 5Nb-40C-30N-30B-2Mn
-4Ni-2Co + 2.5TaC is preferably not less than 0.08% in order to obtain a high tensile strength, and if too much C is used, the toughness is reduced. In particular, 0.10 to 0.18% is preferable. More preferably, it is 0.12 to 0.16%.

【0083】Siは脱酸剤、Mnは脱硫酸・脱酸剤で鋼
の溶解の際に添加するものであり、少量でも効果があ
る。Siはδフェライト生成元素であり、多量の添加
は、疲労及び靭性を低下させる有害なδフェライト生成
の原因になるので、0.25% 以下が好ましい。なお、
カーボン真空脱酸法及びエレクトロスラグ溶解法などに
よればSi添加の必要がなく、Si無添加がよい。特
に、0.10% 以下、より0.05% 以下が好ましい。
Si is a deoxidizing agent, and Mn is a desulfurizing / deoxidizing agent added during melting of steel, and is effective even in a small amount. Si is a δ-ferrite forming element, and if added in a large amount, causes harmful δ-ferrite formation which deteriorates fatigue and toughness, so is preferably not more than 0.25%. In addition,
According to the carbon vacuum deoxidation method, the electroslag melting method, or the like, there is no need to add Si, and it is preferable to add no Si. In particular, it is preferably 0.10% or less, more preferably 0.05% or less.

【0084】少量のMn添加は靭性を向上するが多量の
添加は靭性を低下させるので、0.9%以下が好ましい。
特に、Mnは脱酸剤として有効なので、靭性向上の点か
ら0.4%以下、より0.2%以下が好ましい。
The addition of a small amount of Mn improves the toughness, but the addition of a large amount lowers the toughness.
In particular, since Mn is effective as a deoxidizing agent, it is preferably at most 0.4%, more preferably at most 0.2%, from the viewpoint of improving toughness.

【0085】Crは耐食性と引張強さを高めるが、13
%以上添加するとδフェライト組織生成の原因になる。
8%より少ないと耐食性と引張強さが不十分なので、C
rは8〜13%が好ましい。特に強度の点から10.5
〜12.5%が、より11〜12%好ましい。
Although Cr enhances the corrosion resistance and tensile strength,
% Or more causes formation of a δ ferrite structure.
If it is less than 8%, the corrosion resistance and tensile strength are insufficient, so that C
r is preferably 8 to 13%. Especially 10.5 from the point of strength
~ 12.5% is more preferable.

【0086】Moは固溶強化及び析出強化作用によって
引張強さを高める効果がある。Moは引張強さ向上効果
が不十分であり3%以上になるとδフェライト生成原因
になるので1.5〜3.0%が好ましい。特に、1.8〜
2.7%、より2.0〜2.5%が好ましい。なお、W及
びCoもMoと同じ様な効果がある。
Mo has the effect of increasing the tensile strength by the action of solid solution strengthening and precipitation strengthening. Mo has an insufficient effect of improving the tensile strength, and if it is 3% or more, it causes the formation of δ ferrite. Therefore, Mo is preferably 1.5 to 3.0%. Especially 1.8 ~
2.7%, more preferably 2.0-2.5%. Note that W and Co have the same effect as Mo.

【0087】V及びNbは炭化物を析出し引張強さを高
めると同時に靭性向上効果がある。V0.05%,Nb
0.02%以下ではその効果が不十分であり、V0.35
% ,Nb0.2%以下がδフェライト生成の抑制から好
ましい。特にVは0.15〜0.30%、より0.25〜
0.30%、Nbは0.04〜0.15%、より0.06〜
0.12% が好ましい。Nbの代わりにTaを全く同様
に添加でき、複合添加することができる。
V and Nb precipitate carbides to increase tensile strength and also have an effect of improving toughness. V 0.05%, Nb
If the content is less than 0.02%, the effect is insufficient.
%, Nb 0.2% or less is preferable from the viewpoint of suppressing the formation of δ ferrite. In particular, V is 0.15 to 0.30%, more preferably 0.25 to
0.30%, Nb is 0.04 ~ 0.15%, more than 0.06 ~
0.12% is preferred. Ta can be added in exactly the same manner as in place of Nb, and can be added in combination.

【0088】Niは低温靭性を高めると共に、δフェラ
イト生成の防止効果がある。この効果は、Ni2%以下
では不十分で、3%を越える添加で効果が飽和する。特
に、2.3〜2.9%が好ましい。より好ましくは2.4
〜2.8%である。
Ni enhances low-temperature toughness and has an effect of preventing the formation of δ ferrite. This effect is insufficient when Ni is 2% or less, and the effect is saturated when added over 3%. In particular, it is preferably 2.3 to 2.9%. More preferably 2.4
~ 2.8%.

【0089】Nは引張強さの向上及びδフェライトの生
成防止に効果があるが0.02% 未満ではその効果が十
分でなく、0.1% を越えると靭性を低下させる。特
に、0.04〜0.08%、より0.06〜0.08%の範
囲で優れた特性が得られる。Si,P及びSの低減は、
引張強さを損なわず、低温靭性を高める効果があり、極
力低減することが望ましい。低温靭性向上の点からSi
0.1% 以下,P0.015%以下,S0.015% 以
下が好ましい。特に、Si0.05%以下,P0.010
%以下,S0.010%以下が望ましい。Sb,Sn及
びAsの低減も、低温靭性を高める効果があり、極力低
減することが望ましいが、現状製鋼技術レベルの点か
ら、Sb0.0015%以下,Sn0.01%以下、及び
As0.02%以下に限定した。特に、Sb0.001%以
下,Sn0.005%及びAs0.01%以下が望ましい。
N is effective in improving tensile strength and preventing the formation of δ-ferrite, but if it is less than 0.02%, its effect is not sufficient, and if it exceeds 0.1%, toughness is reduced. In particular, excellent characteristics can be obtained in the range of 0.04 to 0.08%, and more preferably 0.06 to 0.08%. Reduction of Si, P and S
It has the effect of increasing the low-temperature toughness without impairing the tensile strength, and it is desirable to reduce it as much as possible. Si from the viewpoint of improving low-temperature toughness
0.1% or less, P 0.015% or less, S0.015% or less are preferable. In particular, Si 0.05% or less, P0.010
% Or less, and S0.010% or less. The reduction of Sb, Sn and As also has the effect of increasing the low-temperature toughness, and it is desirable to reduce it as much as possible. However, from the viewpoint of the current steelmaking technology level, Sb 0.0015% or less, Sn 0.01% or less, and As 0.02%. Limited to the following. In particular, Sb 0.001% or less, Sn 0.005% and As 0.01% or less are desirable.

【0090】さらに、本発明においては、Mn/Ni比
を0.11 以下にするのが好ましい。
Further, in the present invention, the Mn / Ni ratio is preferably set to 0.11 or less.

【0091】本発明材の熱処理は、まず完全なオーステ
ナイトに変態するに十分な温度,最低1000℃,最高
1100℃に均一加熱し、急冷し(好ましくは油冷)、
次いで550〜570℃の温度に加熱保持・冷却し(第
1次焼戻し)、次いで560〜680℃の温度に加熱保
持し第2次焼戻しを行い、全焼戻しマルテンサイト組織
とするものが好ましい。
In the heat treatment of the material of the present invention, first, the material is uniformly heated to a temperature sufficient to transform completely into austenite, at least 1000 ° C. and at most 1100 ° C., and quenched (preferably oil-cooled).
Next, it is preferable to heat and hold at a temperature of 550 to 570 ° C. and cool (first tempering), and then to heat and hold at a temperature of 560 to 680 ° C. to perform second tempering to obtain a fully tempered martensitic structure.

【0092】最終段動翼の先端リーデングエッチ部には
Co基合金からなるエロージョン防止層が設けられてい
るのが好ましい。具体的な翼部の長さとして、33.
5″,40″,46.5″,50″等のものを用いること
ができる。Co基合金は重量でCr25〜30%,W
1.5〜7.0%,C0.5〜1.5%を有する板材を溶接
によって設けるのが好ましい。
It is preferable that an erosion prevention layer made of a Co-based alloy is provided on the leading edge etching portion of the last stage blade. As a specific wing length, 33.
5 ", 40", 46.5 ", 50" etc. can be used. Co-based alloy is Cr 25-30% by weight, W
It is preferable to provide a plate material having 1.5 to 7.0% and C having a value of 0.5 to 1.5% by welding.

【0093】(2)本発明における620〜660℃蒸
気タービンの高圧と中圧又は高中圧一体型のロータシャ
フト,動翼,静翼,内部ケーシング締付ボルト及び中圧
部初段ダイヤフラムを構成するマルテンサイト系耐熱鋼
の組成について説明する。
(2) High- and medium-pressure or high- and medium-pressure integrated rotor shafts, moving blades, stationary blades, internal casing fastening bolts, and a middle pressure part first stage diaphragm of the 620 to 660 ° C. steam turbine of the present invention. The composition of the site-based heat-resistant steel will be described.

【0094】Cは焼入れ性を確保し、焼戻し熱処理過程
で炭化物を析出させて高温強度を高めるのに不可欠の元
素であり、また高い引張強さを得るためにも0.05%
以上必要な元素であるが、0.20% を越えると高温に
長時間さらされた場合に金属組織が不安定になり長時間
クリープ破断強度を低下させるので、0.05 〜0.20%
が好ましい。望ましくは0.08〜0.13%であり、特
に0.09〜0.12%が好ましい。
C is an element indispensable for securing quenchability, precipitating carbides during tempering heat treatment and increasing high-temperature strength, and 0.05% for obtaining high tensile strength.
The above elements are necessary. If the content exceeds 0.20%, the metal structure becomes unstable when exposed to a high temperature for a long time, and the creep rupture strength is reduced for a long time.
Is preferred. It is desirably 0.08 to 0.13%, and particularly preferably 0.09 to 0.12%.

【0095】Mnは脱酸剤等のために添加するものであ
り、少量の添加でその効果は達成され、1.5% を越え
る多量の添加はクリープ破断強度を低下させるので好ま
しくない。特に0.03〜0.20%又は0.3〜0.7%
が好ましく、多い方に対しては0.35〜0.65%がよ
り好ましい。Mnの少ない方が620℃以上で高強度が
得られる。また、Mn量の多い方は620℃未満の加工
性がよい方が選ばれる。
Mn is added for a deoxidizing agent and the like, and its effect can be achieved by adding a small amount, and adding a large amount exceeding 1.5% is not preferable because it reduces the creep rupture strength. Especially 0.03 to 0.20% or 0.3 to 0.7%
Is preferable, and 0.35 to 0.65% is more preferable for the larger one. Higher strength is obtained at 620 ° C. or higher when Mn is smaller. In addition, the higher the Mn content, the better the workability of less than 620 ° C. is selected.

【0096】Siも脱酸剤として添加するものである
が、真空C脱酸法などの製鋼技術によれば、Si脱酸は
不要である。Siを低くすることにより有害なδフェラ
イト組織生成防止と結晶粒界偏析等による靭性低下を防
止する効果がある。したがって、添加する場合には0.
15%以下に抑える必要があり、望ましくは0.07%
以下であり、特に0.04%未満が好ましい。
Although Si is also added as a deoxidizing agent, according to steelmaking techniques such as vacuum C deoxidizing method, Si deoxidizing is unnecessary. By lowering Si, there is an effect of preventing formation of a harmful δ ferrite structure and preventing a decrease in toughness due to segregation at crystal grain boundaries. Therefore, when adding, 0.1.
It must be suppressed to 15% or less, preferably 0.07%
Or less, and particularly preferably less than 0.04%.

【0097】Niは靭性を高め、かつ、δフェライトの
生成を防止するのに非常に有効な元素であるが、0.0
5%未満ではその効果が十分でなく、1.0%を越える
添加はクリープ破断強度を低下させるので好ましくな
い。特に0.3〜0.7%、より0.4〜0.65%が好ま
しい。
Ni is a very effective element for increasing the toughness and preventing the formation of δ ferrite.
If it is less than 5%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 1.0%, the creep rupture strength is lowered, so that it is not preferable. In particular, it is preferably from 0.3 to 0.7%, more preferably from 0.4 to 0.65%.

【0098】Crは高温強度及び高温耐酸化を高めるの
に不可欠の元素であり、最低9%必要であるが、13%
を越えると有害なδフェライト組織を生成し高温強度及
び靭性を低下させるので、8〜13%が好ましい。特に
10〜12%、より10.8〜11.8%が好ましい。
Cr is an element indispensable for enhancing high-temperature strength and high-temperature oxidation resistance, and requires at least 9%.
If it exceeds, a harmful δ ferrite structure is formed and the high-temperature strength and toughness are reduced, so that the content is preferably 8 to 13%. Particularly, it is preferably 10 to 12%, more preferably 10.8 to 11.8%.

【0099】Mo添加は、高温強度向上のために行われ
る。しかし、本発明鋼の様に1%を越えるWを含む場合
には、1.5 %以上のMo添加は靭性及び疲労強度を低
下させるので、1.5% 以下が好ましい。特に0.05
〜1.0%、より0.1〜0.5%が好ましい。
The addition of Mo is performed to improve the high-temperature strength. However, when containing W exceeding 1% as in the steel of the present invention, Mo addition of 1.5% or more lowers toughness and fatigue strength, so that 1.5% or less is preferable. Especially 0.05
-1.0%, more preferably 0.1-0.5%.

【0100】Wは高温での炭化物の凝集粗大化を抑制
し、またマトリックスを固溶強化するので、620℃以
上の高温長時間強度を顕著に高める効果がある。620
℃では1〜1.5 %、630℃では1.6〜2.0%、6
40℃では2.1〜2.5%、650℃では2.6〜3.0
%、660℃では3.1〜3.5%とするのが好ましい。
またWが3.5 %を越えるとδフェライトを生成して靭
性が低くなるので、1〜3.5 %に限定される。特に
2.4〜3.0%が好ましく、より2.5〜2.7%が好ま
しい。
W suppresses coarsening and coarsening of carbides at a high temperature and strengthens the solid solution of the matrix, so that it has an effect of remarkably increasing the high-temperature long-time strength of 620 ° C. or more. 620
1 to 1.5% at ℃, 1.6 to 2.0% at 630 ° C, 6
2.1-2.5% at 40 ° C, 2.6-3.0 at 650 ° C
% At 660 ° C. is preferably 3.1 to 3.5%.
On the other hand, if W exceeds 3.5%, δ ferrite is formed and the toughness is lowered, so the content is limited to 1 to 3.5%. In particular, 2.4-3.0% is preferable, and 2.5-2.7% is more preferable.

【0101】Vは、Vの炭窒化物を析出してクリープ破
断強度を高める効果があるが、0.05%未満ではその効果
が不十分で0.35% を越えるとδフェライトを生成し
て疲労強度を低下させる。特に0.10〜0.25%が好
ましく、より0.15 〜0.23%が好ましい。
V has the effect of increasing the creep rupture strength by precipitating carbonitrides of V, but if it is less than 0.05%, the effect is insufficient, and if it exceeds 0.35%, δ ferrite is formed and the fatigue strength is increased. Lower. In particular, 0.10 to 0.25% is preferable, and 0.15 to 0.23% is more preferable.

【0102】Nb及びTaはNbC,TaC炭化物を析
出し、高温強度を高めるのに非常に効果的な元素である
が、あまり多量に添加すると、特に大型鋼塊では粗大な
共晶NbC又はTaC炭化物が生じ、かえって強度を低
下させたり、疲労強度を低下させるδフェライトを析出
させる原因になるので0.20% 以下が好ましい。また
0.01% 未満のNb又はTaでは効果が不十分であ
る。特に単独又は複合で0.02〜0.15%が、より
0.04〜0.10%が好ましい。
Nb and Ta are elements that are very effective in precipitating NbC and TaC carbides and increasing the high-temperature strength. However, if they are added in a large amount, especially in large ingots, coarse eutectic NbC or TaC carbides are used. , Which causes precipitation of δ-ferrite, which lowers the strength and lowers the fatigue strength, and is therefore preferably not more than 0.20%. If the content of Nb or Ta is less than 0.01%, the effect is insufficient. In particular, 0.02 to 0.15%, preferably 0.04 to 0.10%, alone or in combination.

【0103】Coは本発明を従来の発明から区別して特
徴づける重要な元素である。本発明においては、Co添
加により高温強度が著しく改善されるとともに、靭性も
高める。これは、Wとの相互作用によると考えられ、W
を1%以上含む本発明合金において特徴的な現象であ
る。このようなCoの効果を実現するために、本発明合
金におけるCoは2.0 %以上が好ましいが、過度に添
加してもより大きな効果が得られないだけでなく、延性
が低下するので、10%以下が好ましい。望ましくは6
10℃未満では無添加、610〜620℃に対しては2
〜3%、620℃を越え630℃に対しては3.5〜4.
5%、630℃を越え640℃に対しては5〜6%、6
40℃を越え650℃に対しては6.5〜7.5%、65
0℃を越え660℃に対しては8〜10%が望ましい。
Co is an important element that distinguishes the present invention from the prior art. In the present invention, the high temperature strength is remarkably improved by the addition of Co, and the toughness is also increased. This is thought to be due to the interaction with W,
Is a characteristic phenomenon in the alloy of the present invention containing 1% or more. In order to realize such an effect of Co, the content of Co in the alloy of the present invention is preferably 2.0% or more. However, not only an excessive addition does not provide a larger effect, but also a decrease in ductility. 10% or less is preferable. Preferably 6
No addition below 10 ° C, 2 for 610-620 ° C
~ 3%, exceeding 620 ° C and 3.5-4.5 for 630 ° C.
5%, more than 630 ° C, 5-6% for 640 ° C, 6%
6.5-7.5%, 65 ° C over 40 ° C
When the temperature exceeds 0 ° C. and 660 ° C., 8 to 10% is desirable.

【0104】Nも本発明を従来の発明から区別して特徴
づける重要な元素である。Nはクリープ破断強度の改善
及びδフェライト組織の生成防止に効果があるが0.0
1%以下又は0.1%を越えてもその効果が十分でな
く、また0.06%を越えると靭性を低下させると共
に、クリープ破断強度も低下させるので、0.06% 以
下が好ましい。特に0.01〜0.03%が、より0.0
15〜0.025%が好ましい。
N is also an important element that distinguishes the present invention from the prior art. N is effective in improving the creep rupture strength and preventing the formation of the δ ferrite structure, but is effective at 0.0.
If the content is less than 1% or more than 0.1%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 0.06%, the toughness is reduced and the creep rupture strength is also reduced. Therefore, the content is preferably 0.06% or less. In particular, 0.01 to 0.03% is more preferably 0.0%.
15-0.025% is preferred.

【0105】Bは粒界強度作用とM236炭化物中に固
溶し、M236型炭化物の凝集粗大化を妨げる作用によ
り高温強度を高める効果があり、0.0005 %を越え
る添加が有効であるが、0.03% を越えると溶接性や
鍛造性を害するので、0.0005〜0.03%が好ましい。
望ましくは0.001〜0.01%、又は0.01〜0.02
%が好ましい。
[0105] B is a solid solution in the grain boundary strength effects and M 23 C 6 carbide is effective to increase the high-temperature strength by the action preventing the aggregation and coarsening of M 23 C 6 type carbide, added in excess of 0.0005% Is effective, but if it exceeds 0.03%, the weldability and forgeability are impaired, so 0.0005 to 0.03% is preferable.
Desirably 0.001 to 0.01%, or 0.01 to 0.02
% Is preferred.

【0106】Ti及びZrの添加は、靭性を高める効果
があり、Ti0.1% 以下及びZr0.1% 以下の単独
または複合添加で十分な効果が得られる。
The addition of Ti and Zr has the effect of increasing toughness, and a sufficient effect can be obtained by adding Ti 0.1% or less and Zr 0.1% or less singly or in combination.

【0107】本発明におけるロータシャフト及び動翼と
静翼の少なくとも初段は610〜630℃の蒸気温度に
対してはC0.09〜0.20% ,Si0.15%以下,
Mn0.05〜1.0%,Cr9.5〜12.5%,Ni
0.1〜1.0%,V0.05〜0.30%,N0.01〜
0.06%,Nb及びTaを単独又は複合で0.01〜
0.20%,Mo0.05〜1.0%,W2.0〜3.5%,
Co2.0〜4.5%,B0.001〜0.030%,77
%以上のFeを有する全焼戻しマルテンサイト組織を有
する鋼によって構成されるものが好ましい。また、63
5〜660℃の蒸気温度に対しては前述のCo量を5〜
9%とし、78%以上のFeを有する全焼戻しマルテン
サイト組織を有する鋼によって構成されるのが好まし
い。特に、両者の温度に対してMn量を0.03〜0.2
%及びB量を0.001〜0.01%と少なくすることに
よって高強度が得られる。特に、C0.09〜0.20
%,Mn0.1〜0.7%,Ni0.1〜1.0%,V0.
10〜0.30%,Nb及びTaの単独又は複合で0.0
1〜0.20%,N0.02〜0.05%,Mo0.05〜
0.5%,W2〜3.5%を含有し、620〜630℃に対
してはCo3.5〜4.5%,B0.001〜0.01%及
び630〜660℃に対してはCo5.5〜9.0%,B
0.01〜0.03%とするのが好ましい。
In the present invention, at least the first stage of the rotor shaft and the moving blade and the stationary blade has a C of 0.09 to 0.20% and a Si of 0.15% or less for a steam temperature of 610 to 630 ° C.
Mn 0.05-1.0%, Cr 9.5-12.5%, Ni
0.1 to 1.0%, V 0.05 to 0.30%, N 0.01 to
0.06%, Nb and Ta alone or in combination of 0.01 to
0.20%, Mo 0.05-1.0%, W 2.0-3.5%,
Co 2.0-4.5%, B 0.001-0.030%, 77
It is preferable to use a steel having a fully tempered martensite structure having Fe of at least%. Also, 63
For a steam temperature of 5 to 660 ° C., the aforementioned Co amount is 5 to
It is preferably 9%, and is preferably constituted by steel having a fully tempered martensite structure having 78% or more of Fe. In particular, the Mn content is set to 0.03 to 0.2 with respect to both temperatures.
% And B content as small as 0.001 to 0.01% provide high strength. In particular, C 0.09 to 0.20
%, Mn 0.1-0.7%, Ni 0.1-1.0%, V0.1.
10 to 0.30%, Nb and Ta alone or in combination of 0.0
1 to 0.20%, N 0.02 to 0.05%, Mo 0.05 to 5%
0.5%, W2-3.5%, Co 3.5-4.5% for 620-630 ° C, 0.001-0.01% for B, and Co5.5 for 630-660 ° C. ~ 9.0%, B
The content is preferably 0.01 to 0.03%.

【0108】本発明の動翼は好ましくは2段又は3段ま
で用いることができる。また、静翼は強度があまり要求
されないが、2段まで用いることができる。本発明の動
翼の3段目までをマルテンサイト鋼が用いられるが、こ
れに代えて同様に後述のNi基合金を用いることができ
る。
The blade of the present invention can be used preferably in two or three stages. The stationary blade does not require much strength, but can be used in up to two stages. Although the martensitic steel is used up to the third stage of the rotor blade of the present invention, a Ni-based alloy described later can be similarly used instead.

【0109】本発明の蒸気タービンの高圧と中圧のロー
タ材は、δフェライト組織が混在すると、疲労強度及び
靭性が低くなるので、組織は均一な焼戻しマルテンサイ
ト組織が好ましい。焼戻しマルテンサイト組織を得るた
めに、前述の式で計算されるCr当量を、成分調整によ
り4〜10.5 、好ましくは10以下が好ましい。Cr
当量をあまり低くするとクリープ破断強度が低下してし
まうので、4以上が好ましい。特に、Cr当量は5〜
9.5より6.5〜8が好ましい。
In the high-pressure and medium-pressure rotor materials of the steam turbine of the present invention, when the δ ferrite structure is mixed, the fatigue strength and the toughness are reduced, so that the structure is preferably a uniform tempered martensite structure. In order to obtain a tempered martensite structure, the Cr equivalent calculated by the above formula is preferably 4 to 10.5, and more preferably 10 or less, by adjusting the components. Cr
If the equivalent weight is too low, the creep rupture strength decreases, so that 4 or more is preferable. In particular, the Cr equivalent is 5 to 5.
6.5 to 8 are preferred from 9.5.

【0110】本発明のロータは、目標組成とする合金原
料を電気炉で溶解し、カーボン真空脱酸し、金型鋳型に
鋳込み、鍛伸して電極棒を作製する。この電極棒をエレ
クトロスラグ再溶解し、ロータ形状に鍛伸して成型す
る。この鍛伸は、鍛造割れを防ぐために、1150℃以
下の温度で行わなければならない。またこの鍛鋼を焼鈍
熱処理後、1000〜1100℃に加熱し急冷する焼入
れ処理,550〜650℃及び670〜770℃の順序
で2回焼戻しを行うことにより、620℃以上の蒸気中
で使用可能な蒸気タービンロータが製造できる。
In the rotor of the present invention, an alloy material having a target composition is melted in an electric furnace, carbon is deoxidized in a vacuum, cast into a mold, and forged to produce an electrode rod. This electrode rod is redissolved in electroslag, and forged into a rotor shape and molded. This forging must be performed at a temperature of 1150 ° C. or less in order to prevent forging cracks. Further, the forged steel can be used in steam at 620 ° C. or higher by performing a quenching process of heating to 1000 ° C. to 1100 ° C. and quenching twice in the order of 550 ° C. to 650 ° C. and 670 ° C. to 770 ° C. after annealing heat treatment. A steam turbine rotor can be manufactured.

【0111】本発明におけるブレード,ノズル,内部ケ
ーシング締付ボルト,中圧部初段ダイヤフラムは真空溶
解によって溶解され、真空下で金型に鋳造され、インゴ
ットが製造される。インゴットは前述と同様の温度で所
定形状に熱間鍛造され、1050〜1150℃で加熱後水冷
又は油焼入れされ、次いで700〜800℃で焼戻し処
理が施され、切削加工によって所望の形状のブレードと
なる。真空溶解は10-1〜10-4mmHg下で行われる。特
に、本発明における耐熱鋼は高圧部及び中圧部のブレー
ド及びノズルの全段に用いることができるが、特に、両
者の初段には必要なものである。
The blades, nozzles, inner casing fastening bolts, and first-stage diaphragm of the intermediate pressure section according to the present invention are melted by vacuum melting and cast in a mold under vacuum to produce an ingot. The ingot is hot forged into a predetermined shape at the same temperature as described above, heated at 1050 to 1150 ° C, water-cooled or oil-quenched, then tempered at 700 to 800 ° C, and cut into a blade having a desired shape. Become. Vacuum melting is performed under 10 -1 to 10 -4 mmHg. In particular, the heat-resistant steel in the present invention can be used in all stages of the blades and nozzles in the high-pressure section and the medium-pressure section, but is particularly necessary in the first step of both.

【0112】(3)本発明における600〜620℃未
満(好ましくは610〜620℃未満)の蒸気タービンの
高圧と中圧又は高中圧一体型ロータシャフトを構成する
組成は以下のものが好ましい。
(3) In the present invention, the composition constituting the high pressure and medium pressure or high / medium pressure integrated rotor shaft of the steam turbine at 600 to less than 620 ° C. (preferably less than 610 to 620 ° C.) is preferably as follows.

【0113】Cは高い引張強さを得るために0.05 %
以上必要な元素であるが、その量が0.25 %を越える
と、高温に長時間さらされた場合に組織が不安定になり
長時間クリープ破断強度を低下させるので、0.05〜
0.25%に限定される。特に、0.1〜0.2%が好ま
しい。
C is 0.05% for obtaining high tensile strength.
These elements are necessary, but if the amount exceeds 0.25%, the structure becomes unstable when exposed to a high temperature for a long time, and the creep rupture strength is lowered for a long time.
It is limited to 0.25%. In particular, 0.1 to 0.2% is preferable.

【0114】Nb及びTaは高温強度を高めるのに非常
に効果的な元素であるが、あまり多量に添加すると特に
大型鋼塊ではNb又はTa炭化物の阻大な析出が生じ、
また、マトリックスのC濃度を低下させ、かえって強度
を低下させたり、疲労強度を低下させるδフェライトを
析出させる欠点があるので0.15 %以下に抑える必要
がある。また0.02 %未満のNb及びTaでは効果が
不十分である。特に、単独又は複合で0.07〜0.12
%が好ましい。
Nb and Ta are very effective elements for increasing the high-temperature strength. However, if they are added in a large amount, especially in a large steel ingot, a large precipitation of Nb or Ta carbide occurs,
In addition, the C concentration in the matrix is lowered, and the strength is lowered, and the δ ferrite, which lowers the fatigue strength, is disadvantageously precipitated. Further, if the content of Nb and Ta is less than 0.02%, the effect is insufficient. In particular, 0.07 to 0.12 alone or in combination.
% Is preferred.

【0115】Nはクリープ破断強度の改善及びδフェラ
イトの生成防止に効果があるが、0.025%未満では
その効果が充分でなく0.1%を越えると著しく靭性を
低下させる。特に、0.04〜0.07%が好ましい。
N is effective for improving the creep rupture strength and preventing the formation of δ ferrite. However, if it is less than 0.025%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 0.1%, the toughness is remarkably reduced. In particular, 0.04 to 0.07% is preferable.

【0116】Crは高温強度を改善するが、13%を越
えるとδフェライトを生成させる原因となり、8%より
少ないと高温高圧蒸気に対する耐食性が不十分となる。
特に、10〜11.5%が好ましい。
Although Cr improves the high-temperature strength, if it exceeds 13%, it causes the formation of δ ferrite, and if it is less than 8%, the corrosion resistance to high-temperature and high-pressure steam becomes insufficient.
In particular, 10 to 11.5% is preferable.

【0117】Vはクリープ破断強度を高める効果がある
が、0.02 %未満ではその効果が不十分で、0.5 %
を越えるとδフェライトを生成して疲労強度を低下させ
る。特に、0.1〜0.3%が好ましい。
V has the effect of increasing the creep rupture strength, but if it is less than 0.02%, the effect is insufficient, and 0.5% is insufficient.
If it exceeds, ferrite is formed and the fatigue strength is reduced. In particular, 0.1 to 0.3% is preferable.

【0118】Moは固溶強化及び析出硬化作用によって
クリープ強度を改善するが、2%を越えるとδフェライ
トを生成し、靭性及びクリープ破断強度を低下させる。
特に、好ましくは0.1〜1.5%、より0.75〜1.5
%が好ましい。
Mo improves creep strength by solid solution strengthening and precipitation hardening, but when it exceeds 2%, δ ferrite is formed, and toughness and creep rupture strength are reduced.
In particular, preferably 0.1 to 1.5%, more preferably 0.75 to 1.5%.
% Is preferred.

【0119】Niは0.05% 以上で靭性を高め、か
つ、δフェライトの生成を防止するのに非常に有効な元
素であるが、1.5 %を越えると添加はクリープ破断強
度を低下させてしまうので好ましくない。特に、0.4
〜1%が好ましい。
Ni is a very effective element for increasing toughness at 0.05% or more and preventing the formation of δ ferrite, but when it exceeds 1.5%, the addition lowers the creep rupture strength. Is not preferred. In particular, 0.4
~ 1% is preferred.

【0120】Mnは脱酸剤として添加するものであり、
少量の添加でその効果は達成され、1.5%を越える多
量添加はクリープ破断強度を低下させる。特に、0.5
〜1%が好ましい。
Mn is added as a deoxidizing agent.
The effect is achieved with a small addition, and a large addition exceeding 1.5% lowers the creep rupture strength. In particular, 0.5
~ 1% is preferred.

【0121】Siも脱酸剤として添加するものである
が、真空C脱酸法などの製鋼技術によれば、Si脱酸は
不要である。また、Siを低くすることにより、δフェ
ライト析出防止及び靭性改善に効果があるので、0.6
%以下が好ましい。添加する場合には、特に、0.25
%が好ましい。
Although Si is also added as a deoxidizing agent, according to a steelmaking technique such as vacuum C deoxidizing method, Si deoxidizing is unnecessary. Also, lowering the Si content is effective in preventing the precipitation of δ ferrite and improving the toughness.
% Or less is preferable. When added, in particular, 0.25
% Is preferred.

【0122】Wは微量で顕著に高温強度を高める。0.
1 %未満では効果が少なく、また0.65% を越える
と急激に強度を低下させる。Wは0.1〜0.65%が好
ましい。一方、Wは0.65 %を越えると著しく靭性を
低めるので、靭性が要求される部材では0.5 %未満と
するのが好ましい。特に、0.2〜0.45%が好まし
い。
[0122] A small amount of W significantly increases high-temperature strength. 0.
If it is less than 1%, the effect is small, and if it exceeds 0.65%, the strength rapidly decreases. W is preferably 0.1 to 0.65%. On the other hand, if W exceeds 0.65%, the toughness is remarkably reduced. Therefore, it is preferable that W is less than 0.5% for a member requiring toughness. In particular, 0.2 to 0.45% is preferable.

【0123】Alは脱酸剤として有効な元素で、0.0
2%以下が好ましい。0.02%を越えるAl量は高温
強度を低める。
Al is an element effective as a deoxidizing agent.
It is preferably at most 2%. Al content exceeding 0.02% lowers the high temperature strength.

【0124】本発明の高圧,中圧又は高中圧一体蒸気タ
ービンロータシャフトは、ジャーナル部及び低温域部が
胴部より溶接性良好な12%Cr系合金鋼で、胴部がジ
ャーナル部より高温強度の高い12%Cr系合金鋼で一
体に構成するものが好ましい。これらの特に、超々臨界
圧タービン用ロータシャフトは、ジャーナル部及び低温
部が前述の組成において、Bを無添加又は0.003%
以下が好ましく、特に重量比でC0.05〜0.20%
、好ましくは0.06〜0.14%,Si0.6%以下、
好ましくは0.5%以下,Mn2%以下,Cr8〜13
%,Ni0.2〜2.0% 、好ましくは0.2〜1.0
%,V0.05〜0.35%,Nb及びTaを単独又は複
合で0.01〜0.20% ,N0.005〜0.05%,
Mo1.5%以下,W0.1〜4.0% 、好ましくは1.
0〜3.0%,B無添加又は0.003%以下及びCo1
0%以下、好ましくは5%以下を含むマルテンサイト鋼
が好ましく、胴部が重量比でC0.05〜0.20%、好
ましくは0.06〜0.14%,Si0.6%以下、好ま
しくは0.15%以下,Mn1.5%以下、好ましくは
0.03〜1.5%,Cr8〜13%,Ni0.05〜1.
0%,V0.05〜0.35%,Nb及びTaを単独又は
複合で0.01〜0.20%,N0.005〜0.1%、好
ましくは0.005〜0.06%,Mo0.05〜1.5
%,W0.1〜4.0%、好ましくは1.0〜3.5%,B
0.0005〜0.03%及びCo10%以下、好ましく
は2〜10%を含むマルテンサイト鋼が好ましく、ジャ
ーナル部より高温強度の高い12%Cr系合金鋼によっ
て構成されるのが好ましい。
The high-pressure, medium-pressure or high-medium-pressure integrated steam turbine rotor shaft according to the present invention is a 12% Cr-based alloy steel having better weldability in the journal portion and the low-temperature region than the body portion, and the body portion has a higher strength than the journal portion. It is preferable to integrally form a 12% Cr-based alloy steel having a high hardness. In particular, in the rotor shaft for an ultra supercritical pressure turbine, the journal portion and the low-temperature portion have no B added or 0.003% in the above-described composition.
The following are preferable, and in particular, C 0.05 to 0.20% by weight ratio
, Preferably 0.06 to 0.14%, Si 0.6% or less,
Preferably 0.5% or less, Mn 2% or less, Cr 8-13
%, Ni 0.2 to 2.0%, preferably 0.2 to 1.0%
%, V 0.05 to 0.35%, Nb and Ta alone or in combination 0.01 to 0.20%, N 0.005 to 0.05%,
Mo 1.5% or less, W 0.1 to 4.0%, preferably 1.
0 to 3.0%, no B added or 0.003% or less and Co1
A martensitic steel containing 0% or less, preferably 5% or less is preferable, and a body portion has a weight ratio of C 0.05 to 0.20%, preferably 0.06 to 0.14%, and Si 0.6% or less, preferably. Is 0.15% or less, Mn 1.5% or less, preferably
0.03 to 1.5%, Cr 8 to 13%, Ni 0.05 to 1.
0%, V 0.05 to 0.35%, Nb and Ta alone or in combination 0.01 to 0.20%, N 0.005 to 0.1%, preferably 0.005 to 0.06%, Mo0 .05 to 1.5
%, W 0.1 to 4.0%, preferably 1.0 to 3.5%, B
A martensitic steel containing 0.0005-0.03% and 10% or less of Co, preferably 2-10% is preferable, and is preferably made of a 12% Cr-based alloy steel having higher high-temperature strength than the journal portion.

【0125】本発明の超々臨界圧タービン用ロータシャ
フトは、ジャーナル部が胴部にくらべ溶接性が高いか、
胴部がジャーナル部より高温強度が高い合金鋼の2種又
はそれ以上の消耗電極を別々に準備し、まず前者のジャ
ーナル部に相当する消耗電極をエレクトロスラグ溶解
し、所望の長さが得られ次第直ちに後者の胴部に相当す
る消耗電極をエレクトロスラグ溶解して接合し、その後
再び前者のジャーナル部に相当する消耗電極をエレクト
ロスラグ溶解し継ぎ足し一体に接合することによって製
造できる。
The rotor shaft for an ultra-supercritical pressure turbine according to the present invention is characterized in that the journal has higher weldability than the body.
Two or more consumable electrodes of alloy steel whose body is higher in hot strength than the journal part are separately prepared, and the consumable electrode corresponding to the former journal part is first electroslag-melted to obtain a desired length. As soon as the latter, the consumable electrode corresponding to the body portion is electroslag-melted and joined, and then the consumable electrode corresponding to the former journal portion is electroslag-melted, added again and joined together.

【0126】また、本発明の超々臨界圧タービン用ロー
タシャフトは、ジャーナル部及び低温域部を溶接性良好
な合金鋼(上端部及び下端部)で胴部(中央部)を高温
強度の高い合金鋼で製作した一体の消耗電極を準備し、
この消耗電極をエレクトロスラグ溶解することによって
も製造することができる。
Further, in the rotor shaft for an ultra-supercritical turbine according to the present invention, the journal portion and the low-temperature region are made of alloy steel (upper and lower ends) having good weldability, and the body (center) is made of an alloy having high high-temperature strength. Prepare an integrated consumable electrode made of steel,
The consumable electrode can also be manufactured by electroslag melting.

【0127】(4)本発明における12重量%Cr系マ
ルテンサイト鋼からなる蒸気タービンロータシャフトは
そのジャーナル部を形成する母材表面に軸受特性の高い
Cr−Mo低合金鋼の肉盛溶接層を形成することが好ま
しく、溶接材を用いて好ましくは3層〜10層の前記肉
盛溶接層を形成し、初層から2層目〜4層目のいずれか
までの前記溶接材のCr量を順次低下させるとともに、
4層目以降を同じCr量を有する鋼からなる溶接材を用
いて溶接し、前記初層の溶接に用いられる溶接材のCr
量を前記母材のCr量より2〜6重量%程度少なくし、
4層目以降の溶接層のCr量を0.5〜3重量%(好ま
しくは1〜2.5重量%)とするものである。
(4) The steam turbine rotor shaft made of 12% by weight Cr-based martensite steel in the present invention has a build-up weld layer of a Cr-Mo low alloy steel having high bearing characteristics on the surface of the base material forming the journal portion. It is preferable to form, preferably 3 to 10 layers of the overlay welding layer is formed using a welding material, and the Cr content of the welding material from the first layer to any of the second to fourth layers is reduced. While decreasing sequentially,
The fourth and subsequent layers are welded using a welding material made of steel having the same amount of Cr, and the welding material Cr used for the first layer is welded.
The amount is about 2 to 6% by weight less than the amount of Cr in the base material,
The Cr content of the fourth and subsequent welding layers is set to 0.5 to 3% by weight (preferably 1 to 2.5% by weight).

【0128】本発明においては、ジャーナル部の軸受特
性の改善には肉盛溶接が最も安全性が高い点で好まし
い。また、Cr量1〜3%を有する低合金鋼からなるス
リーブの焼ばめ,はめ込みとする構造とすることもでき
る。
In the present invention, build-up welding is preferred for improving the bearing characteristics of the journal portion because it is the safest. Further, a sleeve made of a low alloy steel having a Cr content of 1 to 3% may be formed by shrink fitting or fitting.

【0129】溶接層数を多くして徐々にCr量を下げる
のに3層以上が好ましく、10層以上溶接してもそれ以
上の効果は得られない。一例として最終仕上げで約18
mmの厚さが要求される。このような厚さを形成するには
切削による最終仕上げ代を除いても少なくとも5層の肉
盛溶接層が好ましい。3層目以降は主に焼戻しマルテン
サイト組織を有し、炭化物が析出していることが好まし
い。特に、4層目以降の溶接層の組成として重量で、C
0.01〜0.1%,Si0.3〜1%,Mn0.3〜1.5
%,Cr0.5〜3%,Mo0.1〜1.5%を含み残部
Feからなるものが好ましい。
In order to increase the number of weld layers and gradually reduce the Cr content, three or more layers are preferable, and even more than ten layers cannot be obtained. As an example, about 18 in the final finish
mm thickness is required. In order to form such a thickness, at least five build-up weld layers are preferable even if the final finishing allowance by cutting is excluded. The third and subsequent layers preferably have a tempered martensite structure mainly and have carbides precipitated. In particular, the weight of the composition of the fourth and subsequent welding layers is C
0.01-0.1%, Si 0.3-1%, Mn 0.3-1.5
%, 0.5 to 3% of Cr, and 0.1 to 1.5% of Mo.

【0130】(5)本発明の高圧タービン,中圧タービ
ン及び高中圧タービンの内部ケーシング加減弁弁箱,組
合せ再熱弁弁箱,主蒸気リード管,主蒸気入口管,再熱
入口管,高圧タービンノズルボックス,中圧タービン初
段ダイヤフラム,高圧タービン主蒸気入口フランジ,エ
ルボ,主蒸気止め弁を構成するフェライト系耐熱鋼の組
成の限定理由について説明する。
(5) The high pressure turbine, the medium pressure turbine, the internal casing control valve valve box, the combined reheat valve valve box, the main steam reed pipe, the main steam inlet pipe, the reheat inlet pipe, and the high pressure turbine of the high and medium pressure turbine of the present invention. The reasons for limiting the composition of the heat-resistant ferritic steel constituting the nozzle box, the first stage diaphragm of the intermediate pressure turbine, the main steam inlet flange of the high pressure turbine, the elbow, and the main steam stop valve will be described.

【0131】フェライト系耐熱鋳鋼ケーシング材におい
ては、特にNi/W比を0.25 〜0.75に調整する
ことにより、621℃,250kgf/cm2以上の超々臨
界圧タービン高圧及び中圧内部ケーシング並びに主蒸気
止め弁及び加減弁ケーシングに要求される、625℃,
105h クリープ破断強度9kgf/mm2 以上,室温衝撃
吸収エネルギー1kgf−m以上の耐熱鋳鋼ケーシング材
が得られる。
In the case of a heat-resistant ferritic cast steel casing material, particularly, by adjusting the Ni / W ratio to 0.25 to 0.75, the super-supercritical turbine high-pressure and medium-pressure internal casing of 621 ° C. and 250 kgf / cm 2 or more are used. 625 ° C, required for main steam stop valve and control valve casing
A heat-resistant cast steel casing material having a 10 5 h creep rupture strength of 9 kgf / mm 2 or more and a shock absorption energy at room temperature of 1 kgf-m or more can be obtained.

【0132】本発明フェライト系耐熱鋳鋼ケーシング材
においては、高い高温強度と低温靭性並びに高い疲労強
度を得るために、前述の式で計算されるCr当量を4〜
10に成分調整することが好ましい。
In the heat-resistant ferritic cast steel casing material of the present invention, in order to obtain high high-temperature strength, low-temperature toughness, and high fatigue strength, the Cr equivalent calculated by the above-mentioned formula is set to 4 to 4.
It is preferable to adjust the components to 10.

【0133】本発明の12Cr耐熱鋼においては、62
1℃以上の蒸気中で使用されるので、625℃,105
hクリープ破断強度9kgf/mm2以上,室温衝撃吸収エ
ネルギー1kgf−m以上にしなければならない。更に、
より高い信頼性を確保するためには、625℃,105
h クリープ破断強度10kgf/mm2 以上,室温衝撃吸
収エネルギー2kgf−m以上であることが好ましい。
In the 12Cr heat resistant steel of the present invention, 62
625 ° C, 10 5
h The creep rupture strength must be 9 kgf / mm 2 or more, and the impact absorption energy at room temperature must be 1 kgf-m or more. Furthermore,
To ensure higher reliability, 625 ° C., 10 5
h The creep rupture strength is preferably 10 kgf / mm 2 or more, and the impact absorption energy at room temperature is 2 kgf-m or more.

【0134】Cは高い引張強さを得るために0.06%
以上必要な元素であるが、0.16%を越えると高温に
長時間さらされた場合に金属組織が不安定になり長時間
クリープ破断強度を低下させるので、0.06〜0.16
% に限定される。特に0.09〜0.14%が好まし
い。
C is 0.06% to obtain high tensile strength.
The above elements are necessary. However, if the content exceeds 0.16%, the metal structure becomes unstable when exposed to a high temperature for a long time, and the creep rupture strength is reduced for a long time.
%. In particular, 0.09 to 0.14% is preferable.

【0135】Nはクリープ破断強度の改善及びδフェラ
イト組織の生成防止に効果があるが、0.01%未満で
はその効果が十分でなく、0.1%を越えても顕著な効
果はなく、逆に靭性を低下させると共に、クリープ破断
強度も低下させる。特に0.02〜0.06%が好ましい。
N is effective in improving the creep rupture strength and preventing the formation of a δ ferrite structure. However, if it is less than 0.01%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 0.1%, there is no remarkable effect. Conversely, it reduces toughness and creep rupture strength. In particular, 0.02 to 0.06% is preferable.

【0136】Mnは脱酸剤として添加するものであり、
少量の添加でその効果は達成され、1%を越える多量の
添加はクリープ破断強度を低下させ、特に0.4〜0.7
%が好ましい。
Mn is added as a deoxidizing agent.
The effect can be achieved with a small amount of addition, and a large amount exceeding 1% lowers the creep rupture strength, especially from 0.4 to 0.7.
% Is preferred.

【0137】Siも脱酸剤として添加するものである
が、真空C脱酸法などの製鋼技術によれば、Si脱酸は
不要である。またSiを低くすることにより有害なδフ
ェライト組織生成防止効果がある。したがって、添加す
る場合には0.5 %以下に抑える必要があり、特に0.
1〜0.4%が好ましい。
Although Si is also added as a deoxidizing agent, according to steelmaking techniques such as vacuum C deoxidizing method, Si deoxidizing is not required. Also, lowering Si has an effect of preventing formation of a harmful δ ferrite structure. Therefore, when it is added, it must be suppressed to 0.5% or less, especially 0.5%.
1-0.4% is preferred.

【0138】Vはクリープ破断強度を高める効果がある
が、0.05 %未満ではその効果が不十分で0.35 %
を越えるとδフェライトを生成して疲労強度を低下させ
る。特に、0.15〜0.25%が好ましい。
V has the effect of increasing the creep rupture strength, but if it is less than 0.05%, the effect is insufficient and 0.35%
If it exceeds, ferrite is formed and the fatigue strength is reduced. In particular, 0.15 to 0.25% is preferable.

【0139】Nbは高温強度を高めるのに非常に効果的
な元素であるが、あまり多量に添加すると、特に大型鋼
塊では粗大な共晶Nb炭化物が生じ、かえって強度を低
下させたり、疲労強度を低下させるδフェライトを析出
させる原因になるので0.15%以下に抑える必要がある。
また0.01%未満のNbでは効果が不十分である。特
に大型鋼塊の場合は0.02〜0.1%が、より0.04
〜0.08が好ましい。Niは靭性を高め、かつ、δフ
ェライトの生成を防止するのに非常に有効な元素である
が、0.2%未満ではその効果が十分でなく、1.0%を
越える添加はクリープ破断強度を低下させるので好まし
くない。特に0.4〜0.8%が好ましい。
Nb is a very effective element for increasing the high-temperature strength. However, if it is added in an excessively large amount, coarse eutectic Nb carbides are generated, especially in large ingots. Must be suppressed to 0.15% or less because it causes δ ferrite to precipitate.
Further, if Nb is less than 0.01%, the effect is insufficient. Especially in the case of large steel ingots, 0.02 to 0.1% is more preferable.
~ 0.08 is preferred. Ni is a very effective element for increasing the toughness and preventing the formation of δ ferrite, but the effect is insufficient when the content is less than 0.2%, and the creep rupture strength is increased when the content exceeds 1.0%. Is not preferred. Particularly, it is preferably from 0.4 to 0.8%.

【0140】Crは高強度及び高温酸化を改善する効果
がある。12%を越えると有害なδフェライト組織生成
の原因となり、8%より少ないと高温高圧蒸気に対する
耐酸化性が不十分となる。またCr添加は、クリープ破
断強度を高める効果があるが、過剰の添加は有害なδフ
ェライト組織生成及び靭性低下の原因となる。特に8.
0 〜10%、より8.5〜9.5%が好ましい。
Cr has an effect of improving high strength and high-temperature oxidation. If it exceeds 12%, a harmful δ ferrite structure is formed, and if it is less than 8%, the oxidation resistance to high-temperature and high-pressure steam becomes insufficient. Further, the addition of Cr has the effect of increasing the creep rupture strength, but the excessive addition causes the formation of a harmful δ ferrite structure and a decrease in toughness. Especially 8.
It is preferably from 0 to 10%, more preferably from 8.5 to 9.5%.

【0141】Wは高温長時間強度を顕著に高める効果が
ある。1%より少ないWでは、620〜660℃で使用す
る耐熱鋼としては効果が不十分である。またWが4%を
越えると靭性が低くなる。620℃では1.0〜1.5
%、630℃では1.6〜2.0%、640℃では2.1
〜2.5%、650℃に対しては2.6〜3.0%、66
0℃では3.1〜3.5%が好ましい。
W has the effect of significantly increasing the high-temperature long-time strength. If W is less than 1%, the effect is insufficient for heat-resistant steel used at 620 to 660 ° C. If W exceeds 4%, the toughness decreases. 1.0-1.5 at 620 ° C
%, 1.6-2.0% at 630 ° C, 2.1% at 640 ° C
~ 2.5%, 2.6-3.0% for 650 ° C, 66
At 0 ° C, 3.1 to 3.5% is preferred.

【0142】WとNiとは互いに相関性があり、Ni/
W比を0.25〜0.75とすることにより強度と靭性と
もに高いものが得られる。
W and Ni have a correlation with each other, and Ni /
By setting the W ratio to 0.25 to 0.75, high strength and toughness can be obtained.

【0143】Mo添加は、高温強度向上のために行われ
る。しかし、本発明鋳鋼の様に1%を越えるWを含む場
合には、1.5% 以上のMo添加は靭性及び疲労強度を
低下させるので、1.5% 以下がよく、特に0.4〜0.
8%、より0.55〜0.70%が好ましい。
The addition of Mo is performed to improve the high-temperature strength. However, when the content of W exceeds 1% as in the cast steel of the present invention, the addition of Mo of 1.5% or more lowers the toughness and the fatigue strength. 0.
8%, more preferably 0.55 to 0.70%.

【0144】Ta,Ti及びZrの添加は、靭性を高め
る効果があり、Ta0.15%以下,Ti0.1%以下及
びZr0.1%以下の単独または複合添加で十分な効果
が得られる。Taを0.1% 以上添加した場合には、N
bの添加を省略することができる。
Addition of Ta, Ti and Zr has an effect of increasing toughness, and a sufficient effect can be obtained by adding Ta 0.15% or less, Ti 0.1% or less and Zr 0.1% or less alone or in combination. When 0.1% or more of Ta is added, N
The addition of b can be omitted.

【0145】本発明の耐熱鋳鋼ケーシング材は、δフェ
ライト組織が混在すると、疲労強度及び靭性が低くなる
ので、組織は均一な焼戻しマルテンサイト組織が好まし
い。焼戻しマルテンサイト組織を得るために、前述の式
で計算されるCr当量を、成分調整により10以下にし
なければならない。Cr当量をあまり低くするとクリー
プ破断強度が低下してしまうので、4以上にしなければ
ならない。特に、Cr当量6〜9が好ましい。
In the heat-resistant cast steel casing material of the present invention, when the δ ferrite structure is mixed, the fatigue strength and the toughness are reduced. Therefore, the structure is preferably a uniform tempered martensite structure. In order to obtain a tempered martensite structure, the Cr equivalent calculated by the above equation must be reduced to 10 or less by adjusting the components. If the Cr equivalent is too low, the creep rupture strength decreases, so it must be 4 or more. Particularly, a Cr equivalent of 6 to 9 is preferable.

【0146】B添加は高温(620℃以上)クリープ破
断強度を著しく高める。B含有量が0.003%を越え
ると、溶接性が悪くなるため、上限は0.003%に制
限される。特に、大型ケーシングのB含有量の上限は
0.0028%、更に0.0005〜0.0025%が好
ましく、特に0.001〜0.002%が好ましい。
The addition of B significantly increases the high temperature (620 ° C. or higher) creep rupture strength. If the B content exceeds 0.003%, the weldability deteriorates, so the upper limit is limited to 0.003%. In particular, the upper limit of the B content of the large casing is 0.0028%, preferably 0.0005 to 0.0025%, more preferably 0.001 to 0.002%.

【0147】ケーシングは、620℃以上の高圧蒸気を
カバーしているので、内圧による高応力が作用する。そ
の為、クリープ破壊防止の観点から、10kgf/mm2
上の105 hクリープ破断強度が要求される。また、起
動時には、メタル温度が低い時に熱応力が作用するの
で、脆性破壊防止の観点から、1kgf−m以上の室温衝
撃吸収エネルギーが要求される。より高温度側に対して
はCoを10%以下含有させることにより強化が図れ
る。特に、620℃に対しては1〜2%、630℃に対
しては2.5〜3.5%、640℃に対しては4〜5%、
650℃に対しては5.5〜6.5%、660℃に対して
は7〜8%が好ましい。600〜620℃では無添加で
もよい。
Since the casing covers high-pressure steam of 620 ° C. or higher, high stress due to internal pressure acts. Therefore, from the viewpoint of preventing creep rupture, a creep rupture strength of 10 5 h of 10 kgf / mm 2 or more is required. In addition, at the time of startup, thermal stress acts when the metal temperature is low, so that room temperature impact absorption energy of 1 kgf-m or more is required from the viewpoint of preventing brittle fracture. On the higher temperature side, strengthening can be achieved by containing 10% or less of Co. In particular, 1-2% for 620 ° C, 2.5-3.5% for 630 ° C, 4-5% for 640 ° C,
It is preferably 5.5-6.5% for 650 ° C and 7-8% for 660 ° C. At 600 to 620 ° C, it may not be added.

【0148】欠陥の少ないケーシングを作製するには、
鋳塊重量50トン前後と大型になるので、高度な製造技
術が要求される。本発明フェライト系耐熱鋳鋼ケーシン
グ材は、目標組成とする合金原料を電気炉で溶解し、と
りべ精錬後、砂型鋳型に鋳込み成形することにより健全
なものが作製できる。鋳込み前に、十分な精錬及び脱酸
を行うことにより、引け巣等の鋳造欠陥の少ないものに
できる。
To produce a casing with few defects,
Since the weight of the ingot becomes as large as about 50 tons, advanced manufacturing technology is required. The heat-resistant ferritic cast steel casing material of the present invention can be made sound by melting an alloy material having a target composition in an electric furnace, refining the ladle, and then casting it in a sand mold. By performing sufficient refining and deoxidation before casting, casting defects such as shrinkage cavities can be reduced.

【0149】また、前記の鋳鋼を1000〜1150℃
で焼鈍熱処理後、1000〜1100℃に加熱し急冷する焼準熱
処理,550〜750℃及び670〜770℃の順序で
2回焼戻しを行うことにより、621℃以上の蒸気中で
使用可能な蒸気タービンケーシングが製造できる。焼鈍
及び焼準温度は、1000℃以下では炭窒化物を十分固
溶させることができず、あまり高くすると結晶粒粗大化
の原因になる。また、2回焼戻しは、残留オーステナイ
トを完全に分解させ、均一な焼戻しマルテンサイト組織
にすることができる。上記の製法で作製することによ
り、10kgf/mm2以上の625℃,105 hクリープ破
断強度と1kgf−m以上の室温衝撃吸収エネルギーが得
られ、620℃以上の蒸気中で使用可能な蒸気タービン
ケーシングにできる。
Further, the above cast steel is heated at 1000 to 1150 ° C.
A steam turbine that can be used in steam at 621 ° C or higher by performing normalizing heat treatment of heating to 1000 to 1100 ° C and quenching after annealing heat treatment, and performing tempering twice in the order of 550 to 750 ° C and 670 to 770 ° C. Casing can be manufactured. If the annealing and normalizing temperatures are lower than 1000 ° C., the carbonitrides cannot be sufficiently dissolved, and if they are too high, the crystal grains become coarse. In addition, the twice-tempering completely decomposes the retained austenite and can provide a uniform tempered martensite structure. A steam turbine that can be used in steam at 620 ° C. or more can be obtained by producing 625 ° C., 10 5 h creep rupture strength of 10 kgf / mm 2 or more and impact absorption energy at room temperature of 1 kgf-m or more by manufacturing by the above method. Can be made into a casing.

【0150】Oは0.015%を越えると高温強度及び
靭性値を低下させるので、0.015%以下が好まし
く、特に0.010%以下が好ましい。
If O exceeds 0.015%, the high-temperature strength and toughness decrease, so that it is preferably 0.015% or less, particularly preferably 0.010% or less.

【0151】本発明におけるケーシングは前述のCr当
量とし、δフェライト量が5%以下にするのが好まし
く、より0%がよい。
In the present invention, the casing has the above-mentioned Cr equivalent, and the δ ferrite content is preferably 5% or less, more preferably 0%.

【0152】内部ケーシングを鋳鋼によって製造する他
は鍛鋼によって製造するのが好ましい。
It is preferable that the inner casing is made of forged steel except that it is made of cast steel.

【0153】(6)低圧蒸気タービンロータシャフトは
重量で、C0.2〜0.3%,Si0.1%以下,Mn0.
2% 以下,Ni3.2〜4.0%,Cr1.25〜2.2
5%,Mo0.1〜0.6%,V0.05〜0.25%を有
する全焼戻しベーナイト組織を有する低合金鋼が好まし
く、前述の高圧,中圧ロータシャフトと同様の製法によ
って製造されるのが好ましい。特に、Si量は0.05
%以下,Mn0.1%以下の他P,S,As,Sb,S
n等の不純物を極力低めた原料を用い、総量0.025%以
下とするように用いられる原材料の不純物の少ないもの
を使用するスーパークリーン化した製造とするのが好ま
しい。P,S各0.010% 以下,Sn,As0.00
5%以下,Sb0.001%以下が好ましい。
(6) The low-pressure steam turbine rotor shaft is C-0.2-0.3%, Si-0.1% or less, Mn-0.1 by weight.
2% or less, Ni 3.2 to 4.0%, Cr 1.25 to 2.2
A low-alloy steel having a total tempered bainite structure of 5%, Mo 0.1 to 0.6%, and V 0.05 to 0.25% is preferable, and is manufactured by the same manufacturing method as the above-described high-pressure and medium-pressure rotor shafts. Is preferred. In particular, the Si content is 0.05
%, Mn 0.1% or less, P, S, As, Sb, S
It is preferable to use a raw material in which impurities such as n are reduced as much as possible and to use a super-clean production using a raw material having a small amount of impurities so as to have a total amount of 0.025% or less. P and S each 0.010% or less, Sn and As 0.00
It is preferably 5% or less and Sb 0.001% or less.

【0154】(7)低圧タービン用ブレードの最終段以
外及びノズルは、C0.05〜0.2%,Si0.1〜0.
5%,Mn0.2〜1.0%,Cr10〜13%,Mo0.
04〜0.2%を有する全焼戻しマルテンサイト鋼が好
ましい。
(7) The nozzles other than the last stage of the low pressure turbine blade and the nozzles are C 0.05-0.2%, Si 0.1-0.1%.
5%, Mn 0.2-1.0%, Cr 10-13%, Mo 0.2%
Preference is given to a fully tempered martensitic steel having a content of between 0.4 and 0.2%.

【0155】(8)低圧タービン用内部及び外部ケーシ
ングともにC0.2〜0.3%,Si0.3〜0.7%,M
n1%以下を有する炭素鋳鋼が好ましい。
(8) Both the inner and outer casings for the low-pressure turbine have C of 0.2 to 0.3%, Si of 0.3 to 0.7%, M
Carbon cast steel with n1% or less is preferred.

【0156】(9)主蒸気止め弁ケーシング及び蒸気加
減弁ケーシングはC0.1〜0.2%,Si0.1〜0.4
%,Mn0.2〜1.0%,Cr8.5〜10.5%,Mo
0.3〜1.0%,W1.0〜3.0%,V0.1〜0.3
%,Nb0.03〜0.1%,N0.03〜0.08%,B
0.0005〜0.003%を含む全焼戻しマルテンサイ
ト鋼が好ましい。
(9) The main steam stop valve casing and the steam control valve casing are C 0.1-0.2%, Si 0.1-0.4.
%, Mn 0.2 to 1.0%, Cr 8.5 to 10.5%, Mo
0.3 to 1.0%, W 1.0 to 3.0%, V 0.1 to 0.3
%, Nb 0.03 to 0.1%, N 0.03 to 0.08%, B
A fully tempered martensitic steel containing 0.0005 to 0.003% is preferred.

【0157】(10)低圧タービンの最終段動翼として1
2%Cr鋼のほかTi合金が用いられ、特に40インチ
を越える長さに対してはAl5〜8重量%及びV3〜6
重量%を有するTi合金が用いられる。特に、43イン
チにおいてはAl5.5〜6.5%,V3.5〜4.5%と
し、46インチではAl4〜7%,V4〜7%及びSn
1〜3%を有する高強度材がよい。
(10) As the last stage rotor blade of the low pressure turbine, 1
In addition to 2% Cr steel, a Ti alloy is used. Particularly, for a length exceeding 40 inches, Al 5 to 8% by weight and V 3 to 6
A Ti alloy with% by weight is used. In particular, at 43 inches, Al 5.5-6.5% and V 3.5-4.5%, and at 46 inches Al 4-7%, V 4-7% and Sn.
A high strength material having 1-3% is preferred.

【0158】(11)高圧タービン,中圧タービン及び高
中圧タービン用外部ケーシングにはC0.10〜0.20
%,Si0.05〜0.6%,Mn0.1〜1.0%,Ni
0.1〜0.5%,Cr1〜2.5%,Mo0.5〜1.5
%,V0.1〜0.35%を含み、好ましくはAl0.0
25%以下,B0.0005〜0.004%及びTi0.
05〜0.2% の少なくとも一方を含み、全焼戻しベー
ナイト組織を有する鋳鋼によって製造するのが好まし
い。特に、C0.10〜0.18%,Si0.20〜0.60
%,Mn0.20〜0.50%,Ni0.1〜0.5%,C
r1.0〜1.5%,Mo0.9〜1.2%,V0.2〜0.
3%,Al0.001〜0.005%,Ti0.045〜
0.10% 及びB0.0005〜0.0020%を含む
鋳鋼が好ましい。より好ましくはTi/Al比が0.5
〜10である。
(11) The high pressure turbine, the medium pressure turbine, and the outer casing for the high / medium pressure turbine have C0.10 to 0.20.
%, Si 0.05-0.6%, Mn 0.1-1.0%, Ni
0.1 to 0.5%, Cr 1 to 2.5%, Mo 0.5 to 1.5
%, V0.1-0.35%, preferably Al0.0
25% or less, B 0.0005 to 0.004%, and Ti
Preferably, it is manufactured from cast steel containing at least one of 0.5 to 0.2% and having a fully tempered bainite structure. In particular, C 0.10 to 0.18%, Si 0.20 to 0.60
%, Mn 0.20-0.50%, Ni 0.1-0.5%, C
r 1.0 to 1.5%, Mo 0.9 to 1.2%, V 0.2 to 0.2.
3%, 0.001 to 0.005% Al, 0.045 to Ti
Cast steels containing 0.10% and B 0.0005 to 0.0020% are preferred. More preferably, the Ti / Al ratio is 0.5.
10 to 10.

【0159】(12)蒸気温度625〜650℃における
高圧,中圧,高中圧タービン(高圧側と中圧側)の初段
ブレード、好ましくは高圧タービン及び高中圧タービン
の高圧側は2段又は3段まで、中圧タービン及び高中圧
タービンの中圧側は2段までを前述のマルテンサイト鋼
に代えて重量で、C0.03〜0.20%(好ましくは
0.03〜0.15%),Cr12〜20%,Mo9〜2
0%(好ましくは12〜20%),Co12%以下(好
ましくは5〜12%),Al0.5〜1.5%,Ti1〜
3%,Fe5%以下,Si0.3%以下,Mn0.2%以
下,B0.003 〜0.015%の他,Mg0.1%以
下,希土類元素0.5%以下,Zr0.5%以下の一種以
上を含むNi基合金が用いることができる。以下につい
ては0%も含む。鍛造後、溶体化処理され、時効処理さ
れる。
(12) First-stage blades of high-pressure, medium-pressure, high-medium-pressure turbines (high-pressure side and medium-pressure side) at a steam temperature of 625 to 650 ° C., preferably up to two or three stages on the high-pressure side of the high-pressure turbine and high-medium-pressure turbine On the medium pressure side of the intermediate pressure turbine and the high intermediate pressure turbine, up to the second stage are replaced with the above-mentioned martensitic steel by weight, and are C 0.03 to 0.20% (preferably 0.03 to 0.15%), Cr 12 to 20%, Mo9 ~ 2
0% (preferably 12 to 20%), Co 12% or less (preferably 5 to 12%), Al 0.5 to 1.5%, Ti1 to
3%, Fe 5% or less, Si 0.3% or less, Mn 0.2% or less, B 0.003 to 0.015%, Mg 0.1% or less, rare earth element 0.5% or less, Zr 0.5% or less A Ni-based alloy containing at least one kind can be used. The following includes 0%. After forging, it is subjected to a solution treatment and an aging treatment.

【0160】Ni基析出強化合金の成分範囲の理由は次
の通りである。
The reasons for the component ranges of the Ni-based precipitation strengthened alloy are as follows.

【0161】Cは0.03% 以上の添加により固溶又
は、高温度で使用中に炭化物を析出して高温における耐
力,クリープ強度を高めるが、0.2% を越えると高温
で使用中に炭化物の析出が著しく、高温引張絞り率を低
める。より0.03〜0.15%が好ましい。
When C is added in an amount of 0.03% or more, C forms a solid solution or precipitates carbide during use at a high temperature to increase the proof stress and creep strength at a high temperature. Precipitation of carbides is remarkable, lowering the high-temperature tensile drawing ratio. More preferably, the content is 0.03 to 0.15%.

【0162】Crは合金に固溶して高温における耐力,
クリープ強度を高め、更に合金の高温耐酸化性,耐硫化
腐食性を高めるために12%以上含有させることが好ま
しい。しかし20%を越えるとシグマ相を析出し、高温
引張試験における絞り率を減ずる。より好ましい範囲は
12〜20%である。
Cr forms a solid solution in the alloy and has a proof stress at high temperatures.
In order to increase the creep strength and further enhance the high-temperature oxidation resistance and the sulfidation corrosion resistance of the alloy, it is preferable to contain the alloy in an amount of 12% or more. However, if it exceeds 20%, a sigma phase is precipitated, and the draw ratio in a high-temperature tensile test is reduced. A more preferred range is 12 to 20%.

【0163】Moは9%を越える添加によって合金に固
溶して高温における耐力を顕著に高め、更にクリープ破
断強度を顕著に高める。しかし、20%を越えると逆に
高温における耐力を急激に低め、更に冷間加工性及びシ
グマ相を析出し高温引張における絞り率を減ずる。より
好ましい範囲は12〜20%である。
Mo, when added in excess of 9%, forms a solid solution with the alloy to significantly increase proof stress at high temperatures and further significantly increase creep rupture strength. However, if it exceeds 20%, on the contrary, the yield strength at high temperatures is sharply reduced, and further, cold workability and sigma phase are precipitated, and the draw ratio at high temperature tensile is reduced. A more preferred range is 12 to 20%.

【0164】Coは12%以下の添加で合金に固溶して
室温および高温でのクリープ破断強度を顕著に高める。
しかし、12%を越えると高温延性が急激に低下すると
ともにシグマ相を析出し高温引張における絞り率を減じ
る。より好ましくは5〜12%である。
[0164] Co is added to the alloy in an amount of not more than 12% to form a solid solution in the alloy, thereby significantly increasing the creep rupture strength at room temperature and high temperature.
However, when it exceeds 12%, the high-temperature ductility rapidly decreases and a sigma phase is precipitated, thereby reducing the draw ratio in high-temperature tensile. More preferably, it is 5 to 12%.

【0165】Alは0.5〜1.5%の添加で、合金中に
固溶し、さらに高温で長時間使用中にガンマ・プライム
相を析出して高温引張における耐力,クリープ破断強度
を高める。しかし1.5% を越えると高温引張における
絞り率を減ずる。より好ましい範囲は0.5〜1.2%で
ある。
When Al is added in an amount of 0.5 to 1.5%, it forms a solid solution in the alloy, and further precipitates a gamma-prime phase during long-time use at a high temperature to increase the proof stress and creep rupture strength at high temperature tensile strength. . However, if it exceeds 1.5%, the draw ratio in high-temperature tension is reduced. A more preferred range is 0.5 to 1.2%.

【0166】Tiは1〜3%の添加で、合金中に固溶
し、さらに高温で長時間使用中にガンマ・プライム相を
析出して高温引張における耐力,クリープ破断強度を高
める。しかしTiは3%を越えると高温引張における絞
り率を減ずる。
When 1% to 3% of Ti is added, it forms a solid solution in the alloy and precipitates a gamma-prime phase during long-time use at a high temperature to increase the proof stress and creep rupture strength at high temperature tensile strength. However, if the content of Ti exceeds 3%, the draw ratio in high-temperature tension is reduced.

【0167】Feはクリープ破断強度を低めるので、極
力その含有を避けるべきである。不純物として含有され
る場合でも5%以下が好ましい。
Since Fe lowers the creep rupture strength, its content should be avoided as much as possible. Even when it is contained as an impurity, it is preferably at most 5%.

【0168】Si及びMnは脱酸剤として又は熱間加工
性を高めるために各々0.3% 以下及び0.2% 以下、
いずれも無添加が最も好ましい。
Si and Mn are used as a deoxidizing agent or for improving hot workability, respectively, in an amount of 0.3% or less and 0.2% or less,
In any case, no addition is most preferable.

【0169】Bは極微量でオーステナイト結晶粒界に偏
析し、クリープ破断強度及び高温延性を向上させる元素
であり、0.003%以上で効果が得られるが、0.01
5%を越えると熱間塑性加工性を低めるとともに高温延
性を低めるので、0.003〜0.015%が好ましい。
B is an element that segregates at an austenite crystal grain boundary in a very small amount and improves the creep rupture strength and high-temperature ductility. The effect can be obtained at 0.003% or more.
If it exceeds 5%, the hot plastic workability is lowered and the high-temperature ductility is lowered. Therefore, 0.003 to 0.015% is preferable.

【0170】Mg及び希土類元素は合金のオーステナイ
ト結晶粒界に偏析し、クリープ破断強度を高める。ま
た、Zrは強力な炭化物形成元素であり微量の添加によ
ってTi等の他の炭化物の形成とともに相乗的な作用に
よってクリープ破断強度を高める。しかし、これらの元
素を過剰に添加すると粒界の結合力を減じるとともに粗
大な炭化物の形成となるなど高温における延性を減少さ
せるので、Mg0.1%以下,希土類元素0.5% 以下
及びZr0.5%以下、特に、Mg0.005〜0.05
% ,希土類元素0.005〜0.1%及びZr0.01〜
0.2%を添加することが好ましい。
Mg and rare earth elements segregate at the austenite grain boundaries of the alloy and increase the creep rupture strength. Further, Zr is a strong carbide-forming element, and increases the creep rupture strength by synergistic action together with the formation of other carbides such as Ti when added in a small amount. However, if these elements are added excessively, the ductility at high temperatures is reduced, such as reducing the bonding strength of the grain boundaries and forming coarse carbides, so that Mg is less than 0.1%, rare earth element is less than 0.5% and Zr is less than 0.5%. 5% or less, especially Mg 0.005 to 0.05
%, Rare earth element 0.005 to 0.1% and Zr 0.01 to
It is preferred to add 0.2%.

【0171】本発明に係る合金は溶体化処理後、時効処
理される。
The alloy according to the present invention is subjected to an aging treatment after the solution treatment.

【0172】溶体化処理は、1050〜1200℃で3
0分〜10時間保持後水冷又は空冷等によって行うこ
と、水冷は合金を所定温度より水中に投入するか、又は
板の場合には所定温度の合金面に水をスプレーすること
により行うことが好ましい。
The solution treatment is carried out at 1050 to 1200 ° C. for 3 hours.
It is preferable to perform water cooling or air cooling after holding for 0 minutes to 10 hours, or to perform water cooling by pouring the alloy into water at a predetermined temperature or, in the case of a plate, spraying water on the alloy surface at a predetermined temperature. .

【0173】時効処理は前述の溶体化処理後、700〜
870℃で4〜24時間加熱保持することにより行うの
が好ましい。
The aging treatment is performed after the solution treatment described above.
It is preferable to carry out by heating and holding at 870 ° C. for 4 to 24 hours.

【0174】本発明に係る合金は非酸化性雰囲気中で溶
解するのが好ましい。本発明に係る合金に使用される原
料は純金属を使用するので、真空中で溶落ちる直前まで
加熱し、その後非酸化性ガスを封入して溶解するのが合
金元素の歩留りを向上させ、組成のバラツキをなくす点
から好ましい。
The alloy according to the present invention is preferably dissolved in a non-oxidizing atmosphere. Since the raw material used for the alloy according to the present invention uses a pure metal, it is heated up to just before melting down in a vacuum, and then the non-oxidizing gas is sealed and dissolved to improve the yield of the alloy element and improve the composition. It is preferable from the viewpoint of eliminating the variation of.

【0175】更に、このようにして溶解したものを真空
アーク再溶解又はエレクトロスラグ再溶解によって得る
ことができる。
Further, the material thus melted can be obtained by vacuum arc remelting or electroslag remelting.

【0176】本発明におけるNi基析出強化合金は室温
での抗張力が90kg/mm2 以上、好ましくは100kg/
mm2 以上、732℃抗張力が80kg/mm2 以上、その伸
び率が10%以上が好ましい。
The Ni-based precipitation strengthened alloy of the present invention has a tensile strength at room temperature of 90 kg / mm 2 or more, preferably 100 kg / mm 2.
mm 2 or more, the tensile strength at 732 ° C. is preferably 80 kg / mm 2 or more, and the elongation is preferably 10% or more.

【0177】[0177]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

〔実施例1〕オイルショック後の燃料高騰を契機に、蒸
気条件の向上による熱効率向上を図るため蒸気温度60
0℃〜649℃微粉炭直接燃焼ボイラ及び蒸気タービン
が要求される。このような、蒸気条件のボイラの一例を
表1に示す。
[Example 1] In response to a rise in fuel after an oil shock, a steam temperature of 60 to improve thermal efficiency by improving steam conditions was used.
0 ° C to 649 ° C pulverized coal direct combustion boiler and steam turbine are required. Table 1 shows an example of a boiler under such steam conditions.

【0178】[0178]

【表1】 [Table 1]

【0179】大容量化とともに微粉炭燃焼火炉が大型化
し、1050MW級で火炉幅31m,火炉奥行き16
m,1400MW級で火炉幅34m,火炉奥行き18m
となる。
With the increase in capacity, the furnace for pulverized coal combustion became larger, and the furnace width was 31 m and the furnace depth was 16 at 1050 MW class.
m, 1400MW class, furnace width 34m, furnace depth 18m
Becomes

【0180】表2は蒸気温度625℃,1050MW蒸
気タービンの主な仕様である。本実施例は、クロスコン
パウンド型4流排気,低圧タービンにおける最終段動翼
の翼部長さが43インチであり、AはHP−IP及びL
P2台で3000r/min 、BはHP−LP及びIP−
LPで各々同じく3000r/min の回転数を有し、高
温部においては表に示す主な材料によって構成される。
高圧部(HP)の蒸気温度は625℃,250kgf/cm
2 の圧力であり、中圧部(IP)の蒸気温度は625℃
に再熱器によって加熱され、45〜65kgf/cm2 の圧
力で運転される。低圧部(LP)は蒸気温度は400℃
で入り、100℃以下,722mmHgの真空で復水器に
送られる。
Table 2 shows the main specifications of the steam turbine at 625 ° C. and 1050 MW. In this embodiment, the blade length of the last stage rotor blade in the cross-compound type four-flow exhaust low-pressure turbine is 43 inches, and A is HP-IP and L
3000 r / min with P2 units, B is HP-LP and IP-
Each of the LPs has the same rotation speed of 3000 r / min, and is constituted by the main materials shown in the table in the high temperature part.
The steam temperature of the high pressure section (HP) is 625 ° C, 250kgf / cm
2 , and the steam temperature of the medium pressure part (IP) is 625 ° C.
And operated at a pressure of 45 to 65 kgf / cm 2 . The low-pressure part (LP) has a steam temperature of 400 ° C
And sent to a condenser at a temperature of 100 ° C. or less and a vacuum of 722 mmHg.

【0181】本実施例における低圧タービンの最終段動
翼の翼部長さに対する高圧タービン及び中圧タービンを
タンデムに結合した軸受間距離、及びタンデムに結合し
た2台の前記低圧タービンの軸受間距離の合計は約3
1.5mであり、その比が28.8であり、コンパクトにな
っている。
In this embodiment, the distance between the bearings of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine connected in tandem and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem with respect to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine are described. Total is about 3
It is 1.5m, the ratio is 28.8, and it is compact.

【0182】また、本実施例における蒸気タービン発電
プラントの定格出力(MW)に対する前記高圧タービン
及び中圧タービンをタンデムに結合した軸受間距離、及
びタンデムに結合した2台の前記低圧タービンの軸受間
距離の合計距離(mm)の比が30である。
In addition, the distance between the bearings in which the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine are connected in tandem with respect to the rated output (MW) of the steam turbine power plant in this embodiment, and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem. The ratio of the total distance (mm) of the distances is 30.

【0183】[0183]

【表2】 [Table 2]

【0184】図1は表2のタービン構成のAにおける高
圧及び中圧蒸気タービンの断面構成図である。高圧蒸気
タービンは高圧内部車室18とその外側の高圧外部車室
19内に高圧動翼16を植設した高圧車軸(高圧ロータ
シャフト)23が設けられる。前述の高温高圧の蒸気は
前述のボイラによって得られ、主蒸気管を通って、主蒸
気入口を構成するフランジ,エルボ25より主蒸気入口
28を通り、ノズルボックス38より初段複流の動翼に
導かれる。初段は複流であり、片側に8段設けられる。
これらの動翼に対応して各々静翼が設けられる。動翼は
鞍型ダブティル型式,ダブルティノン,初段翼長約35
mmである。車軸間の長さは約5.8m 及び静翼部に対応
する部分で最も小さい部分の直径は約710mmであり、
直径に対する長さの比は約8.2 である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the high-pressure and medium-pressure steam turbines in turbine configuration A in Table 2. The high-pressure steam turbine is provided with a high-pressure axle (high-pressure rotor shaft) 23 in which high-pressure moving blades 16 are implanted in a high-pressure inner casing 18 and a high-pressure outer casing 19 outside thereof. The aforementioned high-temperature and high-pressure steam is obtained by the aforementioned boiler, passes through the main steam pipe, passes through the main steam inlet 28 through the flange and elbow 25 constituting the main steam inlet, and is guided from the nozzle box 38 to the first stage double-flow blade. I will The first stage has a double flow, and eight stages are provided on one side.
A stationary blade is provided for each of these moving blades. The moving blade is a saddle type dove-til type, double tinon, first stage blade length about 35
mm. The distance between the axles is about 5.8m and the diameter of the smallest part corresponding to the stationary blade part is about 710mm,
The ratio of length to diameter is about 8.2.

【0185】ロータシャフトの初段と最終段の動翼植込
み部分の幅はほぼ等しく、2段目,3〜5段目,6段
目,7〜8段目の5段階で下流側に従って段階的に小さ
くなっており、2段目の植込み部の軸方向の幅は最終段
のそれに対して0.71 倍の大きさである。
The width of the rotor blade implanted portions at the first stage and the last stage of the rotor shaft are almost equal, and the width of the rotor shaft is stepwise in five stages of the second stage, the third to fifth stages, the sixth stage, and the seventh to eighth stages. The axial width of the second stage implant is 0.71 times as large as that of the last stage.

【0186】ロータシャフトの静翼に対応する部分は動
翼植込み部に対してロータシャフトの直径が小さくなっ
ている。その部分の軸方向の幅は2段目動翼と3段目動
翼との間の幅に対して最終段動翼とその手前の動翼との
間の幅まで段階的に小さくなっており、後者の幅は前者
の幅に対して0.86 倍と小さくなっている。2段目〜
6段目までと、6段目〜9段目までとの2段階で小さく
したものである。
In the portion of the rotor shaft corresponding to the stationary blade, the diameter of the rotor shaft is smaller than that of the rotor blade implantation portion. The axial width of that part is gradually reduced to the width between the final stage rotor blade and the rotor blade in front of it between the second stage rotor blade and the third stage rotor blade. The width of the latter is 0.86 times smaller than the width of the former. 2nd stage ~
The size is reduced in two stages, up to the sixth stage and the sixth to ninth stages.

【0187】本実施例においては後述する表3に示す材
料を初段ブレード及び初段ノズルを使用し、他のブレー
ド及びノズルはいずれもW,Co及びBを含まない12
%Cr系鋼によって構成したものである。本実施例にお
ける動翼の翼部の長さは初段が35〜50mm、2段目か
ら最終段になるに従って各段で長くなっており、特に蒸
気タービンの出力によって2段から最終段までの長さが
65〜180mmであり、段数は9〜12段で、各段の翼
部の長さは下流側が上流側に対して隣り合う長さで1.
10〜1.15の割合で長くなっているとともに、下流
側でその比率が徐々に大きくなっている。
In this embodiment, the materials shown in Table 3 to be described later are used for the first stage blade and the first stage nozzle, and the other blades and nozzles do not contain W, Co and B.
% Cr-based steel. The blade length of the rotor blade in this embodiment is 35 to 50 mm in the first stage and becomes longer in each stage from the second stage to the last stage. Particularly, the length from the second stage to the last stage depends on the output of the steam turbine. The length is 65 to 180 mm, the number of stages is 9 to 12, and the length of the wing of each stage is 1.
The length is increased at a rate of 10 to 1.15, and the rate is gradually increased on the downstream side.

【0188】本実施例における高圧タービンは軸受間距
離が約5.3m であり、低圧タービンの最終段動翼の翼
部長さに対するその軸受間距離の比が4.8 である。ま
た、発電プラントの定格出力(MW)に対する前記高圧
タービンの軸受間距離(mm)の比は5.0である。
The high-pressure turbine in this embodiment has a distance between bearings of about 5.3 m, and the ratio of the distance between the bearings to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine is 4.8. The ratio of the distance (mm) between bearings of the high-pressure turbine to the rated output (MW) of the power plant is 5.0.

【0189】中圧蒸気タービンは高圧蒸気タービンより
排出された蒸気を再度625℃に再熱器によって加熱さ
れた蒸気によって高圧蒸気タービンと共に発電機を回転
させるもので、3000回/min の回転数によって回転
される。中圧タービンは高圧タービンと同様に中圧内部
第2車室21と中圧外部車室22とを有し、中圧動翼1
7と対抗して静翼が設けられる。動翼17は6段で2流
となり、中圧車軸(中圧ロータシャフト)の長手方向に
対しほぼ対称に左右に設けられる。軸受中心間距離は約
5.8m であり、初段翼長さ約100mm,最終段翼長さ
約230mmである。初段,2段のダブティルは逆クリ型
である。最終段動翼前の静翼に対応するロータシャフト
の直径は約630mmであり、その直径に対する軸受間距
離の比は約9.2 倍である。
The medium-pressure steam turbine rotates the generator discharged from the high-pressure steam turbine together with the high-pressure steam turbine by the steam heated by the reheater to 625 ° C. at a speed of 3000 rpm. Rotated. The medium pressure turbine has a medium pressure inner second casing 21 and a medium pressure outer casing 22 similarly to the high pressure turbine.
7 is provided with a stationary vane. The moving blades 17 have two flows in six stages, and are provided on the left and right substantially symmetrically with respect to the longitudinal direction of the medium pressure axle (medium pressure rotor shaft). The distance between the bearing centers is about 5.8 m, the length of the first stage blade is about 100 mm, and the length of the last stage blade is about 230 mm. The first and second stage dovetails are inverted chestnut type. The diameter of the rotor shaft corresponding to the stationary blade before the last stage rotor blade is about 630 mm, and the ratio of the distance between bearings to the diameter is about 9.2 times.

【0190】本実施例の中圧蒸気タービンのロータシャ
フトは動翼植込み部の軸方向幅が初段から4段,5段及
び最終段に従って3段階で段階的に大きくなっており、
最終段での幅は初段に対して約1.4 倍と大きくなって
いる。
In the rotor shaft of the intermediate-pressure steam turbine according to the present embodiment, the axial width of the rotor blade implanted portion gradually increases in three stages from the first stage to the fourth stage, the fifth stage, and the last stage.
The width at the last stage is about 1.4 times larger than that at the first stage.

【0191】また、本蒸気タービンのロータシャフトは
静翼部に対応した部分の直径が小さくなっており、その
幅は初段動翼,2〜3段及び最終段動翼側に従って4段
階で段階的に小さくなっており、前者に対する後者の軸
方向の幅が約0.75 倍と小さくなる。
The rotor shaft of the present steam turbine has a smaller diameter at a portion corresponding to the stationary blade portion, and the width thereof is stepwise in four stages according to the first stage blade, the second to third stages and the last stage blade side. The width of the latter in the axial direction with respect to the former is reduced to about 0.75 times.

【0192】本実施例においては後述する表5に示す材
料を初段ブレード,ノズルに使用される他はW,Co及
びBを含まない12%Cr系鋼が用いられる。本実施例
における動翼の翼部の長さは初段から最終段になるに従
って各段で長くなっており、蒸気タービンの出力によっ
て初段から最終段までの長さが60〜300mmで、6〜
9段で、各段の翼部の長さは下流側が上流側に対して隣
り合う長さで1.1〜1.2の割合で長くなっている。
In this embodiment, a 12% Cr steel containing no W, Co and B is used except that the materials shown in Table 5 described later are used for the first stage blade and the nozzle. The length of the blade portion of the moving blade in this embodiment is longer at each stage as it goes from the first stage to the last stage, and the length from the first stage to the last stage is 60 to 300 mm depending on the output of the steam turbine.
In the nine stages, the length of the wing portion of each stage is longer at a ratio of 1.1 to 1.2 as the length on the downstream side is adjacent to the upstream side.

【0193】動翼の植込み部は静翼に対応する部分に比
較して直径が大きくなっており、その幅は動翼の翼部長
さの大きい程その植込み幅は大きくなっている。その幅
の動翼の翼部長さに対する比率は初段から最終段で0.
35〜0.8であり、初段から最終段になるに従って段
階的に小さくなっている。
The implanted portion of the moving blade has a diameter larger than that of the portion corresponding to the stationary blade, and the implant width is larger as the blade length of the moving blade is larger. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is 0.1 in the first stage to the last stage.
35 to 0.8, and gradually decreases from the first stage to the last stage.

【0194】本実施例における中圧タービンは、その軸
受間距離が約5.5m であり、低圧タービンの最終段動
翼の翼部長さに対する中圧タービンの軸受間距離の比が
5.0であり、また、発電プラントの定格出力(MW)に
対するその軸受間距離(mm)の比が5.2である。
The intermediate pressure turbine in this embodiment has a distance between bearings of about 5.5 m, and the ratio of the distance between the bearings of the intermediate pressure turbine to the blade length of the last stage rotor blade of the low pressure turbine is as follows.
The ratio of the distance between bearings (mm) to the rated output (MW) of the power plant is 5.2.

【0195】図2は低圧タービンの断面図である。低圧
タービンは2基タンデムに結合され、ほぼ同じ構造を有
している。各々動翼41は左右に8段あり、左右ほぼ対
称になっており、また動翼に対応して静翼42が設けら
れる。最終段の動翼長さは43インチあり、後述の表7
のNo.7の12%Cr鋼が使用され、図3に示すダブル
ティノン,鞍型ダブティルを有し、ノズルボックス45
は複流型である。ロータシャフト44はNi3.75
%,Cr1.75%,Mo0.4%,V0.15%,C0.
25%,Si0.05%,Mn0.10% ,残Feから
なるスーパークリーン材の全焼戻しベーナイト組織を有
する鍛鋼が用いられる。最終段以外の動翼及び静翼には
いずれもMoを0.1 %含有する12%Cr鋼が用いら
れる。内外部ケーシング材にはC0.25 %の鋳鋼が用
いられる。本実施例における軸受43での中心間距離は
7500mmで、静翼部に対応するロータシャフトの直径
は約1280mm,動翼植込み部での直径は2275mmで
ある。このロータシャフト直径に対する軸受中心間の距
離は約5.9 である。
FIG. 2 is a sectional view of the low-pressure turbine. The low pressure turbine is connected in two tandems and has almost the same structure. Each of the moving blades 41 has eight stages on the left and right sides and is substantially symmetrical on the left and right sides, and stationary blades 42 are provided corresponding to the moving blades. The blade length of the last stage is 43 inches.
No. 7 12% Cr steel is used, has a double tinon and saddle type dovetail shown in FIG.
Is a double-flow type. The rotor shaft 44 is made of Ni 3.75.
%, Cr 1.75%, Mo 0.4%, V 0.15%, C 0.
A forged steel having a fully tempered bainite structure of a super clean material consisting of 25%, 0.05% of Si, 0.10% of Mn, and the remaining Fe is used. A 12% Cr steel containing 0.1% Mo is used for both the moving blades and the stationary blades other than the last stage. The inner and outer casing members are made of C25% cast steel. The center-to-center distance of the bearing 43 in this embodiment is 7500 mm, the diameter of the rotor shaft corresponding to the stationary blade portion is about 1280 mm, and the diameter of the rotor blade implantation portion is 2275 mm. The distance between the bearing centers for this rotor shaft diameter is about 5.9.

【0196】図3は1092mm(43″)長翼の斜視図
である。51は、高速蒸気が突き当たる翼部、52はロ
ータシャフトへの翼植込み部で8本有しており、53は
翼の遠心力を支えるためのピンを挿入する穴、54は蒸
気中の水滴によるエロージョンを防止するためのエロー
ジョンシールド(重量で、C1.0%,Cr28.0%及
びW4.0% を含むCo基合金のステライト板を溶接で
接合)、57はコンティニュアスカバーである。本実施
例においては全体一体の鍛造後に切削加工によって形成
されたものである。尚、コンティニュアスカバー57は
機械的に一体に形成することもできる。
FIG. 3 is a perspective view of a 1092 mm (43 ″) long wing. Reference numeral 51 denotes a wing portion against which high-speed steam strikes, 52 denotes a wing implantation portion on a rotor shaft, and 53 denotes a wing portion. A hole for inserting a pin for supporting a centrifugal force, an erosion shield 54 for preventing erosion due to water droplets in steam (a Co-based alloy containing 1.0% of C, 28.0% of Cr, and 4.0% of W by weight) In this embodiment, the continuous cover 57 is formed by a cutting process after forging of the whole, and the continuous cover 57 is mechanically integrated. Can also be formed.

【0197】43″長翼は、エレクトロスラグ再溶解法
により溶製し、鍛造熱・処理を行ったものである。鍛造
は850〜1150℃の温度範囲内で、熱処理は後述し
た条件で行った。表7のNo.7はこの長翼材の化学組成
(重量%)を示す。この長翼の金属組織は全焼戻しマル
テンサイト組織であった。
The 43 ″ long blade was prepared by melting and electroforging and performing forging heat and processing by electroslag remelting. Forging was performed within a temperature range of 850 to 1150 ° C., and heat treatment was performed under the conditions described below. No. 7 in Table 7 shows the chemical composition (% by weight) of this long blade material, and the metal structure of this long blade material was a fully tempered martensite structure.

【0198】表7のNo.7には室温引張及び20℃Vノ
ッチシャルピー衝撃値を示す。本43″長翼の機械的性
質は、要求される特性,引張強さ128.5kgf/mm2
上,20℃Vノッチシャルピー衝撃値4kgf−m/cm2
以上を有し、十分満足することが確認された。
No. 7 in Table 7 shows room temperature tensile and 20 ° C. V notch Charpy impact values. The mechanical properties of this 43 ″ long wing are required characteristics, tensile strength of 128.5 kgf / mm 2 or more, 20 ° C. V notch Charpy impact value 4 kgfm / cm 2
Having the above, it was confirmed that they were sufficiently satisfied.

【0199】本実施例の低圧タービンは動翼植込み部の
軸方向の幅が初段〜3段,4段,5段,6〜7段及び8
段の4段階で徐々に大きくなっており、最終段の幅は初
段の幅に比べ約6.8 倍と大きくなっている。
In the low-pressure turbine of this embodiment, the axial width of the moving blade implanted portion is from the first stage to the third stage, the fourth stage, the fifth stage, the sixth to seventh stages, and the eighth stage.
The width gradually increases in four stages, and the width of the last stage is about 6.8 times larger than the width of the first stage.

【0200】また、静翼部に対応する部分の直径は小さ
くなっており、その部分の軸方向の幅は初段動翼側から
5段目,6段目及び7段目の3段階で徐々に大きくなっ
ており、最終段側の幅は初段と2段の間に対して約2.
5 倍大きくなっている。
The diameter of the portion corresponding to the stationary blade portion is reduced, and the axial width of the portion is gradually increased in the three stages of the fifth, sixth, and seventh stages from the first stage blade side. The width of the last stage is about 2.
It is five times larger.

【0201】本実施例における動翼は6段であり、その
翼部長さは初段の約3″から43″の最終段になるに従
って各段で長くなっており、蒸気タービンの出力によっ
て初段から最終段の長さが80〜1100mmで、8段又
は9段で、各段の翼部長さは下流側が上流側に対して隣
り合う長さで1.2〜1.8倍の割合で長くなっている。
In this embodiment, there are six stages of moving blades, and the length of the blade portion is longer in each stage as it goes from the initial stage of about 3 ″ to the last stage of 43 ″, and depends on the output of the steam turbine. The length of the step is 80 ~ 1100mm, 8 steps or 9 steps, and the wing length of each step is 1.2 to 1.8 times as long as the downstream side is adjacent to the upstream side. I have.

【0202】動翼の植込み部は静翼に対応する部分に比
較して直径が大きくなっており、その幅は動翼の翼部長
さの大きい程その植込み幅は大きくなっている。その幅
の動翼の翼部長さに対する比率は初段から最終段で0.
15〜0.91であり、初段から最終段になるに従って
段階的に小さくなっている。
The implanted portion of the moving blade has a diameter larger than that of the portion corresponding to the stationary blade, and the implant width is larger as the blade length of the moving blade is larger. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is 0.1 in the first stage to the last stage.
15 to 0.91, and gradually decreases from the first stage to the last stage.

【0203】また、各静翼に対応する部分のロータシャ
フトの幅は初段と2段目との間から最終段とその手前と
の間までの各段で段階的に大きくなっている。その幅の
動翼の翼部長さに対する比率は0.25〜1.25で上流
側から下流側になるに従って小さくなっている。
Further, the width of the rotor shaft corresponding to each stator vane is gradually increased in each stage from the first stage and the second stage to the last stage and immediately before. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is 0.25 to 1.25, and decreases from upstream to downstream.

【0204】本実施例における低圧タービンはタンデム
に2台連結され、その合計の軸受間距離は約18.3m
であり、低圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対する
タンデムに結合した2台の前記低圧タービンの軸受間距
離の合計の比が16.7 であり、更に発電プラントの定
格出力1050(MW)に対するタンデムに結合した2
台の両端での低圧タービンの軸受間距離(mm)の合計の
比が17.4である。本実施例の他、高圧蒸気タービン
及び中圧蒸気タービンへの蒸気入口温度610℃,2基の
低圧蒸気タービンへの蒸気入口温度385℃とする10
00MW級大容量発電プラントに対しても同様の構成と
することができる。
In this embodiment, two low pressure turbines are connected in tandem, and the total distance between the bearings is about 18.3 m.
And the ratio of the total distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine is 16.7, and the rated output of the power plant is 1050 (MW). Tandem bound to 2
The ratio of the sum of the distances (mm) between the bearings of the low-pressure turbine at both ends of the table is 17.4. In addition to the present embodiment, the steam inlet temperatures to the high-pressure steam turbine and the medium-pressure steam turbine are 610 ° C., and the steam inlet temperatures to the two low-pressure steam turbines are 385 ° C.10
The same configuration can be applied to a 00MW class large-capacity power plant.

【0205】本実施例における高温高圧蒸気タービンプ
ラントは主として石炭専焼ボイラ,高圧タービン,中圧
タービン,低圧タービン2台,復水器,復水ポンプ,低
圧給水加熱器系統,脱気器,昇圧ポンプ,給水ポンプ,
高圧給水加熱器系統などより構成されている。すなわ
ち、ボイラで発生した超高温高圧蒸気は高圧タービンに
入り動力を発生させたのち再びボイラにて再熱されて中
圧タービンへ入り動力を発生させる。この中圧タービン
排気蒸気は、低圧タービンに入り動力を発生させた後、
復水器にて凝縮する。この凝縮液は復水ポンプにて低圧
給水加熱器系統,脱気器へ送られる。この脱気器にて脱
気された給水は昇圧ポンプ,給水ポンプにて高圧給水加
熱器へ送られ昇温された後、ボイラへ戻る。
The high-temperature high-pressure steam turbine plant in this embodiment is mainly composed of a coal-fired boiler, a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine, two low-pressure turbines, a condenser, a condensate pump, a low-pressure feedwater heater system, a deaerator, and a booster pump. , Feed water pump,
It is composed of a high pressure feed water heater system. That is, the ultra-high-temperature and high-pressure steam generated in the boiler enters the high-pressure turbine to generate power, is reheated again in the boiler, and enters the medium-pressure turbine to generate power. This medium-pressure turbine exhaust steam enters the low-pressure turbine and generates power,
Condenses in the condenser. This condensate is sent to the low pressure feed water heater system and deaerator by the condensate pump. The feedwater degassed by this deaerator is sent to a high-pressure feedwater heater by a booster pump and a feedwater pump to be heated, and then returned to the boiler.

【0206】ここで、ボイラにおいて給水は節炭器,蒸
発器,過熱器を通って高温高圧の蒸気となる。また一
方、蒸気を加熱したボイラ燃焼ガスは節炭器を出た後、
空気加熱器に入り空気を加熱する。ここで、給水ポンプ
の駆動には中圧タービンからの抽気蒸気にて作動する給
水ポンプ駆動用タービンが用いられている。
Here, in the boiler, the water supply passes through a economizer, an evaporator, and a superheater to become high-temperature and high-pressure steam. On the other hand, the boiler combustion gas that heated the steam exited the economizer,
Enter the air heater to heat the air. Here, the feedwater pump is driven by a feedwater pump drive turbine that operates with the extracted steam from the medium pressure turbine.

【0207】このように構成された高温高圧蒸気タービ
ンプラントにおいては、高圧給水加熱器系統を出た給水
の温度が従来の火力プラントにおける給水温度よりもは
るかに高くなっているため、必然的にボイラ内の節炭器
を出た燃焼ガスの温度も従来のボイラに比べてはるかに
高くなってくる。このため、このボイラ排ガスからの熱
回収をはかりガス温度を低下させないようにする。
In the high-temperature and high-pressure steam turbine plant configured as described above, the temperature of the feedwater leaving the high-pressure feedwater heater system is much higher than the feedwater temperature in the conventional thermal power plant. The temperature of the combustion gas exiting the economizer will also be much higher than in conventional boilers. Therefore, heat is recovered from the boiler exhaust gas so as not to lower the gas temperature.

【0208】尚、本実施例に代えて同じ高圧タービン,
中圧タービン及び1基又は2基の低圧タービンをタンデ
ムに連結し、1台の発電機を回転させて発電するタンデ
ムコンパウンド型発電プラントとしても同様に構成する
ことができる。本実施例の如く、出力1050MW級の
発電機においてはその発電機シャフトとしてはより高強
度のものが用いられる。特に、C0.15〜0.30%,
Si0.1〜0.3%,Mn0.5%以下,Ni3.25〜
4.5%,Cr2.05〜3.0%,Mo0.25〜0.6
0%,V0.05〜0.20%を含有する全焼戻しベーナ
イト組織を有し、室温引張強さ93kgf/mm2以上、特
に100kgf/mm2以上,50%FATTが0℃以下、
特に−20℃以下とするものが好ましく、21.2KG
における磁化力が985AT/cm以下とするもの、不純
物としてのP,S,Sn,Sb,Asの総量を0.02
5%以下,Ni/Cr比を2.0以下とするものが好ま
しい。
Incidentally, the same high-pressure turbine as in this embodiment,
A medium-pressure turbine and one or two low-pressure turbines may be connected in tandem, and a single generator may be rotated to generate power, and a tandem compound-type power plant may be similarly configured. As in the present embodiment, in a generator having an output of 1050 MW class, a higher strength generator shaft is used. In particular, C 0.15 to 0.30%,
Si 0.1-0.3%, Mn 0.5% or less, Ni 3.25-
4.5%, Cr 2.05 to 3.0%, Mo 0.25 to 0.6
0% has a fully tempered bainite structure containing V0.05~0.20% at room temperature tensile strength of 93kgf / mm 2 or more, particularly 100 kgf / mm 2 or more, 50% FATT is 0 ℃ or less,
Particularly, it is preferable that the temperature be -20 ° C or less,
And the total amount of P, S, Sn, Sb and As as impurities is 0.02.
It is preferable that the Ni / Cr ratio be 5% or less and the Ni / Cr ratio be 2.0 or less.

【0209】高圧タービンシャフトは多段側の初段ブレ
ード植設部を中心に9段のブレードが植設される構造で
ある。中圧タービンシャフトは多段ブレードが左右に各
6段ほぼ対称にブレード植設部が設けられ、ほぼ中心を
境にしたものである。低圧タービン用ロータシャフトは
図示されていないが、高圧,中圧,低圧タービンのいず
れのロータシャフトにおいても中心孔が設けられ、この
中心孔を通して超音波検査,目視検査及びけい光探傷に
よって欠陥の有無が検査される。また、外表面から超音
波検査により行うことができ、中心孔が無でもよい。
The high pressure turbine shaft has a structure in which nine stages of blades are planted around the first stage blade planting portion on the multi-stage side. The medium-pressure turbine shaft has a multi-stage blade provided on the left and right with approximately six stages of symmetrical blade installation portions, and substantially centered on the center. Although the rotor shaft for the low-pressure turbine is not shown, a center hole is provided in any of the rotor shafts of the high-pressure, medium-pressure, and low-pressure turbines, and through this center hole, the presence or absence of a defect is determined by ultrasonic inspection, visual inspection, and fluorescence inspection. Is inspected. Further, the inspection can be performed by ultrasonic inspection from the outer surface, and the center hole may not be provided.

【0210】表3は本実施例の高圧タービン,中圧ター
ビン及び低圧タービンの主要部に用いた化学組成(重量
%)を示す。本実施例においては、高圧部及び中圧部の
高温部を全部フェライト系の結晶構造を有する熱膨張係
数約12×10-6/℃のものにしたので、熱膨張係数の
違いによる問題は全くなかった。
Table 3 shows the chemical compositions (% by weight) used for the main parts of the high-pressure turbine, medium-pressure turbine and low-pressure turbine of this embodiment. In this embodiment, since the high-temperature portion of the high-pressure portion and the intermediate-pressure portion are all made to have a thermal expansion coefficient of about 12 × 10 −6 / ° C. having a ferrite crystal structure, there is no problem due to the difference in the thermal expansion coefficient. Did not.

【0211】高圧タービン及び中圧タービンのロータシ
ャフトは、表3に記載の耐熱鋳鋼を電気炉で30トン溶
解し、カーボン真空脱酸し、金型鋳型に鋳込み、鍛伸し
て電極棒を作製し、この電極棒として鋳鋼の上部から下
部に溶解するようにエレクトロスラグ再溶解し、ロータ
形状(直径1050mm,長さ3700mm)に鍛伸して成
型した。この鍛伸は、鍛造割れを防ぐために、1150
℃以下の温度で行った。またこの鍛鋼を焼鈍熱処理後、
1050℃に加熱し水噴霧冷却焼入れ処理,570℃及
び690℃で2回焼戻しを行い、後述の図18及び図1
9に示す形状に切削加工によって得たものである。本実
施例においてはエレクトロスラグ鋼塊の上部側を初段翼
側にし、下部を最終段側にするようにした。いずれのロ
ータシャフトも中心孔を有しており、実施例3に示すよ
うにより不純物を低下させることにより中心孔をなくす
ことができる。
The rotor shafts of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine were prepared by melting 30 tons of the heat-resistant cast steel shown in Table 3 in an electric furnace, deoxidizing carbon in a vacuum, casting it in a mold, forging and drawing to produce an electrode rod. Then, the electroslag was melted again as the electrode rod so as to melt from the upper part to the lower part of the cast steel, and forged into a rotor shape (diameter 1050 mm, length 3700 mm) and formed. This forging is carried out at 1150 to prevent forging cracks.
Performed at a temperature of less than or equal to ° C After annealing this forged steel,
Heating to 1050 ° C., water spray cooling quenching, and tempering twice at 570 ° C. and 690 ° C.
This was obtained by cutting into the shape shown in FIG. In the present embodiment, the upper side of the electroslag steel ingot is the first stage blade side, and the lower side is the last stage side. Each rotor shaft has a center hole, and as shown in the third embodiment, the center hole can be eliminated by reducing impurities.

【0212】高圧部及び中圧部のブレード及びノズル
は、同じく表3に記載の耐熱鋼を真空アーク溶解炉で溶
解し、ブレード及びノズル素材形状(幅150mm,高さ
50mm,長さ1000mm)に鍛伸して成型した。この鍛
伸は、鍛造割れを防ぐために、1150℃以下の温度で
行った。またこの鍛鋼を1050℃に加熱し油焼入れ処
理,690℃で焼戻しを行い、次いで所定形状に切削加
工したものである。
The high-pressure part and the medium-pressure part of the blade and the nozzle were melted in a vacuum arc melting furnace of the heat-resistant steel also shown in Table 3 to form a blade and a nozzle material shape (width 150 mm, height 50 mm, length 1000 mm). Forged and molded. The forging was performed at a temperature of 1150 ° C. or less in order to prevent forging cracks. The forged steel was heated to 1050 ° C., subjected to oil quenching, tempered at 690 ° C., and then cut into a predetermined shape.

【0213】高圧部及び中圧部の内部ケーシング,主蒸
気止め弁ケーシング及び蒸気加減弁ケーシングは、表3
に記載の耐熱鋳鋼を電気炉で溶解し、とりべ精錬後、砂
型鋳型に鋳込み作製した。鋳込み前に、十分な精錬及び
脱酸を行うことにより、引け巣等の鋳造欠陥のないもの
ができた。このケーシング材を用いた溶接性評価は、J
IS Z3158に準じて行った。予熱,パス間及び後
熱開始温度は200℃に、後熱処理は400℃×30分
にした。本発明材には溶接割れが認められず、溶接性が
良好であった。
The inner casing, the main steam stop valve casing and the steam control valve casing of the high pressure section and the medium pressure section are shown in Table 3.
Was melted in an electric furnace, and after ladle refining, it was cast into a sand mold to produce. By performing sufficient refining and deoxidation before casting, a casting free of casting defects such as shrinkage cavities was obtained. Weldability evaluation using this casing material
The measurement was performed according to IS Z3158. The pre-heating, inter-pass and post-heating onset temperatures were 200 ° C, and the post-heat treatment was 400 ° C x 30 minutes. No weld crack was observed in the material of the present invention, and the weldability was good.

【0214】[0214]

【表3】 [Table 3]

【0215】表4は、上述したフェライト系鋼製高温蒸
気タービン主要部材を切断調査した機械的性質及び熱処
理条件を示す。
[0215] Table 4 shows the mechanical properties and heat treatment conditions of the main members of the high temperature steam turbine made of ferritic steel described above.

【0216】このロータシャフトの中心部を調査した結
果、高圧,中圧タービンロータに要求される特性(62
5℃,105h強度≧10kgf/mm2,20℃衝撃吸収エ
ネルギー≧1.5kgf−m)を十分満足することが確認さ
れた。これにより、620℃以上の蒸気中で使用可能な
蒸気タービンロータが製造できることが実証された。ま
たこのブレードの特性を調査した結果、高圧,中圧ター
ビンの初段ブレードに要求される特性(625℃,10
5h強度≧15kgf/mm2)を十分満足することが確認さ
れた。これにより、620℃以上の蒸気中で使用可能な
蒸気タービンブレードが製造できることが実証された。
As a result of examining the center of the rotor shaft, it was found that the characteristics (62
5 ° C., 10 5 h strength ≧ 10 kgf / mm 2 , 20 ° C. shock absorption energy ≧ 1.5 kgf-m). This demonstrated that a steam turbine rotor usable in steam at 620 ° C. or higher can be manufactured. Also, as a result of investigating the characteristics of this blade, the characteristics (625 ° C., 10
It was confirmed that 5 h strength ≧ 15 kgf / mm 2 ) was sufficiently satisfied. This demonstrated that a steam turbine blade usable in steam at 620 ° C. or higher can be manufactured.

【0217】さらにこのケーシングの特性を調査した結
果、高圧,中圧タービンケーシングに要求される特性
(625℃,105h強度≧10kgf/mm2,20℃衝撃
吸収エネルギー≧1kgf−m)を十分満足することと溶
接可能であることが確認された。これにより、620℃
以上の蒸気中で使用可能な蒸気タービンケーシングが製
造できることが実証された。
Further, as a result of investigating the characteristics of this casing, it was found that the characteristics (625 ° C., 10 5 h strength ≧ 10 kgf / mm 2 , 20 ° C. shock absorption energy ≧ 1 kgfm) required for the high-pressure and intermediate-pressure turbine casings were sufficient. Satisfaction and weldability were confirmed. Thereby, 620 ° C
It was proved that a steam turbine casing usable in the above steam could be manufactured.

【0218】[0218]

【表4】 [Table 4]

【0219】本実施例においては、ロータシャフトのジ
ャーナル部にCr−Mo低合金鋼を肉盛溶接し、軸受特
性を改善させた。肉盛溶接は次の通りである。
In the present embodiment, a Cr-Mo low alloy steel was build-up welded on the journal portion of the rotor shaft to improve the bearing characteristics. The overlay welding is as follows.

【0220】供試溶接棒として被覆アーク溶接棒(直径
4.0φ)を用いた。その溶接棒を用いて溶接したもの
の溶着金属の化学組成(重量%)を表5に示す。この溶
着金属の組成は溶接材の組成とほぼ同じである。
A coated arc welding rod (diameter: 4.0 φ) was used as a test welding rod. Table 5 shows the chemical composition (% by weight) of the deposited metal obtained by welding using the welding rod. The composition of the deposited metal is almost the same as the composition of the welding material.

【0221】溶接条件は溶接電流170A,電圧24
V,速度26cm/min である。
The welding conditions were as follows: welding current 170 A, voltage 24
V, speed 26 cm / min.

【0222】[0222]

【表5】 [Table 5]

【0223】肉盛溶接を上述の供試母材表面に表6に示
すごとく、各層ごとに使用溶接棒を組合せて、8層の溶
接を行った。各層の厚さは3〜4mmであり、全厚さは約
28mmであり、表面を約5mm研削した。
As shown in Table 6, the overlay welding was carried out on the surface of the base metal to be tested by combining the welding rods used for each layer and eight layers. The thickness of each layer was 3-4 mm, the total thickness was about 28 mm, and the surface was ground about 5 mm.

【0224】溶接施工条件は、予熱,パス間,応力除去
焼鈍(SR)開始温度が250〜350℃及びSR処理
条件は630℃×36時間保持である。
The welding conditions were preheating, inter-pass, stress relief annealing (SR) start temperature of 250 to 350 ° C., and SR processing conditions of 630 ° C. × 36 hours.

【0225】[0225]

【表6】 [Table 6]

【0226】溶接部の性能を確認するために板材に同様
に肉盛溶接し、160゜の側曲げ試験を行ったが、溶接
部に割れは認められなかった。
In order to confirm the performance of the welded portion, the plate material was similarly overlaid and subjected to a side bending test of 160 °, but no crack was found in the welded portion.

【0227】更に、本発明における回転による軸受摺動
試験を行ったが、いずれも軸受に対する悪影響もなく、
耐酸化性に対しても優れたものであった。
Further, a bearing sliding test by rotation in the present invention was performed.
It was also excellent in oxidation resistance.

【0228】本実施例に代えて高圧蒸気タービン,中圧
蒸気タービン及び1基又は2基の低圧蒸気タービンをタ
ンデムに結合し、3000回転としたタンデム型発電プ
ラント及び表2のタービン構成Bにおいても本実施例の
高圧タービン,中圧タービン及び低圧タービンを同様に
組合せて構成できるものである。
Instead of this embodiment, a tandem type power plant having 3000 revolutions and a high pressure steam turbine, a medium pressure steam turbine and one or two low pressure steam turbines connected in tandem, and turbine configuration B in Table 2 The high-pressure turbine, the intermediate-pressure turbine and the low-pressure turbine of the present embodiment can be similarly combined and configured.

【0229】表7は低圧蒸気タービン用最終段翼材に係
る12%Cr鋼の化学組成(重量%)を示すものである。
試料No.1〜No.6はそれぞれ150kg真空高周波溶解
し、1150℃に加熱し鍛造して実験素材とした。試料
No.1は、1000℃で1h加熱後油焼入れにより室温
まで冷却し、次いで、570℃に加熱し、2h保持後室
温まで空冷した。No.2は、1050℃で1h加熱後油
焼入れにより室温まで冷却し、次いで、570℃に加熱
し2h保持後室温まで空冷する焼戻を施した。試料No.
3〜No.7は、1050℃で1h加熱後油焼入れにより
室温まで冷却し、次いで、560℃に加熱し2h保持後
室温まで空冷し(1次焼戻し)、更に580℃に加熱し
2h保持後室温まで炉冷した(2次焼戻し)。
Table 7 shows the chemical composition (% by weight) of 12% Cr steel for the last stage blade material for a low-pressure steam turbine.
Samples No. 1 to No. 6 were each subjected to high-frequency vacuum melting of 150 kg, heated to 1150 ° C. and forged to obtain experimental materials. Sample No. 1 was heated at 1000 ° C. for 1 h, cooled to room temperature by oil quenching, then heated to 570 ° C., held for 2 h, and air-cooled to room temperature. No. 2 was heated at 1050 ° C. for 1 hour, cooled to room temperature by oil quenching, then heated to 570 ° C., kept for 2 hours, and then tempered by air cooling to room temperature. Sample No.
3-No. 7 was heated at 1050 ° C for 1 hour, cooled to room temperature by oil quenching, then heated to 560 ° C, kept for 2 hours, air-cooled to room temperature (primary tempering), further heated to 580 ° C, and kept for 2 hours. The furnace was cooled to room temperature (second tempering).

【0230】[0230]

【表7】 [Table 7]

【0231】表7において、No.3,4及び7は本発明
材、No.5及びNo.6は比較材,No.1及び2は、現用
の長翼材である。
In Table 7, Nos. 3, 4 and 7 are materials of the present invention, Nos. 5 and 6 are comparative materials, and Nos. 1 and 2 are current long wing materials.

【0232】表8はこれら試料の室温の機械的性質を示
す。本発明材(No.3,4及び7)は、蒸気タービン用
長翼材として要求される引張強さ(120kgf/mm2
上又は128.5kgf/mm2以上)及び低温靭性(20℃
Vノッチシャルピー衝撃値4kgf−m/cm2 以上)を十
分満足することが確認された。
Table 8 shows the mechanical properties of these samples at room temperature. The materials of the present invention (Nos. 3, 4 and 7) have the tensile strength (120 kgf / mm 2 or more or 128.5 kgf / mm 2 or more) and low temperature toughness (20 ° C.) required as long blade materials for steam turbines.
(V-notch Charpy impact value of 4 kgf-m / cm 2 or more) was confirmed to be sufficiently satisfied.

【0233】これに対し、比較材のNo.1,No.5及び
6は、蒸気タービン用長翼に使用するには、引張強さと
衝撃値とで示される両方又はいずれかの値が低い。比較
材試番2は、引張強さ及び靭性が低い。No.5は、衝撃
値が3.8kgf−m/cm2と若干低く、43″以上に対し
ては4kgf−m/cm2 以上の要求に若干不足である。
On the other hand, the comparative materials No. 1, No. 5 and No. 6 have low values of both or any of the tensile strength and the impact value for use in long blades for steam turbines. Comparative material trial No. 2 has low tensile strength and toughness. No.5 is impact value 3.8kgf-m / cm 2 and slightly lower, for 43 "or more is slightly deficient in 4kgf-m / cm 2 or more requests.

【0234】[0234]

【表8】 [Table 8]

【0235】図4は(Ni−Mo)量と引張強さとの関
係を示す線図である。本実施例においてはNiとMo量
とは同等の含有量で含有させることによって低温におけ
る強度と靭性とをともに高めるものであり、両者の含有
量の差が大きくなるに従って強度が低下する傾向を示
す。Ni量がMo量より0.6% 以上少なくなると急激
に強度が低下し、逆に1.0% 以上多くなることによっ
ても急激に強度が低下する。従って、(Ni−Mo)量
が−0.6〜1.0%が高い強度を示す。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the (Ni-Mo) amount and the tensile strength. In this example, the Ni and Mo contents are contained at the same content to increase both the strength and toughness at a low temperature, and the strength tends to decrease as the difference between the two increases. . When the amount of Ni is less than 0.6% or less than the amount of Mo, the strength is sharply reduced, and conversely, when the amount of Ni is more than 1.0%, the strength is sharply reduced. Therefore, the (Ni-Mo) content of -0.6 to 1.0% indicates high strength.

【0236】図5は(Ni−Mo)量と衝撃値との関係
を示す線図である。図に示す如く、(Ni−Mo)量は
−0.5% 付近で衝撃値が低下するがその前後では高い
値を示す。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the (Ni-Mo) amount and the impact value. As shown in the figure, the impact value of (Ni-Mo) decreases around -0.5%, but shows a high value before and after that.

【0237】図6〜図9は、試料No.3の引張強さ及び
衝撃値に及ぼす熱処理条件(焼入れ温度及び2次焼戻し
温度)の影響を示す線図である。焼入れ温度は975〜112
5℃,1h焼戻し550〜560℃で行った後、2次焼戻
し温度は560〜590℃である。図に示すように、長
翼材として要求される特性(引張強さ≧128.5kgf/
mm2,20℃ノッチシャルピー衝撃値≧4kgf−m/c
m2)を、満足することが確認された。尚、図6及び図8
の2次焼戻し温度は、575℃であり、図7及び図9の
焼入れ温度は1050℃である。
FIGS. 6 to 9 are diagrams showing the effects of heat treatment conditions (quenching temperature and secondary tempering temperature) on the tensile strength and impact value of Sample No. 3. FIG. Quenching temperature is 975 ~ 112
After tempering at 550-560 ° C. for 1 h at 5 ° C., the secondary tempering temperature is 560-590 ° C. As shown in the figure, the characteristics required for long wing material (tensile strength ≧ 128.5 kgf /
mm 2 , 20 ° C Notch Charpy impact value ≧ 4kgfm / c
m 2 ) was confirmed to be satisfactory. 6 and 8
Is 575 ° C., and the quenching temperature in FIGS. 7 and 9 is 1050 ° C.

【0238】本発明に係る12%Cr鋼は特に、C+N
b量が0.18〜0.35%で(Nb/C)比が0.45
〜1.00、(Nb/N)比が0.8〜3.0が好まし
い。
The 12% Cr steel according to the present invention is particularly suitable for C + N
The amount of b is 0.18 to 0.35% and the (Nb / C) ratio is 0.45.
1.00 and (Nb / N) ratio of 0.8 to 3.0 are preferred.

【0239】本実施例の43インチ最終段動翼に代えて
前述したTi合金を用いることができる。
The above-described Ti alloy can be used in place of the 43-inch final stage rotor blade of this embodiment.

【0240】〔実施例2〕表9は実施例1の低圧蒸気タ
ービン用最終段長翼材に代えて用いた12%Cr系鋼の
化学組成(重量%)を示すものである。他の構成は実施例
1と全く同じである。各試料は真空アーク溶解し、11
50℃付近で鍛造したものである。
Example 2 Table 9 shows the chemical composition (% by weight) of 12% Cr-based steel used in place of the last long blade material for a low-pressure steam turbine of Example 1. Other configurations are exactly the same as those of the first embodiment. Each sample was subjected to vacuum arc melting and 11
It was forged at around 50 ° C.

【0241】表10は各試料の熱処理とその室温の機械
的性質及び金属組織を示すものである。全試料とも全焼
戻しマルテンサイト組織を有している。各試料の平均結
晶粒径は粒度番号(GSNo.)で5.5〜6.0である。
Table 10 shows the heat treatment of each sample, its mechanical properties at room temperature, and its metal structure. All samples have a fully tempered martensite structure. The average crystal grain size of each sample is 5.5 to 6.0 in grain size number (GSNo.).

【0242】[0242]

【表9】 [Table 9]

【0243】[0243]

【表10】 [Table 10]

【0244】図10は実施例1の試料と合せて20℃V
ノッチシャルピー衝撃値と引張強さとの関係を示す線図
である。図に示すように本実施例での衝撃値はいずれも
2.5kgf−m/cm2以上の高い値であり、更に衝撃値
(y)は77.2 から引張強さ(x)に0.6 倍した値
を差し引いた値以上とするのが好ましく、より80.4
から同様に差し引いた値以上、特に84.0 から差し引
いた値以上とするのがより好ましい。
FIG. 10 shows the results obtained at 20 ° C.
It is a diagram which shows the relationship between a notch Charpy impact value and tensile strength. As shown in FIG.
It is a high value of not less than 2.5 kgf-m / cm 2 , and the impact value (y) is preferably not less than the value obtained by subtracting 0.6 times the tensile strength (x) from 77.2. 80.4
It is more preferable that the value be equal to or more than the value similarly subtracted from, particularly, equal to or more than the value subtracted from 84.0.

【0245】図11は0.2% 耐力と引張強さとの関係
を示す線図である。本発明に係る材料は特に、0.2%
耐力(y)が36.0 に引張強さ(x)を0.5 倍した
値を加えた値以上とするものが好ましい。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between 0.2% proof stress and tensile strength. The material according to the invention is in particular 0.2%
It is preferable that the proof stress (y) be equal to or more than a value obtained by adding a value obtained by multiplying the tensile strength (x) by 0.5 to 36.0.

【0246】図12は0.2% 耐力と0.02% 耐力と
の関係を示す線図である。本発明に係る材料は特に0.
2% 耐力(y)が58.4に0.02% 耐力(x)を
0.54倍した値を加えた値以上とするものが好まし
い。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between 0.2% proof stress and 0.02% proof stress. The material according to the present invention is particularly suitable for 0.1.
It is preferable that the 2% proof stress (y) be equal to or greater than a value obtained by adding a value obtained by adding 0.54 times the 0.02% proof stress (x) to 58.4.

【0247】〔実施例3〕表11は蒸気温度600℃,
600MW蒸気タービンの主な仕様である。本実施例
は、タンデムコンパウンドダブルフロー型、低圧タービ
ンにおける最終段翼長が43インチであり、HP(高
圧)・IP(中圧)一体型及びLP1台(C)又は2台
(D)で3000r/min の回転数を有し、高温部にお
いては表に示す主な材料によって構成される。高圧部
(HP)の蒸気温度は600℃,250kgf/cm2 の圧力
であり、中圧部(IP)の蒸気温度は600℃に再熱器
によって加熱され、45〜65kgf/cm2 の圧力で運転
される。低圧部(LP)は蒸気温度は400℃で入り、
100℃以下,722mmHgの真空で復水器に送られ
る。
Example 3 Table 11 shows that the steam temperature was 600 ° C.
This is the main specification of a 600 MW steam turbine. In this embodiment, a tandem compound double flow type, the last stage blade length in a low pressure turbine is 43 inches, and an HP (high pressure) / IP (medium pressure) integrated type and one LP (C) or two LPs (D) are 3000 r. / Min, and is composed of the main materials shown in the table in the high temperature part. High pressure section
The steam temperature of (HP) is 600 ° C. and a pressure of 250 kgf / cm 2 , and the steam temperature of the medium pressure part (IP) is heated to 600 ° C. by a reheater and operated at a pressure of 45 to 65 kgf / cm 2. You. The low pressure section (LP) enters at a steam temperature of 400 ° C,
It is sent to the condenser at a temperature of 100 ° C. or less and a vacuum of 722 mmHg.

【0248】本実施例における高圧タービンと中圧ター
ビンとを一体にした高中圧一体タービン及び低圧タービ
ンを備えた蒸気タービン発電プラントは、軸受間距離が
約22.3m であり、その低圧タービンの最終段動翼の
翼部長さに対する高中圧一体タービンの軸受間距離及び
タンデムに結合した2台の前記低圧タービンの軸受間距
離の合計の比が26.2 であり、また発電プラントの定
格出力(MW)に対する高中圧一体タービンの軸受間距
離及びタンデムに結合した2台の低圧タービンの軸受間
距離の合計距離(mm)の比が37.1である。
In this embodiment, the steam turbine power plant equipped with the high-medium pressure integrated turbine and the low-pressure turbine in which the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine are integrated has a distance between bearings of about 22.3 m. The ratio of the distance between the bearings of the high-to-medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to the blade length of the stage rotor blades is 26.2, and the rated output (MW) of the power plant is The ratio of the total distance (mm) of the distance between the bearings of the high- and medium-pressure integrated turbine and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines coupled in tandem is 37.1).

【0249】更に、本実施例における高圧タービンと中
圧タービンとを一体にした高中圧一体タービン及び低圧
タービンを備えた蒸気タービン発電プラントは、軸受間
距離が約14.5m であり低圧タービンの最終段動翼の
翼部長さに対する高中圧一体タービンの軸受間距離及び
1台の前記低圧タービンの軸受間距離の合計の比が1
3.3である。また発電プラントの定格出力(MW)に対
する高中圧一体タービンの軸受間距離及び1台の前記低
圧タービンの軸受間距離の合計の比が24.2である。
Further, in the steam turbine power plant having the high-medium pressure integrated turbine and the low-pressure turbine in which the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine are integrated in this embodiment, the distance between the bearings is about 14.5 m, The ratio of the sum of the distance between the bearings of the high and medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of one low pressure turbine to the blade length of the step rotor blade is 1
3.3. In addition, the ratio of the total distance between the bearings of the high and medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of one low pressure turbine to the rated output (MW) of the power plant is 24.2.

【0250】[0250]

【表11】 [Table 11]

【0251】図13は高圧中圧一体型蒸気タービンの断
面構成図及び図14はそのロータシャフトの断面図であ
る。高圧側蒸気タービンは高圧内部車室18とその外側
の高圧外部車室19内に高圧動翼16を植設した高中圧
車軸(高圧ロータシャフト)23が設けられる。前述の
高温高圧の蒸気は前述のボイラによって得られ、主蒸気
管を通って、主蒸気入口を構成するフランジ,エルボ2
5より主蒸気入口28を通り、ノズルボックス38より
初段の動翼に導かれる。蒸気はロータシャフトの中央側
より入り、軸受側に流れる構造を有する。動翼は図中左
側の高圧側に8段及び(図中右側約半分の)中圧側に6
段設けられる。これらの動翼に対応して各々静翼が設け
られる。動翼は鞍型又はゲタ型,ダブティル型式,ダブ
ルティノン,高圧側初段翼長約40mm,中圧側初段翼長
が100mmである。軸受43間の長さは約6.7m 及び
静翼部に対応する部分で最も小さい部分の直径は約74
0mmであり、直径に対する長さの比は約9.0である。
FIG. 13 is a sectional view of a high-pressure / intermediate-pressure integrated steam turbine, and FIG. 14 is a sectional view of its rotor shaft. The high-pressure side steam turbine is provided with a high-to-medium pressure axle (high-pressure rotor shaft) 23 having high-pressure moving blades 16 implanted in a high-pressure inner casing 18 and a high-pressure outer casing 19 outside thereof. The aforementioned high-temperature and high-pressure steam is obtained by the aforementioned boiler, passes through a main steam pipe, and forms a flange and an elbow 2 that constitute a main steam inlet.
5 through the main steam inlet 28 and from the nozzle box 38 to the first stage rotor blades. The steam enters from the center of the rotor shaft and flows toward the bearing. The rotor blade has eight stages on the high pressure side on the left side in the figure and six stages on the medium pressure side (about half the right side in the figure).
Steps are provided. A stationary blade is provided for each of these moving blades. The moving blade has a saddle type or a getter type, a dove-til type, a double tinon, a high pressure side first stage blade length of about 40 mm, and a medium pressure side first stage blade length of 100 mm. The length between the bearings 43 is about 6.7 m, and the diameter of the smallest part corresponding to the stationary blade part is about 74.
0 mm and the ratio of length to diameter is about 9.0.

【0252】高圧側ロータシャフトの初段と最終段の動
翼植込み付根部分の幅は初段が最も広く、2段目〜7段
目がそれより小さく、初段の0.40〜0.56倍でいず
れも同等の大きさであり、最終段が初段と2〜7段目の
大きさの間にあり、初段の0.46〜0.62倍の大きさ
である。
The first stage and the last stage of the rotor blade implanted root portion of the high pressure side rotor shaft have the largest width at the first stage, the second stage to the seventh stage are smaller than that, and 0.40 to 0.56 times the first stage. Are the same size, the last stage is between the first stage and the size of the second to seventh stages, and is 0.46 to 0.62 times the size of the first stage.

【0253】高圧側においてはブレード及びノズルを後
述する表3に示す12%Cr系鋼によって構成したもの
である。本実施例における動翼の翼部の長さは初段が3
5〜50mm、2段目から最終段になるに従って各段で長
くなっており、特に蒸気タービンの出力によって2段か
ら最終段までの長さが50〜150mmの範囲内であり、
段数は7〜12段の範囲内にあり、各段の翼部の長さは
下流側が上流側に対して隣り合う長さで1.05〜1.3
5倍の範囲内で長くなっているとともに、下流側でその
比率が徐々に大きくなっている。
On the high pressure side, the blades and nozzles were made of 12% Cr steel shown in Table 3 described later. The blade length of the rotor blade in this embodiment is 3 in the first stage.
5 to 50 mm, the length of each stage increases from the second stage to the final stage. In particular, the length from the second stage to the final stage is in the range of 50 to 150 mm depending on the output of the steam turbine,
The number of stages is in the range of 7 to 12 stages, and the length of the wing portion of each stage is 1.05 to 1.3 as the length that the downstream side is adjacent to the upstream side.
The ratio is longer within the range of 5 times, and the ratio gradually increases on the downstream side.

【0254】中圧側蒸気タービンは高圧側蒸気タービン
より排出された蒸気を再度600℃に再熱器によって加
熱された蒸気によって高圧蒸気タービンと共に発電機を
回転させるもので、3000RPMの回転数によって回
転される。中圧側タービンは高圧側タービンと同様に中
圧内部第2車室21と中圧外部車室22とを有し、中圧
動翼17と対抗して静翼が設けられる。中圧動翼17は
6段である。初段翼長さ約130mm,最終段翼長さ約2
60mmである。ダブティルは逆クリ型である。静翼に対
応するロータシャフトの直径は約740mmである。
The medium-pressure side steam turbine rotates the generator discharged from the high-pressure side steam turbine together with the high-pressure steam turbine by the steam heated to 600 ° C. again by the reheater, and is rotated at 3000 RPM. You. The intermediate pressure side turbine has an intermediate pressure inner second casing 21 and an intermediate pressure outer casing 22 similarly to the high pressure side turbine, and a stationary blade is provided to oppose the intermediate pressure moving blade 17. The medium-pressure bucket 17 has six stages. First stage wing length about 130mm, last stage wing length about 2
60 mm. Dovetil is an inverted chestnut type. The diameter of the rotor shaft corresponding to the stationary blade is about 740 mm.

【0255】中圧蒸気タービンのロータシャフトは動翼
植込み付根部の軸方向幅が初段が最も大きく、2段目が
それより小さく、3〜5段目が2段目より小さくいずれ
も同じで、最終段の幅は3〜5段目と2段目の間の大き
さで、初段の0.48〜0.64倍である。初段は2段目の1.
1〜1.5倍である。
In the rotor shaft of the medium-pressure steam turbine, the axial width of the root portion of the rotor blade implantation is the largest at the first stage, smaller at the second stage, smaller at the third to fifth stages less than the second stage, and the same. The width of the last stage is between the third to fifth stages and the second stage, and is 0.48 to 0.64 times that of the first stage. The first stage is the second stage 1.
It is 1 to 1.5 times.

【0256】中圧側においてはブレード及びノズルを後
述する表3に示す12%Cr系鋼が用いられる。本実施
例における動翼の翼部の長さは初段から最終段になるに
従って各段で長くなっており、蒸気タービンの出力によ
って初段から最終段までの長さが90〜350mm、段数
が6〜9段の範囲内にあり、各段の翼部の長さは下流側
が上流側に対して隣り合う長さで1.10〜1.25の割
合で長くなっている。動翼の植込み部は静翼に対応する
部分に比較して直径が大きくなっており、その幅は動翼
の翼部長さと位置に関係する。その幅の動翼の翼部長さ
に対する比率は初段が最も大きく、1.35〜1.80
倍,2段目が0.88〜1.18倍,3〜6段目が最終段
になるに従って小さくなっており、0.40〜0.65倍
である。本実施例におけるタンデムに結合した2台の低
圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用高中圧
一体タービンは、軸受間距離が約5.7m であり、低圧
タービンの最終段動翼の翼部長さに対する前記高中圧一
体タービンの軸受間距離の比が6.7 であり、またその
発電プラントの定格出力(MW)に対する高中圧一体タ
ービンの軸受間距離(mm)の比が9.5である。
On the medium pressure side, a blade and a nozzle are made of 12% Cr-based steel shown in Table 3 described later. The length of the blade portion of the moving blade in this embodiment is longer at each stage as it goes from the first stage to the last stage, and the length from the first stage to the last stage is 90 to 350 mm, and the number of stages is 6 to 6 depending on the output of the steam turbine. There are nine stages, and the length of the wing of each stage is 1.10 to 1.25, which is longer than the length adjacent to the upstream side on the downstream side. The implanted portion of the moving blade has a larger diameter than that corresponding to the stationary blade, and its width is related to the blade length and position of the moving blade. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is the largest in the first stage, from 1.35 to 1.80.
The second stage is 0.88 to 1.18 times, and the third to sixth stages are smaller toward the final stage, and are 0.40 to 0.65 times. The high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant equipped with two low-pressure turbines connected in tandem in this embodiment has a bearing distance of about 5.7 m 2, and a length corresponding to the blade length of the last stage blade of the low-pressure turbine. The ratio of the distance between the bearings of the high and medium pressure integrated turbine is 6.7, and the ratio of the distance between the bearings (mm) of the high and medium pressure integrated turbine to the rated output (MW) of the power plant is 9.5.

【0257】また、本実施例における高圧タービンと中
圧タービンとを一体にした高中圧一体タービン及び1台
の低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用高
中圧一体蒸気タービンは、軸受間距離が14.5m であ
り、発電プラントの定格出力(MW)に対する高中圧一
体タービンの軸受間距離(mm)の比が9.5である。ま
た、その低圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対する
前記高中圧一体タービンの軸受間距離の比が5.2であ
る。
Further, in the present embodiment, the high / medium pressure integrated steam turbine for a steam turbine power plant having one high pressure / medium pressure turbine and one low pressure turbine in which the high pressure turbine and the medium pressure turbine are integrated has a bearing distance of 14 hours. The ratio of the distance between bearings (mm) of the high- and medium-pressure integrated turbine to the rated output (MW) of the power plant is 9.5. The ratio of the distance between the bearings of the high-to-medium pressure integrated turbine to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine is 5.2.

【0258】図15は低圧タービンの断面図及び図16
はそのロータシャフトの断面図である。低圧タービンは
1基で高中圧にタンデムに結合される。動翼41は左右
に6段あり、左右ほぼ対称になっており、また動翼に対
応して静翼42が設けられる。最終段の動翼長さは43
インチあり、表1に示す12%Cr鋼又はTi基合金が
使用される。Ti基合金は時効硬化処理が施され、重量
でAl6%,V4%を含むものである。ロータシャフト
43はNi3.75%,Cr1.75%,Mo0.4%,
V0.15%,C0.25%,Si0.05%,Mn0.1
0% ,残Feからなるスーパークリーン材の全焼戻し
ベーナイト組織を有する鍛鋼が用いられる。最終段とそ
の前段以外の動翼及び静翼にはいずれもMoを0.1%
含有する12%Cr鋼が用いられる。内外部ケーシング
材にはC0.25% の鋳鋼が用いられる。本実施例にお
ける軸受43での中心間距離は7000mmで、静翼部に
対応するロータシャフトの直径は約800mm,動翼植込
み部での直径は各段同じである。静翼部に対応するロー
タシャフト直径に対する軸受中心間の距離は約8.8であ
る。
FIG. 15 is a sectional view of the low-pressure turbine and FIG.
Is a sectional view of the rotor shaft. The low pressure turbine is tandemly coupled to high and medium pressure by one unit. The moving blades 41 have six stages on the left and right sides and are substantially symmetrical on the left and right, and stationary blades 42 are provided corresponding to the moving blades. The blade length of the last stage is 43
There is an inch, and 12% Cr steel or a Ti-based alloy shown in Table 1 is used. The Ti-based alloy is subjected to age hardening treatment and contains Al 6% and V 4% by weight. The rotor shaft 43 has Ni 3.75%, Cr 1.75%, Mo 0.4%,
V 0.15%, C 0.25%, Si 0.05%, Mn 0.1
Forged steel having a fully tempered bainite structure of a super-clean material consisting of 0% and residual Fe is used. Mo is 0.1% for the moving blades and stationary blades other than the last stage and the preceding stage.
The contained 12% Cr steel is used. 0.25% cast steel is used for the inner and outer casing materials. The center-to-center distance of the bearing 43 in this embodiment is 7000 mm, the diameter of the rotor shaft corresponding to the stationary blade portion is about 800 mm, and the diameter of the rotor blade implantation portion is the same for each stage. The distance between the bearing centers for the rotor shaft diameter corresponding to the vane section is about 8.8.

【0259】低圧タービンは動翼植込み付根部の軸方向
の幅が初段が最も小さく、下流側に従って2,3段が同
等、4段,5段が同等で4段階で徐々に大きくなってお
り、最終段の幅は初段の幅に比べ6.2〜7.0倍と大き
くなっている。2,3段は初段の1.15〜1.40倍、
4,5段が2,3段の2.2〜2.6倍、最終段が4,5
段の2.8〜3.2倍となっている。付根部の幅は末広が
りの延長線とロータシャフトの直径とを結ぶ点で示す。
In the low-pressure turbine, the axial width of the root portion of the blade implant is the smallest at the first stage, and at the downstream side, the two and three stages are equal, the four and the fifth stages are equal, and the width gradually increases in four stages. The width of the last stage is 6.2 to 7.0 times larger than the width of the first stage. A few steps are 1.15 to 1.40 times the first step,
4,5 stage is 2.2-2.6 times of 2-3 stage, last stage is 4,5
It is 2.8 to 3.2 times the stage. The width of the root portion is indicated by a point connecting the extended line extending to the diameter of the rotor shaft.

【0260】本実施例における動翼の翼部長さは初段の
4″から43″の最終段になるに従って各段で長くなっ
ており、蒸気タービンの出力によって初段から最終段の
長さが100〜1270mmの範囲内で、最大で8段で、
各段の翼部長さは下流側が上流側に対して隣り合う長さ
で1.2〜1.9倍の範囲内で長くなっている。
In this embodiment, the blade length of the rotor blades increases in each stage from the first stage of 4 ″ to the last stage of 43 ″. Depending on the output of the steam turbine, the length of the first stage to the last stage is 100 to 100%. Within 1270mm, up to 8 steps,
The wing length of each stage is longer within a range of 1.2 to 1.9 times as long as the downstream side is adjacent to the upstream side.

【0261】動翼の植込み付根部は静翼に対応する部分
に比較して直径が大きく末広がりになっており、その幅
は動翼の翼部長さの大きい程その植込み幅は大きくなっ
ている。その幅の動翼の翼部長さに対する比率は初段か
ら最終段の前までが0.30〜1.5であり、その比率は
初段から最終段の前になるに従って徐々に小さくなって
おり、後段の比率はその1つ手前のものより0.15〜
0.40の範囲内で徐々に小さくなっている。最終段は
0.50〜0.65の比率である。
The implant root portion of the moving blade has a large diameter and widens as compared with the portion corresponding to the stationary blade, and its width increases as the blade length of the moving blade increases. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is from 0.30 to 1.5 from the first stage to the last stage, and the ratio gradually decreases from the first stage to the last stage before the last stage. Is 0.15 or higher than the previous one.
It gradually decreases within the range of 0.40. The last stage has a ratio of 0.50 to 0.65.

【0262】本実施例における最終段動翼は実施例1と
同じである。図17は本実施例におけるエロージョンシ
ールド(ステライト合金)54を電子ビーム溶接又はT
IG溶接56によって接合した状態を示す断面と斜視図
である。図に示すようにエロージョンシールド54は表
と裏側との2個所で溶接される。
The last stage rotor blade in this embodiment is the same as that in the first embodiment. FIG. 17 shows that the erosion shield (stellite alloy) 54 in this embodiment is welded by electron beam welding or T-beam welding.
FIG. 3 is a cross-sectional view and a perspective view showing a state where the IG welding 56 is used for joining. As shown in the figure, the erosion shield 54 is welded at two places, a front side and a back side.

【0263】本実施例の他、高中圧蒸気タービンの蒸気
入口温度610℃以上,低圧蒸気タービンへの蒸気入口
温度約400℃及び出口温度が約60℃とする1000
MW級大容量発電プラントに対しても同様の構成とする
ことができる。
In addition to the present embodiment, the steam inlet temperature of the high and medium pressure steam turbine is 610 ° C. or higher, the steam inlet temperature to the low pressure steam turbine is about 400 ° C., and the outlet temperature is about 1000 ° C.
The same configuration can be applied to a MW class large-capacity power plant.

【0264】本実施例における高温高圧蒸気タービン発
電プラントは主としてボイラ,高中圧タービン,低圧タ
ービン,復水器,復水ポンプ,低圧給水加熱器系統,脱
気器,昇圧ポンプ,給水ポンプ,高圧給水加熱器系統な
どより構成される。すなわち、ボイラで発生した超高温
高圧蒸気は高圧側タービンに入り動力を発生させたのち
再びボイラにて再熱されて中圧側タービンへ入り動力を
発生させる。この高中圧タービン排気蒸気は、低圧ター
ビンに入り動力を発生させた後、復水器にて凝縮する。
この凝縮液は復水ポンプにて低圧給水加熱器系統,脱気
器へ送られる。この脱気器にて脱気された給水は昇圧ポ
ンプ,給水ポンプにて高圧給水加熱器へ送られ昇温され
た後、ボイラへ戻る。
The high-temperature high-pressure steam turbine power plant in this embodiment is mainly composed of a boiler, high-medium-pressure turbine, low-pressure turbine, condenser, condensate pump, low-pressure feedwater heater system, deaerator, booster pump, feedwater pump, high-pressure feedwater. It is composed of a heater system. That is, the ultra-high-temperature and high-pressure steam generated in the boiler enters the high-pressure side turbine and generates power, and is then reheated in the boiler again to enter the medium-pressure side turbine and generate power. The high- and medium-pressure turbine exhaust steam enters the low-pressure turbine and generates power, and then condenses in the condenser.
This condensate is sent to the low pressure feed water heater system and deaerator by the condensate pump. The feedwater degassed by this deaerator is sent to a high-pressure feedwater heater by a booster pump and a feedwater pump to be heated, and then returned to the boiler.

【0265】ここで、ボイラにおいて給水は節炭器,蒸
発器,過熱器を通って高温高圧の蒸気となる。また一
方、蒸気を加熱したボイラ燃焼ガスは節炭器を出た後、
空気加熱器に入り空気を加熱する。ここで、給水ポンプ
の駆動には中圧タービンからの抽気蒸気にて作動する給
水ポンプ駆動用タービンが用いられている。
Here, in the boiler, the water supply passes through a economizer, an evaporator, and a superheater to become high-temperature and high-pressure steam. On the other hand, the boiler combustion gas that heated the steam exited the economizer,
Enter the air heater to heat the air. Here, the feedwater pump is driven by a feedwater pump drive turbine that operates with the extracted steam from the medium pressure turbine.

【0266】このように構成された高温高圧蒸気タービ
ンプラントにおいては、高圧給水加熱器系統を出た給水
の温度が従来の火力プラントにおける給水温度よりもは
るかに高くなっているため、必然的にボイラ内の節炭器
を出た燃焼ガスの温度も従来のボイラに比べてはるかに
高くなってくる。このため、このボイラ排ガスからの熱
回収をはかりガス温度を低下させないようにする。
In the high-temperature and high-pressure steam turbine plant configured as described above, the temperature of the feedwater exiting the high-pressure feedwater heater system is much higher than the temperature of the feedwater in the conventional thermal power plant. The temperature of the combustion gas exiting the economizer will also be much higher than in conventional boilers. Therefore, heat is recovered from the boiler exhaust gas so as not to lower the gas temperature.

【0267】尚、本実施例では高中圧タービン及び1基
の低圧タービンを1台の発電機タンデムに連結し発電す
るタンデムコンパウンドダブルフロー型発電プラントに
構成したものである。別の実施例として、表11のター
ビン構成(D)とし、2台の低圧タービンをタンデムに
連結し、出力1050MW級の発電においても本実施例
と同様に構成できるものである。その発電機シャフトと
してはより高強度のものが用いられる。特に、C0.1
5〜0.30%,Si0.1〜0.3%,Mn0.5%以
下,Ni3.25〜4.5%,Cr2.05〜3.0%,M
o0.25〜0.60%,V0.05〜0.20%を含有す
る全焼戻しベーナイト組織を有し、室温引張強さ93kg
f/mm2以上,特に100kgf/mm2以上,50%FAT
Tが0℃以下、特に−20℃以下とするものが好まし
く、21.2KG における磁化力が985AT/cm以下と
するもの、不純物としてのP,S,Sn,Sb,Asの
総量を0.025%以下,Ni/Cr比を2.0以下とす
るものが好ましい。
In this embodiment, a high-medium pressure turbine and one low pressure turbine are connected to one generator tandem to constitute a tandem compound double flow type power plant. As another embodiment, a turbine configuration (D) shown in Table 11 is used, and two low-pressure turbines are connected in tandem, so that power generation with an output of 1050 MW class can be configured in the same manner as this embodiment. A higher strength shaft is used as the generator shaft. In particular, C0.1
5 to 0.30%, Si 0.1 to 0.3%, Mn 0.5% or less, Ni 3.25 to 4.5%, Cr 2.05 to 3.0%, M
o It has a fully tempered bainite structure containing 0.25 to 0.60% and V 0.05 to 0.20%, and has a tensile strength at room temperature of 93 kg.
f / mm 2 or more, especially 100 kgf / mm 2 or more, 50% FAT
It is preferable that T is 0 ° C. or less, particularly -20 ° C. or less, that the magnetizing force at 21.2 KG is 985 AT / cm or less, and that the total amount of P, S, Sn, Sb and As as impurities is 0.025. % Or less, and the Ni / Cr ratio is preferably 2.0 or less.

【0268】前述の表3は本実施例の高中圧タービン及
び低圧タービンの主要部に用いた化学組成(重量%)を示
す。本実施例においては、高圧側及び中圧側とを一体に
したロータシャフトを後述の実施例4のNo.9のマルテ
ンサイト鋼を使用した他は表3のものを用い、全部フェ
ライト系の結晶構造を有する熱膨張係数12×10-6
℃のものにしたので、熱膨張係数の違いによる問題は全
くなかった。
Table 3 above shows the chemical compositions (% by weight) used for the main parts of the high-medium pressure turbine and the low pressure turbine of this embodiment. In the present embodiment, the rotor shaft integrated with the high-pressure side and the medium-pressure side is the same as that shown in Table 3 except that a martensitic steel of No. 9 in Example 4 described later is used. Thermal expansion coefficient of 12 × 10 -6 /
° C, there was no problem due to the difference in the coefficient of thermal expansion.

【0269】高中圧タービンのロータシャフトとして蒸
気温度620℃以上に対しては、実施例1又は後述の実
施例4の表12の材料を用いることができる。本実施例
では表12のNo.1は625℃に好適で、耐熱鋳鋼を電
気炉で30トン溶解し、カーボン真空脱酸し、金型鋳型
に鋳込み、鍛伸して電極棒を作製し、この電極棒として
鋳鋼の上部から下部に溶解するようにエレクトロスラグ
再溶解し、ロータ形状(直径1450mm,長さ5000
mm)に鍛伸して成型した。この鍛伸は、鍛造割れを防ぐ
ために、1150℃以下の温度で行った。またこの鍛鋼
を焼鈍熱処理後、1050℃に加熱し水噴霧冷却焼入れ
処理、570℃及び690℃で2回焼戻しを行い、図1
4に示す形状に切削加工によって得たものである。他の
各部の材料及び製造条件は実施例1と同様である。更
に、軸受部27へのCr−Mo低合金鋼の肉盛溶接層も
実施例1と同様に形成した。
For the steam temperature of 620 ° C. or higher for the rotor shaft of the high-medium pressure turbine, the materials shown in Table 12 of Example 1 or Example 4 described later can be used. In this example, No. 1 in Table 12 is suitable for 625 ° C., and 30 tons of heat-resistant cast steel is melted in an electric furnace, carbon is deoxidized in vacuum, cast into a mold, forged and stretched to produce an electrode rod, Electroslag was melted again as the electrode rod so as to melt from the upper part to the lower part of the cast steel, and the rotor shape (diameter 1450 mm, length 5000)
mm). The forging was performed at a temperature of 1150 ° C. or less in order to prevent forging cracks. Further, after the annealing heat treatment, the forged steel was heated to 1050 ° C., subjected to water spray cooling quenching, and tempered twice at 570 ° C. and 690 ° C.
This was obtained by cutting into the shape shown in FIG. The materials and manufacturing conditions of the other parts are the same as in the first embodiment. Further, a build-up welding layer of Cr-Mo low alloy steel on the bearing portion 27 was formed in the same manner as in Example 1.

【0270】本実施例におけるタンデムに結合した2台
の低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用低
圧タービンは合計の軸受間距離が13.9m であり、低
圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対するタンデムに
結合した2台の低圧タービンの軸受間距離の比が16.
3 であり、またその発電プラントの定格出力(MW)
に対するタンデムに結合した2台の低圧タービンの軸受
間距離の合計距離(mm)の比が23.1である。
The low pressure turbine for a steam turbine power plant having two low pressure turbines connected in tandem in this embodiment has a total bearing distance of 13.9 m, and the blade length of the last stage blade of the low pressure turbine. The ratio of the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to
3 and the rated output (MW) of the power plant
, The ratio of the total distance (mm) between the bearings of the two low-pressure turbines coupled in tandem is 23.1.

【0271】本実施例における高圧タービンと中圧ター
ビンとを一体にした高中圧一体タービン及び1台の低圧
タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用低圧ター
ビンは軸受間距離が約6mであり、その低圧タービンの
最終段動翼の翼部長さに対する比が5.5 であり、また
1台の低圧タービンの軸受間距離の発電プラントの定格
出力(MW)に対する1台の低圧タービンの軸受間距離
(mm)の比が10.0である。
In the present embodiment, the low-pressure turbine for a steam turbine power plant having a high-to-medium pressure integrated turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated and one low-pressure turbine has a bearing distance of about 6 m. The ratio of the last stage blade of the turbine to the blade length is 5.5, and the distance between the bearings of one low-pressure turbine relative to the rated output (MW) of the power plant is the distance between the bearings of one low-pressure turbine.
(mm) ratio is 10.0.

【0272】本実施例における高中圧一体型ロータシャ
フト又は後述する実施例4〜8のいずれのロータシャフ
トにおいても中心孔を有しているが、特に、P0.01
0%以下,S0.005% 以下,As0.005%以
下,Sn0.005%以下,Sb0.003% 以下とす
ることによりいずれの実施例においても高純化によって
中心孔をなくすことができる。
Although the high / medium pressure integrated rotor shaft of this embodiment or the rotor shafts of any of embodiments 4 to 8 described later have a center hole, particularly, P0.01.
By setting the content to be 0% or less, S0.005% or less, As 0.005% or less, Sn 0.005% or less, and Sb0.003% or less, the center hole can be eliminated by high purification in any of the embodiments.

【0273】本実施例の43インチ最終段動翼に対して
実施例2の長翼材が適用できる。
The long blade material of the second embodiment can be applied to the 43-inch final stage rotor blade of the present embodiment.

【0274】〔実施例4〕実施例1及び3のロータシャ
フトに代えて表12に示す組成の合金を真空溶解によっ
て、10kgのインゴットに鋳造し、30mm角に鍛造した
ものである。大型蒸気タービンロータシャフトの場合に
は、その中心部を模擬して1050℃×5時間保持後、
中心部での冷却速度100℃/h冷却の焼入れ,570
℃×20時間の1次焼戻しと690℃×20時間の2次
焼戻し及びブレードにおいては1100℃×1時間の焼入
れ,750℃×1時間の焼戻しを行って、625℃,3
0kgf/mm2 でクリープ破断試験を実施した。結果を表
12に合わせて示す。
Example 4 Instead of the rotor shafts of Examples 1 and 3, an alloy having the composition shown in Table 12 was cast into an ingot of 10 kg by vacuum melting and forged into a 30 mm square. In the case of a large-sized steam turbine rotor shaft, after simulating the central part and holding at 1050 ° C. × 5 hours,
Quenching at a cooling rate of 100 ° C / h at the center, 570
Primary tempering at 20 ° C. × 20 hours, secondary tempering at 690 ° C. × 20 hours, and quenching at 1100 ° C. × 1 hour and tempering at 750 ° C. × 1 hour for the blade.
A creep rupture test was performed at 0 kgf / mm 2 . The results are shown in Table 12.

【0275】表12のNo.1〜No.6の本発明合金は、
620℃以上の蒸気条件に適用するのに好ましいもの
で、クリープ破断寿命が長いことがわかる。Co量が多
い程クリープ破断時間が向上するが、Coの多量の増加
は600〜660℃で加熱を受けると加熱脆化が生じる
傾向を有するので、強化と靭性の両方を高めるには620
〜630℃に対しては2〜5%,630〜660℃に対
しては5.5〜8% が好ましい。Bは0.03% 以下が
優れた強度を示す。620〜630℃ではB量を0.0
01〜0.01%及びCo量を2〜4%、630〜66
0℃のより高温側ではB量を0.01〜0.03%とし、
Co量を5〜7.5% と高めることにより高強度が得ら
れる。
The alloys of the present invention No. 1 to No. 6 in Table 12 are as follows:
It is preferable to apply to steam conditions of 620 ° C. or higher, and it is understood that the creep rupture life is long. Although the creep rupture time improves as the amount of Co increases, the increase in the amount of Co tends to cause heat embrittlement when heated at 600 to 660 ° C.
The preferred range is 2 to 5% for 630 to 630 ° C and 5.5 to 8% for 630 to 660 ° C. B shows excellent strength when 0.03% or less. At 620 to 630 ° C, the amount of B is 0.0.
0.01 to 0.01% and the Co content is 2 to 4%, 630 to 66
On the higher temperature side of 0 ° C., the B content is set to 0.01 to 0.03%,
High strength can be obtained by increasing the Co content to 5 to 7.5%.

【0276】Nは本願実施例における600℃を越える
温度では少ない方が強化され、N量の多いものに比べて
強度が高いことが明らかとなった。N量は0.01〜0.
04%が好ましい。真空溶解においてはNはほとんど含
有されないので、母合金によって添加したものである。
It has been clarified that N is strengthened when the temperature is higher than 600 ° C. in the examples of the present invention, and that the N is higher in strength than that having a large amount of N. The N content is 0.01 to 0.1.
04% is preferred. Since N is hardly contained in the vacuum melting, it is added by the master alloy.

【0277】表12に示すように、ロータ材のNo.8は
そのMn量が0.09 %と低いものは同じCo量で比較
して高い強度を示すことからも明らかなように、より強
化のためにはMn量を0.03〜0.20%とするのが好
ましい。
As shown in Table 12, No. 8 of the rotor material has a higher Mn content, as is clear from the fact that a material having a low Mn content of 0.09% has a higher strength than the same Co content. For this purpose, the Mn content is preferably set to 0.03 to 0.20%.

【0278】[0278]

【表12】 [Table 12]

【0279】同じく、表13は600℃級に適したロー
タシャフト用材料の化学組成(重量%)である。熱処理
は、1100℃×2h→100℃/hで冷却後、565
℃×15h→20℃/hで冷却,665℃×45h→2
0℃/hで冷却した。熱処理はいずれも回転軸を中心に
回転しながら行った。
Similarly, Table 13 shows the chemical composition (% by weight) of the material for the rotor shaft suitable for the 600 ° C. class. The heat treatment is performed after cooling at 1100 ° C. × 2 h → 100 ° C./h, and then 565 ° C.
℃ 15h → cooling at 20 ° C / h, 665 ° C 45h → 2
Cooled at 0 ° C / h. All the heat treatments were performed while rotating around a rotation axis.

【0280】表14はロータシャフト材の機械的特性を
示すものである。衝撃値はVノッチシャルピー値、FA
TTは50%破面遷移温度である。
Table 14 shows the mechanical properties of the rotor shaft material. Impact value is V notch Charpy value, FA
TT is the 50% fracture surface transition temperature.

【0281】[0281]

【表13】 [Table 13]

【0282】[0282]

【表14】 [Table 14]

【0283】クリープ破断強度を見ると本発明材の60
0℃,105 hクリープ破断強度は11kgf/mm2で、
高効率タービン材として必要な強度(10kgf/mm2
以上及び靭性も1kgf−m以上の高い値を示している。
The creep rupture strength of the material of the present invention was 60%.
0 ° C, 10 5 h creep rupture strength is 11 kgf / mm 2 ,
Strength required for high-efficiency turbine materials (10 kgf / mm 2 )
The above and toughness also show high values of 1 kgfm or more.

【0284】No.2はAlが0.015%を越えたもの
であるが、105時間クリープ破断強度が11kgf/mm2
以下と強度が若干低下する。Wが1.0%程度多くなる
とδフェライトが析出し、強度と靭性がともに低く、発
明の目的が達成されないことも確認された。
[0284] In No. 2, the Al content was more than 0.015%, but the creep rupture strength for 10 5 hours was 11 kgf / mm 2.
Below, the strength is slightly reduced. When W was increased by about 1.0%, δ ferrite was precipitated, and both strength and toughness were low, and it was also confirmed that the object of the invention was not achieved.

【0285】Wは0.1〜0.65%で高い強度が得られ
る。
A high strength is obtained when W is 0.1 to 0.65%.

【0286】FATTに及ぼすWの影響はWは0.1〜
0.65%の範囲でFATTが低く、高い靭性を有する
が、それ以下及び以上でも靭性が低下する。特に0.2
〜0.5%で低いFATTが得られる。
The effect of W on FATT is 0.1 to 0.1%.
In the range of 0.65%, FATT is low and high toughness is obtained. Especially 0.2
A low FATT is obtained at ~ 0.5%.

【0287】本実施例のマルテンサイト鋼は600℃付
近の高温クリープ破断強度は著しく高く、超高温高圧蒸
気タービン用ロータシャフトとして要求される強度を十
分満足し、好適である。また、600℃付近での高効率
タービン用ブレードとしても好適である。
The martensitic steel of this example has a remarkably high high-temperature creep rupture strength at around 600 ° C., and sufficiently satisfies the strength required for a rotor shaft for an ultra-high-temperature and high-pressure steam turbine. It is also suitable as a high-efficiency turbine blade at around 600 ° C.

【0288】〔実施例5〕表15は実施例1及び3にお
ける本発明の高圧,中圧及び高中圧タービン用内部ケー
シング材に係る化学組成(重量%)を示す。試料は大型
ケーシングの厚肉部を想定して、高周波誘導溶解炉を用
い200kg溶解し、最大厚さ200mm,幅380mm,高
さ440mmの砂型に鋳込み,鋳塊を作製した。試料は、
1050℃×8h炉冷の焼鈍処理後、大型蒸気タービン
ケーシングの厚肉部を想定して焼準(1050℃×8h
→空冷),焼戻し(710℃×7h→空冷,710℃×
7h→空冷の2回)の熱処理を行った。
Example 5 Table 15 shows the chemical composition (% by weight) of the internal casing material for high, medium and high pressure turbines of the present invention in Examples 1 and 3. Assuming the thick portion of the large casing, the sample was melted in a high-frequency induction melting furnace to melt 200 kg and cast into a sand mold having a maximum thickness of 200 mm, a width of 380 mm and a height of 440 mm to produce an ingot. The sample is
1050 ° C. × 8 h After furnace cooling annealing, normalizing (1050 ° C. × 8 h) assuming a thick part of a large steam turbine casing
→ air cooling, tempering (710 ° C × 7h → air cooling, 710 ° C ×
7h → air cooling twice).

【0289】溶接性評価は、JIS Z3158に準じ
て行った。予熱,パス間及び後熱開始温度は150℃
に、後熱処理は400℃×30分にした。
The weldability was evaluated in accordance with JIS Z3158. Pre-heat, inter-pass and post-heat onset temperature is 150 ° C
The post heat treatment was performed at 400 ° C. for 30 minutes.

【0290】[0290]

【表15】 [Table 15]

【0291】表16は室温の引張特性、20℃における
Vノッチシャルピー衝撃吸収エネルギー、650℃,1
5 hクリープ破断強度及び溶接割れ試験結果を示す。
Table 16 shows tensile properties at room temperature, V-notch Charpy impact absorption energy at 20 ° C., 650 ° C., 1
The results of the 0 5 h creep rupture strength and weld crack tests are shown.

【0292】適量のB,Mo及びWを添加した本発明材
のクリープ破断強度及び衝撃吸収エネルギーは、高温高
圧タービンケーシングに要求される特性(625℃,1
5h強度≧8kgf/mm2,20℃衝撃吸収エネルギー≧
1kgf−m)を十分満足する。特に、9kgf/mm2 以上
の高い値を示している。また、本発明材には溶接割れが
認められず、溶接性が良好である。B量と溶接割れの関
係を調べた結果、B量が0.0035 %を越えると、溶
接割れが発生した。No.1のものは若干割れの心配があ
った。機械的性質に及ぼすMoの影響を見ると、Mo量
を1.18% と多いものは、クリープ破断強度は高いも
のの、衝撃値が低く、要求される靭性を満足できなかっ
た。一方、Mo0.11 %のものは、靭性は高いもの
の、クリープ破断強度が低く、要求される強度を満足で
きなかった。
The creep rupture strength and the impact absorption energy of the material of the present invention to which appropriate amounts of B, Mo and W were added were determined in accordance with the characteristics (625 ° C., 1
0 5 h strength ≧ 8 kgf / mm 2 , shock absorption energy at 20 ° C. ≧
1 kgf-m). In particular, it shows a high value of 9 kgf / mm 2 or more. In addition, no weld cracking was observed in the material of the present invention, and the weldability was good. As a result of examining the relationship between the B content and weld cracking, when the B content exceeded 0.0035%, weld cracks occurred. No. 1 was a little worried about cracking. Looking at the effect of Mo on the mechanical properties, those with a high Mo content of 1.18%, although having high creep rupture strength, had low impact values and could not satisfy the required toughness. On the other hand, the alloy with Mo 0.11% had high toughness but low creep rupture strength, and could not satisfy the required strength.

【0293】機械的性質に及ぼすWの影響を調べた結
果、W量を1.1 %以上にするとクリープ破断強度が顕
著に高くなるが、逆にW量を2%以上にすると室温衝撃
吸収エネルギーが低くなる。特に、Ni/W比を0.2
5〜0.75に調整することにより、温度621℃,圧
力250kgf/cm2 以上の高温高圧タービンの高圧及び
中圧内部ケーシング並びに主蒸気止め弁及び加減弁ケー
シングに要求される、625℃,105hクリープ破断強度
9kgf/mm2以上,室温衝撃吸収エネルギー1kgf−m
以上の耐熱鋳鋼ケーシング材が得られる。特に、W量
1.2 〜2%,Ni/W比を0.25〜0.75 に調整
することにより、625℃,105hクリープ破断強度
10kgf/mm2 以上,室温衝撃吸収エネルギー2kgf−
m以上の優れた耐熱鋳鋼ケーシング材が得られる。
As a result of examining the effect of W on mechanical properties, creep rupture strength was remarkably increased when the W amount was 1.1% or more. Becomes lower. In particular, when the Ni / W ratio is 0.2
By adjusting the 5-0.75, temperature 621 ° C., are required to a pressure 250 kgf / cm 2 or more high pressure and intermediate pressure internal casing of the high-temperature and high-pressure turbine and a main steam stop valve and governor valve casing, 625 ° C., 10 5 h creep rupture strength 9 kgf / mm 2 or more, shock absorption energy at room temperature 1 kgfm
The above heat-resistant cast steel casing material is obtained. In particular, by adjusting the W content to 1.2 to 2% and the Ni / W ratio to 0.25 to 0.75, the creep rupture strength at 625 ° C. and 10 5 h is 10 kgf / mm 2 or more, and the impact absorption energy at room temperature is 2 kgf−
m or more excellent heat-resistant cast steel casing material can be obtained.

【0294】[0294]

【表16】 [Table 16]

【0295】W量は1.0%以上とすることによって顕
著に強化されるとともに、特に1.5%以上では8.0kg
f/mm2以上の値が得られる。本発明のNo.7は640
℃以下で十分要求の強度を満足するものであった。
The content of W is remarkably strengthened by setting it to 1.0% or more, and especially 8.0 kg at 1.5% or more.
A value of f / mm 2 or more is obtained. No. 7 of the present invention is 640
The required strength was sufficiently satisfied at a temperature of not more than ℃.

【0296】本発明の耐熱鋳鋼を目標組成とする合金原
料を電気炉で1トン溶解し、とりべ精錬後、砂型鋳型に
鋳込み実施例3に記載の高中圧部の内部ケーシングを得
た。このケーシングを1050℃×8h炉冷の焼鈍熱処
理後、1050℃×8h衝風冷の焼準熱処理,730℃
×8h炉冷の2回焼戻しを行った。全焼戻しマルテンサ
イト組織を有するこの試作ケーシングを切断調査した結
果、250気圧,625℃高温高圧タービンケーシングに
要求される特性(625℃,105h強度≧9kgf/mm
2 ,20℃衝撃吸収エネルギー≧1kgf−m)を十分満
足することと溶接可能であることが確認できた。
One ton of an alloy material having the target composition of the heat-resistant cast steel of the present invention was melted in an electric furnace, and after ladle refining, it was cast into a sand mold to obtain an internal casing of a high-to-medium pressure portion described in Example 3. This casing is subjected to an annealing heat treatment at 1050 ° C. × 8 h for furnace cooling, then a normal heat treatment at 1050 ° C. × 8 h for blast cooling, and 730 ° C.
Tempering was performed twice in a furnace for 8 hours. As a result of cutting investigation of this prototype casing having a fully tempered martensite structure, characteristics required for a high-pressure and high-pressure turbine casing at 250 atm, 625 ° C (625 ° C, 10 5 h strength ≥ 9 kgf / mm)
2. It was confirmed that 20 ° C impact absorption energy ≧ 1 kgf-m) was sufficiently satisfied and that welding was possible.

【0297】〔実施例6〕本実施例においては、実施例
1の625℃の高圧蒸気タービン及び中圧蒸気タービン
又は実施例3の600℃及び625℃の高中圧蒸気ター
ビンの蒸気温度に代えて649℃としたものであり、構
造及び大きさを実施例1又は3とほぼ同じ設計で得られ
るものである。ここで実施例1又は3と変わるものはこ
の温度に直接接する高圧,中圧又は高中圧一体型蒸気タ
ービンのロータシャフト,初段動翼及び初段静翼と内部
ケーシングである。内部ケーシングを除くこれらの材料
としては前述の表4に示す材料のうちB量を0.01〜
0.03%及びCo量を5〜7%と高め、更に内部ケー
シング材としては実施例2のW量を2〜3%に高め、C
oを3%加えることにより、要求される強度が満足し、
従来の設計が使用できる大きなメリットがある。即ち、
本実施例においては高温にさらされる構造材料が全てフ
ェライト系鋼によって構成される点に従来の設計思想が
そのまま使用できるのである。尚、2段目の動翼及び静
翼の蒸気入口温度は約610℃となるので、これらには
実施例1の初段に用いた材料を用いることが好ましい。
[Embodiment 6] In this embodiment, the steam temperature of the 625 ° C high-pressure steam turbine and the medium-pressure steam turbine of the first embodiment or the steam temperature of the 600 ° C and 625 ° C high-medium-pressure steam turbine of the third embodiment is replaced. The temperature was set at 649 ° C., and the structure and size were obtained with almost the same design as in Example 1 or 3. Here, what is different from the first or third embodiment is the rotor shaft, the first stage moving blade, the first stage stationary blade, and the inner casing of the high-pressure, medium-pressure or high-medium-pressure integrated steam turbine which is in direct contact with this temperature. Among these materials excluding the inner casing, the B content of the materials shown in Table 4 was 0.01 to
0.03% and the amount of Co are increased to 5 to 7%, and as the inner casing material, the W amount of Example 2 is increased to 2 to 3%.
By adding 3% of o, the required strength is satisfied,
There is a significant advantage that conventional designs can be used. That is,
In this embodiment, the conventional design concept can be used as it is in that all the structural materials exposed to high temperatures are made of ferritic steel. Since the steam inlet temperature of the moving blade and the stationary blade of the second stage is about 610 ° C., it is preferable to use the material used in the first stage of the first embodiment.

【0298】更に、低圧蒸気タービンの蒸気温度は実施
例1又は3の約380℃に比べ若干高い約405℃とな
るが、そのロータシャフト自身は実施例1の材料が十分
に高強度を有するので、同じくスーパークリーン材が用
いられる。
Furthermore, the steam temperature of the low-pressure steam turbine is about 405 ° C., which is slightly higher than about 380 ° C. of the first or third embodiment. However, the rotor shaft itself has a sufficiently high strength because the material of the first embodiment has a sufficiently high strength. Also, a super clean material is used.

【0299】更に、本実施例におけるクロスコンパウン
ド型に対し、タンデムコンパウンド型で3600rpm の
回転数においても実施できる。
Further, in contrast to the cross-compound type in this embodiment, a tandem compound type can be used at a rotational speed of 3600 rpm.

【0300】表17は蒸気温度640℃以上の高圧ター
ビンでは3段までと中圧タービンでは初段の動翼の各々
に用いたNi基析出強度化型合金の化学組成を示す。こ
れらの合金は真空アーク再溶解によってインゴットを製
造後、熱間鍛造し、次いで合金組成に応じて溶体化処理
1070〜1200℃で1〜8時間加熱後空冷し、70
0〜870℃で4〜24時間加熱する時効処理を施した
ものである。
Table 17 shows the chemical composition of the Ni-based precipitation-strengthened alloy used for each of the moving blades of up to three stages in a high-pressure turbine having a steam temperature of 640 ° C. or higher and in the first stage in a medium-pressure turbine. These alloys are hot-forged after manufacturing an ingot by vacuum arc remelting, and then heat-treated at 1070 to 1200 ° C. for 1 to 8 hours and then air-cooled according to the alloy composition to obtain an ingot.
It has been subjected to an aging treatment of heating at 0 to 870 ° C for 4 to 24 hours.

【0301】高圧タービンでは4段及び5段、及び中圧
タービンの2段及び3段に本発明における高強度マルテ
ンサイト鋼を用いた。別の例として蒸気温度610〜6
38℃の高圧タービン及び中圧タービンの初段に前述の
Ni基合金を用い、高圧タービンの2段及び3段、中圧
タービンの2段目に本発明の高強度マルテンサイト鋼を
用いることができる。
In the high-pressure turbine, the high-strength martensitic steel of the present invention was used in the fourth and fifth stages, and in the second and third stages of the medium-pressure turbine. Another example is steam temperature 610-6
The above-described Ni-based alloy can be used in the first stage of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine at 38 ° C., and the high-strength martensitic steel of the present invention can be used in the second and third stages of the high-pressure turbine and the second stage of the medium-pressure turbine. .

【0302】本実施例に対して実施例2,4及び5が適
用できるものである。
Embodiments 2, 4, and 5 can be applied to this embodiment.

【0303】[0303]

【表17】 [Table 17]

【0304】〔実施例7〕実施例1の発電プラントにお
ける高圧タービン及び中圧タービン用ロータシャフトを
胴部と軸受部に各々B量を変えて製造した。他の構成は
実施例1と全く同一である。表18(重量%)に記載の
胴部及び軸受部に係る耐熱鋳鋼を電気炉で30トン溶解
し、カーボン真空脱酸し、金型鋳型に鋳込み、鍛伸して
電極棒を作製し、この電極棒を用い、先ず軸受部をエレ
クトロスラグ溶解した後、直ちに胴部についてエレクト
ロ再溶解し、更に軸受部をその上にエレクトロスラグ再
溶解し、ロータ形状(直径1050mm,長さ3700m
m)に鍛伸して成型した。この鍛伸は、鍛造割れを防ぐ
ために、1150℃以下の温度で行った。またこの鍛鋼を焼
鈍熱処理後、1050℃に加熱し水噴霧冷却焼入れ処
理、570℃及び690℃で2回焼戻しを行い、図18
及び図19に示す形状に切削加工によって得たものであ
る。胴部と軸受部とは点線に示す位置で接合したもので
ある。図18に示すように高圧蒸気タービン用ロータシ
ャフトではブレードの下流側最終段とその手前との間、
図19に示す中圧蒸気タービン用ロータシャフトでは下
流側最終段とその手前との間で各々接合したものであ
る。本実施例においてはエレクトロスラグ鋼塊の上部側
を胴部の初段翼側にし、下部を最終段側にするようにし
た。
Example 7 A rotor shaft for a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine in the power plant according to Example 1 was manufactured by changing the amount of B for the body and the bearing. Other configurations are exactly the same as those of the first embodiment. 30 tons of heat-resistant cast steel according to the body and bearing described in Table 18 (% by weight) were melted in an electric furnace, carbon deoxidized, cast into a mold, and forged to produce an electrode rod. First, the bearing portion was electroslag-dissolved using an electrode rod, then the body portion was electro-dissolved immediately, and the bearing portion was further electro-slag-dissolved thereon. The rotor shape (diameter 1050 mm, length 3700 m)
m). This forging was performed at a temperature of 1150 ° C. or less in order to prevent forging cracks. In addition, after annealing heat treatment, the forged steel was heated to 1050 ° C., subjected to water spray cooling and quenching, and tempered twice at 570 ° C. and 690 ° C.
And obtained by cutting into the shape shown in FIG. The body and the bearing are joined at a position shown by a dotted line. As shown in FIG. 18, in the rotor shaft for the high-pressure steam turbine, between the downstream last stage of the blade and the front side thereof,
In the rotor shaft for a medium-pressure steam turbine shown in FIG. 19, the rotor shaft is joined between the last stage on the downstream side and the front side thereof. In the present embodiment, the upper side of the electroslag steel ingot is set to the first stage side of the body, and the lower side is set to the last stage side.

【0305】高圧部及び中圧部のブレード及びノズル
は、同じく表18に記載の耐熱鋼を真空アーク溶解炉で
溶解し、ブレード及びノズル素材形状(幅150mm,高
さ50mm,長さ1000mm)に鍛伸して成型した。この
鍛伸は、鍛造割れを防ぐために、1150℃以下の温度
で行った。またこの鍛鋼を1050℃に加熱し油焼入れ
処理し、690℃で焼戻しを行い、次いで所定形状に切
削加工したものである。高圧部及び中圧部の内部ケーシ
ング,主蒸気止め弁ケーシング及び蒸気加減弁ケーシン
グは、表17に記載の耐熱鋳鋼を電気炉で溶解し、とり
べ精錬後、砂型鋳型に鋳込み作製した。鋳込み前に、十
分な精錬及び脱酸を行うことにより、引け巣等の鋳造欠
陥のないものができた。このケーシング材を用いた溶接
性評価は、JIS Z3158に準じて行った。予熱,
パス間及び後熱開始温度は200℃に、後熱処理は40
0℃×30分にした。本発明材には溶接割れが認められ
ず、溶接性が良好であった。
The high-pressure and medium-pressure blades and nozzles were prepared by melting the heat-resistant steel listed in Table 18 in a vacuum arc melting furnace to form a blade and nozzle material (width 150 mm, height 50 mm, length 1000 mm). Forged and molded. The forging was performed at a temperature of 1150 ° C. or less in order to prevent forging cracks. The forged steel is heated to 1050 ° C., subjected to oil quenching, tempered at 690 ° C., and then cut into a predetermined shape. The internal casing, the main steam stop valve casing, and the steam control valve casing of the high-pressure part and the medium-pressure part were prepared by melting the heat-resistant cast steel shown in Table 17 in an electric furnace, refining the ladle, and pouring it into a sand mold. By performing sufficient refining and deoxidation before casting, a casting free of casting defects such as shrinkage cavities was obtained. Weldability evaluation using this casing material was performed according to JIS Z3158. Preheating,
Inter-pass and post heat onset temperature is 200 ° C, post heat treatment is 40 ° C.
It was 0 ° C. × 30 minutes. No weld crack was observed in the material of the present invention, and the weldability was good.

【0306】[0306]

【表18】 [Table 18]

【0307】表19は、上述したロータシャフトの胴部
の機械的性質を示す。熱処理は、1050℃×15h加
熱保持後、水噴霧冷却し、次いで570℃×20h加熱
後炉冷及び690℃×20h加熱後炉冷を行った。
[0307] Table 19 shows the mechanical properties of the body of the rotor shaft described above. The heat treatment was carried out by water spray cooling after heating and holding at 1050 ° C. × 15 h, and then cooling at 570 ° C. × 20 h and heating at 690 ° C. × 20 h.

【0308】このロータシャフトの中心部を調査した結
果、高圧,中圧タービンロータに要求される特性(62
5℃,105h強度≧13kgf/mm2,20℃衝撃吸収エ
ネルギー≧1.5kgf−m)を十分満足することが確認さ
れた。これにより、620℃以上の蒸気中で使用可能な
蒸気タービンロータが製造できることが実証された。ま
たこのブレードの特性を調査した結果、高圧,中圧ター
ビンの初段ブレードに要求される特性(625℃,10
5h強度≧15kgf/mm2)を十分満足することが確認さ
れた。これにより、620℃以上の蒸気中で使用可能な
蒸気タービンブレードが製造できることが実証された。
As a result of examining the center of the rotor shaft, it was found that the characteristics (62
5 ° C., 10 5 h strength ≧ 13 kgf / mm 2 , and 20 ° C. shock absorption energy ≧ 1.5 kgf-m). This demonstrated that a steam turbine rotor usable in steam at 620 ° C. or higher can be manufactured. Also, as a result of investigating the characteristics of this blade, the characteristics (625 ° C., 10
It was confirmed that 5 h strength ≧ 15 kgf / mm 2 ) was sufficiently satisfied. This demonstrated that a steam turbine blade usable in steam at 620 ° C. or higher can be manufactured.

【0309】さらにこのケーシングの特性を調査した結
果、高圧,中圧タービンケーシングに要求される特性
(625℃,105h強度≧10kgf/mm2,20℃衝撃
吸収エネルギー≧1kgf−m)を十分満足することと溶
接可能であることが確認された。これにより、620℃
以上の蒸気中で使用可能な蒸気タービンケーシングが製
造できることが実証された。
Further, as a result of investigating the characteristics of this casing, it was found that the characteristics (625 ° C., 10 5 h strength ≧ 10 kgf / mm 2 , 20 ° C. shock absorption energy ≧ 1 kgf-m) required for the high-pressure and intermediate-pressure turbine casings were sufficiently improved. Satisfaction and weldability were confirmed. Thereby, 620 ° C
It was proved that a steam turbine casing usable in the above steam could be manufactured.

【0310】[0310]

【表19】 [Table 19]

【0311】本実施例においても実施例1と同様にロー
タシャフトのジャーナル部にCr−Mo低合金鋼を肉盛
溶接し、軸受特性を改善させた。
In this embodiment, as in the case of Embodiment 1, Cr-Mo low alloy steel was build-up welded to the journal portion of the rotor shaft to improve the bearing characteristics.

【0312】溶接部の性能を確認するために板材に同様
に肉盛溶接し、160゜の側曲げ試験を行ったが、いず
れも溶接部に割れは認められなかった。いずれも6層目
以降が各々の表に示す組成を有するものである。
[0312] In order to confirm the performance of the welded portion, the plate material was similarly overlaid and subjected to a side bending test of 160 °, but no crack was found in any of the welded portions. In each case, the sixth and subsequent layers have the compositions shown in the respective tables.

【0313】更に、本発明における回転による軸受摺動
試験を行ったが、いずれも軸受に対する悪影響もなく、
耐酸化性に対しても優れたものであった。
Further, a bearing sliding test by rotation in the present invention was performed.
It was also excellent in oxidation resistance.

【0314】本実施例に代えて高圧蒸気タービン,中圧
蒸気タービン及び2基の低圧蒸気タービンをタンデムに
結合し、3000回転としたタンデム型発電プラントに
おいても同様に構成できるものである。
In place of the present embodiment, a high-pressure steam turbine, a medium-pressure steam turbine and two low-pressure steam turbines may be connected in tandem to form a tandem-type power plant having 3000 revolutions.

【0315】本実施例に対して実施例2,4及び5を適
用でき、更に実施例6の蒸気温度に対しても同様に適用
できるものである。
Embodiments 2, 4 and 5 can be applied to this embodiment, and the same can be applied to the steam temperature of Embodiment 6.

【0316】〔実施例8〕本実施例は、実施例3と同様
のタンデムコンパウンドダブルフロー型,低圧タービン
における最終段翼長が43インチであり、HP(高圧)
・IP(中圧)一体型及びLP1台又は2台で3000r
pm の回転数を有し、実施例3と同様に主な材料によっ
て構成される。左側の高圧部(HP)の蒸気温度は60
0℃,250kg/cm2 の圧力であり、右側の中圧部(I
P)の蒸気温度は600℃に再熱器によって加熱され、
170〜180kg/cm2 の圧力で運転される。低圧部
(LP)は蒸気温度は450℃で入り、100℃以下,
722mmHgの真空で復水器に送られる。
[Embodiment 8] In this embodiment, the last stage blade length in a tandem compound double flow type, low pressure turbine similar to Embodiment 3 is 43 inches, and HP (high pressure) is used.
・ IP (medium pressure) integrated type and 3000r with one or two LPs
It has a rotation speed of pm and is made of the main material as in the third embodiment. The steam temperature of the high pressure section (HP) on the left is 60
0 ° C, pressure of 250 kg / cm 2 , medium pressure part (I
The vapor temperature of P) is heated to 600 ° C. by a reheater,
It is operated at a pressure of 170-180 kg / cm 2 . The low pressure part (LP) has a steam temperature of 450 ° C,
It is sent to the condenser at a vacuum of 722 mmHg.

【0317】図20は本実施例において用いた高圧中圧
一体型蒸気タービンのロータシャフトの断面図である。
図に示すように、水蒸気は高圧部及び中圧部ともにロー
タシャフト中心部より入り、いずれも軸受部側に流れる
ような配置を有し、従って軸受部側で温度が低くなって
いる。本実施例におけるロータシャフトは実施例7と同
様に軸受部と胴部とで合金組成を変えてエレクトロスラ
グ再溶解法によって製造したものであり、いずれも最終
段の前で組成を変えたものである。図20の構造は図1
4と全く同じものである。本実施例における胴部組成を
表12のNo.5とし、軸受部をB量のみを0.003%
とし、他の成分を同じものにしたものである。鍛造後の
熱処理は前述と同様である。
FIG. 20 is a sectional view of the rotor shaft of the high-pressure / intermediate-pressure integrated steam turbine used in this embodiment.
As shown in the figure, the steam enters both the high-pressure part and the medium-pressure part from the center of the rotor shaft and has a configuration in which the steam flows to the bearing part side, and therefore the temperature is low on the bearing part side. The rotor shaft in this embodiment is manufactured by the electroslag remelting method by changing the alloy composition of the bearing portion and the body portion in the same manner as in the seventh embodiment, and in each case, the composition is changed before the final stage. is there. The structure of FIG.
It is exactly the same as 4. The composition of the body in this example was No. 5 in Table 12, and only the B content of the bearing was 0.003%.
And the other components are the same. The heat treatment after forging is the same as described above.

【0318】本実施例においても実施例3と同様に軸受
部にCr−Mo低合金鋼の肉盛溶接層が形成されている
ものである。
In this embodiment, as in the third embodiment, a cladding welding layer of Cr-Mo low alloy steel is formed on the bearing portion.

【0319】本実施例に対して実施例2,4及び5が適
用でき、更に実施例6の蒸気温度に対しても同様に適用
できるものである。
The embodiments 2, 4 and 5 can be applied to the present embodiment, and can be similarly applied to the steam temperature of the embodiment 6.

【0320】[0320]

【発明の効果】本発明によれば、600〜660℃でク
リープ破断強度及び室温靭性の高いマルテンサイト系耐
熱及び鋳鋼が得られるので、各温度での超々臨界圧ター
ビン用主要部材を全てフェライト系耐熱鋼で作製するこ
とができ、これまでの蒸気タービンの基本設計がそのま
ま使用でき、信頼性の高い火力発電プラントが得られ
る。
According to the present invention, martensitic heat resistance and cast steel having high creep rupture strength and room temperature toughness at 600 to 660 ° C. can be obtained. The steam turbine can be made of heat-resistant steel, the basic design of the steam turbine can be used as it is, and a highly reliable thermal power plant can be obtained.

【0321】従来、このような温度ではオーステナイト
系合金とせざるを得なく、そのため製造性の観点から健
全な大型ロータを製造することができなかったが、本発
明フェライト系耐熱鍛鋼によれば健全な大型ロータの製
造が可能である。
Conventionally, at such a temperature, an austenitic alloy had to be formed, so that a sound large-sized rotor could not be manufactured from the viewpoint of manufacturability. Large rotors can be manufactured.

【0322】また、本発明の全フェライト系鋼製高温蒸
気タービンは、熱膨張係数が大きいオーステナイト系合
金を使用していないので、タービンの急起動が容易にな
ると共に、熱疲労損傷を受け難いなどの利点がある。
Further, the high-temperature steam turbine made of all-ferritic steel of the present invention does not use an austenitic alloy having a large thermal expansion coefficient, so that the turbine can be quickly started and is hardly damaged by thermal fatigue. There are advantages.

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

【図1】本発明に係る高圧,中圧蒸気タービンの断面
図。
FIG. 1 is a sectional view of a high-pressure, medium-pressure steam turbine according to the present invention.

【図2】本発明に係る低圧蒸気タービンの断面構造図。FIG. 2 is a sectional structural view of the low-pressure steam turbine according to the present invention.

【図3】本発明に係るタービン動翼の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a turbine blade according to the present invention.

【図4】引張強さとNi−Mo(%)との関係を示す線
図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between tensile strength and Ni—Mo (%).

【図5】衝撃値とNi−Mo(%)との関係を示す線
図。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an impact value and Ni-Mo (%).

【図6】引張強さと焼入れ温度との関係を示す線図。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between tensile strength and quenching temperature.

【図7】引張強さと焼戻し温度との関係を示す線図。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between tensile strength and tempering temperature.

【図8】衝撃値と焼入れ温度との関係を示す線図。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an impact value and a quenching temperature.

【図9】衝撃値と焼戻し温度との関係を示す線図。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an impact value and a tempering temperature.

【図10】衝撃値と引張強さとの関係を示す線図。FIG. 10 is a diagram showing a relationship between an impact value and a tensile strength.

【図11】0.2% 耐力と引張強さとの関係を示す線
図。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between 0.2% proof stress and tensile strength.

【図12】0.2%耐力と0.02%耐力との関係を示す
線図。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between 0.2% proof stress and 0.02% proof stress.

【図13】本発明に係る高中圧蒸気タービンの断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of a high- and medium-pressure steam turbine according to the present invention.

【図14】本発明に係る高中圧蒸気タービン用ロータシ
ャフトの断面図。
FIG. 14 is a sectional view of a rotor shaft for a high- and medium-pressure steam turbine according to the present invention.

【図15】本発明に係る低圧蒸気タービンの断面図。FIG. 15 is a sectional view of a low-pressure steam turbine according to the present invention.

【図16】本発明に係る低圧蒸気タービン用ロータシャ
フトの断面図。
FIG. 16 is a sectional view of a rotor shaft for a low-pressure steam turbine according to the present invention.

【図17】本発明のタービン動翼の先端部斜視図。FIG. 17 is a perspective view of the tip of a turbine blade of the present invention.

【図18】高圧タービン用ロータシャフトの正面図。FIG. 18 is a front view of a rotor shaft for a high-pressure turbine.

【図19】中圧タービン用ロータシャフトの正面図。FIG. 19 is a front view of a rotor shaft for a medium-pressure turbine.

【図20】高中圧タービン用ロータシャフトの断面図。FIG. 20 is a sectional view of a rotor shaft for a high-medium pressure turbine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1軸受、2…第2軸受、3…第3軸受、4…第4
軸受、5…推力軸受、10…第1シャフトパッキン、1
1…第2シャフトパッキン、12…第3シャフトパッキ
ン、13…第4シャフトパッキン、14…高圧隔板、1
5…中圧隔板、16…高圧動翼、17…中圧動翼、18
…高圧内部車室、19…高圧外部車室、20…中圧内部
第1車室、21…中圧内部第2車室、22…中圧外部車
室、23…高圧車軸、24…中圧車軸、25…フラン
ジ,エルボ、26…前側軸受箱、27…軸受部、28…
主蒸気入口、29…再熱蒸気入口、30…高圧蒸気排気
口、31…気筒連絡管、38…ノズルボックス(高圧第
1段)、39…推力軸受摩耗遮断装置、40…暖機蒸気
入口、41…動翼、42…静翼、43…軸受、44…ロ
ータシャフト、51…翼部、52…翼植込み部、53…
穴、54…エロージョンシールド、55…タイボス、5
6…溶接部、57…コンティニュアスカバー。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st bearing, 2 ... 2nd bearing, 3 ... 3rd bearing, 4 ... 4th
Bearing, 5: Thrust bearing, 10: First shaft packing, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 2nd shaft packing, 12 ... 3rd shaft packing, 13 ... 4th shaft packing, 14 ... High-pressure diaphragm, 1
5: Medium pressure diaphragm, 16: High pressure blade, 17: Medium pressure blade, 18
... High-pressure internal casing, 19 ... High-pressure external casing, 20 ... Medium-pressure internal first casing, 21 ... Medium-pressure internal second casing, 22 ... Medium-pressure external casing, 23 ... High-pressure axle, 24 ... Medium pressure Axle, 25 ... flange, elbow, 26 ... front bearing box, 27 ... bearing part, 28 ...
Main steam inlet, 29: Reheat steam inlet, 30: High pressure steam exhaust port, 31: Cylinder connecting pipe, 38: Nozzle box (high pressure first stage), 39: Thrust bearing wear shutoff device, 40: Warm-up steam inlet, 41: moving blade, 42: stationary blade, 43: bearing, 44: rotor shaft, 51: wing part, 52: wing implantation part, 53 ...
Hole, 54: erosion shield, 55: tie boss, 5
6 ... Weld, 57 ... Continuous cover.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志賀 正男 茨城県日立市弁天町三丁目10番2号 日立 協和エンジニアリング株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masao Shiga 3-10-2 Bentencho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Kyowa Engineering Co., Ltd.

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高圧タービン,中圧タービン及び低圧ター
ビンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラントにおい
て、前記低圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対する
前記高圧タービン及び中圧タービンをタンデムに結合し
た軸受間距離及びタンデムに結合した2台の前記低圧タ
ービンの軸受間距離の合計の比が26〜30であること
を特徴とする蒸気タービン発電プラント。
In a steam turbine power plant having a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine separately, the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine are tandemly connected to the blade length of the last stage moving blade of the low-pressure turbine. A steam turbine power plant wherein the ratio of the sum of the distance between the bearings and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines coupled in tandem is 26 to 30.
【請求項2】高圧タービン,中圧タービン及び低圧ター
ビンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラント用高圧
タービンにおいて、前記低圧タービンの最終段動翼の翼
部長さに対する前記高圧タービンの軸受間距離の比が
3.5〜6.0であることを特徴とする蒸気タービン発電
プラント用高圧タービン。
2. A high-pressure turbine for a steam turbine power plant comprising a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine separately, wherein a distance between bearings of the high-pressure turbine with respect to a blade length of a last stage rotor blade of the low-pressure turbine. A high-pressure turbine for a steam turbine power plant, wherein the ratio is 3.5 to 6.0.
【請求項3】高圧タービン,中圧タービン及び低圧ター
ビンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラント用中圧
タービンにおいて、前記低圧タービンの最終段動翼の翼
部長さに対する前記中圧タービンの軸受間距離の比が
4.0〜6.0であることを特徴とする蒸気タービン発電
プラント用中圧タービン。
3. A medium pressure turbine for a steam turbine power plant comprising a high pressure turbine, a medium pressure turbine, and a low pressure turbine separately, wherein a distance between bearings of the medium pressure turbine with respect to a blade length of a last stage rotor blade of the low pressure turbine. An intermediate-pressure turbine for a steam turbine power plant, wherein a distance ratio is 4.0 to 6.0.
【請求項4】高圧タービン,中圧タービン及び低圧ター
ビンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラントにおい
て、前記低圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対する
タンデムに結合した2台の前記低圧タービンの軸受間距
離の合計の比が15.5 〜17.5であることを特徴と
する蒸気タービン発電プラント用低圧タービン。
4. A steam turbine power plant comprising a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine separately, wherein two low-pressure turbines connected in tandem with respect to a blade length of a last stage rotor blade of the low-pressure turbine. A low-pressure turbine for a steam turbine power plant, wherein a ratio of a total distance between bearings is 15.5 to 17.5.
【請求項5】高圧タービン,中圧タービン及び低圧ター
ビンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラントにおい
て、該発電プラントの定格出力(MW)に対する前記高
圧タービン及び中圧タービンをタンデムに結合した軸受
間距離及びタンデムに結合した2台の前記低圧タービン
の軸受間距離の合計距離(mm)の比が28.0〜32.0で
あることを特徴とする蒸気タービン発電プラント。
5. A steam turbine power plant having a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine separately provided between bearings in which the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine are connected in tandem with respect to the rated output (MW) of the power plant. A steam turbine power plant wherein the ratio of the distance and the total distance (mm) of the bearing distances of the two low-pressure turbines coupled in tandem is 28.0 to 32.0.
【請求項6】高圧タービン,中圧タービン及び低圧ター
ビンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラント用高圧
タービンにおいて、該発電プラントの定格出力(MW)
に対する前記高圧タービンの軸受間距離(mm)の比が
3.5〜6.5であることを特徴とする蒸気タービン発電
プラント用高圧タービン。
6. A high-pressure turbine for a steam turbine power plant having a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine separately, wherein a rated output (MW) of the power plant is provided.
Wherein the ratio of the distance (mm) between bearings of the high-pressure turbine to 3.5 is 6.5 to 6.5.
【請求項7】高圧タービン,中圧タービン及び低圧ター
ビンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラント用中圧
タービンにおいて、該発電プラントの定格出力(MW)
に対する前記中圧タービンの軸受間距離(mm)の比が
4.0〜7.0であることを特徴とする蒸気タービン発電
プラント用中圧タービン。
7. A rated output (MW) of a power plant for a steam turbine power plant having a high pressure turbine, a medium pressure turbine and a low pressure turbine separately provided.
A ratio of a distance (mm) between bearings of the intermediate pressure turbine to the intermediate pressure turbine is 4.0 to 7.0.
【請求項8】高圧タービン,中圧タービン及び低圧ター
ビンとを別々に備えた蒸気タービン発電プラント用低圧
タービンにおいて、該発電プラントの定格出力(MW)
に対するタンデムに結合した2台の前記低圧タービンの
軸受間距離(mm)の比が16.0〜19.0 であることを特
徴とする蒸気タービン発電プラント用低圧タービン。
8. A low-pressure turbine for a steam turbine power plant comprising a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine separately, wherein a rated output (MW) of the power plant is provided.
A ratio of a distance (mm) between bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to the low-pressure turbine is 16.0 to 19.0.
【請求項9】高圧タービンと中圧タービンとを一体にし
た高中圧一体タービン及び低圧タービンを備えた蒸気タ
ービン発電プラントであって、前記低圧タービンの最終
段動翼の翼部長さに対する前記高中圧一体タービンの軸
受間距離及びタンデムに結合した2台の前記低圧タービ
ンの軸受間距離の合計の比が24〜28であることを特
徴とする蒸気タービン発電プラント。
9. A steam turbine power plant comprising a high-to-medium pressure integrated turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, wherein the high-to-medium pressure with respect to the blade length of the last stage blade of the low-pressure turbine. A steam turbine power plant wherein the ratio of the distance between the bearings of the integral turbine and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines coupled in tandem is 24-28.
【請求項10】高圧タービンと中圧タービンとを一体に
した高中圧一体タービン及びタンデムに結合した2台の
低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用高中
圧一体タービンであって、前記低圧タービンの最終段動
翼の翼部長さに対する前記高中圧一体タービンの軸受間
距離の比が5.5〜7.0であることを特徴とする蒸気タ
ービン発電プラント用高中圧一体タービン。
10. A high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant, comprising: a high-to-medium pressure integrated turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated; and two low-pressure turbines connected in tandem. A high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant, wherein a ratio of a distance between bearings of the high-to-medium pressure integrated turbine to a blade length of a last stage rotor blade is 5.5 to 7.0.
【請求項11】高圧タービンと中圧タービンとを一体に
した高中圧一体タービン及びタンデムに結合した2台の
低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用低圧
タービンであって、前記低圧タービンの最終段動翼の翼
部長さに対するタンデムに結合した2台の前記低圧ター
ビンの軸受間距離の比が15.0〜17.5であることを
特徴とする蒸気タービン発電プラント用低圧タービン。
11. A low-pressure turbine for a steam turbine power plant comprising a high-to-medium pressure integrated turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, and two low-pressure turbines connected in tandem, wherein the last stage of the low-pressure turbine is provided. A low pressure turbine for a steam turbine power plant, wherein a ratio of a distance between bearings of the two low pressure turbines connected in tandem to a blade length of a moving blade is 15.0 to 17.5.
【請求項12】高圧タービンと中圧タービンとを一体に
した高中圧一体タービン及び低圧タービンを備えた蒸気
タービン発電プラントであって、前記低圧タービンの最
終段動翼の翼部長さに対する前記高中圧一体タービンの
軸受間距離及び1台の前記低圧タービンの軸受間距離の
合計の比が11.5〜15.5であることを特徴とする蒸
気タービン発電プラント。
12. A steam turbine power plant comprising a high-to-medium pressure integrated turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, wherein the high-to-medium pressure with respect to the blade length of the last stage blade of the low-pressure turbine. A steam turbine power plant, wherein the ratio of the distance between the bearings of the integral turbine and the distance between the bearings of one of the low-pressure turbines is 11.5 to 15.5.
【請求項13】高圧タービンと中圧タービンとを一体に
した高中圧一体タービン及び1台の低圧タービンを備え
た蒸気タービン発電プラント用高中圧一体タービンであ
って、前記低圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対す
る前記高中圧一体タービンの軸受間距離の比が4.5〜
6.0であることを特徴とする蒸気タービン発電プラン
ト用高中圧一体タービン。
13. A high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant comprising a high-to-medium pressure integrated turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, and a low-pressure turbine final stage rotor blade. The ratio of the distance between the bearings of the high-medium pressure integrated turbine to the blade length of
A high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant, which is 6.0.
【請求項14】高圧タービンと中圧タービンとを一体に
した高中圧一体タービン及び1台の低圧タービンを備え
た蒸気タービン発電プラント用低圧タービンであって、
前記低圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対する前記
1台の低圧タービンの軸受間距離の比が4.5〜6.5で
あることを特徴とする蒸気タービン発電プラント用低圧
タービン。
14. A low-pressure turbine for a steam turbine power plant comprising a high-to-medium pressure integrated turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, and one low-pressure turbine.
A low pressure turbine for a steam turbine power plant, wherein a ratio of a distance between bearings of the one low pressure turbine to a blade length of a last stage rotor blade of the low pressure turbine is 4.5 to 6.5.
【請求項15】高圧タービンと中圧タービンとを一体に
した高中圧一体タービン及び低圧タービンを備えた蒸気
タービン発電プラントであって、前記発電プラントの定
格出力(MW)に対する前記高中圧一体タービンの軸受
間距離及びタンデムに結合した2台の前記低圧タービン
の軸受間距離の合計距離(mm)の比が35.0〜39.5で
あることを特徴とする蒸気タービン発電プラント。
15. A steam turbine power plant comprising a high / medium pressure integrated turbine and a low pressure turbine in which a high pressure turbine and a medium pressure turbine are integrated, wherein the high / medium pressure integrated turbine has a rated output (MW) of the power plant. A steam turbine power plant, wherein a ratio of a distance between bearings and a total distance (mm) of distances between bearings of the two low-pressure turbines coupled in tandem is 35.0 to 39.5.
【請求項16】高圧タービンと中圧タービンとを一体に
した高中圧一体タービン及びタンデムに結合した2台の
低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用高中
圧一体タービンであって、前記発電プラントの定格出力
(MW)に対する前記高中圧一体タービンの軸受間距離
(mm)の比が8.0〜11.0であることを特徴とする蒸
気タービン発電プラント用高中圧一体タービン。
16. A high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant, comprising a high-to-medium pressure integrated turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, and two low-pressure turbines connected in tandem. A high-intermediate-pressure integrated turbine for a steam turbine power plant, wherein a ratio of a bearing distance (mm) of the high-intermediate-pressure integrated turbine to a rated output (MW) is 8.0 to 11.0.
【請求項17】高圧タービンと中圧タービンとを一体に
した高中圧一体タービン及び低圧タービンを備えた蒸気
タービン発電プラント用低圧タービンであって、前記発
電プラントの定格出力(MW)に対するタンデムに結合
した2台の前記低圧タービンの軸受間距離の合計距離
(mm)の比が21.0〜25.5であることを特徴とする
蒸気タービン発電プラント用低圧タービン。
17. A low-pressure turbine for a steam turbine power plant comprising a high-to-medium pressure integrated turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, wherein the low-pressure turbine is coupled to a tandem with respect to a rated output (MW) of the power plant. The ratio of the total distance (mm) of the bearing distances of the two low-pressure turbines is 21.0 to 25.5.
【請求項18】高圧タービンと中圧タービンとを一体に
した高中圧一体タービン及び低圧タービンを備えた蒸気
タービン発電プラントであって、前記発電プラントの定
格出力(MW)に対する前記高中圧一体タービンの軸受
間距離及び1台の前記低圧タービンの軸受間距離の合計
の比が22.0〜26.5であることを特徴とする蒸気タ
ービン発電プラント。
18. A steam turbine power plant comprising a high-to-medium pressure integrated turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, wherein the high-medium-pressure integrated turbine has a rated output (MW) of the power plant. A steam turbine power plant, wherein a ratio of a total distance between bearings and a distance between bearings of one low-pressure turbine is 22.0 to 26.5.
【請求項19】高圧タービンと中圧タービンとを一体に
した高中圧一体タービン及び1台の低圧タービンを備え
た蒸気タービン発電プラント用高中圧一体タービンであ
って、前記発電プラントの定格出力(MW)に対する前
記高中圧一体タービンの軸受間距離(mm)の比が8.0
〜11.0であることを特徴とする蒸気タービン発電プ
ラント用高中圧一体タービン。
19. A high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant comprising a high-to-medium pressure integrated turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, and a low-pressure turbine, wherein a rated output (MW) of the power plant is provided. ) With respect to the distance between bearings (mm) of the high- and medium-pressure integrated turbine is 8.0.
A high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant, wherein
【請求項20】高圧タービンと中圧タービンとを一体に
した高中圧一体タービン及び1台の低圧タービンを備え
た蒸気タービン発電プラント用低圧タービンであって、
前記発電プラントの定格出力(MW)に対する前記1台
の低圧タービンの軸受間距離(mm)の比が8.5〜11.
5であることを特徴とする蒸気タービン発電プラント用
低圧タービン。
20. A low-pressure turbine for a steam turbine power plant, comprising a high-to-medium pressure integrated turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, and one low-pressure turbine.
The ratio of the bearing distance (mm) of the one low-pressure turbine to the rated power (MW) of the power plant is 8.5 to 11.
5. A low-pressure turbine for a steam turbine power plant, wherein
【請求項21】高圧タービンと中圧タービンとが一体で
ある高中圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気ター
ビン発電プラントにおいて、前記中圧タービンは初段動
翼への水蒸気入口温度が610〜660℃、前記低圧タ
ービンは初段動翼への水蒸気入口温度が380〜475
℃、前記高圧タービン及び中圧タービンの前記水蒸気入
口温度にさらされるロータシャフト,静翼の少なくとも
初段、及びケーシングがCr8〜13重量%を含有する
高強度マルテンサイト鋼、前記動翼は前記マルテンサイ
ト鋼とNi基合金との組み合わせによって構成されるこ
とを特徴とする蒸気タービン発電プラント。
21. A steam turbine power plant comprising a high-pressure turbine and a low-pressure turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated, wherein the medium-pressure turbine has a steam inlet temperature to a first-stage moving blade of 610 to 660 ° C. The low-pressure turbine has a steam inlet temperature to the first-stage bucket of 380 to 475.
C., a high-strength martensitic steel in which at least the first stage of a rotor shaft and a stationary blade, and a casing contains 8 to 13% by weight of Cr, wherein the rotor blade is exposed to the steam inlet temperature of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine. A steam turbine power plant comprising a combination of steel and a Ni-based alloy.
【請求項22】ロータシャフトと、該ロータシャフトに
植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を案内する
静翼及び該静翼を保持する内部ケーシングを有し、前記
水蒸気の前記動翼の初段に流入する温度が610〜66
0℃及び圧力が250kg/cm2以上又は150〜200k
g/cm2 である高中圧蒸気タービンであって、前記ロー
タシャフトと静翼の少なくとも初段とが前記動翼の初段
への流入蒸気温度に対応した温度での105 時間クリー
プ破断強度が15kg/mm2 以上であるCr9〜13重量
%を含有する全焼戻しマルテンサイト組織を有する高強
度マルテンサイト鋼及び前記動翼は前記マルテンサイト
鋼と室温での抗張力が90kg/mm2 以上のNi基合金と
の組み合わせからなり、前記内部ケーシングが前記蒸気
温度に対応した温度での105 時間クリープ破断強度が
10kg/mm2 以上であるCr8〜12重量%を含有する
マルテンサイト鋳鋼からなることを特徴とする高中圧蒸
気タービン。
22. A rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding inflow of steam to the rotating blade, and an inner casing for holding the stationary blade, wherein: The temperature flowing into the first stage of the rotor blade is 610 to 66.
0 ° C and pressure 250kg / cm 2 or more or 150-200k
g / cm 2 , wherein the rotor shaft and at least the first stage of the stationary blade have a 10 5 hour creep rupture strength of 15 kg / at a temperature corresponding to the steam temperature flowing into the first stage of the moving blade. The high-strength martensitic steel having a fully tempered martensite structure containing 9 to 13% by weight of Cr of not less than 2 mm 2 and the above-mentioned rotor blade are the same as the above martensite steel and a Ni-based alloy having a tensile strength at room temperature of not less than 90 kg / mm 2. Wherein the inner casing is made of a martensitic cast steel containing 8 to 12% by weight of Cr having a 10 5 hour creep rupture strength of 10 kg / mm 2 or more at a temperature corresponding to the steam temperature. High and medium pressure steam turbine.
【請求項23】ロータシャフトと、該ロータシャフトに
植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を案内する
静翼及び該静翼を保持する内部ケーシングを有する高中
圧蒸気タービンにおいて、前記ロータシャフトと前記静
翼の少なくとも初段とが重量で、C0.05〜0.20
%,Si0.15% 以下,Mn0.03〜1.5%,Cr
9.5〜13%,Ni0.05〜1.0%,V0.05〜
0.35%,Nb0.01〜0.20%,N0.01〜0.
06%,Mo0.05〜0.5%,W1.0〜3.5%,C
o2〜10%,B0.0005〜0.03%を含み、78
%以上のFeを有する高強度マルテンサイト鋼、前記動
翼は前記マルテンサイト鋼と重量でC0.03〜0.15
% ,Si0.3% 以下,Mn0.2% 以下,Cr12
〜20%,No9〜20%,Al0.5〜1.5%,Ti
2〜3%,B0.003〜0.015%を含有するNi基
合金との組み合わせからなり、前記内部ケーシングは重
量でC0.06〜0.16%,Si0.5% 以下,Mn1
%以下,Ni0.2〜1.0%,Cr8〜12%,V0.
05〜0.35%,Nb0.01〜0.15% ,N0.0
1〜0.1%,Mo1.5%以下,W1〜4%,B0.0
005〜0.003%を含み、85%以上のFeを有す
る高強度マルテンサイト鋼からなることを特徴とする高
中圧蒸気タービン。
23. A high-to-medium pressure steam turbine having a rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam to the rotating blade, and an inner casing holding the stationary blade. The weight of the rotor shaft and at least the first stage of the stator vane is C 0.05 to 0.20.
%, Si 0.15% or less, Mn 0.03 to 1.5%, Cr
9.5-13%, Ni 0.05-1.0%, V 0.05-
0.35%, Nb 0.01 to 0.20%, N 0.01 to 0.1%
06%, Mo 0.05-0.5%, W 1.0-3.5%, C
o2-10%, B 0.0005-0.03%, 78
% Of high strength martensitic steel having Fe in the range of 0.03 to 0.15 in weight with the martensitic steel.
%, Si 0.3% or less, Mn 0.2% or less, Cr12
~ 20%, No.9 ~ 20%, Al 0.5 ~ 1.5%, Ti
2 to 3%, B: 0.003 to 0.015%, and the inner casing is C06 to 0.16%, Si0.5% or less, Mn1 by weight.
% Or less, Ni 0.2 to 1.0%, Cr 8 to 12%, V 0.2
0.05 to 0.35%, Nb 0.01 to 0.15%, N0.0
1 to 0.1%, Mo 1.5% or less, W1 to 4%, B0.0
A high- and medium-pressure steam turbine comprising high-strength martensitic steel containing 005 to 0.003% and having 85% or more Fe.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012077667A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Hitachi Ltd Rotor shaft for steam turbine, and steam turbine and steam turbine power generation plant, using shaft

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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