JPS58126404A - 超高圧高温蒸気タ−ビンケ−シング - Google Patents

超高圧高温蒸気タ−ビンケ−シング

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JPS58126404A
JPS58126404A JP907682A JP907682A JPS58126404A JP S58126404 A JPS58126404 A JP S58126404A JP 907682 A JP907682 A JP 907682A JP 907682 A JP907682 A JP 907682A JP S58126404 A JPS58126404 A JP S58126404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
pipe
casing
cooling
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP907682A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Furukawa
古川雅夫
Satoshi Ninomiya
二宮敏
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 JPS58126404A publication Critical patent/JPS58126404A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26Double casings; Measures against temperature strain in casings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蒸気タービンに係)、特に、主蒸気に超高圧
・尚温蒸気を使用する超高圧・高温蒸気タービンに使用
するに好適な蒸気タービンケーシングに関する。
従来、高圧・高温蒸気全内包する蒸気タービンケーシン
グは、フェライト系の材料音用い、鋳造により製作され
ていた。しかしこの様なフェライト糸の材料は、蒸気条
件が350〜/cm2atg。
650Cのような蒸気条件を有する超高圧・高温蒸気タ
ービンのケーシングに適用する場合においては、応力な
どの機械強度に問題があシ、従来の蒸気タービンの如<
 247 Ky/ cm” atg、 538 C程度
の蒸気条件で使用していた材料を超高圧・高温の蒸気タ
ービンケーシングに採用することは不可能であった。つ
まシ、超高圧・高温蒸気タービンの蒸気条件は350 
Kg/cm2atg、 650 Cであり、蒸気を導入
する主蒸気管およびこれに接続された超高圧・高温蒸気
タービンの外部ケーシングなどは在米のプラントに比べ
100C程度高温の蒸気にさらされるため、通常使用す
るフェライト系の耐熱材料を前記タービンケーシングに
用いる場合には何等かの有効な冷却手段を適用すること
が望まれていた。
本発明の目的は、超高圧・高温蒸気タービンのケーシン
グを効果的に冷却可能にした蒸気タービンケーシングを
提供することにある。
本発明の特徴とするところは、主蒸気管の外周に冷却蒸
気出口を設け、超高圧高温の蒸気タービン内部で膨張し
、仕事をした排気の一部を分岐させて導き、この蒸気タ
ービンの外部ケーシングと内部ケーシングの間を冷却さ
せた後に外部ケーシング外に排出させ、さらに該冷却排
気の一部は外部ケーシングと主蒸気管の間の蒸気室に導
き、そこ全冷却させた後に前記冷却蒸気排気口から外部
に排出させるようにしたものである。
そして上記構成にすることによって主蒸気管並びに主蒸
気管近傍のケーシングを効果的に冷却することを可能に
したものである。
第1図に本発明の一実施例である超高圧高温蒸気タービ
ンの系統を示す。ボイラの過熱器1で350に9/cy
r+2atg、 650 Cに過熱された超高圧・高温
の蒸気は主蒸気止め弁10.加減弁11で流量調節され
て、超高圧高温セクション2に導かれて仕事を行う。超
高圧高温セクション2を経た排気は連絡′u3により高
圧セクション4に導かれて仕事を行う。そしてこの高圧
セクション4を経た排気は一部ボイラにもどされて、再
熱器5にて566Cに刃口熱さルる。この加熱された再
熱蒸気は組合せ再熱器12により流電調整されて、中圧
セクション6に導かれて仕j$ヲ行う。中圧セクション
6を経た排気は低圧セクション7に導かれて更に膨張し
て仕事を行い、復水器8に排出されて復水にされるよう
になっている。そしてこれらのタービンセクション2,
4,6.7は各タービン軸が一軸に連結されて発電機9
を駆動するようになっている。
第2図に上記タービンの中で、本発明を適用する超高圧
高温セクションの詳細を示す。超高圧高温セクション2
では、タービンケーシングは外部ケーシング14と内部
ケーシング15との2重ケーシングから構成される。そ
してこれら外部ケーシング14と内部ケーシング15を
貫通してノズルボックス16に超高温・高圧蒸気を導く
主蒸気管13が配設されている。タービンロータ20は
その端Sを軸受23,24にて支承されており、またこ
のロータ20と内部ケーシング15とはシャフトグラン
ド部26にて、外部ケーシング14とはシャフトグラン
ド部25.27にて蒸気のシールを行っている。このロ
ータ20の外周には環状に配列されたljhg21が軸
方向に多段に配設され、また該動翼21に対応するよう
に内部ケーシング15の内側には静翼44を備えたダイ
ヤフラム22が同じく多段に設置されている。そして前
記外部ケーシング14の内周と内部ケーシング15の外
周との間には排気管28から排出される以前のタービン
の排気の一部を冷却蒸気として導入する蒸気室43が区
画形成されている。この蒸気室43に連通し該排気の一
部全冷却蒸気として導入する冷却室41が前記主蒸気管
13のフレキシブルパイプ17の周囲に形成されている
。また、該冷却室41を経た冷却蒸気全外部に排出する
冷却蒸気排出口34が主蒸気管13に、蒸気室43を経
た排気を外部に排出する補助排出口29が外部ケーシン
グ14にそれぞれ設置されている。
上記構成の超高圧高温蒸気タービンケーシングの作用を
以下に説明する。
つまシ、超高温高圧の蒸気は、主蒸気管13より導入さ
れ、フレキシブルバイブ17と、メカニカルシール18
,19’に経由してノズルボックス16に導かれる。ノ
ズルボックス16に入った蒸気は加速されロータ20に
取シ付けられた動翼21を回転させる。第2段落以降に
おいては、ノズルダイヤフラム22の静翼44が蒸気を
加速する。膨張し仕事を終った蒸気は排気管28より排
出される。
第3図には超制圧セクションのシャフトグランドシール
システムを示す。超高圧セクション2の軸封部にはスチ
ームシール式のシャフトグランド部25,26.27が
設けられている。このセクションの排気32は、大部分
は排気管28により排出されて高圧セクション4に導入
されるが、残りの排気は、外部ケーシング14と内部ケ
ーシング15の間に区画された蒸気室43を冷却しなが
ら主蒸気管13の方向に流れ、外部ケーシング14に設
けられた補助蒸気口29より外部に排出されるようにな
っている。また超制圧セクション2のノズルボックス1
6から導入された超高温高圧蒸気は超高圧初段で膨張し
、引き続いて第2段落で膨張するが、超高圧初段の出口
蒸気の一部はパツキン26を通って内部ケーシング15
外に漏洩して外部ケーシング14に入る。ここで漏洩蒸
気の一部LSは外部ケーシング14と内部ケーシング1
5との間に区画した蒸気室43を流下する排気と混合し
て補助蒸気排気口29より外部に排出されるが、その残
りは高圧側シャフトグランド27に流れ込むことになる
更に詳細に説明すると、第2図、第4図に示すように、
外部ケーシング14の材料として、現在超臨界プラント
の蒸気火力プラント用材料として使用されているフェラ
イト系耐熱鋼であるCr−MO系の低合金、1IIiを
用い、主蒸気管13にはオーステナイト系ステンレス鋼
の耐熱材料を使用し、外部ケーシング14と主蒸気管1
3の溶接性向上策として、冷却蒸気排出口34を有する
中間材33を両者の間に設ける。この超高圧高總セクシ
ョン2において、膨張し終った排気32は、大部分は排
気管28により排出されるが、残りの排気は、外部ケー
シング14と内部ケーシング15の間の蒸気室43を冷
却しながら流れ、補助排気口29より外部ケーシング1
4の外に排出され、さらに一部は外部ケーシング14と
主蒸気管13の間の蒸気室41を冷却しながら流れ、冷
却蒸気排気口34より外部に排出される。また第3図に
示すように補助排気口29よ〃排出された蒸気と冷却蒸
気排気口34よシ排出された蒸気を、排気口28より排
出される蒸気ラインに導き、連絡管3により高圧セクシ
ョンに導かれるようになっている。350に9/crn
” ata、 65 QCなる蒸気条件で主蒸気管13
よシ導入された超高温・高圧蒸気は、動翼21と静@4
4にて膨張し終わるがこの排気32の蒸気条件は、おお
よそ199に9/cm”ata、 555Cであり、補
助排気口29より排出される排気と、冷却蒸気排気口3
4より排出される排気を、排気口28より排出される蒸
気ライン3に導くことによυ、前述の二つの排気の蒸気
条件を、排気口28からの排気の蒸気条件と同一にする
ことができ、よって主蒸気管近傍のクーリング効果をよ
り高めることが出来る。っまシ主蒸気管近傍の外部ケー
シングがさらされる蒸気の蒸気条件199に4/crn
” a 、 555 Cは、現在超臨界プラントで使用
している蒸気条件247 Ko/cm”a、566Cよ
シも、条件的に楽なものにすることが出来る。この超高
圧・高温プラントの外部ケ(9) −シンク14において、応力、クリープ強度などで最も
厳しい条件にさらされるのがこの主蒸気管近傍であるが
、前述の蒸気条件下では、従来の材料強度を有すれば良
いことになる。
また、第4図に示すように、中間材33の両端は、それ
ぞれ、主蒸気管13と外部ケーシング14に溶接されて
いるが、この中間材33とフレキシブルパイプ17では
さまれた蒸気室41の間ニ、バックル筒35f設けると
、フレキシブルパイプ17の放射熱により中間材33と
外部ケーシング14が高温になるのを防ぐことができ、
前述のクーリング効果をさらに上げることが出来る。
上記に説明したごとく、本実施例によれば、主蒸気管近
傍の蒸気条件を199 Ky/cm2a 、 555C
というような条件にすることができ、現在247h/c
m” a 、  566 Cの条件下で使用している材
料を外部車室材として使用することができる。
本発明の効果としては、超高圧・高温蒸気タービンのケ
ーシングに!効に冷却出来ることから、材料的に無理の
生じない蒸気タービンケーシング(10) を実現’e=■能にすることがあげられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の対象となる超高圧・高温蒸気タービン
の系統図、第2図は本発明の一実施例である超高圧・高
温蒸気タービンの超高圧セクションの断面図、第3図は
第2図に表わした超高圧セクションの蒸気の流れを示す
系統図、第4図は第2図のA−A断面図である。 2・・・超高圧・高温セクション、13・・・主蒸気管
、14・・・外部ケーシング、15・・・内部ケーシン
グ、16・・・ノズルボックス、17・・・フレキシブ
ルパイプ、18・・・メカニカルシール、19・・・メ
カニカルシール、33・・・中間材、34・・・冷却蒸
気排気口、(11)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、外部ケーシングと内部ケーシングとを有し。 主蒸気管を備えた超高圧高温蒸気タービンケーシングに
    おいて、前記外部ケーシングの内面と内部ケーシングの
    外面との間に該蒸気タービンの排気を冷却蒸気として導
    入する蒸気室を区画形成し、前記外部ケーシングと主蒸
    気管との間にも該蒸気室に連通して冷却蒸気を流入させ
    る冷却室を区画形成し、更に前記主蒸気管には前記冷却
    室を経た蒸気タービン排気を外部に排出する第1の蒸気
    排出口全配設し、前記外部ケーシングには前記蒸気室を
    経た蒸気タービン排気を外部に排出する第2の蒸気排出
    口を配設したこと′t−特徴とする超高圧萬温蒸気ター
    ビンケーシング。 2、 前記冷却室に面した主蒸気管のフレキシブルパイ
    プの外周にバッフル管を配設したことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の超高圧高温蒸気タービンケーシ
    ング。 3、 前記第1の蒸気排出口及び第2の蒸気排出口を経
    た蒸気を、該蒸気タービンの排気出口より排出された排
    気と共通の排管に導入するようにしたこと全特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の超高圧高温蒸気タービンケ
    ーシング。
JP907682A 1982-01-22 1982-01-22 超高圧高温蒸気タ−ビンケ−シング Pending JPS58126404A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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