JPS5918521B2 - ロ−タ熱曲り防止法 - Google Patents
ロ−タ熱曲り防止法Info
- Publication number
- JPS5918521B2 JPS5918521B2 JP54135161A JP13516179A JPS5918521B2 JP S5918521 B2 JPS5918521 B2 JP S5918521B2 JP 54135161 A JP54135161 A JP 54135161A JP 13516179 A JP13516179 A JP 13516179A JP S5918521 B2 JPS5918521 B2 JP S5918521B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- thermal
- bending
- adjustment piece
- temperature atmosphere
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は蒸気タービンのロータ熱的シ防止法に係り、特
に大型蒸気タービンのロータ材質の不均一による熱曲り
を防止する方法に関するものである。
に大型蒸気タービンのロータ材質の不均一による熱曲り
を防止する方法に関するものである。
蒸気タービンのロータについて、その材質の均質性を確
認するだめに素材メーカにおいて、テストピースを作り
電気炉内でそのテストピースを加熱し、曲り量を測定す
る方法（加熱振れ試験）が採用されている。
認するだめに素材メーカにおいて、テストピースを作り
電気炉内でそのテストピースを加熱し、曲り量を測定す
る方法（加熱振れ試験）が採用されている。
この方法は、曲り量の測定精度の面で、その許容値を、
可能な限り小さくしても、約１７１００ ｍｍが限度で
ある。
可能な限り小さくしても、約１７１００ ｍｍが限度で
ある。
したがって、素材メーカより供給される素材の均一性は
テストピースの大きさで、熱曲りが約１７１００ｍｍ以
下のものである。
テストピースの大きさで、熱曲りが約１７１００ｍｍ以
下のものである。
一方、ロータ材の熱曲り量は同一素材を使用しても大型
のもの程大きくなる傾向をもっている。
のもの程大きくなる傾向をもっている。
近年、蒸気タービンが大容量化するに伴い、翼長、ロー
タ長さおよびロータ径が増大し、テストピースでの許容
値を可能な限り小さな材料を使ったとしても、運転中の
熱曲りによる振動ベクトル変化は、ロータの直径と長さ
に比例するため、振動上許容できない大きさとなる。
タ長さおよびロータ径が増大し、テストピースでの許容
値を可能な限り小さな材料を使ったとしても、運転中の
熱曲りによる振動ベクトル変化は、ロータの直径と長さ
に比例するため、振動上許容できない大きさとなる。
これ等の現象を第１図、第２図および第３図に従ってさ
らに詳しく説明する。
らに詳しく説明する。
第１図に示されるように、動翼２を多段に備えだロータ
１は、左右１個ずつの軸受３にて支持されている。
１は、左右１個ずつの軸受３にて支持されている。
該ロータ１にて運転中に熱曲りが発生すると、第２図に
示されるように、左右の軸受３で測定される振動ベクト
ル変化４，４′は、負荷が０％から１００％まで変化す
ると、それぞれＡからＢ、ＡからＢ′へと変化する。
示されるように、左右の軸受３で測定される振動ベクト
ル変化４，４′は、負荷が０％から１００％まで変化す
ると、それぞれＡからＢ、ＡからＢ′へと変化する。
常温もしくは負荷０％のときの振動ベクトルＡ及びＡは
カウンタウェイトを調整することによって、はソ許容値
以下にすることは容易である。
カウンタウェイトを調整することによって、はソ許容値
以下にすることは容易である。
しかし、タービンの負荷上昇に伴って生ずる振動ベクト
ル変化は、ロータの雰囲気温度の上昇に伴う熱曲りに基
因しておシ、常温でのロータバランスをいかに上手に行
ったとしても、これを小さく抑えることはできない。
ル変化は、ロータの雰囲気温度の上昇に伴う熱曲りに基
因しておシ、常温でのロータバランスをいかに上手に行
ったとしても、これを小さく抑えることはできない。
負荷θ％の振動ベクトルＡ及びＡ′と負荷１００％の振
動ベクトルＢ及びＢ′の差Ｖはロータ材質の不均一とロ
ータの大きさによって変る。
動ベクトルＢ及びＢ′の差Ｖはロータ材質の不均一とロ
ータの大きさによって変る。
ロータ材質の均一性が同一である場合、振動変化量Ｖは
第３図のような特性を示す。
第３図のような特性を示す。
第３図に、ロータの直径りと軸受間の距離りとを乗じた
値を横軸に、振動変化量Ｖを縦軸にとると、ＤＸＬに比
例してＶが大きくなる。
値を横軸に、振動変化量Ｖを縦軸にとると、ＤＸＬに比
例してＶが大きくなる。
特に、１０１００Ｏ級の焼ばめロータを一体型ロータに
した場合、Ｄｘ４．＝ｚｏ、、７程度となり、振動変化
量ｖ＝ １００μとなり０％負荷でロータのバランスを
とっても、定格で振動が大きくなり、安全な運転ができ
なくなる。
した場合、Ｄｘ４．＝ｚｏ、、７程度となり、振動変化
量ｖ＝ １００μとなり０％負荷でロータのバランスを
とっても、定格で振動が大きくなり、安全な運転ができ
なくなる。
本発明の目的は高温雰囲気中で生ずるロータの熱曲りを
強制的に矯正するロータ熱油り防止法を提供することに
ある。
強制的に矯正するロータ熱油り防止法を提供することに
ある。
更に熱曲り矯正用のために用いられる調整片による、常
温時のロータのアンバランスをも解消できるロータの熱
曲り防止法を提供することを目的としている。
温時のロータのアンバランスをも解消できるロータの熱
曲り防止法を提供することを目的としている。
本発明の特徴は高温雰囲気中でロータに生ずる熱曲りの
方向をあらかじめ求め、熱曲りの内側となるロータの箇
所に、ロータ材よりも大なる熱膨張係数の調整片を埋め
込んでロータと調整片との熱膨張係数の差によってロー
タに前記熱曲げとは反対の曲げ力を与え、前記曲シと逆
相にロータを曲げ、該ロータの熱曲りを矯正するところ
に存し、この構成により高温雰囲気温度に追従して生ず
るロータの熱曲りを矯正しうるロータの熱曲り防止法を
得たものである。
方向をあらかじめ求め、熱曲りの内側となるロータの箇
所に、ロータ材よりも大なる熱膨張係数の調整片を埋め
込んでロータと調整片との熱膨張係数の差によってロー
タに前記熱曲げとは反対の曲げ力を与え、前記曲シと逆
相にロータを曲げ、該ロータの熱曲りを矯正するところ
に存し、この構成により高温雰囲気温度に追従して生ず
るロータの熱曲りを矯正しうるロータの熱曲り防止法を
得たものである。
本発明の他の発明の特徴は高温雰囲気中でロータに生ず
る熱曲りの傾向をあらかじめ求めておき、熱曲りの内側
となるロータの箇所に、ロータ材よりも大なる熱膨張係
数の調整片ををり付け、該調整片と円周方向の対称位置
にはカウンタウェイトを設け、蒸気温度の上昇前は前記
カウンタウェイトによりロータのバランスをとり、高温
雰囲気中では前記ロータと調整片との熱膨張係数の差に
よってロータに、熱曲りとは反対向きの曲げ力を与え、
前記的りと逆相にロータを曲げ、該ロータの熱曲りを矯
正するところに存し、この構成により調整片が重量が大
なる場合であっても、調整片による、常温時のロータの
アンバランスを解消し５るロータの熱曲り防止法を得た
ものである。
る熱曲りの傾向をあらかじめ求めておき、熱曲りの内側
となるロータの箇所に、ロータ材よりも大なる熱膨張係
数の調整片ををり付け、該調整片と円周方向の対称位置
にはカウンタウェイトを設け、蒸気温度の上昇前は前記
カウンタウェイトによりロータのバランスをとり、高温
雰囲気中では前記ロータと調整片との熱膨張係数の差に
よってロータに、熱曲りとは反対向きの曲げ力を与え、
前記的りと逆相にロータを曲げ、該ロータの熱曲りを矯
正するところに存し、この構成により調整片が重量が大
なる場合であっても、調整片による、常温時のロータの
アンバランスを解消し５るロータの熱曲り防止法を得た
ものである。
以下本発明を図面に基づいて説明する。
第４図、第５図および第６図は本発明の一実施態様を示
すもので、蒸気タービンのロータ１には、動翼２が多段
に設けられており、ロータ１の両端は軸受３，３で支持
されている。
すもので、蒸気タービンのロータ１には、動翼２が多段
に設けられており、ロータ１の両端は軸受３，３で支持
されている。
第４図に示すロータ１は、図面でロータ１の中央が下に
凸形となるような熱曲りの傾向を示すものである。
凸形となるような熱曲りの傾向を示すものである。
熱的シの傾向はロータを高温雰囲気中におくか、または
ロータの円周上の数個所よりテストピースを取り出し、
熱クリープ試験を行うことにより、どの方向に曲るかが
判る。
ロータの円周上の数個所よりテストピースを取り出し、
熱クリープ試験を行うことにより、どの方向に曲るかが
判る。
ロータ１の熱曲りの内側すなわち、第４図の図面の上方
に溝を切り、そこにロータ材よシも犬なる熱膨張係数の
調整片６を埋め込んでいる。
に溝を切り、そこにロータ材よシも犬なる熱膨張係数の
調整片６を埋め込んでいる。
調整片６を設ける位置は熱曲りが大きく表われるロータ
の中央部でしかも、ロータの円周上の一部分、その位置
はロータが熱曲げを起したとき、内側となる部分に設け
られる。
の中央部でしかも、ロータの円周上の一部分、その位置
はロータが熱曲げを起したとき、内側となる部分に設け
られる。
前記調整片６は、ロータ１が低合金鋼、例えばＣｒ−Ｍ
ｏＶ鋼またはＮｉＣｒＭｏ−Ｖ鋼で形成されているとき
は、該ロータ材よりも熱膨張係数の大きい１８−８ステ
ンレス鋼等で形成される。
ｏＶ鋼またはＮｉＣｒＭｏ−Ｖ鋼で形成されているとき
は、該ロータ材よりも熱膨張係数の大きい１８−８ステ
ンレス鋼等で形成される。
また前記調整片６は第４図ないし第６図に示される実施
例では、ロータ１の軸方向と直交する正面、すなわち第
６図の矢印ｅからみて台形に形成されている。
例では、ロータ１の軸方向と直交する正面、すなわち第
６図の矢印ｅからみて台形に形成されている。
そしてこの実施例ではロータ１の調整片６を取り付ける
べき前記位置に、前記調整片６を嵌合させうる嵌合溝５
を形成し、該嵌合溝５に前記調整片６を嵌め込み、調整
片６に形成されたねじ孔７に止めねじ８をねじ込み、前
記調整片６を固定している。
べき前記位置に、前記調整片６を嵌合させうる嵌合溝５
を形成し、該嵌合溝５に前記調整片６を嵌め込み、調整
片６に形成されたねじ孔７に止めねじ８をねじ込み、前
記調整片６を固定している。
い１１
調整片の熱膨張係数ａ１＝ｌｒ×１ｏ （１／’Ｃ）
、ロータの熱膨張係数α。
、ロータの熱膨張係数α。
＝１２Ｘ１０ （１／℃）であるとき、高温雰囲気中
で両者の熱膨張係数の差に基づいてロータ１内に生ずる
軸方向の作用力Ｆ （ｋｇ）は次の式によって表わされ
る。
で両者の熱膨張係数の差に基づいてロータ１内に生ずる
軸方向の作用力Ｆ （ｋｇ）は次の式によって表わされ
る。
Ｆ＝Δα×ΔＴＸＥＸＳ
ただし、Δα：熱膨張係数の差（１／’Ｃ）（Δα＝α
、−α０ ） ΔＴ：温度変化（℃） Ｅ：ヤング率（ｋｙ／ｍＡ ） Ｓ：接解面積（−） （第６図において５＝ＨＸＫ） 一例としてΔα＝α −α ＝５Ｘ１０ （１／’
Ｃ） ０ ΔＴ＝３００℃、Ｅ＝ ２． ｌ ｘ １０’ ｋｇ／
１ｔｔＡ、５＝ＫＸＴ＝２０Ｘ４０＝８００−とすると
Ｆ＝５Ｘ１０ Ｘ３００Ｘ２．ＩＸｌＸ１０４Ｘ８０
０＝２５２００ 前記作用力Ｆは第５図に矢印で示されるように、ロータ
１の熱曲りを強制的に打ち消す方向、すなわち前記熱曲
りと反対方向にロータ１を曲げる方向に作用し、しかも
この作用力Ｆはロータ１の熱曲りを矯正するに十分な大
きさである。
、−α０ ） ΔＴ：温度変化（℃） Ｅ：ヤング率（ｋｙ／ｍＡ ） Ｓ：接解面積（−） （第６図において５＝ＨＸＫ） 一例としてΔα＝α −α ＝５Ｘ１０ （１／’
Ｃ） ０ ΔＴ＝３００℃、Ｅ＝ ２． ｌ ｘ １０’ ｋｇ／
１ｔｔＡ、５＝ＫＸＴ＝２０Ｘ４０＝８００−とすると
Ｆ＝５Ｘ１０ Ｘ３００Ｘ２．ＩＸｌＸ１０４Ｘ８０
０＝２５２００ 前記作用力Ｆは第５図に矢印で示されるように、ロータ
１の熱曲りを強制的に打ち消す方向、すなわち前記熱曲
りと反対方向にロータ１を曲げる方向に作用し、しかも
この作用力Ｆはロータ１の熱曲りを矯正するに十分な大
きさである。
そして図示実施例の如く、ロータ１の嵌合溝５に調整片
６を嵌め込んで固定すると、前記作用力Ｆを十分に伝達
させることができる。
６を嵌め込んで固定すると、前記作用力Ｆを十分に伝達
させることができる。
つぎに第７図は本発明の他の発明の実施例を示すもので
ロータ１に前記調整片６を増り付け、さらに調整片６の
取り付は位置とはロータ１の円周方向における対称位置
に、カウンタウェイト用の嵌合溝９を形成し、該嵌合溝
９にカウンタウェイト１０を取り付けている。
ロータ１に前記調整片６を増り付け、さらに調整片６の
取り付は位置とはロータ１の円周方向における対称位置
に、カウンタウェイト用の嵌合溝９を形成し、該嵌合溝
９にカウンタウェイト１０を取り付けている。
このカウンタウェイト１０はロータ材と同じ熱膨張係数
の材料で形成され、また調整片６と同じ重量に形成され
ている。
の材料で形成され、また調整片６と同じ重量に形成され
ている。
そして前記カウンタウェイト１０は調整片６の重量が大
きい場合に、調整片６によるロータ１のアンバランスを
解消すべく作用し、従って前記カウンタウェイト１０と
調整片６とによシ室温およｏ−高温雰囲気内でのロータ
１のバランスヲ保つことができる。
きい場合に、調整片６によるロータ１のアンバランスを
解消すべく作用し、従って前記カウンタウェイト１０と
調整片６とによシ室温およｏ−高温雰囲気内でのロータ
１のバランスヲ保つことができる。
本発明は以上説明した構成、作用のもので、蒸気温度に
追従するロータの熱油シを防止でき、ロータを振動的に
安定ならしめうる効果がある。
追従するロータの熱油シを防止でき、ロータを振動的に
安定ならしめうる効果がある。
また本発明の他の発明は調整片の重量が大きい場合に、
カウンタウェイトの作用により蒸気温度上昇前のロータ
のアンバランスを解消しうる格別な効果を有する。
カウンタウェイトの作用により蒸気温度上昇前のロータ
のアンバランスを解消しうる格別な効果を有する。
第１図は従来の蒸気タービンのロータの概略図、第２図
は熱曲りを生ずるロータの振動ベクトル変化図、第３図
は従来のロータのロータ径と長さに比例して増加する振
動変化図、第４図は本発明の正面図、第５図は本発明の
作用説明図、第６図は本発明の実施に使用される調整片
の拡大斜視図、第７図は本発明の他の発明の正面図であ
る。 １・・・ロータ、５・・・調整片の嵌合溝、６・・・調
整片、７・・・調整片のねじ孔、８・・・同止めねじ、
９・・・カウンタウェイトの嵌合溝、１０・・・カウン
タウェイト。
は熱曲りを生ずるロータの振動ベクトル変化図、第３図
は従来のロータのロータ径と長さに比例して増加する振
動変化図、第４図は本発明の正面図、第５図は本発明の
作用説明図、第６図は本発明の実施に使用される調整片
の拡大斜視図、第７図は本発明の他の発明の正面図であ
る。 １・・・ロータ、５・・・調整片の嵌合溝、６・・・調
整片、７・・・調整片のねじ孔、８・・・同止めねじ、
９・・・カウンタウェイトの嵌合溝、１０・・・カウン
タウェイト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高温雰囲気中で使用されるロータの高温雰囲気中で
の熱曲りの傾向をあらかじめ求め、熱曲りの内側となる
個所にのみ、ロータ材よりも犬なる熱膨張係数の材料よ
りなる調整片を埋め込み、ロータと調整片吉の熱膨張係
数の差により、高温雰囲気中でロータに前記熱曲りの方
向とは逆の方向の曲げ力を発生させて、ロータの熱曲り
を矯、正することを特徴とするロータ熱油り防止法。 ２ 高温雰囲気中で使用されるロータの高温雰囲気中で
の熱曲りの傾向をあらかじめ求め、熱曲りの内側となる
個所に、ロータ材よりも大なる熱膨張係数の調整片を埋
め込み、更に、前記調整片を設けたことにより生ずるア
ンバランスを打ち消す位置にロータ材とほぼ同一熱膨張
係数の材料よりなるカウンタウェイトを設け、常温雰囲
気中では前記カウンタウェイトによりロータのバランス
をとり、高温雰囲気中ではロータと調整片との熱膨張係
数の差により、ロータの前記熱曲りの傾向とけ逆の方向
の曲げ力を発生させて、ロータの熱曲りを矯正すること
を特徴とするロータ熱油り防止法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54135161A JPS5918521B2 (ja) | 1979-10-22 | 1979-10-22 | ロ−タ熱曲り防止法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54135161A JPS5918521B2 (ja) | 1979-10-22 | 1979-10-22 | ロ−タ熱曲り防止法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5660804A JPS5660804A (en) | 1981-05-26 |
| JPS5918521B2 true JPS5918521B2 (ja) | 1984-04-27 |
Family
ID=15145241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54135161A Expired JPS5918521B2 (ja) | 1979-10-22 | 1979-10-22 | ロ−タ熱曲り防止法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5918521B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6218916U (ja) * | 1985-07-19 | 1987-02-04 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4815938A (en) * | 1987-12-24 | 1989-03-28 | Westinghouse Electric Corp. | Shroud gap control for integral shrouded blades |
| DE3924715A1 (de) * | 1989-07-26 | 1991-02-07 | Mtu Muenchen Gmbh | Einrichtung zur unwuchtkompensation an einem radialverdichterrotor |
| US6168377B1 (en) * | 1999-01-27 | 2001-01-02 | General Electric Co. | Method and apparatus for eliminating thermal bowing of steam turbine rotors |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4920503A (ja) * | 1972-06-19 | 1974-02-23 | ||
| JPS5435506A (en) * | 1977-08-24 | 1979-03-15 | Toshiba Corp | Balancer of turbine rotor |
-
1979
- 1979-10-22 JP JP54135161A patent/JPS5918521B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4920503A (ja) * | 1972-06-19 | 1974-02-23 | ||
| JPS5435506A (en) * | 1977-08-24 | 1979-03-15 | Toshiba Corp | Balancer of turbine rotor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6218916U (ja) * | 1985-07-19 | 1987-02-04 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5660804A (en) | 1981-05-26 |
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