JPS59194002A - タ−ビンロ−タの冷却装置 - Google Patents
タ−ビンロ−タの冷却装置Info
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- JPS59194002A JPS59194002A JP6904283A JP6904283A JPS59194002A JP S59194002 A JPS59194002 A JP S59194002A JP 6904283 A JP6904283 A JP 6904283A JP 6904283 A JP6904283 A JP 6904283A JP S59194002 A JPS59194002 A JP S59194002A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- cooling
- steam
- nozzle
- nozzle diaphragm
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
- F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
- F01D5/082—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades on the side of the rotor disc
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、例えば蒸気タービンにおけるタービンロータ
の冷却装置に関する。
の冷却装置に関する。
最近の太イ′す計タイプによる蒸気タービンは、出力効
率の向上を図るために、蒸気温度及びその圧力を上昇さ
せ、共に再蒸気温度及びその圧力をも上げて使用してい
る関係上、蒸気タービンの再蒸気が流入して来る中圧段
階では、タービンロータが常に高温蒸気に晒される結果
、タービンロータが経時的に彎曲して変形するおそれが
ある。
率の向上を図るために、蒸気温度及びその圧力を上昇さ
せ、共に再蒸気温度及びその圧力をも上げて使用してい
る関係上、蒸気タービンの再蒸気が流入して来る中圧段
階では、タービンロータが常に高温蒸気に晒される結果
、タービンロータが経時的に彎曲して変形するおそれが
ある。
即ち、上記タービンロータの変形する原因は、（１）材
料の円周方向のクリープ特性の不均一、０）残留応力、
（３）回転部（ロータの）と静止部（軸受等）の接触に
よる局部的な加熱、（４）起動停止による過大な熱応力
の発生等によるロータ表面の異常温度上昇に起因するも
のときれている。
料の円周方向のクリープ特性の不均一、０）残留応力、
（３）回転部（ロータの）と静止部（軸受等）の接触に
よる局部的な加熱、（４）起動停止による過大な熱応力
の発生等によるロータ表面の異常温度上昇に起因するも
のときれている。
従って、上述した熱応力等によるタービンロータの変形
防止手段は、そのロータ表面を冷却用蒸気を供給して強
制的に冷却するようになっている。
防止手段は、そのロータ表面を冷却用蒸気を供給して強
制的に冷却するようになっている。
既に提案されているこの種のタービンロータの変形防止
による冷却手段は、第１図に示されるように、高圧ター
ビンの途中段階に位置し、しかも内部ケーシング１の静
止翼２を備えたノズルダイヤフラム３に設けられた冷却
用蒸気の導入管４から抽気した冷却用蒸気Ｓ工を、上記
ダイヤフラム３の内周面３ａと可動Ｒ５を備えたロータ
６の外周面６ａとの間に形成された冷却流路７及び上記
ロークロの可動翼取付円板部６ｂに穿設されたノ々ラン
スホールを兼ねる各流通孔８を通して下流側に流して上
記ロータ６の表面（外周面） ６ａを冷却すると共に、
他方、高温制圧の再熱蒸気（駆動蒸気）Ｓ２は、上記内
部ケーシング１と一体をなす上記ノズルダイヤフラム３
及び上記ロータ６の可動Ｒ５を通過することにより、こ
の可動翼５を駆動し、これによって、上記ロータ６を回
転するようになっている。
による冷却手段は、第１図に示されるように、高圧ター
ビンの途中段階に位置し、しかも内部ケーシング１の静
止翼２を備えたノズルダイヤフラム３に設けられた冷却
用蒸気の導入管４から抽気した冷却用蒸気Ｓ工を、上記
ダイヤフラム３の内周面３ａと可動Ｒ５を備えたロータ
６の外周面６ａとの間に形成された冷却流路７及び上記
ロークロの可動翼取付円板部６ｂに穿設されたノ々ラン
スホールを兼ねる各流通孔８を通して下流側に流して上
記ロータ６の表面（外周面） ６ａを冷却すると共に、
他方、高温制圧の再熱蒸気（駆動蒸気）Ｓ２は、上記内
部ケーシング１と一体をなす上記ノズルダイヤフラム３
及び上記ロータ６の可動Ｒ５を通過することにより、こ
の可動翼５を駆動し、これによって、上記ロータ６を回
転するようになっている。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、上述したタービンロータの冷却手段では
、上記導入管４から供給された冷却用蒸気Ｓ１が主流を
なす再熱蒸気Ｓ２より低い゛温度であるため、上記ロー
タ６の第１段のロータ表面６ａや可動具取付円板部６ｂ
の表向を冷却するけれども、上記可動翼取付円板部６ｂ
に向き合った位置の上記ノズルダイヤフラム３の内周面
３ａは、高温度の再熱蒸気Ｓ２の熱伝導によって高温度
に加熱されているので、上記導入管４からの冷却用蒸気
は、上記ノズルダイヤフラム３のラジアルフィン３ｂの
間隙９を通して再熱蒸気Ｓ２の主流側へ流れ、残りの冷
却蒸気は、流通孔８を通して下流側に位置する第２段の
可動翼取付円板部６ｂがわへ流れるけれども、上記可動
翼取付円板部６ｂの上流側に位置する冷却流路７の冷却
用蒸気は、上記ラジアルフィン３ｂの間隙９から流入す
る再熱蒸気による熱エネルギー、上記ノズルダイヤフラ
ム３の内周面３ａから熱伝導する熱エネルギー、可動Ｒ
５自体から熱伝導する熱エネルギー及びロークロの回転
時に生じる摩擦損失熱によって徐々に昇温し、冷却用蒸
気が再熱蒸気による主流蒸気の温度にまで上昇して冷却
機能を失う等の欠点がある。
、上記導入管４から供給された冷却用蒸気Ｓ１が主流を
なす再熱蒸気Ｓ２より低い゛温度であるため、上記ロー
タ６の第１段のロータ表面６ａや可動具取付円板部６ｂ
の表向を冷却するけれども、上記可動翼取付円板部６ｂ
に向き合った位置の上記ノズルダイヤフラム３の内周面
３ａは、高温度の再熱蒸気Ｓ２の熱伝導によって高温度
に加熱されているので、上記導入管４からの冷却用蒸気
は、上記ノズルダイヤフラム３のラジアルフィン３ｂの
間隙９を通して再熱蒸気Ｓ２の主流側へ流れ、残りの冷
却蒸気は、流通孔８を通して下流側に位置する第２段の
可動翼取付円板部６ｂがわへ流れるけれども、上記可動
翼取付円板部６ｂの上流側に位置する冷却流路７の冷却
用蒸気は、上記ラジアルフィン３ｂの間隙９から流入す
る再熱蒸気による熱エネルギー、上記ノズルダイヤフラ
ム３の内周面３ａから熱伝導する熱エネルギー、可動Ｒ
５自体から熱伝導する熱エネルギー及びロークロの回転
時に生じる摩擦損失熱によって徐々に昇温し、冷却用蒸
気が再熱蒸気による主流蒸気の温度にまで上昇して冷却
機能を失う等の欠点がある。
特に、上記ノズルダイヤフラム３の内周面３ａは、再熱
蒸気から静止翼としてのノズルの表面へ流入する熱エネ
ルギーを熱伝導するため、主流蒸気の温度に近い温度に
なって上記可動翼取付円板部６ｂに位置する冷却流体が
後続する冷却用流体を加熱して昇温し、しかも、第２図
に示されるように循環流を生成ｊ７そ、折角の冷却用蒸
気による冷却機能が低下する等の難点がある。
蒸気から静止翼としてのノズルの表面へ流入する熱エネ
ルギーを熱伝導するため、主流蒸気の温度に近い温度に
なって上記可動翼取付円板部６ｂに位置する冷却流体が
後続する冷却用流体を加熱して昇温し、しかも、第２図
に示されるように循環流を生成ｊ７そ、折角の冷却用蒸
気による冷却機能が低下する等の難点がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって
、ロータの可動翼取付円板部に向き仕ったノズルダイヤ
フラムの内周面に断熱空隙を形成する昇温防止部材を設
けて冷却用蒸気の昇温を防止し、併せて、ロータの冷却
効率の向上を図るようにしたことを目的とするタービン
ロータの冷却装置を提供するものである。
、ロータの可動翼取付円板部に向き仕ったノズルダイヤ
フラムの内周面に断熱空隙を形成する昇温防止部材を設
けて冷却用蒸気の昇温を防止し、併せて、ロータの冷却
効率の向上を図るようにしたことを目的とするタービン
ロータの冷却装置を提供するものである。
本発明は、タービンの内部ケーシングに静止翼全備えた
ノズルダイヤフラムを設け、このダイヤフラムに可動翼
を備えたロータを回転自在に設け、上記ノズルダイヤフ
ラムの一部に冷却用蒸気の導入管を付設し、この導入管
に連通ずる冷却流路を上記ノズルダイヤフラムの内周面
と上記ロータの外周面との間に形成し、上記ロータの可
動翼取付部に向き合った上記ノズルダイヤフラムの内周
面に空隙を存して昇温防止部材を付設して、上記ロータ
の表面を冷却してロータの熱応力による変形を防止する
ように構成したものである。
ノズルダイヤフラムを設け、このダイヤフラムに可動翼
を備えたロータを回転自在に設け、上記ノズルダイヤフ
ラムの一部に冷却用蒸気の導入管を付設し、この導入管
に連通ずる冷却流路を上記ノズルダイヤフラムの内周面
と上記ロータの外周面との間に形成し、上記ロータの可
動翼取付部に向き合った上記ノズルダイヤフラムの内周
面に空隙を存して昇温防止部材を付設して、上記ロータ
の表面を冷却してロータの熱応力による変形を防止する
ように構成したものである。
以下、本発明を蒸気タービンに適用した図示の一実施例
について説明する。
について説明する。
なお、不発１．ｌｌＪは、上述した具体例と同一構成部
材には同じ符号を付して説明する。
材には同じ符号を付して説明する。
第３図及び１ａ４図において、符号１は、高圧タービン
における途中段階に位置した内部ケーシングであって、
この内部ケーシング１には、静止翼２を備えたノズルダ
イヤフラム３が設けられており、このノズルダイヤフラ
ム３の一部には、冷却用蒸気Ｓ１の導入管４が付設され
ている。又、上記ノズルダイヤフラム３には、可動翼５
を備えたロータ６が回転自在に軸装されており、上記ノ
ズルダイヤフラム３の内周面３ａと上記ロータ６の外周
面６ａとの間には、冷却流路７が上記導入管４に連通ず
るようにして形成されている。さらに、上記ロークロの
各可動翼取付円板部６ｂには、・々ランスホールを兼ね
る各流通孔８が穿設されて２す、上記ノズルダイヤフラ
ム３のラジアルフィン３ｂと上記可動翼取付円板部６ｂ
との間には間隙９が形成されている。さらに又、上記ロ
ータ６の可動翼取付円板部６ｂに向き合った上記谷ノズ
ルダイヤフラム３のラジアルフィン３ｂには、チー／ｅ
付輪板による各昇温防止板１０が断熱用の空隙１１を存
して付設されている。
における途中段階に位置した内部ケーシングであって、
この内部ケーシング１には、静止翼２を備えたノズルダ
イヤフラム３が設けられており、このノズルダイヤフラ
ム３の一部には、冷却用蒸気Ｓ１の導入管４が付設され
ている。又、上記ノズルダイヤフラム３には、可動翼５
を備えたロータ６が回転自在に軸装されており、上記ノ
ズルダイヤフラム３の内周面３ａと上記ロータ６の外周
面６ａとの間には、冷却流路７が上記導入管４に連通ず
るようにして形成されている。さらに、上記ロークロの
各可動翼取付円板部６ｂには、・々ランスホールを兼ね
る各流通孔８が穿設されて２す、上記ノズルダイヤフラ
ム３のラジアルフィン３ｂと上記可動翼取付円板部６ｂ
との間には間隙９が形成されている。さらに又、上記ロ
ータ６の可動翼取付円板部６ｂに向き合った上記谷ノズ
ルダイヤフラム３のラジアルフィン３ｂには、チー／ｅ
付輪板による各昇温防止板１０が断熱用の空隙１１を存
して付設されている。
従って、本発明は、上記導入管４から抽気した冷却用蒸
気Ｓ を冷却流路７及び各流通孔８全通して下流側へ流
して上記ロータ６の表面６ａ及び可動翼取付円板部６ｂ
を冷却すると共に、これらを冷却した一部の冷却用蒸気
Ｓ１は上記間隙９を通って再熱蒸気Ｓ２に合流して流下
するようになっている。又一方、上記再熱蒸気Ｓ２１′
ｉ、上記内部ケーシング１と一体の静止翼２及び可動翼
５な通過することにより、可動べ５を駆動し、これによ
って、上記ロータ６を回転する社うになっている。
気Ｓ を冷却流路７及び各流通孔８全通して下流側へ流
して上記ロータ６の表面６ａ及び可動翼取付円板部６ｂ
を冷却すると共に、これらを冷却した一部の冷却用蒸気
Ｓ１は上記間隙９を通って再熱蒸気Ｓ２に合流して流下
するようになっている。又一方、上記再熱蒸気Ｓ２１′
ｉ、上記内部ケーシング１と一体の静止翼２及び可動翼
５な通過することにより、可動べ５を駆動し、これによ
って、上記ロータ６を回転する社うになっている。
特に、本発明は、可動翼取付円板部６ｂに向き合った上
記ノズルダイヤフラム３の内周面に空隙１１を存して昇
温防止部材ｌＯを付設しているため、ノズルダイヤフラ
ム３による熱伝導を断熱し得るようになり、上記導入管
４からの冷却用蒸気を昇温することなく、上記ロータ６
の表面６ａ等を冷却してロータ６の母面変形を防止する
ようになっている。
記ノズルダイヤフラム３の内周面に空隙１１を存して昇
温防止部材ｌＯを付設しているため、ノズルダイヤフラ
ム３による熱伝導を断熱し得るようになり、上記導入管
４からの冷却用蒸気を昇温することなく、上記ロータ６
の表面６ａ等を冷却してロータ６の母面変形を防止する
ようになっている。
さらに、」二記可動ぷに取付円板部６ｂに位置する上記
冷却流路７の冷却用蒸気は、上記昇温防止部材１０に案
内されて還流するようになっているから、昇温するのを
抑制するようになっている。
冷却流路７の冷却用蒸気は、上記昇温防止部材１０に案
内されて還流するようになっているから、昇温するのを
抑制するようになっている。
以上述べたように本発明によれば、タービンの内部ケー
シング１に静止翼２を備えたノズルダイヤフラム３を設
け、このノズルダイヤフラム３に可動翼５を備えたロー
タ６を回転自在に設け、上記ノズルダイヤフラム３の一
部に冷却用蒸気の導入管４を付設し、この尋人管４に連
通ずる冷却用流路７を上記ノズルダイヤフラム３の内周
面３ａと上記ロータ６の外周げＩｊ６ａとの間に形成し
、上記ロータ６の可動翼取付円板部６ｂに向き合った上
記ノズルダイヤフラム３の内周面３ａに空１１ｎを任し
て昇温防止部材１０を付設しであるので、冷却用蒸気の
昇温を防止できるばかりでなく、ロータ６の表面６ａを
強制的に長期に亘って冷却することができると共に、構
成も簡素であるかし、既設の蒸気タービンにも組込むこ
とができる。
シング１に静止翼２を備えたノズルダイヤフラム３を設
け、このノズルダイヤフラム３に可動翼５を備えたロー
タ６を回転自在に設け、上記ノズルダイヤフラム３の一
部に冷却用蒸気の導入管４を付設し、この尋人管４に連
通ずる冷却用流路７を上記ノズルダイヤフラム３の内周
面３ａと上記ロータ６の外周げＩｊ６ａとの間に形成し
、上記ロータ６の可動翼取付円板部６ｂに向き合った上
記ノズルダイヤフラム３の内周面３ａに空１１ｎを任し
て昇温防止部材１０を付設しであるので、冷却用蒸気の
昇温を防止できるばかりでなく、ロータ６の表面６ａを
強制的に長期に亘って冷却することができると共に、構
成も簡素であるかし、既設の蒸気タービンにも組込むこ
とができる。
第１図は、既に提案されているタービンロータの冷却装
置の断面図、第２図は、上記タービンロータの冷却装置
の一部を拡大して示す断面図、第３図は、本発明による
タービンロータの冷却装置の断面図、第４図は本発明の
一部を拡大して示す断面図である。 １・・・内部ケーシング、２・・・静止喘、３・・・ノ
ズルダイヤフラム、４・・・尋人管、５・・・可動叱、
６・・・ロータ、７・・・冷却用流路、ｌＯ・・・昇温
防止部材、１１・・・空隙。 出願人代理人 猪 股 清 茅３目 鄭４図
置の断面図、第２図は、上記タービンロータの冷却装置
の一部を拡大して示す断面図、第３図は、本発明による
タービンロータの冷却装置の断面図、第４図は本発明の
一部を拡大して示す断面図である。 １・・・内部ケーシング、２・・・静止喘、３・・・ノ
ズルダイヤフラム、４・・・尋人管、５・・・可動叱、
６・・・ロータ、７・・・冷却用流路、ｌＯ・・・昇温
防止部材、１１・・・空隙。 出願人代理人 猪 股 清 茅３目 鄭４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、タービンの内部ケーシングに静止翼を備えたノズル
ダイヤフラムを設け、このノズルダイヤフラムに可動翼
を備えたロータを回転自在に設け、上記ノズルダイヤフ
ラムの一部に冷却用蒸気の導入管を付設し、この導入管
に連通ずる冷却流路を上記ノズルダイヤフラムの内周面
と上記ロータの外周面との間に形成し、上記ロータの可
動具取付円板部に向き合った上記ノズルダイヤフラムの
内周向に空隙を存して昇温防止部材を有膜したことを特
徴とするタービンロータの冷却装置。 ２、昇温防止部材をテーパー付輪板に形成したことを特
徴とする特許請求の範囲８１項記載のタービンロータの
冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6904283A JPS59194002A (ja) | 1983-04-19 | 1983-04-19 | タ−ビンロ−タの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6904283A JPS59194002A (ja) | 1983-04-19 | 1983-04-19 | タ−ビンロ−タの冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59194002A true JPS59194002A (ja) | 1984-11-02 |
Family
ID=13391128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6904283A Pending JPS59194002A (ja) | 1983-04-19 | 1983-04-19 | タ−ビンロ−タの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59194002A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009119127A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンおよびガスタービンの中間軸ならびにガスタービン圧縮機の冷却方法 |
| ITTO20101035A1 (it) * | 2010-12-21 | 2012-06-22 | Avio Spa | Turbina a gas per motori aeronautici |
| CN103883360A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-06-25 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 大容量再热汽轮机的中压转子冷却方法 |
-
1983
- 1983-04-19 JP JP6904283A patent/JPS59194002A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009119127A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンおよびガスタービンの中間軸ならびにガスタービン圧縮機の冷却方法 |
| JP2009243313A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンおよびガスタービンの中間軸ならびにガスタービン圧縮機の冷却方法 |
| CN101981275A (zh) * | 2008-03-28 | 2011-02-23 | 三菱重工业株式会社 | 燃气轮机、燃气轮机的中间轴及燃气轮机压缩机的冷却方法 |
| US9127693B2 (en) | 2008-03-28 | 2015-09-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine, load coupling of gas turbine, and cooling method of gas turbine compressor |
| ITTO20101035A1 (it) * | 2010-12-21 | 2012-06-22 | Avio Spa | Turbina a gas per motori aeronautici |
| EP2469023A1 (en) * | 2010-12-21 | 2012-06-27 | AVIO S.p.A. | Gas turbine engine with cooled rotor disks |
| US9188008B2 (en) | 2010-12-21 | 2015-11-17 | Avio S.P.A. | Gas turbine for aeronautic engines |
| CN103883360A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-06-25 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 大容量再热汽轮机的中压转子冷却方法 |
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