JPS5968501A - Method and device for cooling steam turbine rotor - Google Patents

Method and device for cooling steam turbine rotor

Info

Publication number
JPS5968501A
JPS5968501A JP17849382A JP17849382A JPS5968501A JP S5968501 A JPS5968501 A JP S5968501A JP 17849382 A JP17849382 A JP 17849382A JP 17849382 A JP17849382 A JP 17849382A JP S5968501 A JPS5968501 A JP S5968501A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
pressure
stage
cooling
nozzle box
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
Application number
JP17849382A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Moriya
森谷 新一
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP17849382A priority Critical patent/JPS5968501A/en
Publication of JPS5968501A publication Critical patent/JPS5968501A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12Cooling

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To prevent the steam, which leaks out of the first stage blade head, from flowing toward an intermediate packing, by providing a labyrinth packing between the outer periphery of a steam outlet part of a nozzle box and the inner periphery of a wheel chamber. CONSTITUTION:A labyrinth packing 36 is provided between the outer periphery of a steam outlet part of a nozzle box 6 and the inner periphery of a wheel chamber 20. In such a structure, a flow passage 25b through which a steam leaked out of a radial fin 29 of the first stage blade part is flowed to an intermediate packing 13 is cut off, then a large part of a cooling steam 35 flowed through the intermediate packing 13 is composed of a leak steam 33 of a steam 23a after finishing its work. Thereby, the enthalpy of the cooling steam 35 is reduced and the cooling effect is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は蒸気タービンロータの冷却方法および同冷却装
置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method and apparatus for cooling a steam turbine rotor.

〔従来技術〕   1 第1図は、高圧・中圧1体構造のタービンロータを備え
た蒸気タービンの概要的な構造の説明図である。ボイラ
(図示せず)から供給される主蒸気1は主蒸気止め弁2
と主蒸気加減弁3とを介してノズルボックス6に流入す
る。高・中圧口−タ10は高圧部4と中圧部5とを同心
状に連設してなり、それぞれのセクションの仕切りとし
て前側バラギン部12.中間パツキン部13.後側パラ
ギン部14が設けられている。ロータの支持は前側軸受
7と後側軸受8とによって為され、軸方向の力はスラス
ト軸受9で支えられる。11は低圧ロータ(図示せず)
に動力を伝達するカップリングである。
[Prior Art] 1 FIG. 1 is an explanatory diagram of a schematic structure of a steam turbine equipped with a turbine rotor having a high-pressure/medium-pressure one-piece structure. Main steam 1 supplied from a boiler (not shown) is supplied to main steam stop valve 2.
and the main steam control valve 3 into the nozzle box 6. The high/medium pressure port 10 is made up of a high pressure section 4 and a medium pressure section 5 arranged concentrically, and a front barragin section 12. Intermediate packing part 13. A rear paragin part 14 is provided. The rotor is supported by a front bearing 7 and a rear bearing 8, and the axial force is supported by a thrust bearing 9. 11 is a low pressure rotor (not shown)
It is a coupling that transmits power to.

高圧部4の排気は再熱器15で再加熱され、再熱蒸気止
め弁16およびインターセプト弁17を介して中圧部5
に供給され、中圧部5の排気はクロスオーバーバイブ1
8によシ低圧部(図示せず)に導かれる。
The exhaust gas from the high pressure section 4 is reheated by a reheater 15 and passed through a reheat steam stop valve 16 and an intercept valve 17 to the intermediate pressure section 5.
The exhaust from the intermediate pressure section 5 is supplied to the crossover vibe 1.
8 to a low pressure section (not shown).

上に述べた高圧・中圧1体構造のタービンロータを備え
た蒸気タービンにおいて、ディスク冷却方式を用いた1
例の中間パツキン部13付近の拡大断面図を第2図に示
す。
In the steam turbine equipped with the above-mentioned high-pressure/medium-pressure single-piece turbine rotor, one
FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the intermediate packing portion 13 in the example.

高圧部4は高圧初段4a、高圧第2段4b・・・により
構成され、中圧部5は中圧初段5a、中庄第2段5 b
・・・によυ構成されている。
The high-pressure section 4 is composed of a high-pressure first stage 4a, a high-pressure second stage 4b..., and the intermediate-pressure section 5 is composed of an intermediate-pressure first stage 5a, a middle-pressure second stage 5b, etc.
It is composed of...

単室は外部車室19と内部車室20よりなる二重車室で
ある。主蒸気はエキスパンションジヨイント21により
内部車室20内に設けられたノズルボックス6に導かれ
る。ノズルで加速された蒸気23は高圧初段4aを回転
させる。制圧初段4a(回転体)と内部車室20(静止
体)との間隙からリークした蒸気25は中間バッキング
13を通って中圧初段5a側に流れながらロータを冷却
する。リーク蒸気25の一部は抽出口26より取り出さ
れて外部導管27によシ中圧第二段5bのダイヤフラム
に設けられた吐出口29よシ吐出され、中圧初段5aの
ディスク部を前後から冷却する。外部導管27にはオリ
フィス28が設けられてお)流量調節を行う。
The single compartment is a double compartment consisting of an external compartment 19 and an internal compartment 20. The main steam is guided by an expansion joint 21 to a nozzle box 6 provided within the internal compartment 20. The steam 23 accelerated by the nozzle rotates the high-pressure first stage 4a. Steam 25 leaking from the gap between the pressure first stage 4a (rotating body) and the internal casing 20 (stationary body) cools the rotor while flowing through the intermediate backing 13 to the intermediate pressure first stage 5a side. A part of the leaked steam 25 is taken out from the extraction port 26 and discharged through the external conduit 27 through the discharge port 29 provided in the diaphragm of the medium pressure second stage 5b, and is discharged from the front and back of the disk portion of the medium pressure first stage 5a. Cooling. The external conduit 27 is provided with an orifice 28 for controlling the flow rate.

上に述べたディスク冷却装置について、従来一般に用い
られている構造の詳細を第3図に示す。
FIG. 3 shows details of the conventionally commonly used structure of the disk cooling device described above.

蒸気23はノズルボックス6のノズル32により加速さ
れて高圧初段4aで回転力を発生しその排気23aは第
2段側に流れる。高圧初段4aの翼頭部にはノズルボッ
クス6との間にラジアルフィン29があシ、リーク蒸気
25を調節する。リーク蒸気の一部25bは抽気口26
より外部に取出され、外部冷却ラインに入る。残りのリ
ーク蒸気25aは中間パツキン部13側に流れる。
The steam 23 is accelerated by the nozzle 32 of the nozzle box 6 to generate rotational force in the high-pressure first stage 4a, and its exhaust gas 23a flows to the second stage side. A radial fin 29 is provided between the blade head of the high-pressure first stage 4a and the nozzle box 6 to regulate leak steam 25. A portion of the leaked steam 25b is removed from the bleed port 26.
It is taken out to the outside and enters the external cooling line. The remaining leak steam 25a flows to the intermediate packing portion 13 side.

一方、重圧初段4aの翼根部にはルートフィン30があ
沙ここよ)リーク蒸気31が洩れる。又、高圧初段翼根
のバランスホールを通って、排気23aの一部の逆流蒸
気33がノズルボックスの下部に集まる。22はバラン
スウェイト取付溝である。
On the other hand, leak steam 31 leaks from the root fin 30 of the high-pressure first stage 4a. Also, part of the backflow steam 33 of the exhaust gas 23a passes through the balance hole of the high-pressure first stage blade root and collects at the lower part of the nozzle box. 22 is a balance weight mounting groove.

リーク蒸気33と同31は合流してリーク蒸気流34と
なる。更にこれらは蒸気25aと合流して蒸気流35と
なシ、中間パツキン部13a。
The leak vapors 33 and 31 merge to form a leak vapor flow 34. Furthermore, these merge with the steam 25a to form a steam flow 35, and the intermediate packing portion 13a.

13bを通って中圧初段側に流れる。13b and flows to the intermediate pressure first stage side.

高圧初段具が調整段タイプのタービンで変圧運転を行う
場合には、通常4ケある加減弁2のうちの3ケを全開し
、残シの1ケを閉鎖した状態で主蒸気圧力を変化させる
方法が最適な熱効率となる。
When performing variable pressure operation with a turbine whose high-pressure first stage is a regulating stage type, the main steam pressure is changed with three of the four regulator valves 2 fully open and the remaining one closed. method results in optimal thermal efficiency.

第4図にノズルボックス6から蒸気が流出する状態を示
す。本図は読図の便宜上、高圧初段4aの図示を省略し
、ノズルボックス6と蒸気の流れとを描いである。ノズ
ルボックス6を構成しているノズル群は、加減弁の個数
(本例においては4個)に合わせて6a、6b、ic、
6dに4分割されている。本図はノズル群5a、6b、
5cが全開され、ノズル群6dが全閉された状態を示し
ている。この状態では、全開しているノズル群において
は翼頭部からのリーク蒸気25が発生し、全閉している
ノズル群周辺からは排気23aが逆流してリークする。
FIG. 4 shows a state in which steam flows out from the nozzle box 6. For convenience of reading, this figure omits illustration of the high-pressure first stage 4a, and only depicts the nozzle box 6 and the flow of steam. The nozzle groups that make up the nozzle box 6 are 6a, 6b, ic,
It is divided into 4 parts of 6d. This figure shows nozzle groups 5a, 6b,
5c is fully opened and the nozzle group 6d is fully closed. In this state, leak steam 25 is generated from the blade head in the fully open nozzle group, and exhaust gas 23a flows backward and leaks from around the fully closed nozzle group.

第5図は、蒸気線図(エンタルピミーエントロピS線図
)上にこれらの状態量を示す。膨張線L1は高圧部を、
L2は中圧−低圧部をそれぞれ示している。リーク蒸気
25と同31とは高圧初段で仕$をしていないのでエン
タルピは主蒸気と同じ(H,となる。リーク蒸気33の
エンタルピはH3である。これらが合流した蒸気35の
エンタルピH3は、リーク蒸気31+25が量的に多い
ため、H3!;Hl となってし′まう。蒸気35は中
間パツキン部13を通p中圧初段部に到達した時には温
度T2となり、中圧部主蒸気24の中圧初段5a出口温
度T、よりもΔT、だけ低い。つま)、中圧初段5aの
ディスク部はΔT1だけ冷却されている。上記のように
して冷却蒸気によるロータ冷却が行われるのであるが、
変圧運転タービンにおいては蒸気力が部分負荷になるに
つれて降下するため、温度を一定に保ってもエンタルピ
が上昇してしまう。つまりリーク蒸気35のエンタルピ
H8が、中圧初段後の主蒸気エンタルピH4に近づいて
ゆき、冷却量ΔT1が減少してしまうという不具合があ
る。この状態の1例を第6図に示す。この図において横
軸に蒸気タービンの負荷率(%)をとシ、縦軸に蒸気温
度Tをとっである。
FIG. 5 shows these state quantities on a vapor diagram (enthalpy entropy S diagram). The expansion line L1 is the high pressure part,
L2 indicates a medium pressure-low pressure section, respectively. The enthalpy of leak steam 25 and leak steam 31 is the same as that of the main steam (H) because they are not heated at the high pressure first stage. The enthalpy of leak steam 33 is H3. The enthalpy of steam 35 when these are combined is H3. , leak steam 31+25 is large in quantity, resulting in H3!;Hl. When the steam 35 passes through the intermediate packing section 13 and reaches the intermediate pressure first stage section, the temperature becomes T2, and the intermediate pressure section main steam 24 The disk portion of the intermediate pressure first stage 5a is cooled by ΔT1, which is lower than the outlet temperature T of the intermediate pressure first stage 5a. The rotor is cooled by cooling steam as described above.
In a variable pressure turbine, the steam power decreases as the turbine becomes partially loaded, so the enthalpy increases even if the temperature is kept constant. In other words, the enthalpy H8 of the leak steam 35 approaches the enthalpy H4 of the main steam after the intermediate pressure first stage, resulting in a decrease in the cooling amount ΔT1. An example of this state is shown in FIG. In this figure, the horizontal axis represents the load factor (%) of the steam turbine, and the vertical axis represents the steam temperature T.

この例では、負荷率90%以上のCP区間で全圧力(2
46Kq/c!l−g )の定圧運転を行い、負荷率9
0%〜30%のVP区間においては、前述の加減弁4個
のうち311vAを全開した状態で変圧運転を行う。更
に負荷率30%以下のLP区間においてはボイラの運転
を安定させるため約869/cr/l−gで低圧運転を
行っている。主蒸気温度T4(53sc)と再熱蒸気温
度Ta  (566C)は約25%負荷までは一定に保
たれ、それ以下では漸減している。この運転方式におい
てはリーク蒸気35の温度T2は低負荷になるに従って
中圧初段翼出口温度TIに漸近し、約25%負荷におい
てΔT、が最少となる。この例ではΔT1(MIN)’
−113Cである。
In this example, the total pressure (2
46Kq/c! l-g) constant pressure operation with a load factor of 9.
In the VP section from 0% to 30%, variable pressure operation is performed with 311 vA of the four control valves fully open. Furthermore, in the LP section where the load factor is 30% or less, the boiler is operated at a low pressure of about 869/cr/l-g to stabilize the operation. The main steam temperature T4 (53sc) and the reheat steam temperature Ta (566C) are kept constant up to about 25% load and gradually decrease below that. In this operating system, the temperature T2 of the leak steam 35 approaches the intermediate pressure first stage blade outlet temperature TI as the load becomes lower, and ΔT becomes the minimum at about 25% load. In this example, ΔT1(MIN)'
-113C.

以上説明したように、従来技術によるタービンロータの
冷却方法は、部分負荷時において冷却蒸気のエンタルピ
が上昇して冷却効果が減少するという不具合があった。
As explained above, the conventional method for cooling a turbine rotor has a problem in that the enthalpy of the cooling steam increases during partial load, and the cooling effect decreases.

ロータ材質を高級耐熱鋼にすると冷却効果の不足に耐え
て高温強度を保持し得るが製造コストを著しく上昇させ
て不経済である。
If the rotor is made of high-grade heat-resistant steel, it can withstand the lack of cooling effect and maintain high-temperature strength, but it is uneconomical as it significantly increases manufacturing costs.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上述の事情に鑑みて為され、部分負荷時におい
ても冷却蒸気のエンタルピ上昇を抑制して良好な冷却効
果を発揮し得る蒸気タービンロータの冷却方法、並びに
、上記の方法を容易に使用してその効果を充分に発揮せ
しめ得る冷却装置を一提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a method for cooling a steam turbine rotor that can suppress the increase in enthalpy of cooling steam and exhibit a good cooling effect even during partial load, and a method for easily using the above-mentioned method. An object of the present invention is to provide a cooling device that can fully exhibit its effects.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記の目的を達成するため、本発明の冷却方法は、単流
形ノズルボックスを有する高圧・中圧1体構造のタービ
ンロータにおいて、高圧初段翼下流の蒸気および高圧初
段翼リーク蒸気を用いて中圧初段ディスクを冷却し、高
圧初段後から分流した冷却蒸気のエンタルピを高圧初段
翼出口蒸気のエンタルピに接近せしめて冷却効果を犬な
らしめ得るようにすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the cooling method of the present invention uses steam downstream of the high-pressure first-stage blades and leakage steam from the high-pressure first-stage blades in a turbine rotor having a high-pressure/medium-pressure single unit structure having a single-flow nozzle box. It is characterized by cooling the pressure first stage disk and making the enthalpy of the cooling steam separated from the rear of the high pressure first stage approach the enthalpy of the steam at the outlet of the high pressure first stage blade, thereby making the cooling effect uniform.

また、本発明の冷却装置は単流形ノズルボックスを有す
る高圧・中圧1体構造のタービンロータにおいて、ノズ
ルボックスの蒸気出口部の外周と単室との間にラビリン
スバッキングを設けて、高圧初段翼頭部のラジアルフィ
ンからリークした蒸気が中間バッキングを通って中圧初
段ディスクに流動する流路全遮断し、上記の発明方法を
容易に災施し得るようにしたことを特徴とする。
In addition, the cooling device of the present invention is a turbine rotor having a high-pressure/medium-pressure single unit structure having a single-flow type nozzle box, in which a labyrinth backing is provided between the outer periphery of the steam outlet part of the nozzle box and the single chamber, and a high-pressure first stage is provided. The present invention is characterized in that the flow path through which steam leaks from the radial fins of the wing head passes through the intermediate backing and flows to the medium pressure first stage disk is completely blocked, thereby making it possible to easily apply the above method of the invention.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第7図は前記の本発明方法を実施するために構成した本
発明装置の一実施例を示し、従来装置における第3図に
対応する図である。第3図と同一の図面参照番号を附し
た高圧部初段4a、ノズルボックス6、中間パツキンM
 13 a + 13 b 、’バランスウェイト取付
$22.抽気ロ26.ラジアルフィン29.ルートフィ
ン30.及びノズル32は従来技術における冷却装置(
第3図)と同様の構成部材で必る。ノズルボックス6の
蒸気出口部の外周と、車室20の内周との間にラビリン
スパツキン36を設ける。これにより、高圧初段翼頭部
のラジアルフィン29からリークした蒸気が中間パツキ
ン13に向かう流路(仮想線矢印25bで示すンが遮断
される。
FIG. 7 shows an embodiment of the apparatus of the present invention configured to carry out the method of the present invention, and corresponds to FIG. 3 of the conventional apparatus. High pressure section first stage 4a, nozzle box 6, intermediate packing M with the same drawing reference numbers as in Fig. 3
13 a + 13 b, 'Balance weight installation $22. Bleed air 26. Radial fin29. Root fin 30. And the nozzle 32 is a cooling device (
It is necessary to use the same structural members as in Fig. 3). A labyrinth packing 36 is provided between the outer periphery of the steam outlet portion of the nozzle box 6 and the inner periphery of the casing 20. As a result, a flow path (indicated by an imaginary line arrow 25b) through which steam leaks from the radial fin 29 of the high-pressure first stage blade head toward the intermediate packing 13 is blocked.

本実施例においては、上記のラビリンスノくツキン36
を、抽気口26よりも上流側に設けである。
In this embodiment, the above-mentioned labyrinth snowboard 36
is provided upstream of the air bleed port 26.

また、本実施例のラビリンスノくツキン36は、その櫛
歯(図示せず)をスプリング(図示せず)によって付勢
し、ノズルボックス6の外周面に密着させる構造のもの
である。
In addition, the labyrinth grip 36 of this embodiment has a structure in which its comb teeth (not shown) are urged by a spring (not shown) and brought into close contact with the outer circumferential surface of the nozzle box 6.

上記のように構成した冷却装置においては、ノズルボッ
クス6のノズル32で加速された蒸気23は高圧初段翼
4aを駆動する。このように仕事し終った蒸気23aは
高圧第2段以降で更に膨張する。高圧初段翼4aは回転
体であるので、静止体であるノズルボックス6との取合
い部には外周部のフィン29と、翼根部フィン30とに
よりシールされている。主蒸気230大部分は高圧初段
翼4aを駆動するが、フィン29と30を通ってリーク
する蒸気25と31は、仕事しないため、エンタルピは
高く、温度も高く保たれている。一方高圧初段翼4aの
根本のすき間を通って流れるリーク蒸気33は、仕事を
し終った蒸気23aの一部なので低温であり、この低温
蒸気が欠配のようにして中圧部を冷却するための冷却源
となる。
In the cooling device configured as described above, the steam 23 accelerated by the nozzle 32 of the nozzle box 6 drives the high-pressure first stage blade 4a. The steam 23a that has completed its work is further expanded in the high-pressure second and subsequent stages. Since the high-pressure first-stage blade 4a is a rotating body, the connection part with the nozzle box 6, which is a stationary body, is sealed by the fins 29 on the outer circumference and the blade root fins 30. Most of the main steam 230 drives the high-pressure first stage blade 4a, but the steam 25 and 31 leaking through the fins 29 and 30 do no work, so their enthalpy and temperature are kept high. On the other hand, the leak steam 33 flowing through the gap at the base of the high-pressure first stage blade 4a is low temperature because it is part of the steam 23a that has finished its work, and this low-temperature steam cools the intermediate pressure section as if it were missing. serves as a cooling source.

上記の低温リーク蒸気33は、高圧初段翼4aを逆流し
た後で、小量の高温リーク蒸気31と合流し、混合リー
ク蒸気34となシ、中間パツキン部13a、13b・・
・を通って流れる冷却蒸気35となる。
The above-mentioned low-temperature leak steam 33 flows backward through the high-pressure first stage blade 4a, and then merges with a small amount of high-temperature leak steam 31 to form a mixed leak steam 34, intermediate packing parts 13a, 13b, etc.
- resulting in cooling steam 35 flowing through.

本実施例のごとく、前記ラビリンスパツキン36の櫛歯
をスプリングで付勢してノズルボックス6の外周面に接
触させると、この部のシールが完全に行なわれ、仮想線
2.5bで示しタリーク流は実用正零と見なし得る。
As in this embodiment, when the comb teeth of the labyrinth gasket 36 are biased by a spring and brought into contact with the outer circumferential surface of the nozzle box 6, this area is completely sealed, and the tar leak flow is shown by the imaginary line 2.5b. can be considered to be a practical zero.

さらに、本実施例のごとく、外部導管(第2図における
27)を含む冷却ラインの冷却蒸気抽出口26よりも上
流側に前記のラビリンスノ(ツキ736を設けると、補
充冷却蒸気は混合リーク蒸気34の一部から分岐して、
低温の冷却蒸気34aとして外部冷却ラインに供給され
るので冷却効果が太きい。
Furthermore, as in this embodiment, if the labyrinth pipe 736 is provided upstream of the cooling steam extraction port 26 of the cooling line including the external conduit (27 in FIG. 2), the supplementary cooling steam will be the mixed leak steam. Branching off from part of 34,
Since it is supplied to the external cooling line as low-temperature cooling steam 34a, the cooling effect is large.

以上のように構成した冷却装置におけるリーク蒸気の流
動状態を第8図に示す。本図は従、米杉の冷却装置にお
ける流動状態を表わした第4図に対応する図である。冷
却蒸気に混入してその温度を上昇させる原因となる高温
リーク蒸気25は、前述のごとくラビリンスパツキン3
6によって遮断されるので、この図に示すように高圧2
段側に流れる 従来技術におけるリーク蒸気の流れを示す第4図と、本
実施例におけるリーク蒸気の流れを示す第8図とを対比
して容易に理解できるように、本実施例においては高温
のリーク蒸気25が中圧部に向かって流動しない。
FIG. 8 shows the flow state of leaked steam in the cooling device constructed as described above. This figure corresponds to FIG. 4, which shows the flow state in the cooling device for Yone Cedar. The high-temperature leak steam 25, which mixes with the cooling steam and causes its temperature to rise, is removed from the labyrinth packing 3 as described above.
6, the high pressure 2 is cut off as shown in this figure.
In this example, high temperature Leak steam 25 does not flow toward the intermediate pressure section.

蒸気を噴射していガいノズル群6dの部分には他のノズ
ルから噴射されて高圧初段翼4aで仕事をした後の低温
蒸気23aが逆流してくる。
Low-temperature steam 23a, which has been injected from other nozzles and has been subjected to work by the high-pressure first-stage blades 4a, flows back into the nozzle group 6d where steam is injected.

上述の状態を熱膨張線図に表わすと第9図の如くになシ
、高圧初段翼根部フィン30を通って流れる少量のリー
ク蒸気31は、エンタルピがHoであって主蒸気と同様
の状態でるるため、はぼ主蒸気温度に等しく高温でらる
。しかしながら多量に流れ込むリーク蒸気33は、高圧
初段翼4aで仕事した後なのでエンタルピはH! と低
く、かつ低温である。これらのリーク蒸気が混合した冷
却用蒸気35のエンタルピH8は、多量のリーク蒸気3
3のエンタルピH2とほぼ同しく、低温のままである。
If the above-mentioned state is expressed in a thermal expansion diagram, as shown in FIG. Because of this, the temperature of the main steam is equal to that of the main steam. However, the enthalpy of the leaked steam 33 that flows in a large amount is H! after it has been worked by the high-pressure first stage blade 4a. and low temperature. The enthalpy H8 of the cooling steam 35 in which these leaked steams are mixed is
It remains at a low temperature, almost the same as the enthalpy H2 of 3.

この冷却蒸気35は中間パツキン部13を通って等エン
タルピ膨張して、中圧初段後圧力まで圧力降下する。圧
力降下した後の冷却蒸気は、中間バッキング部を通過す
るうちに若干加熱されるが、Ttaの低温蒸気となる。
This cooling steam 35 is isenthalpically expanded through the intermediate packing portion 13, and its pressure drops to the intermediate pressure after the first stage. The cooling steam after the pressure has been reduced is slightly heated while passing through the intermediate backing part, but becomes a low temperature steam of Tta.

従って、中圧初段後の蒸気温度T、と冷却蒸気温度T2
aとの差ΔT!が冷却効果となる。
Therefore, the steam temperature T after the intermediate pressure first stage and the cooling steam temperature T2
Difference ΔT from a! is the cooling effect.

上記の作用を蒸気タービン負荷重と蒸気温度との関係で
示すと第10図のごとくである。本図は従来技術につい
て説明した第6図に対応する図である。
The above action is shown in FIG. 10 in terms of the relationship between steam turbine load and steam temperature. This figure corresponds to FIG. 6 explaining the prior art.

従来技術においては、変圧運転タービンなどのように主
蒸気圧力が負荷と共に変化して部分負荷の状態となるに
つれて主蒸気のエンタルピが上昇して冷却効果が減少し
たが、本実施例においては冷却蒸気温度T2aが、全負
荷帯において従来技術におけるよりも約22C低く保持
される。−第6図について述べたように、従来技術例に
おける冷却蒸気の温度差ΔT1は25%負荷時に最少と
なシ、約13rに減少したが、本実施例においては25
%負荷時のΔT1が約35Cである。
In conventional technology, the main steam pressure changes with the load and the cooling effect decreases as the main steam pressure changes with the load and the main steam enthalpy increases and the cooling effect decreases in the present example. The temperature T2a is kept approximately 22 C lower than in the prior art at full load. - As described with reference to FIG. 6, the temperature difference ΔT1 of the cooling steam in the prior art example was the minimum at 25% load and decreased to about 13r, but in the present example, the temperature difference ΔT1 of the cooling steam was reduced to about 13r.
ΔT1 at % load is approximately 35C.

このように冷却蒸気温度が35 C−120=22C低
く保たれることは、ロータの高温強度に換算すると約2
0′%の強度増加に相当する。
In this way, keeping the cooling steam temperature as low as 35C-120=22C means that the high-temperature strength of the rotor is approximately 2
This corresponds to a strength increase of 0'%.

〔発明の効果〕 以上説明した如く、本発明のタービンロータ冷却方法は
、単流形ノズルボックスを有する高圧・中圧1体構造の
タービンロータにおいて、高圧初段翼下流の蒸気および
高圧初段翼リーク蒸気を用いて中圧初段ディスクを冷却
し、高圧初段後から分流した冷却用蒸気のエンタルピを
高圧初段翼出口蒸気のエンタルピに接近せしめて冷却効
果を犬ならしめることによシ、部分負荷時においても良
好な冷却効果が得られる。
[Effects of the Invention] As explained above, the turbine rotor cooling method of the present invention reduces steam downstream of high-pressure first-stage blades and leakage steam from high-pressure first-stage blades in a turbine rotor having a single-piece high-pressure/medium-pressure structure having a single-flow nozzle box. The intermediate pressure first stage disk is cooled using the high pressure first stage, and the enthalpy of the cooling steam separated from the high pressure first stage is made to approach the enthalpy of the high pressure first stage blade outlet steam, thereby making the cooling effect uniform, even during partial load. A good cooling effect can be obtained.

また、本発明のタービンロータ冷却装置は、単流形ノズ
ルボックスを有する高圧・中圧1体構造のタービンロー
タにおいて、ノズルボックスの蒸気出口部の外周と単室
との間にラビリンス/(ツキングを設けて、高圧初段翼
頂部のラジアルフィンからリークした蒸気が中間バッキ
ングを通って中圧初段ディスクに至る流路を遮断するこ
とによシ、上記の冷却方法を容易に実施してその効果を
充分に発揮させることができる。
Further, the turbine rotor cooling device of the present invention provides a labyrinth/ The cooling method described above can be easily carried out and its effects can be fully achieved by blocking the flow path through which steam leaks from the radial fin at the top of the high-pressure first stage blade through the intermediate backing and reaching the medium-pressure first stage disk. can be demonstrated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、高圧・中圧1体構造のタービンロータを備え
た蒸気タ −ビンの概要的な構造の説明図、第2図はデ
ィスク冷却装置を備えた蒸気タービンの1例における中
間パツキン部付近の断面図である。第3図乃至第6図は
従来技術におけるロータディスク冷却装置を示し、第3
図は断面図、第4図は蒸気流れ状態の説明図、第5図は
is線図、第6図は負荷率−蒸気温度図表である。第7
図乃至第10図は本発明のタービンロータ冷却装置を示
し、第7図は断面図、第8図は蒸気流れ状態の説明図、
第9図はi−s線図、第10図は負荷率−蒸気温度図表
である。 1・・・主蒸気、4・・・高圧部、4a・・・高圧部初
段、4b・・・高圧部第2段、5・・・中圧部、5a・
・・中圧部初段、5b・・・中圧部第2段、6・・・ノ
ズルボックス、6 a 〜6 d−ノズル群、13 、
 13 a 、 13 b −中間パツキン部、20・
・・車室、26・・・抽気口、29・・・ラジアルフィ
ン、30・・・ルートフィン、32・・・ノズル、36
・・・ラビリンスノくツキン。 代理人 弁理士 秋本正実 弔1図
Fig. 1 is an explanatory diagram of the general structure of a steam turbine equipped with a turbine rotor having a single high-pressure/medium-pressure structure, and Fig. 2 is an intermediate packing section of an example of a steam turbine equipped with a disk cooling device. It is a sectional view of the vicinity. 3 to 6 show rotor disk cooling devices in the prior art.
The figure is a sectional view, FIG. 4 is an explanatory diagram of steam flow conditions, FIG. 5 is an IS diagram, and FIG. 6 is a load factor-steam temperature chart. 7th
Figures to Figures 10 show the turbine rotor cooling device of the present invention, Figure 7 is a sectional view, Figure 8 is an explanatory diagram of steam flow state,
FIG. 9 is an i-s diagram, and FIG. 10 is a load factor-steam temperature chart. 1... Main steam, 4... High pressure section, 4a... High pressure section first stage, 4b... High pressure section second stage, 5... Intermediate pressure section, 5a.
... intermediate pressure section first stage, 5b... intermediate pressure section second stage, 6... nozzle box, 6 a to 6 d- nozzle group, 13,
13a, 13b - intermediate packing part, 20.
... Vehicle interior, 26... Air bleed port, 29... Radial fin, 30... Root fin, 32... Nozzle, 36
... Labyrinth snow. Agent Patent Attorney Masami Akimoto Condolences 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、単流形ノズルボックスを有する高圧・中圧1体構造
のタービンロータにおいて、高圧初段翼下流の蒸気およ
び高圧初段翼リーク蒸気を用いて中圧初段ディスクを冷
却し、高圧初段後から分流した冷却用蒸気のエンタルピ
を高圧初段リーク蒸気のエンタルピに接近せしめて冷却
効果を犬ならしめ得べく為すことを特徴とする蒸気ター
ビンロー・りの冷却方法。 2、単流形ノズルボックスを有する高圧・中圧1体構造
のタービンロータにおいて、ノズルボックスの蒸気出口
部の外周と単室との間にラビリンスバッキングを設けて
、高圧初段翼下流のラジアルフィンからリークした蒸気
が中間バッキングを通って中圧初段ディスクに流動する
流路を遮断し、高圧初段翼下流の蒸気及び高圧初段リー
ク蒸気を用いて中圧初段ディスクを冷却し得べく為した
ることを特徴とする蒸気タービンロータの冷却装置。 3、前記ノラビリンスパッキングは、外部導管を備えた
冷却ラインの冷却蒸気取出口の上流側に設けたものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の蒸気
タービンロータの冷却装置。 4、前記のラビリンスバッキングは、その櫛歯をスプリ
ングによりノズルボックスの外周面に向けて付勢して密
着させたものであることを特徴とする特許請求の範囲第
2項若しくは同第3項に記載の蒸気タービンロータの冷
却装置。
[Scope of Claims] 1. In a turbine rotor having a single-piece high-pressure/medium-pressure structure having a single-flow nozzle box, an intermediate-pressure first-stage disk is cooled using steam downstream of the high-pressure first-stage blade and leakage steam from the high-pressure first-stage blade; A method for cooling a steam turbine row rig, characterized in that the enthalpy of cooling steam diverted from after the high-pressure first stage approaches the enthalpy of the high-pressure first stage leaking steam to achieve a uniform cooling effect. 2. In a high-pressure/medium-pressure one-piece turbine rotor with a single-flow nozzle box, a labyrinth backing is provided between the outer periphery of the steam outlet of the nozzle box and the single chamber, and a labyrinth backing is provided between the radial fin downstream of the high-pressure first stage blade. The flow path through which the leaked steam flows to the intermediate pressure first stage disk through the intermediate backing is blocked, and the intermediate pressure first stage disk is cooled using the steam downstream of the high pressure first stage blade and the high pressure first stage leaked steam. Features: Steam turbine rotor cooling system. 3. The steam turbine rotor cooling device according to claim 2, wherein the nolabyrin packing is provided upstream of a cooling steam outlet of a cooling line provided with an external conduit. . 4. According to claim 2 or 3, the labyrinth backing has comb teeth urged toward the outer peripheral surface of the nozzle box by a spring so as to be brought into close contact with the outer circumferential surface of the nozzle box. A cooling device for a steam turbine rotor as described.
JP17849382A 1982-10-13 1982-10-13 Method and device for cooling steam turbine rotor Pending JPS5968501A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17849382A JPS5968501A (en) 1982-10-13 1982-10-13 Method and device for cooling steam turbine rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17849382A JPS5968501A (en) 1982-10-13 1982-10-13 Method and device for cooling steam turbine rotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5968501A true JPS5968501A (en) 1984-04-18

Family

ID=16049411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17849382A Pending JPS5968501A (en) 1982-10-13 1982-10-13 Method and device for cooling steam turbine rotor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5968501A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007291966A (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Toshiba Corp Steam turbine and turbine rotor
US20110274536A1 (en) * 2009-01-16 2011-11-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007291966A (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Toshiba Corp Steam turbine and turbine rotor
US20110274536A1 (en) * 2009-01-16 2011-11-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine
US8979480B2 (en) * 2009-01-16 2015-03-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2700797B2 (en) Gas turbine equipment
US4519207A (en) Combined plant having steam turbine and gas turbine connected by single shaft
EP1473442B1 (en) Steam turbine, steam turbine plant and method of operating a steam turbine in a steam turbine plant
JP3170686B2 (en) Gas turbine cycle
JP3564242B2 (en) Cooling steam system for steam-cooled gas turbine
EP0908603B1 (en) Single shaft combined cycle plant
JPH07301127A (en) Gas turbine power plant, and cooling method for gas turbine power plant
JPH07208106A (en) Turbine
US5269648A (en) Arrangement for controlling the flow cross section of a turbomachine
US6405537B1 (en) Single shaft combined cycle plant and operating thereof
US20090025389A1 (en) Turbine Systems and Methods for Using Internal Leakage Flow for Cooling
US2467818A (en) High-temperature turbine casing arrangement
JPH10103008A (en) Steam turbine stationary blade heating method
JP2523518B2 (en) How to start a steam turbine plant by starting a high pressure turbine
JPS5968501A (en) Method and device for cooling steam turbine rotor
JPS62101809A (en) Single-shaft combined plant having reheating system
JPH08319852A (en) Gas turbine plant and its cooling method
JPH09125909A (en) Combined-cycle steam turbine
JP4488787B2 (en) Steam turbine plant and method for cooling intermediate pressure turbine thereof
JP2966357B2 (en) Gas turbine turbine blade cooling system
JPS614804A (en) Steam turbine
JPS5934402A (en) Rotor device of steam turbine
JP2594842Y2 (en) Steam turbine rotor cooling system
JPH11141302A (en) Cooling method for steam turbine rotor
JPH1047082A (en) Steam cooling gas turbine