JPS61132707A - タ−ビンのシ−ル部間隙調整装置 - Google Patents

タ−ビンのシ−ル部間隙調整装置

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JPS61132707A
JPS61132707A JP25325984A JP25325984A JPS61132707A JP S61132707 A JPS61132707 A JP S61132707A JP 25325984 A JP25325984 A JP 25325984A JP 25325984 A JP25325984 A JP 25325984A JP S61132707 A JPS61132707 A JP S61132707A
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JP
Japan
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turbine
bellows
pressure
gap
fin
Prior art date
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Pending
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JP25325984A
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English (en)
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Joji Kaneko
丈治 金子
Toru Murakami
透 村上
Masataka Kikuchi
菊地 正孝
Toshihiro Fujiwara
藤原 敏洋
Michinobu Fujii
藤井 道信
Toshiyuki Harada
原田 稔之
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS61132707A publication Critical patent/JPS61132707A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • 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
    • F01D1/00Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/02Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
    • F01D1/023Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines the working-fluid being divided into several separate flows ; several separate fluid flows being united in a single flow; the machine or engine having provision for two or more different possible fluid flow paths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/14Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
    • F01D11/20Actively adjusting tip-clearance
    • F01D11/22Actively adjusting tip-clearance by mechanically actuating the stator or rotor components, e.g. moving shroud sections relative to the rotor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (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】 〔発明の技術分野〕 本発明はタービンのシール部の半径方向間隙の調整装置
に関する。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕近年、燃料価格
の高騰に対応して、タービン性能の向上が益々重要視さ
れており、種々の性能向上対策が提案されている。
ところで、上記性能向上対策として最も効果的なものと
しては、タービンの各部に不可避的に存在する静止部と
回転部の間隙を通して漏洩づる蒸気Oを減らすことであ
る。
すなわち、第5図は蒸気タービンの組立断面の上半部を
示す図であって、タービン車軸1に固設された動翼2と
ノズル外輪3との間、タービン車軸1とノズル内輪4と
の間、およびタービン車軸1とケーシング5との間には
、それぞれチップフィン、ノズルパツキン、或はグラン
ドパツキンと呼ばれる蒸気漏洩防止用のシール装置が設
けられている。ところで、第6図は、上記各部のシール
装置の一例として、上記動翼2とノズル外輪3との間の
シール装置(チップフィン)を示す断面図であって、静
止部であるノズル外輪3には、動翼2の外周端と対向す
る部分に周方向に延びる蟻溝状の取付構6が形成されて
おり、その取付構6に、前記動翼2の外周面に向って突
出した複数個の周方向に延びるシールフィン7を設けた
フィンセグメント8が係合装着され、上記シールフィン
7と回転体である動翼2の先端部との間に所定微少間隙
が保持せしめられ、蒸気漏洩が最少限になるようにしで
ある。
ところで、この種の非接触型のシール装置において、蒸
気の漏洩防止効果を決定する最大の要因は、シールフィ
ン7の先端と回転体との間隙の大きさであり、この間隙
が小さい程漏洩量は少なくなるが、この間隙を余り小さ
くすると運転中にシールフィンと回転部が接触して、回
転部やシールフィンが破損したつ、接触により@撮fh
が増り口して運転の続行が不可能となったり、接触によ
る発熱で回転部に曲がりを生じたりする等の問題がある
このような接触は、タービンの運転状態により間隙値が
変化するためで、そのような変化はケーシングの不均一
な熱変形、圧力による変形、或はタービン車軸を支承す
る軸受の支持特性等の種々の要因により生ずる。そのた
め、通常のタービンの設計や組立に当っては、間隙は上
述のような条件を考え合わせて設定しなければならない
ところが、間隙値に変化が生じるのは起動時や停止時、
或は負荷変化時が殆んどで、定常運転時には変形量や変
化dが時間とともに一定値に落ちつくために、間隙の変
化量はきわめて小さい。したがって、起動停止、負荷変
化時の間隙状態を考慮して設定した間隙のままで運転さ
れている現在の方法では、最も長時間運転される定常時
には不必要に大きなものとなり、蒸気の漏洩防止効果は
不十分となる。
しかして、このような不具合を解消するためには、フィ
ンセグメントと静止部に何らかの駆動機構を設置してお
き、運転状態に応じて、或はシール部の間隙の実測値に
応じて間隙を変化させる可動型のシール曙橋を設けるこ
とが考えられる。
しかしながら、このような駆動機構として歯車装置や油
圧装置等を使用することは、機構が複雑なため多大なス
ペースを要するとともに、高温高圧の蒸気にさらされる
という環境面からの制約等の蒸気タービン特有の条件の
ために、実用化は極めて困難である等の問題がある。
〔発明の目的〕
本発明はこのような点に鑑み、可動型のシール機構を設
けるとともに、そのシール機構を移動させシール部の間
隙を調整する装置として、蒸気力を使用した駆動装置を
使用し、上述の如き問題がないシール部間隙調整装置を
I?することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、タービン回転部に対向して配設され、周方向
に延びる複数個のフィンを突設したシール用のフィンセ
グメントを、タービンの静止部に半径方向に移動可能と
するとともに、上記静止部とフィンセグメントとの間に
ベローを介Jil装着し、そのベロー内をタービンの高
圧部および低圧部に選択的に連通ずるようにしたことを
特徴どするものであり、ベロー内への蒸気圧の給排によ
って上記フィンセグメントと前記回転部との間隙を調整
し得るようにしたちのである。
〔発明の実施例〕
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。
第1図において、符82はタービン車軸、1に設けられ
た動翼であって、その動翼2の直上流側にはノズル外輪
3およびノズル内輪4間に固設されたノズル翼9が配設
されており、上記ノズル外輪3がタービンの静止部10
に装着されている。
ところで、上記ノズル外輪3には、動翼2の先端外周部
と対向する位置に周方向に延びる蟻溝状の取付溝6が形
成されており、その取付溝6に、前記動翼2の先端外周
面と対向する面に複数個の周方向に延びるシールフィン
7を突設した、複数の弧状のフィンセグメント8が、第
2図に示すように、周方向に配列装着されている。上記
各フィンセグメント8は上記取付溝6に対して半径方向
に成程度移動可能に装着されており、取付溝6の内面と
各フィンセグメント8間にはそれぞれ複数個(図におい
ては2個)のベロー11が介装され、そのへロー11の
外端が取付溝6の内周面に装着され、内端がフィンセグ
メント8の外面に装着されている。
また、各ベロー11は、導管12を介してタービンの当
該ベロー11の設置位置より高圧部すなわちその段落の
ノズル入口側に連通往しめられ、また導管13を介して
低圧部すなわち当該段落の羽根出口側に連通せしめられ
ており、各導管12゜13にはそれぞれ切換弁1/I、
15が設(プられている。そして、両切換弁14.15
は、タービンの運転条件や間隙の測定信号等の運転信号
が人力されるプログラム設定器16からの出力信号16
aによって開閉制御されるようにしCある。
一方、ノズル内輪4のタービン車軸1の対向面にも、上
述と同様にフィンセグメント8aが装着され、そのフィ
ンセグメント8aに装着されたベロー11aも75管1
2a、1,7IE%弁14aを介してタービンの当該部
より高圧側に連通され、また導管13a、切換弁15a
を介して低圧側に連通ぜしめられており、両切換弁14
a、15aも前記プ[1グラム設定器16からの出力信
号1−6 aによって開閉制御される。
しかして、タービンの通t;i運転中においては、高圧
側の切換弁14.14aを開き、低圧側の切換弁15.
158を閉じると、ベロー11.11a内の圧力がター
ビンの高圧部の圧力と等しくなり、そのベロー11.1
18が脹らんでフィンセグメント8,8aがそれぞれ動
翼2或はタービン車軸1側に突出され、当該部の間隙が
狭くなるように調整される。
一方、タービンの起動時、或は、振動大が生じた時、ま
たは上記間隙が所定値以下になったとき、或は接触によ
る異常音がtllfaされたとぎ等には、プログラム設
定器16からの信号によって、高圧側の切19!弁14
.14aが閉じられ、低圧側の切換弁15.15aが開
かれる。したがって、ベロー11.11a内の圧力がタ
ービンの低圧部の圧力と等しくなり、ベロー11.11
aが収縮し、フィンセグメント8,8aが引込み、当該
部の間隙が大きくなる。
ところで、上記ベロー11.11aは内外圧力差が余り
に大きいと破損する可能性があるので、ベローの強度と
ベローの膨張に必要な圧力差から高圧側開口部を決定す
ればよく、上記ベローはベロー設置位置より畠い圧力の
任意の上記通路部或は配管等に接続すればよい。また、
同様に低圧側ベローの強度とベローの収縮に必要な圧力
差からその開口部を決定し、ベローはそのベロー設置位
置より低い圧力の通路部或は配管等に接続すればよい。
第3図は本発明の他の実施例を示す図であり、この場合
第1実施例におtプる各切換弁14,15゜14a、1
5aの代りに、導管12と13、および12aと13a
の分岐点にそれぞれ三方切換弁17.17aが設けられ
ている。
したがって、この三方切換弁17.17aの切換によっ
て第1実施例と同様に、フィンセグメントとタービンの
回転部間の間隙を調整することかできる。
また、このよう4I−調整装置の配管には、1′[動流
体として蒸気を使用しているためドレンが滞留してしま
うことが考えられる。そこで、第4図に示すように、導
管12.12a等にコンデンサ愚の低圧部に接、抗され
たドレン管18.18aを連設し、タービンの停止詩、
或は適当な時明にドレン弁19,19aを聞らき、ドレ
ンをIJ[出するようにしてらよい。
また、異常時に安全側に作動するは構として、8圧側の
弁が異常時には開方向に、一方低圧側の弁は異常時には
開方向に作動するようにし、ざらにドレン弁を設けたも
のにおいては異常時に開力向に作動するようにしてお(
プばよい。さらに配管系か破壊してベローに圧力が加わ
らなくなったとぎ、間隙が広くなるようにベローの大き
さおよびばね定数を選定ずべきである。
なお、上記実施例においては動翼とノズル外輪J5よび
ノズル内輪とタービン車軸間のシール部について説明し
たが、タービン車軸とケーシングとの間のシール部にも
適用できることは勿論である。
(発明の効果〕 以上説明したように、本発明においては、シール用の各
フィンセグメントの背面にベローを配設して、そのベロ
ーをタービンの高圧部或は低圧部に選択的に連通し、タ
ービンの蒸気圧によって上記シール用のフィンセグメン
トを進退せしめるようにしたので、そのタービンの作i
1+状(ぶに応じてシール部の間隙をきわめて簡単に調
整することができ、しかもその駆動m構としてモータ笠
の外部動力を用いないので、エネルギロスbなく、さら
に山車等の機械的な駆動部がないので(ム頼f’ll!
°)いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシール部間隙調整装置の一実施例を示
すl断面図、第2図はタービン動翼部のシール装置を示
す縦断正面図、第3図および第4図はそれぞれ本発明の
他の実施例を示1縦断面図、第5図はタービンの一部縦
断上半部図、第6図は。 従来のタービンにおけるシール部の構成を示す縦断面図
である。 1・・・タービン車軸、2・・・動翼、3・・・ノズル
外輪、4・・・ノズル内輪、6・・・取付溝、7,7a
・・・シールフィン、8,8a・・・フィンセグメント
、11゜11a・・・ベロー、14.14a、15.’
15a・・・切換弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、タービン回転部に対向して配設され、周方向に延び
    る複数個のフィンを突設したシール用のフィンセグメン
    トを、タービンの静止部に半径方向に移動可能とすると
    ともに、上記静止部とフィンセグメントとの間にベロー
    を介挿装着し、そのベロー内をタービンの高圧部および
    低圧部に選択的に連通するようにしたことを特徴とする
    タービンのシール部間隙調整装置。 2、ベローをタービンの高圧部および低圧部に連通する
    導管には、それぞれ切換弁が設けられていることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のタービンのシール部
    間隙調整装置。 3、ベローは、三方切換弁を介してタービンの高圧部お
    よび低圧部に接続されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載のタービンのシール部間隙調整装置。 4、ベローをタービンの高圧部および低圧部に接続する
    導管には、ドレン管が接続されていることを特徴とする
    、特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載の
    タービンのシール部間隙調整装置。
JP25325984A 1984-11-30 1984-11-30 タ−ビンのシ−ル部間隙調整装置 Pending JPS61132707A (ja)

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JPS61132707A true JPS61132707A (ja) 1986-06-20

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JP25325984A Pending JPS61132707A (ja) 1984-11-30 1984-11-30 タ−ビンのシ−ル部間隙調整装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002081869A1 (de) * 2001-04-06 2002-10-17 Mtu Aero Engines Gmbh Rotorspalt-steuermodul
JP2007155734A (ja) * 2005-12-06 2007-06-21 General Electric Co <Ge> マルチレンジ間隙測定システム及びそれを動作させる方法
WO2020131024A1 (en) * 2018-12-18 2020-06-25 Siemens Aktiengesellschaft Pneumatically operated clearance control seal

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002081869A1 (de) * 2001-04-06 2002-10-17 Mtu Aero Engines Gmbh Rotorspalt-steuermodul
JP2007155734A (ja) * 2005-12-06 2007-06-21 General Electric Co <Ge> マルチレンジ間隙測定システム及びそれを動作させる方法
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