JPS61138804A - 蒸気タ−ビンの冷却装置 - Google Patents

蒸気タ−ビンの冷却装置

Info

Publication number
JPS61138804A
JPS61138804A JP25911984A JP25911984A JPS61138804A JP S61138804 A JPS61138804 A JP S61138804A JP 25911984 A JP25911984 A JP 25911984A JP 25911984 A JP25911984 A JP 25911984A JP S61138804 A JPS61138804 A JP S61138804A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
temperature
turbine
cooling chamber
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
JP25911984A
Other languages
English (en)
Inventor
Sakae Kawasaki
榮 川崎
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
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP25911984A priority Critical patent/JPS61138804A/ja
Publication of JPS61138804A publication Critical patent/JPS61138804A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/006Auxiliaries or details not otherwise provided for
    • 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
    • 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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (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〕 この発明は蒸気タービンの冷却装置に係り、特に、超高
温・高圧蒸気が流入する蒸気タービンにおいてその内部
ケーシングを冷却する蒸気タービンの冷却装置に関する
〔発明の技術的背景) 近年、石油価格の高騰や石油資源の枯渇化に伴ない、発
電プラントの効率の向上が嘱望されている。一般に、発
電プラントの効率を向上させるには蒸気タービンの蒸気
条件を向上させること、つまり超高温・高圧蒸気を用い
ることが有効であり、実際には、通常の蒸気プラントに
超々高温・高圧タービン(SPツタ−ン)や超高温・高
圧タービン(VHPタービン)を設置することにより達
成される。
第4図はSPツタ−ンおよびVl−IPタービンが設置
された蒸気タービンの構成を示すブロック図である。
ボイラ1からの超高温・高圧蒸気は主蒸気管3を経てS
Pツタ−ン5へ導かれ、このSPツタ−ン5で仕事をし
た後、VHPタービン7へ流入する。VHPタービン7
への流入蒸気は、SPツタ−ン5で仕事をした分圧力・
温度が低下するが。
このVHPタービン7で仕事をしざらに圧力・温度が低
下する。そのため、VHPタービン7から流出した蒸気
はボイラ1へ導かれて再熱され、高温化される。この高
温化された蒸気は第一再熱蒸気管9を経て高圧タービン
(HPツタ−ン)11へ導かれ、このHPツタ−ン11
で仕事をする。
HPツタ−ン11で仕事をした蒸気はざらに再びボイラ
1に導かれて高温化され、第二再熱蒸気管13を経て中
圧タービン(IPタービン)15へ導入される。IPツ
タ−ン15へ導入された蒸気は、このIPツタ−ン15
で仕事をした後低圧ターごン(LPツタ−ン)17へ導
かれ、さらにこのLPツタ−ン17で仕事をした後、復
水M19へ導入される。蒸気は復水器19内で冷却され
て復水となり、給水ポンプ21で昇圧されて再びボイラ
1に導かれる。各蒸気タービン5.7.11.15.1
7の回転駆動により発電機22が作動し、電力が供給さ
れる。
SPツタ−ン5は第5図のような構造であり、このSP
ツタ−ン5では超高温・高圧蒸気が外部ケーシング23
および内部ケーシング25を経てノズルボックス内に導
かれる。ノズルボックス27内の超高圧・高温蒸気は、
このノズルボックス27や内部ケーシング25に設けら
れた静rA28から動翼29に向って流出し、タービン
ロータ30を回転させる。
〔背景技術の問題点〕
ところで、このようなSPツタ−ン5では、超高温・高
圧蒸気が流入するために、タービン内部部材の耐熱耐圧
強度が通常のHPツタ−ン11やIPタービン15以上
に要求される。特に、内部ケーシング25のノズルボッ
クス27近傍やノズルボックス27は超高温・高圧蒸気
の雰囲気にあるので、これらの部材25.27等には高
い耐圧・耐熱強度が必要とされる。そこで、これに対処
するために、Cr、Niを含みMo、Tiなどの強化元
素を複合添加して形成されたFe基の耐熱超合金やオー
ステナイト系ステンレス鋼が耐熱材料として使用されて
いる。
しかしながら、一般に、これらの耐熱材料は高温強度が
強くなればなる程、加工性や溶接性が低下するという欠
点がある。したがって、体積が大きく、形状が複雑な内
部ケーシング25を上記の耐熱材料で製作することは、
製作コストの上昇を招き、蒸気プラントのコストアップ
を引き起こす恐れがある。また、タービン内部部材の一
部を上記の耐熱材料で製作すると、各材料固有の熱膨張
率の相違から内部部材が相互に接触する恐れがある。し
たがって、蒸気タービンの構造設計ではこの点を考慮し
なければならず、設計が煩雑になる。
〔発明の目的〕
この発明は上記事実を考慮してなされたものであり、超
高温・高圧蒸気に対しても、コストの上昇をきたすこと
なく、蒸気タービンの信頼性を確保することができる蒸
気タービン冷却装置を捉供することを目的とする。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために、この発明に係る蒸気タービ
ンの冷却装置は、超高温・高圧蒸気が流入するノズルボ
ックスと、このノズルボックス近傍の内部ケーシングと
の間に冷却室を形成し、この冷却室内に低温蒸気を導く
ようにしたものであり、内部ケーシングを冷却して、そ
の耐熱強度の低下を防止するものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図および第2図はこの発明に係る蒸気タービンの冷
却装置の一実施例を適用した蒸気タービンの説明図であ
る。なお、この実施例において従来例と同様な部分は同
一の符号を付すことにより説明を省略する。
ボイラ1内では最終蒸発器31、−次加熱器33および
二次加熱器35が順次連結される。この二次加熱器35
には主蒸気管3が接続されて、二次加熱器35からの超
高温・高圧蒸気が主蒸気管3に導かれる。また、最終蒸
発器31は給水ポンプ21と接続され、この給水ポンプ
21で昇圧された給水を蒸気に変化させる。
最終蒸発器31と一次加熱器33との間には分岐管37
が接続される。その分岐管37の端部はSPツタ−ン3
8に至り、第2図に示すように、SPツタ−ン38の外
部および内部ケーシング23.25を貫通し、内部ケー
シング25内に連通ずるバイパス管39に接続される。
したがって、最終蒸発器31からの低温・高圧蒸気は分
岐管37およびバイパス管39を経て内部ケーシング2
5内に流入可能に設けられる。
この内部ケーシング25内には、ノズルボックス27と
内部ケーシング25との間に断熱板41が配設されて冷
却室43が形成され、上記低温・高圧蒸気はこの冷mf
f43内に流入される。断熱板41はノズルボックス2
7の内部ケーシング側外周面を全周にわたって覆うよう
に設けられ、ノズルボックス27からの熱旧び冷却室4
3内へ伝熱することがないよう、この熱量を遮断する。
また、断熱板41の軸方向両端部は内部ケーシング25
の内周面にそれぞれ固着される。その結果、冷却室43
は内部ケーシング25内で閉じた空間となり、冷却室4
3内に流入した低温・高圧蒸気がノズルボックス27に
直接接触することが防止される。さらに、断熱板41は
、内部ケーシング25の周方向に適宜設けられた複数の
支社45より支持される。
一方、冷却室43はバイパス管39に連通されるととも
に、排出孔47にも連通される。この排出孔47は内部
ケーシング25を貫通して形成され、その開口部は冷却
室43の軸方向前方部、および内部ケーシング25と外
部ケーシング23との間の空間部49にそれぞれ設けら
れる。また、バイパス管39は、冷却室43の軸方向後
方部に間口される。したがって、バイパス管39からの
低温・高圧え気は、冷部室43の軸方向接方から前方に
向って第2図の矢印Aのように流れ、この間に内部ケー
シング25と熱交換してこの内部ケーシング25を冷却
する。
さて、第1図に示すように、最終蒸発器31からSPツ
タ−ン5に至る分岐管37には、流口調整弁51が配設
される。この流は調整弁51は制御装N53に電気的に
接続され、この制御装置53により弁開度が調整されて
、冷却室43へ流入する低温・高圧蒸気の流mが制御さ
れる。
また、制御装置53には、第2図に示すように、内部ケ
ーシング25の内壁、外壁にそれぞれJ!!!設された
温度検出器55.57からの検出信号S1゜$2が入力
される。制御l装置は、これらの検出信号S1.S2に
基づき検出時点での内部ケーシング25の熱応力を算出
し、この熱応力が内部ケーシングの耐熱強度内に維持さ
れるよう、流通調整弁51を制御して低温・高圧蒸気に
より内部ケーシング25を冷却させる。
次に、蒸気タービンの冷却装置について、その作用を説
明する。
ボイラ1内の最終蒸発器31からの低温・高圧蒸気は、
分岐管37を通過する蒸気と、−次加熱器33および二
次加熱器35へ向う蒸気とになる。
−次加熱器33等へ向う低温・高圧蒸気はこれらの加熱
器33.35で順次加熱され、設定温度まで上昇されて
、超高温・高圧蒸気となる。その後、この超高温・高圧
蒸気は主蒸気管33を経てSPツタ−ン38のノズルボ
ックス27へ導かれ、静翼28から動翼29へと順次流
出し、タービンロータ30を回転駆動させる。
一方、このSPツタ−ン38の作動中、内部ケーシング
25の温度は温度検出器55.57により検出され、こ
の検出温度に基づき制御装置53が流過調整弁51の弁
開度を決定する。したがって、分岐管37へ導かれた低
温・高圧蒸気は、バイパス管3つを通り流量調整弁51
によって流量制御されて、冷mff43内に流入する。
低温・高圧蒸気は、第2図矢印へのように冷却室43内
を流動する間に内部ケーシング25と熱交換し、内部ケ
ーシング25の熱応力が内部ケーシング25の耐熱強度
内に維持されるよう、その内部ケーシング25を冷2J
]TJる。
その結果、内部ケーシング25の耐熱強度の低下を防止
することができ、内部ケーシング25の健全性を確保す
ることができる。したがって、高温・高圧蒸気が流入す
るSPツタ−ン38においても、内部ケーシングの材料
変更を伴なうことなく、そのSPツタ−ンの信頼性を向
上させることができる。
また、内部ケーシング25は従来と同様な材料で製作さ
れるので、その加工性および溶接性も良好であり、ざら
にタービン内部部材間の熱膨張の差違を考慮する必要も
ない。そのため、内部ケーシング25に耐熱材料を使用
することによって生ずるコストアップも、タービン内部
部材に異種材料を使用することによって発生する構造設
計上の困難性もともに回避することができる。
ざらに、冷却室43は断熱板41で区画して形成される
ことから、冷却室43内の低温・高圧蒸気にノズルボッ
クス27からの熱ωが流入Jることがない。したがって
、低温・高圧蒸気の低温状態は維持され、内部ケーシン
グ25の冷却効率を増大させることができる。
また、断熱板41の軸方向両端部が内部ケーシング25
に固着されていることから、冷却v43内に流入した低
温・高圧蒸気が断面板41の内側に廻り込んで直接ノズ
ルボックス27に接触することがない。それゆえ、ノズ
ルボックス27の温度変化に伴なう熱応力の増大を防止
することができ、このノズルボックス27の「全性を維
持することができる。しかも、断熱板41の内側に廻り
込んだ低温・高圧蒸気が動翼29に導かれることがない
ので、SPツタ−ンの効率を低下させることもない。
さらに、内部ケーシング25の温度を温度検出器55.
57により検出し、これに基づいて制御装置53が内部
ケーシング冷却用の低温・高圧蒸気団を制御することか
ら、内部ケーシング25の冷却を極めて効率的に行なう
ことができる。
第3図は、この発明に係る蒸気タービンの冷却装置にお
ける他の実施例を適用したSPシタ−ン60の内部構造
を示す要部断面図である。この他の実施例において、前
記実施例と同様な部分は同一の符号を付すことにより説
明を省略する。
この実施例が前記実施例と異なる点は断熱板およびノズ
ルボックスの構造である。つまり、前記実施例では、断
熱板41の軸方向両端部が内部ケーシング25に固着さ
れていたが、この実施例では、断熱板61の軸方向両端
部が内部ケーシング25に固着されず、この内部ケーシ
ング25との間に間隙が形成される。この間隙は、内部
ケーシング25および断熱板61の熱膨張を考慮し、タ
ービン作動中これら25.61が接触しないよう設定さ
れる。
また、断熱板61の軸方向前端部は、排出孔47の冷却
変則開口部に向って湾曲して形成される。
これにより、低温・高圧蒸気が排出孔47にスムーズに
案内される。さらに、ノズルボックス63の軸方向後端
部には突出部65が一体または一体的に形成される。こ
の突出部65はノズルボックス27の全周にわたって設
けられ、かつタービンの軸方向後方に向い、内部ケーシ
ング25の内壁近傍まで延在される。
ノズルボックス63に突出部65を設けたことから、断
熱板61と内部ケーシング25との間に間隙があっても
、冷却室43内の低温・高圧蒸気がノズルボックス63
の内周部まで流入することがない。したがって、ノズル
ボックス63の熱応力の増大およびタービン内部効率の
低下を防止することができる。また、断熱板61と内部
ケーシング25との間に間隙が設けられたことから、S
Pシタ−ン60の構造設計に際し、内部ケーシング2.
5と断熱板61との熱膨張の相違を考慮する必要がなく
、構造設計をより容易化することができる。その他、こ
の実施例においても、前記実施例と同様な効果を得るこ
とができる。
なお、上記両実施例においては、SPツタ−ン38.6
0に冷却室を設けるものにつき説明したが、Vl−IP
ツタ−ン、HPシタ−ン等に同様な冷却室を設けるもの
であってもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明に係る蒸気タービンの冷却装置
によれば、然気タービンのノズルボックスと内部ケーシ
ングとの間に冷却室を形成し、この冷却変向に低温蒸気
を導くようにしたことから、内部ケーシングを低温蒸気
で冷却することができ、内部ケーシングの耐熱強度の低
下を防止して、内部ケーシングを耐熱材料で製作しなく
ともその健全性を確保することができる。その結果、超
a温・高圧蒸気に対してもコストの上昇をきたすことな
く、蒸気タービンの信頼性を向上させることができると
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る蒸気タービンの冷却装置の一実
施例を適用した蒸気タービンのブロック図、第2図はそ
の実施例におけるSPツタ−ンの内部構造を示す要部断
面図、第3図はこの発明に係る蒸気タービンの冷却装置
における他の実施例を適用したSPツタ−ンの内部構造
を示す要部断面図、第4図は従来の蒸気タービンのブロ
ック図、第5図は従来のSPツタ−ンの内部構造を示す
要部断面図である。 1・・・ボイラ、25・・・内部ケーシング、27・・
・ノズルボックス、31・・・最終蒸発器、37・・・
分岐管、41・・・断熱板、43・・・冷却室、51・
・・流ffl調整弁、53・・・tillll装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、超高温・高圧蒸気が流入するノズルボックスと、こ
    のノズルボックス近傍の内部ケーシングとの間に冷却室
    を形成し、この冷却室内に低温蒸気を導くようにしたこ
    とを特徴とする蒸気タービンの冷却装置。 2、冷却室は、ノズルボックスと内部ケーシングとの間
    に断熱板を介在させ、この断熱板と内部ケーシングとに
    囲まれて形成される特許請求の範囲第1項記載の蒸気タ
    ービンの冷却装置。 3、低温蒸気はボイラの最終蒸気発生器から導かれる特
    許請求の範囲第1項または第2項記載の蒸気タービンの
    冷却装置。 4、低温蒸気の流入経路には制御装置により制御される
    流量調整弁が配設され、上記制御装置が内部ケーシング
    の温度に応じて上記流量調整弁の弁開度を制御して、低
    温蒸気の流量を調整する特許請求の範囲第1項ないし第
    3項記載の蒸気タービンの冷却装置。
JP25911984A 1984-12-10 1984-12-10 蒸気タ−ビンの冷却装置 Pending JPS61138804A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25911984A JPS61138804A (ja) 1984-12-10 1984-12-10 蒸気タ−ビンの冷却装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25911984A JPS61138804A (ja) 1984-12-10 1984-12-10 蒸気タ−ビンの冷却装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61138804A true JPS61138804A (ja) 1986-06-26

Family

ID=17329576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25911984A Pending JPS61138804A (ja) 1984-12-10 1984-12-10 蒸気タ−ビンの冷却装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61138804A (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005538284A (ja) * 2002-07-01 2005-12-15 アルストム テクノロジー リミテッド 蒸気タービン
JP2006144720A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Jungman Yoon 蒸気タービン
EP1479873A3 (en) * 2003-05-20 2007-09-12 Toshiba Carrier Corporation Steam turbine
JP2008075645A (ja) * 2006-08-21 2008-04-03 Toshiba Corp 蒸気タービン
EP2028345A3 (en) * 2007-08-22 2010-03-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine
EP2028346A3 (en) * 2007-08-22 2010-03-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine
EP3054111A1 (en) * 2009-02-25 2016-08-10 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Method and device for cooling steam turbine generating equipment
DE102016203731A1 (de) * 2016-03-08 2017-09-14 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine
JP2020097893A (ja) * 2018-12-17 2020-06-25 東芝エネルギーシステムズ株式会社 タービン車室の製造方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010138916A (ja) * 2002-07-01 2010-06-24 Alstom Technology Ltd 蒸気タービン
JP2005538284A (ja) * 2002-07-01 2005-12-15 アルストム テクノロジー リミテッド 蒸気タービン
EP1479873A3 (en) * 2003-05-20 2007-09-12 Toshiba Carrier Corporation Steam turbine
JP2006144720A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Jungman Yoon 蒸気タービン
JP2008075645A (ja) * 2006-08-21 2008-04-03 Toshiba Corp 蒸気タービン
EP2028346A3 (en) * 2007-08-22 2010-03-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine
EP2028345A3 (en) * 2007-08-22 2010-03-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine
US8142146B2 (en) 2007-08-22 2012-03-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine
US8152448B2 (en) 2007-08-22 2012-04-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine having a nozzle box arranged at an upstream side of a steam passage that divides a space between a rotor and a casing into spaces that are sealed from each other
EP3054111A1 (en) * 2009-02-25 2016-08-10 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Method and device for cooling steam turbine generating equipment
US9759091B2 (en) 2009-02-25 2017-09-12 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Method and device for cooling steam turbine generating facility
DE102016203731A1 (de) * 2016-03-08 2017-09-14 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine
JP2020097893A (ja) * 2018-12-17 2020-06-25 東芝エネルギーシステムズ株式会社 タービン車室の製造方法
US11319879B2 (en) 2018-12-17 2022-05-03 Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation Manufacturing method of turbine casing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4012191A (en) System for recovering heat from the exhaust gases of a heat generator
US4291754A (en) Thermal management of heat exchanger structure
CN100582440C (zh) 蒸汽轮机的可变压力控制冷却方案和推力控制装置
US6263662B1 (en) Combined cycle power generation plant and cooling steam supply method thereof
US20050034445A1 (en) Method and apparatus for combined cycle power plant operation
EP3354865B1 (en) Steam turbine preheating system with a steam generator
US4498301A (en) Cooling device of steam turbine
CA2269731C (en) Combined cycle plant
US5329970A (en) Diverter valves
US6832470B2 (en) Recuperator configuration
GB2103718A (en) Gas turbine plant
JPS61138804A (ja) 蒸気タ−ビンの冷却装置
US6223520B1 (en) Gas turbine combined plant, method of operating the same, and steam-cooling system for gas turbine hot section
US6851265B2 (en) Steam cooling control for a combined cycle power plant
US5658024A (en) Expansion joint with a sloped cavity and improved fabric clamping
JPS60247001A (ja) 蒸気タ−ビンケ−シングの熱応力制御装置
EP1666699B1 (en) Combined cycle power plant with gas and steam turbo groups
US6062814A (en) Transition element between components of a flue-gas duct of a gas turbine
US2978223A (en) Turbine apparatus
JPS60195304A (ja) 蒸気タ−ビンケ−シングの熱応力制御装置
JPS614804A (ja) 蒸気タ−ビン
US4936002A (en) Method of modifying integral steam chest steam turbines
JPS59134307A (ja) 蒸気タ−ビンプラント
JPS60195305A (ja) 蒸気タ−ビンの車室構造
Anderson et al. Steam turbine bypass systems