JPS62189301A - 高，低圧一体形蒸気タ−ビン用ロ−タ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高、低圧一体形の蒸気タービンに係り、特に
、高温での強度の優れた高温ロータ材と低温での強度の
優れた低温ロータ材とを使用して、プラントの小型化お
よび単車室構造化を可能にするように改良した高、低圧
一体形蒸気タービン用のロータに関するものである。

〔従来の技術〕

大形の蒸気タービンプラントにおいては、使用される蒸
気の温度、圧力条件に応じて高圧タービン、中圧タービ
ン、及び低圧タービンを構成し、これらを１軸に結合し
た構造が用いられる。

しかし、１００ＭＷクラス以下の蒸気タービンにおいて
は、構造の簡略化およびコスト低減を図、る為１個の車
室内に高圧高温蒸気と低圧低温蒸気とを供給し、２個の
軸受で支承されたロータを回転駆動する高、低圧一体形
蒸気タービンがしばしば用いられる。

上記の高、低圧一体形蒸気タービンのロータは、往来一
般に単一の材質で構成されるが、その材質選定について
は次記のような技術的困難がある。

この技術的困難は、要するに高温高圧部において要求さ
れる材質的特性と、低温低圧部において要求される材質
的特性との双方を満足させることの難しさであって、詳
しくは吹の如くである。

蒸気タービンの熱効率の向上の観点から、使用蒸気の最
高温度は５００℃以上となり、また、低圧最終段の翼長
は２６インチ（３０インチ、３３．５インチさらに４０
インチ）の使用についての検討がされはじめている。し
たがって、ロータ材に対しては、高温での強度、並びに
、低温での強度および靭性についての要求がますます厳
しくなってきている。高、低圧一体形蒸気タービン用ロ
ータの製造方法については、例えば、特公昭５８−０５
０４に示されるようにロータ材を構成する化学成分を規
定する方法、あるいは熱処理温度および熱処理方法を規
定し新しい材料を製造する方法が検討されているがこれ
らにより規定され製造された新しいロータ材料といえど
も、その高温強度を高温ロータ材として使用されている
Ｃ　ｒ　−Ｍ　ｏ　−Ｖ　ｆＭや１２Ｃｒ鋼などと較べ
れば、より優れてはおらず、また前記の新しいロータ材
の低温での強度と靭性とを低温ロータ材として使用され
ているＮｉ　−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ錆などを較べればより優
れてはいない。

【発明が解決しようととする問題点〕

上記従来技術においては、高、低圧一体形蒸気タービン
ロータ材を用いては、営業用の大形蒸気タービンの使用
蒸気温度である５３８℃あるいは５６６℃の蒸気を使用
して、低圧最終段翼に翼長が、３０インチ、３３．５　
インチさらに４０インチといった長翼の使用について高
温部および低温部それぞれに対して、安全性に対して検
討する必要があり、更に、検討結果より、使用蒸気のｉ
＆高温度や低圧最終段の翼長の選定に制限を設ける必要
があった。

本発明の目的は事業用の大形蒸気タービンで使用されて
いる蒸気温度の５３８℃や５６６℃を使用する事ができ
、しかも低圧の最終段翼に翼長が３０インチ、３３．５
　インチさらに４０インチなどの長翼の使用を可能とし
た高、低圧一体形蒸気タービン用ロータを提供する事に
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、高温用蒸気タービ
ンロータ材料で構成した高温高圧ロータ部材と、低温用
蒸気タービンロータ材料で構成した低温低圧ロータ部材
とを同心状に結合したことを特徴とする。

〔作用〕

上記のようにして高温ロータ材と低温ロータ材とにより
構成される高低圧一体形ロータは、使用蒸気温度が５３
８℃ないし５６６℃の蒸気が流入する部分は、高温ロー
タ材が用いられているので、高温強度は十分対応が可能
である。また低圧最終段において大きい遠心力を受ける
長翼が用いられた場合も、核部に低温ロータ機が用いら
れているので、低温強度や靭性は十分対応が可能である
。

［実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。高圧
蒸気５と低圧蒸気６とを導入する、−車室で構成された
蒸気タービンにおいて、高圧蒸気と低圧蒸気とが混合す
るための低圧蒸気混入部７は、軸方向にスペースを有し
ている。

高温、高圧の蒸気５の流入口に対向する個所ａ部を含む
高温高圧ロータ部材１は、事業用大型蒸気タービンで使
用実績のある高温強度の優れたＣｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼（ある
いは１２Ｃｒ錆）を用いて構成する。

また、大きい遠心力の影響を受け、低温強度、靭性を要
求される個所す部を含む低温低圧ロータ部材２は、事業
用大形蒸気タービンで使用実績のある低温強度の優れた
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼などを用いて構成する。

前記高温高圧ロータ部材１の端部（図において右端）に
フランジ状の接手部を形成し、この接手部を低温低圧ロ
ータ部材２の端面（図において左端面）に当接せしめ、
植込ボルト３とナツト４とによって締結する。

上記の締結部は、蒸気混入部７のスペースを利用して配
設する。この蒸気混入部７のスペースは、高温蒸気５と
低温蒸気６とが十分混合するよう設けである。

高温高圧ロータ部材１は１個の軸受部８を有し。

低温低圧ロータ部材２も１個の軸受部９を有している。

　前記の高温高圧ロータ部材１を構成したＣ　ｒ　−Ｍ
　ｏ　−Ｖ鋼、１２Ｃｒ鋼、及び、低温低圧ロータ部材
を構成したＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−ｖｎの機械的性質を第１
表に示す。

以上のように構成した高、低圧一体形蒸気タービン用の
ロータ　（第１図）を適用すると、高温部には大形蒸気
タービンの高温度に使用されているＣｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼（
あるいは１２Ｃｒｆｉ）を用いているので高温強度が優
れており、温度が５３８℃ないし５６６℃の蒸気を使用
した場合も蒸気入口部ａ部の高温強度は充分である。ま
た、低温部にはＮｉ−Ｃｒ−ＭｏＶ鋼を用いであるので
、低温ロータ材の延性脆性遷移温度が一１℃と低い。

従って蒸気出口１０附近の温度が４０℃程度である低温
低圧タービンロータ部材２については脆性破壌に対する
安全性を充分に保証し得る。また。

引張強さ、０．０２　％耐力については、低圧最終段の
翼長が３０インチ、３３．５インチさらに４０インチの
翼に対しても充分耐え得る値である。

なお第１図において、１１は動翼を、１２はノズルを、
１３はダイヤフラムを、１４はケーシングをそれぞれ示
す。

第２図は前記と異なる実施例を示す。前述の実施例（第
１図）と異なるところは次の如くである。

高温高圧ロータ部材１の図示右銘。、こは前例と同様に
フランジ接手部分を設けである。そして、これに対向し
ている低温低圧ロータ部材２′の図示左端にもフランジ
接手を形成し、双方のフランジ接手を対向、当接せしめ
てボルト３′とナツト４とで諦結しである。このように
構成しても、前例におけると同様の作用、効果が得られ
る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、１個の車室内に高温高圧蒸気と低
温低圧蒸気とを供給し、２個の軸受部で支承されたロー
タを駆動する高、低圧一体形蒸気タビンに本発明を適用
して、高温用蒸気タービンロータ材料で構成した高温高
圧ロータ部材と、低温用蒸気タービンロータ材料で構成
した低温低圧ロータ部材とを同心状に結合することによ
り、高圧高温（５３８℃乃至５６６℃）の蒸気を使用す
ることができ、しかも長翼のタービン翼（３０乃至４０
インチ）を採用することができ、耐久性。

信頼性を確保しつつ熱効率の向上及び小形・軽量化に貢
献するところ多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の高低圧一体形ロータを採用
した蒸気タービンの断面図である。第２図は上記と異な
る実施例の断面図である。 １・・・高温高圧ロータ部材、２・・・低温低圧ロータ
部材、３．３′・・・ボルト、４・・・ナツト、８・・
・軸受部。 ９・・・軸受部、１０・・・蒸気出口、１１・・・動翼
、１２・・・ノズル、１３・・・ダイヤフラム、１４・
・・ケーシング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１個の車室内に高温高圧蒸気と低温低圧蒸気とを供
   給し、２個の軸受部で支承されたロータを駆動する高、
   低圧一体形蒸気タビンにおいて、高温用蒸気タービンロ
   ータ材料で構成した高温高圧ロータ部材と、低温用蒸気
   タービンロータ材料で構成した低温低圧ロータ部材とを
   同心状に結合したことを特徴とする高、低圧一体形蒸気
   タビン用ロータ。 ２、前記高温高圧ロータ部材は、フランジ状の結合部を
   設けたものとし、上記のフランジ状結合部を低温低圧ロ
   ータ部材の端面に当接せしめてボルト・ナツトで締結し
   たものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の高、低圧一体形蒸気タビン用ロータ。 ３、前記の高温高圧ロータ部材および低温低圧ロータ部
   材はそれぞれフランジ接手を設けたものとし、上記双方
   のフランジ接手を当接せしめてボルト・ナツトで締結し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高、
   低圧一体形蒸気タビン用ロータ。