JPS6275001A - タ−ビンのシ−ル部間隙調整装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、タービンのシール部間隙調整装置に係り、特
に可動型のシール機構からなるシール部を有し、タービ
ンの運転中に、これらシール部の少なくとも１個所の半
径方向の間隙を測定し、この測定値に基づいて各々のシ
ール部の半径方向間隙を演算し、この演算結果にＬｔづ
いて各々のシール部の半径方向の間隙を調節できるよう
にしたタービンのシール部間隙調整装置に関する。

〔発明の技術的前照とその問題点〕

近年、燃料価格の高騰に対応して、タービン性能の向Ｖ
が益々重要視されてＪ−ｊす、種々の性能向−Ｆ対策が
提案されている。

ところで、Ｖ記性能向上対策として最も効宋的なものと
しては、タービンの各部に不０■避的に存在する静１１
一部と回転部の間隙を通して漏洩Ｊる蒸気量を減らすこ
とである。

この漏洩する蒸気量を減らまために、従来は第５）図に
示されるように、タービン車軸１に固設された動Ｗ２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、
それぞれチップフィン、ノズルパツキンおよびグランド
パツキンと呼ばれる蒸気漏洩防止用のシール装置を設置
Ｊ　Ｔいた。

第６図は、この種のシールＫｌの一例を示し、このシー
ル装置は上記動翼２どノズル外輪３との間にｉｌＵられ
ている。静１１部であるノズル外輪３には、動翼２の外
周端と対向Ｊる部分に周方向に連続する取付溝６が形成
され、この取付溝６に上記動翼２の外周面に向かつで突
出し／＝複数個のシールフィン７を設（Ｊたフィンセグ
メント８が係合装着されている。しかして上記シールフ
ィン７と回転体である動翼２の先端部どの間には、所定
の微少間隙が保たれ、蒸気漏洩が最少限になるようにし
である。

どころで、この種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ｈ＜小ざい
程漏洩量は少なくなるが、この間隙を余り小さくＪると
運転中にシールフィン７と回転体が接触し、軸振動が増
加して運転の続行が不可能どなったり、また接触により
シールフィン７や回転体が破壊したりする。このＪ、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
ために起り、このような変化は起動時や停止時、或は負
荷変化時がほとんどで、定常運転時には変形量や変化量
が時間とともに一定値にｍらつくために、間隙のゆ化量
はきわめて小さい。特に回転体には振動振幅が著しく増
大する危険速度が存在り−る。そのために、タービンの
常用回転数は１次危険速度以上の回転数に設定されてい
るが、起動時や停止時に（，１この−・次危険速度を通
過するから、この際に大きな軸振動が発生し、間隙の変
化を生じる。したがって、起動停止、負荷変化時の間隙
状態を考虐して設定した間隙のままで運転されている現
在の方法て゛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充分と
なる。

このため従来第７図で示されるような装置が提案されて
いる（例えば特公昭４９− ２９９７５１２）。この装置は取伺溝６の内面と各フィ
ンセグメント８どの間に、それぞれ２個のベロー１１が
介装され、このベロー１１の外＠ｔま取付溝６の内周面
に装着され、内端はフィンセグメン）−８の外面に装着
されて構成されている。そして各ベロー１１には導管１
２を介して作動流体が供給され、この供給品は流量調整
弁１３によって調整できるようになっており、この調整
により作動流体の圧力を変化させてベロー１１を伸縮さ
せ、シールフィン７と回転体との間隙を調整できるよう
になっている。しかしながら、べｎ−１１内に供給され
る作動流体は流動することなく滞留しており、流量調整
弁１３を調整しベロー１１内圧力を変化させ、ベロー１
１を伸縮さゼ各フィンセグメント８を各々所定の位置に
保持することは不可能であった。ところで、今日では昼
夜の電力需要が激変し、これに対応するために急激な起
動や急激な負荷変化が頻繁に行なわれるようになり、上
述のようなシール部の接触による軸振動の発生が特に問
題となっている。

〔発明の目的〕

そこで、本発明の目的は、タービンの起動時、停止時あ
るいは負荷変化時に発生する大ぎな軸振動によって、各
々のシール部の間隙に変化が生じた場合に、この変化量
に応じて間隙を調整することができるようにしたタービ
ンの間隙調整装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明は、タービンの回転
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に装着したタービンのシー
ル部間隙調整装置において、ト記フィンセグメントを半
径方向に移動さゼる駆動装置と、少なくとも１つのフィ
ンセグメントに装着されてシール部の間隙を測定する電
磁式ギヤップヒンυ−と、この電磁式ギャップセンサー
で求められた間隙値に基づいて各々のフィンセグメント
を半径方向に移動させる距離を演算覆る演算装置とを備
え、この演算装置からの出力にＪζつてｌ−記駆動装冒
を適宜作動さＵるＪ、うにしたことを特徴と覆るもので
あって、あらかじめ調整されたシール部の間隙が、大ぎ
な軸振動によって変化した場合にも、その変化量に応じ
て各々のシール部の間隙量を調整１−ることができる。

〔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
Ｊる。

第１図において、符号２はタービン車軸１に設（プられ
た動翼であって、イの動翼２の直ト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闘９が配設
されており、ト記ノズル外輪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
ど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、イの取イー」満６に、前配動買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ヒゲメン１−８
が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、そのベロー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を介して作動流体の供
給装置（図示されていない）に連通せしめられており、
各導管１２には、それぞれ電磁弁１４が設置ｊられてい
る。一方、ノズル内輪４のタービン車軸１０対向面にも
、１述と同様にフィンセグメント８ａが装着され、その
フィンヒゲメンｔ−８ａに装着されたベロー１１ａも導
管１２ａ１電磁弁１４ａを介して上記作動流体の供給装
置（図示されていない）に連通せしめられている。

また、これらのフィンセグメント８のうち、少なくとも
１つのフィンヒゲメンｌ〜８には、第２図に示されるよ
うに電磁式ギャップセンサー１５が装着され、この電磁
式ギ１７ツブセンサー１５には信号取出しケーブル１６
が接続され、この信号取出：　　　、ヶー７／Ｌ、１６
Ｇ□。□１７．。□８工い。。

この演算装置１７には、例えばマイクロコンビ−１−タ
ーが用いられている。さらにこの演鼻装置１　　　　１
７から出力される出力信号１７ａは上記各電磁弁１４．
１４８を開閉制御するようになっている。

しかして、タービンの通常運転中において【よ各電磁弁
１４は開かれており、そのためにベロー１１内は高圧力
どなり、ベロー１１は脹らんでフィンセグメント８は、
それぞれ動翼２あるいはタービン車軸１側に突出されシ
ール部の間隙が狭くなるように調節されている。

１　　　　一方タービンの起動時、停止時あるいは負萄
変□ １　　　　動時には、第３図に示されるようなタービン
車軸１に振れ回りが生じる。これは振れ回りが生じる場
合の一例であって、タービン車軸１０回転数が、この車
軸の二次危険速度に一致りる回転数どなっ： ：　　　　１時０軸方向０各所′）振幅値ｅ７０″′″
ｔ、　ｔ：　ｂ　（７）である。ここで所定の位１ｆｆ
Ａにおりる振幅値を７、他の位置Ｂにお（プる振幅ｉｆ
ｆを７２とすると、Ｆ開位置への振幅値（Ｐ１’−Ｐｌ
）が検知されれば、位置Ｂの振幅値は（Ｐ　　’　−Ｐ
ｌ）ＸＺ２／Ｚ１の目算式によつＣ知ることができる。

従って、例えば所定の位置Ａのフィンセグメント８に上
記電磁式ギャップセンサー１５を装着すれば、この電磁
式ギャップセンＪｊ−１５で検知した間隙値をもとに上
記演算装置１７で演算し、この演算結果に基づいて上記
各電磁弁１４，１４８を開閉制御し、シール部の間隙を
、あらゆるタービンの運転状態に応じて調整できる。

また第４図において示される階段状の線ＺＯｐは、設計
上京められた各シール部における最適な半径方向の間隙
設定値である。ここでタービン車軸１の振れ回りによる
振幅値は所定の位１１０〜Ｄの範囲において、上記最適
な半径方向の間隙設定値よりも大きくなるから位置Ｃ〜
Ｄの範囲において、シール部における静止体と回転体と
【ま接触する危険性が生じる。

しかしてこのような場合には、上記位置Ａのフィンセグ
メント８に装着された電磁式ギ【ノップレン”ｊ　−１
５ぐ検知されＩご間隙伯が所定蛸４！：越λ１一時、−
１−ｎ己演仲装買１７に人力信シづが入力され、−１記
演筒装置１７からの出力信月ににっτ、十記Ｃへ・Ｄの
範囲のシール間隙を調整するように１記各電…弁１４を
開閉制御づることができる。

（発明の効果〕 以上の説明から明らか＜ｒ　Ｊ、うＬ−１本発明にＪ、
ｉば、所定の少なくどし一つのノインレグメントに電磁
式ギＶツプセンリーを装着し、この電磁式ギＶツブレン
リーで検知した間隙１１１１を演い駅間に人力し、この
演尊装買は演粋結宋を出力し、この出力信号によって各
電磁弁を開閉制御し、ベロー内圧力を調節できるように
なっているから、タービンの起動詩、停止時、あるいは
１１荷変動時に大ぎな軸振動が生じ、各々のシール部間
隙に変化がＩｌ−じた場合にＩ）、その変化量に応じて
シール部間隙を調節できる。

また、１記変化量をあらかじめ考慮し−（シール部間１
ｉ１１１＃ｉを調節しておく必要がないから、通常運転
中の間隙値を小さく設定でき、シール部の蒸気漏洩を極
めて少’、Ｋ　＜　１’き、高性能を紺持Ｊるタービン
を１１−供づることが−（・きる。

【図面の簡単な説明】

第１図１１本発明にＪ、るシール部間隙調整装置の一実
施例を示１縦断面図、第２図はシール部を拡大して示り
縦断面図、第３図お」、び第４図はター」でン車軸のふ
れ回りを示Ｊ説明図、第５図はタービンの−・部縦断１
−半部図、第６図は従来のタービンにお【ｊるシール部
の構成を示す縦断面図、第７図はタービン動岡部のシー
ル装置を示づ縦断汗−面図である。 １・・・タービン車軸、２・・・動１３・・・ノズル外
輪、４・・・ノズル内輪、６・・・取イ」晶、７・・・
シールフィン、８・・・フィン［グメン＋−１ｉｉ・・
・ベロー、１４・・・電磁弁、１５・・・電磁式ギルツ
ブセン罎１−１１６・・・信号取出しケーブル、１７・
・・演紳装置。 Ａ　　　　　　　　　Ｂ 茶３　図 振幅値 著４　図 第　５　図 第７　回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タービンの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に装着した
   タービンのシール部間隙調整装置において、上記フィン
   セグメントを半径方向に移動させる駆動装置と、少なく
   とも１つのフィンセグメントに装着されてシール部の間
   隙を測定する電磁式ギャップセンサーと、この電磁式ギ
   ャップセンサーで求められた間隙値に基づいて各々のフ
   ィンセグメントを半径方向に移動させる距離を演算する
   演算装置とを設け、この演算装置からの出力によつて上
   記駆動装置を適宜作動させ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。