JPS6397804A

JPS6397804A - 蒸気タービン

Info

Publication number: JPS6397804A
Application number: JP24136686A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kawagishi; 裕之川岸
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-10-13
Filing date: 1986-10-13
Publication date: 1988-04-28

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は湿り域で作動する段落における蒸気漏洩および
羽根の浸蝕を低減させた蒸気タービンに関する。

（従来の技術）火力または原子力発電プラントにおいて、ボイラー、熱
交換器あるいは蒸気発生器等で発生した蒸気は蒸気ター
ビン内に導入されて熱エネルギーを回転エネルギーに変
換される。

第７図は蒸気タービンの最終段落の近傍を示すもので、
前段の羽根１を流過した蒸気は、ノズルダイヤフラム外
輪２とノズルダイヤフラム内輪３の間に配置された最終
段ノズル４から最終段羽根５に送り込まれ、そこで最後
の仕事をした後、復水器（図示せず）へ向けて排出され
る。

第８図は最終段羽根の先端部分を拡大して示すもので、
傾斜状に配列された最終段羽根５の先端部６の前縁側と
隣りの羽根の先端部後縁側の間は連結部材７で順次連結
されている。

このような構成の蒸気タービンにおいては、第９図に示
すように回転側の最終段羽根５の先端部６と、静止側の
ノズルダイヤフラム外輪２の内面との間に間隙Ｇが必然
的に形成されるが、この間隙から漏洩する蒸気は仕事に
寄与しない上、羽根の有効部を流過する蒸気の流れを乱
す原因となるので、この漏洩蒸気を低減させることは蒸
気タービンの性能向上を目指す上で克服すべき重要な技
術的課題の一つである。

また、蒸気タービン内に導入された蒸気は各段落で仕事
をする間に、次第に温度および圧力が低下し、最終段落
の近傍では湿り蒸気となり、水滴を含むことになる。こ
のように蒸気通路部で発生し、成長した水滴は羽根の回
転による遠心力によって、第１０図中の実線矢符８で示
すように、ノズルダイヤフラム外輪２の壁面に向けて飛
ばされる。ノズルダイヤフラム外輪２の壁面に付着した
水分はそこを伝わって下流方向へ進み、一部はそのまま
最終段落外へ排出されるが、一部は最終段ノズル４の表
面に補集されてその後縁４ａにとどまり、粗大水滴９に
成長すると引裂がれ、矢符１０で示すように最終段羽根
５に衝突するため、羽根を浸蝕する。なお、破線矢符１
１は蒸気の流出方向を示す。

上述の欠点を除去するなめ、従来がら、第１１図に示す
ようにノズルダイヤフラム外輪２の内面に、最終段羽根
うの先端部６に対向してリング状のフィン１２を数枚（
この例では３枚）取付け、ノズルダイヤフラム外輪２と
最終段羽根５の先端部６の間から漏洩する蒸気を低減さ
せたり、あるいは第１２図に示すように、フィン１２を
設けると共に、最終段ノズル４と最終段羽根５の間のノ
ズルダイヤフラム外輪２にドレン排出孔１３を開口させ
る方法が採られている。

（発明が解決しようとする問題点）上述の第１１図に示す構造の蒸気タービンにおいては、
フィン１２の設置により蒸気の漏洩流路は間隙Ｇ′と狭
まっており、蒸気はこの間隙Ｇ′を通過する際、膨張に
より圧力降下を起こし、膨張室１４内で渦になってエネ
ルギーを消耗させるので、間隙Ｇ′から漏洩する蒸気量
は減少する。

しかしながら、ノズルダイヤフラム外輪２内面にはフィ
ン１２が突起物として設置されているため、ノズルダイ
ヤフラム外輪２の内面を伝わる水分はそのまま段落外へ
の排出することが困難となり、矢符１５で示すように通
路部内の蒸気流に混入する水分量は増加する。そのため
、羽根の浸蝕は促進されることになる。

また、第１２図に示す楕遣の蒸気タービンではノズルダ
イヤフラム外輪２を伝わる水分のかなりの部分をドレン
排出孔１３を通して蒸気通路外へ排出することができる
が、それと同時に有効な熱エネルギーを有する蒸気の一
部もこのドレン排出孔から流出するため、蒸気タービン
のエネルギー効率が低下するという欠点があった。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は背景技術における上述のごとき欠点を除去すべ
くなされたもので、湿り域で作動する蒸気タービンの最
終段落またはその近傍の段落において、羽根の先端部と
、これに対向するノズルダイヤフラム外輪の内面との間
に、漏洩蒸気流量を制限するフィンを設け、かつ、この
フィンと前記ノズルダイヤフラム外輪の間に、ノズルダ
イヤフラム外輪に付着した水分を下流側に流過させる水
分流過部を設けたことを特徴とするものである。

（作　用）上述のように構成した本発明の蒸気タービンにおいては
、最終段羽根の先端部６とノズルダイヤプラム外Ｍ２の
間隙から流出する漏洩蒸気量は低減し、しかもノズルダ
イヤフラム外輪２の壁面を伝わる水・分は効果的に排除
されるので、羽根の浸蝕は防止される。

（実施例）以下、第１図ないし第６図を参照して本発明の詳細な説
明する。なお、これらの図において、第７図ないし第１
２図におけると同一部分には同一符号を付し、必要ある
場合を除き、詳細な説明は省略する。

第１図は第１１図におけると同様、ノズルダイヤフラム
外輪２の内面に、最終段羽根５の先端部６に対向してフ
ィン２０を複数枚（この例では３枚）取付けたものであ
る。

この場合、フィン２０の根元部には、第２図にもよく示
されているように、スリット状の水分流過部２１が設け
られている。なお、水分流過部２１は、フィン２０をノ
ズルダイヤフラム外輪２側に固定する必要上、所定間隔
毎に接触片２２によって切断されているが、この接触片
２２の幅〈蒸気タービンの円周方向長さ）はできるだけ
短いものとされ、また、接触片２２の厚さく蒸気タービ
ンの半径方向の寸法）はノズルダイヤプラム外輪の内面
を流過する水分層の厚さと同一またはそれよりやや厚い
程度とされている。

このような構成の蒸気タービンにおいては、最終段羽根
５の先端部６とノズルダイヤフラム外輪２の間隙Ｇ′は
フィン２０の存在により狭められており、そこから漏洩
する蒸気量は僅かである。

またノズルダイヤフラム外輪２の内面を伝わって流れる
水分はフィン２０の根元部に透設した水分流過部２１を
通して最終段落外へ排出されるので、第１１図中の矢符
１５のように蒸気中に混入する水分量は僅かなものとな
り、最終段羽根５の製錬は防止される。また、第１２図
の場合のようにドレン排出孔１３を設けていないので、
それを通して蒸気が流出することも防止される。

第３図は本発明の蒸気タービンの他の実施例を示すもの
で、フィン３０は最終段羽根の先端部６側に固着されて
おり、間隙Ｇ′はフィン３０とノズルダイヤフラム外輪
２の間に形成されている。

第４図は第３図におけるフィン３０の取付は状況を示す
もので、各フィン３０は最終段羽根先端部の前縁と、こ
の羽根から１枚をおいて隣接する最終段羽根先端部の後
縁の間を連結するよう、各羽根先端部と交差して配列さ
れ、溶接等により固定されている。

なお、これらのフィンは第５図中の４０で示すように、
最終段羽根先端部の長さと同長とし、その長さ方向に沿
って配列固定してもよく、あるいは第６図に示すように
最終段羽根５の全周を覆う１枚または複数枚の円環状の
フィン５０であってもよい。

なお、以上の説明では蒸気タービンの最終段落に本発明
を適用した例につき述べたが、本発明の用途゛はこれに
限定されるものではなく、最終段落よりも上流側のター
ビン段落にも適用することができる。

また、羽根先端部の連結方法として、上述の連結部材７
に替えて、溶接カバーやスナバカバー等が使用されてい
る場合にも同様に適用できる。

〔発明の効果］上述のように構成した本発明の蒸気タービンにおいては
、フィンの介挿により最終段羽根またはその近傍段落の
羽根の先端部とノズルダイヤフラム外輪の間隙が挟まり
、蒸気の漏洩量が減少してタービン効率が上昇する上、
最終段ノズルやノズルダイヤフラム外輪に付着した水滴
は水分流過部を通して最終段落外へスムーズに送出され
るので、水滴が最終段羽根側へ付着してこれを製錬する
ことは少なくなり、蒸気タービンを長期間安定して運転
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蒸気タービンの実施例を示す縦断面図
、第２図はその■−■線に沿う横断面図、第３図は本発
明の他の実施例を示す縦断面図、第４図は第３図におけ
る最終段羽根先端部の近傍を示す斜視図、第５図および
第６図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す最終段羽根
先端部の斜視図、第７図は蒸気タービンの最終段羽根近
傍を例示する縦断面図、第８図は第７図における最終段
羽根の近傍を拡大して示す斜視図、第９図は第７図のｒ
Ｘ−ｒＸ線に沿う横断面図、第１０図ないし第１２図は
それぞれ従来の蒸気タービンの構成と作動を説明するた
めの縦断面図である。１．５・・・羽根２・・・・・・・・・ノズルダイヤフラム外輪３・・・
・・・・・・ノズルダイヤフラム内輪４・・・・・・・
・・最終段ノズル５・・・・・・・・・最終段羽根６・・・・・・・・・羽根先端部７・・・・・・・・・連結部材１２．２０．３０，４０．５０・・・フィン１３・・・
・・・・・・ドレン排出孔１４・・・・・・・・・膨張室２１・・・・・・・・・水分流過部代理人　弁理士　　則　近　憲　佑同　　三俣弘文 ■ 第１図第２図第３図第５図 ■ 第７図第８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）湿り域で作動する蒸気タービンの最終段落または
その近傍の段落において、羽根の先端部と、これに対向
するノズルダイヤフラム外輪の内面との間に、漏洩蒸気
流量を制限するフィンを設け、かつ、このフィンと前記
ノズルダイヤフラム外輪の間にノズルダイヤフラム外輪
に付着した水分を下流側に流過させる水分流過部を設け
たことを特徴とする蒸気タービン。
（２）フィンがノズルダイヤフラム外輪に固着されてお
り、かつ水分流過部が前記フィンの根元部に形成したス
リットからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の蒸気タービン。
（３）フィンが蒸気タービンの最終段羽根またはその近
傍段落の羽根の先端部に固着され、水分流過部が前記フ
ィンとノズルダイヤフラムの間に形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蒸気タービン。