JP5411569B2 - シール構造とその制御方法 - Google Patents
シール構造とその制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5411569B2 JP5411569B2 JP2009112332A JP2009112332A JP5411569B2 JP 5411569 B2 JP5411569 B2 JP 5411569B2 JP 2009112332 A JP2009112332 A JP 2009112332A JP 2009112332 A JP2009112332 A JP 2009112332A JP 5411569 B2 JP5411569 B2 JP 5411569B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- spacer
- seal
- steam
- movable
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
- F01D1/02—Non-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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/55—Seals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Description
このような発電プラントを構成する蒸気タービンは、ケーシングの内側に固定される静翼が、ロータと一体に回転する動翼と動翼の間に配置され、動翼と静翼で段落が形成される。
そこで、回転部への伝熱を抑制するような断熱層を有するシール構造の技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献2に開示される技術によると、例えば回転部に備わるフィンと、回転部の間に断熱層を有することで、回転部と固定部の接触によって発生する摩擦熱が回転部に伝熱することを抑制している。
フィンとアブレイダブル材の接触を防止するため、フィンとアブレイダブル材の間のクリアランスを大きくすると、回転部と固定部の間のクリアランスが大きくなることになって蒸気の漏れが大きくなるため、蒸気タービンのタービン効率の向上が望めなくなる。
図1に示すように、発電プラント1は、ボイラ10と、蒸気タービン2(高圧タービン12、中圧タービン14、及び低圧タービン16)、発電機18、復水器20などを備えている。そして、低圧タービン16のロータ2aは発電機18の駆動軸22に連結され、低圧タービン16の回転によって発電機18が駆動され発電される構成である。
さらに、ロータ2a及び複数の動翼2bを内包するケーシング2dと、ケーシング2dにノズルダイヤフラム外輪側80を介して固定される複数の静翼2cが備わる。そして、複数の動翼2bと複数の静翼2cは、ロータ2aの軸方向に交互に配置され、段落が形成される。
以下、ロータ2aの外周に沿った方向を周方向と称する。すなわち、ロータ2aは、周方向に回転する。
そして、ロータ2aの最も下流に備わる動翼2b、すなわち最終段の動翼2bを通過した蒸気Stはケーシング2dの外部に排気されるように構成される。
このため、ノズルダイヤフラム内輪側70とロータ2aの間に、ラビリンスシール装置60などのシール装置を組み込んでロータ2aと静翼2cの間のクリアランスを小さくする構成が一般的である。この構成によってロータ2aと静翼2cの間のシール性能が向上して、漏れ蒸気の量を少なくできる。
シール基板61には、ロータ2aの軸方向に並んで周方向に形成される複数の溝63を所定間隔で設け、この複数の溝63のそれぞれにシールフィン62をコーキングして固定する。
このように、複数のシールフィン62が備わるシール基板61を含んでラビリンスシール装置60が構成される。
そこで、本実施形態においては、シール基板61側のシールフィン62,62,・・・とロータ2aの間、及びロータ2a側のシールフィン2a1,2a1,・・・とシール基板61の間に、通気性金属からなる通気性スペーサ4,4,・・・(スペーサ)が取り付けられる。
以下、シール基板61側の通気性スペーサ4を4a、ロータ2a側の通気性スペーサ4を4bとする。
そして、この構成によって、固定部である静翼2c(図2参照)に備わるシールフィン62,62,・・・及び通気性スペーサ4a,4a,・・・は、回転部であるロータ2aに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
また、シール基板61には、ロータ2a側のシールフィン2a1,2a1,・・・に対向する位置に通気性スペーサ4a,4a,・・・が取り付けられている。
なお、ロータ2a及びシール基板61に、通気性スペーサ4を取り付ける方法は限定されるものではなく、例えばロウ付けなどによって固定すればよい。
したがって、シールフィン62の先端がロータ2a側の通気性スペーサ4bに接触するように構成して、静翼2c(図2参照)とロータ2aの間のシール性能を向上することができる。
同様に、ロータ2a側のシールフィン2a1の先端がシール基板61側の通気性スペーサ4a(図3参照)に接触するように構成して、静翼2cとロータ2aの間のシール性能を向上することができる。
しかしながらこの技術では、例えばロータ2aと一体に回転するスペーサとシールフィン62,62,・・・との摩擦による摩擦熱がロータ2aに伝熱して、ロータ2aが高温になる。そして、ロータ2aの、例えば不均一な温度分布による熱曲がりなどの熱変形によって、軸振動が発生するなどの問題が発生する可能性がある。
そして、通気性スペーサ4の内部を通気する蒸気Stによって、通気性スペーサ4は蒸気Stと同等の温度に均一に保たれる。すなわち、通気性スペーサ4は、蒸気Stより高温になることがない。
また、図4に示すように通気性スペーサ4を通気する蒸気Stの量は、シールフィン62とロータ2aとの間のクリアランスから漏れ出る量に比べて微量であることから、蒸気タービン2(図1参照)のタービン効率には影響しない。
図5の(a)に示すように、静翼2cの内周側の先端には、周方向に沿ってノズルダイヤフラム内輪側70が備わり、ノズルダイヤフラム内輪側70の内周側の先端には、例えば周方向に6等分された6個のシール基板61が、ロータ2aを囲むように備わっている。
また、図3に示すように、1つのシール基板61には、ロータ2a側のシールフィン2a1,2a1,・・・に対向する位置に、周方向に沿った形状に、通気性金属からなる通気性スペーサ4a,4a,・・・が取り付けられている。
なお、複数の戻りバネ66の数は、適宜決定すればよい。
ピストン本体65は、例えばピストンヘッド64と一体に形成すればよい。また、ピストン本体65にシール基板61を取り付ける方法は限定するものではなく、例えば、図示しないスクリューでシール基板61をピストン本体65に固定すればよい。
そして、ピストンヘッド64、ピストン本体65、及びシール基板61を含んで可動部が構成される。
同様に、互いに対向するロータ2a側のシールフィン2a1,2a1,・・・とシール基板61側の通気性スペーサ4a,4a,・・・が非接触状態になって、シールフィン2a1,2a1,・・・と通気性スペーサ4a,4a,・・・の間にクリアランスが形成される。
そして、ラビリンスシール装置60と、ロータ2a側のシールフィン2a1,2a1,・・・及び通気性スペーサ4b,4b,・・・を含んだシール構造が蒸気タービン2(図1参照)に組み込まれることになる。
与圧室71に流入する蒸気Stの圧力がピストンヘッド64をロータ2aと近接する方向に移動させる力(押圧力)が、複数の戻りバネ66の付勢力より小さければ、複数の戻りバネ66は、ピストンヘッド64をロータ2aから離反した位置で支持している。
したがって、ロータ2aの回転に対する回転抵抗が軽減して、ロータ2aは、低い圧力の蒸気Stで効率よく回転する。
また、圧力が高い蒸気Stは、シールフィン62,62,・・・と通気性スペーサ4b,4b,・・・の接触、及びシールフィン2a1,2a1,・・・と通気性スペーサ4a,4a,・・・の接触によって増大する回転抵抗の影響を受けることなくロータ2aを効率よく回転できる。
このように通気性スペーサ4b,4b,・・・を取り付けることで、静翼2c(図2参照)とロータ2aの間のシール性能を向上することができる。
なお、図6に示すハイロー型のラビリンスシール装置60aにおいては、ロータ2aの凸部2a3,2a3,・・・、又は凹部2a4,2a4,・・・のいずれか一方に通気性スペーサ4b,4b,・・・を備える構成としてもよい。
この構成によって、固定部である静翼2c(図2参照)に備わるシールフィン62,62,・・・は、回転部であるロータ2aに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
この場合、シール基板61aには、ロータ2aの軸方向に並んで、周方向に沿った形状の複数の凸部61a1及び複数の凹部61a2が形成され、複数の凸部61a1及び複数の凹部61a2のそれぞれには、周方向に沿った形状の通気性スペーサ4aが取り付けられる。
この構成によって、固定部である静翼2c(図2参照)に備わる通気性スペーサ4a,4a,・・・は、回転部であるロータ2aに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
蒸気Stは、図3に示すラビリンスシール装置60と同様、蒸気通路72を流通して与圧室71に流入する。蒸気Stの圧力が高く、ピストンヘッド64をロータ2aと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ66の付勢力以上のとき、ピストンヘッド64がロータ2aと近接する方向に移動し、ピストン本体65を介してピストンヘッド64と一体に動作するシール基板61aがロータ2aと近接する方向に移動する。
図8の(a)に示すように、動翼2bの先端には、ノズルダイヤフラム外輪側80と動翼2bの間のクリアランスを小さくするためのカバー2gが備わり、図8の(b)に示すように、カバー2gには複数のシールフィン2g1が備わっている。
そして、ノズルダイヤフラム外輪側80には、動翼2bに備わるカバー2gと対向するようにシール基板91が備えられる。
この構成によって、固定部であるケーシング2d(図2参照)に備わる通気性スペーサ4a,4a,・・・は、回転部である動翼2bに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
なお、複数の戻りバネ94の数は、適宜設定すればよい。
ピストン本体93は、例えばピストンヘッド92と一体に形成すればよい。また、ピストン本体93にシール基板91を取り付ける方法は限定するものではなく、例えば、図示しないスクリューでシール基板91をピストン本体93に固定すればよい。
そして、ピストンヘッド92、ピストン本体93、及びシール基板91を含んで可動部が構成される。
また、シール基板91、ピストンヘッド92、ピストン本体93、複数の戻りバネ94、与圧室81、及び、蒸気通路82を含んでラビリンスシール装置90が構成される。
与圧室81に流入する蒸気Stの圧力がピストンヘッド92を動翼2bと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ94の付勢力より小さければ、複数の戻りバネ94は、ピストンヘッド92を動翼2bから離反した位置で支持している。
そして、ピストンヘッド92が、複数の戻りバネ94の付勢力で動翼2bから離反した位置で支持されているとき、シール基板91は動翼2bから離反した位置に移動した状態にあり、互いに対向するシール基板91側の通気性スペーサ4a,4a,・・・と動翼2bのカバー2g側のシールフィン2g1,2g1,・・・が接触しない状態(非接触状態)になって、通気性スペーサ4a,4a,・・・とシールフィン2g1,2g1,・・・の間にクリアランスが形成される。
また、蒸気タービン2(図1参照)内を流通する蒸気Stは、上流から下流に向って膨張して減圧することから、図3に示すラビリンスシール装置60と同様に、蒸気Stの流れの下流ほど、複数の戻りバネ94の付勢力を弱くする構成としてもよい。
1つのピストン本体65は、ロータ2aから離反した位置に移動した状態で圧縮バネ66aに弾性支持されることになり、シール基板61はピストン本体65に取り付けられることから、シール基板61は、ロータ2aから離反した位置で支持される。
したがって、図3に示すラビリンスシール装置60と同様の効果を奏する。
また、弁制御装置100は、蒸気タービン2(図1参照)の運転状態に基づいて電磁弁103の開閉を制御する構成が好適であり、蒸気タービン2の運転状態を検出する運転状態検出装置101が備わっている。
この構成によると、弁制御装置100は、ピストンヘッド64、ピストン本体65、及びシール基板61を含んでなる可動部を、蒸気タービン2の運転状態に基づいて、ロータ2aと近接する方向に移動させることができる。
そして、与圧室71、弁制御装置100、高圧蒸気供給源102、及び電磁弁103を含んで駆動装置が構成される。
回転速度検出装置である運転状態検出装置101は、ロータ2aの回転速度を検出して検出信号に変換し、弁制御装置100に入力する。
弁制御装置100は、運転状態検出装置101(回転速度検出装置)から入力される検出信号に基づいてロータ2aの回転速度を算出する。
このときの所定回転速度は、蒸気タービン2(図1参照)の性能等に基づいて適宜設定すればよい。
電磁弁103は、弁制御装置100から送信される制御信号に基づいて閉弁し、高圧蒸気供給源102からの与圧室71への駆動用蒸気の流入を遮断する。
ピストンヘッド64がロータ2aから離反する方向に移動すると、シール基板61がロータ2aから離反する方向に移動し、シール基板61側のシールフィン62,62,・・・とロータ2a側の通気性スペーサ4b,4b,・・・が非接触状態になるとともに、シール基板61側の通気性スペーサ4a,4a,・・・とロータ2a側のシールフィン2a1,2a1,・・・が非接触状態になる。そして、ロータ2aの回転に対する回転抵抗が軽減する。
電磁弁103は、弁制御装置100から送信される制御信号に基づいて開弁し、高圧蒸気供給源102から与圧室71に、駆動用蒸気が流入する。
ピストンヘッド64がロータ2aと近接する方向に移動すると、シール基板61がロータ2aと近接する方向に移動し、シール基板61側のシールフィン62,62,・・・とロータ2a側の通気性スペーサ4b,4b,・・・が接触状態になるとともに、ロータ2a側のシールフィン2a1,2a1,・・・とシール基板61側の通気性スペーサ4a,4a,・・・が接触状態になる。
そして、静翼2c(図2参照)とロータ2aの間のシール性能が向上する。
蒸気タービン2は、静翼2c(図2参照)とロータ2aの間のシール性能が向上して、タービン効率が向上する。
圧力検出装置である運転状態検出装置101は、蒸気タービン2(図1参照)を流通する蒸気Stの圧力を検出して検出信号を弁制御装置100に入力し、弁制御装置100は蒸気Stの圧力を算出する。
電磁弁103は、弁制御装置100から送信される制御信号に基づいて閉弁し、高圧蒸気供給源102からの与圧室71への駆動用蒸気の流入を遮断する。
このときの所定圧力値は、蒸気タービン2(図1参照)の性能等に基づいて適宜設定すればよい。
ピストンヘッド64がロータ2aから離反する方向に移動すると、シール基板61がロータ2aから離反する方向に移動し、シール基板61側のシールフィン62,62,・・・とロータ2a側の通気性スペーサ4b,4b,・・・が非接触状態になるとともに、シール基板61側の通気性スペーサ4a,4a,・・・とロータ2a側のシールフィン2a1,2a1,・・・が非接触状態になる。そして、ロータ2aの回転に対する回転抵抗が軽減する。
電磁弁103は、弁制御装置100から送信される制御信号に基づいて開弁し、高圧蒸気供給源102から、与圧室71に駆動用蒸気が流入する。
ピストンヘッド64がロータ2aと近接する方向に移動すると、シール基板61がロータ2aと近接する方向に移動し、シール基板61側のシールフィン62,62,・・・とロータ2a側の通気性スペーサ4b,4b,・・・が接触状態になるとともに、ロータ2a側のシールフィン2a1,2a1,・・・とシール基板61側の通気性スペーサ4a,4a,・・・が接触状態になる。
そして、静翼2c(図2参照)とロータ2aの間のシール性能が向上する。
蒸気タービン2は、静翼2c(図2参照)とロータ2aの間のシール性能が向上し、タービン効率が向上する。
また、ノズルダイヤフラム外輪側80と動翼2bの間に組み込まれるシール構造(図9参照)を、図11に示すシール構造と同じ構成にしてもよい。
そして、ラビリンスシール装置60のシール基板61側のシールフィン62,62,・・・が、ロータ2a側の通気性スペーサ4b,4b,・・・と接触するとともに、ロータ2a側のシールフィン2a1,2a1,・・・がシール基板61側の通気性スペーサ4a,4a,・・・と接触するように構成した。この構成によって静翼2cとロータ2aの間のシール性能を向上し、漏れ蒸気によるタービン効率の低下を抑制できるという優れた効果を奏する。
例えば、ロータ2aが長時間回転し、シールフィン62及びシールフィン2a1と通気性スペーサ4に長時間摩擦熱が発生する場合であっても、通気性スペーサ4は蒸気Stの温度より高温にならず、通気性スペーサ4が取り付けられるロータ2a及びシール基板61が、蒸気Stの温度より高温になることがない。したがって、ロータ2a及びシール基板61に熱変形が発生することを防止できるという優れた効果を奏する。
しかしながら、多孔質金属のポアは互いに連結していない場合があり、多孔質金属からなるスペーサは、蒸気Stを通気させることができない。したがって、シールフィン62及びシールフィン2a1と多孔質金属からなるスペーサの接触によって発生する摩擦熱を、蒸気Stで冷却することができない。
本実施形態においては、通気性金属からなる通気性スペーサ4を備えることで、シールフィン62及びシールフィン2a1と通気性スペーサ4の接触によって発生する摩擦熱を、通気性スペーサ4を通気する蒸気Stで冷却することができる。
また、蒸気タービン2の負荷が大きくなって蒸気Stの圧力が高くなると、シールフィン62,62,・・・及びシールフィン2a1,2a1,・・・と通気性スペーサ4,4,・・・を接触状態にして、静翼2c(図2参照)とロータ2aの間のシール性能を向上できる。したがって、蒸気タービン2のタービン効率の低下を抑制できるという優れた効果を奏する。
また、固定部側のシールフィン62,62,・・・及び通気性スペーサ4a,4a,・・・が、回転部に対して近接・離反する方向に移動することなく取り付けられるラビリンスシール装置60であっても、蒸気Stが通気性スペーサ4,4,・・・を通気することによる冷却の効果を得ることができる。
2 蒸気タービン
2a ロータ(回転部)
2a1,2a5,2g1,62 シールフィン(シール構造)
2b 動翼(回転部)
2c 静翼(固定部)
2d ケーシング(固定部)
2g カバー
4(4a,4b) 通気性スペーサ(スペーサ、シール構造)
60,60a,60b,60c,90 ラビリンスシール装置(シール構造)
61,61a,91 シール基板(可動部)
64,92 ピストンヘッド(可動部)
65,93 ピストン本体(可動部)
66,94 戻りバネ(付勢手段)
66a 圧縮バネ(付勢手段)
71,81 与圧室(駆動装置)
72,82 蒸気通路
100 弁制御装置(駆動装置)
101 運転状態検出装置(回転速度検出装置、圧力検出装置)
102 高圧蒸気供給源(駆動装置)
103 電磁弁(駆動装置)
St 蒸気
Claims (9)
- ロータ及び前記ロータと一体に回転する部材からなる回転部と、
前記回転部を内包するケーシング及び前記ケーシングに固定される部材からなる固定部と、を有する蒸気タービンに組み込まれ、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方にシールフィンを備え、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方に通気性金属からなるスペーサを備えるシール構造であって、
前記回転部に備わる前記シールフィンと前記固定部に備わる前記スペーサは互いに対向するとともに、前記固定部に備わる前記シールフィンと前記回転部に備わる前記スペーサは互いに対向し、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは、前記回転部に対して近接・離反する方向に移動可能であって、前記シールフィンは前記回転部に対して近接する方向に移動したときに対向する前記スペーサと接触し、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは、前記回転部に対して近接・離反する方向に移動可能であって、前記スペーサは前記回転部に対して近接する方向に移動したときに対向する前記シールフィンと接触し、
前記スペーサは、当該スペーサの温度を前記ケーシング内を流れる蒸気と同等の温度に保てる量の、前記固定部と前記回転部の間のクリアランスを通過して供給される前記蒸気を内部に通気させるように構成されていることを特徴とするシール構造。 - 前記ケーシングに固定される部材は、前記ケーシングに備わる静翼であって、
前記静翼の先端と、前記ロータの前記静翼の先端に対向する位置と、の両方またはいずれか一方に前記シールフィンを備え、
前記静翼の先端と、前記ロータの前記静翼の先端に対向する位置と、の両方またはいずれか一方に前記スペーサを備え、
前記静翼の先端に前記シールフィンが備わる場合、前記静翼の先端に備わる前記シールフィンは、前記ロータに対して近接・離反する方向に移動可能であり、
前記静翼の先端に前記スペーサが備わる場合、前記静翼の先端に備わる前記スペーサは、前記ロータに対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載のシール構造。 - 前記ロータと一体に回転する部材は、前記ロータに備わる動翼であって、
前記ケーシングの前記動翼の先端に対向する位置と、前記動翼の先端と、の両方またはいずれか一方に前記シールフィンを備え、
前記ケーシングの前記動翼の先端に対向する位置と、前記動翼の先端と、の両方またはいずれか一方に前記スペーサを備え、
前記ケーシングに前記シールフィンが備わる場合、前記ケーシングに備わる前記シールフィンは、前記動翼の先端に対して近接・離反する方向に移動可能であり、
前記ケーシングに前記スペーサが備わる場合、前記ケーシングに備わる前記スペーサは、前記動翼の先端に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載のシール構造。 - 前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、前記蒸気タービンを流通する蒸気の圧力によって前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられ、
前記蒸気の圧力が前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動させる押圧力が、前記付勢手段が前記可動部を前記回転部から離反する方向に付勢する付勢力より小さいときは、前記可動部が前記回転部から離反した位置に移動して、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサが非接触状態になり、
前記押圧力が前記付勢力以上になると、前記可動部が前記回転部と近接した位置に移動して、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサが接触状態になることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のシール構造。 - 前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられ、
前記蒸気タービンの運転状態を検出する運転状態検出装置と、
前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動させる駆動装置と、がさらに備わり、
前記駆動装置は、前記運転状態検出装置が検出する前記蒸気タービンの運転状態に基づいて前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動し、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサを接触状態にすることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のシール構造。 - 前記運転状態検出装置は、前記ロータの回転速度を検出する回転速度検出装置であって、前記蒸気タービンの運転状態を前記ロータの回転速度で検出し、
前記駆動装置は、前記ロータの回転速度が所定回転速度以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動することを特徴とする請求項5に記載のシール構造。 - 前記運転状態検出装置は、前記蒸気タービンを流通する蒸気の圧力を検出する圧力検出装置であって、前記蒸気タービンの運転状態を前記蒸気の圧力で検出し、
前記駆動装置は、前記蒸気の圧力が所定圧力値以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動することを特徴とする請求項5に記載のシール構造。 - ロータ及び前記ロータと一体に回転する部材からなる回転部と、
前記回転部を内包するケーシング及び前記ケーシングに固定される部材からなる固定部と、を有する蒸気タービンに組み込まれ、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方にシールフィンを備え、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方に通気性金属からなるスペーサを備え、
前記回転部に備わる前記シールフィンと前記固定部に備わる前記スペーサは互いに対向するとともに、前記固定部に備わる前記シールフィンと前記回転部に備わる前記スペーサは互いに対向し、
前記スペーサは当該スペーサの温度を前記ケーシング内を流れる蒸気と同等の温度に保てる量の、前記固定部と前記回転部の間のクリアランスを通過して供給される前記蒸気を内部に通気させるように構成され、
前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、駆動装置によって前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられるシール構造の制御方法であって、
前記回転部の回転速度を検出する手順と、
前記回転部の回転速度が所定回転速度以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動する手順と、を備え、
前記回転部の回転速度が前記所定回転速度以上のときに、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサを接触状態にすることを特徴とするシール構造の制御方法。 - ロータ及び前記ロータと一体に回転する部材からなる回転部と、
前記回転部を内包するケーシング及び前記ケーシングに固定される部材からなる固定部と、を有する蒸気タービンに組み込まれ、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方にシールフィンを備え、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方に通気性金属からなるスペーサを備え、
前記回転部に備わる前記シールフィンと前記固定部に備わる前記スペーサは互いに対向するとともに、前記固定部に備わる前記シールフィンと前記回転部に備わる前記スペーサは互いに対向し、
前記スペーサは当該スペーサの温度を前記ケーシング内を流れる蒸気と同等の温度に保てる量の、前記固定部と前記回転部の間のクリアランスを通過して供給される前記蒸気を内部に通気させるように構成され、
前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、駆動装置によって前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられるシール構造の制御方法であって、
前記蒸気タービンを流通する蒸気の圧力を検出する手順と、
前記蒸気の圧力が所定圧力値以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動する手順と、を備え、
前記蒸気の圧力が前記所定圧力値以上のときに、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサを接触状態にすることを特徴とするシール構造の制御方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009112332A JP5411569B2 (ja) | 2009-05-01 | 2009-05-01 | シール構造とその制御方法 |
CN2010101710461A CN101876259A (zh) | 2009-05-01 | 2010-04-28 | 密封结构及其控制方法 |
US12/769,249 US20100278645A1 (en) | 2009-05-01 | 2010-04-28 | Seal Structure and Control Method Therefor |
EP10161505.2A EP2246524A3 (en) | 2009-05-01 | 2010-04-29 | Seal structure and control method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009112332A JP5411569B2 (ja) | 2009-05-01 | 2009-05-01 | シール構造とその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010261351A JP2010261351A (ja) | 2010-11-18 |
JP5411569B2 true JP5411569B2 (ja) | 2014-02-12 |
Family
ID=42275618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009112332A Expired - Fee Related JP5411569B2 (ja) | 2009-05-01 | 2009-05-01 | シール構造とその制御方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100278645A1 (ja) |
EP (1) | EP2246524A3 (ja) |
JP (1) | JP5411569B2 (ja) |
CN (1) | CN101876259A (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4668976B2 (ja) * | 2007-12-04 | 2011-04-13 | 株式会社日立製作所 | 蒸気タービンのシール構造 |
JP5427798B2 (ja) * | 2011-01-14 | 2014-02-26 | 株式会社日立製作所 | 蒸気タービンのシール構造 |
ITCO20110013A1 (it) * | 2011-03-29 | 2012-09-30 | Nuovo Pignone Spa | Sistemi di chiusura per turboespansori da usare in cicli rankine organici |
JP5717566B2 (ja) * | 2011-07-13 | 2015-05-13 | 株式会社東芝 | シール装置、および蒸気タービン |
JP5308548B2 (ja) * | 2012-02-06 | 2013-10-09 | 三菱重工業株式会社 | シール構造及びこれを備える回転機械 |
CN102619577B (zh) * | 2012-04-06 | 2015-06-10 | 东南大学 | 一种抑制叶顶间隙泄漏和减小汽流激振力装置 |
JP5892880B2 (ja) * | 2012-07-03 | 2016-03-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 回転機械のシール構造及び回転機械 |
JP5936515B2 (ja) * | 2012-10-18 | 2016-06-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 回転機械 |
CN104903547B (zh) * | 2012-12-13 | 2016-09-21 | 三菱日立电力系统株式会社 | 旋转流体机械 |
CN103075204B (zh) * | 2013-01-25 | 2015-11-18 | 潍坊雷诺特动力设备有限公司 | 汽轮机后汽封装置 |
DE102013017710A1 (de) * | 2013-10-24 | 2015-04-30 | Man Diesel & Turbo Se | Dichtungssystem |
WO2016022136A1 (en) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Siemens Energy, Inc. | Interstage seal housing optimization system in a gas turbine engine |
CN104654786B (zh) * | 2015-02-10 | 2016-08-31 | 烽火通信科技股份有限公司 | 一种预热炉的运动密封件 |
JP6601677B2 (ja) * | 2016-02-16 | 2019-11-06 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | シール装置及び回転機械 |
JP2018035717A (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | シール装置用セグメント並びにそれを備えるタービンロータ及びタービン |
FR3058495B1 (fr) * | 2016-11-09 | 2019-06-28 | Safran Aircraft Engines | Dispositif d'etancheite a double etagement, joint labyrinthe et lechette mobile |
US11519288B2 (en) * | 2020-12-18 | 2022-12-06 | General Electric Company | Turbomachine clearance control using brush seals having magnetically responsive filaments |
Family Cites Families (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3527053A (en) * | 1968-12-11 | 1970-09-08 | Gen Electric | Gas turbine engine with improved gas seal |
US3825364A (en) * | 1972-06-09 | 1974-07-23 | Gen Electric | Porous abradable turbine shroud |
US3970319A (en) * | 1972-11-17 | 1976-07-20 | General Motors Corporation | Seal structure |
US4080204A (en) * | 1976-03-29 | 1978-03-21 | Brunswick Corporation | Fenicraly alloy and abradable seals made therefrom |
JPS5920908B2 (ja) * | 1977-07-21 | 1984-05-16 | 住友電気工業株式会社 | ラビリンスパツキン |
FR2438165A1 (fr) * | 1978-10-06 | 1980-04-30 | Snecma | Dispositif de regulation de temperature pour turbines a gaz |
US4251272A (en) * | 1978-12-26 | 1981-02-17 | Union Carbide Corporation | Oxidation resistant porous abradable seal member for high temperature service |
JPS5918210A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-30 | Toshiba Corp | 冷熱ガスタ−ビン用ラビリンスパツキン |
US4460185A (en) * | 1982-08-23 | 1984-07-17 | General Electric Company | Seal including a non-metallic abradable material |
US4513975A (en) * | 1984-04-27 | 1985-04-30 | General Electric Company | Thermally responsive labyrinth seal |
JPH0230903A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Hitachi Ltd | 蒸気タービン |
US5314304A (en) * | 1991-08-15 | 1994-05-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Abradeable labyrinth stator seal |
US5971400A (en) * | 1998-08-10 | 1999-10-26 | General Electric Company | Seal assembly and rotary machine containing such seal assembly |
KR20010112226A (ko) * | 2000-02-01 | 2001-12-20 | 제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹 | 정압적으로 편향되는 패킹 링 브러시 밀봉 장치 조합체 |
EP1152124A1 (de) * | 2000-05-04 | 2001-11-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Dichtungsanordnung |
BR0107361A (pt) * | 2000-10-28 | 2002-10-01 | Airzen Co Ltd | Compressor de gás do tipo de eixo rotativo inclinado |
JP2002228013A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Acc型ラビリンスシール |
US6547522B2 (en) * | 2001-06-18 | 2003-04-15 | General Electric Company | Spring-backed abradable seal for turbomachinery |
US6840519B2 (en) * | 2001-10-30 | 2005-01-11 | General Electric Company | Actuating mechanism for a turbine and method of retrofitting |
US6786487B2 (en) * | 2001-12-05 | 2004-09-07 | General Electric Company | Actuated brush seal |
US7066470B2 (en) * | 2001-12-05 | 2006-06-27 | General Electric Company | Active seal assembly |
US6887530B2 (en) * | 2002-06-07 | 2005-05-03 | Sulzer Metco (Canada) Inc. | Thermal spray compositions for abradable seals |
AU2002950972A0 (en) * | 2002-08-23 | 2002-09-12 | Hunt, James Richard | Fuel delivery system |
US6969231B2 (en) * | 2002-12-31 | 2005-11-29 | General Electric Company | Rotary machine sealing assembly |
DE10360164A1 (de) * | 2003-12-20 | 2005-07-21 | Mtu Aero Engines Gmbh | Gasturbinenbauteil |
US7435049B2 (en) * | 2004-03-30 | 2008-10-14 | General Electric Company | Sealing device and method for turbomachinery |
US7287956B2 (en) * | 2004-12-22 | 2007-10-30 | General Electric Company | Removable abradable seal carriers for sealing between rotary and stationary turbine components |
US20060228209A1 (en) * | 2005-04-12 | 2006-10-12 | General Electric Company | Abradable seal between a turbine rotor and a stationary component |
JP2007016704A (ja) | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転軸のシール構造及びこれを有する回転機械 |
US20070248452A1 (en) * | 2006-04-25 | 2007-10-25 | Brisson Bruce W | Retractable compliant abradable sealing system and method for rotary machines |
US7645117B2 (en) * | 2006-05-05 | 2010-01-12 | General Electric Company | Rotary machines and methods of assembling |
US7549834B2 (en) * | 2006-06-19 | 2009-06-23 | General Electric Company | Actuation pressure control for adjustable seals in turbomachinery |
JP2008169705A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-24 | Toshiba Corp | 蒸気タービン |
JP2008223660A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Toshiba Corp | 軸シール装置およびターボ機械 |
JP4668976B2 (ja) * | 2007-12-04 | 2011-04-13 | 株式会社日立製作所 | 蒸気タービンのシール構造 |
-
2009
- 2009-05-01 JP JP2009112332A patent/JP5411569B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-04-28 US US12/769,249 patent/US20100278645A1/en not_active Abandoned
- 2010-04-28 CN CN2010101710461A patent/CN101876259A/zh active Pending
- 2010-04-29 EP EP10161505.2A patent/EP2246524A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010261351A (ja) | 2010-11-18 |
US20100278645A1 (en) | 2010-11-04 |
CN101876259A (zh) | 2010-11-03 |
EP2246524A3 (en) | 2017-10-18 |
EP2246524A2 (en) | 2010-11-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5411569B2 (ja) | シール構造とその制御方法 | |
JP4668976B2 (ja) | 蒸気タービンのシール構造 | |
EP2287500B1 (en) | Seal structure of rotary machine | |
EP2410134B1 (en) | Sealing device for steam turbines and method for controlling sealing device | |
JP6652662B2 (ja) | タービン及びタービンシステム | |
US20040247433A1 (en) | Steam turbine rotor, steam turbine and method for actively cooling a steam turbine rotor and use of active cooling | |
JP6776092B2 (ja) | 蒸気タービン及び温度制御方法 | |
JP2014510872A (ja) | 有機ランキンサイクルにおいて用いられるターボエクスパンダのための封止システム | |
WO2018167907A1 (ja) | 蒸気タービン | |
JP2013234664A (ja) | 内側タービンシェルの軸方向の移動 | |
JP5747403B2 (ja) | ターボ回転機械及びその運転方法 | |
JP5427798B2 (ja) | 蒸気タービンのシール構造 | |
JP5511561B2 (ja) | 蒸気タービンのシール構造、およびその制御方法 | |
JP5221760B2 (ja) | ターボ機械用アウターハウジングの熱負荷の軽減法 | |
JP5087147B2 (ja) | 蒸気タービン | |
JP5980369B2 (ja) | ターボ回転機械及びその運転方法 | |
JP2011064171A (ja) | ターボ機械及びシール装置 | |
JP2005127263A (ja) | タービン動翼および回転機械 | |
JP2012057584A (ja) | 蒸気タービン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110608 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120531 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120619 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120816 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130115 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130430 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130531 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131029 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131108 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |