JPS60184904A - 蒸気タ−ビンのノズルダイヤフラム - Google Patents
蒸気タ−ビンのノズルダイヤフラムInfo
- Publication number
- JPS60184904A JPS60184904A JP3871584A JP3871584A JPS60184904A JP S60184904 A JPS60184904 A JP S60184904A JP 3871584 A JP3871584 A JP 3871584A JP 3871584 A JP3871584 A JP 3871584A JP S60184904 A JPS60184904 A JP S60184904A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor blade
- outer ring
- nozzle diaphragm
- ring
- downstream side
- 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
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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
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/32—Collecting of condensation water; Drainage ; Removing solid particles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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。
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〕
本発明は蒸気タービンのノズルダイヤスラムに係り、特
に最終段のノズル部を通過した飽和蒸気から発生するＰ
レン（水滴）の排出構造を改良し九蒸気タービンのノズ
ルダイヤフラムに関する。
に最終段のノズル部を通過した飽和蒸気から発生するＰ
レン（水滴）の排出構造を改良し九蒸気タービンのノズ
ルダイヤフラムに関する。
第１図は従来知られている蒸抵タービンの最終段のノズ
ルダイヤフラムの一構成例を示すものである。即ち、ノ
ズルダイヤフラムは、タービンケーシング１に固層され
た外輪２、この外輪２に取付けられ蒸気通路を形成する
ノズル板３およびそのノズル板３の内周側を支持する内
輪４を有する構成とされている。この最終段のノズルダ
イヤフラムの下流側に位置して、タービンロータ５と一
体のロータホイール６が配置されており、とのロータホ
イール６の外周に最終段の動翼７が配設されている。こ
のような蒸気タービンの最終段のタービン段落では、蒸
気はノズル板３を通過した後、タービン動翼７に回転エ
ネル４−を与えタービンロータ５ｔ−回転させるもので
めるが、ノズル板３内を飽和蒸気が通過中に熱エネルギ
ーの変換により蒸気の湿り度が増加し、これによりドレ
ンが成長し質量の増大とともに速度が低下するため、高
速で回転しているタービン動ＪＫ７の背側に大きな相対
速度を持って衝突し、このドレンは質量の相違により遠
心力によりタービン動翼７先端から振り切られ、ノズル
ダイヤフラム外輪１の内壁に沿って流れることとなる。
ルダイヤフラムの一構成例を示すものである。即ち、ノ
ズルダイヤフラムは、タービンケーシング１に固層され
た外輪２、この外輪２に取付けられ蒸気通路を形成する
ノズル板３およびそのノズル板３の内周側を支持する内
輪４を有する構成とされている。この最終段のノズルダ
イヤフラムの下流側に位置して、タービンロータ５と一
体のロータホイール６が配置されており、とのロータホ
イール６の外周に最終段の動翼７が配設されている。こ
のような蒸気タービンの最終段のタービン段落では、蒸
気はノズル板３を通過した後、タービン動翼７に回転エ
ネル４−を与えタービンロータ５ｔ−回転させるもので
めるが、ノズル板３内を飽和蒸気が通過中に熱エネルギ
ーの変換により蒸気の湿り度が増加し、これによりドレ
ンが成長し質量の増大とともに速度が低下するため、高
速で回転しているタービン動ＪＫ７の背側に大きな相対
速度を持って衝突し、このドレンは質量の相違により遠
心力によりタービン動翼７先端から振り切られ、ノズル
ダイヤフラム外輪１の内壁に沿って流れることとなる。
このドレンが高速蒸気流と共に高速回転する最終段の動
翼に衝突すると、その最終段ｇｌｌ翼にエロージョン（
浸食）が生じ、ｄＪＪＫの寿命短縮の原因となる。また
、ドレンはノズルダイヤフラムの外輪内壁を膜状に流動
するが、高周速で回転する最終段の動翼先端部付近では
、ドレンにかき廻し、吹き飛ばし等の作用が及ぼされ、
特に動翼先端とドレン流動表面との間隙が小さい場合は
、前記かき廻し、吹き飛ばしが強く作用して、動翼先端
部がドレンによって浸食を受け易い。
翼に衝突すると、その最終段ｇｌｌ翼にエロージョン（
浸食）が生じ、ｄＪＪＫの寿命短縮の原因となる。また
、ドレンはノズルダイヤフラムの外輪内壁を膜状に流動
するが、高周速で回転する最終段の動翼先端部付近では
、ドレンにかき廻し、吹き飛ばし等の作用が及ぼされ、
特に動翼先端とドレン流動表面との間隙が小さい場合は
、前記かき廻し、吹き飛ばしが強く作用して、動翼先端
部がドレンによって浸食を受け易い。
そこで、従来、タービン動＄７に対しては、タービン動
翼７の背側前縁部に浸食防止のためステライトの固着や
硬質金属の溶接肉盛がなされており、またノズルダイヤ
フラム外輪１の内壁にはドレン穴１４が形成されている
。
翼７の背側前縁部に浸食防止のためステライトの固着や
硬質金属の溶接肉盛がなされており、またノズルダイヤ
フラム外輪１の内壁にはドレン穴１４が形成されている
。
しかしながら、従来の蒸気タービンのノズルダイヤフラ
ム形状では、ドレン穴１４の総面積が極端に多いかまた
は極端に少なく、また全円周上に連続してＰシン穴１４
が設置されていないので、ドレン穴１４のおいていない
部分をドレンが通過してしまい、完全にはドレンを排出
できないなどの問題があり、動翼先端部の浸食を免れる
ことは困離であった。なお、最終段動Ａ７の先端部とノ
ズルダイヤフラム外輪２間の間隙を必要以上に広くし最
終段動翼先端の高周速によるドレン流の影響が動翼先端
に及ばないようにすることが考えられるが、この場合は
タービン段落性能が低下するなどの問題がある。
ム形状では、ドレン穴１４の総面積が極端に多いかまた
は極端に少なく、また全円周上に連続してＰシン穴１４
が設置されていないので、ドレン穴１４のおいていない
部分をドレンが通過してしまい、完全にはドレンを排出
できないなどの問題があり、動翼先端部の浸食を免れる
ことは困離であった。なお、最終段動Ａ７の先端部とノ
ズルダイヤフラム外輪２間の間隙を必要以上に広くし最
終段動翼先端の高周速によるドレン流の影響が動翼先端
に及ばないようにすることが考えられるが、この場合は
タービン段落性能が低下するなどの問題がある。
また、蒸気はタービン動員に回転エネルギーを与えると
いう重要な役割を持っており、上記従来のドレン穴１４
の如く動翼７の前面７ａよりも上流−側に開口させてい
るものでは、速度エネルギーを持つ蒸気をタービン動翼
に供給する以前に漏洩させることになり、この意味でも
タービン効率を低下させることになる。
いう重要な役割を持っており、上記従来のドレン穴１４
の如く動翼７の前面７ａよりも上流−側に開口させてい
るものでは、速度エネルギーを持つ蒸気をタービン動翼
に供給する以前に漏洩させることになり、この意味でも
タービン効率を低下させることになる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、タービン段
落の効率低下を招くことなくドレンの排出全十分に行な
え二ローション防止が確実に図れる蒸気タービンのノズ
ルダイヤフラムを提供することを目的とする。
落の効率低下を招くことなくドレンの排出全十分に行な
え二ローション防止が確実に図れる蒸気タービンのノズ
ルダイヤフラムを提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するため、ノズルダイヤプラ
ム外輪の下流側端面を動翼の前面より下流側に位置させ
、その下流側端面にリング状のセグメントホルダを軸方
向に一定の間隙をあけて取付けることにより、その外輪
の下流側に鍔状のドレン排出穴を形成するとともに、こ
のＰレン排出大内に、その軸方向間隙値を設定するり一
ケージコントロールリングを同軸的に挿着したことを特
徴とする。
ム外輪の下流側端面を動翼の前面より下流側に位置させ
、その下流側端面にリング状のセグメントホルダを軸方
向に一定の間隙をあけて取付けることにより、その外輪
の下流側に鍔状のドレン排出穴を形成するとともに、こ
のＰレン排出大内に、その軸方向間隙値を設定するり一
ケージコントロールリングを同軸的に挿着したことを特
徴とする。
以下、本発明の一実施例を第２図〜第４図を参照して説
明する。なお、ドレン排出部以外の部分については従来
と共通する構成を適用できるので、その部分には図の該
当個所に第１図と同一符号を付してその説明を省略する
。
明する。なお、ドレン排出部以外の部分については従来
と共通する構成を適用できるので、その部分には図の該
当個所に第１図と同一符号を付してその説明を省略する
。
この実施例に係る蒸気タービンのノズルダイアフラムで
は、最終段の動翼７の先端外円周部に位置するノズルダ
イヤフラム外輪２の下流側端面を、その動Ｊ４！７の前
面７ｍよりも下流側に配置し、この下流側端面にリング
状のセグメントホルダ９を座金１０ｔｌ−介して締付具
例えばポル）ＩＩＶｃよって締結し、これにより、ノズ
ルダイアフラム外輪２の下流側に鍔状のドレン排出穴１
２ヲ形成している。
は、最終段の動翼７の先端外円周部に位置するノズルダ
イヤフラム外輪２の下流側端面を、その動Ｊ４！７の前
面７ｍよりも下流側に配置し、この下流側端面にリング
状のセグメントホルダ９を座金１０ｔｌ−介して締付具
例えばポル）ＩＩＶｃよって締結し、これにより、ノズ
ルダイアフラム外輪２の下流側に鍔状のドレン排出穴１
２ヲ形成している。
そして、ノズルダイヤフラム外輪１とセグメントホルダ
９との間、即ちＰシン排出穴１２内に、その軸方向間隙
値Ｃを設定するリング状のり一ケージコントロールリン
グ１３ｆ：同軸的に挿着している。
９との間、即ちＰシン排出穴１２内に、その軸方向間隙
値Ｃを設定するリング状のり一ケージコントロールリン
グ１３ｆ：同軸的に挿着している。
ここで、リーケージコントロールリング１３とセグメン
トホルダ９との間の最適間隙値について第４図によって
説明する。タービン効率低下率とノズル出口面積比率の
関係を実線の曲線ａで表し、最終段動翼先端浸食発生率
とノズル出口面積比率の関係を鎖線の曲線すで表わして
いる。そして、横軸にドレンの排出総開口環状面積を最
終段ノズル出口総開口面積で除して得られるノズル出口
面積比率を示し、また縦軸にタービン効率低下率および
最終段動翼先端浸食発生率を示している。この図から明
らかなように、ノズル出口面積比率を０．３チから１．
５チまでとすれば、前者（０，３％）によって最終段動
翼先端の浸食発生を抑制でき、後者（１，５係）によっ
てタービン効率の低下を抑制できるものと認められる。
トホルダ９との間の最適間隙値について第４図によって
説明する。タービン効率低下率とノズル出口面積比率の
関係を実線の曲線ａで表し、最終段動翼先端浸食発生率
とノズル出口面積比率の関係を鎖線の曲線すで表わして
いる。そして、横軸にドレンの排出総開口環状面積を最
終段ノズル出口総開口面積で除して得られるノズル出口
面積比率を示し、また縦軸にタービン効率低下率および
最終段動翼先端浸食発生率を示している。この図から明
らかなように、ノズル出口面積比率を０．３チから１．
５チまでとすれば、前者（０，３％）によって最終段動
翼先端の浸食発生を抑制でき、後者（１，５係）によっ
てタービン効率の低下を抑制できるものと認められる。
セグメントホルダ９の内周面部には最終段動翼７の外周
面との間をシールするラジアルストリップ１４を設けて
いる。なお、このラジアルストリップ１４の上流側端部
は、セグメントホルダ９の上流側端面から突出させると
ともに、外周面をＰシン穴１２側へのＰレンガイＰ面１
２ａとして傾斜させている。また、最終段の動翼７の先
端部には、エロージョンシールド板１５を取付けている
。
面との間をシールするラジアルストリップ１４を設けて
いる。なお、このラジアルストリップ１４の上流側端部
は、セグメントホルダ９の上流側端面から突出させると
ともに、外周面をＰシン穴１２側へのＰレンガイＰ面１
２ａとして傾斜させている。また、最終段の動翼７の先
端部には、エロージョンシールド板１５を取付けている
。
このように構成された実施例に係る蒸気タービンのノズ
ルダイヤフラムでは、ノズルダイ、ヤ７ラム外輪２の内
壁に沿って膜状に流れるドレンが、このノズルダイヤフ
ラム外輪２の下流１１１４面部がらり一ケージコントロ
ールリング１３トセグメントホールダ９間の間隙を介し
てドレン穴１２内に流通し、図示しない復水器に排出さ
れるものであるが、ドレン穴１２は最終段動翼７の前面
よりも下流側に位置して全周に亘って開口していること
がら、動翼前方からの蒸気の無駄な排出を生じることな
く、ドレンのみを十分に排出することができ、したが１
つて、タービン段落効率の低下を招くことなく、エロ
ージョンの防止が確実に図れる。
ルダイヤフラムでは、ノズルダイ、ヤ７ラム外輪２の内
壁に沿って膜状に流れるドレンが、このノズルダイヤフ
ラム外輪２の下流１１１４面部がらり一ケージコントロ
ールリング１３トセグメントホールダ９間の間隙を介し
てドレン穴１２内に流通し、図示しない復水器に排出さ
れるものであるが、ドレン穴１２は最終段動翼７の前面
よりも下流側に位置して全周に亘って開口していること
がら、動翼前方からの蒸気の無駄な排出を生じることな
く、ドレンのみを十分に排出することができ、したが１
つて、タービン段落効率の低下を招くことなく、エロ
ージョンの防止が確実に図れる。
特に、リーケージコントロールリン／１３の平均直径部
におけるｒシン穴１２の開口隙間Ｃの対ノズル出口面積
比率を０．３％から１．５チまでの範囲に設定した前記
実施例によれば、タービン効率低下抑制効果と動翼のエ
ロー・ジョン発生防止が最も効果的に図られる。
におけるｒシン穴１２の開口隙間Ｃの対ノズル出口面積
比率を０．３％から１．５チまでの範囲に設定した前記
実施例によれば、タービン効率低下抑制効果と動翼のエ
ロー・ジョン発生防止が最も効果的に図られる。
また、最終段の動翼７先端部からのチップＩＪ ＋り蒸
気量は、その動翼７の先端側隙間をラジアルストップ１
４によシ最小必要限とすることができるので、チップリ
ークも最小必要限とすることにより、タービン段落効率
を低下させることなく、ドレンを確実に排出することが
できる。
気量は、その動翼７の先端側隙間をラジアルストップ１
４によシ最小必要限とすることができるので、チップリ
ークも最小必要限とすることにより、タービン段落効率
を低下させることなく、ドレンを確実に排出することが
できる。
以上の実施例で詳述したように、本発明に係る蒸気ター
ビンのノズルダイヤフラムによれば、ノズルダイヤフラ
ム外輪の下流側端面を動翼の前面より下流側に位置させ
、その下流側端面にリング状のセグメントホルダを軸方
向に一定の間隙をあけて取付けることによう、その外輪
の下流側に鍔状のＰノン排出穴を形成したので、最終段
動翼の前段では蒸気洩れを生じることなく、＋’レンの
みｔ−’ｔの動翼に衝突させることなく排出することが
でき、しかもドレン穴内にはその穴の軸方向間隙値を設
定するり一ケージコントロールリング”ｔＭ軸的に挿着
したのでタービン運転に適した所望のドレン穴設定が可
能となり、したがって、タービン段落効率を低下させる
ことなく、ドレンを効果的に排出でき、最終段動翼先端
部のドレンによる浸食を防止し安全な運転が可能となる
効果が奏される。
ビンのノズルダイヤフラムによれば、ノズルダイヤフラ
ム外輪の下流側端面を動翼の前面より下流側に位置させ
、その下流側端面にリング状のセグメントホルダを軸方
向に一定の間隙をあけて取付けることによう、その外輪
の下流側に鍔状のＰノン排出穴を形成したので、最終段
動翼の前段では蒸気洩れを生じることなく、＋’レンの
みｔ−’ｔの動翼に衝突させることなく排出することが
でき、しかもドレン穴内にはその穴の軸方向間隙値を設
定するり一ケージコントロールリング”ｔＭ軸的に挿着
したのでタービン運転に適した所望のドレン穴設定が可
能となり、したがって、タービン段落効率を低下させる
ことなく、ドレンを効果的に排出でき、最終段動翼先端
部のドレンによる浸食を防止し安全な運転が可能となる
効果が奏される。
第１図は従来の蒸気タービンのノズルダイヤフラムを示
す断面図、第２図〜第４図は本発明の一実施例を示すも
ので、第２図は蒸気タービンの最終段のノズルダイヤフ
ラム全体を示す断面図、第３図は第２図の一部を拡大し
て示す詳細図、第４図はＰレン排出総面積とタービン効
率および動翼先端浸食発生率との関係を示す特ｉ図であ
る。 １・・・タービンケーシング、２・・・ノズルダイヤフ
ラム外輪、３・・・ノズル板、４・・・ノズルダイヤス
ラム内輪、５・・・タービンロータ、６・・・タービン
ホイール、７・・・タービンｍＬ ｓ・・・エロージョ
ンシールド板、９・・・セグメントホルダ、１０・・・
座金、１１・・・ボルト、１２・・・ドレン穴、１３・
・・リーケージコントロールリンク、１４・・・ラジア
ルストリップ、１５・・・エロージョンシールド板。 代理人弁理士 則 近 憲佑 （ほか１名）第２図 １ρ 第３図
す断面図、第２図〜第４図は本発明の一実施例を示すも
ので、第２図は蒸気タービンの最終段のノズルダイヤフ
ラム全体を示す断面図、第３図は第２図の一部を拡大し
て示す詳細図、第４図はＰレン排出総面積とタービン効
率および動翼先端浸食発生率との関係を示す特ｉ図であ
る。 １・・・タービンケーシング、２・・・ノズルダイヤフ
ラム外輪、３・・・ノズル板、４・・・ノズルダイヤス
ラム内輪、５・・・タービンロータ、６・・・タービン
ホイール、７・・・タービンｍＬ ｓ・・・エロージョ
ンシールド板、９・・・セグメントホルダ、１０・・・
座金、１１・・・ボルト、１２・・・ドレン穴、１３・
・・リーケージコントロールリンク、１４・・・ラジア
ルストリップ、１５・・・エロージョンシールド板。 代理人弁理士 則 近 憲佑 （ほか１名）第２図 １ρ 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、タービンケーシングに固定される最終段のノズルダ
イアフラムの外輪に最終段の動翼周囲部に位置してドレ
ン排出穴を設けている蒸気タービンのノズルダイアフラ
ムにおいて、前記ノズルダイアフラム外輪の下流側側端
面を動翼の前面より下流側に位置させ、その下流側端面
にリング状のセグメントホルダを軸方向に一定の間隙ラ
メけて取付けることにより、その外輪の下流側に鍔状の
ドレン排出穴を形成するとともに、このＰレン排出大内
に、その穴の軸方同間隙値全設定するり一ケー・シコン
トロールリングを同軸的に挿着したことｆ：特徴とする
蒸気タービンのノズルダイアフラム。 ２、セグメントホルダとリーケージコントロールリング
との間隙値を、そのリーケージコントロールリングの平
均直径部において、最終段ノズル出口総面積の０．３チ
から１．５チまでの範囲内に設定し要事全特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の蒸気タービンのノズルダイヤ
フラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3871584A JPS60184904A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 蒸気タ−ビンのノズルダイヤフラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3871584A JPS60184904A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 蒸気タ−ビンのノズルダイヤフラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60184904A true JPS60184904A (ja) | 1985-09-20 |
Family
ID=12533016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3871584A Pending JPS60184904A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 蒸気タ−ビンのノズルダイヤフラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60184904A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02136501A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-25 | Toshiba Corp | 蒸気タービンのノズルダイアフラム |
| US20140037431A1 (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sealing structure in steam turbine |
| CN104481606A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-04-01 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种试验用汽轮机隔板 |
| WO2020013109A1 (ja) * | 2018-07-13 | 2020-01-16 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | フローガイド、蒸気タービン、内側部材及びフローガイドの製造方法 |
-
1984
- 1984-03-02 JP JP3871584A patent/JPS60184904A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02136501A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-25 | Toshiba Corp | 蒸気タービンのノズルダイアフラム |
| US20140037431A1 (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sealing structure in steam turbine |
| US9732627B2 (en) * | 2012-08-02 | 2017-08-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sealing structure in steam turbine |
| CN104481606A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-04-01 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种试验用汽轮机隔板 |
| CN104481606B (zh) * | 2014-11-25 | 2016-02-17 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种试验用汽轮机隔板 |
| WO2020013109A1 (ja) * | 2018-07-13 | 2020-01-16 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | フローガイド、蒸気タービン、内側部材及びフローガイドの製造方法 |
| KR20210006458A (ko) | 2018-07-13 | 2021-01-18 | 미츠비시 파워 가부시키가이샤 | 플로 가이드, 증기 터빈, 내측 부재 및 플로 가이드의 제조 방법 |
| CN112352090A (zh) * | 2018-07-13 | 2021-02-09 | 三菱动力株式会社 | 导流板、蒸汽涡轮、内侧部件及导流板的制造方法 |
| JPWO2020013109A1 (ja) * | 2018-07-13 | 2021-06-24 | 三菱パワー株式会社 | フローガイド、蒸気タービン、内側部材及びフローガイドの製造方法 |
| US11459912B2 (en) | 2018-07-13 | 2022-10-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Flow guide, steam turbine, inside member, and method for manufacturing flow guide |
| CN112352090B (zh) * | 2018-07-13 | 2023-01-10 | 三菱重工业株式会社 | 导流板、蒸汽涡轮、内侧部件及导流板的制造方法 |
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