JPH0419364B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0419364B2 JPH0419364B2 JP61250939A JP25093986A JPH0419364B2 JP H0419364 B2 JPH0419364 B2 JP H0419364B2 JP 61250939 A JP61250939 A JP 61250939A JP 25093986 A JP25093986 A JP 25093986A JP H0419364 B2 JPH0419364 B2 JP H0419364B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- disposed
- nozzle
- rotor
- ring
- steam
- 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 - Lifetime
Links
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
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
-
- 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
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B31/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01B31/06—Means for compensating relative expansion of component parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、蒸気タービンに関し、特に、その高
圧端をシールしベントするためのシール・ベント
構造に関するものである。
圧端をシールしベントするためのシール・ベント
構造に関するものである。
米国の電力業界では、効率上の理由から、ター
ビン発電機について、多数の弁による可変入口ノ
ズルの蒸気流領域制御を要求している。そのた
め、個別の弁は、蒸気流を個別の入口ノズル室及
び関係した入口ノズル羽根に供給する。入口ノズ
ル羽根及び第１列の回転羽根は、１つの制御段を
形成するように組み合わされる。入口ノズル羽根
と回転羽根との間の軸方向スペースにあるノズル
出口蒸気は、ノズルの基部と羽根シユラウドの外
径との両方において、ノズルのシールストリツプ
とロータとの間の漏れ通路に沿つて流れることが
できる。回転羽根列をバイパスした蒸気によつて
は仕事がなされないため、漏れの量は効率に影響
する。慣用の化石燃料を用いるターボ発電機の場
合、漏れの温度は、定格出力において約521℃
（970〓）であり、負荷と共に減少する。この漏れ
蒸気の温度は、半定格負荷においても、482℃
（900〓）以上になる。
ビン発電機について、多数の弁による可変入口ノ
ズルの蒸気流領域制御を要求している。そのた
め、個別の弁は、蒸気流を個別の入口ノズル室及
び関係した入口ノズル羽根に供給する。入口ノズ
ル羽根及び第１列の回転羽根は、１つの制御段を
形成するように組み合わされる。入口ノズル羽根
と回転羽根との間の軸方向スペースにあるノズル
出口蒸気は、ノズルの基部と羽根シユラウドの外
径との両方において、ノズルのシールストリツプ
とロータとの間の漏れ通路に沿つて流れることが
できる。回転羽根列をバイパスした蒸気によつて
は仕事がなされないため、漏れの量は効率に影響
する。慣用の化石燃料を用いるターボ発電機の場
合、漏れの温度は、定格出力において約521℃
（970〓）であり、負荷と共に減少する。この漏れ
蒸気の温度は、半定格負荷においても、482℃
（900〓）以上になる。
高圧タービンにおいて、この高温のノズル出口
漏れ蒸気は、ロータとノズル室組立体との間を通
つてロータスラストダミー平衡ピストンまで流れ
ることができる。或る所定の形状構造の場合、最
大クリープ接線応力に関連したロータ材料の強度
は、温度の上昇に伴つて減少する。従つて、漏れ
温度を低下させることが望ましい。ロータに作用
する蒸気の温度を減少させる１つの方法は、米国
特許第3206166号明細書に示されている。この米
国特許によれば、制御段の流れの方向は、高圧タ
ービン羽根の次の段の方向と反対であり、シー
ル・ベントは、ノズル出口の漏れ蒸気をロータと
の直接の接触から遮断している。単流高圧タービ
ン及び複合高圧中間圧タービンは、羽根の経路の
平均直径にほぼ等しい直径のロータスラスト平衡
用ダミーピストンを必要としている。高圧のロー
タスラスト平衡用ダミーピストンは、負荷範囲に
おいてノズル出口蒸気よりも45゜〜100℃低温の制
御段の回転羽根からの出口蒸気にさらされる。し
かし、反対側の流量制御段は、次の羽根列にノズ
ル室の回りに蒸気流を180゜旋回させることに関係
した損失のため、次の羽根列に蒸気を供給する上
の効率が悪く、不具合である。直流流量制御段の
効率を利用すると共に、入口ノズル出口蒸気より
も著しく低温の蒸気にロータを入つていることが
望ましい。
漏れ蒸気は、ロータとノズル室組立体との間を通
つてロータスラストダミー平衡ピストンまで流れ
ることができる。或る所定の形状構造の場合、最
大クリープ接線応力に関連したロータ材料の強度
は、温度の上昇に伴つて減少する。従つて、漏れ
温度を低下させることが望ましい。ロータに作用
する蒸気の温度を減少させる１つの方法は、米国
特許第3206166号明細書に示されている。この米
国特許によれば、制御段の流れの方向は、高圧タ
ービン羽根の次の段の方向と反対であり、シー
ル・ベントは、ノズル出口の漏れ蒸気をロータと
の直接の接触から遮断している。単流高圧タービ
ン及び複合高圧中間圧タービンは、羽根の経路の
平均直径にほぼ等しい直径のロータスラスト平衡
用ダミーピストンを必要としている。高圧のロー
タスラスト平衡用ダミーピストンは、負荷範囲に
おいてノズル出口蒸気よりも45゜〜100℃低温の制
御段の回転羽根からの出口蒸気にさらされる。し
かし、反対側の流量制御段は、次の羽根列にノズ
ル室の回りに蒸気流を180゜旋回させることに関係
した損失のため、次の羽根列に蒸気を供給する上
の効率が悪く、不具合である。直流流量制御段の
効率を利用すると共に、入口ノズル出口蒸気より
も著しく低温の蒸気にロータを入つていることが
望ましい。
米国特許第4150927号明細書には、制御段又は
第１列の回転羽根の前段において動力蒸気の流路
から取り出した動力蒸気を利用する単式及び複式
軸流蒸気タービンのロータ冷却が示されている。
第１列の回転羽根の前段において動力蒸気の流路
から取り出した動力蒸気を利用する単式及び複式
軸流蒸気タービンのロータ冷却が示されている。
発明の概要
本発明は、タービン内部部品の独特の配列によ
つて、直流流量制御段の効率上の利点と、ノズル
室及びスラストダミー平衡ピストンの臨界領域に
ロータを入れる実質的に低温の蒸気供給とを与え
る。また、基部のシールにおけるズル出口漏れ蒸
気量が実質的に減少するので、制御段の効率が更
に増大する。
つて、直流流量制御段の効率上の利点と、ノズル
室及びスラストダミー平衡ピストンの臨界領域に
ロータを入れる実質的に低温の蒸気供給とを与え
る。また、基部のシールにおけるズル出口漏れ蒸
気量が実質的に減少するので、制御段の効率が更
に増大する。
一般に、本発明による蒸気タービンは、外筒
と、該外筒の内側に配設された内筒と、該内筒及
び外筒のそれぞれの内部に一部分ずつ配設された
羽根リングと、流入蒸気をタービンに導入し遮断
するために前記内筒中に配設されると共に、ノズ
ル室部分及びノズルブロツク部分を備えている、
ノズル室組立体と、複数の円形配列の回転羽根及
びスラスト平衡ピストンを備えるロータと、前記
内筒の一端内に配設されたダミーリングとを有し
ている。ラビリンスシールは、ダミーリングとス
ラスト平衡ピストンとの間に配設してあり、それ
等の間に回転シールを形成している。金属−金属
接触を与える固定シールは、ノズルブロツク部分
と羽根リングとの間に配設してあり、別のラリビ
リンスシールは、ロータとノズル室組立体の内径
との間に配設されている。内筒、ノズル室部分、
ノズルブロツク部分、羽根リング、ダミーリン
グ、ロータ及びシールは、スラスト平衡ピストン
に作用する蒸気を閉じこめるための包囲されたシ
ール室を形成するように協働する。多数のポート
は、シール室と流体連通して羽根リング中に円周
方向に配設されており、これ等のポートは、スラ
スト平衡ピストン室に冷却された蒸気を供給する
ように、第１の円形の配列の回転羽根の下流側に
配設されている。
と、該外筒の内側に配設された内筒と、該内筒及
び外筒のそれぞれの内部に一部分ずつ配設された
羽根リングと、流入蒸気をタービンに導入し遮断
するために前記内筒中に配設されると共に、ノズ
ル室部分及びノズルブロツク部分を備えている、
ノズル室組立体と、複数の円形配列の回転羽根及
びスラスト平衡ピストンを備えるロータと、前記
内筒の一端内に配設されたダミーリングとを有し
ている。ラビリンスシールは、ダミーリングとス
ラスト平衡ピストンとの間に配設してあり、それ
等の間に回転シールを形成している。金属−金属
接触を与える固定シールは、ノズルブロツク部分
と羽根リングとの間に配設してあり、別のラリビ
リンスシールは、ロータとノズル室組立体の内径
との間に配設されている。内筒、ノズル室部分、
ノズルブロツク部分、羽根リング、ダミーリン
グ、ロータ及びシールは、スラスト平衡ピストン
に作用する蒸気を閉じこめるための包囲されたシ
ール室を形成するように協働する。多数のポート
は、シール室と流体連通して羽根リング中に円周
方向に配設されており、これ等のポートは、スラ
スト平衡ピストン室に冷却された蒸気を供給する
ように、第１の円形の配列の回転羽根の下流側に
配設されている。
好適な実施例の説明
第１図及び第２図には、蒸気タービン１が図示
され、この蒸気タービンは、外側ケーシング即ち
外筒３と、この外筒の内側に配設された内側ケー
シング即ち内筒５と、内筒５及び外筒３の内部に
一部分ずつ配設された羽根リング７とを備えてい
る。ノズル室組立体は、内筒５内に配設され、ノ
ズル室部分９及びノズルブロツク部分１３を備え
ている。ロータ１５は、蒸気タービン１中に回転
自在に配設してあり、直列に配設された複数の円
形配置の回転羽根もしくは回転羽根列１７を備え
ている。羽根リング７に取り付けた円形配列のノ
ズル羽根列即ち固定羽根列１９は、回転羽根列１
７と噛み合つている。内筒５の一端にはダミーリ
ング２１が配設されている。スラスト平衡ピスト
ン２３は、ダミーリング２１に隣接してロータ１
５上に配設されている。
され、この蒸気タービンは、外側ケーシング即ち
外筒３と、この外筒の内側に配設された内側ケー
シング即ち内筒５と、内筒５及び外筒３の内部に
一部分ずつ配設された羽根リング７とを備えてい
る。ノズル室組立体は、内筒５内に配設され、ノ
ズル室部分９及びノズルブロツク部分１３を備え
ている。ロータ１５は、蒸気タービン１中に回転
自在に配設してあり、直列に配設された複数の円
形配置の回転羽根もしくは回転羽根列１７を備え
ている。羽根リング７に取り付けた円形配列のノ
ズル羽根列即ち固定羽根列１９は、回転羽根列１
７と噛み合つている。内筒５の一端にはダミーリ
ング２１が配設されている。スラスト平衡ピスト
ン２３は、ダミーリング２１に隣接してロータ１
５上に配設されている。
ラビリンスシール２５は、ダミーリング２１と
スラスト平衡ピストン２３との間に配設してあ
り、スラスト平衡ピストン２３上に直列に配設さ
れた複数の円周リングと、ダミーリング２１から
径方向内方に延長する複数のフインとから構成さ
れている。これ等のフインは、前記円周リングと
噛み合つていると共に、ロータ１５の円周リング
の中心部に径方向に近接して配置され、これ等の
円周リングと協働して、ダミーリング２１とスラ
スト平衡ピストン２３との間に高圧回転シールを
形成している。
スラスト平衡ピストン２３との間に配設してあ
り、スラスト平衡ピストン２３上に直列に配設さ
れた複数の円周リングと、ダミーリング２１から
径方向内方に延長する複数のフインとから構成さ
れている。これ等のフインは、前記円周リングと
噛み合つていると共に、ロータ１５の円周リング
の中心部に径方向に近接して配置され、これ等の
円周リングと協働して、ダミーリング２１とスラ
スト平衡ピストン２３との間に高圧回転シールを
形成している。
同様のラビリンスシール２７は、ノゾル室組立
体とロータ１５との間に配設してあり、ロータ１
５の外周上に直列に配設された複数の円周リング
３１と、ノズル室組立体の半径方向内側の表面か
ら半径方向内方に延びるように配設された複数の
フイン３３とを備えている。これれ等のフイン３
３は、円周リング３１と噛み合い、フイン３３と
協働する円周リング３１の中心部分に半径方向に
隣接して配置され、ノズル室組立体とロータ１５
との間の高圧回転シールを形成している。
体とロータ１５との間に配設してあり、ロータ１
５の外周上に直列に配設された複数の円周リング
３１と、ノズル室組立体の半径方向内側の表面か
ら半径方向内方に延びるように配設された複数の
フイン３３とを備えている。これれ等のフイン３
３は、円周リング３１と噛み合い、フイン３３と
協働する円周リング３１の中心部分に半径方向に
隣接して配置され、ノズル室組立体とロータ１５
との間の高圧回転シールを形成している。
また、ラビリンスシール３５が、第１羽根列又
は回転羽根の第１円形配列に近接して、ロータ１
５の羽根デイスク３７とノズルブロツク部分１３
との間に配設してあり、ノズルブロツク部分１３
と羽根デイスク３７との間の回転圧力シールを形
成している。別のラビリンスシール３９は、回転
羽根の円形配列又は第１列の外周上に配設された
シユラウドリング４０と羽根リング７との間に配
設してあり、動力蒸気流が第１羽根列をバイパス
することを阻止する働きをしている。
は回転羽根の第１円形配列に近接して、ロータ１
５の羽根デイスク３７とノズルブロツク部分１３
との間に配設してあり、ノズルブロツク部分１３
と羽根デイスク３７との間の回転圧力シールを形
成している。別のラビリンスシール３９は、回転
羽根の円形配列又は第１列の外周上に配設された
シユラウドリング４０と羽根リング７との間に配
設してあり、動力蒸気流が第１羽根列をバイパス
することを阻止する働きをしている。
耐圧固定シール（固定シール手段）４１は、ノ
ズルブロツク１３と羽根リング７との間に、蒸気
がその間から漏出することを防止するために配設
されている。
ズルブロツク１３と羽根リング７との間に、蒸気
がその間から漏出することを防止するために配設
されている。
一連のポート４３は、第１列の回転羽根のすぐ
下流側において羽根リング７に円周上に配設され
ており、第１列の回転羽根を通過した蒸気が、内
筒５、羽根リング７、ノズル室組立体、ダミーリ
ング２１、スラスト平衡ピストン２３及びロータ
１５によつて画定されたシール室４５に流入して
これを満たすことを許容するので、シール室４５
において温度が実質的に低下した圧力領域が形成
され、スラスト平衡ピストンにかかる圧力が実質
的に減少することなくロータ１５のスラスト平衡
ピストン２３への実質的により低温の蒸気供給と
直流流量制御段による効率上の利点とが確保され
ると共に、最初の回転羽根列をバイパスする漏れ
蒸気の量の減少によつて制御段の効率が改善され
る。
下流側において羽根リング７に円周上に配設され
ており、第１列の回転羽根を通過した蒸気が、内
筒５、羽根リング７、ノズル室組立体、ダミーリ
ング２１、スラスト平衡ピストン２３及びロータ
１５によつて画定されたシール室４５に流入して
これを満たすことを許容するので、シール室４５
において温度が実質的に低下した圧力領域が形成
され、スラスト平衡ピストンにかかる圧力が実質
的に減少することなくロータ１５のスラスト平衡
ピストン２３への実質的により低温の蒸気供給と
直流流量制御段による効率上の利点とが確保され
ると共に、最初の回転羽根列をバイパスする漏れ
蒸気の量の減少によつて制御段の効率が改善され
る。
第１図は、本発明に従つて構成された蒸気ター
ビンを示す一部断面側面図、第２図は、第１図に
示した蒸気タービンの一部を示す拡大断面図であ
る。 １…蒸気タービン、３…外筒、５…内筒、７…
羽根リング、９…ノズル室部分、１３…ノズルブ
ロツク部分、１５…ロータ、１７…回転羽根、２
１…ダミーリング、２３…スラスト平衡ピスト
ン、２５，２７…ラビリンスシール手段、４１…
耐圧固定シール（固定シール手段）、４３…ポー
ト、４５…シール室。
ビンを示す一部断面側面図、第２図は、第１図に
示した蒸気タービンの一部を示す拡大断面図であ
る。 １…蒸気タービン、３…外筒、５…内筒、７…
羽根リング、９…ノズル室部分、１３…ノズルブ
ロツク部分、１５…ロータ、１７…回転羽根、２
１…ダミーリング、２３…スラスト平衡ピスト
ン、２５，２７…ラビリンスシール手段、４１…
耐圧固定シール（固定シール手段）、４３…ポー
ト、４５…シール室。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 蒸気タービンであつて、 外筒と、 該外筒内に配設された内筒と、 該内筒及び外筒のそれぞれの内部に一部分ずつ
配設された羽根リングと、 動力蒸気を前記蒸気タービンに導くために前記
内筒中に配設されると共に、ノズル室部分及びノ
ズルブロツク部分を有する、ノズル室組立体と、 複数の円形配列の回転羽根を有するロータであ
つて、該ロータにスラスト平衡ピストンを配設せ
しめている前記ロータと、 該スラスト平衡ピストンに近接して前記内筒の
一端の内側に配設されたダミーリングと、 該ダミーリングと前記スラスト平衡ピストンと
の間に配設されてそれ等の間に回転シールを形成
するラビリンスシール手段と、 前記ノズルブロツク部分と前記羽根リングとの
間に配設された固定シール手段と、 前記ノズル室組立体と前記ロータとの間に配設
されてそれ等の間に回転可能なシールを形成する
ラビリンスシール手段と、 前記羽根リングに配設されたポートと、 を有し、前記内筒、ノズル室部分、ノズルブロ
ツク部分、羽根リング、ダミーリング、ロータ及
びラビリンスシール手段は、前記スラスト平衡ピ
ストンに作用する動力蒸気を閉じ込める包囲され
たシール室を形成するように協働し、 前記ポートは、前記シール室と流体連通して最
初の前記円形配列の回転羽根の下流側に配設さ
れ、前記蒸気タービンの効率及び信頼性を高くし
ている、 蒸気タービン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/790,679 US4661043A (en) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Steam turbine high pressure vent and seal system |
| US790679 | 1985-10-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62101801A JPS62101801A (ja) | 1987-05-12 |
| JPH0419364B2 true JPH0419364B2 (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=25151441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61250939A Granted JPS62101801A (ja) | 1985-10-23 | 1986-10-23 | 蒸気タ−ビン |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4661043A (ja) |
| EP (1) | EP0220930B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62101801A (ja) |
| KR (1) | KR950003058B1 (ja) |
| CN (1) | CN1006168B (ja) |
| CA (1) | CA1245164A (ja) |
| DE (1) | DE3664510D1 (ja) |
| ES (1) | ES2009789B3 (ja) |
| IN (1) | IN164116B (ja) |
Families Citing this family (14)
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|---|---|---|---|---|
| US4864810A (en) * | 1987-01-28 | 1989-09-12 | General Electric Company | Tractor steam piston balancing |
| US5056989A (en) * | 1990-10-01 | 1991-10-15 | Westinghouse Electric Corp. | Stage replacement blade ring flow guide |
| FR2831918B1 (fr) * | 2001-11-08 | 2004-05-28 | Snecma Moteurs | Stator pour turbomachine |
| EP1624155A1 (de) * | 2004-08-02 | 2006-02-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampfturbine und Verfahren zum Betrieb einer Dampfturbine |
| DE102006013557B4 (de) * | 2005-03-30 | 2015-09-24 | Alstom Technology Ltd. | Rotor für eine Dampfturbine |
| JP2009047122A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Toshiba Corp | 蒸気タービン |
| JP5509012B2 (ja) * | 2010-09-16 | 2014-06-04 | 株式会社東芝 | 蒸気タービン |
| EP2554789A1 (de) * | 2011-08-04 | 2013-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampfturbine umfassend einen Schubausgleichskolben |
| FR2980817A1 (fr) * | 2011-09-30 | 2013-04-05 | Alstom Technology Ltd | Installation comprenant des modules de turbine a vapeur a rendement optimise. |
| CN102425531A (zh) * | 2011-11-13 | 2012-04-25 | 王政玉 | 一种多种能源联合运行的发动机 |
| CN104153824B (zh) * | 2014-07-25 | 2016-05-04 | 江苏金通灵流体机械科技股份有限公司 | 透平多级气封结构 |
| EP2987952A1 (de) * | 2014-08-20 | 2016-02-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampfturbine und Verfahren zum Betrieb einer Dampfturbine |
| US10247029B2 (en) * | 2016-02-04 | 2019-04-02 | United Technologies Corporation | Method for clearance control in a gas turbine engine |
| CN107725119B (zh) * | 2017-12-06 | 2024-01-12 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种高压腔室的嵌套式汽封平衡结构 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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