JPH0953404A - 蒸気タービンロータ - Google Patents
蒸気タービンロータInfo
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- JPH0953404A JPH0953404A JP20429195A JP20429195A JPH0953404A JP H0953404 A JPH0953404 A JP H0953404A JP 20429195 A JP20429195 A JP 20429195A JP 20429195 A JP20429195 A JP 20429195A JP H0953404 A JPH0953404 A JP H0953404A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】車軸の中心孔の径及びその範囲を変えることに
より剛性をコントロールし、軸系の安定性を確保する蒸
気タービンロータを提供すること。 【解決手段】蒸気タービンを１車軸構造とし、低圧部を
単流化あるいは複流化した高（中）低圧一体型蒸気ター
ビンロータにおいて、ロータの高温となる高圧部または
高圧部及び中圧部における中心孔と、高遠心力が働らく
低圧部における中心孔を異径とすることにより、高圧部
または高圧部及び中圧部の発生熱応力を軽減し、低圧部
の高遠心力が働く部位のボア応力を軽減するようにして
いるので、急速起動が必要となるコンバインドサイクル
において起動時および停止時などの過渡変化時に該当部
における発生熱応力を軽減することができ、運転特性の
優れたものとなる。一方、低圧部最終段のように長大化
した動翼により高遠心力が働く部位における中心孔の径
を小さくすることにより、該当部におけるボア応力を軽
減することができる。
より剛性をコントロールし、軸系の安定性を確保する蒸
気タービンロータを提供すること。 【解決手段】蒸気タービンを１車軸構造とし、低圧部を
単流化あるいは複流化した高（中）低圧一体型蒸気ター
ビンロータにおいて、ロータの高温となる高圧部または
高圧部及び中圧部における中心孔と、高遠心力が働らく
低圧部における中心孔を異径とすることにより、高圧部
または高圧部及び中圧部の発生熱応力を軽減し、低圧部
の高遠心力が働く部位のボア応力を軽減するようにして
いるので、急速起動が必要となるコンバインドサイクル
において起動時および停止時などの過渡変化時に該当部
における発生熱応力を軽減することができ、運転特性の
優れたものとなる。一方、低圧部最終段のように長大化
した動翼により高遠心力が働く部位における中心孔の径
を小さくすることにより、該当部におけるボア応力を軽
減することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧部（または高
圧部及び中圧部）と低圧部を１車軸とする蒸気タービン
に係わり、特に異径中心孔を有する高圧部（または高圧
部及び中圧部）と低圧部一体型蒸気タービンロータ（以
下、高（中）低圧一体型蒸気タービンロータと略す）に
関する。
圧部及び中圧部）と低圧部を１車軸とする蒸気タービン
に係わり、特に異径中心孔を有する高圧部（または高圧
部及び中圧部）と低圧部一体型蒸気タービンロータ（以
下、高（中）低圧一体型蒸気タービンロータと略す）に
関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、蒸気タービンは、高温部である高
圧部（または高圧部及び中圧部）と、高遠心力が働く低
圧部を１本の車軸で構成することにより、蒸気タービン
の性能及び保守性の向上、並びに全長の短縮化による発
電設備のコスト低減が図れる。このため、高（中）低圧
一体型の蒸気タービンロータが中容量および小容量（２
００〜３００ＭＷ以下）の蒸気タービンに比較的多く採
用されている。
圧部（または高圧部及び中圧部）と、高遠心力が働く低
圧部を１本の車軸で構成することにより、蒸気タービン
の性能及び保守性の向上、並びに全長の短縮化による発
電設備のコスト低減が図れる。このため、高（中）低圧
一体型の蒸気タービンロータが中容量および小容量（２
００〜３００ＭＷ以下）の蒸気タービンに比較的多く採
用されている。
【０００３】一般に、蒸気タービンのロータに中心孔を
設けると、起動時および停止時等の過渡変化時に発生す
る熱応力を軽減することができるので、通常、蒸気ター
ビンロータの中心孔は同一径で構成されている。同様
に、高（中）低圧一体型蒸気タービンロータにおいても
同一径の中心孔を設けている。すなわち、同一径で比較
的小さい中心孔φｄ2 を有する高・中・低圧一体型蒸気
タービンを図８（Ａ），（Ｂ）に示し、また同一径で比
較的大きい中心孔φｄ1 を有する高・中・低圧一体型蒸
気タービンを図９（Ａ），（Ｂ）に示す。これらの図に
おいて、１は蒸気タービンロータ、２は高圧部、２ａは
高温となる高圧部ボア近傍、３は中圧部、３ａは高温と
なる中圧部ボア近傍、４は低圧部、４ａは低圧部最終段
ボア近傍を示す。
設けると、起動時および停止時等の過渡変化時に発生す
る熱応力を軽減することができるので、通常、蒸気ター
ビンロータの中心孔は同一径で構成されている。同様
に、高（中）低圧一体型蒸気タービンロータにおいても
同一径の中心孔を設けている。すなわち、同一径で比較
的小さい中心孔φｄ2 を有する高・中・低圧一体型蒸気
タービンを図８（Ａ），（Ｂ）に示し、また同一径で比
較的大きい中心孔φｄ1 を有する高・中・低圧一体型蒸
気タービンを図９（Ａ），（Ｂ）に示す。これらの図に
おいて、１は蒸気タービンロータ、２は高圧部、２ａは
高温となる高圧部ボア近傍、３は中圧部、３ａは高温と
なる中圧部ボア近傍、４は低圧部、４ａは低圧部最終段
ボア近傍を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図８
（Ａ），（Ｂ）に示す如く中心孔の径が小さいときに
は、ロータの肉厚が大きくなるため、例えば急速起動が
必要なコンバインドサイクルにおいて高温となる高圧部
２および中圧部３に起動時および停止時などの過渡変化
時に過大な熱応力が発生し、その制限により運転特性が
劣っていた。
（Ａ），（Ｂ）に示す如く中心孔の径が小さいときに
は、ロータの肉厚が大きくなるため、例えば急速起動が
必要なコンバインドサイクルにおいて高温となる高圧部
２および中圧部３に起動時および停止時などの過渡変化
時に過大な熱応力が発生し、その制限により運転特性が
劣っていた。
【０００５】これを解消するためには、図９（Ａ），
（Ｂ）に示す如く中心孔の径を拡大してロータ肉厚を減
少させることが有効であるが、同一径を中心孔とした場
合、低圧部最終段のように長大化した動翼により高遠心
力が働く部位４ａではボア応力が過大となり、材料強度
上問題となる。また、同一径の中心孔とした場合、軸
径、軸全長、軸受スパン等を変更して、軸系としての安
定性を確保するために、剛性等をコントロールして軸の
固有振動数（危険速度）を変えるなどの対策が採られて
いた。
（Ｂ）に示す如く中心孔の径を拡大してロータ肉厚を減
少させることが有効であるが、同一径を中心孔とした場
合、低圧部最終段のように長大化した動翼により高遠心
力が働く部位４ａではボア応力が過大となり、材料強度
上問題となる。また、同一径の中心孔とした場合、軸
径、軸全長、軸受スパン等を変更して、軸系としての安
定性を確保するために、剛性等をコントロールして軸の
固有振動数（危険速度）を変えるなどの対策が採られて
いた。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は車軸の中心孔の径及びその範囲を変える
ことにより剛性をコントロールし、軸系の安定性を確保
する蒸気タービンロータを提供することにある。
で、その目的は車軸の中心孔の径及びその範囲を変える
ことにより剛性をコントロールし、軸系の安定性を確保
する蒸気タービンロータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、蒸気タービンを１車軸構造と
し、低圧部を単流化あるいは複流化した高（中）低圧一
体型蒸気タービンロータにおいて、前記ロータの高温と
なる高圧部または高圧部及び中圧部における中心孔と、
高遠心力が働らく低圧部における中心孔を異径とするこ
とにより、高圧部または高圧部及び中圧部の発生熱応力
を軽減し、低圧部の高遠心力が働く部位のボア応力を軽
減するようにしたことを特徴とする。
に、本発明の請求項１は、蒸気タービンを１車軸構造と
し、低圧部を単流化あるいは複流化した高（中）低圧一
体型蒸気タービンロータにおいて、前記ロータの高温と
なる高圧部または高圧部及び中圧部における中心孔と、
高遠心力が働らく低圧部における中心孔を異径とするこ
とにより、高圧部または高圧部及び中圧部の発生熱応力
を軽減し、低圧部の高遠心力が働く部位のボア応力を軽
減するようにしたことを特徴とする。
【０００８】本発明の請求項２は、請求項１記載の蒸気
タービンロータにおいて、異径の中心孔を形成すること
により、軸系としての安定性を確保するための剛性等の
コントロールを可能としたことを特徴とする。
タービンロータにおいて、異径の中心孔を形成すること
により、軸系としての安定性を確保するための剛性等の
コントロールを可能としたことを特徴とする。
【０００９】本発明の請求項３は、請求項１記載の蒸気
タービンロータにおいて、高圧部または高圧部及び中圧
部には中心孔を設け、低圧部には中心孔を設けないこと
を特徴とする。
タービンロータにおいて、高圧部または高圧部及び中圧
部には中心孔を設け、低圧部には中心孔を設けないこと
を特徴とする。
【００１０】本発明の請求項４は、請求項１記載の蒸気
タービンロータにおいて、異径中心孔の接続をテーパ状
とすることにより、ボア部位における応力集中を避ける
ようにしたことを特徴とする。
タービンロータにおいて、異径中心孔の接続をテーパ状
とすることにより、ボア部位における応力集中を避ける
ようにしたことを特徴とする。
【００１１】本発明の請求項５は、請求項１または請求
項２記載の蒸気タービンロータにおいて、１車軸両端部
と、高圧部または高圧部及び中圧部と、低圧部にそれぞ
れ異径中心孔を設け、高温となる高圧部または高圧部及
び中圧部における発生熱応力の軽減と、低圧部最終段付
近のボア応力の軽減並びに軸系としての安定性を確保す
るための軸の固有振動数等調整して軸の剛性等のコント
ロールを可能としたことを特徴とする。
項２記載の蒸気タービンロータにおいて、１車軸両端部
と、高圧部または高圧部及び中圧部と、低圧部にそれぞ
れ異径中心孔を設け、高温となる高圧部または高圧部及
び中圧部における発生熱応力の軽減と、低圧部最終段付
近のボア応力の軽減並びに軸系としての安定性を確保す
るための軸の固有振動数等調整して軸の剛性等のコント
ロールを可能としたことを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項６は、請求項１記載の蒸気
タービンロータにおいて、高圧部または高圧部及び中圧
部と低圧部とに１００ｍｍ以上の異径中心孔を設けたこ
とを特徴とする。
タービンロータにおいて、高圧部または高圧部及び中圧
部と低圧部とに１００ｍｍ以上の異径中心孔を設けたこ
とを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明の第１実施例（請求項
１、請求項２及び請求項６対応）の異径中心孔を有する
高（中）低圧一体型ロータの構成図であり、同図（Ａ）
はステップ状の異径中心孔を有し、低圧部を単流化した
高（中）低圧一体型ロータの構成図、同図（Ｂ）はステ
ップ状の異径中心孔を有し、低圧部を複流化した高
（中）低圧一体型ロータの構成図である。
参照して説明する。図１は本発明の第１実施例（請求項
１、請求項２及び請求項６対応）の異径中心孔を有する
高（中）低圧一体型ロータの構成図であり、同図（Ａ）
はステップ状の異径中心孔を有し、低圧部を単流化した
高（中）低圧一体型ロータの構成図、同図（Ｂ）はステ
ップ状の異径中心孔を有し、低圧部を複流化した高
（中）低圧一体型ロータの構成図である。
【００１４】同図に示すように、高（中）低圧一体型ロ
ータの高温となる高圧部２および中圧部３には、低圧部
４の中心孔φｄ2 に比べてやや大きい中心孔φｄ1 を設
けている。このように高温となる高圧部２および中圧部
３では中心孔φｄ1 が低圧部４の中心孔φｄ2 より大き
いので、ロータの肉厚は逆に小さくなる。このような構
成により例えば急速起動が必要なコンバイドサイクルに
おいて、該当部において起動時および停止時などの過渡
変化時に発生する熱応力を軽減することが可能となる。
これにより、目標負荷に達するまでの時間の短縮化が図
れるとともに運転特性が優れ、かつ蒸気タービンの寿命
を延長させることが可能となる。
ータの高温となる高圧部２および中圧部３には、低圧部
４の中心孔φｄ2 に比べてやや大きい中心孔φｄ1 を設
けている。このように高温となる高圧部２および中圧部
３では中心孔φｄ1 が低圧部４の中心孔φｄ2 より大き
いので、ロータの肉厚は逆に小さくなる。このような構
成により例えば急速起動が必要なコンバイドサイクルに
おいて、該当部において起動時および停止時などの過渡
変化時に発生する熱応力を軽減することが可能となる。
これにより、目標負荷に達するまでの時間の短縮化が図
れるとともに運転特性が優れ、かつ蒸気タービンの寿命
を延長させることが可能となる。
【００１５】図５は上記図１（Ａ）の詳細な断面図であ
り、同図に示すように、蒸気タービンロータ１には、主
蒸気管６と低温再熱蒸気管７のある高圧部２、高温再熱
蒸気管８と低圧挿入蒸気管９のある中圧部３には、低圧
部４の中心孔に比べて大きい中心孔が形成されている。
５は高中低一体車室である。
り、同図に示すように、蒸気タービンロータ１には、主
蒸気管６と低温再熱蒸気管７のある高圧部２、高温再熱
蒸気管８と低圧挿入蒸気管９のある中圧部３には、低圧
部４の中心孔に比べて大きい中心孔が形成されている。
５は高中低一体車室である。
【００１６】ところで、本実施例の異径中心孔の高
（中）低圧一体型蒸気タービンロータの急速起動時に高
圧部に発生するロータ熱応力Ｆ図６（Ａ）に示したよう
なグラフとなる。すなわち、図８（Ａ）また（Ｂ）に示
す同一径の中心孔をもつ従来の蒸気タービンロータに比
べて、異径差１００ｍｍ以上の中心孔を有するロータで
は、該当部に起動時に発生する熱応力の最大値を１５％
以上軽減することが可能となり、従来の高中低圧一体型
でない蒸気タービンロータの高圧部の発生熱応力と同等
以下となる。
（中）低圧一体型蒸気タービンロータの急速起動時に高
圧部に発生するロータ熱応力Ｆ図６（Ａ）に示したよう
なグラフとなる。すなわち、図８（Ａ）また（Ｂ）に示
す同一径の中心孔をもつ従来の蒸気タービンロータに比
べて、異径差１００ｍｍ以上の中心孔を有するロータで
は、該当部に起動時に発生する熱応力の最大値を１５％
以上軽減することが可能となり、従来の高中低圧一体型
でない蒸気タービンロータの高圧部の発生熱応力と同等
以下となる。
【００１７】図２は本発明の第２実施例（請求項３対
応）の構成図であり、同図（Ａ）は高圧部、中圧部に中
心孔を設け、低圧部には中心孔を設けないで低圧部を単
流化した一体型ロータの構成図、同図（Ｂ）は高圧部、
中圧部に中心孔を設け、低圧部には中心孔を設けないで
低圧部を複流化した一体型ロータの構成図である。
応）の構成図であり、同図（Ａ）は高圧部、中圧部に中
心孔を設け、低圧部には中心孔を設けないで低圧部を単
流化した一体型ロータの構成図、同図（Ｂ）は高圧部、
中圧部に中心孔を設け、低圧部には中心孔を設けないで
低圧部を複流化した一体型ロータの構成図である。
【００１８】同図に示すように、高（中）低圧一体型ロ
ータの最終段のような長大化した動翼により、高遠心力
が働く低圧部最終段ボア近傍４ａには中心孔をなくすこ
とにより、該当部におけるボア応力を軽減することがで
きる。
ータの最終段のような長大化した動翼により、高遠心力
が働く低圧部最終段ボア近傍４ａには中心孔をなくすこ
とにより、該当部におけるボア応力を軽減することがで
きる。
【００１９】図３は本発明の第３実施例（請求項４及び
請求項６対応）の構成図であり、同図（Ａ）はテーパ状
の異径中心孔を有し低圧部を単流化した一体型ロータの
構成図、同図（Ｂ）はテーパ状の異径中心孔を有し低圧
部を複流化した一体型ロータの構成図である。
請求項６対応）の構成図であり、同図（Ａ）はテーパ状
の異径中心孔を有し低圧部を単流化した一体型ロータの
構成図、同図（Ｂ）はテーパ状の異径中心孔を有し低圧
部を複流化した一体型ロータの構成図である。
【００２０】同図に示すように、高圧部２と中圧部３に
設けた中心孔φｄ1 と、これよりやや小さい中心孔φｄ
2 を設けた低圧部４とはテーパ状の中心孔で接続してい
る。このようにテーパ状の中心孔を設けることにより、
ステップ状の異径中心孔を設けた場合に発生する応力集
中をさらに軽減させることが可能となる。
設けた中心孔φｄ1 と、これよりやや小さい中心孔φｄ
2 を設けた低圧部４とはテーパ状の中心孔で接続してい
る。このようにテーパ状の中心孔を設けることにより、
ステップ状の異径中心孔を設けた場合に発生する応力集
中をさらに軽減させることが可能となる。
【００２１】ところで、本実施例のテーパ状の異径中心
孔をを備えたコンバイドサイクルの高中低圧一体型蒸気
タービンロータの最終段付近のボアに発生する遠心応力
は、図６（Ｂ）に示したようなグラフとなる。すなわ
ち、図９（Ａ）または（Ｂ）に示す同一径の中心孔を有
するもつ従来の蒸気タービンロータに比べて、異径差１
００ｍｍ以上の中心孔を有するロータでは、該当部付近
のボアに発生する遠心応力を２％以上軽減することが可
能となり、従来の高中低圧一体型でない蒸気タービンロ
ータの低圧最終段付近のボアに発生する遠心応力と同等
以下となる。
孔をを備えたコンバイドサイクルの高中低圧一体型蒸気
タービンロータの最終段付近のボアに発生する遠心応力
は、図６（Ｂ）に示したようなグラフとなる。すなわ
ち、図９（Ａ）または（Ｂ）に示す同一径の中心孔を有
するもつ従来の蒸気タービンロータに比べて、異径差１
００ｍｍ以上の中心孔を有するロータでは、該当部付近
のボアに発生する遠心応力を２％以上軽減することが可
能となり、従来の高中低圧一体型でない蒸気タービンロ
ータの低圧最終段付近のボアに発生する遠心応力と同等
以下となる。
【００２２】図４は本発明の第４実施例（請求項５対
応）の構成図である。同図に示すように、高（中）低圧
一体型ロータの中心孔の径を変えている。すなわち、高
圧部２と中圧部３には中心孔φｄ1 、低圧部４には中心
孔φｄ2 、蒸気タービンロータ１の両端部には中心孔φ
ｄ3 を設けている。このように中心孔の大きさを変える
ことにより、軸径、軸全長、軸受スパンなどを変更する
といった軸の外観上の形状を変えることなく、軸の固有
振動数の調整が可能となり、軸系としての安定性を確保
するための剛性等のコントロールが可能となる。
応）の構成図である。同図に示すように、高（中）低圧
一体型ロータの中心孔の径を変えている。すなわち、高
圧部２と中圧部３には中心孔φｄ1 、低圧部４には中心
孔φｄ2 、蒸気タービンロータ１の両端部には中心孔φ
ｄ3 を設けている。このように中心孔の大きさを変える
ことにより、軸径、軸全長、軸受スパンなどを変更する
といった軸の外観上の形状を変えることなく、軸の固有
振動数の調整が可能となり、軸系としての安定性を確保
するための剛性等のコントロールが可能となる。
【００２３】本実施例の高中低圧一体型蒸気タービンロ
ータのグランド部中心孔の径を変化させることにより、
軸の外観上の形状を変えることなく、図７のクラフに示
すように軸の固有振動数の調整が可能であることを示し
ている。高中低圧一体型蒸気タービンロータにおいて
は、従来の一体型でない蒸気タービンロータに比べて軸
受スパンが増大し、２次危険速度が定格回転数付近とな
り運用上問題となるが、同一径の中心孔の高中低圧一体
型蒸気タービンロータに比べ、グランド部の中心孔に１
５０ｍｍの異径差を有するものは、２次危険速度を３％
以上変化させることが可能となり、定格回転数からの離
調が可能となる。
ータのグランド部中心孔の径を変化させることにより、
軸の外観上の形状を変えることなく、図７のクラフに示
すように軸の固有振動数の調整が可能であることを示し
ている。高中低圧一体型蒸気タービンロータにおいて
は、従来の一体型でない蒸気タービンロータに比べて軸
受スパンが増大し、２次危険速度が定格回転数付近とな
り運用上問題となるが、同一径の中心孔の高中低圧一体
型蒸気タービンロータに比べ、グランド部の中心孔に１
５０ｍｍの異径差を有するものは、２次危険速度を３％
以上変化させることが可能となり、定格回転数からの離
調が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によると、１車軸の構造で、低圧部を単流化あるいは複
流化した蒸気タービンの高中低圧一体型ロータにおい
て、異径の中心孔を設けることにより高温となる高圧部
および中圧部における発生熱応力を軽減することがで
き、またロータの肉厚を減少させることにより、急速起
動が必要となるコンバインドサイクルにおいて起動時お
よび停止時などの過渡変化時に該当部における発生熱応
力を軽減することができ、運転特性の優れたものとな
る。一方、低圧部最終段のように長大化した動翼により
高遠心力が働く部位における中心孔の径を小さくするこ
とにより、該当部におけるボア応力を軽減することがで
きる。
によると、１車軸の構造で、低圧部を単流化あるいは複
流化した蒸気タービンの高中低圧一体型ロータにおい
て、異径の中心孔を設けることにより高温となる高圧部
および中圧部における発生熱応力を軽減することがで
き、またロータの肉厚を減少させることにより、急速起
動が必要となるコンバインドサイクルにおいて起動時お
よび停止時などの過渡変化時に該当部における発生熱応
力を軽減することができ、運転特性の優れたものとな
る。一方、低圧部最終段のように長大化した動翼により
高遠心力が働く部位における中心孔の径を小さくするこ
とにより、該当部におけるボア応力を軽減することがで
きる。
【００２５】また、本発明の請求項２乃至６によると、
中心孔の大きさおよび範囲を変えることにより、軸径、
軸全長および軸受スパンなどを変更するといった軸の外
観上の形状を変えることなく、剛性等をコントロールし
て、軸固有振動数を調整でき、軸系としての安定性を確
保することが可能となる。更に、テーパ状の異径の中心
孔を設けることにより、ステップ状の中心孔を設けた場
合と比較して、応力集中を緩和することができる。
中心孔の大きさおよび範囲を変えることにより、軸径、
軸全長および軸受スパンなどを変更するといった軸の外
観上の形状を変えることなく、剛性等をコントロールし
て、軸固有振動数を調整でき、軸系としての安定性を確
保することが可能となる。更に、テーパ状の異径の中心
孔を設けることにより、ステップ状の中心孔を設けた場
合と比較して、応力集中を緩和することができる。
【図１】本発明の第１実施例であるステップ状の異径中
心孔を有する高（中）低圧一体型蒸気タービンロータで
あり、同図（Ａ）は低圧部を単流化した一体型ロータの
構成図、同図（Ｂ）は低圧部を複流化した一体型ロータ
の構成図。
心孔を有する高（中）低圧一体型蒸気タービンロータで
あり、同図（Ａ）は低圧部を単流化した一体型ロータの
構成図、同図（Ｂ）は低圧部を複流化した一体型ロータ
の構成図。
【図２】本発明の第２実施例の高（中）低圧一体型蒸気
タービンロータであり、同図（Ａ）は高圧部、中圧部の
み中心孔を設け，低圧部を単流化した一体型ロータの構
成図、同図（Ｂ）は高圧部、中圧部のみ中心孔を設け，
低圧部を複流化した一体型ロータの構成図。
タービンロータであり、同図（Ａ）は高圧部、中圧部の
み中心孔を設け，低圧部を単流化した一体型ロータの構
成図、同図（Ｂ）は高圧部、中圧部のみ中心孔を設け，
低圧部を複流化した一体型ロータの構成図。
【図３】本発明の第３実施例であるテーパ状の異径中心
孔を有する高（中）低圧一体型蒸気タービンロータであ
り、同図（Ａ）は低圧部を単流化した一体型ロータの構
成図、同図（Ｂ）は低圧部を複流化した一体型ロータの
構成図。
孔を有する高（中）低圧一体型蒸気タービンロータであ
り、同図（Ａ）は低圧部を単流化した一体型ロータの構
成図、同図（Ｂ）は低圧部を複流化した一体型ロータの
構成図。
【図４】本発明の第４実施例であるグランド部において
中心孔径を変化させた一体型ロータの構成図。
中心孔径を変化させた一体型ロータの構成図。
【図５】図１（Ａ）の異径中心孔を有する高（中）低圧
一体型ロータの蒸気タービンの断面図。
一体型ロータの蒸気タービンの断面図。
【図６】同図（Ａ）は異径中心孔を有する高中低圧一体
型蒸気タービンロータにおける高圧部に発生する熱応力
と中心孔の異径差の関係を示すグラフ、同図（Ｂ）は異
径中心孔を有する高中低圧一体型蒸気タービンロータに
おける低圧部に発生するボア応力と中心孔の異径差の関
係を示すグラフ。
型蒸気タービンロータにおける高圧部に発生する熱応力
と中心孔の異径差の関係を示すグラフ、同図（Ｂ）は異
径中心孔を有する高中低圧一体型蒸気タービンロータに
おける低圧部に発生するボア応力と中心孔の異径差の関
係を示すグラフ。
【図７】異径中心孔を有する高中低圧一体型蒸気タービ
ンロータにおける２次危険速度とグランド部の異径差の
関係を示すグラフ。
ンロータにおける２次危険速度とグランド部の異径差の
関係を示すグラフ。
【図８】従来の同一径の小さい中心孔を有する高（中）
低圧一体型蒸気タービンロータの構成図であり、同図
（Ａ）は低圧部を単流化した一体型ロータの構成図、同
図（Ｂ）は低圧部を複流化した一体型ロータの構成図。
低圧一体型蒸気タービンロータの構成図であり、同図
（Ａ）は低圧部を単流化した一体型ロータの構成図、同
図（Ｂ）は低圧部を複流化した一体型ロータの構成図。
【図９】従来の同一径の大きい中心孔を有する高（中）
低圧一体型蒸気タービンロータの構成図であり、同図
（Ａ）は低圧部を単流化した一体型ロータの構成図、同
図（Ｂ）は低圧部を複流化した一体型ロータの構成図。
低圧一体型蒸気タービンロータの構成図であり、同図
（Ａ）は低圧部を単流化した一体型ロータの構成図、同
図（Ｂ）は低圧部を複流化した一体型ロータの構成図。
１…高中低圧一体型蒸気タービンロータ、２…高圧部、
２ａ…高温となる高圧部ボア近傍、３…中圧部、３ａ…
高温となる中圧部ボア近傍、４…低圧部、４ａ…低圧部
最終段ボア近傍、５…高中低一体車室、６…主蒸気管、
７…低温再熱蒸気管、８…高温再熱蒸気管、９…低圧挿
入蒸気管。
２ａ…高温となる高圧部ボア近傍、３…中圧部、３ａ…
高温となる中圧部ボア近傍、４…低圧部、４ａ…低圧部
最終段ボア近傍、５…高中低一体車室、６…主蒸気管、
７…低温再熱蒸気管、８…高温再熱蒸気管、９…低圧挿
入蒸気管。
フロントページの続き (72)発明者 成田 正幸 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内
Claims (6)
- 【請求項１】 蒸気タービンを１車軸構造とし、低圧部
を単流化あるいは複流化した高（中）低圧一体型蒸気タ
ービンロータにおいて、前記ロータの高温となる高圧部
または高圧部及び中圧部における中心孔と、高遠心力が
働らく低圧部における中心孔を異径とすることにより、
高圧部または高圧部及び中圧部の発生熱応力を軽減し、
低圧部の高遠心力が働く部位のボア応力を軽減するよう
にしたことを特徴とする蒸気タービンロータ。 - 【請求項２】 請求項１記載の蒸気タービンロータにお
いて、異径の中心孔を形成することにより、軸系として
の安定性を確保するための剛性等のコントロールを可能
としたことを特徴とする蒸気タービンロータ。 - 【請求項３】 請求項１記載の蒸気タービンロータにお
いて、高圧部または高圧部及び中圧部には中心孔を設
け、低圧部には中心孔を設けないことを特徴とする蒸気
タービンロータ。 - 【請求項４】 請求項１記載の蒸気タービンロータにお
いて、異径中心孔の接続をテーパ状とすることにより、
ボア部位における応力集中を避けるようにしたことを特
徴とする蒸気タービンロータ。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２記載の蒸気ター
ビンロータにおいて、１車軸両端部と、高圧部または高
圧部及び中圧部と、低圧部にそれぞれ異径中心孔を設
け、高温となる高圧部または高圧部及び中圧部における
発生熱応力の軽減と、低圧部最終段付近のボア応力の軽
減並びに軸系としての安定性を確保するための軸の固有
振動数等調整して軸の剛性等のコントロールを可能とし
たことを特徴とする蒸気タービンロータ。 - 【請求項６】 請求項１記載の蒸気タービンロータにお
いて、高圧部または高圧部及び中圧部と低圧部とに１０
０ｍｍ以上の異径中心孔を設けたことを特徴とする蒸気
タービンロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20429195A JP3618412B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 蒸気タービンロータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20429195A JP3618412B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 蒸気タービンロータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953404A true JPH0953404A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3618412B2 JP3618412B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=16488053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20429195A Expired - Fee Related JP3618412B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 蒸気タービンロータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3618412B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9657574B2 (en) | 2011-03-30 | 2017-05-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotor of rotary machine and rotary machine |
| CN113006941A (zh) * | 2019-12-19 | 2021-06-22 | 劳斯莱斯有限公司 | 振动减少的气体涡轮引擎 |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP20429195A patent/JP3618412B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9657574B2 (en) | 2011-03-30 | 2017-05-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotor of rotary machine and rotary machine |
| CN113006941A (zh) * | 2019-12-19 | 2021-06-22 | 劳斯莱斯有限公司 | 振动减少的气体涡轮引擎 |
| CN113006941B (zh) * | 2019-12-19 | 2025-02-07 | 劳斯莱斯有限公司 | 振动减少的气体涡轮引擎 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3618412B2 (ja) | 2005-02-09 |
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