JPS58167802A - 軸流蒸気タ−ビン - Google Patents

軸流蒸気タ−ビン

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JPS58167802A
JPS58167802A JP58042082A JP4208283A JPS58167802A JP S58167802 A JPS58167802 A JP S58167802A JP 58042082 A JP58042082 A JP 58042082A JP 4208283 A JP4208283 A JP 4208283A JP S58167802 A JPS58167802 A JP S58167802A
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ring
steam turbine
steam
flow
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ヘルベルト・ケラ−
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Kraftwerk Union AG
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Publication date
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    • 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
    • F01D3/00—Machines or engines with axial-thrust balancing effected by working-fluid
    • F01D3/02—Machines or engines with axial-thrust balancing effected by working-fluid characterised by having one fluid flow in one axial direction and another fluid flow in the opposite direction
    • 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
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • 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

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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】 この発明は、蒸気流入部分に配置された軸し中へいリン
グを備え、この軸し中へいリングが軸を間隔を隔てて囲
み，かつ第１靜翼環の静翼の半径方向内端に結合されて
いる軸流蒸気タービンにかかわる。
〔従来技術とその問題点〕
かかる蒸気タービンＦｉフランス国特許第８５１５３１
号により知られている。これに記載の複流蒸気タービン
においては軸方向中央に設けられた蒸気流入部分圧軸じ
中へいリングが配置され、この軸しゃへいリングは複流
の各第１静翼環の静翼の半径方向内端に固定されている
。軸を間隔を隔てて囲むこの軸し中へいリングは、半径
方向に流入する蒸気を複流に等分割し軸方向に向きを変
えるように外周が形成されている。したがって軸し中へ
いリングは半径方向に流入する蒸気が軸表面に直接衝突
するのを防止する。
トラウペル（ｗ、　Ｔｒａｕｐｅｌ　）　　著１テルミ
ッシェトゥルボマシーネン（Ｔｈｅｒｍｉｓｃｈｅ　Ｔ
ｕｒｂｏｍａｓｃｈｉ　−ｎｅｎ）’第２巻、第２版、
シェプリンガ（Ｓｐｒｉ−ｎｇｅｒ）　書店ｓ　ベルリ
ン、ハイデルベルク、ニューヨーク、１９６８年、第３
４１頁Ｋ、単流形軸流燕気タービンにおいて蒸気流入部
分にじゃへい板を付設して、軸とし中へい板との間に形
成されたリング状流路に外部から冷蒸気を導入する技術
が開示されている。そしてこの場合冷蒸気はリング状流
路の中を第１靜翼壌の手前壕で流れる。こうして大きい
遠心応力に加えて蒸気流入部分及び第１動翼環の動翼固
定部分において軸に生じる熱応力が低減される。Ｌかし
ながらこのために若干の出費を屯たらす冷蒸気の準備が
必要である。さらに複流蒸気タービンにおいてＦｉ、軸
し中へいリングと軸との関に形成されたリング状流路へ
このよう罠外部から冷蒸気を導入することは、冷蒸気の
供給配管が蒸気流入部分く敷設されたときＫだけ可能と
なる。かかる構造は雑誌１ベーペーツエーーナツハリヒ
テｙ　（ＢＢＣ−Ｎａｃｈｒｉｃｈｔｅｎ　）　’　　
１９８０年、第１０号、第３７８頁により公知である。
しかしながら蒸気流入部分に冷蒸気の供給配管を敷設す
ることにより、付加的な流れ損失が発生する。
また、冷蒸気による蒸気流入部分の軸の冷却は熱力学的
にも不利である。なぜならば冷蒸気は蒸気タービン内部
の平均作動媒体温度を下げるからである。また冷蒸気の
供給により負荷し中断の際に制御技術上の問題も生じう
る。なぜならば冷蒸気の供給が別置の安全弁によりし中
断されない限り。
冷蒸気により蒸気タービンないしタービン・発電機セッ
トが過速されることがあるからである。
〔発明の目的〕
この発明は頭記の種類の軸流蒸気タービンにおいて、蒸
気流入部分における軸の熱応力を冷蒸気を用いることな
く効果的に低減することを目的とする。
〔発明の概賛〕
この目的はこの発明にもとづき、前記軸し中へいリング
の中にノズルが設けられ、このノズルが軸の回転方向に
向けて軸と軸し中へいリングとの関く形成されたリング
状流路に接線方向に開口することＫより達成される。
したがってこの発明に４とづ〈蒸気タービンにおいては
、ｓｉの静翼濃をう回して、全流入蒸気のごく一部が接
線方向に配置されたノズルを経て軸し中へいリングの下
に在る軸部分に導かれる。
この部分流が軸と軸し中へいリングとの藺に形成された
リング状空間に流入する速度は、第１靜舅壇で生じる圧
力降下量に相応する。その際、軸じゃへいリングに設け
られたノズルは軸の回転方向に関１〜で、リング状流路
に形成される旋回流が軸周速より早く流れるように調整
されている。こう１、て軸の境界層温度は動的エネルギ
の増加により低トーシた蒸気の静的温度より本旋回流速
と軸周速との間の比較的小さい相対速度のせき止め温度
分だけ高くなるだけである。かくて、軸し中へいリング
に接線方向に設けらｎたノズルにより、蒸気流入部分及
び第１動翼項の動翼固定部分の軸の効果ある冷却が達成
できる。
〔発明の実施態様〕 軸しゃへいリングが複流の各第１静翼環の静翼の半径方
向内端に固定された複流形軸流タービンにおける有利な
実施態様では、ノズルはリング状流路の軸方向中央に開
口する。そして中央のノズルを経てリング状流路に流入
した部分流は二つの旋回流に等分割され、これら旋回流
は軸に沿って軸方向にそｎぞれ第１の動翼壌まで流れる
。
さらに良好な冷却作用は、翼列の第１段を弱反動段とし
て構成すること及び複流形にあっては複流の各第１段を
それぞれ弱反動段として構成することＫよ抄達成される
。これＫより第１靜翼環の中で最大可能な圧力降下量が
生じると、これに対応する動的エネルギの増加によりリ
ング状流路に導入された部分流の静的温度が最大限に低
下される。
また加工技術上の理由から、４個のノズルが軸し中へい
リングの周上に４分に配設されるのが良い。
この発明にもとづく蒸気タービンの別の有利な実施態様
においては、リング状流路を通る蒸気の質量流量が蒸気
流入部分く供給される蒸気の全質量流量の約３嘩となる
ようＫ、ノズルの断面積が設定される。これＫより、軸
を有効に冷却した場合に第１靜翼壌をう回して流れる部
分流により生１、、ｔ〜１ しる蒸気消費量の増加は、＃Ａめで小さい値に制限でき
る。
〔発明の実施例〕
施例な示す図面によりこの発明の詳細な説明する。
第１図において蒸気は、軸方向中央ＭＫ対し対称に配置
され九複流の静翼支持体３及び３′により形成されるリ
ング状流入路２を経て、矢ｌの方向に半径方向内側に向
って流れる。そして半径方向に流入した蒸気は軸方向に
向きを変えて複流に等分割される。しかしながらその際
僅かな部分流がリング状流路４に導入される。この流路
は、軸５とこれに同心の軸し中へいリング６との関に形
成され、軸５と軸し中へいリング６との適切な形状によ
り軸方向中央Ｍから両側に向って僅かに上昇している。
軸し中へいリング６は複流の各第１静翼環の静翼７及び
７・の半径方向内端にそれぞれ固定されている。静翼７
及び７１はそれ自身静翼支持体３及び３’にそれぞれ挿
入固定されている。
軸し中へいリング６の中には、４個のノズル８が丸孔と
して周上等分に配設されている。第２図かられかるよう
に、ノズル８は矢９に示す軸の回転方向に軸５と軸し中
へいりング６との間に形成されたリング状流路４に接線
方向に開口する。流入する蒸気から分岐され要部分流は
ノズル８を経て接線方向Ｋ　ＩＪング状流路４に流入す
るので、そこで矢１０により示される軸周−より早い旋
回流が生じる。
そして旋回流１Ｇは、第１図の矢１１と１１’とＫより
示すように、軸方向中央Ｍから流れ去る二つの旋回流に
分かれ、複流の各第１動翼環の動翼１２及び１２’まで
軸５に沿って流れる。その際両論回流１１及び１１’は
複流の各第１靜翼環の静翼７及び７１ｔう回する。した
がって流入する蒸気から分岐され要部分流がノズル８Ｋ
”ｍ人する速度は複流の各第１静翼環に生じる圧力降下
量に相応するので、この流入速度は翼列の各第１段を弱
反動段として構成するととＫより増加されうる。
軸し中へいリング６は一方では矢ｌの方向に半径方向に
流入する高温蒸気が軸５の表面に直接衝突するのを防ぐ
。他方ではリング状流路４の中の旋回流の境界層温度を
、動的エネルギの増加により低下した蒸気の静的温度よ
りも旋回流１Ｇ、１１゜］　１’と軸周速との間の相対
速度のせき止め温度分だけ高いに過ぎない温度に抑える
。その際、この相対速度はノズル８の選択された調整に
より比験的小さｈので、せき止め温度分も小さい。
〔発明の効果〕
この発明においてはノズル８を経てリング状流路に流入
する蒸気の質量流量は流入路２に供給される蒸気の全質
量流量の約３−であるとき、軸５の軸しヤへいリング６
の下に在る部分の温度低下は流入蒸気の温度にくらべて
、軸方向中央における旋回域の始端において２０度、旋
回域の各終端において１０ないし１５度となる。軸の冷
却のために必要な蒸気消費量の増加は約α０６ｇ！であ
り、したがって外部から導入する冷蒸気による強制冷却
の際に得られる値に＊Ｌい。なお旋回域の各終端におけ
る冷却効果の僅かな減少は、場合により軸５上忙追加設
置される動翼列により回避される。
軸方向中央Ｍとリング状流路４とに設置されるこの動翼
列はフリージェットタービンとして構成されるのが良い
。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明にもとづく複流形軸流蒸気タービンの
一実施例の蒸気流入部分の軸方向断面図。 第２図社第１ｗＪの切断線ト」による断面図、である。 図面において、４はリング状流路、５は軸、６は軸し中
へいリング、７は第１靜翼壌の静翼、８はノズル、９は
軸の回転方向１Ｍは軸方向中央。 である。 代理人弁理士山　口　　巖 □ ５　　　　ＦＩＧ２　　　４

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ｌ）蒸気流入部分に配置された軸し中へいリングを備え
    、この軸し中へいリングが軸を間隔を隔てて囲みかつ第
    −静翼環の静翼の半径方向内端と結合されている軸流蒸
    気タービンにおいて、前記軸し中へいリングの中にノズ
    ルが設けられ、このノズルが軸の回転方向に向けて軸と
    軸し中へいリングとの間に形成されたリング状流路に接
    線方向に開口することを特徴とする軸流蒸気タービン。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の軸流蒸気タービンに
    おいて、タービンが軸し中へいリングが複流の各第１靜
    翼環の静翼の半径方向内端に固定された複流形タービン
    として構成され、ノズルが軸方向中央でリング状流路に
    開口することを特徴とする軸流蒸気タービン。 ３）特許請求の範囲第２項に記載の軸流蒸気タービンに
    おいて、複流の各翼列の第１段がそれぞれ弱反動段とし
    て構成されることを特徴とする軸流蒸気タービン。 ４）％許祠求の範囲第１項に記載の軸流蒸気タービンに
    おいて、翼列の第１段が弱反動段として構成されること
    を特徴とする軸流蒸気タービン。 ５）特許請求の範囲第１項から第４項までのいずｊＬか
    に記載の蒸気タービンにおいて、４個の前記ノ女ルが軸
    しやへいリングの周上に等分に配設されることを特徴と
    する軸流蒸気タービン。 ６）特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれかに
    記載の蒸気タービンにおいて、ノズルの断面積がリング
    状流路を通る蒸気の質量流量が蒸気流入部分に供給され
    る蒸気の全質量流量の約３−となるように設定されるこ
    とを特徴とする軸流蒸気タービン。
JP58042082A 1982-03-16 1983-03-14 軸流蒸気タ−ビン Granted JPS58167802A (ja)

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DE19823209506 DE3209506A1 (de) 1982-03-16 1982-03-16 Axial beaufschlagte dampfturbine, insbesondere in zweiflutiger ausfuehrung
DE32095066 1982-03-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58167802A true JPS58167802A (ja) 1983-10-04
JPH0440522B2 JPH0440522B2 (ja) 1992-07-03

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EP (1) EP0088944B1 (ja)
JP (1) JPS58167802A (ja)
AR (1) AR229899A1 (ja)
AT (1) ATE16303T1 (ja)
BR (1) BR8301277A (ja)
DE (2) DE3209506A1 (ja)
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