JPS5939902A - 蒸気タ−ビンの冷却装置 - Google Patents
蒸気タ−ビンの冷却装置Info
- Publication number
- JPS5939902A JPS5939902A JP14775482A JP14775482A JPS5939902A JP S5939902 A JPS5939902 A JP S5939902A JP 14775482 A JP14775482 A JP 14775482A JP 14775482 A JP14775482 A JP 14775482A JP S5939902 A JPS5939902 A JP S5939902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steam
- nozzle
- gap
- turbine
- cooling
- 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
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
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/023—Transition ducts between combustor cans and first stage of the turbine in gas-turbine engines; their cooling or sealings
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、蒸気タービンの冷却装置に係り、特にロータ
ディスクを良好に冷却せしめることによって蒸気条件を
超高圧、超高温化しようとする蒸気タービンの冷却装置
に関する。
ディスクを良好に冷却せしめることによって蒸気条件を
超高圧、超高温化しようとする蒸気タービンの冷却装置
に関する。
一般に、蒸気タービンは、蒸気条件を超高圧。
超高温化すれば、その出力は飛躍的に向上することが良
く知られておシ、期間では、従来の圧力２４９ ｋｇ／
ｌｙｙ？ｌ 、温度５３８°Ｃの蒸気条件以上の超高圧
超高温を目指し、これによって化石燃料を節約すること
を期待している。
く知られておシ、期間では、従来の圧力２４９ ｋｇ／
ｌｙｙ？ｌ 、温度５３８°Ｃの蒸気条件以上の超高圧
超高温を目指し、これによって化石燃料を節約すること
を期待している。
しかし々がら、蒸気条件を今以上に上昇させることは、
これに伴う種々の問題が生起されている。
これに伴う種々の問題が生起されている。
すなわち、蒸気条件が高くなると、タービンを構成する
部材は、すぐれた耐熱性・耐熱衝撃性等を有しなければ
ならないが、従来の栃料では十分な信頼性が得られず、
このため比較的低圧・低温の蒸気を用いてタービン構成
部材を冷却する手段が行なわれている。
部材は、すぐれた耐熱性・耐熱衝撃性等を有しなければ
ならないが、従来の栃料では十分な信頼性が得られず、
このため比較的低圧・低温の蒸気を用いてタービン構成
部材を冷却する手段が行なわれている。
第１図は従来の実施例でアシ、管路Ｈを通して導入され
た比較的低圧・低温の蒸気０１）は、空所Ｅでロータ（
５）の表面を冷却し、その後、ラビリンス（８）をくぐ
り抜けて隙間０２を渡れ、ここでロータディスク（６）
Ｋ設けたバランスホール（９）を通り、矢印のように次
段落に流れ、タービン構成部材の冷却を行っている。ま
た、バランスホール（９）の入口を境に分岐された他の
蒸気は、ロータディスク（６）の側面から延長する突起
（２ａ）、ノズルダイアフラム内輪（２）の側面から延
長する突起（２ｂ）およびラビリンス（２ｃ）の隙間を
くぐり抜け、その後、ノズルダイアフラム内輪（２）と
ノズルダイアフラム外輪（３）とで支持固定するノズル
（１）を通過する事績蒸気Ｓと混合し、混合蒸気は、動
翼（４）を通過し、仕事をする。仕事を終えた蒸気の一
部は、またロータディスク（６）の突起（２ａ）とノズ
ルダイアフラム内輪（２）の突起（２ｂ）との隙間を通
過し、ロータディスク（６）の冷却を行っている。なお
、符号（７）はノズルダイアフラム外輪（３）を支持固
定するケーシングである。
た比較的低圧・低温の蒸気０１）は、空所Ｅでロータ（
５）の表面を冷却し、その後、ラビリンス（８）をくぐ
り抜けて隙間０２を渡れ、ここでロータディスク（６）
Ｋ設けたバランスホール（９）を通り、矢印のように次
段落に流れ、タービン構成部材の冷却を行っている。ま
た、バランスホール（９）の入口を境に分岐された他の
蒸気は、ロータディスク（６）の側面から延長する突起
（２ａ）、ノズルダイアフラム内輪（２）の側面から延
長する突起（２ｂ）およびラビリンス（２ｃ）の隙間を
くぐり抜け、その後、ノズルダイアフラム内輪（２）と
ノズルダイアフラム外輪（３）とで支持固定するノズル
（１）を通過する事績蒸気Ｓと混合し、混合蒸気は、動
翼（４）を通過し、仕事をする。仕事を終えた蒸気の一
部は、またロータディスク（６）の突起（２ａ）とノズ
ルダイアフラム内輪（２）の突起（２ｂ）との隙間を通
過し、ロータディスク（６）の冷却を行っている。なお
、符号（７）はノズルダイアフラム外輪（３）を支持固
定するケーシングである。
かくして、タービンの構成部材の冷却はＬ述のように行
なわれているが、問題点が全くないわけではない。すな
わち、タービン構成部材の冷却後、この蒸気は主流蒸気
Ｓに向って直角方向に吹き出しておシ、このため、主流
蒸気の乱帽を招き、タービン段落効率低下の要因になっ
ている。タービン段落効率低下は冷却用蒸気の量にもよ
るけれども、この−例を示せば第２図のようになってい
る。
なわれているが、問題点が全くないわけではない。すな
わち、タービン構成部材の冷却後、この蒸気は主流蒸気
Ｓに向って直角方向に吹き出しておシ、このため、主流
蒸気の乱帽を招き、タービン段落効率低下の要因になっ
ている。タービン段落効率低下は冷却用蒸気の量にもよ
るけれども、この−例を示せば第２図のようになってい
る。
この図からも理解されるように、吹き出し量が多ければ
これに比例して損失が加速度的に増加しておシ、また主
流蒸気の吸込みはタービン段落効率の向上につながって
いる。
これに比例して損失が加速度的に増加しておシ、また主
流蒸気の吸込みはタービン段落効率の向上につながって
いる。
しかしながら、反面、主流蒸気の吸込み量を増し、冷却
用の蒸気を減すと、主流蒸気の圧力・温度は極めて高い
から、タービン構成部材の冷却に寄与しない不都合があ
る。
用の蒸気を減すと、主流蒸気の圧力・温度は極めて高い
から、タービン構成部材の冷却に寄与しない不都合があ
る。
そこで、本発明はこのような事情から、冷却の向上とタ
ービン段落効率の向上という二つの相反する機能を満た
すようにした蒸気タービンの冷却装置を提供するもので
ある。
ービン段落効率の向上という二つの相反する機能を満た
すようにした蒸気タービンの冷却装置を提供するもので
ある。
本発明は、ノズルダイアフラム内輪とロータディスクと
で画成された隙間を通る冷却用蒸気と、ノズルを通過す
る主流蒸気の一部を隙ＩＪＫ吸込んだ蒸気とを合流せし
め、合流蒸気を次段落に流するためノズル内に連絡路を
設けたことを特徴とするものである。
で画成された隙間を通る冷却用蒸気と、ノズルを通過す
る主流蒸気の一部を隙ＩＪＫ吸込んだ蒸気とを合流せし
め、合流蒸気を次段落に流するためノズル内に連絡路を
設けたことを特徴とするものである。
以下本発明の実施例を添付図を参照して説明する。
第３図および第４図において、符号（１）はノズルダイ
アフラム内輪（２）、ノズルダイアフラム外輪（３）で
固定されたノズル（１）を示し、このノズル（１）内に
は、ノズルダイアプラム内輪（２）とロータディスク（
６）とで形成された隙間０２１と、ノズルダイアフラム
外輪（３）の出口０滲とを結ぶ連絡路０階が設けられて
おり、連絡路α騰の入口は、タータディスク（６）の突
起（２ａ）の近傍に設けられている。すなわち、隙間ａ
ｚを通る蒸気の圧力をＰ、とし、ノズル（１）の根元部
近傍を通過する主流蒸気の圧力をＰ、とし、また連絡路
（ＬｌＪの入口圧力をＰ、とすれば、連絡路（１３１の
出口Ｉは蒸気が通過していないからその入口圧力Ｐ、は
一番低く、次に、主誇蒸気圧力自身は極めて昼いにして
も、突起（２ａ）、（２ｂ）およびラビリンス（２ｃ）
を通過する間にその主流蒸気圧力Ｐ、は極端に降下する
から二番目に低く、最後に隙間α２を通る蒸気圧力Ｐ、
が位置する。このように、各圧力はＰ＋＜Ｐｔ＜Ｐｓの
関係を満しているから、各蒸気は連絡路０３に渡れる。
アフラム内輪（２）、ノズルダイアフラム外輪（３）で
固定されたノズル（１）を示し、このノズル（１）内に
は、ノズルダイアプラム内輪（２）とロータディスク（
６）とで形成された隙間０２１と、ノズルダイアフラム
外輪（３）の出口０滲とを結ぶ連絡路０階が設けられて
おり、連絡路α騰の入口は、タータディスク（６）の突
起（２ａ）の近傍に設けられている。すなわち、隙間ａ
ｚを通る蒸気の圧力をＰ、とし、ノズル（１）の根元部
近傍を通過する主流蒸気の圧力をＰ、とし、また連絡路
（ＬｌＪの入口圧力をＰ、とすれば、連絡路（１３１の
出口Ｉは蒸気が通過していないからその入口圧力Ｐ、は
一番低く、次に、主誇蒸気圧力自身は極めて昼いにして
も、突起（２ａ）、（２ｂ）およびラビリンス（２ｃ）
を通過する間にその主流蒸気圧力Ｐ、は極端に降下する
から二番目に低く、最後に隙間α２を通る蒸気圧力Ｐ、
が位置する。このように、各圧力はＰ＋＜Ｐｔ＜Ｐｓの
関係を満しているから、各蒸気は連絡路０３に渡れる。
かくして、本発明に係る蒸気タービンの冷却装置におい
て、管路を通る比較的圧力・温度の低い蒸気ａυは、空
所Ｅ、ラビリンス（８）、隙間０ｚを経て、その一部が
バランスホール（９）を通過する間に、ロータディスク
（６）を冷却し、その抜法段落のタービン構成部材を冷
却するとともに、残りの蒸気は主流蒸気Ｓと混合し、こ
の混合蒸気は連絡路０滲、その出口Ｉを通過後、矢印の
ように流れて次段落への主流蒸気Ｓに合流する。この合
流に際し、主流蒸気Ｓを乱すことも考えられるけれども
、段落間の距離Ｘはノズル（１）、動翼（４）間の距１
ＩＩＹに比較して長いから、吹き出し圧力が低く、この
ため主流蒸気Ｓの乱猜を生起するおそれはない。
て、管路を通る比較的圧力・温度の低い蒸気ａυは、空
所Ｅ、ラビリンス（８）、隙間０ｚを経て、その一部が
バランスホール（９）を通過する間に、ロータディスク
（６）を冷却し、その抜法段落のタービン構成部材を冷
却するとともに、残りの蒸気は主流蒸気Ｓと混合し、こ
の混合蒸気は連絡路０滲、その出口Ｉを通過後、矢印の
ように流れて次段落への主流蒸気Ｓに合流する。この合
流に際し、主流蒸気Ｓを乱すことも考えられるけれども
、段落間の距離Ｘはノズル（１）、動翼（４）間の距１
ＩＩＹに比較して長いから、吹き出し圧力が低く、この
ため主流蒸気Ｓの乱猜を生起するおそれはない。
以上説明した通り、本発明は超高圧・超高温の蒸気条件
を使って蒸気タービンの段落効率の向上を目指し、これ
に伴って冷却効率の改善を図るために、主流蒸気の一部
とロータディスク冷却用の蒸気とを合渡せしめ、この合
法蒸気を次段落に渡れるよう連絡孔をノズルダイアフラ
ム内輪、ノズル、ノズルダイアフラム外輪を通じて設け
たから、今迄のように主流蒸気の雌れを乱すようなこと
がなく、寸た主流蒸気の一部をロータディスク内に吸込
むようにしであるから、ノズル根元部に滞留する境界層
剥離に起因する段落効率低下も少なく。
を使って蒸気タービンの段落効率の向上を目指し、これ
に伴って冷却効率の改善を図るために、主流蒸気の一部
とロータディスク冷却用の蒸気とを合渡せしめ、この合
法蒸気を次段落に渡れるよう連絡孔をノズルダイアフラ
ム内輪、ノズル、ノズルダイアフラム外輪を通じて設け
たから、今迄のように主流蒸気の雌れを乱すようなこと
がなく、寸た主流蒸気の一部をロータディスク内に吸込
むようにしであるから、ノズル根元部に滞留する境界層
剥離に起因する段落効率低下も少なく。
なる等のすぐれた効果を奏する。
第１図は従来の蒸気タービンの冷却装置の実施例を示す
概略縦断面図、第２図は従来の冷却装置による冷却特性
線図、第３図は本発明に係る蒸気タービンの冷却装置の
実施例を示す概略縦断面図、第４図は第３図の要部拡大
断面図。 １・・・ノズル ２・・・ノズルダイアフラム内輪 ３・・ノズルダイアフラム外輪 ４・・・動翼 ５・・・ロータ ６・・・ロータディスク ９・・・バランスホール １２・・・隙間 １３・・・連絡路 ２ａ 、 ２ｂ・・・突起 ２ｃ・・・ラビリンス （７３１７）代理人弁理士 則 近 憲 佑（ほか１
名）第 ２ 図
概略縦断面図、第２図は従来の冷却装置による冷却特性
線図、第３図は本発明に係る蒸気タービンの冷却装置の
実施例を示す概略縦断面図、第４図は第３図の要部拡大
断面図。 １・・・ノズル ２・・・ノズルダイアフラム内輪 ３・・ノズルダイアフラム外輪 ４・・・動翼 ５・・・ロータ ６・・・ロータディスク ９・・・バランスホール １２・・・隙間 １３・・・連絡路 ２ａ 、 ２ｂ・・・突起 ２ｃ・・・ラビリンス （７３１７）代理人弁理士 則 近 憲 佑（ほか１
名）第 ２ 図
Claims (1)
- ノズルダイアフラム内外輪で支持固定されたノズルとロ
ータディスクに植設されたｔａｂ ３Ａとでタービン段
落を構成するものにｈ−いて、ノズルダイアフラム内輪
とロータディスクとで画成された隙間を通る冷却用蒸気
とノズルを通過する主流蒸気のうにしたことを特徴とす
る蒸気タービンの冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14775482A JPS5939902A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 蒸気タ−ビンの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14775482A JPS5939902A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 蒸気タ−ビンの冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5939902A true JPS5939902A (ja) | 1984-03-05 |
Family
ID=15437391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14775482A Pending JPS5939902A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 蒸気タ−ビンの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939902A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1473442A3 (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine, steam turbine plant and method of operating a steam turbine in a steam turbine plant |
| JP2011085138A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-28 | General Electric Co <Ge> | 間隙流れ制御のための渦チャンバ |
| JP2013050054A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Toshiba Corp | 蒸気タービン |
| EP3869013A1 (en) * | 2020-02-20 | 2021-08-25 | Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation | Axial flow turbine |
| US11492920B2 (en) | 2017-02-10 | 2022-11-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steam turbine |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP14775482A patent/JPS5939902A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1473442A3 (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine, steam turbine plant and method of operating a steam turbine in a steam turbine plant |
| JP2011085138A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-28 | General Electric Co <Ge> | 間隙流れ制御のための渦チャンバ |
| JP2013050054A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Toshiba Corp | 蒸気タービン |
| US11492920B2 (en) | 2017-02-10 | 2022-11-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steam turbine |
| EP3869013A1 (en) * | 2020-02-20 | 2021-08-25 | Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation | Axial flow turbine |
| US11761348B2 (en) | 2020-02-20 | 2023-09-19 | Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation | Axial flow turbine with upstream gland and extraction of cooling air |
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