JP2012149623A

JP2012149623A - Steam turbine

Info

Publication number: JP2012149623A
Application number: JP2011010694A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Nishimura; 利也西村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2031-01-21
Also published as: JP5669591B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam turbine wherein a pressure loss is small because separation of a steam flow in a steam inlet part does not occur.SOLUTION: The steam turbine 1 includes: an outer casing 2; an inner casing 4 stored in the outer casing 2; and a blade ring 22 supported in the inner casing 4, for fixing stationary blades 20. The inner casing 4 has: a nearly cylindrical outer plate 16; and support plates 18 fixed on the inner circumferential face of the outer plate 16, and supporting the blade ring 22. A blade ring 20A fixed with the first stage stationary blade 20 and the support plate 18A supporting it form the inner wall face 6A of the flat steam inlet part 6, and the inner wall face 6A is inclined to a rotor shaft orthogonal direction such that the width W of the steam inlet part 6 becomes wider as it goes away from a rotor 8.

Description

本発明は、例えば、火力発電所や原子力発電所等で用いられる蒸気タービンに関する。 The present invention relates to a steam turbine used in, for example, a thermal power plant or a nuclear power plant.

火力発電所や原子力発電所等の蒸気タービンとして、外車室及び内車室の二重車室構造を採用し、車室中央寄りに位置する蒸気入口部から流入した蒸気が左右に分流されるダブルフロー（複流方式）の蒸気タービンが知られている。 As a steam turbine for thermal power plants, nuclear power plants, etc., a double casing structure with an outer casing and an inner casing is adopted, and the steam flowing in from the steam inlet located near the center of the casing is split to the left and right A flow (double flow system) steam turbine is known.

この種の蒸気タービンの蒸気入口部は、ロータの全周に亘って連続した環状の蒸気通路を形成しており、外部から導入された蒸気がこの環状の蒸気通路内を周方向に流れて、蒸気入口部全体に行き渡るようになっている。 The steam inlet portion of this type of steam turbine forms an annular steam passage that is continuous over the entire circumference of the rotor, and steam introduced from the outside flows in the annular steam passage in the circumferential direction, It is designed to reach the entire steam inlet.

ところで、蒸気入口部における圧力損失を小さくするには、蒸気入口部の断面積（流路面積）を増大させることが必要である。
特許文献１には、内車室を構成するスチール要素をロータ軸直交方向に対して傾斜させて、蒸気入口部の断面積を増大させた蒸気タービンが記載されている。なお、静翼（ステータブレード）を固定するためのブレードキャリアは、スチール要素によって支持されている。
この蒸気タービンでは、蒸気入口部の内壁面の一部を構成するスチール要素がロータ軸直交方向に対して傾斜しているため、蒸気入口部の幅がロータから離れるにつれて大きくなり、蒸気入口部の断面積は比較的大きい。 By the way, in order to reduce the pressure loss at the steam inlet, it is necessary to increase the cross-sectional area (flow path area) of the steam inlet.
Patent Document 1 describes a steam turbine in which a steel element constituting an inner casing is inclined with respect to a direction perpendicular to the rotor axis to increase the cross-sectional area of the steam inlet portion. The blade carrier for fixing the stationary blade (stator blade) is supported by a steel element.
In this steam turbine, since the steel elements constituting a part of the inner wall surface of the steam inlet portion are inclined with respect to the direction perpendicular to the rotor axis, the width of the steam inlet portion increases as the distance from the rotor increases. The cross-sectional area is relatively large.

一方、蒸気タービンの静翼は、ブレードリング（翼根リング）を介して車室側に固定されるのが通常である。
特許文献２には、最終段静翼を固定するための翼根リングと、最終段前静翼を固定するための翼根リングとが記載されている。これらの翼根リングには、湿り蒸気からドレンを除去するための連通穴が設けられている。 On the other hand, the stationary blade of the steam turbine is usually fixed to the passenger compartment side via a blade ring (blade root ring).
Patent Document 2 describes a blade root ring for fixing the last stage stationary blade and a blade root ring for fixing the last stage stationary blade. These blade root rings are provided with communication holes for removing drain from the wet steam.

特開２００８−２４０７２５号公報JP 2008-240725 A 実開平４−９５６０４号公報Japanese Utility Model Publication No. 4-95604

しかしながら、特許文献１に記載の蒸気タービンでは、蒸気入口部の内壁面を形成する、ロータ軸直交方向に対して傾斜したスチール要素と、一段目の静翼（ステータブレード）を固定するためのブレードキャリアとが面一になっていない。このため、蒸気入口部に導入された蒸気が半径方向内方に流れる際、スチール要素とブレードキャリアとの境界（屈曲部）で蒸気流れの剥離が生じ、圧力損失が増大してしまう。 However, in the steam turbine described in Patent Document 1, a steel element that forms the inner wall surface of the steam inlet and is inclined with respect to the direction orthogonal to the rotor axis, and a blade for fixing the first stage stationary blade (stator blade) The carrier is not on the same level. For this reason, when the steam introduced into the steam inlet portion flows inward in the radial direction, the steam flow is separated at the boundary (bent portion) between the steel element and the blade carrier, and the pressure loss increases.

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、蒸気入口部における蒸気流れの剥離が起こらず、圧力損失が小さい蒸気タービンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a steam turbine that does not cause separation of the steam flow at the steam inlet and has a small pressure loss.

本発明に係る蒸気タービンは、車室中央寄りに位置する蒸気入口部に流入した蒸気が左右に分流するダブルフローの蒸気タービンであって、外車室および該外車室に収納される内車室と、前記内車室に支持され、静翼を固定するためのブレードリングとを備え、前記内車室は、略円筒状の外板および該外板の内周面に固定されて前記ブレードリングを支持する支持板を有し、一段目の静翼が固定されるブレードリング及びこれを支持する支持板が、平坦な前記蒸気入口部の内壁面を形成し、該内壁面は、ロータから離れるにつれて前記蒸気入口部の幅が広くなるように、ロータ軸直交方向に対して傾斜していることを特徴とする。 A steam turbine according to the present invention is a double-flow steam turbine in which steam flowing into a steam inlet located near the center of a passenger compartment is divided into left and right, and an outer casing and an inner casing accommodated in the outer casing, A blade ring that is supported by the inner casing and that fixes the stationary blade, and the inner casing is fixed to the substantially cylindrical outer plate and an inner peripheral surface of the outer plate to fix the blade ring. A blade ring having a supporting plate for supporting the first stage stationary blade and a supporting plate for supporting the blade ring form a flat inner wall surface of the steam inlet, and the inner wall surface is separated from the rotor. The steam inlet is inclined with respect to the direction perpendicular to the rotor axis so that the width of the steam inlet is wide.

この蒸気タービンでは、一段目の静翼が固定されるブレードリング及びこれを支持する支持板が、平坦な蒸気入口部の内壁面を形成しているから、蒸気入口部に導入された蒸気が半径方向内方に流れる際、ブレードリングと支持板との境界で蒸気流れが剥離することはない。よって、蒸気入口部に導入された蒸気が半径方向内方に流れる際の圧力損失を低減できる。
また、一段目の静翼が固定されるブレードリング及びこれを支持する支持板とによって形成される蒸気入口部の内壁面は、ロータから離れるにつれて蒸気入口部の幅が広くなるようにロータ軸直交方向に対して傾斜しているから、蒸気入口部の断面積（流路面積）は比較的大きい。よって、蒸気が蒸気入口部内を周方向に流れる際の圧力損失を低減できる。 In this steam turbine, since the blade ring to which the first stage stationary blade is fixed and the support plate that supports the blade ring form the inner wall surface of the flat steam inlet portion, the steam introduced into the steam inlet portion has a radius. When flowing inward in the direction, the vapor flow is not separated at the boundary between the blade ring and the support plate. Therefore, it is possible to reduce the pressure loss when the steam introduced into the steam inlet flows inward in the radial direction.
In addition, the inner wall surface of the steam inlet portion formed by the blade ring to which the first stage stationary blade is fixed and the support plate that supports the blade ring is orthogonal to the rotor axis so that the width of the steam inlet portion increases as the distance from the rotor increases. Since it is inclined with respect to the direction, the cross-sectional area (flow area) of the steam inlet is relatively large. Therefore, it is possible to reduce the pressure loss when the steam flows in the circumferential direction in the steam inlet portion.

上記蒸気タービンにおいて、最終段の静翼を支持するブレードリングと、その前段の静翼を支持するブレードリングとが一体化されていることが好ましい。 In the steam turbine, it is preferable that the blade ring that supports the stationary blade of the last stage and the blade ring that supports the stationary blade of the preceding stage are integrated.

これにより、最終段の静翼とその前段の静翼とを支持するブレードリングの断面係数が向上し、ブレードリングの剛性を維持しながら軽量化を図ることができる。 As a result, the section modulus of the blade ring that supports the final stage stationary blade and the preceding stage stationary blade is improved, and the weight can be reduced while maintaining the rigidity of the blade ring.

この場合、最終段の静翼とその前段の静翼とを支持する前記ブレードリングは、さらに、最終段の静翼の下流側のフローガイドを固定するための金物と一体化されていてもよい。 In this case, the blade ring that supports the final stage stationary blade and the preceding stage stationary blade may be further integrated with a hardware for fixing the flow guide on the downstream side of the final stage stationary blade. .

これにより、最終段の静翼とその前段の静翼とを支持するブレードリングの断面係数がより一層向上し、ブレードリングの剛性を維持しながら軽量化を図ることができる。 As a result, the section modulus of the blade ring that supports the final stage stationary blade and the preceding stage stationary blade is further improved, and the weight can be reduced while maintaining the rigidity of the blade ring.

また、最終段の静翼とその前段の静翼とを支持する前記ブレードリングは、断面略Ｔ字状部および断面略Ｌ字状部の少なくとも一方を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the blade ring that supports the last stage vane and the preceding stage vane has at least one of a substantially T-shaped section and a substantially L-shaped section.

上記蒸気タービンにおいて、前記内車室は、前記外板の内周面に固定される支持板を複数有し、前記支持板が、隣接する支持板の間に設けられた補強ロッド又は補強パイプによって補強されてもよい。 In the steam turbine, the inner casing includes a plurality of support plates fixed to the inner peripheral surface of the outer plate, and the support plates are reinforced by reinforcing rods or reinforcing pipes provided between adjacent support plates. May be.

ブレードリングを支持する支持板には、蒸気入口部から下流側に向かって流れる蒸気の曲げ力が作用する。そこで、隣接する支持板の間に補強ロッド又は補強パイプを設けることで、蒸気の曲げ力に起因する支持板の変形が抑制される。
これにより、内車室の重量をほとんど増加させることなく、内車室の剛性を向上させることができる。 A bending force of steam flowing from the steam inlet portion toward the downstream side acts on the support plate that supports the blade ring. Therefore, by providing a reinforcing rod or a reinforcing pipe between the adjacent support plates, the deformation of the support plates due to the bending force of the steam is suppressed.
Thereby, the rigidity of the inner casing can be improved without substantially increasing the weight of the inner casing.

上記蒸気タービンにおいて、前記蒸気入口部の内壁面がロータ軸直交方向に対してなす角度は、１０度以上２０度以下であることが好ましい。 In the steam turbine, an angle formed by an inner wall surface of the steam inlet portion with respect to a direction perpendicular to the rotor axis is preferably 10 degrees or more and 20 degrees or less.

このように、蒸気入口部の内壁面がロータ軸直交方向に対してなす角度を１０度以上にすることで、蒸気入口部の断面積（流路面積）を増大させて圧力損失を効果的に低減できる。
一方、同角度を２０度以下にすることで、蒸気入口部の断面積（流路面積）が半径方向内方に進むにつれて急激に縮小することに起因して圧力損失が増大してしまうことを防止できる。 In this way, by making the angle formed by the inner wall surface of the steam inlet portion with respect to the direction perpendicular to the rotor axis to be 10 degrees or more, the cross-sectional area (flow channel area) of the steam inlet portion is increased and pressure loss is effectively reduced Can be reduced.
On the other hand, when the same angle is set to 20 degrees or less, the pressure loss increases due to the rapid reduction of the cross-sectional area (flow channel area) of the steam inlet portion inward in the radial direction. Can be prevented.

上記蒸気タービンにおいて、前記内車室は、前記外板の内周面に固定される支持板を複数有し、一段目の静翼が固定されるブレードリングよりも下流側のブレードリングを支持する支持板は、前記蒸気入口部の内壁面と同じ側に傾斜していることが好ましい。 In the steam turbine, the inner casing has a plurality of support plates fixed to the inner peripheral surface of the outer plate, and supports a blade ring on the downstream side of the blade ring to which the first stage stationary blade is fixed. The support plate is preferably inclined to the same side as the inner wall surface of the steam inlet portion.

このように、一段目の静翼が固定されるブレードリングよりも下流側のブレードリングを支持する支持板を、蒸気入口部の内壁面と同じ側に傾斜させる（すなわち、半径方向内方に進むにつれて上流側に向かって延びるように傾斜させる）ことで、蒸気の曲げ力に起因する支持板の変形を抑制できる。 In this manner, the support plate that supports the blade ring downstream of the blade ring to which the first stage stationary blade is fixed is inclined to the same side as the inner wall surface of the steam inlet (that is, proceeds inward in the radial direction). Accordingly, the support plate can be prevented from being deformed due to the bending force of the steam.

この場合、一段目の静翼が固定されるブレードリングよりも下流側のブレードリングを支持する支持板がロータ軸直交方向に対してなす角度は、１０度以上２０度以下であることが好ましい。 In this case, the angle formed by the support plate supporting the blade ring on the downstream side of the blade ring to which the first stage stationary blade is fixed with respect to the direction perpendicular to the rotor axis is preferably 10 degrees or more and 20 degrees or less.

下流側のブレードリングを支持する支持板がロータ軸直交方向に対してなす角度を１０度以上にすることで、蒸気の曲げ力に起因する支持板の変形を効果的に抑制できる。一方、同角度を２０度以下にすることで、支持板間に抽気室を設ける場合であっても、抽気室用のスペースを容易に確保できる。 By making the angle formed by the support plate supporting the downstream blade ring with respect to the direction perpendicular to the rotor axis to be 10 degrees or more, deformation of the support plate due to the bending force of steam can be effectively suppressed. On the other hand, by setting the same angle to 20 degrees or less, even if a bleed chamber is provided between the support plates, a space for the bleed chamber can be easily secured.

本発明によれば、一段目の静翼が固定されるブレードリング及びこれを支持する支持板とで、平坦な蒸気入口部の内壁面を形成したので、蒸気入口部に導入された蒸気が半径方向内方に流れる際、ブレードリングと支持板との境界で蒸気流れが剥離することはない。
よって、蒸気入口部に導入された蒸気が半径方向内方に流れる際の圧力損失を低減できる。
また、一段目の静翼が固定されるブレードリング及びこれを支持する支持板とによって形成される蒸気入口部の内壁面は、ロータから離れるにつれて蒸気入口部の幅が広くなるようにロータ軸直交方向に対して傾斜しているから、蒸気入口部の断面積（流路面積）は比較的大きい。よって、蒸気が蒸気入口部内を周方向に流れる際の圧力損失を低減できる。 According to the present invention, the blade ring to which the first stage stationary blade is fixed and the support plate that supports the blade ring form the flat inner wall surface of the steam inlet portion, so that the steam introduced into the steam inlet portion has a radius. When flowing inward in the direction, the vapor flow is not separated at the boundary between the blade ring and the support plate.
Therefore, it is possible to reduce the pressure loss when the steam introduced into the steam inlet flows inward in the radial direction.
In addition, the inner wall surface of the steam inlet portion formed by the blade ring to which the first stage stationary blade is fixed and the support plate that supports the blade ring is orthogonal to the rotor axis so that the width of the steam inlet portion increases as the distance from the rotor increases. Since it is inclined with respect to the direction, the cross-sectional area (flow area) of the steam inlet is relatively large. Therefore, it is possible to reduce the pressure loss when the steam flows in the circumferential direction in the steam inlet portion.

蒸気タービンの構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of a steam turbine. 最終段の静翼及びその前段の静翼を支持する支持板の構成例を示す段面図である。It is a step view showing a configuration example of a support plate that supports the last stage stationary blade and the preceding stage stationary blade.

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely illustrative examples. Only.

図１は、蒸気タービンの構成例を示す断面図である。図２は、最終段の静翼及びその前段の静翼を支持する支持板の構成例を示す段面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a steam turbine. FIG. 2 is a step view showing a configuration example of a support plate that supports the final stage stationary blade and the preceding stage stationary blade.

図１に示す蒸気タービン１は、外車室２に内車室４が収納された構成を有し、車室中央寄りに位置する蒸気入口部６に流入した蒸気が左右に分流するダブルフロー（複流方式）の蒸気タービンである。なお、蒸気タービン１は、高圧タービン又は中圧タービンで仕事をした蒸気が流れる低圧タービンであってもよい。 A steam turbine 1 shown in FIG. 1 has a configuration in which an inner casing 4 is housed in an outer casing 2, and a double flow in which steam flowing into a steam inlet 6 located near the center of the casing is divided into left and right (double flow) System) steam turbine. The steam turbine 1 may be a low-pressure turbine through which steam that has worked in a high-pressure turbine or an intermediate-pressure turbine flows.

蒸気タービン１は、外車室２及び内車室４で覆われたロータ８を有する。ロータ８には、外周に動翼１０が取り付けられている。ロータ８は、外車室２の外でロータ軸受１２によって回転自在に支持される。また、ロータ８が外車室２を貫通する箇所には、蒸気の漏洩を防止するグランド１４が設けられている。 The steam turbine 1 has a rotor 8 covered with an outer casing 2 and an inner casing 4. A rotor blade 10 is attached to the outer periphery of the rotor 8. The rotor 8 is rotatably supported by the rotor bearing 12 outside the outer casing 2. Further, a gland 14 is provided at a location where the rotor 8 penetrates the outer casing 2 to prevent steam leakage.

内車室４は、略円筒状の外板１６と、この外板１６の内周面に固定された略円環状（傘状）の支持板１８（１８Ａ〜１８Ｄ）とで構成される。各支持板１８は、静翼２０を固定するためのブレードリング２２（２２Ａ〜２２Ｄ）を支持する。
なお、支持板１８へのブレードリング２２の固定は、支持板１８に形成した凸部（又は凹部）と、ブレードリング２２に形成した凹部（又は凸部）との嵌合によって行ってもよい。 The inner casing 4 includes a substantially cylindrical outer plate 16 and a substantially annular (umbrella-shaped) support plate 18 (18A to 18D) fixed to the inner peripheral surface of the outer plate 16. Each support plate 18 supports a blade ring 22 (22A to 22D) for fixing the stationary blade 20.
The blade ring 22 may be fixed to the support plate 18 by fitting a convex portion (or concave portion) formed on the support plate 18 and a concave portion (or convex portion) formed on the blade ring 22.

ブレードリング２２に固定された静翼２０は、隣接する動翼１０間に設けられ、ロータ軸方向にみて静翼２０と動翼１０とが交互に配置される。蒸気入口部６に導入された蒸気は、図１中の矢印Ｓで示すように、蒸気通路（動翼１０及び静翼２０が対峙する空間）内を下流側に向かって膨張しながら流れる。 The stationary blades 20 fixed to the blade ring 22 are provided between the adjacent moving blades 10, and the stationary blades 20 and the moving blades 10 are alternately arranged in the rotor axial direction. The steam introduced into the steam inlet 6 flows while expanding toward the downstream side in the steam passage (the space where the moving blade 10 and the stationary blade 20 face each other) as indicated by an arrow S in FIG.

本実施形態では、蒸気入口部６の内壁面６Ａは、一段目の静翼２０が固定されるブレードリング２２Ａ及びこれを支持する支持板１８Ａによって平坦に形成される。すなわち、一段目の静翼２０が固定されるブレードリング２２Ａと、これを支持する支持板１８Ａとが面一である。
そして、蒸気入口部６の内壁面６Ａは、ロータ８から離れるにつれて蒸気入口部６の幅Ｗが広くなるように、ロータ軸直交方向に対して傾斜している。 In the present embodiment, the inner wall surface 6A of the steam inlet 6 is formed flat by the blade ring 22A to which the first stage stationary blade 20 is fixed and the support plate 18A that supports the blade ring 22A. That is, the blade ring 22A to which the first stage stationary blade 20 is fixed and the support plate 18A that supports the blade ring 22A are flush with each other.
The inner wall surface 6 A of the steam inlet portion 6 is inclined with respect to the direction perpendicular to the rotor axis so that the width W of the steam inlet portion 6 increases as the distance from the rotor 8 increases.

このように、蒸気タービン１では、一段目の静翼２０が固定されるブレードリング２２Ａ及びこれを支持する支持板１８Ａが、平坦な蒸気入口部６の内壁面６Ａを形成しているから、蒸気入口部６に導入された蒸気が半径方向内方に流れる際、ブレードリング２２Ａと支持板１８Ａとの境界で蒸気流れが剥離することはない。よって、蒸気入口部６に導入された蒸気が半径方向内方に流れる際の圧力損失を低減できる。
また、一段目の静翼２０が固定されるブレードリング２２Ａ及びこれを支持する支持板１８Ａとによって形成される蒸気入口部６の内壁面６Ａは、ロータ８から離れるにつれて蒸気入口部６の幅Ｗが広くなるようにロータ軸直交方向に対して傾斜している。そのため、蒸気入口部の内壁面がロータ軸に直交して設けられた場合に比べて、蒸気入口部６の断面積（流路面積）を大きく確保できる。よって、蒸気が蒸気入口部６内を周方向に流れる際の圧力損失を低減できる。 Thus, in the steam turbine 1, the blade ring 22 A to which the first stage stationary blade 20 is fixed and the support plate 18 A that supports the blade ring 22 form the inner wall surface 6 A of the flat steam inlet 6. When the steam introduced into the inlet portion 6 flows inward in the radial direction, the steam flow is not separated at the boundary between the blade ring 22A and the support plate 18A. Therefore, the pressure loss when the steam introduced into the steam inlet 6 flows radially inward can be reduced.
Further, the inner wall surface 6A of the steam inlet portion 6 formed by the blade ring 22A to which the first stage stationary blade 20 is fixed and the support plate 18A that supports the blade ring 22A, the width W of the steam inlet portion 6 increases as the distance from the rotor 8 increases. Is inclined with respect to the direction perpendicular to the rotor axis. Therefore, compared with the case where the inner wall surface of the steam inlet portion is provided orthogonal to the rotor axis, a larger cross-sectional area (flow channel area) of the steam inlet portion 6 can be secured. Therefore, the pressure loss when the steam flows in the circumferential direction in the steam inlet portion 6 can be reduced.

また、蒸気入口部６の内壁面６Ａがロータ軸直交方向に対してなす角度θは、１０度以上２０度以下であることが好ましい。 Further, the angle θ formed by the inner wall surface 6A of the steam inlet 6 with respect to the direction perpendicular to the rotor axis is preferably 10 degrees or more and 20 degrees or less.

このように、蒸気入口部６の内壁面６Ａがロータ軸直交方向に対してなす角度θを１０度以上にすることで、蒸気入口部６の断面積（流路面積）を増大させて圧力損失を効果的に低減できる。
一方、同角度θを２０度以下にすることで、蒸気入口部６の断面積（流路面積）が半径方向内方に進むにつれて急激に縮小することに起因して圧力損失が増大してしまうことを防止できる。 As described above, the angle θ formed by the inner wall surface 6A of the steam inlet portion 6 with respect to the direction perpendicular to the rotor axis is 10 degrees or more, thereby increasing the cross-sectional area (flow area) of the steam inlet portion 6 and pressure loss. Can be effectively reduced.
On the other hand, when the same angle θ is set to 20 degrees or less, the pressure loss increases due to the rapid reduction of the cross-sectional area (flow channel area) of the steam inlet 6 as it progresses inward in the radial direction. Can be prevented.

また、一段目の静翼２０が固定されるブレードリング２２Ａよりも下流側のブレードリング２２を支持する支持板１８は、蒸気入口部６の内壁面６Ａと同じ側に傾斜していることが好ましい。例えば、図１に示すように、ブレードリング２２Ａよりも下流側のブレードリング２２を支持する支持板のうち支持板１８Ｂ及び１８Ｃを、支持板１８Ａと平行に配置してもよい。 The support plate 18 that supports the blade ring 22 on the downstream side of the blade ring 22A to which the first stage stationary blade 20 is fixed is preferably inclined to the same side as the inner wall surface 6A of the steam inlet portion 6. . For example, as shown in FIG. 1, among the support plates that support the blade ring 22 on the downstream side of the blade ring 22A, the support plates 18B and 18C may be arranged in parallel with the support plate 18A.

このように、ブレードリング２２Ａよりも下流側のブレードリング２２を支持する支持板１８を、蒸気入口部６の内壁面６Ａと同じ側に傾斜させる（すなわち、半径方向内方に進むにつれて上流側に向かって延びるように傾斜させる）ことで、蒸気の曲げ力に起因する支持板１８の変形を抑制できる。 In this way, the support plate 18 that supports the blade ring 22 on the downstream side of the blade ring 22A is inclined to the same side as the inner wall surface 6A of the steam inlet portion 6 (that is, toward the upstream side as it progresses radially inward). By tilting the support plate 18 so as to extend, the deformation of the support plate 18 due to the bending force of the steam can be suppressed.

この場合、ブレードリング２２Ａよりも下流側のブレードリング２２を支持する支持板１８がロータ軸直交方向に対してなす角度は、１０度以上２０度以下であることが好ましい。 In this case, the angle formed by the support plate 18 that supports the blade ring 22 on the downstream side of the blade ring 22A with respect to the direction perpendicular to the rotor axis is preferably 10 degrees or more and 20 degrees or less.

ブレードリング２２Ａよりも下流側のブレードリング２２を支持する支持板１８がロータ軸直交方向に対してなす角度を１０度以上にすることで、蒸気の曲げ力に起因する支持板１８の変形を効果的に抑制できる。一方、同角度を２０度以下にすることで、支持板１８間に後述の抽気室２６を設ける場合であっても、抽気室用のスペースを容易に確保できる。 The support plate 18 that supports the blade ring 22 on the downstream side of the blade ring 22A has an angle of 10 degrees or more with respect to the direction perpendicular to the rotor axis, so that the deformation of the support plate 18 due to the steam bending force is effective. Can be suppressed. On the other hand, by setting the same angle to 20 degrees or less, even if a later-described extraction chamber 26 is provided between the support plates 18, a space for the extraction chamber can be easily secured.

また、支持板１８は、隣接する支持板１８間に設けられ、タービン軸方向に延びる補強パイプ２４によって補強されていてもよい。
ブレードリング２２を支持する支持板１８には、蒸気入口部６から下流側に向かって流れる蒸気の曲げ力が作用する。そこで、隣接する支持板１８間に補強パイプ２４を設けることで、蒸気の曲げ力に起因する支持板１８の変形が抑制される。これにより、内車室４の重量をほとんど増加させることなく、内車室６の剛性を向上させることができる。
なお、補強パイプ２４に替えて補強ロッドを用いてもよい。 The support plate 18 may be reinforced by a reinforcement pipe 24 that is provided between the adjacent support plates 18 and extends in the turbine axial direction.
A bending force of steam flowing from the steam inlet portion 6 toward the downstream side acts on the support plate 18 that supports the blade ring 22. Therefore, by providing the reinforcing pipe 24 between the adjacent support plates 18, deformation of the support plate 18 due to the bending force of the steam is suppressed. Thereby, the rigidity of the inner casing 6 can be improved without substantially increasing the weight of the inner casing 4.
A reinforcing rod may be used instead of the reinforcing pipe 24.

一般に、蒸気入口部には、両側の内壁面を支持する複数本のステーをロータ軸方向に環状に配置し、蒸気圧力により内壁面がロータ軸方向の両側に開くことを防止している。本実施形態では、蒸気入口部６の下流側の傾斜した支持板１８と補強パイプ２４（又は補強ロッド）の組合せ構造により内車室４全体の剛性を上げている。そのため、蒸気入口部６の空間にステーを設ける必要がなく、蒸気入口部６の構造が簡単になる。 In general, a plurality of stays that support inner wall surfaces on both sides are arranged annularly in the rotor axial direction at the steam inlet portion to prevent the inner wall surfaces from opening on both sides in the rotor axial direction due to steam pressure. In the present embodiment, the rigidity of the entire inner casing 4 is increased by the combined structure of the inclined support plate 18 and the reinforcing pipe 24 (or reinforcing rod) on the downstream side of the steam inlet portion 6. For this reason, it is not necessary to provide a stay in the space of the steam inlet portion 6, and the structure of the steam inlet portion 6 is simplified.

また、隣接する支持板１８の間に抽気室２６（２６Ａ〜２６Ｃ）を設けてもよい。抽気室２６は、ロータ８の全周に亘って連続する環状の空間であり、車室外部へと延びる抽気管（不図示）に連通している。 Moreover, you may provide the extraction chamber 26 (26A-26C) between the adjacent support plates 18. FIG. The bleed chamber 26 is an annular space continuous over the entire circumference of the rotor 8 and communicates with an bleed pipe (not shown) extending to the outside of the vehicle compartment.

図２に示すように、最下流側のブレードリング２２Ｄは、最終段の静翼２０を支持するブレードリングと、その前段の静翼２０を支持するブレードリングとが一体化されたものである。
このように、最終段の静翼２０を支持するブレードリングと、その前段の静翼２０を支持するブレードリングとを一体化することで、ブレードリング２２Ｄの断面係数が向上し、ブレードリング２２Ｄの剛性を維持しながら軽量化を図ることができる。例えば、図２に示すように、比較的薄い板状部材によりブレードリング２２Ｄを形成することができる。 As shown in FIG. 2, the most downstream blade ring 22 D is obtained by integrating a blade ring that supports the final stage stationary blade 20 and a blade ring that supports the preceding stage stationary blade 20.
Thus, by integrating the blade ring that supports the final stage stationary blade 20 and the blade ring that supports the preceding stage stationary blade 20, the sectional modulus of the blade ring 22 D is improved, Weight reduction can be achieved while maintaining rigidity. For example, as shown in FIG. 2, the blade ring 22D can be formed of a relatively thin plate-like member.

従来の蒸気タービンでは、ブレードリングが塊状であり比較的質量が大きく、熱容量が大きかった。このため、蒸気タービンの起動時にロータとブレードリングとの昇温速度に差異が生じ、ロータに比較して内車室側（ブレードリング）のロータ軸方向の伸びが時間的に遅れることが多かった。また、ブレードリングの質量が比較的大きいことから、材料コストが嵩むという問題があった。
この点、上述のように、ブレードリング２２Ｄの断面係数の向上によって、内車室４の剛性を維持しながら、ブレードリング２２Ｄの軽量化を図ることで、ロータと内車室４とのロータ軸方向の伸び差を低減するとともに、ブレードリング２２Ｄの材料コストを削減できる。 In the conventional steam turbine, the blade ring is in a massive shape, has a relatively large mass, and has a large heat capacity. For this reason, when the steam turbine is started, there is a difference in the heating rate between the rotor and the blade ring, and the elongation in the rotor axial direction on the inner casing side (blade ring) is often delayed in time compared to the rotor. . Further, since the mass of the blade ring is relatively large, there is a problem that the material cost increases.
In this regard, as described above, by improving the section modulus of the blade ring 22D, the rotor shaft of the rotor and the inner casing 4 can be reduced by reducing the weight of the blade ring 22D while maintaining the rigidity of the inner casing 4. It is possible to reduce the difference in elongation in the direction and reduce the material cost of the blade ring 22D.

この場合、ブレードリング２２Ｄは、さらに、最終段の静翼２０の下流側のフローガイド２８を固定するための金物３０と一体化されていてもよい（図２参照）。これにより、最終段の静翼２０とその前段の静翼２０とを支持するブレードリング２２Ｄの断面係数がより一層向上し、ブレードリング２２Ｄの剛性を維持しながら軽量化を図ることができる。 In this case, the blade ring 22D may be further integrated with a hardware 30 for fixing the flow guide 28 on the downstream side of the final stage stationary blade 20 (see FIG. 2). As a result, the sectional modulus of the blade ring 22D that supports the final stage stationary blade 20 and the preceding stage stationary blade 20 is further improved, and the weight can be reduced while maintaining the rigidity of the blade ring 22D.

また、図２に示すように、ブレードリング２２Ｄは、断面略Ｔ字状部３２および断面略Ｌ字状部３４の少なくとも一方を有することが好ましい。これにより、最終段の静翼２０とその前段の静翼２０とを支持するブレードリング２２Ｄの断面係数がより一層向上し、ブレードリング２２Ｄの剛性を維持しながら軽量化を図ることができる。 Further, as shown in FIG. 2, the blade ring 22 D preferably has at least one of a substantially T-shaped section 32 and a substantially L-shaped section 34. As a result, the sectional modulus of the blade ring 22D that supports the final stage stationary blade 20 and the preceding stage stationary blade 20 is further improved, and the weight can be reduced while maintaining the rigidity of the blade ring 22D.

上記構成のブレードリング２２Ｄは、内車室４の外板１６の端部に設けられたフランジ部３６にボルト３８を用いて固定される。このように、ブレードリング２２Ｄを内車室４の支持板１８Ｄだけでなくフランジ部３６に固定することで、ブレードリング２２Ｄを比較的薄い板状部材等で形成し軽量化する場合であっても、最終段及びその前段の静翼２０やブレードリング２２Ｄの振動を防止できる。 The blade ring 22 D having the above configuration is fixed to the flange portion 36 provided at the end portion of the outer plate 16 of the inner casing 4 using a bolt 38. Thus, even when the blade ring 22D is formed of a relatively thin plate-like member or the like to be reduced in weight by fixing the blade ring 22D not only to the support plate 18D of the inner casing 4 but also to the flange portion 36. The vibration of the stationary blade 20 and the blade ring 22D in the last stage and the preceding stage can be prevented.

なお、ブレードリング２２Ｄには、最終段前段の静翼２０に対応する位置にドレン孔（スリット）４４が設けられていてもよい。これにより、最終段前段の静翼２０を流れる蒸気からドレンを除去することができる。
なお、ドレン孔４４により除去されたドレンは、ドレン溜めカバー４０とブレードリング２２Ｄとで囲まれたドレン溜め４２に導かれた後、連通孔４３Ａ，４３Ｂを順に通ってフローガイド２８の下流側の排気室４６に排出される。 The blade ring 22 D may be provided with a drain hole (slit) 44 at a position corresponding to the stationary blade 20 at the stage before the final stage. Thereby, drain can be removed from the steam flowing through the stationary blade 20 in the stage before the final stage.
The drain removed by the drain hole 44 is guided to the drain reservoir 42 surrounded by the drain reservoir cover 40 and the blade ring 22D, and then passes through the communication holes 43A and 43B in order, on the downstream side of the flow guide 28. It is discharged into the exhaust chamber 46.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various improvement and deformation | transformation may be performed.

１蒸気タービン
２外車室
４内車室
６蒸気入口部
６Ａ内壁面
８ロータ
１０動翼
１２ロータ軸受
１４グランド
１６外板
１８支持板
２０静翼
２２ブレードリング
２４補強パイプ
２６抽気室
２８フローガイド
３０金物
３２断面略Ｔ字状部
３４断面略Ｌ字状部
３６フランジ部
３８ボルト
４０ドレン溜めカバー
４２ドレン溜め
４３Ａ連通孔
４３Ｂ連通孔
４４ドレン孔
４６排気室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steam turbine 2 Outer casing 4 Inner casing 6 Steam inlet part 6A Inner wall surface 8 Rotor 10 Rotor blade 12 Rotor bearing 14 Ground 16 Outer plate 18 Support plate 20 Stator blade 22 Blade ring 24 Reinforcement pipe 26 Extraction chamber 28 Flow guide 30 Hardware 32 Sectional T-shaped section 34 Sectional L-shaped section 36 Flange section 38 Bolt 40 Drain reservoir cover 42 Drain reservoir 43A Communication hole 43B Communication hole 44 Drain hole 46 Exhaust chamber

Claims

車室中央寄りに位置する蒸気入口部に流入した蒸気が左右に分流するダブルフローの蒸気タービンであって、
外車室および該外車室に収納される内車室と、
前記内車室に支持され、静翼を固定するためのブレードリングとを備え、
前記内車室は、略円筒状の外板および該外板の内周面に固定されて前記ブレードリングを支持する支持板を有し、
一段目の静翼が固定されるブレードリング及びこれを支持する支持板が、平坦な前記蒸気入口部の内壁面を形成し、該内壁面は、ロータから離れるにつれて前記蒸気入口部の幅が広くなるように、ロータ軸直交方向に対して傾斜していることを特徴とする蒸気タービン。 A double-flow steam turbine in which steam flowing into the steam inlet located near the center of the passenger compartment is divided into left and right;
An outer casing and an inner casing accommodated in the outer casing;
A blade ring supported by the inner casing and for fixing the stationary blade,
The inner casing has a substantially cylindrical outer plate and a support plate that is fixed to the inner peripheral surface of the outer plate and supports the blade ring,
A blade ring to which a first stage stationary blade is fixed and a support plate that supports the blade ring form a flat inner wall surface of the steam inlet portion, and the inner wall surface increases in width as the steam inlet portion is separated from the rotor. The steam turbine is characterized by being inclined with respect to the direction perpendicular to the rotor axis.

最終段の静翼を支持するブレードリングと、その前段の静翼を支持するブレードリングとが一体化された請求項１に記載の蒸気タービン。 The steam turbine according to claim 1, wherein the blade ring that supports the last stage stationary blade and the blade ring that supports the preceding stage stationary blade are integrated.

最終段の静翼とその前段の静翼とを支持する前記ブレードリングは、さらに、最終段の静翼の下流側のフローガイドを固定するための金物と一体化された請求項２に記載の蒸気タービン。 The blade ring for supporting the final stage stationary blade and the preceding stage stationary blade is further integrated with a hardware for fixing a flow guide downstream of the final stage stationary blade. Steam turbine.

最終段の静翼とその前段の静翼とを支持する前記ブレードリングは、断面略Ｔ字状部および断面略Ｌ字状部の少なくとも一方を有する請求項２又は３に記載の蒸気タービン。 4. The steam turbine according to claim 2, wherein the blade ring that supports the final stage stationary blade and the preceding stage stationary blade has at least one of a substantially T-shaped section and a substantially L-shaped section. 5.

前記内車室は、前記外板の内周面に固定される支持板を複数有し、
前記支持板が、隣接する支持板の間に設けられた補強ロッド又は補強パイプによって補強される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蒸気タービン。 The inner casing has a plurality of support plates fixed to the inner peripheral surface of the outer plate,
The steam turbine according to any one of claims 1 to 4, wherein the support plate is reinforced by a reinforcement rod or a reinforcement pipe provided between adjacent support plates.

前記蒸気入口部の内壁面がロータ軸直交方向に対してなす角度は、１０度以上２０度以下である請求項１乃至５のいずれか一項に記載の蒸気タービン。 The steam turbine according to any one of claims 1 to 5, wherein an angle formed by an inner wall surface of the steam inlet portion with respect to a direction perpendicular to the rotor axis is 10 degrees or more and 20 degrees or less.

前記内車室は、前記外板の内周面に固定される支持板を複数有し、
一段目の静翼が固定されるブレードリングよりも下流側のブレードリングを支持する支持板は、前記蒸気入口部の内壁面と同じ側に傾斜している請求項１乃至６のいずれか一項に記載の蒸気タービン。 The inner casing has a plurality of support plates fixed to the inner peripheral surface of the outer plate,
The support plate for supporting the blade ring on the downstream side of the blade ring to which the first stage stationary blade is fixed is inclined to the same side as the inner wall surface of the steam inlet portion. The steam turbine described in 1.

一段目の静翼が固定されるブレードリングよりも下流側のブレードリングを支持する支持板がロータ軸直交方向に対してなす角度は、１０度以上２０度以下である請求項７に記載の蒸気タービン。 The steam according to claim 7, wherein an angle formed by the support plate supporting the blade ring downstream of the blade ring to which the first stage stationary blade is fixed with respect to the direction perpendicular to the rotor axis is 10 degrees or more and 20 degrees or less. Turbine.