JP2018527505A - Steam turbine rotor cooling - Google Patents

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シーメンス アクティエンゲゼルシャフト
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Abstract

本発明は、蒸気タービンと、当該蒸気タービンを運転するための方法と、に関する。蒸気タービンは、高圧部分（１）と、別個の、複流式の中圧部分（１１）とを含んでおり、冷却蒸気が、高圧部分タービン（１）から中圧部分タービン（１１）に流れる。冷却蒸気は、スラスト補償ピストン（５）と高圧内側ハウジング（８）との間に形成された冷却蒸気空間（９）から取り出され、冷却導管（２４）を通って、中圧部分タービンの中圧流入領域（１７）内に配置されたロータの逃げ溝（２５）に誘導される。The present invention relates to a steam turbine and a method for operating the steam turbine. The steam turbine includes a high pressure portion (1) and a separate, double flow, intermediate pressure portion (11), and cooling steam flows from the high pressure partial turbine (1) to the intermediate pressure partial turbine (11). The cooling steam is taken from the cooling steam space (9) formed between the thrust compensating piston (5) and the high pressure inner housing (8) and passes through the cooling conduit (24) to the medium pressure partial turbine medium pressure. It is guided to a rotor relief groove (25) arranged in the inflow region (17).

Description

本発明は蒸気タービンに関するものであり、当該蒸気タービンは、高圧部分タービンであって、複数のロータブレードを有し、回転可能に取り付けられた、スラスト補償ピストンを有する高圧ロータを含む高圧部分タービンと、高圧ロータの周囲に配置された高圧内側ハウジングであって、スラスト補償ピストンと高圧内側ハウジングとの間には、冷却蒸気空間が形成されている高圧内側ハウジングと、中圧ロータを含む中圧部分タービンであって、中圧ロータは、流入領域を有しており、流体技術的に高圧部分タービンに接続された冷却導管が流入領域に突出している中圧部分タービンと、を含んでいる。   The present invention relates to a steam turbine, which is a high pressure partial turbine comprising a high pressure rotor having a plurality of rotor blades and a rotatably mounted thrust compensating piston; A high pressure inner housing arranged around the high pressure rotor, wherein a cooling steam space is formed between the thrust compensating piston and the high pressure inner housing, and an intermediate pressure portion including the intermediate pressure rotor The intermediate pressure rotor includes an intermediate pressure partial turbine having an inflow region and having a cooling conduit fluidly connected to the high pressure partial turbine projecting into the inflow region.

本発明はさらに、蒸気タービンを運転するための方法に関する。   The invention further relates to a method for operating a steam turbine.

本出願において、蒸気タービンとは、作動媒体が蒸気の形態で貫流する、あらゆるタービン又は部分タービンであると理解される。これとは異なり、ガスタービンは、作動媒体としてガス及び／又は空気が貫流するが、当該ガス及び／又は空気は、蒸気タービンにおける蒸気とは全く異なる温度条件及び圧力条件下に置かれている。   In this application, a steam turbine is understood to be any turbine or partial turbine in which the working medium flows through in the form of steam. On the other hand, gas and / or air flow through the gas turbine as a working medium, but the gas and / or air is placed under completely different temperature and pressure conditions from the steam in the steam turbine.

一般的に、蒸気タービンは、ブレードが設けられた、回転可能に取り付けられたロータを含んでおり、ロータは、ハウジング又はハウジングシェル内部に配置されている。ハウジングシェルによって形成された流路の内側空間を、加熱及び加圧された蒸気が貫流する際に、ロータは、ブレードを介して、蒸気によって回転させられる。ロータのブレードは、ロータブレードとも呼ばれる。一般的に、内側ハウジングにはさらに、固定されたガイドベーンが設けられており、ガイドベーンは、本体の軸方向延在部分に沿って、ロータブレードの隙間に到達している。ガイドベーンは一般的に、蒸気タービンハウジングの内面に沿って、第１の位置に保持されている。その際、ガイドベーンは一般的に、ガイドベーン列の一部であり、ガイドベーン列は、内周に沿って、蒸気タービンハウジングの内面に配置された、複数のガイドベーンを含んでいる。その際、各ガイドベーンは、そのブレードで径方向内側を向いている。上述の、軸方向延在部分に沿った第１の位置におけるガイドベーン列は、ガイドベーングリッド又はガイドベーンリングとも呼ばれる。一般的に、複数のガイドベーン列が、相前後して接続されている。対応して、軸方向延在部分に沿った第１の位置の後方の第２の位置には、さらなる第２のブレードが、蒸気タービンハウジングの内面に沿って保持されている。ガイドベーン列とロータブレード列との対は、ブレード段とも呼ばれる。   Generally, a steam turbine includes a rotatably mounted rotor provided with blades, the rotor being disposed within a housing or housing shell. When heated and pressurized steam flows through the inner space of the flow path formed by the housing shell, the rotor is rotated by the steam through the blades. The blades of the rotor are also called rotor blades. Generally, the inner housing is further provided with a fixed guide vane, and the guide vane reaches the gap between the rotor blades along the axially extending portion of the main body. The guide vanes are generally held in a first position along the inner surface of the steam turbine housing. In this case, the guide vane is generally a part of the guide vane row, and the guide vane row includes a plurality of guide vanes arranged on the inner surface of the steam turbine housing along the inner periphery. At that time, each guide vane is directed radially inward by the blade. The above-described guide vane row in the first position along the axially extending portion is also referred to as a guide vane grid or guide vane ring. In general, a plurality of guide vane rows are connected one after the other. Correspondingly, a second second blade is held along the inner surface of the steam turbine housing in a second position behind the first position along the axially extending portion. The pair of guide vane row and rotor blade row is also called a blade stage.

このような蒸気タービンのハウジングシェルは、複数のハウジング部分から形成され得る。蒸気タービンのハウジングシェルは、特に、蒸気タービン又は部分タービンの、固定されたハウジング部材であり、当該ハウジング部材は、蒸気タービンの長手方向に沿って、流路の形状で内部空間を有しており、当該内部空間は、蒸気の形態の作動媒体が貫流するように設けられていると理解されるべきである。これは、蒸気タービンの種類に応じて、内側ハウジング及び／又はガイドベーン担体であり得る。しかしまた、内側ハウジング又はガイドベーンキャリアを有さないタービンハウジングを設けることも可能である。   Such a steam turbine housing shell may be formed from a plurality of housing portions. The housing shell of a steam turbine is a fixed housing member, in particular of a steam turbine or a partial turbine, which has an internal space in the form of a flow path along the longitudinal direction of the steam turbine. It should be understood that the interior space is provided for the working medium in the form of steam to flow through it. This can be an inner housing and / or a guide vane carrier, depending on the type of steam turbine. However, it is also possible to provide a turbine housing without an inner housing or guide vane carrier.

効率の理由から、このような蒸気タービンの設計は、いわゆる「高い蒸気パラメータ」、すなわち特に高い蒸気圧及び／又は高い蒸気温度にとって、望ましいものであり得る。とは言え、特に温度上昇は、材料技術的な理由から、無制限に可能ではない。従って、その際、特に高い温度においても、蒸気タービンの経済的かつ安全な運転を可能にするために、各部材又は構成要素の冷却が望ましい。これらの部材はすなわち、その温度安定性が限られている。効果的な冷却を行わないのであれば、温度が上昇した場合に、非常に高価な材料（例えばニッケルベース合金）が必要になる。   For efficiency reasons, such a steam turbine design may be desirable for so-called “high steam parameters”, ie particularly high steam pressure and / or high steam temperature. However, an increase in temperature is not possible indefinitely, especially for material technical reasons. Therefore, in this case, cooling of each member or component is desirable in order to enable economical and safe operation of the steam turbine, especially at high temperatures. These members thus have limited temperature stability. Without effective cooling, very expensive materials (e.g. nickel-based alloys) are required when the temperature rises.

特に蒸気タービンハウジング又はロータの形状における蒸気タービンの本体に関する、従来の冷却方法では、能動冷却と受動冷却とが区別される。能動冷却の場合、冷却は、蒸気タービンの本体に個別に、すなわち作動媒体に加えて供給される冷却媒体を通じて行われる。それに対して、受動冷却は、単に作動媒体の適切な誘導又は使用を通じて行われる。従来は、蒸気タービンの本体は、好ましくは受動的に冷却されていた。   Conventional cooling methods, particularly relating to the body of the steam turbine in the form of a steam turbine housing or rotor, distinguish between active and passive cooling. In the case of active cooling, the cooling takes place individually through the body of the steam turbine, i.e. through a cooling medium supplied in addition to the working medium. In contrast, passive cooling is simply through the proper induction or use of the working medium. In the past, the body of the steam turbine has preferably been passively cooled.

蒸気タービンは通常、高圧部分タービン、中圧部分タービン及び低圧部分タービンを含んでいる。生蒸気は、まず高圧部分タービンに流入し、次に、中圧部分タービンへ流れ、その後、低圧部分タービンへと流れる。蒸気タービンは、蒸気発電所において、例えば化石燃料蒸気発電所において用いられる。化石燃料蒸気発電所では、得られるべき効率に対する要求が増大している。より高い蒸気温度に合わせた設計が、ますます求められ、望まれている。従って、６３０度までの入口温度が望ましい。このような高い温度は、ロータ及びハウジングの材料の高い熱負荷につながる。ロータの使用限界は、流入領域等の、熱負荷の高い領域によって到達される。温度が上昇すると、ロータの材料に関する強度定数が、過度に減少する。従って、材料温度から、特に中圧部分タービンロータの場合、シャフト内部の稼働率に関する最大許容シャフト直径、又は、特に６０Ｈｚで使用した場合に制限につながり得る、ロータの周縁付近領域における最大許容遠心力が明らかになる。一般的に、温度低下によって、すなわち表面及び／又はシャフト内部が冷却されることによって、所定の材料におけるロータの機械的使用限界の拡大が得られるか、又は、別の場合では、より高価で貴重な材料への交換が回避される。しかしながら、各冷却が、部分タービンの効率にネガティブな影響を与えるということが問題である。従って、その圧力レベルが、中圧の流入の圧力レベルよりもわずかに高い冷却蒸気を使用することは、必要な冷却蒸気量を最小化する際の、既知の、効率に関しても有用な可能性である。このような蒸気は、再加熱及び中圧弁のみを迂回し、動作しているタービン段は迂回しないので、効率に与える影響は、比較的小さいままである。特に、比較的大型の、複流に構成された中圧部分タービンでは、しばしば、ロータ軸が、完全性に関して主導的な地位にある。なぜなら、そこでは、大きな遠心力と高い温度との組み合わせは、クリープひずみ又はクリープ疲労につながるからである。従って、高圧排気を採取し、対角段のガイドリングのシールド下方に誘導し、それによって中圧部分タービンの流入領域を冷却することが知られている。それゆえ、熱力学的損失は、少ないと見積もられる。とは言え、この場合、中圧部分タービンの流入領域が、比較的大きな温度差に直面するという欠点が存在する。   Steam turbines typically include a high pressure partial turbine, a medium pressure partial turbine, and a low pressure partial turbine. The live steam first flows into the high pressure partial turbine, then flows to the medium pressure partial turbine, and then flows to the low pressure partial turbine. Steam turbines are used in steam power plants, for example in fossil fuel steam power plants. In fossil fuel steam power plants, there is an increasing demand for efficiency to be obtained. Designs tailored to higher steam temperatures are increasingly required and desired. Therefore, inlet temperatures up to 630 degrees are desirable. Such high temperatures lead to high heat loads on the rotor and housing materials. The usage limit of the rotor is reached by areas with high heat loads, such as inflow areas. As the temperature increases, the strength constant for the rotor material decreases excessively. Therefore, the maximum permissible centrifugal force in the region near the rotor periphery, which can lead to limitations from the material temperature, especially in the case of medium pressure partial turbine rotors, the maximum permissible shaft diameter with respect to the operating rate inside the shaft, or especially when used at 60 Hz. Becomes clear. In general, an increase in the mechanical use limit of a rotor in a given material is obtained by lowering the temperature, i.e. cooling the surface and / or the inside of the shaft, or in other cases more expensive and valuable. Replacement with new materials is avoided. However, the problem is that each cooling has a negative impact on the efficiency of the partial turbine. Therefore, the use of a cooling steam whose pressure level is slightly higher than the pressure level of the medium pressure inflow is a known and efficient possibility for minimizing the amount of cooling steam required. is there. Since such steam bypasses only the reheat and intermediate pressure valves and does not bypass the operating turbine stage, the impact on efficiency remains relatively small. In particular, in relatively large, double-flow configured medium pressure partial turbines, the rotor shaft is often in a leading position for completeness. This is because the combination of high centrifugal force and high temperature leads to creep strain or creep fatigue. It is therefore known to collect high pressure exhaust and guide it below the shield of the diagonal guide ring, thereby cooling the inflow region of the medium pressure partial turbine. Therefore, the thermodynamic loss is estimated to be small. However, in this case, there is a drawback that the inflow region of the medium pressure partial turbine faces a relatively large temperature difference.

高圧排気の温度よりも高い、冷却蒸気の温度は、冷却に十分であろう。しかしながら、高圧のブレードの高温領域から蒸気を取り出すことは、非生産的である。なぜなら、高温領域では、圧力差と共に、熱力学的損失も増大するからである。   A temperature of the cooling steam that is higher than the temperature of the high pressure exhaust will be sufficient for cooling. However, extracting steam from the high temperature region of the high pressure blade is unproductive. This is because, in the high temperature region, the thermodynamic loss increases with the pressure difference.

従って、本発明の課題は、冷却が改良された蒸気タービンを提示することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a steam turbine with improved cooling.

本課題は、請求項１に記載の蒸気タービンによって解決され、さらに、本課題は、請求項１０に記載の方法によって解決される。   This problem is solved by the steam turbine according to claim 1, and further, this problem is solved by the method according to claim 10.

本発明の主な特徴は、中圧部分タービンのための冷却蒸気を、高圧部分タービンから取り出すことにあり、当該冷却蒸気は、スラスト補償ピストンと高圧内側ハウジングとの間に形成された冷却蒸気空間から取り出される。   The main feature of the present invention is to take out the cooling steam for the intermediate pressure partial turbine from the high pressure partial turbine, and the cooling steam is a cooling steam space formed between the thrust compensating piston and the high pressure inner housing. Taken from.

この冷却蒸気は、部分的に膨張した蒸気から構成されているので、中圧ロータを冷却するためには十分に低温である。   Since this cooling steam is composed of partially expanded steam, it is sufficiently low in temperature to cool the intermediate pressure rotor.

その際、冷却蒸気として、高圧部分タービンの冷却に用いられる冷却蒸気が用いられる。この冷却蒸気は、内部冷却蒸気とも呼ばれる。当該内部冷却蒸気は、中圧領域の外部冷却に用いられる。これは、冷却質量流量需要の最小化による、タービンの効率に対する望ましくないネガティブな影響の最小化と、従って、装置に要する費用の最小化とにつながる。   At that time, the cooling steam used for cooling the high-pressure partial turbine is used as the cooling steam. This cooling steam is also called internal cooling steam. The internal cooling steam is used for external cooling of the intermediate pressure region. This leads to minimizing undesirable negative effects on turbine efficiency by minimizing cooling mass flow demand and thus minimizing the cost of the equipment.

さらなる有利な効果は、温度の異なる２つの蒸気質量流量を混合する際に生じるエネルギー損失が減少することにある。さらに、シールにおいて、より小さな動作の遊びが生じる。従って、これら２つの効果は、中圧シャフト冷却の効率に関する欠点を減少させる。カスケード式の迂回システムを有する発電所に関しては、冷却のためにピストン漏出蒸気を使用することのさらなる利点は、冷却蒸気温度（スラスト補償ピストン後方の空間から供給される）の変動が少なくなることにある。   A further advantageous effect is that the energy loss that occurs when mixing two vapor mass flows at different temperatures is reduced. In addition, less operational play occurs at the seal. Thus, these two effects reduce the disadvantages associated with the efficiency of medium pressure shaft cooling. For power plants with cascaded detour systems, a further advantage of using piston leakage steam for cooling is that the variation in cooling steam temperature (supplied from the space behind the thrust compensating piston) is reduced. is there.

有利なさらなる発展形態は、従属請求項に記載されている。   Advantageous further developments are described in the dependent claims.

第１の有利なさらなる発展形態では、蒸気タービンは、高圧ロータ及び高圧内側ハウジングの周囲に高圧外側ハウジングが配置されており、スラスト補償ピストンが、回転方向において高圧外側ハウジングの方を向いた背面を有しており、背面と外側ハウジングとの間には、冷却蒸気空間と流体技術的に接続された、さらなる冷却蒸気空間が形成されているように構成される。   In a first advantageous further development, the steam turbine is arranged with a high-pressure outer housing around the high-pressure rotor and the high-pressure inner housing, and the thrust compensating piston has a rear surface facing the high-pressure outer housing in the direction of rotation. And a further cooling steam space is formed between the back surface and the outer housing, which is fluidically connected to the cooling steam space.

特に有利なさらなる発展形態では、高圧部分タービンは、生蒸気供給導管を有しており、高圧内側ハウジングは、複数のガイドベーンを含んでおり、当該ガイドベーンは、流れの方向に沿って、それぞれ一列のロータブレードと一列のガイドベーンとを有するブレード段を複数備えた流路が形成されているように配置されており、高圧内側ハウジングは、ブレード段後方の流路と、高圧ロータ及び高圧内側ハウジングのスラスト補償ピストンとの間の連通管として形成された接続部を有しており、高圧内側ハウジングは、交差戻り流路を有しており、当該交差戻り流路は、冷却蒸気空間と、ブレード段後方に配置された、流路内の流入空間との間の連通管として形成される。   In a particularly advantageous further development, the high-pressure partial turbine has a live steam supply conduit and the high-pressure inner housing includes a plurality of guide vanes, each of which is in the direction of flow, respectively. The high pressure inner housing is arranged such that a flow path having a plurality of blade stages having a row of rotor blades and a row of guide vanes is formed. A connecting portion formed as a communication pipe between the thrust compensation piston of the housing, the high pressure inner housing has a cross return channel, the cross return channel having a cooling steam space; It is formed as a communication pipe between the inflow space in the flow path and disposed behind the blade stage.

上述した本発明の特性、特徴及び利点、並びに、これらを得るための方法は、以下の図面を用いて詳細に記載される実施例の説明との関連において、より明確に理解可能になる。   The above-described characteristics, features and advantages of the present invention, and methods for obtaining them, will become more clearly understood in connection with the description of the embodiments described in detail with reference to the following drawings.

以下に、本発明の実施例を、図面を用いて記載する。これらの実施例は、基準となるべきものではなく、図面は、単に説明のために、概略的に、及び／又は、わずかに歪んだ形で示されている。図面から直接認識できる教示の補足については、該当する先行技術が参照される。示されているのは以下の図である：   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. These embodiments should not serve as a reference, and the drawings are shown schematically and / or slightly distorted for illustrative purposes only. For supplementary teachings that can be recognized directly from the drawings, reference is made to the corresponding prior art. Shown below is the diagram:

高圧部分タービン及び中圧部分タービンを含む蒸気タービンの概略図である。1 is a schematic view of a steam turbine including a high pressure partial turbine and an intermediate pressure partial turbine. FIG. 中圧部分タービンの流入領域を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the inflow area | region of a medium pressure partial turbine. 高圧部分タービンの一部を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly a part of a high-pressure partial turbine.

同じ機能を有する部材には、同じ参照符号が用いられている。   The same reference numerals are used for members having the same function.

図１は、高圧部分タービン１を示している。高圧部分タービン１は、複数のロータブレード２を含んでいる（見やすくするために、図１では１つのロータブレードにのみ、参照符号を付している）。高圧ロータ３は、回転軸４の周囲に回転可能に取り付けられている。高圧ロータ３は、スラスト補償ピストン５を含んでおり、スラスト補償ピストン５は、流入領域６と外側ハウジング７との間に配置されている。スラスト補償ピストン５と高圧内側ハウジング８との間には、冷却蒸気空間９が形成されている。   FIG. 1 shows a high-pressure partial turbine 1. The high-pressure partial turbine 1 includes a plurality of rotor blades 2 (for the sake of clarity, only one rotor blade is given a reference number in FIG. 1). The high-pressure rotor 3 is rotatably mounted around the rotation shaft 4. The high pressure rotor 3 includes a thrust compensation piston 5, which is disposed between the inflow region 6 and the outer housing 7. A cooling steam space 9 is formed between the thrust compensating piston 5 and the high pressure inner housing 8.

高圧内側ハウジング８は、高圧ロータ３の周囲に配置されている。高圧部分タービン１は、高圧流入領域６を有しており、動作中には、高温蒸気が高圧流入領域６を通って流入する。流入する高温の蒸気は、次に、複数の高圧ロータブレード及び高圧ガイドベーンを通って流れる。その際、蒸気の熱エネルギーは、ロータ３の回転エネルギーに変換される。   The high pressure inner housing 8 is disposed around the high pressure rotor 3. The high-pressure partial turbine 1 has a high-pressure inflow region 6, and hot steam flows through the high-pressure inflow region 6 during operation. The incoming hot steam then flows through a plurality of high pressure rotor blades and high pressure guide vanes. At that time, the thermal energy of the steam is converted into rotational energy of the rotor 3.

ロータ３の軸受は、図１では詳細には示されていない。高温蒸気が、高圧部分タービン１内の流路を貫流した後、蒸気は、流出領域１０を通って、高圧部分タービン１から流出する。図１はさらに、中圧部分タービン１１を示しており、中圧部分タービン１１は、中圧ロータ１２、及び、中圧ロータ１２の周りに配置された中圧内側ハウジング１３を有している。中圧内側ハウジング１３は、中圧外側ハウジング１４内に配置されている。   The bearing of the rotor 3 is not shown in detail in FIG. After the high temperature steam flows through the flow path in the high pressure partial turbine 1, the steam flows out from the high pressure partial turbine 1 through the outflow region 10. FIG. 1 further shows a medium pressure partial turbine 11, which has a medium pressure rotor 12 and a medium pressure inner housing 13 disposed around the medium pressure rotor 12. The intermediate pressure inner housing 13 is disposed in the intermediate pressure outer housing 14.

中圧ロータ１２は、周上で分散した複数のロータブレード１５を含んでいる。見やすくするために、１つのロータブレードのみに、参照符号１５を付している。さらに、中圧内側ハウジング１３は、複数の、回転軸４の周囲に均等に分散したガイドベーン１６を有している。見やすくするために、１つのガイドベーンにのみ、参照符号１６を付している。中圧蒸気は、中圧流入領域１７に流入する。この蒸気は、回転軸４に対して略垂直の中圧流入方向１８に流れる。   The intermediate pressure rotor 12 includes a plurality of rotor blades 15 distributed on the circumference. For ease of viewing, only one rotor blade is denoted by reference numeral 15. Furthermore, the intermediate pressure inner housing 13 has a plurality of guide vanes 16 that are evenly distributed around the rotation shaft 4. For ease of viewing, only one guide vane is provided with reference numeral 16. The medium pressure steam flows into the medium pressure inflow region 17. This steam flows in a medium pressure inflow direction 18 substantially perpendicular to the rotation shaft 4.

その際、中圧流入蒸気は、ガイドリング１９に衝突する。ガイドリング１９は、第１の対角段２０を有しており、第１の対角段２０は、第１の流れ２１に、蒸気の方向を転換させる。さらに、蒸気は、第２の対角段２２を通って、第２の流れ２３に流れる。   At that time, the intermediate pressure inflow steam collides with the guide ring 19. The guide ring 19 has a first diagonal step 20 that changes the direction of steam into a first flow 21. In addition, the steam flows through the second diagonal stage 22 to the second stream 23.

ガイドリング１９は、第１のガイドリング１９ａと第２のガイドリング１９ｂとを含んでいる。さらに、ガイドリング１９は、冷却導管を有しており、冷却導管には冷却蒸気が誘導され、冷却導管を冷却蒸気が通過する。この冷却蒸気導管２４は、ガイドリング１９と中圧ロータの逃げ溝２５とによって形成される空間に突出している。   The guide ring 19 includes a first guide ring 19a and a second guide ring 19b. Furthermore, the guide ring 19 has a cooling conduit, and cooling steam is induced in the cooling conduit, and the cooling steam passes through the cooling conduit. The cooling steam conduit 24 protrudes into a space formed by the guide ring 19 and the relief groove 25 of the intermediate pressure rotor.

冷却導管２４は、冷却蒸気空間９及びさらなる冷却蒸気空間２８と、流体技術的に接続されている。   The cooling conduit 24 is fluidically connected to the cooling steam space 9 and the further cooling steam space 28.

図２は、中圧部分タービン１１の流入領域を示している。   FIG. 2 shows an inflow region of the intermediate pressure partial turbine 11.

スラスト補償ピストン５は、回転軸方向２６において高圧外側ハウジング７の方を向いた背面２７を有している。背面２７と高圧外側ハウジング７との間には、さらなる冷却蒸気空間２８が形成されており、当該冷却蒸気空間は、冷却蒸気空間９と流体技術的に接続されている。   The thrust compensating piston 5 has a back surface 27 facing the high pressure outer housing 7 in the direction of the rotation axis 26. A further cooling steam space 28 is formed between the back surface 27 and the high-pressure outer housing 7, and the cooling steam space is fluidically connected to the cooling steam space 9.

高圧外側ハウジング７は、さらなる冷却蒸気空間２８を冷却導管と流体技術的に接続するための導管を有している（図３には示されていない）。   The high pressure outer housing 7 has a conduit (not shown in FIG. 3) for fluidically connecting an additional cooling vapor space 28 with the cooling conduit.

高圧外側ハウジング７と高圧内側ハウジング８とは、高圧部分タービン１が、生蒸気供給導管２９を有するように構成されている。高圧内側ハウジング８は、複数の高圧ガイドベーン３０を含んでいる。高圧ガイドベーン３０は、流れの方向３１に沿って、それぞれ一列のロータブレードと一列のガイドベーンとを有するブレード段を複数備えた流路３２が形成されているように配置されている。   The high pressure outer housing 7 and the high pressure inner housing 8 are configured so that the high pressure partial turbine 1 has a live steam supply conduit 29. The high pressure inner housing 8 includes a plurality of high pressure guide vanes 30. The high-pressure guide vane 30 is arranged so that a flow path 32 including a plurality of blade stages each having a row of rotor blades and a row of guide vanes is formed along the flow direction 31.

高圧内側ハウジング８は、接続部３３、３４、３５を有しており、これらは、ブレード段後方の流路３２と、高圧ロータ３及び高圧内側ハウジング８のスラスト補償ピストン前室３６との間の連通管として形成されている。   The high pressure inner housing 8 has connections 33, 34, 35, which are between the flow path 32 behind the blade stage and the thrust compensating piston front chamber 36 of the high pressure rotor 3 and the high pressure inner housing 8. It is formed as a communication pipe.

高圧内側ハウジング８は、交差戻り流路３７を有しており、交差戻り流路３７は、冷却蒸気空間９と、ブレード段後方に配置された、流路３２内の流入空間３８との間の連通管として形成されている。   The high-pressure inner housing 8 has a cross return channel 37, which is between the cooling steam space 9 and the inflow space 38 in the channel 32 disposed behind the blade stage. It is formed as a communication pipe.

交差戻り流路３７は、スラスト補償ピストン前室３６と、ブレード段後方に配置された、流路３２内の流入空間３８との間の連通管として構成されていても良い。   The cross return flow path 37 may be configured as a communication pipe between the thrust compensation piston front chamber 36 and the inflow space 38 in the flow path 32 disposed behind the blade stage.

ガイドリング１９は、非接触式シール（例えばラビリンスシール３９）を、第１の流れ２１にも、第２の流れ２３にも有している。   The guide ring 19 has a non-contact seal (for example, a labyrinth seal 39) in both the first flow 21 and the second flow 23.

高圧内側ハウジング８と高圧外側ハウジング７との間には、シール５２が配置されており、シール５２は、さらなる冷却蒸気空間２８を、接続部３４から分離している。   A seal 52 is arranged between the high pressure inner housing 8 and the high pressure outer housing 7, and the seal 52 separates the further cooling steam space 28 from the connection 34.

好ましい実施例を通じて、本発明を詳細に図示かつ説明してきたが、本発明は、開示された例によって限定されるものではなく、当業者によって、本発明の保護範囲を離れることなく、他の変型例が導出され得る。   While the invention has been illustrated and described in detail through the preferred embodiments, the invention is not limited to the disclosed examples, and other modifications may be made by those skilled in the art without departing from the protection scope of the invention. An example can be derived.

１ 高圧部分タービン
２ ロータブレード
３ 高圧ロータ
４ 回転軸
５ スラスト補償ピストン
６ 高圧流入領域
７ 高圧外側ハウジング
８ 高圧内側ハウジング
９ 冷却蒸気空間
１０ 流出領域
１１ 中圧部分タービン
１２ 中圧ロータ
１３ 中圧内側ハウジング
１４ 中圧外側ハウジング
１５ ロータブレード
１６ ガイドベーン
１７ 中圧流入領域
１８ 中圧流入方向
１９ ガイドリング
１９ａ 第１のガイドリング
１９ｂ 第２のガイドリング
２０ 第１の対角段
２１ 第１の流れ
２２ 第２の対角段
２３ 第２の流れ
２４ 冷却導管
２５ 逃げ溝
２６ 回転軸方向
２７ 背面
２８ 冷却蒸気空間
２９ 生蒸気供給導管
３０ 高圧ガイドベーン
３１ 流れの方向
３２ 流路
３３、３４、３５ 接続部
３６ スラスト補償ピストン前室
３７ 交差戻り流路
３８ 流入空間
３９ ラビリンスシール
４０ 密封空間
５０ 径方向
５１ スラスト補償ピストン冷却蒸気空間
５２ シール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High pressure partial turbine 2 Rotor blade 3 High pressure rotor 4 Rotating shaft 5 Thrust compensation piston 6 High pressure inflow region 7 High pressure outer housing 8 High pressure inner housing 9 Cooling steam space 10 Outflow region 11 Medium pressure partial turbine 12 Medium pressure rotor 13 Medium pressure inner housing 14 Medium pressure outer housing 15 Rotor blade 16 Guide vane 17 Medium pressure inflow area 18 Medium pressure inflow direction 19 Guide ring 19a First guide ring 19b Second guide ring 20 First diagonal stage 21 First flow 22 First Two diagonal stages 23 Second flow 24 Cooling conduit 25 Escape groove 26 Rotating shaft direction 27 Back surface 28 Cooling steam space 29 Live steam supply conduit 30 High-pressure guide vane 31 Flow direction 32 Flow path 33, 34, 35 Connection 36 Thrust compensation piston front chamber 37 Cross return path 38 flow Space 39 labyrinth seal 40 sealed space 50 radially 51 thrust compensation piston cooling steam space 52 sealing

Claims (9)

高圧外側ハウジング（７）と高圧内側ハウジング（８）とを有する高圧部分タービン（１）を含む蒸気タービンであって、
前記高圧外側ハウジング（７）と前記高圧内側ハウジング（８）とは、生蒸気供給導管（２９）を有しており、
スラスト補償ピストン（５）を有する、回転軸（４）の周りに回転可能に取り付けられた高圧ロータ（３）は、複数のロータブレード（２）を含み、回転可能に取り付けられて、高圧内側ハウジング（８）内に配置されており、前記高圧内側ハウジング（８）は、複数の高圧ガイドベーン（３０）を有しており、前記高圧ガイドベーンは、流れの方向（３１）に沿って、それぞれ一列のロータブレード（２）と一列のガイドベーン（３０）とを有するブレード段を複数備えた流路（３２）が形成されているように配置されており、
前記高圧内側ハウジング（８）は、接続部（３３、３４、３５）を有しており、前記接続部は、ブレード段後方の前記流路（３２）と、前記高圧ロータ（３）の前記スラスト補償ピストン（５）および前記高圧内側ハウジング（８）の間のスラスト補償ピストン前室（３６）と、の間の連通管として形成されており、
前記高圧内側ハウジング（８）は、戻り流路（３７）を有しており、前記戻り流路は、前記高圧ロータ（３）と前記高圧内側ハウジング（８）の間の密封空間（４０）と、ブレード段後方に配置された流入空間（３８）との間の連通管として形成されており、
前記回転軸（４）から径方向（５０）に見て、前記スラスト補償ピストン（５）と前記高圧内側ハウジング（８）との間には、スラスト補償ピストン冷却蒸気空間（５１）が形成されており、
蒸気タービンはさらに、中圧部分タービン（１１）を含んでおり、
前記中圧部分タービン（１１）は、中圧ロータ（１２）及び流入領域（１７）を有しており、
前記高圧部分タービン（１）と流体技術的に接続された冷却導管（２４）は、前記流入領域（１７）に達している蒸気タービンにおいて、
前記冷却導管（２４）は、前記スラスト補償ピストン冷却蒸気空間（５１）と流体技術的に接続されていることを特徴とする蒸気タービン。 A steam turbine comprising a high-pressure partial turbine (1) having a high-pressure outer housing (7) and a high-pressure inner housing (8),
The high pressure outer housing (7) and the high pressure inner housing (8) have a live steam supply conduit (29),
A high pressure rotor (3) rotatably mounted about a rotational axis (4) having a thrust compensating piston (5) includes a plurality of rotor blades (2) and is rotatably mounted to a high pressure inner housing. (8), the high-pressure inner housing (8) has a plurality of high-pressure guide vanes (30), and the high-pressure guide vanes are arranged along the flow direction (31), respectively. A flow path (32) having a plurality of blade stages having a row of rotor blades (2) and a row of guide vanes (30) is formed,
The high-pressure inner housing (8) has connecting portions (33, 34, 35), and the connecting portions include the flow path (32) behind the blade stage and the thrust of the high-pressure rotor (3). Formed as a communication pipe between a compensation piston (5) and a thrust compensation piston front chamber (36) between the high pressure inner housing (8);
The high pressure inner housing (8) has a return flow path (37), which is a sealed space (40) between the high pressure rotor (3) and the high pressure inner housing (8). , Formed as a communication pipe between the inflow space (38) arranged behind the blade stage,
A thrust compensation piston cooling steam space (51) is formed between the thrust compensation piston (5) and the high pressure inner housing (8) when viewed in the radial direction (50) from the rotating shaft (4). And
The steam turbine further includes an intermediate pressure partial turbine (11),
The intermediate pressure partial turbine (11) has an intermediate pressure rotor (12) and an inflow region (17),
A cooling conduit (24) fluidically connected to the high-pressure partial turbine (1) is in the steam turbine reaching the inflow region (17),
Steam turbine, characterized in that the cooling conduit (24) is fluidically connected to the thrust compensating piston cooling steam space (51). 回転方向（４）に見て、前記スラスト補償ピストン（５）と前記高圧外側ハウジング（７）との間に、さらなる冷却蒸気空間（２８）が配置されており、前記冷却蒸気空間は、前記スラスト補償ピストン冷却蒸気空間（５１）と流体技術的に接続されており、前記冷却導管（２４）は、さらなる前記冷却蒸気空間（２８）と流体技術的に接続されている、請求項１に記載の蒸気タービン。   A further cooling steam space (28) is arranged between the thrust compensating piston (5) and the high-pressure outer housing (7) when viewed in the direction of rotation (4), the cooling steam space being 2. The compensation piston cooling steam space (51) is fluidically connected, and the cooling conduit (24) is fluidically connected to the further cooling steam space (28). Steam turbine. 前記高圧外側ハウジング（７）が、さらなる前記冷却蒸気空間（２８）を前記冷却導管（２４）と流体技術的に接続するための導管を有している、請求項１又は２に記載の蒸気タービン。   Steam turbine according to claim 1 or 2, wherein the high pressure outer housing (7) has a conduit for fluidically connecting the further cooling steam space (28) with the cooling conduit (24). . 前記中圧部分タービン（１１）が、複流に構成されている、請求項１から３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 3, wherein the intermediate pressure partial turbine (11) is configured as a double flow. 前記中圧流入領域（１７）では、前記中圧ロータ（１２）が、逃げ溝（２５）を有している、請求項１から４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 4, wherein in the intermediate pressure inflow region (17), the intermediate pressure rotor (12) has a relief groove (25). 逃げ溝（２５）の上方には、対角リング（１９ａ）が配置されており、前記対角リングは、前記中圧流入領域（１７）に流入する蒸気が、第１の流れ（２１）にも第２の流れ（２３）にも誘導可能であり、前記対角リング（１９ａ）内には、前記冷却導管（２４）が配置されているように構成されている、請求項５に記載の蒸気タービン。   A diagonal ring (19a) is disposed above the escape groove (25), and the diagonal ring allows steam flowing into the intermediate pressure inflow region (17) to flow into the first flow (21). 6 can also be guided to the second flow (23) and is arranged such that the cooling conduit (24) is arranged in the diagonal ring (19a). Steam turbine. 前記冷却導管（２４）が、前記逃げ溝（２５）に合流している、請求項６に記載の蒸気タービン。   The steam turbine according to claim 6, wherein the cooling conduit (24) joins the escape groove (25). 前記対角リング（１９ａ）と前記中圧ロータ（１２）との間には、非接触式シール、特にラビリンスシール（３９）が配置されている、請求項７に記載の蒸気タービン。   Steam turbine according to claim 7, wherein a non-contact seal, in particular a labyrinth seal (39), is arranged between the diagonal ring (19a) and the intermediate pressure rotor (12). 請求項１から８のいずれか一項に従って構成された蒸気タービンを運転するための方法であって、前記スラスト補償ピストン冷却蒸気空間（５１）からの冷却蒸気が、前記高圧部分タービン（１）から、前記中圧部分タービン（１１）に誘導される方法。   9. A method for operating a steam turbine configured according to any one of claims 1 to 8, wherein cooling steam from the thrust compensating piston cooling steam space (51) is from the high pressure partial turbine (1). , The method guided to the intermediate pressure partial turbine (11).
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