JP4146033B2 - Steam inlet / outlet pressure loss reduction structure of steam turbine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸気タービンの蒸気入出口部圧損低減構造に関し、蒸気出入口での蒸気の流れの乱れをなくして流れをスムーズにし、圧損を低減させた構造としたものである。
【0002】
【従来の技術】
図8は蒸気タービンプラントにおける高中圧タービンの内部を示す断面図である。図において、100は車室ケーシングであり中高圧タービン全体をケーシングで覆っている。101は中心のロータであり、周囲に翼が取付けられ、蒸気が流れることにより回転する。102は高圧タービン部で高圧蒸気が流れる通路である。103は中圧タービン部であり、高圧タービン部102を通過し、仕事をした後の蒸気を再熱し、この蒸気を後述するように流入して流す通路である。104は主蒸気入口管であり、高圧蒸気が流入する入口管であって車室ケーシング100周囲に4ヶ所設けられている。105は再熱蒸気入口管であり、高圧タービン部102で仕事をした後の蒸気が再加熱され、導入される入口管である。
【0003】
106は高圧タービン部102と中圧タービン部103とを区分するシールリングである。107は高圧タービン静止部であり、高圧タービン部102周囲の静翼を支持する構造部である。108は中圧タービン静止部であり、中圧タービン部103周囲の静翼を支持する構造部である。109,110はロータ101を車室ケーシング100両端でシールするシール部である。120は主蒸気出口管で、高圧タービン部102で仕事をした主蒸気が流出する出口管である。121は再熱蒸気出口管であり、中圧タービン部103で仕事をした蒸気の出口管である。122は抽気管であり、中圧タービン部の途中から蒸気を抽気する管である。
【0004】
上記構成の中高圧タービンにおいて、ボイラからの高圧の主蒸気200は主蒸気入口管104から車室ケーシング100内に導かれ、高圧タービン部102に導入され、高圧タービン部102のロータ101周囲に取付けられた翼間に流れて膨張することにより仕事をしてロータ101に回転力を与え、仕事をした蒸気201は主蒸気出口管120より車室ケーシング100外部へ流出する。
【0005】
又、一方高圧タービン部102で仕事をし、主蒸気出口管120から流出した蒸気は図示省略の再熱器へ導かれ、再加熱されて蒸気210として再熱蒸気入口管105より中圧タービン部103へ導かれ、中圧タービン部103においてロータ101周囲の翼間を流れて膨張することにより仕事をし、仕事をした蒸気211は再熱蒸気出口管121より車室ケーシング100外部へ流出する。
【0006】
図9は図8におけるE−E及びF−F断面図を代表して示す図であり、車室ケーシング100内部において、高圧タービン部102又は中圧タービン部103周囲は、ロータ101周囲出口部で開口する内側ケーシング130で覆われている。内側ケーシング130は上下で2分割されており、両端部においてフランジ部131を有し、フランジ部131はボルト132により軸方向において結合される構造である。
【0007】
従って主蒸気出口管120又は再熱蒸気出口管121(図示省略)より流出する蒸気201は車室ケーシング100と内側ケーシング130との間の空間より仕事を終えて流出し、周囲を流れて出口管へ流れるが、両端部にはフランジ部131、ボルト132が突出しており、蒸気の流れはこの突出部で乱され、又、図示のようにフランジ部131の取付部周囲では渦流が生じて流れがよどむ領域が生じ、蒸気流の圧損が大きくなる。
【0008】
図10は図8におけるG−G断面図及びH−H断面図を代表して示す図である。図において車室ケーシング100内部には、同様に内側ケーシング130があり、内側ケーシング130は前述のように2分割構造であり、フランジ部131、ボルト132があり、これらが突出した形状となっており、この部分の空間は狭くなっている。従って主蒸気入口管104、再熱蒸気入口管105から流入する主蒸気200、再熱蒸気210は車室ケーシング100と内側ケーシング130間の空間に流れ、内部に流入するが、上下の入口管から流入する蒸気がフランジ部131やボルトやボルト132近辺の狭い領域Xにおいて衝突し、流れが乱されることになる。又、入口部の領域Yにおいては渦流が発生し、流れが滞留し、そのために蒸気流入時に圧損が増大することになる。
【0009】
次に蒸気タービンプラントのうち、低圧タービンについて説明する。図11は低圧タービンの一般的な内部の断面図である。図において、251は外車室、252は内車室である。253は蒸気供給口であり外車室251から内車室252へ蒸気270を導くものである。254は翼環であり、二段翼環254aと254bの翼環からなり、翼環254b内周囲には静翼255が固定されている。256はロータであり、ロータ周囲には動翼258が取付けられている。257はロータ256を支持する軸受、259は蒸気の排出口であり、260は蒸気室である。
【0010】
上記構成の低圧タービンにおいて、中圧タービンで仕事をした蒸気は低温、低圧蒸気となり、蒸気270として中央の蒸気供給口253へ導かれ、内車室252へ流入し、蒸気室260へ入る。流入した蒸気は左右に分かれ、それぞれ静翼255、動翼258が配列したタービン部を流れ、膨張することにより仕事をしてロータ256を回転させ、それぞれ排気室259から外部へ流出する。
【0011】
図12は上記に説明した低圧タービンの蒸気供給口付近の拡大詳細図である。図において蒸気供給口253の両側には蒸気入口板261が両側に斜傾して配設されている。蒸気入口板261はP1 点において蒸気室260開口部を構成し、P2 点まで斜傾して拡大し、蒸気供給口253の入口部を構成する2枚の板からなっている。
【0012】
図13は上記に説明した蒸気供給口253と蒸気入口板261との関係を示し、(a)は上面図、(b)は側面図、(c)は(a)のJ−J断面図である。これら図において蒸気供給口253の両側は2枚の板状の蒸気入口板261a,261bからなり、蒸気供給口253の上部は円形、下部253aは長方形状となっている。蒸気入口板261a,261bは、蒸気供給口253上部は円形状で、下部が蒸気供給口253aの周辺253bを構成し、両上・下端部が連続する曲面で構成される曲板から構成されている。
【0013】
上記構造の低圧タービンの蒸気供給口253、蒸気入口板261からなる蒸気の入口部においては、流入する蒸気270は蒸気入口板261の傾斜により急激にしぼられて流入するために円形の供給口253と長尺の供給口253aとの間で流れが乱れ、流れが剥離して流入がスムーズに行なわれず、蒸気流入時の圧損が増大する原因となっており、何らかの対策が望まれていた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来の蒸気タービンにおいては、その高中圧蒸気タービンでは、主蒸気出口管、再熱蒸気出口管から流出する蒸気が内側ケーシングのフランジ部やボルトによる突出部で、これら突出部と車室壁間において流れが乱され、又、これら突出部において渦流による滞流が発生し、流出する蒸気の圧損が大きくなってしまう。又、主蒸気入口管、再熱蒸気入口管においても流入する蒸気が同様に内側ケーシングのフランジ部やボルトによる突出部で、これら突出部と車室壁間において流れが乱され、又流入する入口部において渦流が発生し、流入する蒸気の圧損が増大してしまう。
【0015】
更に、低圧タービンにおいては、蒸気入口板で構成される蒸気供給口においても流入する蒸気が乱されて、流れに剥離が発生し、圧損の増大をまねいている。このような状況より蒸気タービンプラントにおいて流入、流出する蒸気の圧損を低減して蒸気タービンの効率を高める構造の実現が以前より望まれていた。
【0016】
そこで本発明では、蒸気タービンの蒸気出入口において、流出、流入する蒸気の流れを円滑する流路構造として圧損を低減させる構造を採用し、蒸気タービンの効率を高めることを課題としてなされたものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決するために次の(1)乃至(3)の手段を提供する。
【0018】
(1)中高圧、低圧タービンからなる蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造であって、中高圧タービンには、蒸気入口管から流入した蒸気がタービン部へ流入する流路に蒸気流れを円滑にする蒸気流入部材と、前記タービン部で仕事をした蒸気が同タービン部から流出し蒸気出口管へ流出する流路に蒸気流れを円滑にする蒸気流出側部材とをそれぞれ設け、前記低圧タービンには、蒸気供給口の両側に中心角が45度未満で開口する蒸気入口板を設け、前記中高圧タービンの蒸気流出側部材は、車室内で上下に2分割した内側ケーシングのフランジ接合の突出部を覆い同内側ケーシング周面になめらかな曲面を有して接する上下のカバーであり、前記蒸気流入側部材は、前記内側ケーシング開口端周囲に固定され、左右の前記蒸気入口管の中間部上下及び左右の前記内側ケーシングフランジ接合部にそれぞれ配置された三角形状の部材であることを特徴とする蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造。
【0020】
(2)前記蒸気入口板の下端は前記蒸気室の上面と同蒸気室内側の二段翼環の上面との間に配置されていることを特徴とする(1)記載の蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造。
【0021】
(3)前記蒸気入口板の下端は前記二段翼環の上面に配置されていることを特徴とする(1)記載の蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造。
【0022】
本発明は、上記(1)の発明を基本としており、中高圧タービンの蒸気入口管には蒸気が流入後、蒸気流れを円滑にする蒸気流入側部材が設けられているので、流入する蒸気は内側ケーシング内にスムーズに導かれて流入する。従来は上下の蒸気入口管から流入した蒸気が内側ケーシングのフランジ部の突出部の近辺において、衝突したり、突出部の狭い領域で流れが滞留して渦流が生じ、圧力損失が増大する結果となっていたが、本発明では蒸気が円滑に流れて圧力損失が少くなる。又蒸気出口管においては蒸気流出側部材が設けられているので、流入側と同様にタービン部から流出する蒸気が円滑に流れ、従来のように内側ケーシングフランジ部の突出部の領域において乱されることがなく、圧損を低減することができる。
【0023】
更に、低圧タービンの蒸気供給口には蒸気流入板が従来よりも流れが円滑となるように、中心角度で45度未満としているので、従来の45度近くの傾斜と比べ、蒸気が蒸気流入板に沿って剥離することがなく円滑に流入するので低圧タービン部においても圧損が低減される。
【0024】
そして、中高圧タービンの蒸気流出側部材は、内側ケーシングのフランジ部を覆うなめらかな曲面のカバーからなっており、又蒸気流入側部材は、上下、左右に設けられた三角形状の部材としたので、流出する蒸気はフランジ部の突出部で乱されることなくスムーズに部材の曲面に沿って流れ蒸気出口管へ導かれる。又、流入する蒸気は三角形状の部材に沿って内部へ導かれ、フランジ部では流れが乱されることがなく、又左右の蒸気入口管の中間部でも渦流の発生による流れの滞留もなく、圧損低減を確実なものとする。
【0025】
本発明の(2),(3)では、低圧タービンの蒸気流入板が、更に開口する角度が小さくなるように、入口部の開口はそのままとし、下端部を更に下げたので蒸気の流入がより円滑となり、上記(1)の発明の圧損低減の効果を確実ならしめるものである。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実施の一形態に係る蒸気入出口圧損低減構造を適用する中高圧蒸気タービンの全体図である。図において使用される符号はすべて図8に示す従来のものと同じであるので、説明は省略するが、本発明の特徴部分は断面A−A,B−B,C−C,D−Dの部分であり以下に詳しく説明する。
【0027】
図2は本発明の実施の第1形態の蒸気タービンの蒸気入出口部圧損低減構造を示し、特に蒸気出口部に関し、図1におけるA−A及びB−B断面図であり、これらをを代表して示した図である。図において、車室ケーシング100内の内側ケーシング130は従来例で説明したように、上下2分割構造であり、フランジ部131においてボルト132で連結されている。両端のフランジ部131の突出する端部間には、この間をなめらかな円弧状の曲面を有するカバー1,2が上下を覆って取付けられている。
【0028】
上記のようにカバー1,2で突出するフランジ部131の両端部を覆うと、フランジ部131と車室ケーシング100間の流路は突出部のないなめらかな壁面の流路となり、仕事をした後の蒸気はこの流路部分で流れが乱されることがなく、円滑に流れ、突出部での渦流の発生もなく主蒸気出口管120、再熱蒸気出口管121から流出する。従って流出する蒸気の圧損が少なくなる。
【0029】
上記のカバー1,2は、両端部のフランジ部131に一体の円弧状カバーで覆うようにしているが、かならずしも一体形でなく、左右を分割した対称の曲面を有するカバーを取付けても良い。又、このような分割構造にすれば、カバーの取付も両端部を溶接等で簡単に取付けることができる。
【0030】
図3は図1における蒸気が流入する入口管の部分を示し、(a)が図1におけるC−C断面図及びD−D断面図の両方を代表して示す図、(b)は(a)におけるE−E断面図、(c)は(a)におけるF−F断面図である。これら図において、主要な構造は図10に示す従来例と同じであるが、本発明の特徴部分はガイドブロック10を設けた点にあり、以下に詳しく説明する。
【0031】
10はガイドブロックであり、三角形状をしている。(a)図において、ガイドブロック10は主蒸気入口管104又は再熱蒸気入口管105の両入口管の中間部の上下と、フランジ部131の両端にそれぞれ4ヶ所設けられている。(b)において、ガイドブロック10はその三角形の先端部が内側ケーシング130に取付けられ、又(c)において、フランジ部131のガイドブロック10は内側ケーシング130とフランジ部131の両方に取付けられている。なお、このガイドブロック10は、蒸気の流入部において内側ケーシング130と一体成形されても良く、又、板金等により成形されたものを溶接等で取付けても良いものである。
【0032】
ガイドブロックの幅Lは少なくとも主蒸気入口管104の入口部では、この入口管104の蒸気が流入する内径程度の長さとし、これ以上の寸法とすることが好ましい。又、再熱蒸気入口管105の入口部の場合にも、少なくともこの入口管105の内径とし、これ以上の幅が好ましい。
【0033】
図4は図3に示す蒸気入口部構造の蒸気の流れを示す図であり、図において、主蒸気200又は再熱蒸気210は主蒸気入口管104又は再熱蒸気入口管105から流入するが、蒸気はガイドブロック10にガイドされてスムーズにタービン部に流入する。従来は図10に示したように、フランジ部131の領域において流れが乱れ、又入口部において渦流が発生して流れが滞流したが、本実施の形態ではこれら流れの最も乱れる部分に三角形状のガイドブロック10を配置したので、蒸気の流れがスムーズになり乱れ圧損を低減させることができる。
【0034】
図5は本発明の実施の一形態に係る蒸気出入口部圧損低減構造のうち、特に低圧タービンの蒸気供給口部分を示す断面図である。図において、主要な構造は図11,12に示す従来例と同じであり、詳しい説明は省略するが、本実施の形態での特徴部分は符号20で示す蒸気入口板にあり、次に詳しく説明する。
【0035】
図5において、蒸気入口板20は、図中二点鎖線で示す従来の蒸気入口板261よりも蒸気が流入する傾きをゆるやかにし、下部の蒸気供給口253aを従来よりも更に蒸気室260内へ入り込むようにして下げ、蒸気入口板下端を従来のP1 からP3 点としたものである。その他の構造は従来と同じである。
【0036】
上記のように、蒸気入口板20の下端を蒸気室260の入口側と二段翼環254a上面との間のP3 点に配置することにより、蒸気270の流入する角度がゆるやかになり、流れが円滑となって流れの剥離もなくなり、圧損が低減するものである。従来の蒸気流入板261の中心角度は約45度程度であったが、本実施の形態では45度よりも小さくなっている。
【0037】
図6は図5に示す蒸気入口板の配置の変形例であり、図において蒸気入口板21は図5に示す蒸気入口板20の下端P3 よりも更に内側に入り込み、二段翼環254aのP4 点まで伸ばし、図5の蒸気入口板よりも更に蒸気の流入する角度をなめらかにしたものである。このような蒸気入口板21とすると蒸気の流入が更にスムーズとなり圧損も低減されるものである。
【0038】
図7は図5に示す蒸気入口板の更に別の変形例であり、蒸気供給口253の管台を253aのように従来よりもLa だけ上方に位置して取付けたものであり、蒸気入口板22は下端を従来のP1 点と同じくし、上部のみ管台253aが上昇した分上昇し、P5 点までとしたものである。その結果、蒸気入口板22は従来の入口板261よりも流れがゆるやかになる傾斜となり、図5,図6に示す例と同様に蒸気の流入をスムーズにし、圧損を低減させるものである。
【0039】
以上説明したように、本発明の実施の形態においては、中高圧タービンにおける主蒸気出口管120、再熱蒸気出口管121から流出する蒸気の流れを出口管内部近辺に設けたカバー1,2により円滑な流れとし、更に、主蒸気入口管104、再熱蒸気入口管105から流入する蒸気の流れを入口管内部近辺に設けたガイドブロック10により流れを円滑にして、これら構成により蒸気の流入、流出における圧損を低減し、中高圧蒸気タービンでの効率を向上させることができる。
【0040】
更に、低圧蒸気タービンにおける蒸気供給口253に設けられている蒸気入口板20,21,22を蒸気がなめらかに流入するような角度に配設したので蒸気の流入の剥離が発生せず円滑に流入するようになり、圧損を小さくすることができるものである。
【0041】
なお、蒸気タービンプラントにおいて、上記に説明の実施の形態の圧損低減構造を中高圧蒸気タービンのみに適用し、又、低圧蒸気タービンの圧損低減構造を低圧タービンのみにそれぞれ別々に適用しても良く、蒸気タービンプラントの蒸気流入、流出部における圧損がそれぞれ低減される効果は当然有するものである。
【0042】
【発明の効果】
本発明の蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造は、(1)中高圧、低圧タービンからなる蒸気タービンの蒸気入出口圧損低減構造であって、中高圧タービンには、蒸気入口管から流入した蒸気がタービン部へ流入する流路に蒸気流れを円滑にする蒸気流入部材と、前記タービン部で仕事をした蒸気が同タービン部から流出し蒸気出口管へ流出する流路に蒸気流れを円滑にする蒸気流出側部材とをそれぞれ設け、前記低圧タービンには、蒸気供給口の両側に中心角が45度未満で開口する蒸気入口板を設け、前記中高圧タービンの蒸気流出側部材は、内側ケーシングのフランジ部を覆うなめらかな曲面のカバーからなっており、又蒸気流入側部材は、上下、左右に設けられた三角形状の部材としたことを基本的な特徴としている。このような構造により、中高圧タービンにおける蒸気の流入、流出の蒸気流れが、蒸気流入側、流出側部材により円滑になり、圧損が低減される。又、低圧タービン部における蒸気の流入が蒸気流入板の傾斜に沿って円滑に流れて流入するので圧損が低減される。そして、流出する蒸気はフランジ部の突出部で乱されることなくスムーズに部材の曲面に沿って流れ蒸気出口管へ導かれ、又、流入する蒸気は三角形状の部材に沿って内部へ導かれ、フランジ部では流れが乱されることがなく、又左右の蒸気入口管の中間部でも渦流の発生による流れの滞留もなく、圧損低減を確実なものとする。
【0044】
本発明の(2),(3)では、低圧タービンの蒸気流入板が、更に開口する角度が小さくなるように、入口部の開口はそのままとし、下端部を更に下げたので蒸気の流入がより円滑となり、上記(1)の発明の圧損低減の効果を確実ならしめるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る蒸気タービンの蒸気入出口部圧損低減構造を適用する中高圧蒸気タービンの断面図である。
【図2】図1におけるA−A断面図、B−B断面図を代表して示す。
【図3】図1における断面図で、(a)はC−C断面図、D−D断面図を代表して示し、(b)は(a)におけるE−E断面図、(c)は(a)におけるF−F断面図である。
【図4】図3における断面図での蒸気流入を示す断面図である。
【図5】本発明の実施の一形態に係る蒸気タービンの蒸気入出口部圧損低減構造を適用した低圧蒸気タービン蒸気供給口近辺の断面図である。
【図6】図5における第1の変形例を示す断面図である。
【図7】図5における第2の変形例を示す断面図である。
【図8】中高圧蒸気タービンの一般的な断面図で、蒸気の流れを示す図である。
【図9】図8におけるE−E断面図、F−F断面図を代表して示す図である。
【図10】図8におけるG−G断面図、H−H断面図を代表して示す図である。
【図11】低圧蒸気タービンの一般的な断面図で、蒸気の流れを示す図である。
【図12】従来の低圧蒸気タービンの蒸気供給口近辺の断面図である。
【図13】従来の低圧蒸気タービンの蒸気供給口の形状を示し、(a)は上面図、(b)は側面図、(c)は(a)におけるJ−J断面図である。
【符号の説明】
1,2 カバー
10 ガイドブロック
20,21,22 蒸気入口板
100 車室ケーシング
102 高圧タービン部
103 中圧タービン部
104 主蒸気入口管
105 再熱蒸気出口管
120 主蒸気出口管
121 再熱蒸気出口管
130 内側ケーシング
131 フランジ部
132 ボルト
253 蒸気供給口
253a 管台
260 蒸気室
254a 二段翼環
254b 翼環[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steam inlet / outlet portion pressure loss reducing structure of a steam turbine, and has a structure that smoothes the flow by reducing the disturbance of the steam flow at the steam inlet / outlet and reduces the pressure loss.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the inside of the high and medium pressure turbine in the steam turbine plant. In the figure,
[0003]
A seal ring 106 separates the high-pressure turbine unit 102 and the intermediate-pressure turbine unit 103. Reference numeral 107 denotes a high-pressure turbine stationary part, which is a structural part that supports the stationary blades around the high-pressure turbine part 102. Reference numeral 108 denotes an intermediate pressure turbine stationary portion, which is a structure portion that supports the stationary blades around the intermediate pressure turbine portion 103. Reference numerals 109 and 110 denote seal portions that seal the
[0004]
In the medium- and high-pressure turbine having the above-described configuration, the high-pressure main steam 200 from the boiler is guided into the
[0005]
On the other hand, the steam working from the high-pressure turbine section 102 and flowing out from the main steam outlet pipe 120 is led to a reheater (not shown) and reheated to be steam 210 from the reheat steam inlet pipe 105 to the intermediate pressure turbine section. 103, the intermediate pressure turbine section 103 flows between the blades around the
[0006]
FIG. 9 is a view representatively showing the EE and FF cross-sectional views in FIG. 8. Inside the
[0007]
Therefore, the
[0008]
FIG. 10 is a diagram representatively showing the GG sectional view and the HH sectional view in FIG. 8. In the figure, inside the
[0009]
Next, a low-pressure turbine in the steam turbine plant will be described. FIG. 11 is a general internal cross-sectional view of a low pressure turbine. In the figure, reference numeral 251 denotes an outer passenger compartment, and reference numeral 252 denotes an inner passenger compartment. A
[0010]
In the low-pressure turbine having the above-described configuration, the steam that has worked in the intermediate-pressure turbine becomes low-temperature and low-pressure steam, is led to the central
[0011]
FIG. 12 is an enlarged detail view near the steam supply port of the low-pressure turbine described above. In the figure, on both sides of the
[0012]
FIG. 13 shows the relationship between the
[0013]
In the steam inlet portion composed of the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional steam turbine, in the high and medium pressure steam turbine, the steam flowing out from the main steam outlet pipe and the reheat steam outlet pipe is the flange portion of the inner casing or the projection portion by the bolt. The flow is disturbed between the cabin walls, and a turbulent flow due to the vortex is generated in these protruding portions, and the pressure loss of the flowing out steam increases. In the main steam inlet pipe and the reheat steam inlet pipe, the inflowing steam is similarly projected at the flange part of the inner casing and the bolt, and the flow is disturbed between the projecting part and the vehicle compartment wall. An eddy current is generated in the portion, and the pressure loss of the inflowing steam increases.
[0015]
Further, in the low-pressure turbine, the inflowing steam is disturbed also at the steam supply port constituted by the steam inlet plate, and separation occurs in the flow, which increases the pressure loss. Under such circumstances, it has been desired to realize a structure that improves the efficiency of the steam turbine by reducing the pressure loss of the steam flowing in and out of the steam turbine plant.
[0016]
Therefore, in the present invention, a structure for reducing the pressure loss is adopted as a flow path structure for smoothing the flow of outflow and inflow of steam at the steam inlet / outlet of the steam turbine, and an object is to increase the efficiency of the steam turbine. .
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides the following means (1) to ( 3 ) in order to solve the above-mentioned problems.
[0018]
(1) Steam inlet / outlet pressure loss reduction structure of a steam turbine composed of a medium-high pressure and a low-pressure turbine. In the medium-high pressure turbine, a steam flow smoothly flows into a flow path where the steam flowing from the steam inlet pipe flows into the turbine section. And a steam outflow side member that smoothes the steam flow in a flow path through which the steam that has worked in the turbine section flows out from the turbine section and flows out to the steam outlet pipe, and the low pressure turbine A steam inlet plate opening at a central angle of less than 45 degrees is provided on both sides of the steam supply port, and the steam outlet side member of the medium- and high-pressure turbine is provided with a flange joint protrusion of the inner casing divided into two vertically in the vehicle interior. Covering the upper and lower covers with a smooth curved surface on the inner casing peripheral surface, the steam inflow side member is fixed around the opening end of the inner casing, and the left and right steam inlet pipes The inter vertical and horizontal of the steam inlet and outlet pressure loss reducing structure of the steam turbine, characterized in that the inner casing flange joints is a triangular member which is disposed, respectively.
[0020]
( 2 ) The steam inlet of the steam turbine according to (1), wherein a lower end of the steam inlet plate is disposed between an upper surface of the steam chamber and an upper surface of a two-stage blade ring on the steam chamber side. Outlet pressure loss reduction structure.
[0021]
( 3 ) The steam inlet / outlet pressure loss reducing structure for a steam turbine according to (1), wherein a lower end of the steam inlet plate is disposed on an upper surface of the two-stage blade ring.
[0022]
The present invention is based on the invention of the above (1), and the steam inlet side member for smoothing the steam flow after the steam flows into the steam inlet pipe of the medium to high pressure turbine is provided. It is guided smoothly into the inner casing. Conventionally, the steam flowing in from the upper and lower steam inlet pipes collides in the vicinity of the protruding portion of the flange portion of the inner casing, or the flow stays in a narrow region of the protruding portion to generate a vortex and increase the pressure loss. However, in the present invention, steam flows smoothly and pressure loss is reduced. In addition, since the steam outlet side member is provided in the steam outlet pipe, the steam flowing out from the turbine portion flows smoothly like the inflow side, and is disturbed in the region of the protruding portion of the inner casing flange portion as in the prior art. In this way, pressure loss can be reduced.
[0023]
Furthermore, the steam inlet plate of the low-pressure turbine has a central angle of less than 45 degrees so that the flow of the steam inlet plate is smoother than before, so that the steam is more than the conventional inclination near 45 degrees. Therefore, the pressure loss is reduced even in the low-pressure turbine section.
[0024]
Then, the steam outflow side member of the middle-pressure turbine is formed of a smooth curved surface of the cover for covering the flange portion of the inner casing, and a steam inflow side member, upper and lower, since a triangular-shaped member provided on the right and left The outflowing steam flows smoothly along the curved surface of the member without being disturbed by the projecting portion of the flange portion, and is guided to the steam outlet pipe. Moreover, the inflowing steam is guided to the inside along the triangular member, the flow is not disturbed at the flange part, and there is no stagnation of the flow due to the generation of vortex in the middle part of the left and right steam inlet pipes . Ensure pressure loss reduction.
[0025]
In ( 2 ) and ( 3 ) of the present invention, the opening of the inlet is kept as it is so that the angle at which the steam inflow plate of the low pressure turbine opens further becomes smaller, and the lower end is further lowered, so that more steam flows. This is smooth and ensures the effect of reducing the pressure loss of the invention of (1).
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of a medium to high pressure steam turbine to which a steam inlet / outlet pressure loss reducing structure according to an embodiment of the present invention is applied. Since the reference numerals used in the figure are all the same as those in the prior art shown in FIG. 8, the description thereof will be omitted, but the features of the present invention are the cross-sections AA, BB, CC, DD. It will be described in detail below.
[0027]
FIG. 2 shows a steam inlet / outlet portion pressure loss reducing structure of the steam turbine according to the first embodiment of the present invention. Specifically, the steam outlet portion is a cross-sectional view taken along lines AA and BB in FIG. FIG. In the figure, the
[0028]
As described above, when both ends of the
[0029]
The above-described covers 1 and 2 are covered with an arc-shaped cover that is integral with the
[0030]
FIG. 3 shows a portion of the inlet pipe into which steam flows in FIG. 1, (a) is a view representative of both the CC sectional view and the DD sectional view in FIG. 1, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along the line E-E in FIG. In these drawings, the main structure is the same as that of the conventional example shown in FIG. 10, but the characteristic part of the present invention is that a
[0031]
[0032]
The width L of the guide block is preferably at least the length of the inner diameter of the inlet pipe 104 through which the steam flows, at least at the inlet of the main steam inlet pipe 104. Also, in the case of the inlet portion of the reheat steam inlet pipe 105, at least the inner diameter of the inlet pipe 105 is preferable and a width larger than this is preferable.
[0033]
FIG. 4 is a diagram showing the flow of steam in the steam inlet structure shown in FIG. 3, in which the main steam 200 or the reheat steam 210 flows from the main steam inlet pipe 104 or the reheat steam inlet pipe 105. The steam is guided by the
[0034]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a steam supply port portion of a low pressure turbine in the steam inlet / outlet portion pressure loss reducing structure according to the embodiment of the present invention. In the figure, the main structure is the same as the conventional example shown in FIGS. 11 and 12, and detailed description is omitted. However, the characteristic part in the present embodiment is a steam inlet plate indicated by reference numeral 20, and will be described in detail next. To do.
[0035]
In FIG. 5, the steam inlet plate 20 has a gentler gradient of the flow of steam than the conventional
[0036]
As described above, by disposing the lower end of the steam inlet plate 20 at the point P 3 between the inlet side of the steam chamber 260 and the upper surface of the two-stage blade ring 254a, the angle at which the
[0037]
FIG. 6 is a modification of the arrangement of the steam inlet plates shown in FIG. 5. In FIG. 6, the steam inlet plate 21 enters further inside the lower end P 3 of the steam inlet plate 20 shown in FIG. extended to P 4 points, it is obtained by smoothing the angle further inflow of steam than the steam inlet plate of Figure 5. When such a steam inlet plate 21 is used, the inflow of steam is further smoothed and pressure loss is reduced.
[0038]
Figure 7 is a further modification of the steam inlet plate shown in FIG. 5, which than before the nozzle of the
[0039]
As described above, in the embodiment of the present invention, the flows of the steam flowing out from the main steam outlet pipe 120 and the reheat steam outlet pipe 121 in the medium-high pressure turbine are provided by the covers 1 and 2 provided in the vicinity of the inside of the outlet pipe. Further, the flow of the steam flowing in from the main steam inlet pipe 104 and the reheat steam inlet pipe 105 is made smooth by the
[0040]
Furthermore, since the steam inlet plates 20, 21, and 22 provided at the
[0041]
In the steam turbine plant, the pressure loss reduction structure of the embodiment described above may be applied only to the medium-high pressure steam turbine, and the pressure loss reduction structure of the low pressure steam turbine may be applied separately only to the low pressure turbine. Naturally, the pressure loss at the steam inflow and outflow portions of the steam turbine plant is naturally reduced.
[0042]
【The invention's effect】
The steam inlet / outlet pressure loss reducing structure of the steam turbine according to the present invention is (1) a steam inlet / outlet pressure loss reducing structure of a steam turbine composed of a medium / high pressure / low pressure turbine, and the steam flowing into the medium / high pressure turbine from the steam inlet pipe. A steam inflow member that smoothes the steam flow into the flow path into the turbine section, and the steam flow into the flow path through which the steam that has worked in the turbine section flows out of the turbine section and flows out to the steam outlet pipe A steam outlet side member is provided, and the low pressure turbine is provided with a steam inlet plate opening at a central angle of less than 45 degrees on both sides of the steam supply port . It is composed of a smooth curved cover that covers the flange portion, and the steam inflow side member is basically a triangular member provided vertically and horizontally . With such a structure, the inflow and outflow steam flows in the intermediate and high pressure turbine are smoothed by the steam inflow side and outflow side members, and pressure loss is reduced. Moreover, since the inflow of steam in the low-pressure turbine section smoothly flows in along the inclination of the steam inflow plate, the pressure loss is reduced. The outflowing steam flows smoothly along the curved surface of the member without being disturbed by the protruding portion of the flange part, and is guided to the steam outlet pipe, and the inflowing steam is guided to the inside along the triangular member. In the flange portion, the flow is not disturbed, and in the middle portion of the left and right steam inlet pipes, there is no stagnation of the flow due to the generation of the vortex, and the pressure loss is reliably reduced.
[0044]
In ( 2 ) and ( 3 ) of the present invention, the opening of the inlet is kept as it is so that the angle at which the steam inflow plate of the low pressure turbine opens further becomes smaller, and the lower end is further lowered, so that more steam flows. This is smooth and ensures the effect of reducing the pressure loss of the invention of (1).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an intermediate / high pressure steam turbine to which a steam inlet / outlet portion pressure loss reducing structure of a steam turbine according to an embodiment of the present invention is applied.
2 representatively shows an AA sectional view and a BB sectional view in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view in FIG. 1, in which (a) represents a CC cross-sectional view and a DD cross-sectional view, (b) is an EE cross-sectional view in (a), and (c) is a cross-sectional view. It is FF sectional drawing in (a).
4 is a cross-sectional view showing steam inflow in the cross-sectional view in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the vicinity of a low pressure steam turbine steam supply port to which a steam inlet / outlet portion pressure loss reducing structure of a steam turbine according to an embodiment of the present invention is applied.
6 is a cross-sectional view showing a first modification of FIG.
7 is a cross-sectional view showing a second modification of FIG.
FIG. 8 is a general cross-sectional view of a medium- and high-pressure steam turbine, showing a steam flow.
9 is a diagram representatively showing the EE sectional view and the FF sectional view in FIG. 8. FIG.
10 is a diagram representatively showing a GG sectional view and a HH sectional view in FIG. 8; FIG.
FIG. 11 is a general cross-sectional view of a low-pressure steam turbine, showing the flow of steam.
FIG. 12 is a cross-sectional view of the vicinity of a steam supply port of a conventional low-pressure steam turbine.
13A and 13B show the shape of a steam supply port of a conventional low-pressure steam turbine, in which FIG. 13A is a top view, FIG. 13B is a side view, and FIG.
[Explanation of symbols]
1, 2
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