JP5766528B2 - Steam turbine stationary blade and method of assembling the same - Google Patents
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Description
本発明は、蒸気タービンの静翼及びその組立方法に係り、特に湿り蒸気中のドレン（水滴）を除去する機構を備えた蒸気タービンの静翼及びその組立方法に関する。 The present invention relates to a steam turbine stationary blade and an assembling method thereof, and more particularly to a steam turbine stationary blade having a mechanism for removing drain (water droplets) in wet steam and an assembling method thereof.
蒸気タービンの低圧段翼列では、湿り蒸気中で発生したドレン（水滴）に起因する性能の劣化（湿り損失）や、このドレンが下流側の動翼に衝突するドレンアタックに起因する動翼のエロージョンが問題視されている。そのために、湿り蒸気中のドレンを除去する機構を備えた静翼が考案されている。 In the low-pressure stage cascade of a steam turbine, performance degradation (wet loss) due to drain (water droplets) generated in the wet steam, and the blades due to drain attack where this drain collides with the downstream blades Erosion is regarded as a problem. For this reason, a stationary blade having a mechanism for removing drainage in wet steam has been devised.
例えば、特許文献１には、外輪（外側シュラウド）にスリットをロータ周方向に沿って形成し、外輪とケーシングとの間に設けられた環状溝（中空部）にこのスリットを連通させた蒸気タービンの静翼が記載されている。この静翼では、蒸気通路を流れる湿り蒸気中のドレンをスリット及び環状溝を介して排気室に排出するようになっている。
For example,
また、特許文献２には、ガイドリング付きの外側翼根リング（外側シュラウド）にスリットを設けた蒸気タービンの静翼が記載されている（例えば、図１参照）。この静翼では、蒸気通路を流れる湿り蒸気中のドレンを、ガイドリング付きの外側翼根リングの上記スリットから排出するようになっている。 Patent Document 2 describes a stationary blade of a steam turbine in which a slit is provided in an outer blade root ring (outer shroud) with a guide ring (see, for example, FIG. 1). In this stationary blade, the drain in the wet steam flowing through the steam passage is discharged from the slit of the outer blade root ring with a guide ring.
さらに、特許文献３には、ダイヤフラムの内壁面にカバーを取り付けて、ダイヤフラムとカバーとの隙間によって、湿分誘導部（スリット）及び湿分分離ダクト（中空部）を形成した蒸気タービンの静翼が開示されている（例えば、図１７〜１９参照）。
Furthermore,
ところで、特許文献１及び２に記載の静翼のように、外側シュラウドにスリットを形成する場合、放電加工でスリットの形成を行うのが一般的である。
しかしながら、発電効率向上の観点から静翼が長大化するにつれてシュラウドの大型化が急速に進んでおり、シュラウドの大きさが放電加工機で加工可能なサイズを超えてしまい、従来のような放電加工でスリットを形成するのが難しい場合がある。
By the way, when forming a slit in an outer shroud like the stationary blades described in
However, from the viewpoint of improving power generation efficiency, the size of the shroud is rapidly increasing as the stationary blades become longer, and the size of the shroud exceeds the size that can be processed by an electric discharge machine. It may be difficult to form slits.
この点、特許文献３に記載の静翼では、ダイヤフラム及びカバーいう二つの部材の隙間によってスリット（湿分誘導部）を形成するため、加工可能サイズに関する上記問題はないものの、スリットを精度良く形成することは困難である。すなわち、ダイヤフラムとカバーとの隙間を高精度に調整することは難しく、スリットの幅の十分な精度が得られない。
In this respect, in the stationary blade described in
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、ドレンを除去可能であるとともに、静翼の長大化に対応可能であり、スリット幅の精度が高い蒸気タービンの静翼及びその組立方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is capable of removing drains and responding to an increase in the length of a stationary blade, and a stationary blade of a steam turbine having a high slit width and an assembling method thereof. The purpose is to provide.
本発明に係る蒸気タービンの静翼は、翼形部と、前記翼形部の内周側または外周側に設けられるシュラウドと、前記シュラウドの壁面に取り付けられ、ドレンを回収するスリットが形成されたスリットピースとを備えることを特徴とする。 A stationary blade of a steam turbine according to the present invention has an airfoil portion, a shroud provided on an inner peripheral side or an outer peripheral side of the airfoil portion, and a slit that is attached to a wall surface of the shroud and collects a drain. And a slit piece.
上記蒸気タービンの静翼では、ドレンを回収するスリットが形成されたスリットピースがシュラウドの壁面に取り付けられているため、湿り蒸気中のドレンはスリットピースのスリットによって蒸気通路から除去され、静翼下流側に位置する動翼のエロージョンや湿り損失が抑制される。
また、スリットを有するスリットピースをシュラウドの壁面に取り付けるようにしたので、シュラウド自体へのスリットの形成が不要になる。そのため、静翼の長大化に伴ってシュラウドが大型化して、シュラウドの大きさが放電加工機で加工可能なサイズを超えるような場合であっても、スリットピース自体はシュラウドに比べて小さいので、スリットピースへのスリット加工を問題なく行うことができる。
さらに、スリットピースにスリット加工を施すようにしたので、二つの部材の間隙によってスリットを形成する場合とは異なり、スリット幅の十分な精度を得ることができる。
In the steam turbine stationary blade, since a slit piece having a slit for collecting drain is attached to the wall surface of the shroud, drain in the wet steam is removed from the steam passage by the slit of the slit piece, and downstream of the stationary blade. The erosion and wet loss of the moving blade located on the side are suppressed.
Further, since the slit piece having the slit is attached to the wall surface of the shroud, it is not necessary to form a slit in the shroud itself. Therefore, even if the shroud is enlarged with the length of the stationary blade and the size of the shroud exceeds the size that can be processed with an electric discharge machine, the slit piece itself is smaller than the shroud, Slit processing to the slit piece can be performed without problems.
Furthermore, since slit processing is performed on the slit piece, unlike the case where the slit is formed by the gap between the two members, sufficient accuracy of the slit width can be obtained.
上記蒸気タービンの静翼において、前記スリットピースの前記スリットは、前記シュラウドに形成されたシュラウド孔に連通してもよい。
このように、スリットピースのスリットをシュラウドに形成されたシュラウド孔に連通させることで、スリット及びシュラウド孔を介して蒸気通路から湿り蒸気中のドレンを効果的に回収できる。また、シュラウド孔はシュラウドに設けられるが、機械加工によって形成可能であるから、静翼の長大化に伴ってシュラウドが大型化しても問題なく加工を行える。
In the steam turbine stationary blade, the slit of the slit piece may communicate with a shroud hole formed in the shroud.
In this way, by allowing the slit of the slit piece to communicate with the shroud hole formed in the shroud, the drain in the wet steam can be effectively recovered from the steam passage through the slit and the shroud hole. Further, although the shroud hole is provided in the shroud, it can be formed by machining. Therefore, the shroud hole can be processed without problems even if the shroud is enlarged with the increase in the length of the stationary blade.
上記蒸気タービンの静翼において、前記スリットと前記シュラウド孔との間に位置して、前記スリットを前記シュラウド孔に連通させるポケットが、前記スリットピース及び前記シュラウドの少なくとも一方に設けられていてもよい。
このように、スリットとシュラウド孔との間にポケットを設けることで、ドレンの詰まりを防止して、ドレン排出をスムーズに行うことができる。
In the steam turbine stationary blade, a pocket that is located between the slit and the shroud hole and communicates the slit with the shroud hole may be provided in at least one of the slit piece and the shroud. .
Thus, by providing a pocket between the slit and the shroud hole, drain clogging can be prevented and drainage can be performed smoothly.
上記蒸気タービンの静翼において、前記スリットピースには、複数の前記スリットが該スリットの長手方向に並ぶように形成されていてもよい。
このように、スリット長手方向に並ぶように複数のスリットをスリットピースに形成することで（言い換えると、スリットピースのスリットをその長手方向に複数に分割することで）、各スリットのスリット長が短くなる。よって、スリットピースをシュラウド壁面に溶接で固定する場合であっても、溶接時の冷却過程における溶接部の収縮変形に起因してスリットが開いてしまう現象を抑制できる。
In the stationary blade of the steam turbine, the slit piece may be formed with a plurality of slits arranged in a longitudinal direction of the slit.
In this way, by forming a plurality of slits in the slit piece so as to be aligned in the slit longitudinal direction (in other words, by dividing the slit of the slit piece into a plurality of slits in the longitudinal direction), the slit length of each slit is shortened. Become. Therefore, even when the slit piece is fixed to the shroud wall surface by welding, the phenomenon that the slit opens due to shrinkage deformation of the welded part in the cooling process during welding can be suppressed.
また、複数の前記スリットのうち隣接するスリットに少なくとも部分的にオーバーラップして該隣接するスリット間にまたがって、該隣接するスリットからスリットの短手方向に位置をずらして設けられるオーバーラップスリットが前記スリットピースに形成されていてもよい。
これにより、隣接するスリットの間の位置にあるドレンもオーバーラップスリットで除去できるため、ドレン除去を効果的に行うことができる。
In addition, an overlap slit provided at least partially overlaps adjacent slits among the plurality of slits and spans between the adjacent slits, and is shifted in the lateral direction of the slits from the adjacent slits. It may be formed in the slit piece.
Thereby, since the drain in the position between adjacent slits can also be removed by the overlap slit, drain removal can be performed effectively.
また、本発明に係る蒸気タービンの静翼組立方法では、ドレンを回収するためのスリットをスリットピースに形成し、静翼の翼形部の内周側又は外周側のシュラウドの壁面に前記スリットピースを取り付けることを特徴とする。 In the steam turbine stationary blade assembling method according to the present invention, a slit for collecting drain is formed in the slit piece, and the slit piece is formed on the inner peripheral side or outer peripheral side shroud wall of the stationary blade airfoil portion. It is characterized by attaching.
上記組立方法により組み立てられた静翼では、ドレンを回収するスリットが形成されたスリットピースがシュラウドの壁面に取り付けられているため、湿り蒸気中のドレンはスリットピースのスリットによって蒸気通路から除去され、静翼下流側に位置する動翼のエロージョンや湿り損失が抑制される。
また、スリットを有するスリットピースをシュラウドの壁面に取り付けるようにしたので、シュラウド自体へのスリットの形成が不要になる。そのため、静翼の長大化に伴ってシュラウドが大型化して、シュラウドの大きさが放電加工機で加工可能なサイズを超えるような場合であっても、スリットピース自体はシュラウドに比べて小さいので、スリットピースへのスリット加工を問題なく行うことができる。
さらに、スリットピースにスリット加工を施すようにしたので、二つの部材の間隙によってスリットを形成する場合とは異なり、スリット幅の十分な精度を得ることができる。
In the stationary blade assembled by the above assembly method, since the slit piece in which the slit for collecting the drain is formed is attached to the wall surface of the shroud, the drain in the wet steam is removed from the steam passage by the slit of the slit piece, Erosion and wetting loss of the moving blade located downstream of the stationary blade are suppressed.
Further, since the slit piece having the slit is attached to the wall surface of the shroud, it is not necessary to form a slit in the shroud itself. Therefore, even if the shroud is enlarged with the length of the stationary blade and the size of the shroud exceeds the size that can be processed with an electric discharge machine, the slit piece itself is smaller than the shroud, Slit processing to the slit piece can be performed without problems.
Furthermore, since slit processing is performed on the slit piece, unlike the case where the slit is formed by the gap between the two members, sufficient accuracy of the slit width can be obtained.
上記蒸気タービンの静翼の組立方法において、ドレンを回収するためのスリットをスリットピースに形成し、静翼の翼形部の内周側又は外周側のシュラウドの壁面に前記スリットピースを取り付けるようにしてもよい。
このように、スリットピースのスリットをシュラウドに形成されたシュラウド孔に連通させることで、スリット及びシュラウド孔を介して蒸気通路から湿り蒸気中のドレンを効果的に回収できる。また、シュラウド孔はシュラウドに設けられるが、機械加工によって形成可能であるから、静翼の長大化に伴ってシュラウドが大型化しても問題なく加工を行える。
In the steam turbine stationary blade assembly method described above, a slit for collecting drain is formed in the slit piece, and the slit piece is attached to the inner or outer peripheral shroud wall of the stationary blade airfoil. May be.
In this way, by allowing the slit of the slit piece to communicate with the shroud hole formed in the shroud, the drain in the wet steam can be effectively recovered from the steam passage through the slit and the shroud hole. Further, although the shroud hole is provided in the shroud, it can be formed by machining. Therefore, the shroud hole can be processed without problems even if the shroud is enlarged with the increase in the length of the stationary blade.
上記蒸気タービンの静翼組立方法において、前記スリットピースを前記シュラウドの前記壁面に取り付けた後、前記シュラウドの前記壁面を前記スリットピースとともに仕上げ加工することが好ましい。
このように、スリットピースをシュラウドに取り付けた後に仕上げ加工を行うことで、シュラウド及びスリットピースで形成される壁面が平滑化されて、この壁面上をドレンがスムーズに流れてスリットに回収されやすくなる。また、シュラウド及びスリットピースで形成される壁面が平滑化されることで、壁面の凹凸に起因した蒸気通路内の蒸気流れの阻害を防止できる。
さらに、仕上げ加工によって、シュラウド及びスリットピースで形成される壁面の最終的な形状を任意に調節可能であるため、スリットピースの材料として比較的安価な平板状の部材を用いることができる。よって、静翼の製造コストを低減できる。
In the steam turbine stationary blade assembly method, it is preferable that after the slit piece is attached to the wall surface of the shroud, the wall surface of the shroud is finished together with the slit piece.
Thus, by finishing the slit piece after attaching it to the shroud, the wall surface formed by the shroud and the slit piece is smoothed, and the drain flows smoothly on this wall surface and is easily collected by the slit. . In addition, since the wall surface formed by the shroud and the slit piece is smoothed, it is possible to prevent the steam flow from being inhibited in the steam passage due to the unevenness of the wall surface.
Furthermore, since the final shape of the wall surface formed by the shroud and the slit piece can be arbitrarily adjusted by finishing, a relatively inexpensive flat plate member can be used as the material of the slit piece. Therefore, the manufacturing cost of a stationary blade can be reduced.
本発明によれば、ドレンを回収するスリットが形成されたスリットピースがシュラウドの壁面に取り付けられているため、湿り蒸気中のドレンはスリットピースのスリットによって蒸気通路から除去され、静翼下流側に位置する動翼のエロージョンや湿り損失が抑制される。
また、スリットを有するスリットピースをシュラウドの壁面に取り付けるようにしたので、シュラウド自体へのスリットの形成が不要になる。そのため、静翼の長大化に伴ってシュラウドが大型化して、シュラウドの大きさが放電加工機で加工可能なサイズを超えるような場合であっても、スリットピース自体はシュラウドに比べて小さいので、スリットピースへのスリット加工を問題なく行うことができる。
さらに、スリットピースにスリット加工を施すようにしたので、二つの部材の間隙によってスリットを形成する場合とは異なり、スリット幅の十分な精度を得ることができる。
According to the present invention, since the slit piece in which the slit for collecting the drain is formed is attached to the wall surface of the shroud, the drain in the wet steam is removed from the steam passage by the slit of the slit piece, and downstream of the stationary blade. Erosion and moisture loss of the moving blades are suppressed.
Further, since the slit piece having the slit is attached to the wall surface of the shroud, it is not necessary to form a slit in the shroud itself. Therefore, even if the shroud is enlarged with the length of the stationary blade and the size of the shroud exceeds the size that can be processed with an electric discharge machine, the slit piece itself is smaller than the shroud, Slit processing to the slit piece can be performed without problems.
Furthermore, since slit processing is performed on the slit piece, unlike the case where the slit is formed by the gap between the two members, sufficient accuracy of the slit width can be obtained.
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、蒸気タービンの最終段翼列近傍の内部構造を示す断面図である。同図に示すように、蒸気タービン１では、ロータ２のディスク３の外周面に動翼４が設けられており、この動翼４に対向するように静翼６がロータ２の周りに設けられている。動翼４と静翼６とが対向する空間（蒸気通路）には、蒸気Ｓが図１の矢印方向に流れるようになっている。ここで、最終段の静翼６の周辺では、蒸気Ｓの温度及び圧力が降下し、蒸気Ｓは湿り蒸気となる。そのため、本実施形態では、最終段の静翼６に、次に説明するようなドレン除去機構を設ける。
なお、ここでは、最終段の静翼６にドレン除去機構を設ける例について説明するが、必要に応じて、最終段以外の静翼６にドレン除去機構を設けてもよい。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure in the vicinity of the last stage cascade of the steam turbine. As shown in the figure, in the
Here, an example in which the drain removal mechanism is provided in the final stage
最終段の静翼６は、図１に示すように、蒸気Ｓが流れる蒸気通路に配置される翼形部８と、翼形部８の外周側及び内周側にそれぞれ設けられる外側シュラウド（翼根リングともいう）９Ａ及び内側シュラウド９Ｂとで構成される。外側シュラウド９Ａ及び内側シュラウド９Ｂの蒸気通路に面する壁面１０には、それぞれ、ドレンを除去するためのスリットが形成されたスリットピース２０及び３０が取り付けられている。
以下、外側シュラウド９Ａに取り付けられるスリットピース２０、内側シュラウド９Ｂに取り付けられるスリットピース３０の順にその詳細構造を説明する。
As shown in FIG. 1, the final stage
Hereinafter, the detailed structure will be described in the order of the
図２は、最終段静翼の外側シュラウド９Ａの詳細構造を示す断面図である。図３は、図２の外側シュラウド９Ａの壁面１０を矢印Ａ方向から視た図である。図４はスリットピース２０の構成例を示す図であり、（ａ）はスリットピース２０を蒸気通路側から視た平面図であり、（ｂ）はスリットピースを外側シュラウド９Ａ側から視た平面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a detailed structure of the
図２及び３に示すように、外側シュラウド９Ａの蒸気通路に面する壁面１０には、複数のスリットピース２０が取り付けられている。具体的には、スリットピース２０は、外側シュラウド９Ａの壁面１０に設けられたシュラウド溝１５に嵌め込まれて固定されている。複数のスリットピース２０は、外側シュラウド９Ａの周方向（図３の矢印方向）に沿って配列されるように、外側シュラウド９Ａの壁面１０に取り付けられている。外側シュラウド９Ａの壁面１０へのスリットピース２０の固定は、溶接で行ってもよいし、ボルト等を用いた締結で行ってもよい。なお、図２にはスリットピース２０を外側シュラウド９Ａの壁面１０に溶接で固定した例を示しており、同図における符号１９は溶接部である。
As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of
各スリットピース２０には、図２〜４に示すように、一端が蒸気通路に開口するスリット（２２，２４）がシュラウド周方向（ロータ周方向）に沿って形成されている。なお、図３及び４には、スリット（２２，２４）の長手方向がシュラウド周方向と平行である例を示したが、スリット（２２，２４）の長手方向はシュラウド周方向に対して傾斜していてもよい。
スリット２２は、スリット２４よりも蒸気流れの上流側に設けられており、スリット長手方向（シュラウド周方向）に間隔を空けて２本配置されている。２本のスリット２２は、その長手方向に並ぶようにスリットピース２０に形成されている。言い換えると、スリット２２は、スリット長手方向に２本に分割されている（以降、スリット２２を「分割スリット２２」という）。一方、スリット２４は、スリット長手方向において２本の分割スリット２２とオーバーラップするように設けられたオーバーラップスリットである（以降、スリット２４を「オーバーラップスリット２４」という）。具体的には、オーバーラップスリット２４は、隣接する分割スリット２２に部分的にオーバーラップして該隣接する分割スリット２２間にまたがっている。また、オーバーラップスリット２４は、隣接する分割スリット２２からスリット短手方向（蒸気流れ方向）に位置をずらして設けられている。
蒸気通路を流れる湿り蒸気中のドレンは、遠心力によって外側シュラウド９Ａの壁面１０に到達し、壁面１０を伝って分割スリット２２の位置までロータ軸方向に移動し、分割スリット２２に吸い込まれる。また、２本の分割スリット２２の間を通過したドレンは、さらに壁面１０上を蒸気流れ方向に沿ってオーバーラップスリット２４の位置まで移動し、オーバーラップスリット２４に吸い込まれる。このように、オーバーラップスリット２４は、２本の分割スリット２２の間をすり抜けたドレンを除去する役割を有する。
As shown in FIGS. 2 to 4, each
Two
The drain in the wet steam flowing through the steam passage reaches the
また、分割スリット２２及びオーバーラップスリット２４は、図２から分かるように、スリットピース２０の厚さ方向に対して傾斜している。そのため、分割スリット２２及びオーバーラップスリット２４のロータ軸方向における位置は、スリットピース２０を蒸気通路側から視た場合（図４（ａ）参照）と、スリットピース２０を外側シュラウド９Ａ側から視た場合（図４（ｂ）参照）とで異なる。
なお、スリットピース２０の厚さ方向に対する、分割スリット２２及びオーバーラップスリット２４の傾斜角は、ドレンを効率的に除去する観点から適宜設定される。
Moreover, the division | segmentation slit 22 and the overlap slit 24 incline with respect to the thickness direction of the
Note that the inclination angles of the split slit 22 and the overlap slit 24 with respect to the thickness direction of the
また、図４（ｂ）に示すように、スリットピース２０の蒸気通路に面する表面とは反対側の表面には、シュラウド周方向および蒸気流れ方向に広がる溝２５が設けられている。溝２５には、分割スリット２２及びオーバーラップスリット２４の他端が開口している。この溝２５は、外側シュラウド９Ａとともに中空空間であるポケット２６を形成する。
また、ポケット２６には、図２に示すように、外側シュラウド９Ａに形成されたシュラウド孔１４の一端が接続されている。そのため、分割スリット２２及びオーバーラップスリット２４は、ポケット２６を介して、外側シュラウド９Ａのシュラウド孔１４に連通されることになる。
なお、シュラウド孔１４は、シュラウド溝１５（図２参照）の底面に開口するように設けられており、図４（ｂ）に示すように、ポケット２６に対して複数、シュラウド周方向（ロータ周方向）に沿って配列されている。
Moreover, as shown in FIG.4 (b), the groove |
Further, as shown in FIG. 2, one end of the
In addition, the
また、シュラウド孔１４の他端は、図２に示すように、外側シュラウド９Ａに形成された中空部１１に繋がっている。そして、中空部１１には、外側シュラウド９Ａ及びケーシング１２に形成されたドレン排出孔１３が接続されている。
そのため、分割スリット２２及びオーバーラップスリット２４によって蒸気通路から除去されたドレンは、ポケット２６、シュラウド孔１４、中空部１１、ドレン排出孔１３の順に通って、外部に排出される。
Further, the other end of the
Therefore, the drain removed from the steam passage by the split slit 22 and the overlap slit 24 passes through the
図５は、最終段静翼の内側シュラウド９Ｂの詳細構造を示す断面図である。図６は、図５の内側シュラウド９Ｂの壁面１０を矢印Ｂ方向から視た図である。図７はスリットピース３０の構成例を示す図であり、（ａ）はスリットピース３０を蒸気通路側から視た平面図であり、（ｂ）はスリットピース３０を内側シュラウド９Ｂ側から視た平面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the
図５及び６に示すように、内側シュラウド９Ｂの蒸気通路に面する壁面１０には、複数のスリットピース３０が取り付けられている。具体的には、スリットピース３０は、内側シュラウド９Ｂの壁面１０に設けられたシュラウド溝１５に嵌め込まれて固定されている。複数のスリットピース３０は、内側シュラウド９Ｂの周方向（図６の矢印方向）に沿って配列されるように、内側シュラウド９Ｂの壁面１０に取り付けられている。内側シュラウド９Ｂの壁面１０へのスリットピース３０の固定は、溶接で行ってもよいし、ボルト等を用いた締結で行ってもよい。なお、図５にはスリットピース３０を内側シュラウド９Ｂの壁面１０に溶接で固定した例を示しており、同図における符号１９は溶接部である。
As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of
各スリットピース３０には、図５〜７に示すように、一端が蒸気通路に開口するスリット３２がシュラウド周方向に沿って形成されている。内側シュラウド９Ｂの壁面１０に付着した湿り蒸気中のドレンは、この壁面１０を伝ってスリット３２の位置まで蒸気流れ方向に移動し、スリット３２に吸い込まれる。なお、スリット３２は、図５から分かるように、スリットピース２０の厚さ方向に対して傾斜している。
また、各スリットピース３０には一本のスリット３２しか設けられていないが、上述のスリットピース２０と同様に、複数のスリットをスリットピース３０に設けてもよい。
As shown in FIGS. 5 to 7, each
In addition, each
図７（ｂ）に示すように、スリットピース３０の蒸気通路に面する表面とは反対側の表面には、シュラウド周方向および蒸気流れ方向に広がる溝３５が設けられている。溝３５には、スリット３２の他端が開口している。この溝２５は、内側シュラウド９Ｂとともに中空空間であるポケット３６を形成する。
また、ポケット３６には、図５に示すように、内側シュラウド９Ｂに形成されたシュラウド孔１４の一端が接続されている。そのため、スリット３２は、ポケット３６を介して、内側シュラウド９Ｂのシュラウド孔１４に連通されることになる。
なお、シュラウド孔１４は、シュラウド溝１５（図５参照）の底面に開口するように設けられており、図７（ｂ）に示すように、ポケット３６に対して複数、シュラウド周方向に沿って配列されている。
As shown in FIG. 7 (b), a
Further, as shown in FIG. 5, one end of a
In addition, the
また、シュラウド孔１４の他端は、図５に示すように、内側シュラウド９Ｂの内部に形成された中空部１１に繋がっている。そのため、スリット３２によって蒸気通路から除去されたドレンは、ポケット３６、シュラウド孔１４、中空部１１、不図示のドレン排出孔を順に通って、外部に排出される。
Further, the other end of the
上記構成の静翼６によれば、ドレンを回収するためのスリット（２２，２４，３２）を有するスリットピース（２０，３０）を、シュラウド（９Ａ，９Ｂ）の壁面１０に取り付けたので、蒸気通路を流れる湿り蒸気中のドレンをスリット（２２，２４，３２）によって除去できる。よって、静翼６の下流側に位置する動翼８のエロージョンや湿り損失を抑制できる。
また、スリット（２２，２４，３２）を有するスリットピース（２０，３０）をシュラウド（９Ａ，９Ｂ）の壁面１０に取り付けるようにしたので、シュラウド（９Ａ，９Ｂ）自体へのスリット（２２，２４，３２）の形成が不要になる。そのため、静翼６の長大化に伴ってシュラウド（９Ａ，９Ｂ）が大型化して、シュラウド（９Ａ，９Ｂ）の大きさが放電加工機で加工可能なサイズを超えるような場合であっても、スリットピース（２０，３０）自体はシュラウド（９Ａ，９Ｂ）に比べて小さいので、スリットピース（２０，３０）へのスリット加工を問題なく行うことができる。
さらに、スリットピース（２０，３０）にスリット（２２，２４，３２）を形成するようにしたので、二つの部材の間隙によってスリットを形成する場合とは異なり、スリット幅の十分な精度を得ることができる。
According to the
Further, since the slit pieces (20, 30) having the slits (22, 24, 32) are attached to the
Furthermore, since the slits (22, 24, 32) are formed in the slit piece (20, 30), unlike the case where the slit is formed by the gap between the two members, sufficient accuracy of the slit width can be obtained. Can do.
また、スリットピース（２０，３０）のスリット（２２，２４，３２）をシュラウド（９Ａ，９Ｂ）に形成されたシュラウド孔１４に連通させることで、スリット（２２，２４，３２）及びシュラウド孔１４を介して蒸気通路から湿り蒸気中のドレンを効果的に回収できる。また、シュラウド孔１４はシュラウド（９Ａ，９Ｂ）に設けられるが、機械加工によって形成可能であるから、静翼６の長大化に伴ってシュラウド（９Ａ，９Ｂ）が大型化しても問題なく加工を行える。
このとき、スリット（２２，２４，３２）をシュラウド孔１４に直接接続しようとすると、この接続箇所におけるドレン流路の断面積を十分に確保することが難しい。この点、上述の実施形態のように、スリット（２２，２４，３２）とシュラウド孔１４との間に、ロータ２の周方向および軸方向に広がるポケット（２６，３６）を設けることで、ドレン流路の断面積を十分に確保し、ドレンの詰まりを防止して、ドレン排出をスムーズに行うことができる。
Further, the slits (22, 24, 32) and the shroud holes 14 are formed by communicating the slits (22, 24, 32) of the slit pieces (20, 30) with the shroud holes 14 formed in the shroud (9A, 9B). The drainage in the wet steam can be effectively recovered from the steam passage via the. The
At this time, if it is attempted to directly connect the slits (22, 24, 32) to the
また、スリットピース２０のスリットとして、スリット長手方向に複数に分割された分割スリット２２を用いることで、スリットピース２０をシュラウド壁面１０に溶接で固定する場合であっても、溶接時の冷却過程における溶接部１９の収縮変形に起因してスリット２２が開いてしまう現象を抑制できる。
Moreover, even if it is a case where the
さらに、隣接する分割スリット２２に少なくとも部分的にオーバーラップして該隣接する分割スリット２２間にまたがるように、該隣接する分割スリット２２からスリット短手方向に位置をずらして、オーバーラップスリット２４を設けたので、隣接する分割スリット２２の間の位置にあるドレンもオーバーラップスリット２４で回収できる。
Further, the overlap slit 24 is shifted from the adjacent split slit 22 in the transversal direction so that it overlaps at least partially with the adjacent split slit 22 and spans between the adjacent split slits 22. Since it is provided, the drain located at the position between the adjacent divided
上記構成の静翼６は、次のような手順で組み立てることができる。
まず、スリット（２２，２４，３２）及び溝（２５，３５）をスリットピース（２０，３０）に形成する。スリット（２２，２４，３２）の形成は、例えば、放電加工やウォータージェット加工等で行うことができる。また、溝（２５，３５）の形成は、エンドミルを用いた機械加工で行うことができる。
一方、静翼６のシュラウド（９Ａ，９Ｂ）には、一端が中空部１１に開口し、他端がシュラウド溝１５の底面に開口するシュラウド孔１４を形成しておく。シュラウド孔１４の形成は、ドリルを用いた機械加工で行うことができる。
そして、シュラウド（９Ａ，９Ｂ）の蒸気通路に面する壁面１０に複数のスリットピース（２０，３０）を取り付ける。具体的には、シュラウド（９Ａ，９Ｂ）の壁面１０に設けられたシュラウド溝１５にスリットピース（２０，３０）を嵌め込んで固定する。このとき、複数のスリットピース（２０，３０）がロータ周方向に沿って配列され、且つ、各スリットピース（２０，３０）のスリット（２２，２４，３２）がロータ周方向に沿うようにしてもよい。また、スリット（２２，２４，３２）は、溝（２５，３５）により形成されるポケット（２６，３６）を介して、シュラウド孔１４に連通させる。
The
First, slits (22, 24, 32) and grooves (25, 35) are formed in the slit pieces (20, 30). The slits (22, 24, 32) can be formed by, for example, electric discharge machining or water jet machining. The grooves (25, 35) can be formed by machining using an end mill.
On the other hand, the shroud (9A, 9B) of the
Then, a plurality of slit pieces (20, 30) are attached to the
また、スリットピース（２０，３０）をシュラウド（９Ａ，９Ｂ）の壁面１０に取り付けた後、シュラウド（９Ａ，９Ｂ）の壁面１０をスリットピース（２０，３０）とともに仕上げ加工することが好ましい。このことについて、図８を用いて説明する。
Moreover, after attaching the slit piece (20, 30) to the
図８は、スリットピース２０を外側シュラウド９Ａの壁面１０に取り付けた後に仕上げ加工を行う様子を示す図である。同図に示すように、外側シュラウド９Ａの蒸気通路に面する壁面１０にスリットピース２０を溶接によって固定する。その後、外側シュラウド９Ａの壁面１０をスリットピース２０とともに研削して、所望の仕上げ面Ｓが得られるように仕上げ加工を行う。
このように、スリットピース２０を外側シュラウド９Ａに取り付けた後に仕上げ加工を行うことで、外側シュラウド９Ａ及びスリットピース２０で形成される壁面が平滑化され、この壁面上をドレンがスムーズに流れてスリット（２２，２４）に回収されやすくなる。また、外側シュラウド９Ａ及びスリットピース２０で形成される壁面が平滑化されることで、壁面の凹凸に起因した蒸気通路内の蒸気流れの阻害を防止できる。
さらに、仕上げ加工によって、外側シュラウド９Ａ及びスリットピース２０で形成される壁面の最終的な形状を任意に調節可能であるため、スリットピース２０の材料として比較的安価な平板状の部材を用いることができる。よって、静翼の製造コストを低減できる。
なお、内側シュラウド９Ｂの蒸気通路に面する壁面１０にスリットピース３０を取り付けた後、内側シュラウド９Ｂの壁面１０をスリットピース３０とともに仕上げ加工する場合にも、同様なメリットを享受できる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which finishing is performed after the
Thus, by finishing the
Furthermore, since the final shape of the wall surface formed by the
In addition, the same merit can be enjoyed also when finishing the
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.
例えば、上述の実施形態では、外側シュラウド９Ａにスリットピース２０を取り付け、内側シュラウド９Ｂにスリットピース３０を取り付ける例について説明したが、シュラウド（９Ａ，９Ｂ）の少なくとも一方にスリットピースが取り付けられていればよく、必ずしも外側シュラウド９Ａ及び内側シュラウド９Ｂの両方にスリットピースを取り付ける必要はない。特に、内側シュラウド９Ｂは、外側シュラウド９Ａに比べて小径であるため、放電加工機における加工可能サイズの範囲に収まる可能性が外側シュラウド９Ａに比べて高い。そこで、外側シュラウド９Ａにのみスリットピース２０を取り付けることとし、内側シュラウド９Ｂについては、従来どおり、内側シュラウド９Ｂに放電加工で直接スリットを形成するようにしてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the
また、上述の実施形態では、スリットピース（２０，３０）をシュラウド（９Ａ，９Ｂ）の蒸気通路に面する壁面１０に取り付ける例について説明したが、ドレンを回収可能である限り、スリットピース（２０，３０）のシュラウド（９Ａ，９Ｂ）への装着位置はこの例に限定されない。例えば、シュラウド（９Ａ，９Ｂ）の蒸気流れ方向の上流側端または下流側端の壁面にスリットピース（２０，３０）を取り付けてもよい。
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which attaches the slit piece (20, 30) to the
また、上述の実施形態では、スリットピース（２０，３０）に溝（２５，３５）を形成してポケット（２６，３６）を設ける例について説明したが、ポケット（２６，３６）を作るための溝（２５，３５）はシュラウド（９Ａ，９Ｂ）に設けてもよい。あるいは、スリットピース（２０，３０）及びシュラウド（９Ａ，９Ｂ）の両方にハーフ溝を設け、スリットピース（２０，３０）及びシュラウド（９Ａ，９Ｂ）のハーフ溝を合わせてポケット（２６，３６）を形成してもよい。 Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which forms a groove | channel (25, 35) in a slit piece (20, 30) and provides a pocket (26, 36), for making a pocket (26, 36) The grooves (25, 35) may be provided in the shroud (9A, 9B). Alternatively, the slit pieces (20, 30) and the shrouds (9A, 9B) are provided with half grooves, and the slit pieces (20, 30) and the shrouds (9A, 9B) are combined with the half grooves to form pockets (26, 36). May be formed.
また、上述の実施形態では、スリットピース２０の蒸気流れの上流側に分割スリット２２を設け、蒸気流れの下流側にオーバーラップスリット２４を設ける例について説明したが、分割スリット２２よりも上流側にオーバーラップスリット２４を設けてもよい。なお、この場合、オーバーラップスリット２４で除去しきれなかったドレンを、分割スリット２２で除去することになる。
In the above-described embodiment, the example in which the split slit 22 is provided on the upstream side of the steam flow of the
さらに、上述の実施形態では、蒸気通路からスリット（２２，２４，３２）に吸い込まれたドレンが、ポケット（２６，３６）、シュラウド孔１４、中空部１１の順に通過して外部に排出される例について説明したが、スリット（２２，２４，３２）に吸い込まれたドレンを外部に排出する態様はこの例に限定されず、種々のドレン排出機構を採用しうる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the drain sucked into the slits (22, 24, 32) from the steam passage passes through the pockets (26, 36), the
１ 蒸気タービン
２ ロータ
３ ディスク
４ 動翼
６ 静翼
８ 翼形部
９Ａ 外側シュラウド
９Ｂ 内側シュラウド
１０ 壁面
１１ 中空部
１２ ケーシング
１３ ドレン排出孔
１４ シュラウド孔
１５ シュラウド溝
１９ 溶接部
２０ シュラウドピース
２２ 分割スリット
２４ オーバーラップスリット
２５ 溝
２６ ポケット
３０ スリットピース
３２ スリット
３５ 溝
３６ ポケット
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記翼形部の内周側または外周側に設けられるシュラウドと、
前記シュラウドの壁面に取り付けられ、ドレンを回収するスリットが形成された複数のスリットピースとを備え、
前記複数のスリットピースは、前記シュラウドの周方向に沿って配列されることを特徴とする蒸気タービンの静翼。 An airfoil,
A shroud provided on the inner or outer peripheral side of the airfoil,
A plurality of slit pieces attached to the wall surface of the shroud and formed with slits for collecting drain ;
Wherein the plurality of slits piece, the stator blade of the steam turbine, characterized in Rukoto arranged along the circumferential direction of the shroud.
静翼の翼形部の内周側又は外周側のシュラウドの壁面に前記複数のスリットピースを前記シュラウドの周方向に沿って並べて取り付けることを特徴とする蒸気タービンの静翼の組立方法。 A slit for collecting drain is formed in a plurality of slit pieces,
A method of assembling a vane of a steam turbine, comprising mounting the plurality of slit pieces side by side along a circumferential direction of the shroud on a wall surface of a shroud on an inner circumferential side or an outer circumferential side of an airfoil portion of the stationary vane.
The method for assembling a stationary vane of a steam turbine according to claim 6 or 7, wherein after the slit piece is attached to the wall surface of the shroud, the wall surface of the shroud is finished together with the slit piece.
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