JP5837204B2 - 蒸気タービンの温度補償のための方法 - Google Patents

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Description

本発明は、外側ハウジングと、外側ハウジングの内側に配置されている内側ハウジングと、内側ハウジングの内側に回転可能に取り付けられているロータとを含む蒸気タービンであって、内側ハウジングと外側ハウジングとの間に空間が形成されており、外側ハウジングとロータとの間にシーリング蒸気シールが形成されている、蒸気タービンに関する。
さらに、本発明は、蒸気タービンのハウジングの変形を回避するための方法に関する。
蒸気タービンのタービンハウジングは、一般的に、内側ハウジングと外側ハウジングとを含み、内側ハウジングと外側ハウジングとの間に空間が形成されている。これらの2つのハウジング部は、上部半体および下部半体を有する。高圧タービンの場合には、外側ハウジングは、つぼ形設計としても実施されている。とりわけ、蒸気タービンのシャットダウンの後に、ハウジングにおいて、および、ハウジング間において、下部半体と、相対的に高温の上部半体との間に、温度差が存在し、温度差は、数ケルビン温度になり得る。
蒸気タービンがシャットダウンされる場合、外側ハウジングは、内側ハウジングよりも速く冷える。自由対流または自然対流の結果として、内側ハウジングと外側ハウジングとの間の空間に上向きの流れを誘発し、それにより、外側ハウジングの上部半体内へ熱が導入される。このことが、外側ハウジングの上部半体において、ハウジングの変形につながる可能性があり、その結果、ハウジング材料内に望ましくない応力が発生し、クリアランスが狭くなる。内側ハウジングの変形は、不利な状況でタービンブレードがハウジングに対して擦れる場合には、望ましくないラビング誘発型の損傷につながる可能性がある。
蒸気タービンは、一般的に、内側ハウジングと、内側ハウジングを取り囲む外側ハウジングとを有しており、この二重ケーシングハウジング構成が、空間を形成する。内側ハウジングは、空間内に配置されているクラッディングによって、その軸線方向に、少なくとも部分的に包まれている。
蒸気タービンがシャットダウンされた後に、または、負荷を下げられた後に、支配的な圧力に応じて、内側ハウジングと外側ハウジングとの間のスペースに、ある量の蒸気が存在する。自然対流が、ハウジング内の上側領域と下側領域との間に、または、場合によっては、空間内に温度成層を生じさせる。これらの異なる温度が、外側ハウジングの変形につながり、それは、湾曲変形(bowing)とも称される。内側ハウジングが外側ハウジングの内側で外側ハウジングに載っているので、この「湾曲変形」は回避されるべきであり、変形が、内側ハウジングをロータに対してミスアライメントの状態にさせる可能性があり、最悪の場合、それは、半径クリアランスの狭小化、またおそらくはラビングを引き起こす。
現在まで、この問題は、十分に大きい半径クリアランスを提供することによって、解決されてきた。しかし、これは、効率の低下を引き起こす。
本発明は、とりわけ、タービンが冷却されるときに、外側ハウジングの変形を防止する、または、少なくとも最小化するという目的に基づいている。さらに、タービンがシャットダウンされるときのハウジングの変形を回避するための方法が、示されることとなる。
本発明によれば、第1の目的は、外側ハウジングと、外側ハウジングの内側に配置されている内側ハウジングと、内側ハウジングの内側に回転可能に取り付けられているロータとを含む蒸気タービンであって、内側ハウジングと外側ハウジングとの間に空間が形成されており、外側ハウジングとロータとの間にシーリング蒸気シールが形成されており、外側ハウジングが、空間内にシーリング蒸気を導入するための流入開口部を有している、蒸気タービンによって実現される。
本発明によれば、方法に関する目的は、蒸気タービンがシャットダウンされたときに、蒸気タービンのハウジングの変形を回避するための方法であって、内側ハウジングと、内側ハウジングを取り囲む外側ハウジングとの間に形成されている空間において、外側ハウジングの開口部を介して空間内へシーリング蒸気を導入することによって、空間内の媒体内に乱流が誘発される、方法によって実現される。
有利な発展例は、従属請求項に示されている。
本発明は、空間内の温度階層の形成が、シーリング蒸気を注入することによって回避されるという知識に基づいている。このことが、階層内に乱流を引き起こし、したがって、熱応力の低減を引き起こし、外側ハウジングの変形を低減させる。
流入開口部は、シーリング蒸気シールに流体接続されており、そのことは、比較的費用効率の高い解決策である。
有利には、一方では、シーリング蒸気がシーリング蒸気シール内へ導入されることを可能にし、他方では、流入開口部に流体接続される分岐ラインを有する、シーリング蒸気ラインが形成されている。
本発明の例示的な実施形態を、概略図を参照して、より詳細に説明する。
蒸気タービンの断面図である。 流れ方向に見た蒸気タービンの断面図である。
図1は、外側ハウジング2と、外側ハウジング2の内側に配置されている内側ハウジング3とを含む蒸気タービン1を断面図で示している。内側ハウジング3の内側には、ロータ4が、回転軸線5の周りに回転可能に取り付けられている。空間6が、内側ハウジング3と外側ハウジング2との間に形成されている。内側ハウジング3および外側ハウジング2は、両方とも、第1の上側の部分的な領域(上部半体)、および、第2の下側の部分的な領域(下部半体)に分割することが可能である。
蒸気タービン1は、蒸気タービン1の内側スペース9から外側スペース8を分離するシール領域7をさらに有している。ロータと外側ハウジング2との間のシール領域7は流体接続されるべきでない。そのために、シール領域7は、シーリング蒸気開口部10を有しており、シーリング蒸気開口部10は、低温のシーリング蒸気(外側から導入され得る)が外側ハウジング2とロータ4との間のギャップ内へ流入することができるように形成されている。混合蒸気が、ベーパーエキストラクタ11と称されるものの助けによって、再び抽出される。
したがって、シーリング蒸気シール12が、外側ハウジング2とロータ4との間に形成される。外側ハウジング2は、シーリング蒸気を空間6内へ導入するための流入開口部13を有している。したがって、流入開口部13を介して流入するシーリング蒸気によって、空間6内の蒸気内に乱流が誘発され、そのことが、空間6内の自然対流を増加させ、したがって、外側ハウジング2の湾曲変形を回避する。
流入開口部13は、シーリング蒸気開口部10に流体接続されている。
図2は、回転軸線5の方向に見たときの蒸気タービン1の断面を示している。図2に表されている例示の実施形態では、流入開口部13は、外側ハウジング2において、12時の位置に配置されている。
図1は、シーリング蒸気ライン14を示しており、シーリング蒸気が、シーリング蒸気シール12とロータ4との間のシーリングスペース内に形成されている。
シーリング蒸気ライン14は、点線によって表されている。図1に示されているさらなるシーリング蒸気開口部10のためのシーリング蒸気ラインの表示は、明瞭化のために省略されている。
シーリング蒸気ライン14は、流入開口部13に流体接続されている分岐ライン16を含む。弁17が、分岐ライン16に配置され、シーリング蒸気の流れを調整する。
流入開口部13を介して空間6内の蒸気内に誘発された乱流の結果としてもたらされる、外側ハウジング2の温度分布の均一化に起因して、自然対流が弱まり、シャットダウン後の、および、タービンが冷却されるときのハウジング変形が、確実に防止されるようになっている。
1 蒸気タービン
2 外側ハウジング
3 内側ハウジング
4 ロータ
5 回転軸線
6 空間
7 シール領域
8 外側スペース
9 内側スペース
10 シーリング蒸気開口部
11 ベーパーエキストラクタ
12 シーリング蒸気シール
13 流入開口部
14 シーリング蒸気ライン
16 分岐ライン
17 弁

Claims (4)

  1. 外側ハウジング(2)と、前記外側ハウジング(2)の内側に配置されている内側ハウジング(3)と、前記内側ハウジング(3)の内側に回転可能に取り付けられているロータ(4)とを含む蒸気タービン(1)であって、
    前記内側ハウジング(3)と前記外側ハウジング(2)との間に空間(6)が形成されており、
    前記外側ハウジング(2)と前記ロータ(4)との間にシーリング蒸気シール(12)が形成されており、
    前記シーリング蒸気シール(12)が、シーリング蒸気ライン(14)に流体接続されているシーリング蒸気開口部(10)を有しており、
    前記外側ハウジング(2)が、前記空間(6)内にシーリング蒸気を導入するための流入開口部(13)を有しており、
    前記流入開口部(13)が、前記シーリング蒸気ライン(14)に流体接続されている、蒸気タービン(1)。
  2. 前記シーリング蒸気ライン(14)が、前記流入開口部(13)に流体接続される分岐ライン(16)を有する、請求項1に記載の蒸気タービン(1)。
  3. 前記分岐ライン(16)が、弁(17)を含む、請求項2に記載の蒸気タービン(1)。
  4. 蒸気タービンがシャットダウンされたときに、前記蒸気タービン(1)のハウジングの変形を回避するための方法であって、
    内側ハウジング(3)と、前記内側ハウジング(3)を取り囲む外側ハウジング(2)との間に形成されている空間(6)において、前記外側ハウジング(2)の開口部(13)を介して前記空間(6)内へシーリング蒸気を導入することによって、前記空間(6)内の媒体内に乱流が誘発され、
    前記シーリング蒸気が、シーリング蒸気シール(12)にシーリング蒸気を供給するシーリング蒸気ライン(14)から逸らされている、方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106194284B (zh) * 2016-07-22 2017-07-28 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法
US11181041B2 (en) * 2017-02-02 2021-11-23 General Electric Company Heat recovery steam generator with electrical heater system and method

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815645A (en) * 1955-03-01 1957-12-10 Gen Electric Super-critical pressure elastic fluid turbine
JP3051560B2 (ja) 1992-04-09 2000-06-12 三菱重工業株式会社 蒸気タービンにおける外車室上下半部間温度差の低減方法及び装置
ATE228203T1 (de) 1997-09-26 2002-12-15 Siemens Ag Gehäuse für eine strömungsmaschine
EP1105623B1 (de) 1998-08-18 2003-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Turbinengehäuse
JP2003148109A (ja) 2001-11-12 2003-05-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気タービン車室の変形量調整装置
JP2003254010A (ja) 2002-03-01 2003-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気タービン車室
JP2003328702A (ja) 2002-05-14 2003-11-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気タービンの内部強制冷却システム
DE50312764D1 (de) * 2003-03-06 2010-07-15 Siemens Ag Verfahren zur Kühlung einer Strömungsmaschine und Strömungsmaschine dafür
JP4488787B2 (ja) * 2003-04-30 2010-06-23 株式会社東芝 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法
US7003956B2 (en) 2003-04-30 2006-02-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine, steam turbine plant and method of operating a steam turbine in a steam turbine plant
JP4509664B2 (ja) * 2003-07-30 2010-07-21 株式会社東芝 蒸気タービン発電設備
DE502004010299D1 (de) * 2004-08-23 2009-12-10 Siemens Ag Dampfabführung zur kühlung der aussengehäuse in einer dampfturbine
US20060233634A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-19 General Electric Company Method of indicating sealing steam temperature and related apparatus
EP1998014A3 (de) * 2007-02-26 2008-12-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer mehrstufigen Dampfturbine
ATE533922T1 (de) * 2007-08-31 2011-12-15 Siemens Ag Sicherheitskonzept für eine dampfturbine
JP5433183B2 (ja) 2008-08-07 2014-03-05 株式会社東芝 蒸気タービンおよび蒸気タービンプラントシステム
EP2261464A1 (de) * 2009-06-09 2010-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Turbomaschine
US8545166B2 (en) * 2010-07-28 2013-10-01 General Electric Company System and method for controlling leak steam to steam seal header for improving steam turbine performance
EP2431570A1 (de) * 2010-09-16 2012-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine mit einem Schubausgleichskolben und Nassdampfabsperrung

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