JP6049582B2 - Steam turbine - Google Patents
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Description
本発明は、蒸気タービンに関する。 The present invention relates to a steam turbine.
蒸気タービンにおいて、例えば特許文献1に開示されているような、タービンロータが収容されるケーシングと、ケーシングとタービンロータとの間をシールするグランドパッキン部とを備えた蒸気タービンが知られている。この蒸気タービンでは、グランドパッキン部が2分割され、第1半部のグランドパッキン部の接合面と第2半部のグランドパッキン部の接合面とを合わせた状態で、ボルトにより第1半部のグランドパッキン部と第2半部のグランドパッキン部とが接続される。また、ケーシングの接合面とグランドパッキン部の接合面とを合わせた状態で、ボルトによりケーシングとグランドパッキン部とが接続される。そして、第1半部のグランドパッキン部にシール蒸気(グランド蒸気)を供給し、第2半部のグランドパッキン部に断熱体を設けることによって、ケーシングの熱変形に伴うケーシングとグランドパッキン部との間からの蒸気の漏出の抑制を図っている。 As a steam turbine, for example, a steam turbine including a casing in which a turbine rotor is accommodated and a gland packing portion that seals between the casing and the turbine rotor as disclosed in Patent Document 1 is known. In this steam turbine, the gland packing portion is divided into two, and the first half portion is joined to the first half portion by a bolt in a state where the joining surface of the first half gland packing portion and the joining surface of the second half gland packing portion are combined. The gland packing part and the second half gland packing part are connected. Further, the casing and the gland packing part are connected by a bolt in a state where the joining surface of the casing and the gland packing part are combined. And by supplying seal steam (ground steam) to the gland packing part of the first half and providing a heat insulator in the gland packing part of the second half, the casing and the gland packing part due to thermal deformation of the casing It suppresses the leakage of steam from between.
ケーシングとグランドパッキン部との温度差が大きくなり、熱変形量の差が大きくなると、例えば、第1半部のグランドパッキン部の接合面と第2半部のグランドパッキン部の接合面とを合わせた合わせ面において十分な圧力(面圧)が確保されなくなる可能性がある。その結果、第1半部のグランドパッキン部と第2半部のグランドパッキン部との間から蒸気が漏出する可能性がある。 When the temperature difference between the casing and the gland packing part increases and the difference in the amount of thermal deformation increases, for example, the joining surface of the first half gland packing part and the joining surface of the second gland packing part are aligned. There is a possibility that sufficient pressure (surface pressure) cannot be secured on the mating surfaces. As a result, steam may leak from between the gland packing portion of the first half and the gland packing portion of the second half.
本発明は、蒸気の漏出を抑制できる蒸気タービンを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a steam turbine capable of suppressing steam leakage.
本発明に係る蒸気タービンは、軸部材及び前記軸部材に接続されるシールを有するタービンロータの周囲に配置され、前記タービンロータとの間に車室空間が形成される車室ケーシングと、前記タービンロータの周囲の一部に配置され、第1接合面を有する第1部分と、前記タービンロータの周囲の一部に配置され、前記第1接合面と接合される第2接合面を有する第2部分と、を含み、前記車室空間の端部の開口を塞ぐように前記車室ケーシングに接続されるグランド部材と、前記タービンロータの軸と平行な方向に関して、前記車室ケーシングの第1端部を含む前記車室ケーシングの内面の第1領域と前記第1端部に隣接する前記グランド部材の第2端部を含む前記グランド部材の内面の第2領域との間で、気体の流れが抑制される断熱空間を形成する空間形成部材と、を備える。 A steam turbine according to the present invention is disposed around a turbine rotor having a shaft member and a seal connected to the shaft member, and a casing casing in which a casing space is formed between the turbine rotor and the turbine A first portion disposed on a part of the periphery of the rotor and having a first joint surface, and a second part disposed on a portion of the periphery of the turbine rotor and having a second joint surface joined to the first joint surface. A ground member connected to the casing casing so as to close an opening at an end of the casing space, and a first end of the casing casing with respect to a direction parallel to the axis of the turbine rotor. Between the first region of the inner surface of the casing casing including a portion and the second region of the inner surface of the ground member including the second end of the ground member adjacent to the first end. Thermal insulation suppressed Comprising a space forming member that forms between the.
本発明によれば、車室ケーシングの第1端部とその第1端部に隣接するグランド部材の第2端部との境界部に、気体の流れが抑制される断熱空間が形成されるため、車室ケーシングとグランド部材との境界部(接合部、継手部)において、車室ケーシングとグランド部材との温度差が大きくなることが抑制される。そのため、その境界部近傍における車室ケーシングとグランド部材との熱変形量の差が大きくなることが抑制される。したがって、グランド部材の第1部分の第1接合面と第2部分の第2接合面とを合わせた合わせ面から蒸気が漏出することが抑制される。 According to the present invention, a heat insulating space in which the flow of gas is suppressed is formed at the boundary between the first end of the casing and the second end of the ground member adjacent to the first end. In the boundary portion (joint portion, joint portion) between the casing and the ground member, an increase in temperature difference between the casing and the ground member is suppressed. Therefore, it is suppressed that the difference in the amount of thermal deformation between the casing and the ground member in the vicinity of the boundary is increased. Therefore, it is possible to prevent the vapor from leaking from the mating surface obtained by combining the first joint surface of the first portion of the ground member and the second joint surface of the second portion.
本発明に係る蒸気タービンにおいて、前記断熱空間は、前記軸を囲むように形成されてもよい。これにより、車室ケーシングとグランド部材との温度差が大きくなることが抑制される。 In the steam turbine according to the present invention, the heat insulating space may be formed so as to surround the shaft. As a result, an increase in temperature difference between the casing and the ground member is suppressed.
本発明に係る蒸気タービンにおいて、前記タービンロータの軸に対する放射方向に関して、前記断熱空間の寸法は、前記軸部材の外面と前記第1領域及び前記第2領域との距離よりも小さくてもよい。これにより、グランド蒸気が供給される空間を確保しつつ、車室ケーシングの第1端部とグランド部材の第2端部との境界部に微小な断熱空間を形成することができる。 The steam turbine which concerns on this invention WHEREIN: The dimension of the said heat insulation space may be smaller than the distance of the outer surface of the said shaft member, the said 1st area | region, and the said 2nd area | region regarding the radial direction with respect to the axis | shaft of the said turbine rotor. Thereby, a minute heat insulating space can be formed at the boundary portion between the first end portion of the casing and the second end portion of the ground member while securing a space to which the ground steam is supplied.
本発明に係る蒸気タービンにおいて、前記断熱空間は、密閉空間でもよい。こうすることにより、断熱空間において気体の流れが十分に抑制され、高い断熱効果を得ることができる。 In the steam turbine according to the present invention, the heat insulation space may be a sealed space. By doing so, the flow of gas is sufficiently suppressed in the heat insulating space, and a high heat insulating effect can be obtained.
本発明に係る蒸気タービンにおいて、前記空間形成部材は、前記軸と平行な方向に関して前記グランド部材よりも前記車室空間の中心に近い位置で前記タービンロータの周囲に配置され、前記車室ケーシングの内面と接続される接続部と、前記第1領域及び前記第2領域と対向する対向面と、を有するインナー部材と、前記対向面と前記グランド部材の内面との間をシールするシール機構と、を備えてもよい。こうすることにより、車室ケーシングの第1領域及びグランド部材の第2領域との間で、高い断熱効果が得られる断熱空間を形成することができる。 In the steam turbine according to the present invention, the space forming member is disposed around the turbine rotor at a position closer to the center of the vehicle compartment space than the ground member with respect to a direction parallel to the axis. An inner member having a connection portion connected to the inner surface, an opposing surface facing the first region and the second region, and a seal mechanism that seals between the opposing surface and the inner surface of the ground member; May be provided. By carrying out like this, the heat insulation space in which a high heat insulation effect is acquired can be formed between the 1st field of a casing casing, and the 2nd field of a ground member.
本発明に係る蒸気タービンにおいて、前記車室ケーシングは、前記タービンロータの周囲の一部に配置され、第3接合面を有する第3部分と、前記タービンロータの周囲の一部に配置され、前記第3接合面と接合される第4接合面を有する第4部分と、を含んでもよい。グランド部材に加えて、車室ケーシングも分割可能とすることにより、例えばメンテナンスを円滑に行うことができる。 In the steam turbine according to the present invention, the casing casing is disposed in a part of the periphery of the turbine rotor, and is disposed in a part of the periphery of the turbine rotor, a third part having a third joint surface, And a fourth portion having a fourth joint surface joined to the third joint surface. In addition to the ground member, the casing can also be divided so that, for example, maintenance can be performed smoothly.
本発明によれば、蒸気の漏出を抑制できる。 According to the present invention, leakage of steam can be suppressed.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The requirements of the embodiments described below can be combined as appropriate. Some components may not be used. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内の一方向をX軸方向、所定面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。X軸は、YZ平面と直交する。Y軸は、XZ平面と直交する。Z軸は、XY平面と直交する。XY平面は、X軸及びY軸を含む。XZ平面は、X軸及びZ軸を含む。YZ平面は、Y軸及びZ軸を含む。 In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each part will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. One direction in the predetermined plane is the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis direction in the predetermined plane is the Y-axis direction, and the direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, the vertical direction) is the Z-axis direction. To do. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively. The X axis is orthogonal to the YZ plane. The Y axis is orthogonal to the XZ plane. The Z axis is orthogonal to the XY plane. The XY plane includes an X axis and a Y axis. The XZ plane includes an X axis and a Z axis. The YZ plane includes a Y axis and a Z axis.
図1は、本実施形態に係る蒸気タービン1の一例を示す概略構成図である。図1において、蒸気タービン1は、低圧車室100と高圧車室200とを備えている。高圧車室200は、タービンロータ2の周囲に配置されるケーシング3を備えている。本実施形態においては、タービンロータ2の軸(回転軸)とX軸とが平行であることとする。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a steam turbine 1 according to the present embodiment. In FIG. 1, the steam turbine 1 includes a low-
ケーシング3は、タービンロータ2の周囲に配置され、タービンロータ2との間に車室空間SPが形成される車室ケーシング4と、タービンロータ2の周囲に配置され、車室空間SPの端部の開口24を塞ぐように車室ケーシング4に接続されるグランドケーシング5と、を含む。開口24及びグランドケーシング5は、X軸方向に関して車室ケーシング4の両側に配置される。
The casing 3 is arranged around the turbine rotor 2, and is arranged around the turbine rotor 2 and the
図2は、図1の一部を拡大した図であって、車室ケーシング4とグランドケーシング5との境界部の近傍を示す側断面図である。図2は、車室空間SPの中心に対して+X側に配置されるグランドケーシング5の近傍を示す断面図である。図3は、蒸気タービン1のケーシング3の一例を示す正面図である。
FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG. 1, and is a side sectional view showing the vicinity of the boundary between the
図1、図2、及び図3に示すように、タービンロータ2は、回転可能な軸部材21と、その軸部材21に接続される複数のシール22と、を有する。図1に示すように、タービンロータ2は、軸受32に回転可能に支持される。軸受32は、車室ケーシング4の外側に配置される。軸受32は、コンクリート等からなる基礎台35の上に設けられる軸受台に支持される。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the turbine rotor 2 includes a
車室ケーシング4は、タービンロータ2の周囲に配置される。車室ケーシング4は、車室ケーシング4の内部空間である車室空間SPと外部空間とを結び、タービンロータ2の少なくとも一部が配置される開口24を有する。X軸方向に関して、開口24は車室ケーシング4の両側に形成され、車室空間SPの両端部に配置される。X軸方向に関して、タービンロータ2の中央部は、車室ケーシング4の内側に配置され、タービンロータ2の両端部は、車室ケーシング4の外側に配置される。車室ケーシング4の上部に蒸気供給口が設けられる。蒸気供給口を介して、車室ケーシング4の車室空間SPに蒸気(主蒸気)が供給される。
The
車室ケーシング4は、上部車室ケーシング4Aと、下部車室ケーシング4Bとに分割される。上部車室ケーシング4Aは、タービンロータ2の周囲の一部に配置され、下部車室ケーシング4Bは、タービンロータ2の周囲の一部に配置される。上部車室ケーシング4Aは、接合面Pa1を有する。下部車室ケーシング4Bは、接合面Pa1と接合される接合面Pb1を有する。接合面Pa1及び接合面Pb1のそれぞれは、XY平面と平行である。
The
上部車室ケーシング4Aは、接合面Pa1を含む上部フランジ41を有する。下部車室ケーシング4Bは、接合面Pb1を含む下部フランジ42を有する。接合面Pa1と接合面Pb1とを合わせた状態で、上部車室ケーシング4Aと下部車室ケーシング4Bとがボルトで締結され、上部車室ケーシング4Aと下部車室ケーシング4Bとが接続されることにより、車室ケーシング4が形成される。開口24は、上部車室ケーシング4Aと下部車室ケーシング4Bの間に形成される。
The
図2に示すように、グランドケーシング5は、車室空間SPの端部の開口24を外側から塞ぐように配置されるアウターグランド(グランド部材)51と、X軸方向に関してアウターグランド51よりも車室空間SPの中心に近い位置に配置され、車室空間SPの端部の開口24を塞ぐように配置されるインナーグランド(インナー部材)52と、を含む。アウターグランド51及びインナーグランド52のそれぞれは、タービンロータ2の周囲に配置される。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、車室ケーシング4は、アウターグランド51の接合面Pa2と接合される接合面Pb2を有する。車室ケーシング4の接合面Pb2は、アウターグランド51が取り付けられる取付け面である。車室ケーシング4の接合面Pb2は、開口24の周囲に配置され、車室空間SPの中心に対して外側を向く円環状の面である。接合面Pa2及び接合面Pb2のそれぞれは、タービンロータ2の軸と直交するYZ平面と平行である。接合面Pa2と接合面Pb2とを合わせた合わせ面P2は、接合面Pa1と接合面Pb1とを合わせた合わせ面P1と直交する。
As shown in FIG. 2, the
図4は、アウターグランド51の斜視図である。アウターグランド51は、車室ケーシング4と、車室ケーシング4の開口24に配置されたタービンロータ2との間を覆うように配置され、開口24からの蒸気の漏出を抑制する。本実施形態において、アウターグランド51に設けられた供給口81から、アウターグランド51とインナーグランド52との間のグランド空間GSにグランド蒸気(シール蒸気)が供給される。また、グランド空間GSに供給されたグランド蒸気の少なくとも一部は、アウターグランド51に設けられた排出口82から排出される。
FIG. 4 is a perspective view of the
図3及び図4に示すように、YZ平面内において、アウターグランド51は、円環状である。アウターグランド51の少なくとも一部は、車室ケーシング4と接続される。車室ケーシング4の接合面Pa2とアウターグランド51の接合面Pb2とを合わせた状態で、アウターグランド51と車室ケーシング4とがボルト37で締結されることにより、アウターグランド51と車室ケーシング4とが接続される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
アウターグランド51は、上部アウターグランド51Aと、下部アウターグランド51Bとに分割される。上部アウターグランド51Aは、タービンロータ2の周囲の一部に配置され、下部アウターグランド51Bは、タービンロータ2の周囲の一部に配置される。上部アウターグランド51Aは、接合面Pa3を有する。下部アウターグランド51Bは、接合面Pa3と接合される接合面Pb3を有する。接合面Pa3及び接合面Pb3のそれぞれは、XY平面と平行である。本実施形態において、接合面Pa1と接合面Pb1とを合わせた合わせ面P1と、接合面Pa3と接合面Pb3とを合わせた合わせ面P3とは、同一平面内に配置される。
The
上部アウターグランド51Aは、接合面Pa3を含む上部フランジ27を有する。下部アウターグランド51Bは、接合面Pb3を含む下部フランジ28を有する。接合面Pa3と接合面Pb3とを合わせた状態で、上部アウターグランド51Aと下部アウターグランド51Bとがボルト38で締結され、上部アウターグランド51Aと下部アウターグランド51Bとが接続されることにより、アウターグランド51が形成される。
The upper
インナーグランド52は、車室ケーシング4と、車室ケーシング4の開口24に配置されたタービンロータ2との間を覆うように配置され、開口24からの蒸気の漏出を抑制する。インナーグランド52の少なくとも一部は、車室ケーシング4と接続される。YZ平面内において、インナーグランド52は、円環状である。アウターグランド51と同様、インナーグランド52は、上部インナーグランドと、下部インナーグランドとに分割されてもよい。上部インナーグランドと、下部インナーグランドとがボルトなどで接続されることにより、インナーグランド52が形成されてもよい。なお、インナーグランド52は、分割されていなくてもよい。
The
図2に示すように、インナーグランド52は、車室ケーシング4の内面と接続される接続部53を有する。本実施形態において、車室ケーシング4の内面に凹部54が形成される。接続部53は、凹部54に嵌まる凸部を含む。また、インナーグランド52は、X軸方向に関して、車室空間SPの中心に対して外側に延びる凸部55を有する。凸部55は、タービンロータ2の軸を囲むように配置される。
As shown in FIG. 2, the
X軸方向に関して、車室ケーシング4の内面の一端部(図2に示す例では+X側の端部)を含むその車室ケーシング4の内面の第1領域61と、その車室ケーシング4の内面の一端部に隣接するアウターグランド51の内面の一端部(図2に示す例では−X側の端部)を含むそのアウターグランド51の第2領域62とにより、断熱空間HSが規定される。断熱空間HSは、車室ケーシング4の第1領域61と、アウターグランド51の第2領域62と、インナーグランド52と、シール機構70との間に形成される。本実施形態においては、インナーグランド52及びシール機構70が、第1領域61及び第2領域62との間で断熱空間HSを形成する空間形成部材として機能する。
With respect to the X-axis direction, the first region 61 on the inner surface of the
インナーグランド52は、凸部55に配置され、第1領域61及び第2領域62と間隙を介して対向する対向面56と、接続部53と対向面56との間に配置され、車室空間SPの中心に対して外側を向く側面57と、を有する。側面57は、シール機構70と間隙を介して対向する。本実施形態において、第1領域61、第2領域62、及び対向面56のそれぞれは、X軸とほぼ平行である。
The
シール機構70は、対向面56とアウターグランド51の内面との間をシールする。本実施形態において、断熱空間HSは、車室ケーシング4の第1領域61と、アウターグランド51の第2領域62と、インナーグランド52の対向面56と、インナーグランド52の側面57と、シール機構70との間に形成される。
The
断熱空間HSは、閉ざされた空間(閉空間)である。本実施形態において、断熱空間HSは、密閉された密閉空間である。断熱空間HSは、タービンロータ2の軸を囲むように形成される。断熱空間HSに隣接するように、グランド空間GSが配置される。断熱空間HSとグランド空間GSとの境界に、インナーグランド52(凸部55)及びシール機構70を含む空間形成部材が配置される。第1領域61と第2領域62とは、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部を形成する。その第1領域61及び第2領域62とグランド空間GSとの間に、断熱空間HSが配置される。
The heat insulation space HS is a closed space (closed space). In the present embodiment, the heat insulating space HS is a sealed space. The heat insulating space HS is formed so as to surround the axis of the turbine rotor 2. The ground space GS is arranged so as to be adjacent to the heat insulating space HS. A space forming member including the inner gland 52 (the convex portion 55) and the
断熱空間HSにおいて、気体の流れが抑制されている。本実施形態において、断熱空間HSにおける気体の流れ(気流の速度)は、グランド空間GSにおける気体の流れ(気流の速度)よりも小さい(低い)。グランド空間GSには、グランド空間GSの外部から供給口81を介してグランド蒸気が供給される。断熱空間HSには、断熱空間HSの外部から気体(グランド蒸気など)が供給されない。また、断熱空間HSとグランド空間GSとの間にはシール機構70が配置されており、グランド空間GSから断熱空間HSへのグランド蒸気の流入が抑制されている。すなわち、本実施形態において、断熱空間HSに対する外部からの気体の単位時間当たりの流入量は、グランド空間GSに対する外部からの気体(グランド蒸気)の単位時間当たりの流入量よりも少ない。
In the heat insulation space HS, the flow of gas is suppressed. In the present embodiment, the gas flow (airflow velocity) in the heat insulating space HS is smaller (lower) than the gas flow (airflow velocity) in the ground space GS. Ground steam is supplied to the ground space GS from the outside of the ground space GS through the
タービンロータ2の軸に対する放射方向に関して、断熱空間HSの寸法Waは、軸部材21の外面と第1領域61との距離W1、及び軸部材21の外面と第2領域62との距離W2よりも小さい。断熱空間HSは、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部に形成される微小な空間である。
Regarding the radial direction with respect to the axis of the turbine rotor 2, the dimension Wa of the heat insulation space HS is larger than the distance W1 between the outer surface of the
図5は、本実施形態に係るシール機構70の一例を示す図である。シール機構70は、アウターグランド52の内面に固定され、内部空間を有する固定部材71と、固定部材71の内部空間に配置される板ばねのような弾性部材72と、少なくとも一部が固定部材71の内部空間に配置されるシール部材73と、を備えている。固定部材71は、固定部材71の内部空間と外部空間とを結ぶ開口74を有する。シール部材73の少なくとも一部は、開口74に配置される。シール部材73の一部が固定部材71の内部空間に配置され、シール部材73の一部が開口74を介して固定部材71の外部空間に配置される。固定部材71の内部空間において、弾性部材72は、アウターグランド51とシール部材73との間に配置される。弾性部材72は、シール部材73をインナーグランド52(凸部55)に押し付ける力(付勢力)を発生する。これにより、シール部材73とインナーグランド52とが十分に接触する。したがって、断熱空間HSの気体が流出したり、グランド空間GSの気体が断熱空間HSに流入したりすることが抑制される。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the
なお、図2などを参照して説明した断熱空間HSは、X軸方向に関して車室空間SPの一側(+X側)に形成される断熱空間HSである。図1に示したように、X軸方向に関して車室空間SPの他側(−X側)にも、アウターグランド51及びインナーグランド52を含むグランドケーシング5が配置され、断熱空間HSが形成される。車室空間SPの他側(−X側)に配置されるグランドケーシング5においては、X軸方向に関して車室ケーシング4の内面の他端部(−X側の端部)を含むその車室ケーシング4の内面の第1領域61と、その車室ケーシング4の内面の他端部に隣接するアウターグランド51の内面の一端部(+X側の端部)を含むそのアウターグランド51の第2領域62とにより、断熱空間HSが規定される。その第1領域61と第2領域62とは、X軸方向に関して車室空間SPの他側(−X側)における車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部を形成する。断熱空間HSは、その車室ケーシング4の第1領域61及びアウターグランド51の第2領域62と、X軸方向に関して車室空間SPの他側(−X側)に配置されたインナーグランド52及びシール機構70との間に形成される。
Note that the heat insulating space HS described with reference to FIG. 2 and the like is a heat insulating space HS formed on one side (+ X side) of the vehicle interior space SP in the X-axis direction. As shown in FIG. 1, the
次に、本実施形態に係る蒸気タービン1の作用について説明する。蒸気供給口23を介して車室空間SPに高温高圧の蒸気(主蒸気)が供給される。車室空間SPに供給された蒸気によってタービンロータ2が回転する。また、供給口81を介してグランド空間GSにグランド蒸気が供給される。
Next, the operation of the steam turbine 1 according to this embodiment will be described. High-temperature and high-pressure steam (main steam) is supplied to the passenger compartment space SP through the steam supply port 23. The turbine rotor 2 is rotated by the steam supplied to the passenger compartment space SP. Further, the ground steam is supplied to the ground space GS through the
車室空間SPに主蒸気が供給され、グランド空間GSにグランド蒸気が供給されることにより、車室ケーシング4とアウターグランド51との温度差が大きくなる可能性がある。車室ケーシング4とアウターグランド51とが接続された状態で車室ケーシング4とアウターグランド51との温度差が大きくなり、車室ケーシング4とアウターグランド51との熱変形量の差が大きくなると、上部アウターグランド51Aの接合面Pa3と下部アウターグランド51Bの接合面Pb3とを合わせた合わせ面P3において十分な圧力(面圧)が確保されなくなる可能性がある。例えば、車室ケーシング4の温度が高くなってその車室ケーシング4の熱変形量が大きくなっても、アウターグランド51の温度が車室ケーシング4の温度ほど高くならず、そのアウターグランド51の熱変形量が小さいと、車室ケーシング4の熱変形に伴ってアウターグランド51に力が作用する可能性がある。例えば、接合面Pa3と接合面Pb3とが離れるように上部アウターグランド51A及び下部アウターグランド51Bの少なくとも一方に力が作用する可能性がある。その結果、上部アウターグランド51Aの接合面Pa3と下部アウターグランド51Bの接合面Pb3との間から蒸気(グランド蒸気)が漏出する可能性がある。
When the main steam is supplied to the vehicle interior space SP and the ground steam is supplied to the ground space GS, the temperature difference between the vehicle
本実施形態においては、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部に断熱空間HSが設けられているため、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部の近傍において車室ケーシング4とアウターグランド51の温度差が大きくなることが抑制される。
In the present embodiment, since the heat insulating space HS is provided at the boundary between the
図6は、比較例に係る蒸気タービン1Jの一例を示す図である。比較例に係る蒸気タービン1Jは、断熱空間HSを有しない。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a
図7は、比較例に係る蒸気タービン1Jの車室空間SPに主蒸気が供給され、グランド空間GSにグランド蒸気が供給されたときの、車室ケーシング4及びアウターグランド51それぞれの温度分布を示す模式図である。なお、図7は、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部の近傍のXY平面と平行な断面における温度分布を示す。図7に示すように、比較例に係る蒸気タービン1Jにおいては、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部の近傍において、車室ケーシング4とアウターグランド51の温度差が大きくなることが分かる。
FIG. 7 shows respective temperature distributions of the
図8は、本実施形態に係る蒸気タービン1の車室空間SPに主蒸気が供給され、グランド空間GSにグランド蒸気が供給されたときの、車室ケーシング4及びアウターグランド51それぞれの温度分布を示す図である。図8は、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部の近傍のXY平面と平行な断面における温度分布を示す。図8に示すように、本実施形態に係る蒸気タービン1においては、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部に気体の流れが抑制される断熱空間HSが設けられているため、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部の近傍において、車室ケーシング4とアウターグランド51の温度差が大きくなることが抑制される。
FIG. 8 shows respective temperature distributions of the
また、本実施形態に係る蒸気タービン1の合わせ面P3からの蒸気の漏出は、比較例に係る蒸気タービン1Jの合わせ面P3からの蒸気の漏出よりも少ない。
Moreover, the leakage of steam from the mating surface P3 of the steam turbine 1 according to this embodiment is less than the leakage of steam from the mating surface P3 of the
これは、グランド空間GSに供給されたグランド蒸気が、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部(第1領域61及び第2領域62)に供給されず、その結果、車室ケーシング4とアウターグランド51との温度差が大きくなることが抑制されていると考えられる。すなわち、グランド空間GSのグランド蒸気が車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部の近傍で流れると、そのグランド空間GSのグランド蒸気に起因して、アウターグランド51の温度上昇が妨げられてしまうと考えられる。すなわち、グランド蒸気が第1領域61及び第2領域62に接触するように流れると、そのグランド蒸気に起因して、境界部近傍におけるアウターグランド51の温度が、車室ケーシング4の温度ほど高くならない現象が生じると考えられる。
This is because the ground steam supplied to the ground space GS is not supplied to the boundary (the first region 61 and the second region 62) between the
本実施形態においては、断熱空間HSにより、グランド空間GSのグランド蒸気が車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部の近傍で流れない。換言すれば、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部を形成する第1領域61及び第2領域62が断熱空間HSで保護されているため、グランド空間GSのグランド蒸気が第1領域61及び第2領域62に接触するように流れることが抑制される。したがって、境界部近傍においてアウターグランド51の温度上昇が妨げられてしまう現象が生じることが抑制される。そして、車室ケーシング4の熱が合わせ面P3などを介してアウターグランド51に伝達されるため、アウターグランド51の温度は上昇する。これにより、境界部近傍において、車室ケーシング4とアウターグランド51の温度差が大きくなることが抑制されると考えられる。
In the present embodiment, the ground steam in the ground space GS does not flow in the vicinity of the boundary between the
車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部の近傍において、車室ケーシング4とアウターグランド51の温度差が大きくなることが抑制されることにより、車室ケーシング4の熱変形に起因して、接合面Pa3と接合面Pb3とを離すような力がアウターグランド51に作用することが抑制される。すなわち、車室ケーシング4とアウターグランド51との温度差が小さいので、車室ケーシング4が熱変形した場合、その車室ケーシング4の熱変形量とほぼ等しい熱変形量で、アウターグランド51も熱変形する。これにより、接合面Pa3と接合面Pb3とを離すような力がアウターグランド51に作用することが抑制される。したがって、上部アウターグランド51Aの接合面Pa3と下部アウターグランド51Bの接合面Pb3との間から蒸気(グランド蒸気)が漏出することが抑制される。
In the vicinity of the boundary between the
以上説明したように、本実施形態によれば、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部に、気体の流れが抑制される断熱空間HSを形成したので、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部(接合部、継手部)において、車室ケーシング4とアウターグランド51との温度差が大きくなることが抑制される。そのため、その境界部の近傍において車室ケーシング4とアウターグランド51との熱変形量の差が大きくなることが抑制される。したがって、アウターグランド51の上部アウターグランド51Aの接合面Pa3と下部アウターグランド51Bの接合面Pb3とを合わせた合わせ面P3から蒸気が漏出することが抑制される。
As described above, according to the present embodiment, since the heat insulating space HS in which the gas flow is suppressed is formed at the boundary between the
また、本実施形態においては、アウターグランド51が上部アウターグランド51Aの接合面Pa3と下部アウターグランド51Bとに分割可能なので、例えば、蒸気タービン1のメンテナンスを円滑に行うことができる。
In the present embodiment, since the
また、本実施形態において、断熱空間HSは、タービンロータ2の軸を囲むように形成される。これにより、車室ケーシング4とアウターグランド51との境界部近傍において、車室ケーシング4とアウターグランド51との温度差が大きくなることが抑制される。
In the present embodiment, the heat insulating space HS is formed so as to surround the shaft of the turbine rotor 2. This suppresses an increase in the temperature difference between the
また、本実施形態においては、タービンロータ2の軸に対する放射方向に関して、断熱空間HSの寸法Waは、軸部材21の外面と第1領域61との距離W1よりも小さく、軸部材21の外面と第2領域62との距離W2よりも小さい。これにより、グランド蒸気が供給されるグランド空間GSを確保しつつ、車室ケーシング4とアウターグランド5との境界部に微小な断熱空間HSを形成することができる。
In the present embodiment, the dimension Wa of the heat insulation space HS is smaller than the distance W1 between the outer surface of the
また、本実施形態において、断熱空間HSは、密閉空間である。これにより、断熱空間HSにおいて気体の流れが十分に抑制され、高い断熱効果を得ることができる。 In the present embodiment, the heat insulating space HS is a sealed space. Thereby, the gas flow is sufficiently suppressed in the heat insulating space HS, and a high heat insulating effect can be obtained.
また、本実施形態において、車室ケーシング4は、上部車室ケーシング4Aと、下部車室ケーシング4Bとに分割される。アウターグランド51に加えて、車室ケーシング4も分割可能とすることにより、例えば、蒸気タービン1のメンテナンスを円滑に行うことができる。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態において、断熱空間HSは、タービンロータ2の軸の周囲に複数形成されてもよいし、合わせ面P3の近傍のみに形成されてもよい。 In the present embodiment, a plurality of heat insulating spaces HS may be formed around the axis of the turbine rotor 2 or may be formed only in the vicinity of the mating surface P3.
なお、本実施形態において、断熱空間HSは、完全に密閉されていてもよいし、密閉されていなくてもよい。断熱空間HSは、閉空間でもよいし、半閉空間でもよい。例えば、シール機構70が、対向面56とアウターグランド52の内面との間の間隙を完全にシールしてもよいし、シール機構70と対向面56及びアウターグランド52の一方又は両方との間に間隙が形成されていてもよい。すなわち、断熱空間HSは、グランド空間GSよりも気体の流れが抑制されていればよい。したがって、シール機構70が省略されてもよい。
In the present embodiment, the heat insulating space HS may be completely sealed or may not be sealed. The heat insulation space HS may be a closed space or a semi-closed space. For example, the
なお、本実施形態において、対向面56は、インナーグランド52に設けられた凸部55に配置されることとした。対向面56が、例えばアウターグランド51に配置されてもよい。例えば、アウターグランド51が、X軸方向に関して車室空間SPの中心に向かって延びる凸部を有し、その凸部が対向面56を有してもよい。なお、第1領域61及び第2領域62との間で断熱空間HSを形成するための空間形成部材は、アウターグランド51及びインナーグランド52とは異なる部材でもよい。例えば、アウターグランド51及びインナーグランド52とは異なる部材が、第1領域61及び第2領域62と対向するようにグランド空間GSに配置されてもよい。
In the present embodiment, the facing
1 蒸気タービン
2 タービンロータ
3 ケーシング
4 車室ケーシング
4A 上部車室ケーシング
4B 下部車室ケーシング
5 グランドケーシング
21 軸部材
22 シール
24 開口
51 アウターグランド
51A 上部アウターグランド
51B 下部アウターグランド
52 インナーグランド
53 接続部
56 対向面
61 第1領域
62 第2領域
70 シール機構
GS グランド空間
HS 断熱空間
SP 車室空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steam turbine 2 Turbine rotor 3
Claims (5)
前記タービンロータの周囲に配置され、前記タービンロータとの間で車室空間を形成する車室ケーシングと、
前記タービンロータの周囲に配置され、前記車室空間の端部の開口を塞ぐように前記車室ケーシングの端部に接続される環状のインナーグランドと、
前記タービンロータの周囲に配置され、前記インナーグランドとの間でグランド蒸気が供給されるグランド空間を形成するように前記車室ケーシングの端部に接続される環状のアウターグランドと、
前記インナーグランドに設けられ、前記アウターグランドに向かって延びる凸部と、
前記アウターグランドの内面と前記凸部との間をシールするシール機構と、を備え、
前記車室ケーシングの内面の第1領域と前記アウターグランドの内面の第2領域と前記凸部を含む前記インナーグランドと前記シール機構との間に断熱空間が形成され、
前記シール機構は、前記グランド空間から前記断熱空間への前記グランド蒸気の流入を抑制する、
蒸気タービン。 A turbine rotor having a shaft member and a plurality of seals connected to the shaft member ;
Are disposed around the turbine rotor, the cabin casing forming the vehicle compartment space between the turbine rotor,
An annular inner gland disposed around the turbine rotor and connected to an end of the casing casing so as to close an opening of the end of the casing space;
An annular outer gland disposed around the turbine rotor and connected to an end of the casing casing so as to form a gland space supplied with gland steam with the inner gland ;
A convex portion provided on the inner ground and extending toward the outer ground;
A seal mechanism that seals between the inner surface of the outer ground and the convex portion,
A heat insulating space is formed between the first region of the inner surface of the casing casing, the second region of the inner surface of the outer ground, the inner ground including the convex portion, and the sealing mechanism,
The sealing mechanism suppresses the inflow of the ground vapor from the ground space to the heat insulating space.
Steam turbine.
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US3311343A (en) * | 1965-01-14 | 1967-03-28 | Westinghouse Electric Corp | Elastic fluid apparatus |
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US5031921A (en) * | 1989-11-01 | 1991-07-16 | Westinghouse Electric Corp. | Gland pressure seal plate |
JP3006295B2 (en) * | 1992-07-07 | 2000-02-07 | 富士電機株式会社 | Ground seal part of steam turbine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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