JP6253904B2

JP6253904B2 - Steam turbine

Info

Publication number: JP6253904B2
Application number: JP2013136072A
Authority: JP
Inventors: 翔太郎林; 大西　智之; 智之大西; 民暁中澤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2017-12-27
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: JP2015010535A

Description

本発明は、蒸気を用いてロータを回転駆動させる蒸気タービンに関する。 The present invention relates to a steam turbine that rotates a rotor using steam.

蒸気タービンは、水蒸気が有する熱エネルギーを機械的な仕事に変換することで動力を得る機械である。一般的な蒸気タービンは、熱エネルギーを運動エネルギーに変換するノズル又は静翼と、運動エネルギーを機械的な仕事に変換する動翼とを含む。蒸気タービンは、中圧・高圧タービンを区切る円環構造部に温度分布が生じることで、ロータの径方向と、これに直交する方向とで変形量の違いが発生し、結果として、オーバル変形と呼ばれる断面が楕円形になる変形を生ずることがある。特許文献１には、車室のオーバル変形を防止する技術が記載されている。 A steam turbine is a machine that obtains power by converting thermal energy of steam into mechanical work. A typical steam turbine includes nozzles or vanes that convert thermal energy into kinetic energy and buckets that convert kinetic energy into mechanical work. Steam turbines generate a temperature distribution in the annular structure that divides the medium-pressure and high-pressure turbines, resulting in a difference in deformation between the radial direction of the rotor and the direction perpendicular thereto, resulting in oval deformation. There is a case where a deformation called a cross section called an ellipse occurs. Patent Document 1 describes a technique for preventing oval deformation of a passenger compartment.

特開２００１−２７１６０６号公報JP 2001-271606 A

ところで、蒸気タービンには、高圧タービンと中圧タービンとを１つの車室内に格納し、ロータが貫通する環状部材によって両方のタービンを区画するものがある。このような蒸気タービンが備える環状部材は、２つの部材を組合せ、それぞれの部材に設けたフランジ部を締結することにより組み立てられる。環状部材は、車室内の高圧タービン側と中圧タービン側とを区画する。環状部材のフランジ部は肉厚であるため、熱容量が他の部分よりも大きい。このため、フランジ部の温度は環状部材の他の部分よりも低くなる。その結果、蒸気タービンの定常運転時において、フランジ部の変形量が環状部材の他の部分よりも小さくなるオーバル変形を起こす。環状部材がオーバル変形を起こすと、環状部材の変形量が大きい部分において環状部材とロータとの隙間が大きくなる結果、タービンの効率が低下する。 By the way, in some steam turbines, a high-pressure turbine and an intermediate-pressure turbine are stored in one vehicle compartment, and both turbines are partitioned by an annular member through which a rotor passes. Such an annular member included in the steam turbine is assembled by combining two members and fastening flange portions provided on the respective members. The annular member defines a high-pressure turbine side and an intermediate-pressure turbine side in the vehicle interior. Since the flange portion of the annular member is thick, the heat capacity is larger than other portions. For this reason, the temperature of a flange part becomes lower than the other part of an annular member. As a result, during the steady operation of the steam turbine, an oval deformation is generated in which the deformation amount of the flange portion is smaller than that of other portions of the annular member. When the annular member undergoes oval deformation, the gap between the annular member and the rotor becomes large at a portion where the deformation amount of the annular member is large, and the efficiency of the turbine is reduced.

本発明は、蒸気タービンにおいて、車室内を区画する環状部材のオーバル変形を抑制することを目的とする。 An object of the present invention is to suppress oval deformation of an annular member that defines a vehicle interior in a steam turbine.

本発明に係る蒸気タービンは、蒸気によって駆動される第１タービンの動翼及び前記第１タービンに供給される蒸気よりも圧力が低い蒸気によって駆動される第２タービンの動翼が取り付けられるロータと、前記ロータを格納する車室と、前記ロータが貫通する貫通孔を有し、前記車室の内部の前記第１タービンと前記第２タービンとの間に取り付けられる環状部材と、前記ロータの径方向外側に向かって前記環状部材の側部から張り出し、かつ前記第１タービンに供給される蒸気が通過する蒸気通路を有するフランジ部と、を含む。 A steam turbine according to the present invention includes a rotor to which a moving blade of a first turbine driven by steam and a moving blade of a second turbine driven by steam having a lower pressure than the steam supplied to the first turbine are attached. A casing that houses the rotor, an annular member that has a through-hole through which the rotor passes, and is attached between the first turbine and the second turbine inside the casing, and a diameter of the rotor A flange portion that protrudes outward in the direction from the side of the annular member and that has a steam passage through which steam supplied to the first turbine passes.

このような構造により、本発明に係る蒸気タービンは、蒸気通路を通過する蒸気の熱を利用してフランジ部を加熱することができるので、環状部材の周方向における温度分布のばらつきが小さくなる。その結果、車室内を区画する環状部材は、周方向における熱変形のばらつきが抑制されるので、オーバル変形が抑制される。本発明に係る蒸気タービンは、環状部材のオーバル変形が抑制されることで、環状部材とロータとの隙間から漏洩する蒸気の量が減少するので、蒸気タービンの効率の低下を抑制することができる。 With such a structure, the steam turbine according to the present invention can heat the flange portion using the heat of the steam passing through the steam passage, so that the variation in temperature distribution in the circumferential direction of the annular member is reduced. As a result, the annular member partitioning the passenger compartment is suppressed from variation in thermal deformation in the circumferential direction, so that oval deformation is suppressed. In the steam turbine according to the present invention, since the oval deformation of the annular member is suppressed, the amount of steam leaking from the gap between the annular member and the rotor is reduced, so that a reduction in the efficiency of the steam turbine can be suppressed. .

前記環状部材は、前記貫通孔の一部となる第１の凹部を有する第１部材と、前記第１の凹部と組み合わされて前記貫通孔となる第２の凹部を有し、前記第１部材と組み合わされる第２部材と、を含み、前記フランジ部は、前記第１部材の前記第２部材と組み合わせられる部分に設けられる第１フランジ部と、前記第２部材の前記第１部材と組み合わせられる部分に設けられる第２フランジ部と、を含み、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との少なくとも一方が、前記蒸気通路を有することが好ましい。このようにすることで、蒸気通路を通過する蒸気の熱を利用して、フランジ部を加熱することができる。 The annular member has a first member having a first recess that becomes a part of the through hole, and a second recess that becomes the through hole in combination with the first recess, and the first member A second member combined with the first member, and the flange portion is combined with the first flange portion provided at a portion of the first member combined with the second member and the first member of the second member. It is preferable that at least one of the first flange portion and the second flange portion has the steam passage. By doing in this way, a flange part can be heated using the heat | fever of the steam which passes a steam path.

前記環状部材が有する前記貫通孔の貫通方向と平行な軸に対して対称となる位置にそれぞれ前記フランジ部が配置され、それぞれの前記フランジ部においては、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とのうち前記ロータの回転方向側の方が前記蒸気通路を有していることが好ましい。このようにすることで、蒸気通路を通過する蒸気の熱を利用して、フランジ部を加熱することに加え、供給される蒸気の運動エネルギーを利用してロータの回転を促進することもできる。 The flange portions are respectively arranged at positions that are symmetric with respect to an axis parallel to the penetration direction of the through hole of the annular member, and in each of the flange portions, the first flange portion and the second flange portion. It is preferable that the rotation direction side of the rotor has the steam passage. By doing in this way, in addition to heating a flange part using the heat | fever of the steam which passes a steam channel, rotation of a rotor can also be accelerated | stimulated using the kinetic energy of the supplied steam.

前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との少なくとも一方は、前記貫通孔の内面に開口して蒸気を導入する蒸気導入穴を有することが好ましい。このようにすることで、蒸気通路を通過する蒸気の熱に加え、蒸気導入穴に導入された蒸気の熱を利用して、フランジ部をより効果的に加熱することができる。 It is preferable that at least one of the first flange portion and the second flange portion has a steam introduction hole that opens to the inner surface of the through hole and introduces steam. By doing in this way, in addition to the heat | fever of the vapor | steam which passes a vapor | steam channel | path, a flange part can be heated more effectively using the heat | fever of the vapor | steam introduced into the vapor | steam introduction hole.

前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とは、前記蒸気通路とは異なる部分を締結する複数の締結部材によって締結されることが好ましい。このようにすることで、締結部材と蒸気通路との干渉を回避することができる。 It is preferable that the first flange portion and the second flange portion are fastened by a plurality of fastening members that fasten portions different from the steam passage. By doing in this way, interference with a fastening member and a steam passage can be avoided.

本発明は、蒸気タービンにおいて、車室内を区画する環状部材のオーバル変形を抑制することができる。 The present invention can suppress oval deformation of an annular member defining a vehicle interior in a steam turbine.

図１は、実施形態１に係る蒸気タービンの概略を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a steam turbine according to the first embodiment. 図２は、ロータの回転軸を含み、ＸＺ平面に平行な平面による図１の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 taken along a plane that includes the rotation axis of the rotor and is parallel to the XZ plane. 図３は、ロータの回転軸を含み、ＸＹ平面に平行な平面による図１の断面図である。3 is a cross-sectional view of FIG. 1 taken along a plane that includes the rotation axis of the rotor and is parallel to the XY plane. 図４は、ロータの回転軸と直交する平面で実施形態１に係る環状部材を図１のＡで示す位置で切ったときの断面図である。4 is a cross-sectional view when the annular member according to the first embodiment is cut at a position indicated by A in FIG. 1 on a plane orthogonal to the rotation axis of the rotor. 図５は、実施形態１に係る環状部材の側面図である。FIG. 5 is a side view of the annular member according to the first embodiment. 図６は、シミュレーションによって求めた、環状部材の熱変形による径方向の変位量を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the amount of radial displacement due to thermal deformation of the annular member, obtained by simulation. 図７は、図６に示した環状部材の熱変形による変位量の評価位置を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing an evaluation position of a displacement amount due to thermal deformation of the annular member shown in FIG. 図８−１は、実施形態１に係る蒸気タービンの環状部材及び環状部材のロータの回転軸周りにおける位置を説明するための図である。FIG. 8-1 is a diagram for explaining the position of the annular member of the steam turbine according to the first embodiment and the position of the annular member around the rotation axis of the rotor. 図８−２は、比較例に係る蒸気タービンの環状部材及び環状部材のロータの回転軸周りにおける位置を説明するための図である。FIGS. 8-2 is a figure for demonstrating the position around the rotating shaft of the rotor of the cyclic | annular member of the steam turbine which concerns on a comparative example, and a cyclic | annular member. 図９は、実施形態２に係る蒸気タービンの環状部材及び蒸気通路を含む断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view including an annular member and a steam passage of the steam turbine according to the second embodiment. 図１０は、実施形態３に係る蒸気タービンの環状部材及び蒸気通路を含む断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view including an annular member and a steam passage of the steam turbine according to the third embodiment. 図１１は、実施形態４に係る蒸気タービンの環状部材及び蒸気通路を含む断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view including an annular member and a steam passage of the steam turbine according to the fourth embodiment. 図１２は、実施形態５に係る蒸気タービンの環状部材及び蒸気通路を含む断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view including an annular member and a steam passage of the steam turbine according to the fifth embodiment.

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る蒸気タービンの概略を示す斜視図である。図２及び図３は、ロータの回転軸を含み、かつロータの回転軸と平行な平面で実施形態１に係る蒸気タービンを切ったときの断面図である。図４は、ロータの回転軸と直交する平面で実施形態１に係る環状部材を図１のＡで示す位置で切ったときの断面図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a steam turbine according to the first embodiment. 2 and 3 are cross-sectional views when the steam turbine according to the first embodiment is cut along a plane including the rotation axis of the rotor and parallel to the rotation axis of the rotor. 4 is a cross-sectional view when the annular member according to the first embodiment is cut at a position indicated by A in FIG. 1 on a plane orthogonal to the rotation axis of the rotor.

本実施形態では、ロータ３の回転軸Ｘｒと平行な方向をＸ方向、蒸気タービン２の設置面と直交し、かつ重力が作用する方向とは反対の方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向と直交する方向をＹ方向とする。 In the present embodiment, the direction parallel to the rotation axis Xr of the rotor 3 is the X direction, and the direction perpendicular to the installation surface of the steam turbine 2 and the direction in which gravity acts is the Z direction, the X direction, and the Z direction. The orthogonal direction is defined as the Y direction.

本実施形態において、蒸気タービン２は、蒸気によって駆動される第１タービンとしての高圧タービン１１ａと、高圧タービン１１ａに供給される蒸気よりも圧力が低い蒸気によって駆動される第２タービンとしての中圧タービン１１ｂとを備えている。高圧タービン１１ａは、蒸気通路７０ａから蒸気が供給されて駆動される。高圧タービン１１ａを駆動した後の蒸気は、図２に示す蒸気通路７０ｂに導かれて、中圧タービン１１ｂに供給されて、これを駆動する。中圧タービン１１ｂを駆動した後の蒸気は、蒸気タービン２の外部に排出されて、例えば、低圧タービンを駆動したりする。 In the present embodiment, the steam turbine 2 includes a high pressure turbine 11a as a first turbine driven by steam and a medium pressure as a second turbine driven by steam having a lower pressure than the steam supplied to the high pressure turbine 11a. And a turbine 11b. The high-pressure turbine 11a is driven by supplying steam from the steam passage 70a. The steam after driving the high-pressure turbine 11a is guided to the steam passage 70b shown in FIG. 2 and supplied to the intermediate-pressure turbine 11b to drive it. The steam after driving the intermediate pressure turbine 11b is discharged to the outside of the steam turbine 2, for example, driving a low pressure turbine.

このように、本実施形態では、蒸気タービン２は、高圧タービン１１ａを駆動した後の蒸気で中圧タービン１１ｂを駆動する。このため、中圧タービン１１ｂに供給される蒸気の圧力は、高圧タービン１１ａに供給される蒸気の圧力よりも低くなる。また、中圧タービン１１ｂは、高圧タービン１１ａを駆動した後の蒸気ではなく、他の蒸気発生源からの蒸気で駆動されてもよい。 Thus, in this embodiment, the steam turbine 2 drives the intermediate pressure turbine 11b with the steam after driving the high pressure turbine 11a. For this reason, the pressure of the steam supplied to the intermediate pressure turbine 11b is lower than the pressure of the steam supplied to the high pressure turbine 11a. Further, the intermediate pressure turbine 11b may be driven by steam from another steam generation source instead of steam after driving the high pressure turbine 11a.

本実施形態において、蒸気タービン２は、図１に示すように、ロータ３と、車室３０と、フランジ部６５を備える環状部材６０とを含む。車室３０は、ロータ３の回転軸Ｘｒの周囲に設けられた円筒状の構造体であり、内部にロータ３、環状部材６０、高圧タービン翼環４２ａ及び中圧タービン翼環４２ｂを格納する。高圧タービン翼環４２ａと、中圧タービン翼環４２ｂと、環状部材６０とは、車室３０とロータ３との間に配置されている。 In the present embodiment, the steam turbine 2 includes a rotor 3, a vehicle interior 30, and an annular member 60 including a flange portion 65, as shown in FIG. 1. The casing 30 is a cylindrical structure provided around the rotation axis Xr of the rotor 3, and houses the rotor 3, the annular member 60, the high-pressure turbine blade ring 42a, and the intermediate-pressure turbine blade ring 42b. The high-pressure turbine blade ring 42 a, the intermediate-pressure turbine blade ring 42 b, and the annular member 60 are disposed between the casing 30 and the rotor 3.

図１から図３に示すように、ロータ３には、高圧タービン１１ａの動翼４１ａと、中圧タービン１１ｂの動翼４１ｂとが取り付けられる。高圧タービン１１ａの動翼４１ａの周囲には高圧タービン翼環４２ａが配置され、中圧タービン１１ｂの動翼４１ｂの周囲には中圧タービン翼環４２ｂが配置される。高圧タービン翼環４２ａ及び中圧タービン翼環４２ｂは、いずれも環状の構造体である。高圧タービン翼環４２ａ及び中圧タービン翼環４２ｂは、それぞれ内周面に静翼４０ａ、４０ｂが取り付けられている。高圧タービン翼環４２ａ及び中圧タービン翼環４２ｂは、いずれも車室３０の内壁３０Ｉに支持されている。 As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the rotor blades 41 a of the high-pressure turbine 11 a and the rotor blades 41 b of the intermediate-pressure turbine 11 b are attached to the rotor 3. A high pressure turbine blade ring 42a is disposed around the rotor blade 41a of the high pressure turbine 11a, and an intermediate pressure turbine blade ring 42b is disposed around the rotor blade 41b of the intermediate pressure turbine 11b. Both the high-pressure turbine blade ring 42a and the medium-pressure turbine blade ring 42b are annular structures. The high-pressure turbine blade ring 42a and the medium-pressure turbine blade ring 42b have stationary blades 40a and 40b attached to the inner peripheral surfaces, respectively. Both the high-pressure turbine blade ring 42 a and the intermediate-pressure turbine blade ring 42 b are supported on the inner wall 30 I of the vehicle interior 30.

環状部材６０は、図４に示すように環状の部材である。環状部材６０は、図１から図３に示すように、車室３０の内部の高圧タービン１１ａと中圧タービン１１ｂとの間に配置されて、車室３０の内壁３０Ｉに支持される。このような構造により、環状部材６０は、車室３０の内部を高圧タービン１１ａ側と中圧タービン１１ｂ側とに区画する。環状部材６０は、図１から図４に示すように、貫通孔６０Ｈを有している。環状部材６０は、貫通孔６０Ｈをロータ３が貫通している。 The annular member 60 is an annular member as shown in FIG. As shown in FIGS. 1 to 3, the annular member 60 is disposed between the high-pressure turbine 11 a and the intermediate-pressure turbine 11 b inside the casing 30 and is supported by the inner wall 30 I of the casing 30. With such a structure, the annular member 60 partitions the interior of the passenger compartment 30 into a high-pressure turbine 11a side and an intermediate-pressure turbine 11b side. As shown in FIGS. 1 to 4, the annular member 60 has a through hole 60 H. In the annular member 60, the rotor 3 passes through the through hole 60H.

図１から図３に示すように、ロータ３の外周部と環状部材６０の内周部とが対向している部分の少なくとも一部には、シール部５０が設けられている。シール部５０は、環状部材６０とロータ３との隙間を通って高圧タービン１１ａから中圧タービン１１ｂへ漏洩する蒸気の量を抑制する。シール部５０は、例えば、ラビリンスシールが用いられる。次に、環状部材６０の構造を、より詳細に説明する。 As shown in FIGS. 1 to 3, a seal portion 50 is provided on at least a part of a portion where the outer peripheral portion of the rotor 3 and the inner peripheral portion of the annular member 60 are opposed to each other. The seal part 50 suppresses the amount of steam that leaks from the high-pressure turbine 11 a to the intermediate-pressure turbine 11 b through the gap between the annular member 60 and the rotor 3. For example, a labyrinth seal is used as the seal unit 50. Next, the structure of the annular member 60 will be described in more detail.

環状部材６０は、図４に示すように、第１部材６１と第２部材６３とを有する。環状部材６０は、第１部材６１と第２部材６３とを組み合わせて形成される。フランジ部６５は、環状部材６０の側部６０Ｓの一部からロータ３の径方向外側に向かって張り出した部分である。フランジ部６５は、ロータ３の回転軸Ｘｒに対して線対称の位置にそれぞれ配置されている。すなわち、本実施形態において、環状部材６０は、２個のフランジ部６５、６５を有している。 As shown in FIG. 4, the annular member 60 includes a first member 61 and a second member 63. The annular member 60 is formed by combining the first member 61 and the second member 63. The flange portion 65 is a portion protruding from a part of the side portion 60 S of the annular member 60 toward the radially outer side of the rotor 3. The flange portions 65 are respectively arranged at positions symmetrical with respect to the rotation axis Xr of the rotor 3. That is, in the present embodiment, the annular member 60 has two flange portions 65 and 65.

フランジ部６５は、第１部材６１と第２部材６３とが組み合わされて一体化される際に、両者を締結する締結部材としてのボルト９０が取り付けられる部分である。フランジ部６５は、環状部材６０の側部６０Ｓから径方向外側に張り出しているので、環状部材６０の他の部分と比較して、厚み（体積）が大きくなっている。 When the first member 61 and the second member 63 are combined and integrated, the flange portion 65 is a portion to which a bolt 90 as a fastening member that fastens both the members is attached. Since the flange portion 65 projects radially outward from the side portion 60 S of the annular member 60, the flange portion 65 has a larger thickness (volume) than the other portions of the annular member 60.

環状部材６０が有する第１部材６１及び第２部材６３は、ロータ３の回転軸Ｘｒに対応する貫通孔６０Ｈの中心軸を含み、かつこれに平行な平面で環状部材６０が二分割された、アーチ状の部材である。環状部材６０は、図４に示すように、第１部材６１と第２部材６３とが、環状部材６０の分割面に対応するそれぞれの端面６２Ｔ、６４Ｔで組み合わされて一体化されることによって形成される。 The first member 61 and the second member 63 included in the annular member 60 include the central axis of the through hole 60H corresponding to the rotation axis Xr of the rotor 3, and the annular member 60 is divided into two on a plane parallel to the central axis. It is an arch-shaped member. As shown in FIG. 4, the annular member 60 is formed by combining and integrating the first member 61 and the second member 63 at the respective end surfaces 62 T and 64 T corresponding to the split surfaces of the annular member 60. Is done.

第１部材６１は、貫通孔６０Ｈの一部となる第１の凹部６１Ｈと、フランジ部６５の一部となる２個の第１フランジ部６２、６２とを有する。第２部材６３は、貫通孔６０Ｈの一部となる第２の凹部６３Ｈと、フランジ部６５の一部となる２個の第２フランジ部６４、６４とを有する。 The first member 61 includes a first recess 61H that is a part of the through hole 60H, and two first flange parts 62 and 62 that are a part of the flange part 65. The second member 63 includes a second recess 63H that is a part of the through hole 60H, and two second flange parts 64 and 64 that are a part of the flange part 65.

２個の第１フランジ部６２、６２は、第１部材６１の側部６２Ｓに設けられ、かつ側部６２Ｓから離れる方向に向かって張り出している。このため、２個の第１フランジ部６２、６２は、ロータ３の回転軸Ｘｒに対応する貫通孔６０Ｈの中心軸を挟んで両側に配置される。 The two first flange portions 62 and 62 are provided on the side portion 62S of the first member 61 and project in a direction away from the side portion 62S. For this reason, the two first flange portions 62, 62 are arranged on both sides of the central axis of the through hole 60 H corresponding to the rotation axis Xr of the rotor 3.

２個の第２フランジ部６４、６４は、第２部材６３の側部６４Ｓに設けられ、かつ側部６４Ｓから離れる方向に向かって張り出している。このため、２個の第２フランジ部６４、６４は、ロータ３の回転軸Ｘｒに対応する貫通孔６０Ｈの中心軸を挟んで両側に配置される。 The two second flange portions 64 and 64 are provided on the side portion 64S of the second member 63 and project in a direction away from the side portion 64S. For this reason, the two second flange portions 64, 64 are arranged on both sides of the central axis of the through hole 60 H corresponding to the rotation axis Xr of the rotor 3.

第１部材６１と第２部材６３とは、第１フランジ部６２と第２フランジ部６４とがボルト９０で締結されることによって一体化される。両者が一体化されることにより、環状部材６０及び貫通孔６０Ｈが形成される。第１フランジ部６２と第２フランジ部６４とがボルト９０によって一体となることにより、環状部材６０のフランジ部６５が形成される。 The first member 61 and the second member 63 are integrated by fastening the first flange portion 62 and the second flange portion 64 with bolts 90. By integrating both, the annular member 60 and the through hole 60H are formed. The flange portion 65 of the annular member 60 is formed by integrating the first flange portion 62 and the second flange portion 64 with the bolt 90.

本実施形態において、フランジ部６５は、蒸気タービン２に蒸気を供給する蒸気通路７０ａを有している。蒸気通路７０ａは、高圧タービン１１ａに供給される蒸気が通過する通路である。次に、フランジ部６５が有する蒸気通路７０ａについて説明する。 In the present embodiment, the flange portion 65 has a steam passage 70 a that supplies steam to the steam turbine 2. The steam passage 70a is a passage through which steam supplied to the high-pressure turbine 11a passes. Next, the steam passage 70a included in the flange portion 65 will be described.

図５は、環状部材６０の側面図である。第１部材６１の第１フランジ部６２は、第１溝７２ａを有している。第２部材６３の第２フランジ部６４は、第２溝７４ａを有している。第１溝７２ａと第２溝７４ａとは、いずれも第１部材６１と第２部材６３との外側から内側に向かって延在している。 FIG. 5 is a side view of the annular member 60. The first flange portion 62 of the first member 61 has a first groove 72a. The second flange portion 64 of the second member 63 has a second groove 74a. The first groove 72 a and the second groove 74 a both extend from the outside of the first member 61 and the second member 63 toward the inside.

第１フランジ部６２と第２フランジ部６４とが組み合わされると、第１溝７２ａと第２溝７４ａとが組み合わされる。第１溝７２ａと第２溝７４ａとで囲まれる部分は蒸気通路７０ａとなる。このような構造により、フランジ部６５に蒸気通路７０ａが形成される。蒸気通路７０ａは、環状部材６０の外側と内側とを貫通している。図１、図３及び図５に示すように、第１フランジ部６２と第２フランジ部６４とを締結する複数のボルト９０は、蒸気通路７０ａとは異なる部分を締結する。このような構造により、ボルト９０は、蒸気通路７０ａとの干渉を回避することができる。 When the first flange portion 62 and the second flange portion 64 are combined, the first groove 72a and the second groove 74a are combined. A portion surrounded by the first groove 72a and the second groove 74a is a steam passage 70a. With such a structure, the steam passage 70 a is formed in the flange portion 65. The steam passage 70 a passes through the outer side and the inner side of the annular member 60. As shown in FIGS. 1, 3, and 5, the plurality of bolts 90 that fasten the first flange portion 62 and the second flange portion 64 fasten portions different from the steam passage 70 a. With such a structure, the bolt 90 can avoid interference with the steam passage 70a.

同一の材料で作製される環状部材６０は、周方向において、フランジ部６５の厚み（体積）が他の部分よりも大きいため、フランジ部６５の熱容量が他の部分よりも大きい。本実施形態では、熱容量が他の部分よりも大きいフランジ部６５が、蒸気通路７０ａを有している。このような構造により、環状部材６０は、フランジ部６５の蒸気通路７０ａからのみ高圧タービン１１ａに蒸気を供給し、フランジ部６５以外の部分からは高圧タービン１１ａに蒸気を供給しない。 Since the annular member 60 made of the same material has a greater thickness (volume) of the flange portion 65 than the other portions in the circumferential direction, the heat capacity of the flange portion 65 is greater than that of the other portions. In the present embodiment, the flange portion 65 having a larger heat capacity than other portions has the steam passage 70a. With such a structure, the annular member 60 supplies steam to the high-pressure turbine 11a only from the steam passage 70a of the flange portion 65, and does not supply steam to the high-pressure turbine 11a from portions other than the flange portion 65.

蒸気タービン２は、環状部材６０がフランジ部６５に蒸気通路７０ａを有するため、高圧タービン１１ａに供給される前において最も温度が高い蒸気でフランジ部６５を加熱することができる。また、環状部材６０は、フランジ部６５以外の部分からは蒸気が供給されないので、フランジ部６５以外の部分は、フランジ部６５を加熱することにより温度が低下した蒸気が接触する。このため、環状部材６０は、他の部分よりも熱容量が大きい結果、運転中に他の部分よりも温度が低くなるフランジ部６５の温度低下が抑制されるとともに、他の部分の温度上昇が抑制される。その結果、環状部材６０は、熱容量が他の部分よりも大きいフランジ部６５の温度と、フランジ部６５以外の温度との差が小さくなる。すると、環状部材６０は、フランジ部６５とフランジ部６５以外とで、熱変形の大きさの差も小さくなる。 In the steam turbine 2, since the annular member 60 has the steam passage 70a in the flange portion 65, the flange portion 65 can be heated with steam having the highest temperature before being supplied to the high-pressure turbine 11a. In addition, since the steam is not supplied to the annular member 60 from a portion other than the flange portion 65, the steam whose temperature has been lowered by heating the flange portion 65 contacts the portion other than the flange portion 65. For this reason, as for the annular member 60, while the heat capacity is larger than other portions, the temperature drop of the flange portion 65 whose temperature is lower than other portions during operation is suppressed, and the temperature rise of other portions is also suppressed. Is done. As a result, in the annular member 60, the difference between the temperature of the flange portion 65 having a larger heat capacity than other portions and the temperature other than the flange portion 65 is reduced. As a result, the annular member 60 has a smaller difference in thermal deformation between the flange portion 65 and the portions other than the flange portion 65.

すなわち、フランジ部６５とフランジ部６５以外との温度差が小さくなると、環状部材６０の周方向における温度のばらつきが低減されるので、環状部材６０は、周方向の各部における熱変形量の差が小さくなる。その結果、環状部材６０は、フランジ部６５以外の変形量がフランジ部６５の変形量よりも大きくなることに起因するオーバル変形が抑制される。 That is, when the temperature difference between the flange portion 65 and the portion other than the flange portion 65 is reduced, the temperature variation in the circumferential direction of the annular member 60 is reduced, so that the annular member 60 has a difference in the amount of thermal deformation in each circumferential portion. Get smaller. As a result, the annular member 60 is restrained from the oval deformation caused by the deformation amount other than the flange portion 65 being larger than the deformation amount of the flange portion 65.

蒸気タービン２の運転中において、環状部材６０のオーバル変形が抑制されると、ロータ３が貫通する環状部材６０の貫通孔６０Ｈは、楕円形への変形が抑制されて円形に近い形状が維持される。すると、環状部材６０は、オーバル変形により楕円形になっていた貫通孔６０Ｈの長径が小さくなるので、オーバル変形による貫通孔６０Ｈとロータ３との隙間の増加が抑制される。その結果、蒸気タービン２は、貫通孔６０Ｈとロータ３との隙間を通して、高圧タービン１１ａ側から中圧タービン１１ｂ側へ漏洩する蒸気の量が低減されるので、効率（熱効率）の低下が抑制される。 When the oval deformation of the annular member 60 is suppressed during the operation of the steam turbine 2, the through hole 60H of the annular member 60 through which the rotor 3 penetrates is suppressed from being deformed into an ellipse and the shape close to a circle is maintained. The Then, since the long diameter of the through hole 60H that has become elliptical due to the oval deformation is reduced in the annular member 60, an increase in the gap between the through hole 60H and the rotor 3 due to the oval deformation is suppressed. As a result, in the steam turbine 2, the amount of steam leaking from the high-pressure turbine 11 a side to the intermediate-pressure turbine 11 b side through the gap between the through hole 60 H and the rotor 3 is reduced, so that a reduction in efficiency (thermal efficiency) is suppressed. The

高圧タービン１１ａへ蒸気を供給する蒸気通路７０ａの大きさ、形状、数又は位置等は、前述した例には限定されない。 The size, shape, number or position of the steam passage 70a for supplying steam to the high-pressure turbine 11a is not limited to the above-described example.

（評価例）
本実施形態の蒸気タービン２が有する環状部材６０の熱変形を、コンピュータを用いたシミュレーションにより評価した。 (Evaluation example)
Thermal deformation of the annular member 60 included in the steam turbine 2 of the present embodiment was evaluated by simulation using a computer.

図６は、シミュレーションによって求めた、環状部材の熱変形による径方向の変位量を示した図である。図７は、図６に示した環状部材の熱変形による変位量の評価位置を示した図である。図８−１は、実施形態１に係る蒸気タービン２の環状部材６０及び環状部材６０のロータ３の回転軸Ｘｒ周りにおける位置を説明するための図である。図８−２は、比較例に係る蒸気タービンの環状部材及び環状部材のロータの回転軸周りにおける位置を説明するための図である。 FIG. 6 is a diagram showing the amount of radial displacement due to thermal deformation of the annular member, obtained by simulation. FIG. 7 is a diagram showing an evaluation position of a displacement amount due to thermal deformation of the annular member shown in FIG. FIG. 8A is a diagram for explaining the position of the annular member 60 of the steam turbine 2 according to the first embodiment and the position of the annular member 60 around the rotation axis Xr of the rotor 3. FIGS. 8-2 is a figure for demonstrating the position around the rotating shaft of the rotor of the cyclic | annular member of the steam turbine which concerns on a comparative example, and a cyclic | annular member.

図６は、実施形態１の環状部材６０及び比較例の環状部材１６０の、定常運転時における径方向の変位量Δｒを示した図である。比較例の環状部材１６０も、実施形態１の環状部材６０と同様に、貫通孔１６０Ｈを有している。変位量Δｒは、熱流動解析から求めた熱伝達率を用いて行った熱伝導解析の結果から求められた温度分布を、熱変形解析に適用して算出された。熱伝導解析及び熱変形解析には、有限要素法（ＦＥＭ：Finite Element Method）を用いた。図６の実線Ｃは、実施形態１の環状部材６０の解析結果であり、点線Ｄは、比較例に係る環状部材１６０の解析結果である。図６の縦軸は、図７に示す評価位置Ｐにおける環状部材６０、１６０の径方向の変位量Δｒである。変位量Δｒは、評価位置Ｐを通り、かつ回転軸Ｘｒと直交する貫通孔６０Ｈ、１６０Ｈの断面内における径方向の変位量である。変位量Δｒは、定常運転時における貫通孔６０Ｈ、１６０Ｈの半径ｒ２と、冷間時における貫通孔６０Ｈ、１６０Ｈの半径ｒ１との差である（Δｒ＝ｒ２−ｒ１）。 FIG. 6 is a diagram showing a radial displacement amount Δr during steady operation of the annular member 60 of the first embodiment and the annular member 160 of the comparative example. Similar to the annular member 60 of the first embodiment, the annular member 160 of the comparative example also has a through hole 160H. The displacement Δr was calculated by applying the temperature distribution obtained from the result of the heat conduction analysis performed using the heat transfer coefficient obtained from the heat flow analysis to the heat deformation analysis. A finite element method (FEM) was used for heat conduction analysis and thermal deformation analysis. A solid line C in FIG. 6 is an analysis result of the annular member 60 of the first embodiment, and a dotted line D is an analysis result of the annular member 160 according to the comparative example. 6 represents the radial displacement amount Δr of the annular members 60 and 160 at the evaluation position P shown in FIG. The displacement amount Δr is a displacement amount in the radial direction in the cross section of the through holes 60H and 160H that pass through the evaluation position P and orthogonal to the rotation axis Xr. The displacement amount Δr is the difference between the radius r2 of the through holes 60H and 160H during the steady operation and the radius r1 of the through holes 60H and 160H during the cold operation (Δr = r2−r1).

図６の横軸は、環状部材６０、１６０の周方向の位置、すなわちロータ３の回転軸Ｘｒ周りの位置である。環状部材６０、１６０の周方向の位置は、図８−１及び図８−２に示すように、回転軸Ｘｒを中心とした角度θで示されている。角度θは、Ｚ軸の＋側を基準（０°）とした。環状部材６０、１６０は、いずれもθが９０°及び２７０°の位置にフランジ部６５、１６５を有する。実施形態１の環状部材６０は、図８−１に示すように、θが９０°及び２７０°の位置に蒸気通路７０ａを有する。比較例の環状部材１６０は、図８−２に示すように、θが０°及び１８０°の位置に蒸気通路１７０ａを有する。 The horizontal axis in FIG. 6 is the circumferential position of the annular members 60, 160, that is, the position around the rotation axis Xr of the rotor 3. The positions in the circumferential direction of the annular members 60 and 160 are indicated by an angle θ about the rotation axis Xr, as shown in FIGS. The angle θ is based on the positive side of the Z axis (0 °). Each of the annular members 60 and 160 has flange portions 65 and 165 at positions where θ is 90 ° and 270 °. As shown in FIG. 8A, the annular member 60 according to the first embodiment includes a steam passage 70 a at positions where θ is 90 ° and 270 °. As shown in FIG. 8B, the annular member 160 of the comparative example has a steam passage 170a at positions where θ is 0 ° and 180 °.

図６の解析結果から、実施形態１の環状部材６０は、比較例の環状部材１６０に比べ、周方向における変位量Δｒの差が小さくなった。すなわち、定常運転時における実施形態１の環状部材６０は、比較例の環状部材１６０よりも円に近い形状になったと言える。すなわち、図６の解析結果から、実施形態１の環状部材６０は、比較例の環状部材１６０よりもオーバル変形が抑制されていることが確認できた。なお、この解析結果から、定常運転時における実施形態１の環状部材６０の形状は図８−１の点線Ｍで示すようになり、比較例の環状部材１６０の形状は、図８−２の点線Ｎで示すようになると予測される。 From the analysis result of FIG. 6, the annular member 60 of the first embodiment has a smaller difference in the displacement amount Δr in the circumferential direction than the annular member 160 of the comparative example. That is, it can be said that the annular member 60 of the first embodiment during the steady operation has a shape closer to a circle than the annular member 160 of the comparative example. That is, from the analysis result of FIG. 6, it was confirmed that the oval deformation of the annular member 60 of the first embodiment was suppressed more than the annular member 160 of the comparative example. From this analysis result, the shape of the annular member 60 of the first embodiment during steady operation is as indicated by the dotted line M in FIG. 8-1, and the shape of the annular member 160 of the comparative example is the dotted line in FIG. 8-2. N is expected to be indicated.

本評価から、環状部材６０を備えた蒸気タービン２は、比較例の環状部材１６０よりも環状部材６０のオーバル変形が抑制された結果、環状部材６０とロータ３との隙間から漏洩する蒸気の量が少なくなったため、効率（熱効率）が高くなったと考えられる。 From this evaluation, in the steam turbine 2 including the annular member 60, the amount of steam leaking from the gap between the annular member 60 and the rotor 3 as a result of the oval deformation of the annular member 60 being suppressed more than the annular member 160 of the comparative example. It is thought that the efficiency (thermal efficiency) has increased because of the decrease in

以上、本実施形態において、蒸気タービン２は、フランジ部６５に、高圧タービン１１ａに供給される蒸気が通過する蒸気通路７０ａを有するので、環状部材６０のオーバル変形が抑制される。その結果、蒸気タービン２は、オーバル変形に起因する貫通孔６０Ｈとロータ３との隙間の増加を抑制できるので、高圧タービン１１ａ側から中圧タービン１１ｂ側への蒸気の漏洩量が低減され、効率低下を抑制することができる。本実施形態の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。また、本実施形態の構成を備えるものは、本実施形態と同様の作用及び効果を奏する。 As described above, in the present embodiment, the steam turbine 2 has the steam passage 70a through which the steam supplied to the high-pressure turbine 11a passes in the flange portion 65, so that the oval deformation of the annular member 60 is suppressed. As a result, the steam turbine 2 can suppress an increase in the gap between the through hole 60H and the rotor 3 due to the oval deformation, so that the amount of steam leakage from the high pressure turbine 11a side to the intermediate pressure turbine 11b side is reduced, and the efficiency The decrease can be suppressed. The configuration of the present embodiment can also be applied as appropriate in the following embodiments. Moreover, what has the structure of this embodiment has an effect | action and effect similar to this embodiment.

（実施形態２）
図９は、実施形態２に係る蒸気タービンの環状部材６０ｃ及び蒸気通路７０ａを含む断面図である。環状部材６０ｃのフランジ部６５ｃは、第１フランジ部６２ｃと第２フランジ部６４ｃとの少なくとも一方が、蒸気導入穴８０を有する。蒸気導入穴８０は、貫通孔６０Ｈｃの内面６０ＨＩに開口して、自身の内部に蒸気を導入する。実施形態２では、第１フランジ部６２ｃと第２フランジ部６４ｃとの両方がそれぞれ蒸気導入穴８０を有している。蒸気導入穴８０は、フランジ部６５ｃを貫通していない。このようにすることで、蒸気導入穴８０を通って高圧タービン１１ａに供給される蒸気が車室３０と環状部材６０ｃとの間の空間に漏れることを抑制できる。 (Embodiment 2)
FIG. 9 is a cross-sectional view including the annular member 60c and the steam passage 70a of the steam turbine according to the second embodiment. In the flange portion 65c of the annular member 60c, at least one of the first flange portion 62c and the second flange portion 64c has a steam introduction hole 80. The steam introduction hole 80 opens to the inner surface 60HI of the through hole 60Hc, and introduces steam into itself. In the second embodiment, both the first flange portion 62c and the second flange portion 64c have the steam introduction holes 80, respectively. The steam introduction hole 80 does not penetrate the flange portion 65c. By doing in this way, it can control that the steam supplied to high pressure turbine 11a through steam introduction hole 80 leaks into the space between casing 30 and annular member 60c.

蒸気導入穴８０には、貫通孔６０Ｈｃから高圧タービン１１ａに供給される蒸気の一部が導入される。このため、蒸気導入穴８０を有する環状部材６０ｃは、蒸気通路７０ａを通過する蒸気の熱に加え、蒸気導入穴８０の内部に導入された蒸気の熱を利用できるため、実施形態１の環状部材６０よりもフランジ部６５ｃを効率的に加熱することができる。すると、フランジ部６５ｃの温度は環状部材６０ｃの他の部分の温度により近くなるので、環状部材６０ｃの周方向における温度分布のばらつきが実施形態１よりも小さくなる。その結果、環状部材６０ｃの周方向各部の熱変形量は、実施形態１よりも均一になるので、環状部材６０ｃのオーバル変形が抑制され、環状部材６０ｃとロータ３ｃとの隙間の増大が抑制される。その結果、環状部材６０ｃを有する蒸気タービンは、環状部材６０ｃとロータ３ｃとの隙間から蒸気が漏洩することによる効率の低下が、実施形態１よりもさらに抑制される。蒸気導入穴８０の数、位置、大きさ及び形状等の少なくとも１つは、適宜変更されてもよい。 A part of the steam supplied to the high-pressure turbine 11a from the through hole 60Hc is introduced into the steam introduction hole 80. For this reason, since the annular member 60c having the steam introduction hole 80 can use the heat of the steam introduced into the steam introduction hole 80 in addition to the heat of the steam passing through the steam passage 70a, the annular member of the first embodiment. The flange portion 65 c can be heated more efficiently than 60. Then, since the temperature of the flange part 65c becomes closer to the temperature of the other part of the annular member 60c, the variation in the temperature distribution in the circumferential direction of the annular member 60c becomes smaller than that in the first embodiment. As a result, the amount of thermal deformation of each part in the circumferential direction of the annular member 60c is more uniform than that in the first embodiment, so that oval deformation of the annular member 60c is suppressed and an increase in the gap between the annular member 60c and the rotor 3c is suppressed. The As a result, in the steam turbine having the annular member 60c, a decrease in efficiency due to the leakage of steam from the gap between the annular member 60c and the rotor 3c is further suppressed as compared to the first embodiment. At least one of the number, position, size, shape, and the like of the steam introduction holes 80 may be changed as appropriate.

本実施形態の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。また、本実施形態の構成を備えるものは、本実施形態と同様の作用及び効果を奏する。 The configuration of the present embodiment can also be applied as appropriate in the following embodiments. Moreover, what has the structure of this embodiment has an effect | action and effect similar to this embodiment.

（実施形態３）
図１０は、実施形態３に係る蒸気タービンの環状部材６０ｄ及び蒸気通路７０ａを含む断面図である。環状部材６０ｄのフランジ部６５ｄは、第１フランジ部６２ｄ及び第２フランジ部６４ｄのうち、第２フランジ部６４ｄが蒸気通路７０ａを有する。実施形態３は、第１フランジ部６２ｄに比べて第２フランジ部６４ｄの熱容量が大きく、第２フランジ部６４ｄの温度が第１フランジ部６２ｄよりも低くなる場合に、第２フランジ部６４ｄを効果的に加熱することができる。すると、フランジ部６５ｄ、特に第２フランジ部６４ｄの温度が環状部材６０ｄの第２フランジ部６４ｄ以外の部分の温度に近づくので、環状部材６０ｄの周方向における温度分布のばらつきが小さくなる。したがって、環状部材６０ｄの周方向各部の熱変形量はより均一になるので、環状部材６０ｄのオーバル変形が抑制され、環状部材６０ｄとロータ３ｄとの隙間の増大が抑制される。結果として、環状部材６０ｄを有する蒸気タービンは、環状部材６０ｄとロータ３ｄとの隙間から蒸気が漏洩することによる効率の低下が抑制される。 (Embodiment 3)
FIG. 10 is a cross-sectional view including the annular member 60d and the steam passage 70a of the steam turbine according to the third embodiment. Of the first flange portion 62d and the second flange portion 64d, the flange portion 65d of the annular member 60d has the steam passage 70a. In the third embodiment, when the heat capacity of the second flange portion 64d is larger than that of the first flange portion 62d and the temperature of the second flange portion 64d is lower than that of the first flange portion 62d, the second flange portion 64d is effective. Can be heated. Then, since the temperature of the flange portion 65d, particularly the second flange portion 64d, approaches the temperature of the portion other than the second flange portion 64d of the annular member 60d, the variation in the temperature distribution in the circumferential direction of the annular member 60d is reduced. Therefore, since the amount of thermal deformation of each part in the circumferential direction of the annular member 60d becomes more uniform, the oval deformation of the annular member 60d is suppressed, and the increase in the gap between the annular member 60d and the rotor 3d is suppressed. As a result, in the steam turbine having the annular member 60d, a decrease in efficiency due to the leakage of steam from the gap between the annular member 60d and the rotor 3d is suppressed.

また、第２フランジ部６４ｄは、自身の熱容量が大きい場合、前述した蒸気導入穴８０を有していてもよい。このようにすれば、第２フランジ部６４ｄが多くの蒸気によって加熱されるので、第２フランジ部６４ｄの熱容量が大きい場合であっても、第２フランジ部６４ｄの温度低下を効果的に抑制できる。さらに、第２フランジ部６４ｄが蒸気通路７０ａを有し、第１フランジ部６２ｄが前述した蒸気導入穴８０を有していてもよい。 Moreover, the 2nd flange part 64d may have the steam introduction hole 80 mentioned above, when its own heat capacity is large. In this way, since the second flange portion 64d is heated by a large amount of steam, even if the heat capacity of the second flange portion 64d is large, the temperature drop of the second flange portion 64d can be effectively suppressed. . Further, the second flange portion 64d may have the steam passage 70a, and the first flange portion 62d may have the steam introduction hole 80 described above.

実施形態３は、第２フランジ部６４ｄが蒸気通路７０ａを有するが、第１フランジ部６２ｄが蒸気通路７０ａを有していてもよい。このようにすると、例えば、第２フランジ部６４ｄに比べて第１フランジ部６２ｄの熱容量が大きく、第１フランジ部６２ｄの温度が第２フランジ部６４ｄよりも低くなる場合に、第１フランジ部６２ｄを効果的に加熱することができる。第１フランジ部６２ｄが蒸気通路７０ａを有する場合、第２フランジ部６４ｄが前述した蒸気導入穴８０を有していてもよい。また、第１フランジ部６２ｄは、自身の熱容量が大きい場合、前述した蒸気導入穴８０を有していてもよい。このようにすれば、第１フランジ部６２ｄが多くの蒸気によって加熱されるので、第１フランジ部６２ｄの熱容量が大きい場合であっても、第１フランジ部６２ｄの温度低下を効果的に抑制できる。 In the third embodiment, the second flange portion 64d has the steam passage 70a, but the first flange portion 62d may have the steam passage 70a. In this case, for example, when the heat capacity of the first flange portion 62d is larger than that of the second flange portion 64d and the temperature of the first flange portion 62d is lower than that of the second flange portion 64d, the first flange portion 62d. Can be effectively heated. When the first flange portion 62d has the steam passage 70a, the second flange portion 64d may have the steam introduction hole 80 described above. Further, the first flange portion 62d may have the steam introduction hole 80 described above when its own heat capacity is large. In this way, since the first flange portion 62d is heated by a large amount of steam, even if the heat capacity of the first flange portion 62d is large, the temperature drop of the first flange portion 62d can be effectively suppressed. .

（実施形態４）
図１１は、実施形態４に係る蒸気タービンの環状部材６０ｆ及び蒸気通路７０ａを含む断面図である。環状部材６０ｆのフランジ部６５ｆは、第１フランジ部６２ｆ及び第２フランジ部６４ｆの両方が蒸気通路７０ａを有する。このような構造により、フランジ部６５ｆは、実施形態１のフランジ部６５よりも効果的に加熱される。すると、フランジ部６５ｆの温度が環状部材６０ｆの他の部分の温度により近くなるので、環状部材６０ｆの周方向における温度分布のばらつきは、実施形態１よりも小さくなる。したがって、環状部材６０ｆの周方向各部の熱変形量は実施形態１よりも均一になるので、環状部材６０ｆのオーバル変形が抑制され、環状部材６０ｆとロータ３ｆとの隙間の増加が抑制される。その結果、環状部材６０ｆを有する蒸気タービンは、環状部材６０ｆとロータ３ｆとの隙間から蒸気が漏洩することによる効率の低下が、実施形態１よりもさらに抑制される。 (Embodiment 4)
FIG. 11 is a cross-sectional view including the annular member 60f and the steam passage 70a of the steam turbine according to the fourth embodiment. As for the flange part 65f of the annular member 60f, both the 1st flange part 62f and the 2nd flange part 64f have the steam channel 70a. With such a structure, the flange portion 65f is heated more effectively than the flange portion 65 of the first embodiment. Then, since the temperature of the flange portion 65f is closer to the temperature of the other part of the annular member 60f, the variation in the temperature distribution in the circumferential direction of the annular member 60f is smaller than that in the first embodiment. Accordingly, the amount of thermal deformation of each part in the circumferential direction of the annular member 60f is more uniform than that in the first embodiment, so that oval deformation of the annular member 60f is suppressed, and an increase in the gap between the annular member 60f and the rotor 3f is suppressed. As a result, in the steam turbine having the annular member 60f, a reduction in efficiency due to the leakage of steam from the gap between the annular member 60f and the rotor 3f is further suppressed as compared to the first embodiment.

第１フランジ部６２ｆと第２フランジ部６４ｆとの少なくとも一方は、前述した蒸気導入穴８０を有していてもよい。例えば、第１フランジ部６２ｆと第２フランジ部６４ｆとのうち、熱容量がより大きい方が、蒸気導入穴８０を備えていてもよい。このようにすれば、蒸気通路７０ａの通路断面積が第１フランジ部６２ｆと第２フランジ部６４ｆとで同一であっても、熱容量の大きい方に、蒸気によってより多くの熱量を与えることができる。すると、第１フランジ部６２ｆと第２フランジ部６４ｆとで熱容量が大きく異なる場合、蒸気通路７０ａの設計を変更せずに両者の温度を同程度にすることができる。その結果、第１フランジ部６２ｆと第２フランジ部６４ｆとで熱容量が大きく異なる場合であっても、フランジ部６５ｆの熱変形量を均一にすることができる。 At least one of the first flange portion 62f and the second flange portion 64f may have the steam introduction hole 80 described above. For example, the larger one of the first flange portion 62f and the second flange portion 64f may have the steam introduction hole 80. In this way, even if the passage cross-sectional area of the steam passage 70a is the same between the first flange portion 62f and the second flange portion 64f, more heat can be given to the larger heat capacity by the steam. . Then, when the heat capacities are greatly different between the first flange portion 62f and the second flange portion 64f, the temperatures of both can be made the same without changing the design of the steam passage 70a. As a result, even when the first flange portion 62f and the second flange portion 64f have greatly different heat capacities, the amount of thermal deformation of the flange portion 65f can be made uniform.

（実施形態５）
図１２は、実施形態５に係る蒸気タービンの環状部材６０ｇ及び蒸気通路７０ａを含む断面図である。環状部材６０ｇは、環状部材６０ｇが有する貫通孔６０Ｈｇの貫通方向と平行な軸、すなわちロータ３ｇの回転軸Ｘｒｇに対して線対称の位置に、一方のフランジ部６５ｇ１と他方のフランジ部６５ｇ２とが配置される。一方のフランジ部６５ｇ１と他方のフランジ部６５ｇ２とにおいては、第１フランジ部６２ｇと第２フランジ部６４ｇとのうち、ロータ３ｇの回転方向側の方が蒸気通路７０ａを有する。 (Embodiment 5)
FIG. 12 is a cross-sectional view including the annular member 60g and the steam passage 70a of the steam turbine according to the fifth embodiment. In the annular member 60g, one flange portion 65g1 and the other flange portion 65g2 are arranged in a line-symmetrical position with respect to an axis parallel to the penetrating direction of the through hole 60Hg of the annular member 60g, that is, the rotational axis Xrg of the rotor 3g. Be placed. In one flange portion 65g1 and the other flange portion 65g2, the rotation direction side of the rotor 3g has the steam passage 70a out of the first flange portion 62g and the second flange portion 64g.

ロータ３ｇは、図１２に示す矢印Ｒで示す方向に回転する。実施形態５では、一方のフランジ部６５ｇ１においては、ロータ３ｇがＺ軸の＋側に向かう方、すなわち第１フランジ部６２ｇが、他方のフランジ部６５ｇ２においては、ロータ３ｇがＺ軸の−側に向かう方、すなわち第２フランジ部６４ｇがロータ３ｇの回転方向側になる。ロータ３ｇの回転方向が図１２に示す矢印Ｒとは反対方向である場合、一方のフランジ部６５ｇ１においては、第２フランジ部６４ｇが、他方のフランジ部６５ｇ２においては、第１フランジ部６２ｇがロータ３ｇの回転方向側になる。 The rotor 3g rotates in the direction indicated by the arrow R shown in FIG. In the fifth embodiment, in one flange portion 65g1, the rotor 3g is directed toward the positive side of the Z axis, that is, the first flange portion 62g is disposed on the negative side of the Z axis in the other flange portion 65g2. The direction to go, that is, the second flange portion 64g is on the rotational direction side of the rotor 3g. When the rotation direction of the rotor 3g is opposite to the arrow R shown in FIG. 12, the second flange portion 64g is in the one flange portion 65g1, and the first flange portion 62g is the rotor in the other flange portion 65g2. It becomes the rotation direction side of 3g.

実施形態５は、第１フランジ部６２ｇと第２フランジ部６４ｇとのうち、ロータ３ｇの回転方向側の方にのみ蒸気通路７０ａを設けることで、ロータ３ｇの回転方向に沿って蒸気が流れる。その結果、実施形態５では、蒸気通路７０ａを通過する蒸気の熱を利用してフランジ部６５ｇ１、６５ｇ２を加熱し、オーバル変形を抑制することに加え、導入される蒸気の圧損を低減でき、効率向上につながる。 In the fifth embodiment, by providing the steam passage 70a only on the rotation direction side of the rotor 3g among the first flange portion 62g and the second flange portion 64g, the steam flows along the rotation direction of the rotor 3g. As a result, in the fifth embodiment, the flanges 65g1 and 65g2 are heated using the heat of the steam passing through the steam passage 70a to suppress the oval deformation, and the pressure loss of the introduced steam can be reduced. It leads to improvement.

本実施形態の構成を備えるものは、本実施形態と同様の作用及び効果を奏する。 What has the structure of this embodiment has an effect | action and effect similar to this embodiment.

以上、実施形態１から実施形態５について説明したが、上述した内容により実施形態１〜５が限定されるものではない。また、上述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、実施形態１から実施形態５の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。 The first to fifth embodiments have been described above, but the first to fifth embodiments are not limited by the above-described content. In addition, the above-described components include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. Furthermore, the above-described components can be appropriately combined. In addition, various omissions, substitutions, and changes of the components can be made without departing from the spirit of the first to fifth embodiments.

３、３ｃ、３ｄ、３ｆ、３ｇロータ
３０車室
６０、１６０環状部材
６１第１部材
６３第２部材
６０Ｈ、１６０Ｈ、６０Ｈｃ、６０Ｈｇ貫通孔
６５、６５ｃ、６５ｄ、６５ｆ、６５ｇ１、６５ｇ２フランジ部
６２、６２ｃ、６２ｄ、６２ｆ、６２ｇ第１フランジ部
６４、６４ｃ、６４ｄ、６４ｆ、６４ｇ第２フランジ部
７０ａ、７０ｂ蒸気通路
８０蒸気導入穴 3, 3c, 3d, 3f, 3g rotor 30 casing 60, 160 annular member 61 first member 63 second member 60H, 160H, 60Hc, 60Hg through hole 65, 65c, 65d, 65f, 65g1, 65g2 flange portion 62, 62c, 62d, 62f, 62g 1st flange part 64, 64c, 64d, 64f, 64g 2nd flange part 70a, 70b Steam passage 80 Steam introduction hole

Claims

蒸気によって駆動される第１タービンの動翼及び前記第１タービンに供給される蒸気よりも圧力が低い蒸気によって駆動される第２タービンの動翼が取り付けられるロータと、
前記ロータを格納する車室と、
前記ロータが貫通する貫通孔を有し、前記車室の内部の前記第１タービンと前記第２タービンとの間に取り付けられる環状部材と、
前記ロータの径方向外側に向かって前記環状部材の側部から張り出し、かつ前記第１タービンの最上流段に供給される蒸気が通過する蒸気通路を有するフランジ部と、
を含む蒸気タービン。 A rotor to which a rotor blade of a first turbine driven by steam and a rotor blade of a second turbine driven by steam having a lower pressure than steam supplied to the first turbine are attached;
A vehicle housing the rotor;
An annular member having a through-hole through which the rotor passes, and being attached between the first turbine and the second turbine inside the casing;
A flange portion that has a steam passage that projects from a side portion of the annular member toward the radially outer side of the rotor and through which steam that is supplied to the most upstream stage of the first turbine passes;
Including steam turbine.

蒸気によって駆動される第１タービンの動翼及び前記第１タービンに供給される蒸気よりも圧力が低い蒸気によって駆動される第２タービンの動翼が取り付けられるロータと、
前記ロータを格納する車室と、
前記ロータが貫通する貫通孔を有し、前記車室の内部の前記第１タービンと前記第２タービンとの間に取り付けられる環状部材と、
前記ロータの径方向外側に向かって前記環状部材の側部から張り出し、かつ前記第１タービンに供給される全ての蒸気が通過する蒸気通路を有するフランジ部と、
を含む蒸気タービン。 A rotor to which a rotor blade of a first turbine driven by steam and a rotor blade of a second turbine driven by steam having a lower pressure than steam supplied to the first turbine are attached;
A vehicle housing the rotor;
An annular member having a through-hole through which the rotor passes, and being attached between the first turbine and the second turbine inside the casing;
A flange portion extending from a side portion of the annular member toward the radially outer side of the rotor and having a steam passage through which all steam supplied to the first turbine passes;
Including steam turbine.

前記環状部材は、
前記貫通孔の一部となる第１の凹部を有する第１部材と、
前記第１の凹部と組み合わされて前記貫通孔となる第２の凹部を有し、前記第１部材と組み合わされる第２部材と、を含み、
前記フランジ部は、
前記第１部材の前記第２部材と組み合わせられる部分に設けられる第１フランジ部と、
前記第２部材の前記第１部材と組み合わせられる部分に設けられる第２フランジ部と、を含み、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との少なくとも一方が、前記蒸気通路を有する、請求項１または２に記載の蒸気タービン。 The annular member is
A first member having a first recess to be a part of the through hole;
A second member that is combined with the first recess and serves as the through-hole, and a second member that is combined with the first member;
The flange portion is
A first flange provided on a portion of the first member that is combined with the second member;
A second flange portion provided on a portion of the second member combined with the first member,
The steam turbine according to claim 1 or 2, wherein at least one of the first flange portion and the second flange portion has the steam passage.

前記環状部材が有する前記貫通孔の貫通方向と平行な軸に対して対称となる位置にそれぞれ前記フランジ部が配置され、それぞれの前記フランジ部においては、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とのうち前記ロータの回転方向側の方が前記蒸気通路を有している、請求項３に記載の蒸気タービン。 The flange portions are respectively arranged at positions that are symmetric with respect to an axis parallel to the penetration direction of the through hole of the annular member, and in each of the flange portions, the first flange portion and the second flange portion. The steam turbine according to claim 3, wherein the steam passage is provided on a rotation direction side of the rotor.

前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との少なくとも一方は、前記貫通孔の内面に開口して蒸気を導入する蒸気導入穴を有する、請求項３又は４に記載の蒸気タービン。 5. The steam turbine according to claim 3, wherein at least one of the first flange portion and the second flange portion has a steam introduction hole that opens to an inner surface of the through hole and introduces steam.

前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とは、前記蒸気通路とは異なる部分を締結する複数の締結部材によって締結される、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の蒸気タービン。
The steam turbine according to any one of claims 3 to 5, wherein the first flange portion and the second flange portion are fastened by a plurality of fastening members that fasten a portion different from the steam passage. .