JP7372175B2 - 蒸気タービン - Google Patents
蒸気タービン Download PDFInfo
- Publication number
- JP7372175B2 JP7372175B2 JP2020029441A JP2020029441A JP7372175B2 JP 7372175 B2 JP7372175 B2 JP 7372175B2 JP 2020029441 A JP2020029441 A JP 2020029441A JP 2020029441 A JP2020029441 A JP 2020029441A JP 7372175 B2 JP7372175 B2 JP 7372175B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- row
- rotor
- radial direction
- rotor blade
- blade row
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
- F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
- F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
- F01D1/04—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines traversed by the working-fluid substantially axially
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
- F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
- F01D1/16—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines characterised by having both reaction stages and impulse stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
- F01D5/143—Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/20—Rotors
- F05D2240/24—Rotors for turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/60—Shafts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
図1に示すように、本実施形態の蒸気タービン1は、軸線Arを中心として回転するロータ20と、ケーシング10と、を有している。
ロータ20は、ロータ軸21と、動翼列31と、を有している。ロータ軸21は、ケーシング10に対して、軸線Arを中心として回転可能とされている。ロータ軸21は、軸芯部22と、複数のディスク部23と、を有している。軸芯部22は、軸線Arを中心として円柱状をなすように、軸方向Daに延びている。複数のディスク部23は、軸方向Daに互いに間隔をあけて配置されている。各ディスク部23は、軸芯部22から径方向Drの外側Droに広がるように、軸芯部22と一体に形成されている。
動翼列31は、径方向Drにおいてロータ軸21の外側Droに固定されている。動翼列31は、ロータ軸21の軸方向Daに沿って間隔をあけて複数列が配置されている。本実施形態の場合、動翼列31は、7列設けられている。よって、本実施形態の場合、動翼列31として、第1段から第7段の動翼列31まで設けられている。
ケーシング10は、ロータ軸21及び複数の動翼列31、すなわちロータ20を覆うように設けられている。ケーシング10内には、蒸気主流路15が形成されている。径方向Drにおけるケーシング10の内側Driには、静翼列41が固定されている。静翼列41は、軸方向Daに沿って間隔を空けて複数配置されている。本実施形態の場合、静翼列41の列数は、動翼列31と同じ7列が設けられている。よって、本実施形態の場合、静翼列41として、第1段から第7段の静翼列41まで設けられている。複数の静翼列41は、複数列の動翼列31の各列に対して軸方向Daの第一側Dauに並んで配置されている。
図1及び図2に示すように、静翼列41は、静翼42と、外側リング43と、内側リング46と、を有している。静翼42は、周方向Dcに間隔をあけて複数配置されている。外側リング43は、軸線Arを中心とする環状に形成されている。外側リング43は、径方向Drにおいて、複数の静翼42の外側Droに配置されている。内側リング46は、軸線Arを中心とする環状に形成されている。内側リング46は、径方向Drにおいて、複数の静翼42の内側Driに配置されている。したがって、複数の静翼42は、径方向Drにおいて、外側リング43と内側リング46との間に配置されている。外側リング43において径方向Drの内側を向く面であるリング内周面431に、径方向Drにおける静翼42の先端が接続されている。内側リング46において径方向Drの外側を向く面であるリング外周面461に、径方向Drにおける静翼42の根本が接続されている。したがって、静翼42は、外側リング43及び内側リング46にそれぞれ固定されている。リング内周面431とリング外周面461との間の環状の空間は、蒸気主流路15の一部を形成している。したがって、静翼42は、蒸気主流路15に配置されている。
ここで、複数列の動翼列31及び複数列の静翼列41において、各動翼列31と、この動翼列31に対して第一側Dauに隣り合う静翼列41との組を、段50と称する。
図2に示すように、軸方向Daに対して直交するように周方向Dcから見た際に、第二の段50bを構成する第二静翼列41Bは、調速段50aを構成する第一動翼列31Aよりも径方向Drの内側Driに配置されている。具体的には、周方向Dcから見た際に、第二静翼列41Bの内側リング46の外周面であるリング外周面461は、第一動翼列31Aのプラットフォーム35の外周面であるプラットフォーム外周面351よりも、径方向Drの内側Driに配置されている。
図2に示すように、ガイド部材60は、第一動翼列31Aと第二静翼列41Bとの間に配置されている。ガイド部材60は、第一動翼列31Aから第二静翼列41Bに向かって蒸気Sを案内する。本実施形態のガイド部材60は、第二静翼列41Bの外側リング43に固定されている。ガイド部材60は、筒状に形成されて外側リング43から軸方向Daの第一側Dauに向かって延びている。ガイド部材60には、径方向Drの内側Driを向くガイド面61が形成されている。
第一静翼列41Aの外側リング43と内側リング46との間、及び第一動翼列31Aの各動翼32のシュラウド34とプラットフォーム35との間を通り抜けた蒸気Sは、ガイド部材60のガイド面61によって、第二側Dadに向かうにしたがって径方向Drの内側Driに向かうように流れる。その後、第二静翼列41Bに到達した蒸気Sは、第二静翼列41Bの外側リング43と内側リング46との間、及び第二動翼列31Bの各動翼32のシュラウド34とプラットフォーム35との間を通り抜ける。
反動度Rとは、段50における熱落差に対する段50中の動翼32における熱落差の比である。言い換えると、反動度Rとは、段50あたりの全エンタルピーの変化量中で、動翼32での静エンタルピーの変化量が占める割合である。若しくは、反動度とは、段50における圧力差に対する段50中の動翼32における圧力差の比である。
R=(P2-P3)/(P1-P3)
上記構成の蒸気タービン1では、第一動翼列31Aを通過した蒸気Sは、ガイド部材60のガイド面61に案内されることで、第二静翼列41Bの静翼42の内側リング46付近に送り込まれる。その結果、静翼42の内側リング46付近での蒸気Sの圧力が高まる。これにより、第二静翼列41B及び第二動翼列31Bの上流側と下流側との圧力差を増大させることができる。したがって、第一動翼列31Aの回転数が低くなっても、反動度が低下するのを抑えて蒸気Sの逆流を抑えることが可能となる。
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
実施形態に記載の蒸気タービン1は、例えば以下のように把握される。
10…ケーシング
15…蒸気主流路(主流路)
18…空間部
20…ロータ
21…ロータ軸
22…軸芯部
23…ディスク部
31…動翼列
31A…第一動翼列
31B…第二動翼列
32…動翼
33…動翼本体
33a…翼内端部
33b…翼外端部
33c…中間部
34…シュラウド
341…シュラウド内周面
342…シュラウド外周面
35…プラットフォーム
351…プラットフォーム外周面
41…静翼列
41A…第一静翼列
41B…第二静翼列
42…静翼
43…外側リング
431…リング内周面
46…内側リング
461…リング外周面
50…段
50a…調速段
50b…第二の段
60…ガイド部材
61…ガイド面
611…前端
612…後端
Ar…軸線
Da…軸方向
Dau…第一側
Dad…第二側
Dc…周方向
Dr…径方向
Dri…内側
Dro…外側
P1…圧力
P2…圧力
R…反動度
S…蒸気
Claims (5)
- 軸線を中心として回転可能するロータ軸と、
前記軸線を基準とする径方向における前記ロータ軸の外側に固定され、前記軸線の延びる軸方向に間隔をあけて複数配置された動翼列と、
前記ロータ軸及び複数の前記動翼列を覆い、内部に流体が流通可能な主流路が形成されたケーシングと、
前記径方向における前記ケーシングの内側に固定され、複数の前記動翼列のそれぞれに対して前記軸方向の第一側に配置された複数の静翼列と、
複数の前記動翼列の中で前記軸方向において最も第一側に配置された第一動翼列と、前記第一動翼列に対して前記軸方向の第二側に配置された第二静翼列との間に配置され、前記第一動翼列から前記第二静翼列に向かって前記流体を案内するガイド部材と、を備え、
前記動翼列は、
前記主流路に配置された複数の動翼本体と、
各前記動翼本体に対応して、前記径方向における前記動翼本体の外側に配置されたシュラウドと、
各前記動翼本体に対応して、前記径方向における前記動翼本体の内側に配置されたプラットフォームと、を備え、
前記静翼列は、
前記主流路に配置された複数の静翼と、
前記径方向における前記静翼の外側に配置された環状の外側リングと、
前記径方向における前記静翼の内側に配置された環状の内側リングと、を備え、
前記軸線を中心とする周方向から見た際に、前記第二静翼列の前記内側リングの外周面が、前記第一動翼列の前記プラットフォームの外周面よりも前記径方向の内側に配置され、
前記ガイド部材は、前記第一動翼列の前記シュラウドの外周面から前記第二静翼列の前記外側リングの内周面に向かうように、前記軸方向の第一側から第二側に向かうにしたがって前記径方向の内側に向かうように傾斜して延びるガイド面を有し、
前記ガイド部材は、前記ケーシングとは別部材であって、筒状に形成され、前記第二静翼列の前記外側リングに固定され、前記第一動翼列に対して前記軸方向の上流側に配置された第一静翼列に対して離れて配置されている蒸気タービン。 - 前記軸方向における前記ガイド面の第一側の前端は、前記第一動翼列の前記シュラウドに対して前記径方向の外側に配置されている請求項1に記載の蒸気タービン。
- 前記第二静翼列の前記外側リングの内周面は、前記第一動翼列の前記シュラウドの内周面よりも前記径方向の内側に配置されている請求項1又は請求項2に記載の蒸気タービン。
- 前記第二静翼列の前記外側リングの内周面は、前記径方向において、前記第一動翼列の前記動翼本体の前記径方向における中間部よりも内側に配置されている請求項3に記載の蒸気タービン。
- 前記第二静翼列の前記外側リングの内周面は、前記第一動翼列の前記プラットフォームの外周面よりも前記径方向の内側に配置されている請求項4に記載の蒸気タービン。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020029441A JP7372175B2 (ja) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | 蒸気タービン |
US17/160,723 US11613997B2 (en) | 2020-02-25 | 2021-01-28 | Steam turbine |
EP21157333.2A EP3872303A3 (en) | 2020-02-25 | 2021-02-16 | Steam turbine |
CN202110198948.2A CN113374532B (zh) | 2020-02-25 | 2021-02-22 | 蒸汽轮机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020029441A JP7372175B2 (ja) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | 蒸気タービン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021134676A JP2021134676A (ja) | 2021-09-13 |
JP7372175B2 true JP7372175B2 (ja) | 2023-10-31 |
Family
ID=74661296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020029441A Active JP7372175B2 (ja) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | 蒸気タービン |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11613997B2 (ja) |
EP (1) | EP3872303A3 (ja) |
JP (1) | JP7372175B2 (ja) |
CN (1) | CN113374532B (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4362464A (en) | 1980-08-22 | 1982-12-07 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine cylinder-seal system |
JP2001003710A (ja) | 1999-06-15 | 2001-01-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タービンの排気装置 |
JP2018127985A (ja) | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 地熱タービン |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3006286A1 (de) * | 1980-02-01 | 1981-08-06 | BBC AG Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau | Ueberdruckdampfturbine mit einer gleichdruckregelstufe |
JPH094401A (ja) * | 1995-06-23 | 1997-01-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タービンの中圧段構造 |
JPH09242502A (ja) | 1996-03-01 | 1997-09-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タービン |
JP3686233B2 (ja) * | 1997-10-01 | 2005-08-24 | 三菱重工業株式会社 | 軸流タービン |
EP3023585B1 (en) * | 2014-11-21 | 2017-05-31 | General Electric Technology GmbH | Turbine arrangement |
WO2016135832A1 (ja) * | 2015-02-23 | 2016-09-01 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 蒸気タービン |
JP6730853B2 (ja) * | 2016-06-07 | 2020-07-29 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | 蒸気タービン |
WO2018029770A1 (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 蒸気タービン翼及び蒸気タービン |
JP6858032B2 (ja) * | 2017-02-17 | 2021-04-14 | 三菱重工業株式会社 | 軸流回転機械 |
-
2020
- 2020-02-25 JP JP2020029441A patent/JP7372175B2/ja active Active
-
2021
- 2021-01-28 US US17/160,723 patent/US11613997B2/en active Active
- 2021-02-16 EP EP21157333.2A patent/EP3872303A3/en active Pending
- 2021-02-22 CN CN202110198948.2A patent/CN113374532B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4362464A (en) | 1980-08-22 | 1982-12-07 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine cylinder-seal system |
JP2001003710A (ja) | 1999-06-15 | 2001-01-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タービンの排気装置 |
JP2018127985A (ja) | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 地熱タービン |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3872303A2 (en) | 2021-09-01 |
US20210262357A1 (en) | 2021-08-26 |
CN113374532A (zh) | 2021-09-10 |
EP3872303A3 (en) | 2021-09-08 |
CN113374532B (zh) | 2023-08-22 |
US11613997B2 (en) | 2023-03-28 |
JP2021134676A (ja) | 2021-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101464910B1 (ko) | 터빈 | |
EP2516867B1 (en) | Abradable seal with axial offset | |
JP5592326B2 (ja) | 蒸気タービンの静翼、及びそれを用いた蒸気タービン | |
US20100196139A1 (en) | Leakage flow minimization system for a turbine engine | |
JP2012233475A (ja) | ステータベーン列を備えた遠心圧縮機組立体 | |
JP2007504395A (ja) | 蒸気タービン用の膨張式シールストリップ | |
JP7458947B2 (ja) | 蒸気タービン | |
US11015449B2 (en) | Steam turbine blade and steam turbine | |
JP7372175B2 (ja) | 蒸気タービン | |
US11136897B2 (en) | Seal device and turbomachine | |
WO2017098944A1 (ja) | シールフィン,シール構造及びターボ機械 | |
US20210131293A1 (en) | Rotor blade, rotor unit, and rotating machine | |
US20180156050A1 (en) | Steam turbine | |
JP2011094614A (ja) | ターボ機械効率等化システム | |
WO2021039811A1 (ja) | スワールブレーカ組立体及び回転機械 | |
JP5694128B2 (ja) | 蒸気タービン | |
JP2019094812A (ja) | 遠心圧縮機、ターボチャージャ | |
JP7276985B2 (ja) | 軸流タービン | |
JP6684593B2 (ja) | 軸流タービン | |
JP7202259B2 (ja) | 蒸気タービン | |
JP6986426B2 (ja) | タービン | |
JP6906986B2 (ja) | 蒸気タービン | |
JP2023063900A (ja) | 翼、及びブリスク翼 | |
KR20230088458A (ko) | 터빈 정익, 및 증기 터빈 | |
JP6134878B2 (ja) | タービンの静翼制振構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20221206 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230531 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230606 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230714 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231003 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231019 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7372175 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |