JPS6185502A

JPS6185502A - 複流形ノズルボツクス

Info

Publication number: JPS6185502A
Application number: JP20628384A
Authority: JP
Inventors: Toyoo Takeshita; 竹下　豊男
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-10-03
Filing date: 1984-10-03
Publication date: 1986-05-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、蒸気タービンの複流形ノズルボックスに係シ
、複流ノズルの一方の段落の漏洩蒸気が下流側の他の段
落へ流れる量を減少させるための複流形ノズルボックス
に関する。

〔発明の背景〕

近年製作されている１０１００Ｏ級蒸気タービンにおい
ては、従来の６００ＭＷ級蒸気タービンに比較し、ター
ビンに流入する主蒸気流量は６０〜７０％も増加する。

このため、高温、高圧蒸気にさらされる高圧第１段動翼
における作用応力の増大は著しく、従来の高圧第１段動
翼に比較し、蒸気量が増大した比率にほぼ比例して増大
する。

このため、高圧第１段動翼の作用応力を減少させ、従来
使用している材料の許容応力内で製作可能にする目的で
、第５図、第６図に示すような複流形高圧初段動翼およ
び複流形ノズルボックス（以下、ノズルボックスという
）を有する蒸気タービンが採用されている。

これら第５図、第６図に示す蒸気タービンの高圧部は、
外部ケーシング１と、内部ケーシング２と、ノズルボッ
クス３と、内部ケーシング２を貫通し、外部ケーシング
１とノズルボックス３に連通させて設けられた作動蒸気
導入用のスリーブ４と、タービン側および発電機側第１
段動Ｒ５ａ＋５ｂと、第１段ノズル５ａ、６ｂ等を備え
て構成され、続いて第２段ノズル７を備えている。

この蒸気タービンでは、第１段動翼の作用応力を緩和す
るために、第１段動翼５ａ、５ｂをノズルボックス３の
両側に配置し、スリーブ４により導入した作動蒸気８を
作動蒸気８ａ、８ｂに２分し、両側の第１段ノズル６ａ
、５ｂを辿して第１段ノズル）Ｘ５ａ、５ｂに噴出させ
るようにしている。

タービン側第１段勤汎５ａで仕事をした作動蒸気８ａは
、第２段ノズル７へ流れる。一方、発電機８＋１１第１
段勤ａｓｂで仕事をした蒸気８ｂは、第６図に示す内部
ケーシング２の内壁とノズルボックス３の外壁によって
形成された間隙１５を迂回して第２段側へ導かれ、ター
ビン側第１段を通過した作動蒸気８ａと合流し、第２段
ノズル７へと流入する。

なお、発電機側第１段動翼５ｂを通過した蒸気８ｂが間
隙１５を通って第２段側に流れやすくするため、タービ
ン側第１段ノズル６ａと発電機側Ｆ４’ｒ　１段ノズル
６ｂの出口圧力を調整して、発電機側第１段ノズル６ｂ
の出口圧力をタービン側第１段６ａの出口圧力よシも約
２に９／ｃｔｒｌ高くなるように設計しである。

また、タービン側および発電機側８１段ノズル６ａ、６
ｂを通過した蒸気の一部は、ノズルボックス３とタービ
ン側および発電機側第１段動翼５ａ、５ｂの翼根元部間
隙から漏洩する。発電機側第１段の漏洩蒸気１０ｂの一
部は、′！Ｊｈｘディスク側に設けられたバランスホー
ル９ｂを通っ一’１落出口側へ流出するが、大部分の漏
洩蒸気１０ｂは前述の圧力差により、ノズルボックス３
の内周面１３とロータ１４の外周面間に形成された間隙
１１を通ってタービン側記１段ＭＸＳａ側へ流れる。一
方、タービン側温１股動ｇ５ａとノズルボックス３間の
間隙からの鍋洩蒸気１ｏａＶｉ、発電機側第１段動翼５
ｂとノズルボックス３の漏洩蒸気１０ｂに合流し、ター
ビン側第１段動翼ディスク側に設けたバランスホール９
ａを通ってタービン側Ｍ１段出口側へ流れ、第２段ダイ
ヤフラムバッキング１２とロータ１４との間莞を通って
第２段動翼側へと漏洩する。

１０１００Ｏ級タービンでは、通常発Ｉｌｌ側第１段ノ
ズル出口圧力と第２段動翼側口圧力の差は３５　Ｋｇ　
／　ｃＡ前後となっているので、漏洩蒸気１０ａ。

１０ｂはこの圧力差で漏れることになる。

前述の従来技術においては、発電機側第１段動翼５ｂの
流出後の蒸気をタービン側にある第２段ノズル７へ等き
やすくするため、必然的に発電機側の圧力をタービン側
に比較して高くしている。

しかし、その反面ノズル出口と動翼入口の間隙から、ｗ
Ｊ４で仕事をしない漏洩蒸気を増大させ、タービン効率
を大きく低下させる欠点がある。さらに、前記漏洩蒸気
内にボイラからの酸化スケールなどの固体粒子が作動蒸
気と一緒に飛び込んで来た場合、ノズルボックス３の内
周面１３に衝突して、いわゆるソリッドパーティクルエ
ロージョンによりノズルボックス３を浸食させる欠点が
あシ、このような不具合は１００１００Ｏ蒸気タービン
において発見された実例がある。ノズルボックス３が浸
食を受は肉厚が減少し、作用応力に耐えられない事態に
なれば、ノズルボックス３の破壊という重大事故に発展
する恐れがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記従来技術の欠点をなくし、蒸気タ
ービンの一方の段落から、その下流側の他方のＦ２落へ
の漏洩蒸気によるタービン効率の低下を抑制でき、かつ
固体粒子によるノズルボックス内周面の浸食を防止し得
る構造のノズルボックスを提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、ノズルボックス内周面とロータ外周面との間
に、蒸気シール用の少なくとも１個のラビリンスパッキ
ングを設けたところに性徴を有するもので、この構成に
より、蒸気タービンの一方の段落から、その下流側の他
方の段落への漏洩蒸気を減少でき、・シたがってタービ
ン効率の低下を抑制でき、これと同時に漏洩蒸気に混入
している固体粒子のノズルボックス内周面への衝突によ
る浸食を防止することができる。

〔発明の実施例〕

以下、不発明の実施例を図面により説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例を示すもので、ノズル
ボックス３の内周面１３のタービン側および発電機側に
突出部１６ａ、１６ｂが設けられ、各突出部１６ａ、１
６ｂにはバッキングリング固定溝１８ａ、１８ｂが形成
されている。

また、ロータ１４の外周面における前記各突出部１５ａ
、１６ｂに対応する位置には、軸方向に間隔をおいて、
複数個の環状突起１７ａ、１７ｂが設けられている。

前記突出部１６ａ、１６ｂと、これに対応する板状突起
１７ａ、１７ｂ間に、蒸気シール用のラビリンスパッキ
ング１９ａ、１９ｂが設けられている。

前記ラビリンスパッキング１９ａ、１９ｂは、バッキン
グリングに長短のくし歯を交互に植え込んで構成され、
バッキングリングを前記突出部１６ａ、１６ｂに形成さ
れたバッキングリング固定溝１８ａ、１８ｂにかん合さ
せて固定され、長いくし歯をロータ１４に設けられた環
状突起１７ａ。

１７ｂのそれぞれの隣接する環状突起間に配置させ、短
いくし歯を環状突起１７ａ、１７ｂのそれぞれの外周面
に配置させて取シ付けられていて、いわゆるハイロー形
ラビリンスパッキング構造となっている。さらに、前記
ラビリンスパッキング１９ａ、１９ｂのくし歯の歯先と
、ロータ１４の外周面との間には、運転中接触振動を誘
発することのない程度の、僅かな間隙が設けられている
。

また、ラビリンスパッキング１９ａ、１９ｂの歯数は、
構造上杵される範囲で出来るだけ多くすることが望まし
い。

前記第１の実施例のノズルボックスでは、ノズルホック
ス３と発電機側筒１段動轟５ｂ間の間隙から漏洩する蒸
気１０ｂはラビリンスバンキング１９ａ、１９ｂによっ
てシールされる。したがって、タービン側第１段動翼デ
ィスクのバランスホール９ａへの漏洩損失を著しく減少
させることが可能であり、これによって漏洩蒸気による
タービン効率の低下を大幅に抑制することができる。

また、漏洩蒸気量の減少により、蒸気中に固体粒子が混
入していても、固体粒子かは漏洩蒸気量に比例して減少
するので、固体粒子の衝突によるノズルボックス３の内
周面１３の浸食を防止することができる。

なお、この第１の実施例の他の構成９作用については、
前記第５図および第６図に示すものと同様であり、同一
部材には同じ符号を付けて示し、これ以上の説明を省略
する。

・次に、′ｆＪ２図は本発明のグ２の実施例を示すもの
で、ノズルホックス３の内周面１３のほぼ中央部にバン
キングリング固定溝１８ｃを有する突出部１６ｃか設け
られ、ロータ１４の外周面の前記突出＠　１６　ｃに対
応する位置に、複数個の環状突起１７Ｃが設けられてお
９、前記突出部１６Ｃと環状突起１７Ｃ間に、ラビリン
スパッキング１９ヒが設けられている。

この第２の実施例のものは、ラビリンスパッキング１９
ｃが１個しか設けられていないので、前記第１の実施例
のものに比べてラビリンスパッキングの歯数が少なく、
シたがってシール効果は相対的に低下するが、漏洩蒸気
量を相当減少させることができるし、ノズルボックス３
の内周面１３の浸食に対しては第１の実施例とほぼ同様
の効果がわる。

ついで、第３図は本発明の第３の実施例を示すもので、
この実施例ではくし歯の長さが全部同一のラビリンスパ
ッキング２０ａ、２０ｂが設けられ、ロータ１４には環
状突起が設けられておらず、いわゆるストレート形ラビ
リンスパッキング構造となっている。

この第３の実施例のものは、前記第１の実施例に比較し
て、ややシール効果が低下するが、構造が簡単なるため
、設備費を節減することができる。

さらに、第４図は本発明の第４の実施例を示すもので、
この実施例ではノズルボックス３の内周面１３のほぼ中
央部にストレート形ラビリンスパツキン！”ｆＲ造のラ
ビリンスパッキング２０　Ｃ−ｂｘｙけられている。

この第４の実施例のものは、より一層設備費を節減し得
る外は、前記第３の実施例と同様である。

なお、前記第２．第３および第４の実施例とも、他の構
成１作用については、前記第１の実施例と同様である。

まり、本発明ではラビリンスパッキングの個数は図面に
示す１個または２個のものに限らず、３個以上でおって
もよい。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、ノズルボックス内周面と
ロータ外周面との間に、蒸気シール用の少なくとも１個
のラビリンスパッキングを設け、このラビリンスパッキ
ングのシール効果により蒸気タービンの一方の段落から
、その下流側の他方の段落への漏洩蒸気を減少でき、し
たがって漏洩損失によるタービン効率の低下を抑制し得
る効果がある。

また、本発明によれば、漏洩蒸気量の減少に比例して、
蒸気と一緒にボイラ側から飛来する酸化スケールなどの
固体粒子量が減少するので、ノズルボックスの内周面の
固体粒子による浸食を防止し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図および第４図は、それぞれ本発
明の第１．第２．第３および第４の実施例を示す縦断面
図、第５図は従来技術を適用した蒸気タービンの高圧部
の縦断面図、第６図は従来のノズルボックスを示す縦断
面図である。１・・・外部ケーシング、２・・・内部ケーゾング、３
・・・ノズルボックス、４・・・スリーブ、５ａｌ　５
ｂ・・・第１段動翼、６ａ、６ｂ・・・第１段ノズル、
７・・・第２段ノズル、８．８ａ、９ｂ−・−作動蒸気
、９ａ。９ｂ・・・バランスホール、１０ａ、ｌＱｂ・・・漏洩
蒸気、１１・・・ノズルボックス内周面とロータ外周面
間の間隙、１２・・・第２段ダイヤフラムバッキング、
１３・・・ノズルボックスの内周面、１４・・・ロータ
、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ・・・ノズルボックスの突出
部、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ・−ロー１に設けられた突
起、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ・・・バッキングリング固
定溝、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、２０ａ。２０ｂ、２０ｃ・・・ラビリンスバンキング。

Claims

【特許請求の範囲】

１、蒸気タービンの複流形ノズルボックスにおいて、ノ
ズルボックス内周面とロータ外周面との間に、蒸気シー
ル用の少なくとも１個のラビリンスパッキングを設けた
ことを特徴とする複流形ノズルボックス。