JPS6193206A - 蒸気タ−ビンのノズルボツクス - Google Patents

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、蒸気タービン用の上下２分割形のノズルボッ
クスに係り、特に、その構成部品の互損性を向上せしめ
るように改良した蒸気タービンノズルボックスに関する
ものである。

〔発明の背景〕

最近の蒸気タービンは、プラント効率の向上を目的とし
て蒸気条件が高温変圧化し容量も大容量化の傾向にある
。しかも大容量機でありながらディリースタートストッ
プ運転や、ウィークリースタートストップ運転、さらに
は部分負荷運転を行なう等、従来の蒸気タービンには考
えられなかった苛酷な条件で運転される噂快とが多くな
って来ている。特にプラントの高効率化を計る為の部分
負荷運転に於いては、２アトミツシヨン運転から３アト
ミツシヨン運転へ、さらに４アトミツシヨン運転へと進
展し゛て来ている。

このように許条件が過酷となったことによって、ボイラ
ー、蒸気管、過熱合などの機器における酸化スケール発
生が促進され・１発生した酸化スケールは蒸気タービン
の起動、停止の繰返しによる圧力変動によって剥離して
固体粒子となり、蒸気流中に浮上してタービン内に流入
し、ノズル翼を浸食する。この浸食は蒸気タービンプラ
ントの経年的な効率低下の一因となっており、放置でき
ない問題である。

特に４アトミツシヨン運転プラントについては。

この現象が著しく、プラントの安全性に影響を与える程
となっている。このことについて以下に図を用いて説明
する。

第４図は蒸気タービンのノズルボックス部に於ける横断
面を示したものであり、内部車室２ａ。

２ｂが外部車室１ａ、ｌｂ内に組立られでいる。

ノズルボックス４ａ、４ｂが調整板５によって上下方向
を、ギブキー６によって左右方向を調整されて下半内部
車室２ｂ内に組立られでいる状態を示している。

下半ノズルボックス４ｂは、ホールドダウンボルト７に
よって下半内部車室２ｂに固定され、上半ノズルボック
ス４ａは、スタッドボルト８及びナツト９の締付によっ
て下半ノズルボックス４ｂに固定される。

第５図は第４図のＡ矢視図であって、上、下半ノズルボ
ックス４ａ、４ｂフランジ部の構造、および前に述べた
ホールドダウンボルト７、スタンドボルト８及びナツト
９による上、下半ノズルボックス４ａ、４ｂの固定状態
を示すものである。

第６図は第４図のＢ−Ｂ断面図である６第７図は第６図
のＣ−Ｃ断面図である。

ボイラー（図示せず）から送られて来た高温高圧の蒸気
は、その時々のタービンの負荷条件に合わせて第４図に
示す加減弁Ｖｌ、Ｖ２．Ｖ３゜ｖ４によって流量を調整
され加減弁Ｖｌ、Ｖ２゜Ｖ３．Ｖ４の順に外部車室１ａ
、ｌｂからノズルボックス４ａ、４ｂまで貫通して設け
られた伸縮管１０に導かれてノズルボックス蒸気室１１
に流入する。

上記のノズルボックス蒸気室１１は、加減弁Ｖｌ、Ｖ２
．Ｖ３．Ｖ４毎に独立した蒸気室となる様、リブ１２に
よって仕切られたおり、各加減弁からの蒸気が他の蒸気
室へ洩れない様になっている。これが前述した部分負荷
運転を行うために必要な構造となるものである。蒸気室
１１に流入した蒸気は、第６図及び第７図に示す如く、
ノズル翼１３によって形成されたノズル１４で蒸気１５
の流れ方向を整えられてローター３に回転運動を与える
。

このノズル１４を流れる蒸気の中には、先に述べた酸化
スケールの固体粒子１６が含まれているため、ノズル翼
１３は該固体粒子１６による浸食１７を受けて摩滅し、
ノズル１４の寸法が拡大する。ノズル１４の寸法拡大は
蒸気圧力の低下を招き、プラント効率を低下せしめる。

前記の酸化スケールの剥離は、圧力変動の大きいとき、
即ち蒸気タービンの起動時に多く発生するため、加減弁
■１の開弁時にノズル翼浸食が起こり易い。従って、加
減弁ｖ１を受は持っている上半ノズルボックス４ａのノ
ズル翼は、下半ノズルボックス４ｂよりも著しく浸食を
受ける。

特に加減弁ｖ１のみの開放運転を行う機会の多い４アト
ミツシヨン運転プラントにおいては、蒸気中の固体粒子
が１蒸気室に集中するため、その蒸気室からの流入蒸気
を受は持つ上半ノズルボックス４ａのノズル翼の浸食は
急速に進行する。

こうした問題について、従来技術による対策としては、
ノズル翼の浸食部を肉盛溶接した後、手作業でノズル翼
形状を版上げる以外には列設の方策が無い。この為、上
半ノズルボックスは定期点検毎に繰返される溶接補修の
熱影響によって材質が劣化し、この材質劣化区域は母材
部分にも及ぶ。

このため、上半ノズルボックスは下半ノズルボックスに
比して著しく耐久性が低く、短いインターバルで新製交
換しなければならない。

ところが従来技術においては、上半ノズルボックスを新
製交換する際に、未だ損耗の進んでいない下半ノズルボ
ックスも一緒に交換しなければならないという問題が有
る。

上半ノズルボックスの単品交換ができない理由は次の如
くである。

上半ノズルボックスと下半ノズルボックスとは複雑な形
状をしており、稼動中は高温状態で大きい力を受ける。

このため、上、下ノズルボックスは、それぞれ異った様
相で経年的な変形を生じる。その結果、上半ノズルボッ
クス単品としての互換性が無く、上下ノズルボックスを
組にしないと部品交換ができない。

こうした不具合は、単に電力会社に対して無駄な出費を
強いるに留まらない。即ち、省資源という社会的要請に
反することは勿論１発電といった公共的な事業のランニ
ングコストを上昇せしめることは結局一般大象の負担を
増加させ、国家的な損失を招く。上に述べた従来形のノ
ズルボックスとしては特願昭５１−３２６４６　　“蒸
気タービンノズルボックス”が有る。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので。

上半ノズルボックスが下半ノズルボックスに比し゛て短
令であるという不具合を解消しようとするものである。

上、下半ノズルボックスが互いに等しい耐用命数を有す
るノズルボックスを創作、提供することにより、前述し
たところの、上下ノズルボックスを一緒にしないと交換
できないという不具合は自然に解消されることは明らか
である。

〔発明の概要〕

先ず、本発明の基本的な原理について略述する。

本発明は、上、下半ノズルボックスを締付けるボルトに
異径両ネジボルトを採用することによって従来技術にて
不可能であった上、下半ノズルボックスの対称構造化を
可能とし、自由に、且つ安全に上下反転使用することに
よって、特定ノズルに集中していた浸食を分散し、該特
定ノズル翼の浸食の進行を抑制するものである。これに
より、上、下双方のノズルボックスの耐用命数が均等に
なる。　上記のＭ理に基づいて前記の目的（耐久性の均
一化）を達成するため、本発明のノズルボックスは、蒸
気タービンのノズルボックスにおいて、上半ノズルボッ
クスと下半ノズルボックスとを同形同寸に構成し、これ
ら上、下半のノズルボックスを水平面に関して対称に対
向せしめ、ボルトによって締結・固定したことを特徴と
する。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の１実施例を第１図乃至第３図について説
明する。

第１図は本発明のノズルボックスの１実施例を示し、前
記の従来例における第５図に対応する断面図である。

上、下半ノズルボックス４ａ、４ｂには、ホールドダウ
ンボルト７、スタッドボルト１８、及びクラッシュピン
１９を取付ける為の穴７　ａ　ｙ　１８　ａ　ｖ１９ａ
がそれぞれ対称に穿孔されている。ホールドダウンボル
ト用穴７ａ及びクラッシュピン用穴１９ａは特に従来技
術に於ける穴形状からの変更を要せず、単に対称的に穿
孔するだけで良い。組立についても同様である。

スタッドボルト用穴１８ａはスタッドボルト１８をネジ
込むために充分な深さのネジ部１８ｂと、ネジ下穴径を
上句る穴径の貫通透穴１８ｃとを同心に穿っである。

上記のような構成のスタッドボルト用穴１８ａに適用す
るスタッドボルト１８は、ネジ込側ネジ径Ｘとナツト側
ネジ径Ｙとが、ｘ＞ｙの関係にある異径両ネジボルトで
ある。組立に際してはスタッドボルト１８を、上半ノズ
ルボックス４ａの組立前に、下半ノズルボックス４ｂに
取付けておくことにより上下反転使用時に於いても何ん
ら支障なく組立が可能である。

上記のように構成された本実施例のノズルボックスにお
いては、上下半の各ノズルボックスが対称的に形成され
、上下反転共用が可能となったので、前述従来技術にて
説明したように固体粒子によって上半ノズルボックスの
ノズル翼が浸食された場合には上、下半ノズルボックス
を反転し、上下を組み替えて使用することができる。こ
れにより従来上半ノズルボックスに集中して発生してい
たノズル翼の浸食を下半ノズルボックスに分散出来る為
、特定ノズル翼の浸食の進展を阻止することが可能であ
り、浸食ノズル翼の補修周期を延長することが出来る。

さらに上下半ノズルボックスのノズル翼の浸食進行を均
等化することが出来るので従来技術に於ける問題点であ
った健全ノズルボックスを含めた新製交換という不具合
が解消出来る。

また、前記の穴１９ａをネジ穴に構成すると。

これを利用して当該ノズルボックスのレベル調整用の部
材３０（仮想線で示す）を取り付けることができるので
好都合である。

第２図は前記（第１図）と異なる実施例を示す。

本実施例においては、上、下半ノズルボックスのボルト
締結手段として、図示の如く両ネジボルト１９およびナ
ツト２０を用いである。この実施例によると、ボルト締
結構造が非常に簡単となるが、本例を実施する場合は第
３図（第２図のＤ−Ｄ断面図）に示すごとく、相手側下
半車室２ｂの下半ノズルボックスフランジ受台２１に両
ネジボルト１９の為のスペース２２の加工を要する。こ
の為、調整板５の下半車室２ｂに対する接触面積が減少
し、調整板５に加わる面圧が増加することによって調整
板損傷という不具合が発生する恐れがある。

又、スペース内にかくれたナツトに対しては組立、分解
時の廻り止めに複雑な構造を要する等の問題があるので
、これらの問題を解消する為の方策を創作する迄の間に
おいては前記（第１図）あ実施例の方が実用的値が高い
。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によればノズルボックスの
上半部と下半部との耐用命数を均一ならしめることがで
き、ノズルボックス全体としての総合的耐久性、信頼性
を著しく向上せしめることができるという優れた実用的
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蒸気タービンノズルボックスの１実施
例を示し、上、下半ノズルボックスのボルト締結部付近
の断面図である。 第２図は上記と異なる実施例におけるボルト締結部付近
の断面図、第３図は第２図のＤ−Ｄ断面図である。 第４図は従来の蒸気タービンノズルボックスの横断面図
、第５図は第４図のＡ矢視図、第６図は第４図のＢ−Ｂ
断面図、第７図は第６図のＣ−Ｃ断面図である。 １・・・外部車室、２・・・内部車室、３・・・ロータ
、４・・・ノズルボックス、７・・・ホールドダウンボ
ルト、８・・・スタッドボルト、９・・・ナツト、１１
・・・蒸気室、１２・・・リブ、１３・・・ノズルヨク
、１４・・・ノズル、１５・・・蒸気流、１６・・・固
体粒子、１７・・・浸食、１８・・・スタッドボルト、
■１〜ｖ４・・・加減弁、Ｘ・・・スタッドボルトネジ
込側ネジ径、Ｙ・・・スタッドボルトナツト側ネジ径。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気タービンのノズルボックスにおいて、上半ノズ
   ルボックスと下半ノズルボックスとを同形同寸に構成し
   、これら上、下半のノズルボックスを水平面に関して対
   称に対向せしめ、ボルトによつて締結・固定したことを
   特徴とする蒸気タービンのノズルボックス。 ２、前記の上半ノズルボックス及び下半ノズルボックス
   は、それぞれ、（ａ）車室との固定用ボルト穴、（ｂ）
   上、下半ノズルボックス結合用ボルト穴、及び（ｃ）ノ
   ズルボックスのレベル調整用部材の取付用ボルト穴を設
   けたものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の蒸気タービンのノズルボックス。 ３、前記の上、下半ノズルボックスを締結固定するボル
   トは異径両ネジボルトであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項若しくは同第２項に記載の蒸気タービンの
   ノズルボックス。