KR100433975B1

KR100433975B1 - Steam turbine

Info

Publication number: KR100433975B1
Application number: KR1019970024388A
Authority: KR
Inventors: 에이지 사이또; 기요시 나무라; 마사까즈 다까스미; 가즈오 이께우찌; 마스미 가따요세
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 2004-09-08
Also published as: KR19990001165A

Abstract

본 발명의 목적은 에로젼에 의한 침식 현상이나 수분에 의한 플래팅 마모의 영향을 받는 일이 적은, 강도적으로 신뢰성이 높은 동익을 구비한 증기 터빈을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a steam turbine with a highly reliable rotor blade which is less affected by erosion by erosion or plating wear by water.

동익 및 정익이 터빈축의 원주 방향으로 구성되어 있으며, 증기를 구동원으로 하는 증기 터빈에 있어서, 상기 동익은 블레이드부와 상기 블레이드부의 선단에 형성되는 시라우드부를 구비한 비틀림 블레이드이며, 블레이드 배면측의 시라우드부와 인접하는 블레이드 전방측의 시라우드부의 접촉면을 포함하는 임의의 평면은 블레이드 배면측의 시라우드부의 블레이드 선단과 교차하지 않는 것을 특징으로 한다.A rotor blade and a stator blade are formed in the circumferential direction of a turbine shaft, and in the steam turbine which uses steam as a drive source, the said rotor blade is a torsion blade provided with the blade part and the shroud part formed in the front-end | tip of the said blade part, and it is the shira on the blade back side. Any plane including the contact surface of the shroud portion on the blade front side adjacent to the wood portion is characterized in that it does not intersect the blade tip of the shroud portion on the blade back side.

Description

증기 터빈Steam turbine

본 발명은 비틀림 블레이드의 증기 터빈 동익을 갖는 증기 터빈에 관한 것이며, 시라우드를 갖는 비틀림 블레이드의 증기 터빈 동익을 구비한 증기 터빈에 관한 것이다.The present invention relates to a steam turbine having a steam turbine rotor blade of a torsion blade, and a steam turbine having a steam turbine rotor blade of a torsion blade having a shroud.

일반적으로 동익의 단면 형상이 블레이드의 뿌리부로부터 블레이드 선단을 향해 비틀려 있는 비틀림 블레이드의 터빈 동익은 작동 유체의 흐름 및 그 난류 성분에 따라서 광범위한 주파수 범위에서 끊임 없이 여진되고 있다. 이들 여진력에 대한 블레이드 구조의 진동 응답은 각 진동 모드에 있어서의 고유 진동수나 감쇄의 크기가 관련된다. 그래서, 공진 응답이 큰 저차 진동 모드의 공진은 회피하는 한편, 공진 응답이 작은 고차 진동 모드에서는 공진해도 신뢰성이 있는 블레이드 구조를 설계하기 위해, 인접하는 블레이드를 시라우드 등으로 연결하는 수단이 무수히 채용되고 있다. 인접하는 블레이드를 연결하면 블레이드 구조의 강성의 증가와 진동 감쇄의 부가 효과를 기대할 수 있기 때문이다.In general, turbine blades of torsion blades whose cross-sectional shape of the blades are twisted from the roots of the blades toward the tip of the blades are constantly excited over a wide frequency range depending on the flow of the working fluid and its turbulent components. The vibration response of the blade structure to these excitation forces is related to the natural frequency and the magnitude of attenuation in each vibration mode. Therefore, in order to avoid the resonance of the lower vibration mode with a large resonance response and to design a reliable blade structure even if the resonance is higher in the higher vibration mode, numerous means for connecting adjacent blades to the shroud are employed. It is becoming. This is because when the adjacent blades are connected, an additional effect of increasing the rigidity of the blade structure and vibration attenuation can be expected.

예를 들면 일본 특허 공개 평3-26801호 공보나 일본 특허 공개 평4-5402호 공보에는 비틀림 블레이드인 동익 선단부에 시라우드로서 구비한 동익 카버의 형상이 외주 방향으로부터 보아 S자형이나 역 Z자형을 형성하고, 서로 인접하는 블레이드의 동익 카버가 서로 S자형이나 역 Z자형의 중앙에서 서로 접촉하는 것이 기재되어 있다. 이 구조는 인접하는 블레이드의 시라우드부는 접촉면에서 비틀림 복귀를 구속하고, 서로 블레이드의 블레이드 연결 작용을 높이고 있다(이와 같은 비틀림 블레이드의 블레이드부와 시라우드부가 일체로 형성된 구조를 갖는 동익을 이하에 인테그럴 시라우드 블레이드라 부른다).For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-26801 and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 4-5402 show the shape of a rotor carver provided as a shroud in a rotor blade tip that is a torsion blade. It is described that the blade carvers of blades which are adjacent to each other form contact with each other at the center of an S-shape or an inverted Z-shape. This structure constrains the return of the torsion at the contact surface of the adjacent blades, and enhances the blade connection action of the blades with each other (the rotor blade having the structure in which the blade portion and the shroud portion of such a torsion blade are integrally integrated is described below). It is called the shroud blade).

터빈 회전 중에는 인접하는 시라우드에 작용하는 비틀림 복귀를 구속하도록 접촉면에서는 서로 역방향으로 힘이 작용되기 때문에, 비틀림 복귀를 구속하는 힘에 의해 블레이드 배면측의 시라우드부에 절결형 오목부가 있으면 응력 집중부가 되고, 강도적으로 주의가 필요하다.During turbine rotation, forces are applied in opposite directions on the contact surfaces so as to restrain the torsional return acting on adjacent shrouds. And caution is needed.

또, 인테그럴 시라우드 블레이드를 증기 터빈에 이용하는 경우에는 증기 터빈의 특유의 문제로서, 증기 중의 액적에 의한 침식 현상, 즉 에로젼 현상이나 습증기에 노출된 분위기 중에서의 접촉면의 플래팅 마모를 일으키고, 가장 응력이 집중되는 부위가 취약하게 되는 일이 있다.In addition, when the integral shroud blade is used in a steam turbine, a problem unique to the steam turbine is erosion caused by droplets in steam, that is, erosion or plating wear on the contact surface in an atmosphere exposed to wet steam. The part where stress is concentrated most may become weak.

그러나, 이런 문제에 대해 상기 공지 예에서는 고려가 되어 있지 않다.However, this problem is not considered in the above known example.

수증기 분위기에서 운전되는 증기 터빈에 있어서, 이런 에로젼 현상이나 플래팅 마모를 완화하는 것은 중요하다.For steam turbines operating in a steam atmosphere, it is important to mitigate this erosion phenomenon and plating wear.

그래서, 본 발명의 제1 목적은 응력 집중을 완화하고, 에로젼에 의한 침식현상을 억제한 증기 터빈 동익을 구비한, 신뢰성 높은 증기 터빈을 제공하는 데 있다.It is therefore a first object of the present invention to provide a highly reliable steam turbine having a steam turbine rotor blade which reduces stress concentration and suppresses erosion caused by erosion.

또, 본 발명의 제2 목적은, 응력 집중을 완화하고, 에로젼에 의한 침식 현상을 억제하고, 또 수분에 의한 플래팅 마모의 영향을 완화한 증기 터빈 동익을 구비한 신뢰성이 높은 증기 터빈을 제공하는 데 있다.The second object of the present invention is to provide a highly reliable steam turbine having a steam turbine rotor blade which reduces stress concentration, suppresses erosion caused by erosion, and reduces the influence of plating wear caused by moisture. To provide.

본 발명인 증기 터빈에 이용되는 증기 터빈 동익은 인접하는 블레이드를 연결하는 시라우드의 접촉면의 블레이드 배면측 방향으로 연장한 평면은 시라우드의 고정단이 되는 블레이드 배면측에 부딛히지 않기 때문에, 블레이드 배면측에 응력의 집중하는 정도를 저감할 수 있고, 에로젼 침식 현상이 일어나기 쉬운 장소와 블레이드 배면측의 시라우드부의 응력의 집중하는 장소를 어긋나게 함으로써, 강도적으로 신뢰성 높은 인테그럴 시라우드 블레이드 구조로 된다는 착상을 기초로 하여 발명된 것이다.The steam turbine rotor blade used in the steam turbine of the present invention is a blade back side because the plane extending in the blade back side direction of the contact surface of the shroud connecting the adjacent blades does not hit the blade back side serving as the fixed end of the shroud. It is possible to reduce the degree of concentration of stress in the center and to shift the place where the erosion erosion is likely to occur and the place where the stress of the shroud portion on the blade back side is concentrated, resulting in a highly reliable integral shroud structure. It was invented on the basis of the idea.

또, 본 발명인 증기 터빈에 이용되는 증기 터빈 동익은 인접하는 블레이드를 연결하는 시라우드의 접촉면의 블레이드 배면측 방향으로 연장한 평면은 시라우드의 고정단이 되는 블레이드 배면측에 부딛히지 않기 때문에, 블레이드 배면측에 응력의 집중하는 정도를 저감할 수 있고, 에로젼 침식 현상이 일어나기 쉬운 장소와 블레이드 배면측의 시라우드부의 응력의 집중하는 장소를 어긋나게 함으로써, 강도적으로 신뢰성 높은 인테그럴 시라우드 블레이드 구조로 된다는 착상을 기초로 하여 발명되고, 또 블레이드 배면측의 시라우드부의 접촉면은 블레이드 전방 모서리 보다 상류측에 위치하면 물방울에 의한 수막류에 노출되는 정도가 저감될 수 있으므로, 인접하는 시라우드와의 접촉면의 플래팅 마모의 영향을 저감할 수 있다는 착상을 기초로 하여 발명된 것이다.Moreover, since the plane extended to the blade back side direction of the contact surface of the shroud which connects adjacent blades does not collide with the blade back side used as the fixed end of a shroud, the steam turbine rotor blade used for the steam turbine of this invention is a blade. Highly reliable integral shroud structure by reducing the concentration of stress on the back side and shifting the place where the erosion erosion is likely to occur and the concentration of the stress on the shroud of the blade back side The contact surface of the shroud portion on the blade back side is located on the upstream side of the blade front edge, so that the degree of exposure to the water film flow by water droplets can be reduced, and thus the contact surface with the adjacent shroud. Based on the idea of reducing the impact of It is invented.

도1은 본 발명의 일실시예의 증기 터빈 동익의 전체 구성도.1 is an overall configuration diagram of a steam turbine rotor blade of one embodiment of the present invention;

도2는 본 발명의 일실시예의 증기 터빈 동익의 시라우드 구성도.2 is a shroud configuration diagram of a steam turbine rotor blade of one embodiment of the present invention;

도3은 본 발명의 일실시예의 증기 터빈 동익의 조립도.Figure 3 is an assembly diagram of a steam turbine rotor blade of one embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 일실시예의 증기 터빈 동익의 시라우드 구성도.Figure 4 is a shroud configuration diagram of a steam turbine rotor blade of one embodiment of the present invention.

도5는 증기 터빈 동익의 수막류의 개략도.5 is a schematic view of the water film flow of the steam turbine rotor blade;

도6은 본 발명의 일실시예의 증기 터빈 동익의 시라우드 구성도.Figure 6 is a shroud configuration diagram of a steam turbine rotor blade of one embodiment of the present invention.

도7은 본 발명의 일실시예의 증기 터빈 동익의 시라우드 구성도.7 is a shroud configuration diagram of a steam turbine rotor blade of one embodiment of the present invention;

도8은 본 발명의 일실시예의 증기 터빈 구성도.8 is a schematic diagram of a steam turbine in one embodiment of the present invention;

도9는 터빈 단락의 에로젼 발생의 설명도.9 is an explanatory diagram of erosion generation in a turbine short circuit;

도10은 블레이드 선단부의 증기 상류 및 하류에 관한 설명도.10 is an explanatory diagram of steam upstream and downstream of a blade tip portion;

도11은 본 발명의 일실시예의 병합 사이클 플랜트의 구성도.11 is a block diagram of a merge cycle plant of an embodiment of the present invention.

도12는 동익의 시라우드에 관한 설명도.12 is an explanatory diagram of a shroud of a rotor blade;

<도면의주요부분에대한부호의설명>Explanation of symbols on the main parts of the drawing

1 : 후속익의 시라우드1: follow-up shroud

1a, 2a : 블레이드 배면측 시라우드부1a, 2a: blade rear side shroud

2 : 선행 블레이드의 시라우드2: shroud of leading blade

1b, 2b : 블레이드 전방측의 시라우드부1b, 2b: shroud on the front side of the blade

3 : 블레이드부3: blade part

3e : 후속익의 블레이드 캠버선3e: Blade camber ship of the subsequent wing

3x : 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면3x: Blade cross section of blade tip of subsequent blade

3y : 선행익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면3y: Blade cross section of blade tip of leading wing

상기 본 발명의 제1 목적을 해결하기 위해, 제1 발명에서는, 동익은 블레이드부의 단면 형상이 뿌리부로부터 선단을 향해 비틀리게 형성되어 있으며, 상기 블레이드부의 선단에 일체로 형성되는 시라우드를 구비한 비틀림 블레이드이며, 한 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부와 인접하는 다른 쪽 동익의 블레이드 전방측의 시라우드부와의 접촉면을 포함하는 평면이, 상기 한 쪽 동익의 블레이드 선단부의 블레이드 캠버선을 블레이드 전방 모서리 방향으로 연장한 선과 교차되고, 또 상기 평면과 상기 한 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부의 증기 상류측의 단부면이 이루는 각도가 둔각이 되도록 상기 접촉면이 배치되게 구성한 것이다.In order to solve the first object of the present invention, in the first invention, the blade has a cross-sectional shape of the blade portion twisted from the root portion toward the tip, and has a shroud integrally formed at the tip of the blade portion. A torsion blade, the plane including a contact surface with a shroud on the blade back side of one blade and a shroud on the blade front side of the other blade adjacent to the blade camber wire of the blade tip of the blade The contact surface intersects the line extending in the blade front edge direction, and the contact surface is arranged such that the angle formed between the plane and the end face of the steam upstream side of the shroud portion on the blade back side of the blade is formed at an obtuse angle.

본 발명의 제2 목적을 해결하기 위해, 제2 발명에서는, 동익은 블레이드부의 단면 형상이 뿌리부로부터 선단을 향해 비틀리게 형성되어 있으며, 상기 블레이드부의 선단에 일체로 형성되는 시라우드를 구비한 비틀림 블레이드이며, 한 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부와 인접하는 다른 쪽 동익의 블레이드 전방측의 시라우드부 사이에 형성되는 상호 접촉면이, 상기 한 쪽 동익의 블레이드 선단부의 블레이드 전방 모서리 보다 상류측의 영역에 위치하도록 배치되게 구성한 것이다.In order to solve the second object of the present invention, in the second invention, the blade has a cross-sectional shape of the blade portion is twisted from the root portion toward the tip, the twist having a shroud integrally formed on the tip of the blade portion The mutual contact surface which is a blade and is formed between the shroud part of the blade back side of one rotor blade, and the shroud part of the blade front side of the other rotor blade adjacent to it is an upstream side of the blade front edge of the blade tip part of said one rotor blade. It is configured to be located in the area of.

본 발명의 제2 목적을 해결하기 위해, 제3 발명에서는, 동익은 블레이드부의단면 형상이 뿌리부로부터 선단을 향해 비틀리게 형성되어 있으며, 상기 블레이드부의 선단에 일체로 형성되는 시라우드부를 구비한 비틀림 블레이드이며, 상기 동익의 외주측으로부터 보아 한 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부와 인접하는 다른쪽 동익의 블레이드 전방측의 시라우드부가 서로 접촉하는 접촉면이, 상기 한 쪽 동익의 블레이드 선단부의 블레이드 전방 모서리와 상기 다른 쪽 동익의 전방면 사이를 잇는 최단 직선 보다 동익의 회전 방향 측으로 위치하도록 배치되게 구성한 것이다.In order to solve the second object of the present invention, in the third invention, the blade has a torsional cross-sectional shape of the blade portion is twisted from the root portion toward the tip, and the torsion has a shroud portion integrally formed at the tip of the blade portion. A blade, wherein a contact surface in which the shroud portion on the blade front side of the other rotor blade adjacent to the shroud portion on the blade back side of one rotor blade is in contact with each other is a blade of the blade tip portion of the one rotor blade. It is configured to be located in the direction of rotation of the rotor than the shortest straight line between the front edge and the front surface of the other rotor.

이하, 본 발명의 일실시예를 도1, 도2 및 도3을 이용하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2 and 3.

도1은 본 발명을 취입한 증기 터빈 동익의 전체도, 도2는 본 발명을 취입한 증기 터빈의 동익의 외주측으로부터 본 구성도이다. 또, 도3은 본 발명을 취입한 증기 터빈 동익의 조립 방법의 일예를 도시한 도면이다. 도1 및 도2에 있어서, 1은 후속익의 시라우드, 2는 선행익의 시라우드이며, 1a, 2a는 블레이드 배면측의 시라우드부, 1b, 2b는 블레이드 전방측 시라우드부, 3x는 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면, 3y는 선행익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면, 4는 터빈 로터 디스크부이다. 5는 상기 후속익의 블레이드 배면측 시라우드부(1a)와 선행익의 블레이드 배면측의 시라우드부(2a)가 서로 접속하는 접촉면, 8은 시라우드의 블레이드 선단의 블레이드 단면의 블레이드 전방 모서리 근방부, 10은 상기 접촉면(5)을 포함하는 평면, 51은 각 시라우드(1, 2)의 상류측의 단부면을 각각 가리킨다. 또, 도3에 있어서 3은 블레이드부, 1, 2는 시라우드, 63은 블레이드 뿌리부, 4는 터빈 로터 디스크부, 65는 핀을 각각 가리킨다.1 is an overall view of a steam turbine rotor blade incorporating the present invention, and FIG. 2 is a configuration view seen from the outer circumferential side of the rotor blade of the steam turbine incorporating the present invention. 3 is a diagram showing an example of an assembling method of a steam turbine rotor blade incorporating the present invention. 1 and 2, 1 is a shroud of a subsequent blade, 2 is a shroud of a preceding blade, 1a, 2a is a shroud portion on the blade back side, 1b, 2b is a blade front side shroud portion, and 3x is The blade cross section of the blade tip of the following blade, 3y is the blade cross section of the blade tip of the blade, and 4 is the turbine rotor disk. 5 is a contact surface where the blade rear side shroud portion 1a of the subsequent blade and the shroud portion 2a on the blade rear side of the preceding blade are connected to each other, and 8 is near the blade front edge of the blade cross section of the blade tip of the shroud. 10 denotes a plane including the contact surface 5, 51 denotes an end surface on the upstream side of each shroud 1 and 2, respectively. 3, 3 denotes a blade portion, 1 and 2 shrouds, 63 denotes a blade root portion, 4 denotes a turbine rotor disk portion, and 65 denotes a fin.

도2에 있어서, 시라우드(1, 2)의 상호 접촉면(5)은 어느 블레이드의 블레이드 배면측의 시라우드부(1a 또는 2a)와 그 블레이드에 인접하는 블레이드의 블레이드 전방측 시라우드부(2b 혹은 1b) 사이에 의해 구성되고, 상기 접촉면(5)을 포함하는 평면(10)은 도면중 블레이드부(3)의 블레이드 선단부의 블레이드 단면 부분과는 교차하지 않는 위치에 배치되는 것으로 한다.In Fig. 2, the mutual contact surfaces 5 of the shrouds 1 and 2 are the shrouds 1a or 2a on the blade back side of a blade and the blade front side shroud 2b of the blade adjacent to the blade. Or 1b), the plane 10 containing the said contact surface 5 shall be arrange | positioned in the position which does not intersect with the blade cross-sectional part of the blade tip part of the blade part 3 in the figure.

여기서, 상기 시라우드부에 관하여 구체적으로 도12에 의해 설명한다.Here, the shroud portion will be described in detail with reference to FIG.

도12에 시라우드에 관한 설명의 개요도를 도시한다.12 is a schematic diagram of a description of the shroud.

3은 블레이드부, 1, 2는 시라우드를 가리키고 있다. 이는, 예를 들면 동익의 진행 방향으로부터 본 것이다.3 indicates a blade portion, 1 and 2 indicate shrouds. This is seen from the moving direction of the rotor blade, for example.

블레이드부(3)를 시라우드측(1, 2)으로 연장하여 시라우드 외면에 투영되는 부분을 블레이드 선단부(3b)라 칭하고, 도12에 도시한 바와 같이 라운딩부(3c)를 갖는 경우에는 라운딩부(3c)를 넣지 않고 블레이드부(3)를 시라우드측(1, 2)에 투영한 부분을 블레이드 선단부(3b)로 한다. 블레이드 선단부(3b)에 있어서의 블레이드 단면을 도2 등에서 3x, 3y로 표시한다. 이 시라우드(1, 2)의 전방 모서리, 후방 모서리, 블레이드 캠버선은 블레이드 선단부(3b)에서의 3x, 3y에 도시한 블레이드 형상에 있어서의 전방 모서리, 후방 모서리, 블레이드 캠버선에 해당하는 것이다.A portion of the blade portion 3 extending to the shroud sides 1 and 2 and projected onto the outer surface of the shroud is called the blade tip portion 3b, and has a rounding portion 3c as shown in FIG. The part which projected the blade part 3 to the shroud side 1 and 2 without inserting the part 3c is made into the blade tip part 3b. The blade cross section in the blade tip part 3b is shown as 3x and 3y in FIG. The front edges, rear edges, and blade camber wires of the shrouds 1 and 2 correspond to the front edges, rear edges, and blade camber wires in the blade shapes shown at 3x and 3y at the blade tip portion 3b. .

또, 도1 및 도2에 있어서 터빈 동익의 블레이드부(3)의 선단부(3b)에 설치된 시라우드(1, 2) 중 블레이드 단면(3x, 3y)을 관통하는 블레이드 캠버선(3e)을 각각 블레이드 전방 모서리측 및 후방 모서리측으로 연장한 때, 각 시라우드(1, 2)에 있어서의 상기 블레이드 캠버선 보다 블레이드 배면측 영역에 있는 시라우드가 블레이드 배면측의 시라우드부(1a, 2a), 상기 캠버선 보다 블레이드 전방측이 블레이드 전방측 시라우드부(1b, 2b)가 된다.1 and 2, blade camber wires 3e which penetrate the blade end surfaces 3x and 3y of the shrouds 1 and 2 provided at the tip 3b of the blade section 3 of the turbine rotor blade, respectively. When extending to the blade front edge side and the rear edge side, the shrouds in the blade back side region than the blade camber wires in the shrouds 1 and 2 are shroud portions 1a and 2a on the blade back side, The blade front side of the camber wire becomes the blade front side shroud portions 1b and 2b.

이 터빈 동익은 터빈 로우터의 디스크 외주부(4)에 설치된 홈에 꽃혀 핀(65)에 의해 고정되고, 또 동익 선단부(3b)에 설치된 시라우드(1, 2)에 의해 인접하는 블레이드와 주위 방향으로 접촉한다. 이 터빈 동익은 블레이드 뿌리부(3a)로부터 블레이드 선단(3b)을 향해 블레이드 단면 형상이 비틀려서 형성된 비틀림 블레이드이므로, 터빈 회전 중에 블레이드에 작용하는 원심력에 의해, 도면중 부호 9로 도시한 방향으로 비틀림 복귀(언트위스트)가 생긴다.This turbine rotor blade is fixed in the groove provided in the disc outer peripheral part 4 of a turbine rotor by the pin 65, and is adjacent to the blade which adjoins by the shrouds 1 and 2 provided in the rotor tip part 3b. Contact. This turbine rotor blade is a torsion blade formed by twisting the blade cross-sectional shape from the blade root portion 3a toward the blade tip 3b. Therefore, the turbine rotor blade is twisted in the direction indicated by reference numeral 9 in the drawing due to the centrifugal force acting on the blade during turbine rotation. A return (untwisted) occurs.

다음에, 도1의 화살표(66)의 방향, 즉 증기 터빈의 외주측으로부터 본 구성도인 도2를 이용하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the direction of the arrow 66 in FIG. 1, that is, the configuration diagram seen from the outer circumferential side of the steam turbine.

도2에 본 발명의 증기 터빈의 동익의 시라우드 구성도에 있어서 비틀림 블레이드인 증기 터빈 동익은 비틀림 복귀의 언트위스트에 저항하도록 형성된 각 시라우드의 접촉면(5)은 후속익의 블레이드 배면측의 시라우드부(1a)와 그 블레이드에 인접하는 선행익의 블레이드 전방측 시라우드부(2b) 사이에 있어서 구성되어 있다. 이 접촉면(5)의 기울기는 터빈 로터의 축방향에 대해 반시계 방향으로 조금이나마 각도를 갖는 구조로 되며, 예각이 형성된다. 또, 도2에서는 시점이 접촉면(5)을 포함하는 평면(10)과 평행으로 되는 경우가 있으므로, 상기 평면(10)은 편의상 파선으로 표시하고 있다.In Fig. 2, in the shroud configuration of the rotor blade of the steam turbine of the present invention, the contact surface 5 of each shroud formed so as to resist the untwist of the torsional return of the turbine turbine rotor, which is the torsion blade, is the syrah on the blade back side of the subsequent blade. It is comprised between the wood part 1a and the blade front side shroud part 2b of the front blade adjacent to the blade. The inclination of this contact surface 5 becomes a structure which has an angle slightly counterclockwise with respect to the axial direction of a turbine rotor, and an acute angle is formed. In addition, in FIG. 2, since the viewpoint may become parallel with the plane 10 containing the contact surface 5, the said plane 10 is shown with the broken line for convenience.

후속익의 블레이드 배면측의 시라우드부(1a)와 인접하는 선행익의 블레이드 전방측의 시라우드부(2b)와의 접촉면(5)의 배치 위치는 이 접촉면(5)을 포함하는평면(10)이 상기 후속익의 블레이드 선단부에 있어서의 블레이드 단면의 블레이드 캠버선(3e)을 블레이드 전방 모서리 방향으로 연장한 선분과 교차되고, 또 상기 접촉면을 포함하는 평면(5)과 상기 후속익의 블레이드 배면측의 시라우드부(1a)의 증기 상류측의 단부면(51)이 이루는 각도가 둔각이 되도록 상기 접촉면(5)이 배치되어 있다.The arrangement position of the contact surface 5 between the shroud portion 1a on the blade back side of the subsequent blade and the shroud portion 2b on the blade front side of the preceding blade adjacent to the blade 10 is the plane 10 including the contact surface 5. On the blade front end of the blade, the blade camber wire 3e of the blade cross section intersects with the line segment extending in the blade front edge direction, and the plane 5 including the contact surface and the blade back side of the blade. The contact surface 5 is disposed so that the angle formed by the end surface 51 of the upstream side of the shroud portion 1a on the side becomes an obtuse angle.

이 둔각의 범위는 90도 보다 크고 160도 이하가 실용적이다.The range of this obtuse angle is larger than 90 degrees and 160 degrees or less is practical.

여기서, 블레이드 전방 모서리 보다 증기 상류측, 혹은 블레이드 전방 모서리 보다 증기 하류측(이하 경우에 따라서는 단순히 상류측, 하류측이라 함)이라는 표현에 관하여 도10을 이용하여 이들 용어를 설명한다.Here, these terms will be described with reference to FIG. 10 for the expression of steam upstream than the blade front edge, or steam downstream than the blade front edge (hereinafter, simply referred to as upstream and downstream).

도10에 있어서, 화살표(44)는 동익의 회전 방향을 가리키며, 하나의 블레이드 사이 유로를 형성하는 두 개의 동익 중 회전 방향의 전방측에 위치하는 동익을 선행익이라 하고, 그 블레이드 선단부의 블레이드 단면을 3y, 회전 방향의 후방측에 위치하는 동익을 후속익이라 하고 그 블레이드 선단부의 블레이드 단면을 3x라 표시하고 있다. 3e는 후속익의 블레이드 캠버선, 42는 후속익의 블레이드 전방 모서리이며, 47은 후속익의 블레이드 후방 모서리를 가리킨다. 수직선(43)은 블레이드 캠 버선(3e)에 대해 블레이드 전방 모서리(42)의 위치에 있어서의 수직선을 가리킨다. 이 도면 중, 선행익과 후속익에 의해 형성되는 블레이드 사이 중, 수직선(43)의 좌상부의 소위 동익의 회전 방향측이며, 즉 후속익이 없는 쪽을 블레이드 전방 모서리 보다 증기 상류측이라 하고, 수직선(43)의 우하부, 즉 후속익이 있는 쪽을 블레이드 전방 모서리 보다 증기 하류측이라 한다.In Fig. 10, the arrow 44 indicates the direction of rotation of the rotor, and among the two rotor blades forming the flow path between one blade, the rotor located at the front side of the rotational direction is called a preceding blade, and the blade cross section of the blade tip portion thereof. 3y, a rotor blade located on the rear side in the rotational direction is referred to as a subsequent blade, and the blade cross section of the blade front end portion is indicated as 3x. 3e denotes a blade camber line of the subsequent blade, 42 denotes a blade front edge of the subsequent blade, and 47 denotes a blade rear edge of the subsequent blade. The vertical line 43 indicates the vertical line at the position of the blade front edge 42 with respect to the blade cam burr 3e. In this figure, among the blades formed by the preceding blade and the subsequent blade, the so-called rotor direction of the upper left portion of the vertical line 43 is the rotational direction side, that is, the side without the subsequent blade is called the steam upstream side of the blade front edge, and the vertical line ( The lower right of 43), ie the side with the subsequent blades, is called the steam downstream rather than the front edge of the blade.

이 구체적인 구조를 명확화한 일예를 도7에 도시한다.An example of clarifying this specific structure is shown in FIG.

후속익의 블레이드 배면측의 시라우드부(1a)와 인접하는 선행익의 블레이드 전방측의 시라우드부(2b)의 사이에 형성된 접촉면(5)을 포함하는 평면(10)은 후속익의 블레이드 선단부에 있어서의 블레이드 단면(3x)과는 교차하지 않는 위치이며, 이 평면(10)은 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면의 블레이드 캠버선(3e)을 블레이드 전방 모서리(42)로부터 블레이드 전방 모서리 방향으로 연장된 선분(46)과 교차하도록 배치되어 있다.The plane 10 including the contact surface 5 formed between the shroud portion 1a on the blade back side of the subsequent blade and the shroud portion 2b on the blade front side of the adjacent front blade has a blade tip portion of the subsequent blade. The plane 10 is a position not intersecting with the blade end face 3x in the plane, and this plane 10 moves the blade camber wire 3e of the blade end face of the blade front end of the subsequent blade in the direction of the blade front edge from the blade front edge 42. It is arranged to intersect the extended line segment 46.

상기 구조의 증기 터빈 동익에 있어서, 상기 동익의 외주 방향으로부터 보아 상기 접촉면(5)을 포함하는 상기 후속익의 블레이드 배면측 시라우드부(1a) 중 인접하는 선행익의 블레이드 배면측의 시라우드부(2b)와 대향하는 면은 동익의 회전 방향(44)에 대해 대략 볼록 형상부를 형성하고, 마찬가지로 상기 접촉면(5)을 포함하는 상기 선행 블레이드의 블레이드 전방측의 시라우드부(2b) 중 인접하는 후속익의 블레이드 배면측 시라우드부(1a)와 대향하는 면은 동익의 회전 방향에 대해 대략 오목 형상부를 형성하고, 상기 동익의 서로 대항하는 각 시라우드부의 영역에는 상기 접촉면(5)으로부터 블레이드 후방 모서리(47) 측의 영역에서 인접하는 동익의 각 시라우드부와의 사이에 간극을 형성하도록 구성되어 있다.In the steam turbine rotor blade of the above structure, the shroud portion on the blade rear side of the adjacent front blade among the blade rear side shroud portions 1a of the subsequent blade including the contact surface 5 as seen from the outer circumferential direction of the rotor blade. The surface opposite to 2b forms a substantially convex shape with respect to the rotational direction 44 of the rotor blade, and likewise adjacent among the shrouds 2b on the blade front side of the preceding blade including the contact surface 5. The surface opposite to the blade rear side shroud portion 1a of the subsequent blade forms a substantially concave shape with respect to the rotational direction of the rotor blade, and the blade rearwards from the contact surface 5 in the region of each shroud portion of the rotor blade facing each other. It is comprised so that a clearance gap may be formed between each shroud part of the adjacent rotor blade in the area | region on the edge 47 side.

이 도면에서는 시라우드의 형상으로서 단순한 요철을 갖는 시라우드를 도시하고 있지만, 접촉면(5)을 포함하는 임의의 면(10)이 블레이드 캠버선(3e)의 전방 모서리측으로 연장한 선분(46)과 교차한다는 조건을 만족하고 있으면, 비록 복수의 요철을 갖는 시라우드 형상인 경우라도 좋다.In this figure, a shroud having simple irregularities as the shape of the shroud is shown. However, any surface 10 including the contact surface 5 extends toward the front edge side of the blade camber wire 3e and If the condition of crossing is satisfied, it may be a case of a shroud shape having a plurality of irregularities.

또, 블레이드 배면측의 시라우드부(1a, 2a) 중 인접하는 동익의 블레이드 전방측의 시라우드부(1b, 2b)와 대향하는 면 중 접촉면(5)을 포함하는 임의의 평면(10)으로부터 회전 방향(44)과 반대측의 영역에서는 서로 간극을 갖게 형성해 둔다.Moreover, from the arbitrary plane 10 containing the contact surface 5 among the surfaces which oppose the shroud parts 1b and 2b of the blade front side of the adjacent blade | wing among the shroud parts 1a and 2a of the blade back side. In the area | region on the opposite side to the rotation direction 44, it forms so that there may exist a mutual gap.

또, 도2에서는 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면(3x)의 블레이드 전방 모서리 근방(8)(특히 후방측 시라우드부 중 블레이드 전방 모서리(42)의 근방 보다 배면측)에는 증기 터빈의 외주측으로부터 보아 일종의 절결과 같은 오목한 곡면을 구성하지 않는 구조로 한다.In Fig. 2, the outer circumferential side of the steam turbine is located near the blade front edge 8 of the blade end face 3x of the blade tip portion of the subsequent blade (in particular, the rear side of the rear shroud portion than the vicinity of the blade front edge 42). From this point of view, the structure does not form a concave curved surface such as a kind of cutout.

또, 구체적인 구성의 일예로서는, 이하의 형태를 취할 수도 있다.Moreover, the following form can also be taken as an example of a specific structure.

상기 시라우드(1, 2)는 동익 외주 방향으로부터 보아(화살표 (66) 방향으로 보아), 후속익의 블레이드 배면측 시라우드부(1a) 중 인접하는 선행 블레이드의 블레이드 전방측 시라우드부(2b)와 대향하는 면은 동익의 회전 방향(44)에 대해 볼록 형상부를 형성하고, 그 볼록 형상부의 꼭대기부(41)는 블레이드 선단부의 블레이드 단면의 블레이드 캠버선(3e)과 전방 모서리(42)에서 직교하는 수직선(43)으로부터 동익의 회전 방향(44)측 영역에 있으며, 인접하는 동익의 블레이드 전방측 시라우드부(2b)와 접촉하는 영역이 상기 전방 모서리(42)로부터 동익의 회전 방향(44)측에 있다.The shrouds 1 and 2 are viewed from the outer circumferential direction of the blade (in the direction of the arrow 66), and the blade front side shroud portion 2b of the adjacent preceding blade among the blade rear side shroud portions 1a of the subsequent blade. ) Faces the rotor blades in a convex shape with respect to the rotational direction 44 of the rotor blade, and the top portion 41 of the convex portion is at the blade camber line 3e and the front edge 42 of the blade cross section of the blade tip. An area in the direction of rotational direction 44 of the rotor blade from an orthogonal vertical line 43, and an area in contact with the blade front side shroud portion 2b of an adjacent rotor blade is a direction of rotation 44 of the rotor blade from the front edge 42. ) Is on the side.

상기 꼭대기부(41)는 볼록형 부분의 동익의 회전 방향(44)에 대한 극대부이다. 볼록형 부분의 꼭대기부(41)로부터 상기 접촉면(5)을 포함하는 블레이드 전방 모서리(42) 부근 까지의 영역은 상기 블레이드 전방 모서리(42)로부터 회전 방향측으로 형성된다. 볼록형 부분의 꼭대기부(41)로부터, 블레이드 후방 모서리(47)측에서는 인접하는 동익의 블레이드 전방 시라우드부(2b) 사이에 간극을 갖는다.The top part 41 is the maximum part with respect to the rotational direction 44 of the rotor blade of the convex part. An area from the top 41 of the convex portion to the vicinity of the blade front edge 42 including the contact surface 5 is formed from the blade front edge 42 in the direction of rotation. From the top part 41 of the convex part, on the blade rear edge 47 side, there is a clearance between the blade front shrouds 2b of adjacent rotor blades.

도2에 있어서 증기 터빈 동익이 회전하면 블레이드에 작용하는 원심력에 의해 비틀림 복귀가 도면 부호 9로 표시한 방향으로 일어나고, 인접하는 동익의 각각의 블레이드부(3) 선단부에 붙어 있는 시라우드(1, 2)의 후속익의 블레이드 배면측 시라우드부(1a)와 선행익의 블레이드 전방측 시라우드부(2b)는 서로 블레이드 비틀림 복귀를 구속하도록 접촉면(5)에서 연결한다. 이 때 접촉면에 작용하는 힘은 면에 직각 방향으로 작용하는 힘 뿐 아니라, 터빈 로우터의 반경 방향 중 외주측을 향하는 원심력 등에 의해 접촉면에 따른 전단력이 작용한다. 또, 블레이드 진동 등에 의해, 상기 후속익의 블레이드 배면측 시라우드부(1a)와 선행익의 블레이드 전방측 시라우드부(2b)의 접촉면(5)이 마주 스치는 등의 현상으로부터도, 접촉면(5)에 따른 전단력이 작용한다. 이들 전단력의 영향으로, 블레이드 배면측 시라우드부의 힘의 흐름의 종단은, 접촉면(5)으로부터 상기 블레이드 배면측 시라우드부(1a)를 고정하고 있는 블레이드의 블레이드 선단 근방부(8)를 향해 가게 된다. 그 때문에, 상기 블레이드 배면측 시라우드부(1a)에서 가장 응력이 집중하는 부위는 도2의 블레이드 선단 근방부(8)가 된다.In FIG. 2, when the steam turbine rotor blade rotates, the torsional return occurs in the direction indicated by reference numeral 9 by the centrifugal force acting on the blade, and the shroud 1, which is attached to the tip of each blade portion 3 of the adjacent rotor blade 1, The blade rear side shroud 1a of the subsequent blade of 2) and the blade front side shroud 2b of the preceding blade connect to each other at the contact surface 5 to restrain the blade twist return. At this time, the force acting on the contact surface is not only a force acting in a direction perpendicular to the surface, but also a shearing force along the contact surface by a centrifugal force toward the outer circumferential side in the radial direction of the turbine rotor. In addition, the contact surface 5 may be caused by blade vibration or the like such that the contact surface 5 of the blade rear side shroud portion 1a of the subsequent blade and the front surface shroud portion 2b of the preceding blade face each other. Shear force according to). Under the influence of these shearing forces, the end of the flow of force of the blade back side shroud portion is moved from the contact surface 5 toward the blade tip vicinity part 8 of the blade which fixes the blade back side shroud portion 1a. do. Therefore, the site where the stress is most concentrated in the blade rear side shroud portion 1a becomes the blade tip vicinity portion 8 of FIG.

본 발명의 실시예의 증기 터빈 동익은 후속익의 블레이드 배면측의 시라우드부(1a)와 인접하는 선행 블레이드의 블레이드 전방측의 시라우드(2b)의 접촉면(5)을 포함하는 평면이 상기 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면의 블레이드 캠버선(3e)을 블레이드 전방 모서리(42) 방향으로 연장한 선분과 교차하고, 또 상기 평면과 상기 후속익의 블레이드 배면측의 시라우드부(1a)의 증기 상류측 단부면(51)이 이루는 각도가 둔각이 되도록 상기 접촉면(5)이 배치되어 있다.The steam turbine rotor blade of the embodiment of the present invention has a plane including the contact surface 5 of the shroud 2b on the blade front side of the preceding blade adjacent to the shroud portion 1a on the blade back side of the subsequent blade. Intersects the blade camber wire 3e of the blade cross section of the blade tip of the blade with the line segment extending in the direction of the blade front edge 42, and further, the steam upstream of the shroud portion 1a on the blade back side of the plane and the subsequent blade. The contact surface 5 is arranged so that the angle formed by the side end surface 51 is an obtuse angle.

따라서, 블레이드 선단 근방부(8)의 형상은, 도면에서는 볼록형 곡면이므로, 응력이 집중하는 정도가 형상적으로 저감될 수 있다. 또, 이 장소는 도5에 도시한 에로젼 현상이 발생하기 쉬운 블레이드 배면측부(19) 부근으로부터 떨어진 위치에 있다. 그 때문에, 블레이드 배면측 시라우드부(1a)에 있어서 가장 응력이 큰 부위에 에로젼 현상이 작용한 경우의 상승 효과를 현저하게 완화할 수 있다.Therefore, since the shape of the blade tip vicinity part 8 is a convex curved surface in the figure, the degree to which stress concentrates can be reduced in shape. This place is located at a position away from the blade back side portion 19 where the erosion phenomenon shown in FIG. 5 is likely to occur. Therefore, the synergistic effect when the erosion phenomenon acts on the site | part with the largest stress in the blade back side shroud part 1a can be remarkably alleviated.

이상, 각각 설명한 시라우드(1, 2)에서는 접촉면(5) 보다 후방 모서리(47)측에서는 후속익의 블레이드 배면측의 시라우드부(1a)와 선행 블레이드의 블레이드 배면측의 시라우드부(2b)의 사이에 간극을 갖는다. 블레이드 배면측의 시라우드부(1a) 중 인접하는 선행익의 블레이드 전방측 시라우드부(2b)에 대향하는 면이 단순한 볼록 형상이 아니라, 예를 들면 복수의 볼록형이라도, 상기 접촉면(5) 보다 후방 모서리(47)측은 후속익의 블레이드 배면측 시라우드부(1a)와 선행익의 블레이드 전방측 시라우드부(2b)의 사이에 간극을 갖는다.In the above-described shrouds 1 and 2, the shroud part 1a on the blade back side of the subsequent blade and the shroud part 2b on the blade back side of the preceding blade on the rear edge 47 side than the contact surface 5, respectively. There is a gap between. The surface facing the blade front side shroud portion 2b of the adjacent preceding blade among the shroud portions 1a on the blade back side is not a simple convex shape, but is a plurality of convex shapes, for example, than the contact surface 5. The rear edge 47 side has a gap between the blade back side shroud portion 1a of the subsequent blade and the blade front side shroud portion 2b of the preceding blade.

이상과 같이, 예를 들면 외주측으로부터 보아(화살표 66 방향으로 보아), 블레이드부(3)가 선단부(3b) 부근에서 선행익(다른 쪽 블레이드)과 후속익(한 쪽 블레이드)가 도9와 같이 오버랩하고 있는 구성을 취하는 동익에 있어서도, 인접하는 선행익의 블레이드 전방측 시라우드부(2b)와의 접촉면(5)을 광범위하게 확보할 수 있으므로, 원심력에 수반하는 블레이드의 비틀림 복귀에 의해 상기 접촉 영역에 응력이 생겨도 안정된 접촉 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 강도적으로 문제가 없는안정된 증기 터빈을 제공할 수 있다.As described above, for example, as seen from the outer circumferential side (as seen in the arrow 66 direction), the blade 3 has a leading blade (the other blade) and a subsequent blade (one blade) in the vicinity of the tip 3b. Even in the rotor blade having the overlapping configuration, the contact surface 5 with the blade front side shroud portion 2b of the adjacent preceding blade can be secured extensively, so that the contact is caused by the twist return of the blade with centrifugal force. A stable contact state can be maintained even if a stress is generated in the region. Therefore, it is possible to provide a stable steam turbine which is trouble free in strength.

또, 본 발명을 취입한 증기 터빈 동익의 조립 방법의 일예를 도3을 이용하여 설명한다. 도3에 있어서 블레이드부(3)를 터빈 로터 디스크부(4)에 부착하려면 터빈 로터 디스크부(4)의 외주로부터 블레이드부(3)를 도면과 같이 삽입한 후, 핀(65)에 의해 고정한다. 이 조립 방법에 있어서, 블레이드부(3)나 시라우드(1, 2)를 미리 비틀어 디스크부에 삽입할 필요는 없다. 앞에서도 서술한 바와 같이, 본 발명을 취입한 증기 터빈 동익은 터빈이 회전하면 블레이드에 작용하는 원심력에 의해 비틀림 복귀를 일으키고, 그 힘에 의해 인접하는 동익의 시라우드부와, 예를 들면 도2 등의 접촉면(5)에서 접촉하기 때문이다. 또, 도3의 예에서는 블레이드 뿌리부(63)의 형상이 포크형인 것을 일예로서 들었지만, 안장형이나 크리스마스 트리형 등의 기타 블레이드 뿌리부 형상이어도 관계 없다.In addition, an example of a method for assembling a steam turbine rotor blade incorporating the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, to attach the blade portion 3 to the turbine rotor disk portion 4, the blade portion 3 is inserted from the outer circumference of the turbine rotor disk portion 4 as shown in the drawing, and then fixed by the pin 65. do. In this assembling method, it is not necessary to twist the blade part 3 and the shrouds 1 and 2 beforehand and insert them into the disc part. As described above, the steam turbine rotor incorporating the present invention causes torsional return by centrifugal force acting on the blade when the turbine rotates, and by the force the shroud portion of the adjacent rotor blade, for example, FIG. This is because the contact surface 5 is in contact with the back. In addition, in the example of FIG. 3, although the shape of the blade root part 63 is the fork type as an example, other blade root shapes, such as a saddle shape and a Christmas tree shape, are not cared about.

다음에, 본 발명의 다른 실시예를 도4, 도5 및 도6을 이용하여 상세히 설명한다. 도4는 본 발명을 취입한 중기 터빈 동익의 외주측으로부터 본 구성도이다. 또, 도5는 증기 터빈 동익의 수막류의 거동의 개략도이다.Next, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4, 5 and 6. 4 is a configuration view seen from the outer circumferential side of the heavy-duty turbine rotor blade incorporating the present invention. 5 is a schematic diagram of the behavior of the water film flow of the steam turbine rotor blade.

도4에 있어서 도2에 도시한 증기 터빈 동익과 동일 구성의 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 도4의 접촉면(5)은 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 캠버선(3e)에 대해 블레이드 전방 모서리(42)의 위치에 있어서의 수직선(43)의 좌상측 영역에 위치한다. 이 영역은 먼저 도10을 이용하여 정의한 블레이드 전방 모서리 보다 증기 상류측에 상당한다. 또, 선행익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면(3y)은 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면(3x)의 블레이드 전방모서리(42) 보다 상류측에 위치한다. 또, 후속익의 블레이드 캠버선(3e)을 블레이드 전방 모서리(42) 방향으로 연장한 선(46)과, 접촉면(5)을 포함하는 평면(10)으로 이루어지는 블레이드 배면측의 각도(45)는 둔각이다. 블레이드 선단부의 블레이드 단면(3x)의 터빈 로우터에 대한 기울기에도 영향을 받지만, 90도 보다 크고 160도 이하가 실용적이다.In FIG. 4, description is abbreviate | omitted about the part of the structure similar to the steam turbine rotor blade shown in FIG. The contact surface 5 in Fig. 4 is located in the upper left region of the vertical line 43 at the position of the blade front edge 42 with respect to the blade camber line 3e of the blade tip of the subsequent blade. This area corresponds to the vapor upstream side rather than the blade front edge defined first with reference to FIG. Moreover, the blade end surface 3y of the blade front end of a preceding blade is located upstream rather than the blade front edge 42 of the blade end surface 3x of the blade front end of a following blade. Moreover, the angle 45 of the blade back side which consists of the line 46 which extended the blade camber line 3e of the following blade | wing to the blade front edge 42 direction, and the plane 10 containing the contact surface 5 is It is obtuse. The inclination of the blade section 3x of the blade tip to the turbine rotor is also affected, but larger than 90 degrees and less than 160 degrees are practical.

이와 같이, 본 발명의 실시예의 증기 터빈 동익은 상기 동익의 외주측으로부터 보아 후속익의 블레이드 배면측의 시라우드부(1a)와 인접하는 선행익의 블레이드 전방측의 시라우드부(2b)가 서로 접촉하는 접촉면이 상기 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 전방 모서리(42)와 상기 선행익의 전방면 사이를 잇는 최단 수직선(43)으로부터 동익의 회전 방향(44)측으로 위치하도록 배치되어 있기 때문에, 블레이드 선단 근방부(8)의 형상은 절결부가 없고, 도면과 같이 블록형 곡면이므로, 응력의 집중 정도가 형상적으로 저감될 수 있다. 또, 이 장소는 에로젼 현상이 발생하기 쉬운 블레이드 배면측부(19)로부터 떨어진 위치에 있다. 그 때문에, 블레이드 배면측의 시라우드부(1a)에 있어서 가장 응력이 큰 부위에 에로젼 현상이 작용한 경우의 상승 효과가 현저하게 완화될 수 있다.As described above, in the steam turbine rotor blade of the embodiment of the present invention, the shroud portion 1a on the blade rear side of the follower blade and the shroud portion 2b on the blade front side of the adjacent blade are adjacent to each other. Since the contact surface in contact is disposed so as to be located toward the direction of rotation 44 of the rotor blade from the shortest vertical line 43 between the blade front edge 42 of the blade tip portion of the subsequent blade and the front surface of the preceding blade. Since the shape of the vicinity part 8 does not have a cutout part and is a block-shaped curved surface as shown in the figure, the degree of concentration of stress can be reduced in shape. This place is located at a position away from the blade back side portion 19 where erosion is likely to occur. Therefore, the synergistic effect in the case where the erosion phenomenon acts on the site with the largest stress in the shroud portion 1a on the blade back side can be remarkably alleviated.

여기서, 후속익의 배면측에 영향을 미치는 에로젼 현상에 의한 물방울(14)의 거동에 대해 생각하면, 후속익의 배면측에 부착하는 물방울(14)은 도5에 도시한 바와 같이, 원심력에 의해 블레이드면에 따라서 블레이드 선단부 방향으로 흐르는 수막류(15)를 형성한다. 또, 이 수막류(15)는 증기 흐름(24)의 영향으로 블레이드 전방 모서리(42)측으로부터 블레이드 후방 모서리(47) 측을 향해 흐른다. 그 때문에,수막류가 블레이드 배면측 시라우드(1)의 내주면에 도달한 때에도 수막류(15)는 하류 방향을 향해 흐른다. 따라서, 블레이드 배면측부(19) 부근에는 수막류(15)의 영향을 받기 쉬운 부분이 된다.Here, considering the behavior of the water droplets 14 due to the erosion phenomenon affecting the rear side of the subsequent blade, the droplet 14 adhering to the rear side of the subsequent blade is subjected to centrifugal force as shown in FIG. As a result, the water film stream 15 flowing in the blade tip direction along the blade surface is formed. In addition, this water film 15 flows from the blade front edge 42 side toward the blade rear edge 47 side under the influence of the vapor flow 24. Therefore, even when the water film flow reaches the inner peripheral surface of the blade back side shroud 1, the water film flow 15 flows toward the downstream direction. Therefore, it becomes a part which is easy to be influenced by the water film 15 in the blade back side part 19 vicinity.

본 발명의 증기 터빈 동익의 접촉면은 상기와 같이 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면(3x)의 블레이드 전방 모서리 보다 상류측에 있으므로, 이들 수막류의 영향은 극히 적다. 즉, 본 발명의 증기 터빈 동익은 응력 집중이나 에로젼 부식을 완화할 뿐 아니라, 터빈 동익의 진동에 의해 접촉면이 미소 진동하고, 물방울을 수반하여 서로 스침에 의한 플래팅 마모를 일으키기 어렵게 할 수 있다.Since the contact surface of the steam turbine rotor blade of this invention is located upstream rather than the blade front edge of the blade end surface 3x of the blade front end of a following blade | wing, the influence of these water film flows is extremely small. That is, the steam turbine rotor blade of the present invention not only relieves stress concentration and erosion corrosion, but also makes the contact surface vibrate minutely due to the vibration of the turbine rotor blade, and it is difficult to cause plating wear by grazing with water droplets. .

다음에, 본 발명의 다른 실시예를 도6을 이용하여 상세히 설명한다. 도6은 본 발명을 취입한 증기 터빈 동익을 외주측으로부터 본 구성도이다.Next, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. Fig. 6 is a configuration diagram of the steam turbine rotor blade incorporating the present invention as seen from the outer circumferential side.

도6에 있어서, 도4에 도시한 증기 터빈 동익과 동일 구성의 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 도6에서, 직선(21)은 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면(3x)의 블레이드 전방 모서리(42)로부터 선행익의 전방측을 향해 그은 최단 직선을 가리킨다. 또, 접촉면(5)은 직선(21)의 좌상측, 즉 터빈의 회전 방향측에 위치한다.In FIG. 6, description of the part of the same structure as the steam turbine rotor blade shown in FIG. 4 is abbreviate | omitted. In Fig. 6, straight line 21 indicates the shortest straight line drawn from the blade front edge 42 of the blade cross section 3x of the blade tip of the subsequent blade toward the front side of the preceding blade. Moreover, the contact surface 5 is located in the upper left side of the straight line 21, ie, the rotation direction side of a turbine.

도4 등에 비해, 블레이드 선단부의 블레이드 캠버선(3e)의 곡률이 큰 경우에는 도6에 도시한 구성에서도 도4와 동등한 효과가 얻어진다. 도6에 있어서, 후속익(42)의 전방 모서리(42)로부터 선행익의 전방측을 향해 그은 최단 직선의 회전 방향 측은 블레이드 전방 모서리(42) 근방 보다 증기 흐름이 빠른 영역이며, 그 영역에 존재하는 후속익의 접촉면(5)을 향해 에로젼 현상에 의해 부착한 물방울이수막류로 되어 흐르기 어렵기 때문이다.When the curvature of the blade camber wire 3e of the blade tip portion is larger than that in Fig. 4 or the like, the same effect as in Fig. 4 is obtained even in the configuration shown in Fig. 6. In Fig. 6, the direction of rotation of the shortest straight line drawn from the front edge 42 of the subsequent blade 42 toward the front side of the preceding blade is an area where steam flows faster than the vicinity of the blade front edge 42, and exists in that area. This is because the water droplets adhered by the erosion phenomenon toward the contact surface 5 of the subsequent blades become difficult to flow into the film.

또, 이상, 도2, 도4 및 도6에서 도시한 본 발명의 증기 터빈 동익에 있어서 부기하면, 후속익의 블레이드 배면측 시라우드부(1a)의 접촉면(5)은 터빈 동익 외주측으로부터 보아 블레이드 전방 모서리 근방 까지 요철 등이 없는 일정한 평면인 것이 바람직하다. 이 이유는 오목부의 존재는 응력 집중을 일으키기 때문이다.In addition, in the steam turbine rotor blade of this invention shown in FIG. 2, FIG. 4, and FIG. 6, the contact surface 5 of the blade back side shroud 1a of a subsequent blade is seen from the turbine rotor outer peripheral side. It is preferable that it is a constant plane without unevenness | corrugation etc. to the vicinity of a blade front edge. This is because the presence of the recess causes stress concentration.

그러나, 상기 도면에서는 접촉면(5)을 포함하는 인접하는 선행익의 블레이드 전방측 시라우드부(2b)와 대향하는 면이 단순한 볼록형을 이루고 있지만, 도면에 규정하는 관계를 만족하고 있다면 복수의 볼록 형상을 형성해도 좋다. 복수의 볼록 형상을 형성하고 있어도 블레이드 배면측의 시라우드부(1a) 중 인접하는 선행익의 블레이드 전방측 시라우드부(2b)와 대향하는 면 중 접촉면(5)을 포함하는 평면 보다 하류측(소위 회전 방향(44)과는 반대측 영역)에서는 간극을 갖고 있는 구조이면 된다.However, in the drawing, although the surface opposing the blade front side shroud portion 2b of the adjacent front blade including the contact surface 5 constitutes a simple convex shape, a plurality of convex shapes are provided if the relationship defined in the drawing is satisfied. May be formed. Even if a plurality of convex shapes are formed, the lower side than the plane including the contact surface 5 among the surfaces facing the blade front side shroud portion 2b of the adjacent preceding blade among the shroud portions 1a on the blade back side ( What is necessary is just a structure which has a clearance gap in the so-called rotation direction 44 area | region on the opposite side.

또, 상기 도면에 있어서 접촉면(5)은 만곡되어 있어도 좋다. 이 만곡한 접촉면을 포함하고 그 접촉면과 마찬가지 곡률을 갖는 곡면은 블레이드부(3)의 블레이드 선단부의 블레이드 단면(3x)과 교차하지 않는 위치에 배치된다.In addition, in the said figure, the contact surface 5 may be curved. The curved surface including this curved contact surface and having the same curvature as the contact surface is disposed at a position not intersecting with the blade end surface 3x of the blade tip portion of the blade portion 3.

접촉면(5)이 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면(3x)의 블레이드 전방 모서리(42) 보다 중기 상류측 영역에 위치하게 배치된다. 또는, 후속익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면(3x)의 전방 모서리와 선행익의 동익의 블레이드부(3)의 전방면 사이를 잇는 최단 직선으로부터 동익의 회전 방향측으로 위치하게 배치되어 있다.The contact surface 5 is arranged to be located in the mid-term upstream region than the blade front edge 42 of the blade cross section 3x of the blade tip of the subsequent blade. Or it is arrange | positioned so that it may be located in the direction of rotation of a rotor blade from the shortest straight line which connects between the front edge of the blade end surface 3x of the blade front-end | tip part of a subsequent blade, and the front surface of the blade part 3 of the rotor blade of a preceding blade.

이와 같은 구조라면 접촉면(5)이 평면이 아니어도 도2, 도4 및 도6에 도시한 본 발명의 일실시예와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또, 접촉면(5)이 곡면인 것은 평면에 배해 점 접촉에 가까운 상태로 되며, 서로의 시라우드부(1, 2)가 접촉하는 정도가 완만하고, 헐거운 정도가 증대된 것이 되기 때문에, 블레이드 구조의 진동 감쇄가 높아지는 부가 효과가 있다.With such a structure, even if the contact surface 5 is not planar, an effect equivalent to that of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 2, 4 and 6 can be obtained. Moreover, since the contact surface 5 is a curved surface, it becomes the state which is close to the point contact in planar plane, and the extent to which the shroud parts 1 and 2 mutually contact each other is slow, and since the looseness increased, the blade structure There is an additional effect of increasing the vibration attenuation.

여기서, 본 발명이 해결하는 에로젼 침식이나 플래팅 마모에 관하여 이하에 설명한다.Here, erosion erosion and plating wear which the present invention solves will be described below.

우선, 도9를 이용하여 에로젼 현상에 대해 설명한다. 도면 중, 11a 내지 11d는 정익, 12a 내지 12d는 동익, 13a 내지 13c는 증기류, 14는 물방울, 15는 수막류, 16은 비산 물방울, 17은 정익 후방 모서리, 18은 동익 배면측부를 각각 가리킨다. 이와 같이 구성된 증기 터빈 단락에 있어서, 정익(11a 내지 11d)에 의한 익렬에 유입되는 습윤 증기류 중에서 미소 물방울은 증기류(13a 내지 13c)와 동일한 궤적을 더듬어 유동한다. 예를 들면 11b에 있어서, 비교적 큰 물방울(14)은 그 관성 효과때문에 증기류로부터 일탈하여 정익(11a 내지 11d)의 블레이드 표면에 충돌, 부착하여 수막류(15)를 형성한다. 수막류는 정익 후방 모서리(17)에 달하면 증기류(13a 내지 13c)에 의해 가속되어, 정익 후방 모서리 단부로부터 이탈하고 비산 물방울(16)이 된다. 이 비산 물방울의 유속은 초기 물방울 보다 더욱 물방울 직경이 증대하고 질량이 증대되기 때문에, 증기류의 유속 Vs에 비해 현저하게 느린 유속 Vd가 된다. 한 편, 동익은 속도 U에서 회전하고 있으므로, 속도 삼각형 상에서 증기류는 상대 속도 Ws인데 반해, 비산 물방울은 상대 속도 Wd가 된다. 이 때문에 증기류가 거의 앙각이 없는 상태에서 동익(12a 내지 12d)에 들어가는 데 반해, 비산 물방울은 동익의 배면측에 크게 앙각을 갖고 충돌하므로, 동익 배면측부(18)는 물방울에 의한 침식 현상을 회피할 수 없는 부위가 된다. 이 현상에 대해서는 종래 부터 다양한 대책이 고안되어 있지만, 완전하게 제거하지는 못한다. 즉, 증기 터빈에서는 회피할 수 없는 문제의 하나이다.First, the erosion phenomenon will be described with reference to FIG. In the figure, 11a to 11d are vanes, 12a to 12d are rotors, 13a to 13c are steam streams, 14 are water droplets, 15 are water film streams, 16 are scattered droplets, 17 are stator rear edges, and 18 are rotor back sides. In the steam turbine short circuit comprised in this way, among the wet steam which flows into the cascade by the stator blades 11a-11d, micro droplets follow the same trajectory as the steams 13a-13c, and flow. For example, in 11b, the relatively large water droplets 14 deviate from the vapor stream due to the inertia effect and collide with and adhere to the blade surfaces of the vanes 11a to 11d to form the water film stream 15. When the water film reaches the stator rear edge 17, it is accelerated by the steam flows 13a to 13c, is separated from the stator rear corner end, and becomes the splash water droplets 16. Since the flow rate of the scattered droplets increases the diameter of the droplets and increases the mass more than that of the initial droplets, the flow velocity of the scattered droplets becomes significantly slower than the flow velocity Vs of the vapor stream. On the other hand, since the rotor is rotating at the speed U, the steam flow is the relative speed Ws on the speed triangle, whereas the splash droplets are the relative speed Wd. For this reason, while the steam flow enters the rotor blades 12a to 12d with almost no elevation angle, the splashing water droplets collide with the elevation angle on the back side of the rotor blade, so that the rotor back side portion 18 is eroded by water droplets. It becomes a site that cannot be avoided. Various countermeasures have been devised for this phenomenon, but they cannot be completely eliminated. That is, it is one of the problems which cannot be avoided in a steam turbine.

예를 들면 도2 등에 도시한 바와 같이, 터빈 회전 중에서는 블레이드 배면측 시라우드부(1a)와 블레이드 전방측의 시라우드부(2b)는 동익에 작용하는 비틀림 복귀를 구속하도록 접촉면(5)에서 서로 역방향으로 힘을 작용한다. 이 때, 접촉면(5)에 작용하는 비틀림 복귀를 구속하는 힘이 미치는 시라우드 최대 굽힘 응력은 시라우드의 부착 뿌리인 블레이드면이 고정단이 되므로, 접촉면(5)으로부터 점선으로 도시한 블레이드 선단부의 블레이드 단면(3x)측 방향으로 연장되고 블레이드부의 배면 측에 있는(특히 블레이드 배면측 시라우드부에서 블레이드 선단의 블레이드 단면(3x)의 블레이드 전방 모서리(42) 보다 하류측) 오목형 절결부에서 생긴다. 그 때문에, 이 장소는 강도적으로 가장 주의할 장소로서, 설계상 세심한 주의를 기울여야 할 부위이다.For example, as shown in Fig. 2 and the like, during turbine rotation, the blade back side shroud 1a and the blade front side shroud 2b at the contact surface 5 restrain the torsional return acting on the rotor blade. Exert forces in opposite directions. At this time, the shroud maximum bending stress exerted by the force restraining the torsional return acting on the contact surface 5 becomes the fixed end of the blade surface, which is the attachment root of the shroud. It extends in the direction of the blade end face 3x and arises from the concave notch on the back side of the blade part (especially downstream of the blade front edge 42 of the blade end face 3x of the blade tip at the blade backside shroud). . For this reason, this place is the most noteworthy place in terms of strength, and it is a site to pay close attention to design.

본 발명의 실시예인 터빈 동익의 시라우드부는 일본 특허 공개 평4-5402호 공보의 도3에 기재한 종래의 시라우드에 기재한 바와 같이, 접촉면으로부터 점선으로 도시한 블레이드 단면 방향으로 연장하고, 블레이드부의 배면측에 있는 오목형 절결 형상부가 없다. 따라서, 도5에 도시한 바와 같이 수막류(15)의 영향을 받을 우려를 억제할 수 있다. 또, 상기 오목형 절결부는 앞서 서술한 도9의 동익 배면측부(18)와 거의 근방에 위치하므로, 직접 비산 물방울이 닿을 가능성이 있는 데 반해, 본 발명은 이런 우려는 없다.The shroud portion of the turbine rotor blade, which is an embodiment of the present invention, extends in the blade cross-sectional direction shown by the dotted line from the contact surface, as described in the conventional shroud described in FIG. 3 of JP-A-4-5402. There is no concave notched shape on the back side of the part. Therefore, as shown in FIG. 5, the possibility of being affected by the water film flow 15 can be suppressed. In addition, the concave cutout portion is located almost in the vicinity of the rotor blade rear side portion 18 of FIG. 9 described above, while the splashing water droplets may directly come into contact with the present invention.

또, 본 발명의 실시예의 터빈 동익에서는 시라우드 중 사익 공지예와 같이 블레이드 선단부의 블레이드 단면(3x) 부근의 시라우드의 부착 뿌리 부분의 블레이드 배면측부(19) 주변이 에로젼에 의한 침식 현상에 의해 강도적으로 취약해지는 것을 억제할 수 있다. 블레이드 배면측 시라우드부(1a)에 있어서 시라우드(1)를 지지하고 있는 부착 뿌리 부분 주위에 큰 굽힘 응력이 작용한 경우에도 에로젼 침식에 의한 영향을 피할 수 있으므로, 강도적으로 안정된 상태를 얻을 수 있다.In the turbine rotor blade of the embodiment of the present invention, the blade back side portion 19 around the root portion of the attaching root of the shroud near the blade end face 3x of the blade front end is subjected to erosion by erosion as in the known blade-wing example of the shroud. This can suppress the weakness in strength. Even when a large bending stress is applied around the attachment root portion supporting the shroud 1 in the blade back side shroud portion 1a, the effect of erosion erosion can be avoided, so that a stable state is achieved. You can get it.

또, 도9에 설명한 비산 물방울은 상기 공지예에서는 상기 오목형 절결부로부터 좌측 상방으로 연장되는 단부면과 인접하는 시라우드부 사이에서 생기는 간극이 있기 때문에, 수분이 되어 간극에 정체된다. 이 때, 시라우드의 접촉면이 블레이드 전방 모서리 보다 하류측에 위치하면 간극에 있는 물은 수막류로 되어 하류측으로 흐르고, 인접하는 시라우드를 연결하는 접촉면을 적실 가능성이 보다 높아진다. 이와 같은 상황에서, 블레이드가 진동하면 인접하는 시라우드부를 연결하는 접촉면도 미소 진동이 발생하기 때문에, 시라우드의 접촉면은 수분을 많이 포함한 플래팅 마모의 위험성이 증대되게 된다.In addition, in the above known example, the scattered water droplets described in FIG. 9 have water gaps between the end faces extending upward from the concave cutout portions and adjacent shroud portions. At this time, if the contact surface of the shroud is located on the downstream side than the front edge of the blade, the water in the gap becomes a water film flow to the downstream side, and the possibility of wetting the contact surface connecting the adjacent shroud becomes higher. In such a situation, when the blade vibrates, the contact surfaces connecting the adjacent shrouds also generate minute vibrations, so that the contact surfaces of the shrouds increase the risk of plating wear containing a lot of moisture.

한 편, 본 발명의 실시예인 터빈 동익에서는 상기 서술한 시라우드(1, 2)의 구성을 취함으로써 도4의 실시예에서 상세하게 설명한 바와 같이 상기 플래팅 마모의 위험성을 억제할 수 있다.On the other hand, in the turbine rotor blade which is an embodiment of the present invention, by taking the configuration of the shrouds 1 and 2 described above, the risk of the plating wear can be suppressed as described in detail in the embodiment of FIG.

다음에 본 발명의 다른 실시예를 도8을 이용하여 설명한다.Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

증기 공급부(121)와, 그 증기 공급부(121)로부터 증기가 공급되는 터빈실(129), 상기 터빈실(129)에는 로우터 샤프트(124) 및 상기 샤프트(124)의 주위에는 동익(126)과 정익(125)으로 이루어지는 단락을 복수개 구비하고, 상기 터빈실(129)을 거친 공기가 배출되는 배출부(128)를 갖고 있다.A steam supply unit 121, a turbine chamber 129 through which steam is supplied from the steam supply unit 121, a rotor shaft 124, and a rotor blade 126 around the shaft 124. A plurality of short circuits consisting of the stator blades 125 are provided, and a discharge portion 128 through which the air passing through the turbine chamber 129 is discharged is provided.

로우터 샤프트(124)는 발전기(127)에 연결되어 있다. 증기는 증기 제어 밸브(122)를 통하여 증기 공급부(121)로부터 고압 증기를 공급한다. 증기는 증기 공급부로부터 블레이드가 설치된 터빈실(129)에 유입하고, 저압측의 최하류측 동익을 거쳐서 배출부(128)로 배출된다. 상기 배출부는 예를 들면 복수기에 접속된다. 123은 터빈실의 주위를 카버하는 케이싱을 가리킨다. 도면에서는 싱글 플로우의 증기 터빈에 대해 도시하였지만, 더블 플로우 타입이라도 적응할 수 있다.The rotor shaft 124 is connected to the generator 127. The steam supplies high pressure steam from the steam supply 121 through the steam control valve 122. The steam flows into the turbine chamber 129 provided with the blade from the steam supply section, and is discharged to the discharge section 128 via the most downstream side rotor blade on the low pressure side. The discharge portion is connected to a condenser, for example. 123 designates the casing which covers the periphery of a turbine chamber. Although the figure shows the steam turbine of single flow, even a double flow type can be adapted.

도면중 증기 터빈 동익은 이상 설명한 본 발명을 취입한 구조의 어느 것을 적어도 하나 이상의 단락으로 이용한다. 이에 의해 증기 터빈 전체의 신뢰성이 우수한 증기 터빈을 제공할 수 있다.In the drawings, the steam turbine rotor blade uses any of the structures of the present invention described above in at least one or more paragraphs. Thereby, the steam turbine excellent in the reliability of the whole steam turbine can be provided.

예를 들면 상기 동익을 최종단에 배치할 수 있다.For example, the rotor blade may be disposed at the final stage.

이에 의해, 증기의 습윤 정도가 크고, 원심력에 의한 비틀림 복귀가 큰 최종단의 동익에 있어서, 응력 집중이나 에로젼 부식, 혹은 또 플래팅 마모를 억제할 수 있다.As a result, stress concentration, erosion corrosion, or plating wear can be suppressed in the rotor blade of the final stage having a large degree of wetness of steam and large torsional return by centrifugal force.

또, 상기 동익을 최종단 보다 상류측의 단락에 배치할 수 있다.Moreover, the said rotor blade can be arrange | positioned in the short circuit of an upstream rather than a last stage.

이에 의해, 예를 들면 증기 분위기나 원심력에 의한 비틀림 복귀에 의해, 응력 집중이나 에로젼 영향 혹은 또 플래팅 마모 등의 영향을 받기 쉬운 단락에 대해이런 우려가 적은 도2, 도4 혹은 도6에 도시한 동익의 시라우드 형상을 선택할 수 있으므로, 안정된 강도의 동익을 갖는 증기 터빈을 제공할 수 있다.Thereby, for example, FIG. 2, FIG. 4, or FIG. 6, where such a short circuit is susceptible to stress concentration, erosion effects, or platter wear due to torsional return due to steam atmosphere or centrifugal force, may be used. Since the shroud shape of the rotor blade shown can be selected, the steam turbine which has a rotor of stable strength can be provided.

또, 도2, 도4 혹은 도6의 시라우드를 구비한 동익을 블레이드부(3)의 길이가 20 내지 30인치 범위의 어느 것의 단락의 동익에 배치할 수 있다.Also, the rotor blade with the shroud of Fig. 2, Fig. 4 or Fig. 6 can be arranged on the blade of any of the shortings in the range of 20 to 30 inches in length of the blade portion 3.

이에 의해, 증기 분위기나 원심력에 의한 비틀림 복귀에 의해, 응력 집중이나 에로젼의 영향 혹은 또 플래팅 마모의 영향을 받기 쉽다고 생각되는 블레이드부의 길이를 갖는 단락의 동익에 이런 우려가 적은 시라우드 형상을 갖는 동익을 선택하여 배치하고, 강도적으로 안정된 동익을 갖는 증기 터빈을 제공할 수 있다.As a result, the shroud shape of the short circuit blade having a length of the blade portion which is considered to be easily affected by stress concentration, erosion influence, or plating wear due to the torsional return due to the vapor atmosphere or centrifugal force is reduced. It is possible to provide a steam turbine having a rotor blade which is selected and arranged to have a rigidly stable rotor blade.

예를 들면, 300 내지 400(MW) 정도의 증기 터빈에서 증기 조건, 원심력에 의한 비틀림 복귀의 정도를 고려하여 응력 집중 및 에로젼, 혹은 또 플래팅 마모를 억제하도록 저압측으로부터 2단째의 20.9인치의 동익에 적응할 수 있다.For example, in a steam turbine of about 300 to 400 (MW), 20.9 inches of the second stage from the low pressure side to suppress stress concentration and erosion or plating wear in consideration of the steam condition and the degree of torsional return by centrifugal force. Can adapt to the interests of

다음에, 본 발명의 다른 실시예를 도11을 이용하여 설명한다. 도11은 가스 터빈(71), 연소기(72), 압축기(73), 배기열 회수 보일러(74), 증기 터빈(75), 발전기(76)로 이루어지는 병합 사이클 플랜트를 도시한다.Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11 shows a combined cycle plant consisting of a gas turbine 71, a combustor 72, a compressor 73, an exhaust heat recovery boiler 74, a steam turbine 75, and a generator 76.

본 발명은 병합 사이클에서, 상기 증기 터빈(75)은 도8과 같이 동익(126) 및 정익(115)으로 이루어지는 단락을 복수개 구비하고, 상기 동익은 도1, 도3과 같이 블레이드부(3)의 단면 형상이 뿌리부로부터 선단을 향해 비틀려 있게 형성되어 있으며, 상기 블레이드부 선단에 일체로 형성되는 시라우드를 구비한 비틀림 블레이드로서, 도2와 같이 후속익의 블레이드 배면측의 시라우드부(1a)와 인접하는 선행익의 블레이드 전방측의 시라우드부(2b)와의 접촉면(5)을 포함하는 평면(10)이 상기 후속익의 블레이드 선단(42)의 블레이드 캠버선(3e)을 블레이드 전방 모서리 방향으로 연장한 선(46)과 교차하고, 또 상기 평면(10)과 상기 후속익의 블레이드 배면측의 시라우드부(1a)의 증기 상류측의 단부면(51)이 이루는 각도가 둔각이 되도록 상기 접촉면(5)이 배치되어 있는 동익을 구비하고 있다.In the merging cycle, the steam turbine 75 includes a plurality of short circuits formed of the rotor blades 126 and the stator blades 115 as shown in FIG. 8, and the rotor blades 3 as shown in FIGS. 1 and 3. A torsion blade having a cross-sectional shape of the blade is twisted from the root portion toward the tip, and has a shroud integrally formed at the tip of the blade part, as shown in FIG. 2. The plane 10 including the contact surface 5 of the blade front side 2b of the blade front side of the preceding blade adjacent to 1a) has the blade camber line 3e of the blade tip 42 of the subsequent blade forward in the blade front. An obtuse angle is formed by crossing the line 46 extending in the corner direction, and forming an angle between the plane 10 and the end face 51 of the steam upstream of the shroud portion 1a on the blade back side of the subsequent blade. The contact surface 5 is arranged so that And a cooked.

이에 의해, 병합 플랜트의 장수명화를 도모할 수 있고, 안정된 신뢰성이 높은 병합 플랜트를 제공할 수 있다.As a result, the life of the coalescing plant can be extended, and a stable coalescence plant can be provided.

발전 설비를 구비하고 있는 경우에는 전력의 안정 공급을 유지할 수 있다.In the case where a power generation facility is provided, stable supply of electric power can be maintained.

Claims

터빈 로터축의 원주 방향에 따라 복수개 배치되고, 증기에 의해 구동하는 동익을 구비한 증기 터빈에 있어서,A steam turbine having a plurality of blades arranged along a circumferential direction of a turbine rotor shaft and driven by steam,

상기 동익은 블레이드부의 단면 형상이 뿌리부로부터 선단을 향해 비틀리게 형성되어 있으며, 상기 블레이드부의 선단에 일체로 형성되는 시라우드를 구비한 비틀림 블레이드이며,The rotor blade is a torsion blade having a shroud formed integrally with the tip of the blade portion, the cross-sectional shape of the blade portion is formed twisted from the root portion to the tip,

한 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부와 인접하는 다른 쪽 동익의 블레이드 전방측의 시라우드부와의 접촉면을 포함하는 평면이, 상기 한 쪽 동익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면의 블레이드 캠버선을 블레이드 전방 모서리 방향으로 연장한 선과 교차되고, 또 상기 평면과 상기 한 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부의 증기 상류측의 단부면이 이루는 각도가 둔각이 되도록 상기 접촉면이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기 터빈.The plane including the contact surface with the shroud on the blade back side of one rotor blade and the shroud part on the blade front side of the other rotor blade blades the blade camber wire of the blade cross section of the blade tip portion of the one rotor blade. The contact surface is disposed so as to intersect a line extending in the front edge direction, and the angle formed between the plane and the end face of the steam upstream side of the shroud portion on the blade back side of the one rotor blade is an obtuse angle. turbine.

한 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부와 인접하는 다른 쪽 동익의 블레이드 전방측의 시라우드부 사이에 형성되는 상호 접촉면이 상기 한 쪽 동익의 블레이드 선단부의 블레이드 전방 모서리 보다 증기 상류측의 영역에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기 터빈.The mutual contact surface formed between the shroud part of the blade back side of one rotor blade and the shroud part of the blade front side of the other rotor blade is located in the area | region upstream of the steam rather than the blade front edge of the blade tip part of the said rotor blade. A steam turbine, characterized in that it is arranged to position.

상기 동익의 외주측으로부터 보아 한 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부와 인접하는 다른 쪽 동익의 블레이드 전방측의 시라우드부가 서로 접촉하는 접촉면이, 상기 한 쪽 동익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면의 블레이드 전방 모서리와 상기 다른 쪽 동익의 전방면 사이를 잇는 최단 직선 보다 동익의 회전 방향 측으로 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기 터빈.As seen from the outer circumferential side of the rotor blade, a contact surface in which the shroud portion on the blade back side of one rotor blade and the shroud portion on the blade front side of the other rotor blade are in contact with each other is a blade of the blade cross section of the blade tip portion of the blade. A steam turbine, characterized in that disposed so as to be located in the direction of rotation of the rotor than the shortest straight line between the front edge and the front surface of the other rotor.

제1항에 있어서, 상기 동익의 외주 방향으로부터 보아 상기 접촉면을 포함하는 상기 한 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부 중 인접하는 다른 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부와 대향하는 면은 동익의 회전 방향에 대해 대략 볼록 형상부를 형성하고,The blade surface of the blade back side of the other rotor blade adjacent to the other blade | wing of the blade back side of the said rotor blade including the said contact surface as seen from the outer peripheral direction of the said rotor blade is a rotor blade of Claim 1 characterized by the above-mentioned. Form a substantially convex shape with respect to the rotational direction of,

마찬가지로 상기 접촉면을 포함하는 상기 다른 쪽 동익의 블레이드 전방측시라우드부 중 인접하는 한 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부와 대향하는 면은 동익의 회전 방향에 대해 대략 오목 형상부를 형성하고,Similarly, the surface facing the shroud on the blade back side of the adjacent rotor of the blade front side of the other rotor including the contact surface forms a substantially concave shape with respect to the rotational direction of the rotor,

상기 동익의 각 시라우드부는 상기 접촉면으로부터 블레이드 후방 모서리측의 영역에서 인접하는 동익의 각 시라우드부와의 사이에 간극을 형성하게 한 것을 특징으로 하는 증기 터빈.And each shroud portion of the rotor blade forms a gap between the shroud portions of the rotor blade adjacent to each other in the region on the blade rear edge side from the contact surface.

제3항에 있어서, 상기 시라우드부의 접촉면은 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 증기 터빈.The steam turbine according to claim 3, wherein the contact surface of the shroud portion is formed in a curved surface.

제1항에 있어서, 상기 동익이 최종단에 배치된 것을 특징으로 하는 증기 터빈.The steam turbine of claim 1, wherein the rotor blade is disposed at a final stage.

제1항에 있어서, 상기 동익이 최종단 보다 상류측 단락에 배치된 것을 특징으로 하는 증기 터빈.The steam turbine according to claim 1, wherein the rotor blades are arranged in an upstream section rather than the final stage.

제1항에 있어서, 상기 동익의 블레이드부의 길이가 20 내지 30 인치의 범위 중 어느 한 단락에 배치된 것을 특징으로 하는 증기 터빈.The steam turbine according to claim 1, wherein a length of the blade portion of the rotor blade is disposed in any of paragraphs of 20 to 30 inches.

가스 터빈, 가스 터빈으로부터의 배기 가스를 열원으로 하여 증기를 발생하는 배열 회수 보일러, 상기 배열 회수 보일러에서 발생한 증기에 의해 구동하는 증기 터빈을 갖는 병합 사이클에 있어서,In a merge cycle having a gas turbine, a heat recovery boiler generating steam by using exhaust gas from the gas turbine as a heat source, and a steam turbine driven by steam generated in the heat recovery boiler,

상기 증기 터빈은 동익 및 정익으로 이루어지는 단락을 복수개 구비하고,The steam turbine is provided with a plurality of short circuits consisting of a rotor blade and a stator blade,

상기 동익은 블레이드부의 단면 형상이 뿌리부로부터 선단을 향해 비틀려 있게 형성되어 있으며, 상기 블레이드부의 선단에 일체로 형성되는 시라우드를 구비한 비틀림 블레이드이며,The rotor blade is a torsion blade having a shroud formed integrally with the blade portion is formed in the cross-sectional shape of the blade portion is twisted from the root portion toward the tip,

한 쪽 동익의 블레이드 배면측 시라우드부와 인접하는 다른 쪽 동익의 블레이드 전방측 시라우드부의 접촉면을 포함하는 평면이, 상기 한 쪽 동익의 블레이드 선단부의 블레이드 단면의 블레이드 캠버선을 블레이드 전방 모서리 방향으로 연장한 선과 교차하고, 또 상기 평면과 상기 한 쪽 동익의 블레이드 배면측의 시라우드부의 증기 상류측의 단부면이 이루는 각도가 둔각이 되도록 상기 접촉면이 배치되어 있는 동익을 구비한 것을 특징으로 하는 병합 사이클.The plane including the contact surface of the blade rear side shroud of the blade and the blade front side of the other rotor adjacent to the blade rear side of one rotor blade moves the blade camber wire of the blade cross section of the blade front end of the one rotor to the blade front edge direction. And a rotor blade having the contact surface arranged so as to intersect the extended line and have an obtuse angle between the plane and the end surface of the shroud portion upstream of the shroud portion on the blade back side of the one rotor blade. cycle.