Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2010515849A - High corrosion resistant fixed blade assembly for steam turbines, especially geothermal impulse turbines - Google Patents

High corrosion resistant fixed blade assembly for steam turbines, especially geothermal impulse turbines Download PDF

Info

Publication number
JP2010515849A
JP2010515849A JP2009544496A JP2009544496A JP2010515849A JP 2010515849 A JP2010515849 A JP 2010515849A JP 2009544496 A JP2009544496 A JP 2009544496A JP 2009544496 A JP2009544496 A JP 2009544496A JP 2010515849 A JP2010515849 A JP 2010515849A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
ring
assembly
assembly according
steam
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.)
Pending
Application number
JP2009544496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
コッツァ、ルチアーノ
ザンノーニ、マリオ
Original Assignee
アンサルド エネルジア エス.ピー.エー.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アンサルド エネルジア エス.ピー.エー. filed Critical アンサルド エネルジア エス.ピー.エー.
Publication of JP2010515849A publication Critical patent/JP2010515849A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246Fastening of diaphragms or stator-rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3023Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses
    • F01D5/3046Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses the rotor having ribs around the circumference
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/31Application in turbines in steam turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/70Disassembly methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/30Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/36Retaining components in desired mutual position by a form fit connection, e.g. by interlocking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

蒸気タービン、特に地熱衝動タービン用の高耐食性固定ブレードアセンブリ(20)は、外側リング(21)及び内側リング(22)によってそれぞれ縦方向に対向する端部(27、28)において支持される、ステータ・ブレード(12)のアレイ(11)によって形成される。ニッケル系合金、例えば、ハステロイ(登録商標)種の合金又は同様の材料で形成された各ブレード(12)は、リング(21、22)に一体的に接続され、構造溶接部が全くないそれぞれの機械式継手(31、32)を介してこれらリングによって支持される。  A highly corrosion-resistant stationary blade assembly (20) for a steam turbine, in particular a geothermal impulse turbine, is supported by an outer ring (21) and an inner ring (22) at longitudinally opposite ends (27, 28), respectively. Formed by an array (11) of blades (12); Each blade (12) formed of a nickel-based alloy, for example an Hastelloy® type alloy or similar material, is integrally connected to the ring (21, 22) and has no structural welds at all. It is supported by these rings via mechanical joints (31, 32).

Description

本発明は、蒸気タービン、特に地熱衝動タービンのための高耐食性固定ブレードアセンブリに関し、さらに、この固定ブレードアセンブリを備えた蒸気タービン、特に地熱衝動タービンに関する。   The present invention relates to a highly corrosion-resistant fixed blade assembly for a steam turbine, particularly a geothermal impulse turbine, and more particularly to a steam turbine provided with the fixed blade assembly, particularly a geothermal impulse turbine.

周知のように、蒸気タービンにおいて、蒸気からシャフトへのエネルギーの伝達は、タービンの固定部を構成するノズルに拡張し、速度が上昇し、ゆえに蒸気の熱エネルギーを運動エネルギーへ変換する蒸気の連続的な一連の膨張を介して発生する。運動エネルギーは、シャフト自体の周囲に取り付けられる可動ブレードを介してシャフトに伝達される。   As is well known, in a steam turbine, the transfer of energy from the steam to the shaft extends to the nozzles that make up the stationary part of the turbine, increasing the speed and thus converting the heat energy of the steam into kinetic energy. Occurs through a series of dilations. Kinetic energy is transmitted to the shaft via movable blades attached around the shaft itself.

蒸気内部で効率的な方法でエネルギーを使用するために、蒸気タービンは通常、多数の連続する段から構成され、これに対し軸流タービンが可動ブレード(機械軸)の回転軸と同軸的に配置され、ゆえに、1つの段から排出される蒸気は直接的に幾分軸方向に次の段に流入する。   In order to use energy in an efficient way inside the steam, the steam turbine is usually composed of a number of successive stages, whereas the axial turbine is arranged coaxially with the rotating axis of the moving blade (machine axis) Thus, the steam discharged from one stage flows directly into the next stage somewhat in the axial direction.

衝動タービンにおいて、各段は、シャフトによって一体的に搬送されるブレードのアレイによって形成される可動ブレードアセンブリ、及び通常ダイアフラムと称され可動ブレードアセンブリに対向し固定ブレードのアレイによって形成され、機械軸に対して半径方向に適切に形成され配置される固定ブレードアセンブリを有する。固定ブレードは、半径方向内側と半径方向外側のそれぞれ一対のリングによって支持され、普通は一対の結合したハーフリングから構成され、それぞれのブレードは両端で支持リングに溶接される。   In an impulse turbine, each stage is formed by a movable blade assembly formed by an array of blades conveyed integrally by a shaft and an array of stationary blades, commonly referred to as a diaphragm, opposite to the movable blade assembly, to the machine shaft. It has a stationary blade assembly that is suitably shaped and arranged in the radial direction. The stationary blades are supported by a pair of radially inner and radially outer rings, usually composed of a pair of joined half rings, each blade welded to a support ring at both ends.

蒸気タービンが地熱発電プラントにおいてそれらの可能な用途の1つを見つけだすこともまた周知である。これらプラントにおいて、タービンに放出される流体は、天然由来の内因性蒸気から構成され、即ち、地中で直接生じられる蒸気であり、石炭や原子燃料が供給される従来のボイラー若しくは結合サイクルシステムにあるような熱回収ボイラーによって生成される蒸気の代わりである。   It is also well known that steam turbines find one of their possible applications in geothermal power plants. In these plants, the fluid released to the turbine is composed of naturally occurring endogenous steam, i.e., steam generated directly in the ground, into a conventional boiler or combined cycle system supplied with coal or nuclear fuel. It is an alternative to the steam produced by some heat recovery boilers.

ボイラーで生成された蒸気に関して、内因性蒸気は標準熱力学的条件(実質的に圧力及び温度)よりもかなり低い条件で特徴付けられるだけでなく、さらに蒸気が抽出される位置に大きく依存する制御されない化学的作用によっても特徴付けられる。
したがって、蒸気を生成するために使用される復水を処理するための専用システムが最適な蒸気特性を保証する他のタイプのシステムとは異なり、地熱システムにおいてタービンに供給される蒸気は通常、特に化学的侵害に関しては決して最適でない。非凝縮性気体に加えて、内因性蒸気は事実上、全体的に産業蒸気に存在しない攻撃的な特性を付与し、結果として蒸気タービンブレード上に堆積物を形成する種々の形式にある各種の物質を標準的に含んでいる。
With respect to steam generated in a boiler, endogenous steam is not only characterized at significantly lower conditions than the standard thermodynamic conditions (substantially pressure and temperature), but also highly dependent on the position at which the steam is extracted. It is also characterized by a chemical action that is not.
Thus, unlike other types of systems where a dedicated system for treating the condensate used to generate steam ensures optimal steam characteristics, steam supplied to a turbine in a geothermal system is typically It is by no means optimal for chemical infringement. In addition to non-condensable gases, endogenous steam effectively imparts aggressive properties that are not entirely present in industrial steam, resulting in various forms in various forms that form deposits on steam turbine blades. Contains substances as standard.

これらの効果は、タービン内に膨張する蒸気が過熱状態から飽和状態まで通過する段階において特に顕著であり、固定ブレード及び可動ブレード上に深刻な侵食作用/エロージョンをもたらす結果になる。   These effects are particularly noticeable at the stage where steam expanding into the turbine passes from superheat to saturation, resulting in severe erosion / erosion on the stationary and moving blades.

これらブレード(固定ブレード及び可動ブレード)は通常、マルテンサイト系ステンレス鋼、例えばAISI 403型あるいは同様のもので形成される。これらの材料は、機械的特性と耐食特性との良好な折衷を有し、したがって、地熱システムにおいても蒸気タービンで広く使用される。
それにもかかわらず、これらの材料は、特に地熱システム蒸気タービンの場合のように塩化物が存在する際に、さらに、蒸気が過熱状態から、凝縮機構が蒸気内の不純物の濃度を高める湿潤状態に移る段階において、腐食及び応力腐食に対する抵抗が弱いという問題を有する。
These blades (fixed blades and movable blades) are typically formed of martensitic stainless steel, such as AISI 403 type or the like. These materials have a good compromise between mechanical and corrosion resistance and are therefore widely used in steam turbines even in geothermal systems.
Nonetheless, these materials can also move from a superheated state to a wet state where the condensation mechanism increases the concentration of impurities in the steam, especially when chloride is present, as in the case of geothermal system steam turbines. In the transition stage, there is a problem that resistance to corrosion and stress corrosion is weak.

特に、固定ブレードに対する耐用年数は比較的短く、位相変化が生じているタービン段におけるブレードに対しては特にそうであり、その結果としてブレードを比較的頻繁に取り替えることになる必要性に関する操作コストが高いことになる。明確には、メンテナンス操作を実行するためのプラント停止時間はまた、製造の浪費によってかなりのコストを発生させる。   In particular, the service life for fixed blades is relatively short, especially for blades in turbine stages where phase changes occur, resulting in operational costs related to the need to replace blades relatively frequently. It will be expensive. Clearly, plant downtime for performing maintenance operations also generates significant costs due to manufacturing waste.

第2に、先に示したように、ブレードの劣化の場合、衝動タービンの固定ブレードがリング(ハーフリング)を支持するためにそれらの両端で溶接されるので、ダイアフラム全体を取り替えることが必要になる。実際には、周知の解決法において、リングを支持するために固定ブレードの両端に対するいずれの機械式継手システムが、ブレードの位置決め若しくはセンタリングの代わりになるだけでなく、構造機能を有さずに、元来は独立してブレードを支持することができず、ブレードの固着を確実にするために常に構造溶接を必要とする。   Second, as indicated above, in the case of blade degradation, the fixed blades of the impulse turbine are welded at their ends to support the ring (half ring), requiring the entire diaphragm to be replaced. Become. In fact, in a well-known solution, any mechanical coupling system for both ends of the stationary blade to support the ring not only replaces the positioning or centering of the blade, but also has no structural function, Originally it cannot support the blades independently and always requires structural welding to ensure the blades are secured.

本発明の一つの目的は、公知技術の前記問題が全くない、蒸気タービン、特に地熱衝動タービンのための高耐食性固定ブレードアセンブリを提供することである。   One object of the present invention is to provide a high corrosion resistant fixed blade assembly for a steam turbine, in particular a geothermal impulse turbine, which does not have any of the problems of the prior art.

したがって、本発明は、添付された請求項1、及びその好ましい態様について従属請求の範囲において基本的に定義されるように、蒸気タービン、特に地熱衝動タービンのための高耐食性固定ブレードアセンブリに関する。   The invention therefore relates to a highly corrosion-resistant fixed blade assembly for a steam turbine, in particular a geothermal impulse turbine, as defined essentially in the appended claim 1 and in the dependent claims for preferred embodiments thereof.

図1は、発明による固定ブレードアセンブリを備えた地熱蒸気タービンの縦方向断面図の部分概略図である。FIG. 1 is a partial schematic view of a longitudinal cross-sectional view of a geothermal steam turbine with a fixed blade assembly according to the invention.

本発明は、添付された図面に関して、以下の限定されない実施の形態においてさらに一例として記載される。   The invention will be further described by way of example in the following non-limiting embodiments with reference to the accompanying drawings.

図において、蒸気タービンはそれ自体が一般に周知であり、それゆえに概略的且つ部分的に図示され、参照番号1によって示される。特に、タービン1は、地熱発電プラントで使用される軸流衝動タービンである。タービン1における蒸気の方向は、矢印3によって概略的に示される。   In the figure, the steam turbine is generally well known per se and is therefore schematically and partially illustrated and indicated by reference numeral 1. In particular, the turbine 1 is an axial-flow impulse turbine used in a geothermal power plant. The direction of steam in the turbine 1 is schematically indicated by the arrow 3.

一般論として、タービン1は、ケーシング2によって一体的に装着されるステータ5を含むケーシング2と、回転軸Aに沿ってケーシング2内を貫通する駆動シャフト7に一体的に接続されるロータディスク6とを有し、従来どおりケーシング2は多数の連続する段10を収容する。各段10は、ケーシング2と一体化され軸Aに対して略半径方向にケーシング2の内壁13から突出する固定ステータブレード12のアレイ11と、シャフト7によって装着されシャフト7と一体的に回転する可動ロータブレード15のアレイ14によって画定される。   In general terms, the turbine 1 includes a casing 2 that includes a stator 5 that is integrally mounted by a casing 2, and a rotor disk 6 that is integrally connected to a drive shaft 7 that passes through the casing 2 along the rotation axis A. As usual, the casing 2 accommodates a number of successive steps 10. Each stage 10 is mounted with a shaft 7 and rotates integrally with the shaft 7 and an array 11 of fixed stator blades 12 that are integrated with the casing 2 and project from the inner wall 13 of the casing 2 in a substantially radial direction with respect to the axis A. Defined by an array 14 of movable rotor blades 15.

各段10は、段10のダイアフラムを構成し、ブレード12及び2つの支持リング21と22によって形成され、これらリングはそれぞれ半径方向外側と半径方向内側にあり、軸線A回りに略同軸とされ、好ましくは近接して連結されるそれぞれ一対のハーフリング23及び24によって形成される固定ブレードアセンブリ20を有する。ブレード12は、実質的に周知の幾何学的形状及びプロフィルを有し、軸A回りに放射状パターンに実質的に配置され、リング21及び22間でシャフト7に向けてケーシング2の壁体13内側に半径方向に延出する。   Each stage 10 constitutes a diaphragm of stage 10 and is formed by blades 12 and two support rings 21 and 22, which are respectively radially outward and radially inward and substantially coaxial about axis A, It has a stationary blade assembly 20 formed by a pair of half-rings 23 and 24, preferably in close proximity. The blade 12 has a substantially well-known geometric shape and profile, is arranged substantially in a radial pattern around the axis A, and faces the shaft 7 between the rings 21 and 22 inside the wall 13 of the casing 2. It extends in the radial direction.

ハーフリング23によって形成される外側リング21は、周知の方法で壁部13に固定され、ハーフリング23によって形成される内側リング22は、シャフト7に対向する周知タイプのシーリング体25を装着する。   The outer ring 21 formed by the half ring 23 is fixed to the wall 13 by a known method, and the inner ring 22 formed by the half ring 23 is mounted with a known type sealing body 25 facing the shaft 7.

それぞれのブレード12は、ブレード12の2つの縦方向に対向する端部27及び28から横方向に突出するそれぞれの接続部29及び30を備えた2つの端部27及び28間で縦方向軸Lに沿って延出する。これら接続部29及び30は、ブレード12と同一の材料においてブレード12の一体部分として形成される。   Each blade 12 has a longitudinal axis L between two ends 27 and 28 with respective connecting portions 29 and 30 projecting laterally from two longitudinally opposite ends 27 and 28 of the blade 12. Extend along. These connecting portions 29 and 30 are formed as an integral part of the blade 12 in the same material as the blade 12.

各ブレード12は、リング21及び22(及び具体的にはハーフリング23及びハーフリング24)に一体的に接続され、構造溶接部が全くない機械式継手31及び32を介してリング21及び22によって支持され、ゆえにリング21及び22を破断することなくリング21及び22(又はハーフリング23及び24)から取り外し可能である。継手31及び32は、ブレード12の縦軸Lに沿ってブレード12をリング21及び22に対し縦方向に固定するアンダーカット33を有する。   Each blade 12 is integrally connected to rings 21 and 22 (and specifically to half ring 23 and half ring 24) and is connected by rings 21 and 22 via mechanical joints 31 and 32 without any structural welds. It is supported and can therefore be removed from the rings 21 and 22 (or the half rings 23 and 24) without breaking the rings 21 and 22. The joints 31 and 32 have an undercut 33 that fixes the blade 12 to the rings 21 and 22 in the longitudinal direction along the longitudinal axis L of the blade 12.

用語「構造溶接部」は正常動作条件のもとで構成要素の安定した接続を確実にすることができる溶接部を示すためであり、詳しくはリング21及び22が使用中にブレード12を効果的に支持することを確実にすることができる。   The term “structural weld” is intended to indicate a weld that can ensure a stable connection of the components under normal operating conditions, and in particular, the rings 21 and 22 effectively use the blade 12 during use. It can be ensured to support.

特に、各ブレード12はハーフリング23及び24に一体的に接続され、ブレード12の端部27及び28に配置された機械式継手部材35を介してリング21及び22、ひいてはハーフリング23及び24によって支持され、各ブレード12は、溶接によることなく、単に継手部材35を介してリング21及び22によって支持される。ブレード12の構造支持機能は、継手31及び32によって排他的に実行され、換言すれば、ブレード12は、ハーフリング23及び24でモノリシック構造体を形成せずに、代わりにハーフリング23及び24から分離可能である。   In particular, each blade 12 is integrally connected to the half rings 23 and 24 and is connected by the rings 21 and 22 and thus by the half rings 23 and 24 via mechanical joint members 35 arranged at the ends 27 and 28 of the blade 12. Supported, each blade 12 is supported by the rings 21 and 22 via the joint member 35 without welding. The structural support function of the blade 12 is performed exclusively by the joints 31 and 32, in other words, the blade 12 does not form a monolithic structure with the half rings 23 and 24, but instead from the half rings 23 and 24. Separable.

各ブレード12の継手部材35は、雄型エレメント36の形状と一致する形状を有するそれぞれの雌型エレメント37と係合する一対の雄型エレメント36から構成される。雄型エレメント36は、楔(ウェッジ)又はシム(周知であり簡単にするために図示せず)によって除去される間隙でそれぞれの雌型エレメント37に挿入され、雄型エレメント36とそれぞれの雌型エレメント37との最終的な結合はそれゆえ、あそびが全くない(ゼロクリアランス)。各ブレード12は、ブレード12の端部27及び28に配置される雄型エレメント36及び雌型エレメント37を装着する。   The joint member 35 of each blade 12 includes a pair of male elements 36 that engage with respective female elements 37 having a shape that matches the shape of the male element 36. The male elements 36 are inserted into the respective female elements 37 with gaps removed by wedges or shims (well known and not shown for simplicity), so that the male elements 36 and the respective female molds are inserted. The final coupling with the element 37 is therefore free of play (zero clearance). Each blade 12 is fitted with a male element 36 and a female element 37 which are arranged at the ends 27 and 28 of the blade 12.

図に示した例では、外側リング21に対向する接続部29は、雄型エレメント36を装着し、これは、例えば外側リング21に形成されるそれぞれのシートから成る個々の雌型エレメント37と係合するハンマー状の頭をした形状とされ、その代わりに、内側リング22に対向する接続部30は、それぞれの雌型エレメント37若しくはシートが設けられ、これらは個々の雄型エレメント36によって係合され、後者もまた、例えば、内側リング22によって装着されるハンマー状の頭をした形状とされる。   In the example shown in the figure, the connection 29 facing the outer ring 21 is fitted with a male element 36, which is associated with an individual female element 37, for example made of a respective sheet formed on the outer ring 21. Instead, the connecting portion 30 facing the inner ring 22 is provided with a respective female element 37 or seat, which is engaged by an individual male element 36. The latter is also shaped, for example, in the shape of a hammer that is worn by the inner ring 22.

接続部29及び30を有するブレード12、及び好ましくは、ハーフリング23及び24は、例えばASTM A494によるCX2MWタイプのニッケル系合金での鋳造によって形成され、これはHastelloy(ハステロイ)C22(登録商標)の商用名称を備えた合金、あるいは同様の特性の別の合金と類似する。   The blade 12 with the connections 29 and 30, and preferably the half rings 23 and 24, are formed, for example, by casting with a CX2MW type nickel-based alloy according to ASTM A494, which is a Hastelloy C22®. Similar to an alloy with a commercial name or another alloy with similar properties.

本発明にしたがって利用される合金は基本的に、ニッケル−クロム−モリブデン−タングステン−鉄合金であり、主要成分としてニッケルを有し、高含有率のクロムと、かなりの量のモリブデンと、タングステンと鉄とを含む。   The alloy utilized in accordance with the present invention is basically a nickel-chromium-molybdenum-tungsten-iron alloy with nickel as the major component, with a high content of chromium, a significant amount of molybdenum, and tungsten. Including iron.

特に、利用される合金は、約55重量%を超える量、好ましくは約58重量%を超える量のニッケル、約20乃至22.5重量%の量のクロム、約12.5乃至14.5重量%の量のモリブデン、約2.5乃至3.5重量%の量のタングステン、及び約2乃至6重量%の量の鉄を含む。   In particular, the alloys utilized are in an amount greater than about 55 wt.%, Preferably greater than about 58 wt.% Nickel, about 20 to 22.5 wt.% Chromium, about 12.5 to 14.5 wt. % Molybdenum, about 2.5 to 3.5 wt% tungsten, and about 2 to 6 wt% iron.

地熱環境の耐食性に関して、これらの合金は、従来の鋼鉄、特にAISI 403型マルテンサイト鋼鉄のものに対して明確に優れた動作を示す。   With respect to the corrosion resistance of the geothermal environment, these alloys perform clearly better than conventional steels, especially those of AISI 403 type martensitic steel.

周知の解決法に対する本発明の効果は、以下に示す説明から明らかになる。
固定ブレードアセンブリ20、及び詳しくは発明に従って形成されるステータブレード12は、従来の材料で形成されるブレードに対して非常に優れた耐食性を有する。
ステータブレード12は、支持リング21及び22(又はハーフリング23及び24)の再利用で取り替えることができ、コスト及びメンテナンス作業の簡単さの観点から全く明らかな利点を有する。
発明の解決法は、元の固定部上の動作に対する必要性が限られ、従来の解決法に対して最初に設計された蒸気タービンにおいて利用されることもできる。
The advantages of the present invention over known solutions will become apparent from the description given below.
The stationary blade assembly 20, and in particular the stator blade 12 formed according to the invention, has a very good corrosion resistance relative to blades made of conventional materials.
The stator blade 12 can be replaced by reusing the support rings 21 and 22 (or half rings 23 and 24), and has quite obvious advantages in terms of cost and ease of maintenance work.
The inventive solution has a limited need for operation on the original fixed part and can also be utilized in a steam turbine originally designed for a conventional solution.

最後に、変更及び修正が添付の請求の範囲によって定義されるように発明の範囲から逸脱することなく本明細書中に記載され例証されるものに対し加えられ得ることが明確に理解される。   Finally, it is clearly understood that changes and modifications may be made to what is described and illustrated herein without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (14)

実質的に軸(A)回りに放射状パターンに配置され、外側支持リング(21)及び内側支持リング(22)によってそれぞれ縦方向に対向する端部(27、28)で支持されるステータブレード(12)のアレイ(11)を含み、
各ブレード(12)がリング(21、22)に固定接続され、構造溶接部が全くないそれぞれの機械式継手(31、32)を介してこれらリングによって支持され、それゆえリングを破断することなくリングから取り外し可能である、
蒸気タービン、特に地熱衝動タービンのための高耐食性固定ブレードアセンブリ(20)。
Stator blades (12) arranged in a radial pattern substantially around the axis (A) and supported at longitudinally opposite ends (27, 28) by outer support ring (21) and inner support ring (22), respectively. An array (11) of
Each blade (12) is fixedly connected to the ring (21, 22) and is supported by these rings via respective mechanical joints (31, 32) without any structural welds and therefore without breaking the ring Removable from the ring,
High corrosion resistant fixed blade assembly (20) for a steam turbine, in particular a geothermal impulse turbine.
前記ブレード(12)がニッケル系合金から形成される、請求項1に記載のアセンブリ。   The assembly of claim 1, wherein the blade (12) is formed from a nickel-based alloy. 各ブレード(12)が前記リング(21、22)に一体的に接続され、ブレードの端部(27、28)に配置される機械式継手部材(35)を介してリング(21、22)によって支持される、請求項1又は2に記載のアセンブリ。   Each blade (12) is integrally connected to the ring (21, 22) and is connected by a ring (21, 22) via a mechanical coupling member (35) located at the end (27, 28) of the blade. The assembly according to claim 1 or 2, wherein the assembly is supported. 各ブレード(12)が排他的に前記継手部材(35)を介して前記リング(21、22)によって支持される、請求項3に記載のアセンブリ。   The assembly according to claim 3, wherein each blade (12) is supported by the ring (21, 22) exclusively via the coupling member (35). 前記継手部材(35)が、一対の雄型エレメント(36)を含み、これらは雄型エレメント(36)の形状に一致する形状を有するそれぞれの雌型エレメント(37)と係合する、請求項3又は請求項4に記載のアセンブリ。   The joint member (35) includes a pair of male elements (36) that engage respective female elements (37) having a shape that matches the shape of the male element (36). An assembly according to claim 3 or claim 4. 前記雄型エレメント(36)がくさび又はシムによって除去される間隙でそれぞれの前記雌型エレメント(37)に挿入される、請求項5に記載のアセンブリ。   The assembly according to claim 5, wherein said male element (36) is inserted into each said female element (37) with a gap removed by a wedge or shim. 各ブレード(12)が、ブレードのそれぞれの端部(21及び28)に配置される前記雄型エレメント(36)及び前記雌型エレメント(37)を装着する、請求項5又は請求項6に記載のアセンブリ。   7. A blade according to claim 5 or claim 6, wherein each blade (12) is fitted with the male element (36) and the female element (37) arranged at respective ends (21 and 28) of the blade. Assembly. 各ブレード(12)がブレードの端部(27、28)に配置されブレードの端部から横方向に突出する2つの接続部(29、30)を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のアセンブリ。   8. Each of the blades (12) has two connections (29, 30) arranged at the blade ends (27, 28) and projecting laterally from the blade ends. The assembly described in. 前記接続部(29及び30)が、第1のリング(21)に形成される前記雌型エレメント(37)と係合する前記雄型エレメント(36)と、第2のリング(22)によって装着される雄型エレメント(36)によって係合される雌型エレメント(37)をそれぞれ装着する、請求項8に記載のアセンブリ。   The connection (29 and 30) is mounted by the second ring (22) and the male element (36) that engages the female element (37) formed in the first ring (21). 9. The assembly according to claim 8, wherein each female element (37) engaged by a male element (36) is mounted. 前記接続部(29及び30)が前記ブレード(12)と同一材料においてブレード(12)の一体部分として形成される、請求項8又は請求項9に記載のアセンブリ。   The assembly according to claim 8 or 9, wherein the connection (29 and 30) is formed as an integral part of the blade (12) in the same material as the blade (12). 前記ブレード(12)が、クロム、モリブデン、タングステン、及び鉄を含むニッケル系合金で鋳造することによって形成される、請求項1〜10のいずれか一項に記載のアセンブリ。   The assembly according to any one of the preceding claims, wherein the blade (12) is formed by casting with a nickel-based alloy comprising chromium, molybdenum, tungsten and iron. 前記ブレード(12)が、ASTM A494によるCX2MWタイプの合金又は同様の特性の別の合金で形成される、請求項1〜11のいずれか一項に記載のアセンブリ。   The assembly according to any one of the preceding claims, wherein the blade (12) is formed of a CX2MW type alloy according to ASTM A494 or another alloy of similar properties. 前記ブレード(12)がハステロイ(登録商標)種又は同様の材料のニッケル系合金で鋳造することによって形成される、請求項1〜12のいずれか一項に記載のアセンブリ。   13. An assembly according to any one of the preceding claims, wherein the blade (12) is formed by casting with a nickel-based alloy of Hastelloy® type or similar material. ステータ(5)、及び回転軸(A)回りに回転するシャフト(7)に一体的に接続されるロータディスク(6)を有し、ステータ(5)が請求項1〜13のいずれか一項に記載の固定ブレードアセンブリ(20)を有する、
蒸気タービン(1)、特に地熱衝動タービン。
A stator (5) and a rotor disk (6) integrally connected to a shaft (7) rotating about a rotation axis (A), the stator (5) being any one of claims 1 to 13. A fixed blade assembly (20) according to
Steam turbine (1), especially a geothermal impulse turbine.
JP2009544496A 2007-01-04 2007-01-04 High corrosion resistant fixed blade assembly for steam turbines, especially geothermal impulse turbines Pending JP2010515849A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IT2007/000003 WO2008081485A1 (en) 2007-01-04 2007-01-04 'highly corrosion-resistant fixed blade assembly for a steam turbine, in particular a geothermal impulse turbine'

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010515849A true JP2010515849A (en) 2010-05-13

Family

ID=38457734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009544496A Pending JP2010515849A (en) 2007-01-04 2007-01-04 High corrosion resistant fixed blade assembly for steam turbines, especially geothermal impulse turbines

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100074741A1 (en)
EP (1) EP2115273A1 (en)
JP (1) JP2010515849A (en)
WO (1) WO2008081485A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101445199B1 (en) 2011-12-12 2014-09-29 가부시끼가이샤 도시바 Stationary blade cascade, assembling method of stationary blade cascade, and steam turbine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2218882A1 (en) * 2009-02-16 2010-08-18 Siemens Aktiengesellschaft Stator vane carrier system
US8657562B2 (en) 2010-11-19 2014-02-25 General Electric Company Self-aligning flow splitter for steam turbine
DE102012005771B4 (en) 2011-03-25 2022-06-30 General Electric Technology Gmbh Sealing device for rotating turbine blades

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB476222A (en) * 1936-05-27 1937-12-03 Escher Wyss Maschf Ag Guiding means for turbo-machines
GB666911A (en) * 1949-06-07 1952-02-20 Henry George Yates Improvements in or relating to diaphragms for impulse turbines
JPS62174377A (en) * 1986-01-24 1987-07-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Turbine vane
JPH07180504A (en) * 1993-10-27 1995-07-18 Westinghouse Electric Corp <We> Gas turbine
US5743711A (en) * 1994-08-30 1998-04-28 General Electric Co. Mechanically assembled turbine diaphragm
JP2003097218A (en) * 2001-07-19 2003-04-03 Toshiba Corp Assembling nozzle diaphragm and its assembling method
JP2005146896A (en) * 2003-11-11 2005-06-09 Toshiba Corp Nozzle diaphragm of steam turbine and steam turbine plant

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE949824C (en) * 1951-08-04 1956-09-27 Gustav Koehler Dipl Ing Inside floor divided in the axial plane for chamber turbines
US5056989A (en) * 1990-10-01 1991-10-15 Westinghouse Electric Corp. Stage replacement blade ring flow guide
US5593273A (en) * 1994-03-28 1997-01-14 General Electric Co. Double flow turbine with axial adjustment and replaceable steam paths and methods of assembly
US5788456A (en) * 1997-02-21 1998-08-04 Dresser-Rand Company Turbine diaphragm assembly and method thereof
DE50006694D1 (en) * 1999-07-29 2004-07-08 Siemens Ag HIGH-TEMPERATURE-RESISTANT COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING THE HIGH-TEMPERATURE-RESISTANT COMPONENT
US6759774B1 (en) * 2001-03-08 2004-07-06 Lawrence Pumps, Inc Low speed canned motor
US20040258192A1 (en) * 2003-06-16 2004-12-23 General Electric Company Mitigation of steam turbine stress corrosion cracking
EP1536026A1 (en) * 2003-11-27 2005-06-01 Siemens Aktiengesellschaft High temperature resistant article
ITMI20042483A1 (en) * 2004-12-23 2005-03-23 Nuovo Pignone Spa STEAM TURBINE
US7874795B2 (en) * 2006-09-11 2011-01-25 General Electric Company Turbine nozzle assemblies

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB476222A (en) * 1936-05-27 1937-12-03 Escher Wyss Maschf Ag Guiding means for turbo-machines
GB666911A (en) * 1949-06-07 1952-02-20 Henry George Yates Improvements in or relating to diaphragms for impulse turbines
JPS62174377A (en) * 1986-01-24 1987-07-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Turbine vane
JPH07180504A (en) * 1993-10-27 1995-07-18 Westinghouse Electric Corp <We> Gas turbine
US5743711A (en) * 1994-08-30 1998-04-28 General Electric Co. Mechanically assembled turbine diaphragm
JP2003097218A (en) * 2001-07-19 2003-04-03 Toshiba Corp Assembling nozzle diaphragm and its assembling method
JP2005146896A (en) * 2003-11-11 2005-06-09 Toshiba Corp Nozzle diaphragm of steam turbine and steam turbine plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101445199B1 (en) 2011-12-12 2014-09-29 가부시끼가이샤 도시바 Stationary blade cascade, assembling method of stationary blade cascade, and steam turbine

Also Published As

Publication number Publication date
US20100074741A1 (en) 2010-03-25
WO2008081485A1 (en) 2008-07-10
EP2115273A1 (en) 2009-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006100256A1 (en) A diaphragm and blades for turbomachinery
JP5085987B2 (en) Method and system for assembling a turbine
JP2009216089A (en) Low pressure section steam turbine bucket
JP2008169705A (en) Steam turbine
JP2007321630A (en) Steam turbine rotor and steam turbine
CN101818661B (en) Catenary turbine seal systems
JP2018513299A (en) Multi-stage turbine for preferably an organic Rankine cycle ORC plant
JP6088236B2 (en) Rotor, steam turbine, and rotor manufacturing method
JP2010515849A (en) High corrosion resistant fixed blade assembly for steam turbines, especially geothermal impulse turbines
EP2479379B1 (en) A welded rotor, a steam turbine having a welded rotor and a method for producing a welded rotor
US20120189460A1 (en) Welded Rotor, a Steam Turbine having a Welded Rotor and a Method for Producing a Welded Rotor
JP5965622B2 (en) Steam turbine singlet joint for margin stage nozzle with pinned or bolted inner ring
JP2009191850A (en) Steam turbine engine and method of assembling the same
JP2010185453A (en) Extraction unit for turbine, and related method
JP2015086876A (en) Methods and systems for securing turbine nozzles
US20150167486A1 (en) Axially faced seal system
JP2009127515A (en) High-temperature steam turbine
JP2009544895A (en) Highly corrosion-resistant movable blade assembly for steam turbines, especially for geothermal impulse turbines
EP3179045A1 (en) Steam turbine nozzle segment with complete sidewall and integrated hook design
Osgerby Steam turbines: operating conditions, components and material requirements
JP2018127919A (en) Steam turbine system
Armor et al. Supercritical fossil steam plants: Operational issues and design needs for advanced plants
JP2012154324A (en) Welded rotor, steam turbine having welded rotor, and method for producing welded rotor
JP6739933B2 (en) Austenite segments and related assemblies for steam turbine nozzle assemblies
Suga et al. Development of Steam Turbine for A-USC Plant

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110412

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110920