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JPH07208107A - 反動型蒸気タービン - Google Patents

反動型蒸気タービン

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Publication number
JPH07208107A
JPH07208107A JP1584894A JP1584894A JPH07208107A JP H07208107 A JPH07208107 A JP H07208107A JP 1584894 A JP1584894 A JP 1584894A JP 1584894 A JP1584894 A JP 1584894A JP H07208107 A JPH07208107 A JP H07208107A
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JP
Japan
Prior art keywords
reaction
blade
steam turbine
steam
partition plate
Prior art date
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Granted
Application number
JP1584894A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3238267B2 (ja
Inventor
Ryutaro Umagoe
龍太郎 馬越
Shinichi Hori
進一 掘
Takashi Nakano
隆 中野
Yoshihiro Taruya
佳洋 樽谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 反動型蒸気タービンの重量を軽減するととも
に、内部効率を向上させること。 【構成】 反動段の静翼22を中心面で上下に二分割さ
れた仕切板23に一体に形成するとともに、この仕切板
の中心面を蒸気タービンの外部ケーシング1又は内部ケ
ーシングに保持させたもの。そして、反動段の翼列を反
動度が蒸気タービンの定格運転時に35〜42%となる
ように構成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反動型蒸気タービンに
係り、特に軽量化を図った反動型蒸気タービンに関す
る。
【0002】
【従来の技術】先ず、従来の反動型蒸気タービンの構造
を、図3および図4を参照して説明する。図3は従来の
大容量蒸気タービンの高圧タービンをロータ方向に沿っ
て切断した部分的な縦断面図、図4は図3の矢視B方向
断面図である。
【0003】これらの図に示すように、従来の高圧ター
ビンは、外部ケーシング1と内部ケーシング2に囲まれ
た蒸気室3の中心にロータ4が位置しており、ロータ4
を囲むようにして、図示しない主蒸気入口管を通して、
ボイラからの高温・高圧の主蒸気が導入されるノズル室
5が設けられている。このノズル室5には蒸気室3側に
ノズル板6が取付けられていて蒸気吹出口7を形成して
いる。そして、ノズル板6の蒸気吹出口7に対峙するよ
うに、ロータ4に調速段を形成する衝動翼8が植え込ま
れている。さらに、ロータ4には各ディスク部に植え込
んだ多数の反動動翼9が設けられており、各反動動翼9
に対して、反動段を形成する静翼10がそれぞれ設けら
れている。
【0004】これら静翼10は第1のブレードリング1
1に植込まれた群と、第2のブレードリング12に植込
まれた群とに分かれていて、第1のブレードリング11
は内部ケーシング2に、第2のブレードリング12は外
部ケーシング1にそれぞれ取り付けられている。そし
て、第1のブレードリング11はセンターキー13によ
ってその中心が内部ケーシング2に保持され、第2のブ
レードリング12はセンターキー14によってその中心
が外部ケーシング1に保持されている。従って、静翼1
0は、図3に示されているように、ブレードリング1
1、12に吊り下げられた形となっている。
【0005】このように構成されている高圧タービン
は、図示しないボイラなどから、ノズル室5に導入され
た高温・高圧の主蒸気が、蒸気吹出口7から衝動翼8へ
流入して仕事をした後、反動段静翼10で加速され、反
動動翼9で順次仕事をし、仕事をして温度、圧力の低下
した蒸気は、高圧排気される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のター
ビンでは、反動段の静翼の中心をブレードリングで保持
しているので、ロータ4に対して静翼10の芯を一致さ
せることが難しいとともに、タービン自体の構造が極め
て大型化するという問題があった。
【0007】また、蒸気タービンの起動時などの暖気運
転時にあっては、ロータ4はブレードリング11、12
よりも先に暖められることになる。そして、静翼10は
ブレードリング11、12から吊り下った構造となって
いるため、静翼10の方がブレードリング11、12よ
りも先に暖められることになる。従って、起動時などの
過渡期に、回転部が静止部に接触しないようにするた
め、反動段を形成する静翼10の先端とロータ4との
間、および動翼9の先端とブレードリング11、12と
の間には予めかなりの隙間S(図3を参照)を設けてお
く必要があった。そして、この隙間Sのために、定常運
転時のクリアランスを小さくすることができず、翼先端
で漏洩損失を生じ内部効率を低下させる原因となってい
た。
【0008】さらに一般に、反動段での全断熱熱落差h
aは、動翼での断熱熱落差hbが、静翼での断熱熱落差
hcと互いにほぼ等しくなるように、反動度ρがほぼ5
0%に設計されている。ここで反動度ρは、下記の数式
1で示される。
【数1】ρ=hb/ha このとき、速度比すなわち、静翼入口での蒸気の絶対速
度と動翼の回転速度との比、又は動翼入口での蒸気の相
対速度と動翼の回転速度との比は、いずれも90%程度
であり、このため、反動段の翼素効率は衝動段に比べて
高いが、反動段の段数が多くなるという問題があった。
【0009】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、反動型蒸気タービンの重
量を軽減するとともに、内部効率を向上させることを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、反動型蒸気タービンにおいて、反動段
の静翼を中心面で上下に二分割された仕切板に一体に形
成するとともに、この仕切板の中心面を蒸気タービンの
外部ケーシング又は内部ケーシングに保持させたもので
ある。
【0011】
【作 用】上記の手段によれば、仕切板は中心を支持す
る構造であり、ブレードリングがなくても静翼の中心が
保持される。そして、タービンの起動時などの過渡期
に、仕切板は外側へ膨張するので、回転部と静止部との
接触を防止するための隙間は従来よりも狭くしておくこ
とができ、その結果、翼先端からの蒸気の漏洩を減少さ
せることができる。
【0012】
【実施例】以下本発明に係る反動型蒸気タービンの一実
施例について、図1および図2を参照して詳細に説明す
る。図1は本発明を適用する大容量蒸気タービンの高圧
タービンをロータ方向に沿って切断した部分的な縦断面
図、図2は図1の矢視A方向断面図であり、図3および
図4と同一部分には同一符号を付して示してあるので、
その部分の説明は省略する。
【0013】これらの図に示すように、蒸気室3は外部
ケーシング1に囲まれて形成されており、その中心にロ
ータ4が位置している。そして、ロータ4を囲むように
してノズル室5が設けられていて、このノズル室5へ、
図示しないボイラからの高温・高圧の主蒸気が主蒸気入
口管21を通して導入される。ノズル室5の蒸気室3側
にはノズル板6が取付けられていて、蒸気吹出口7を形
成し、ノズル板6の蒸気吹出口7に対峙するように、ロ
ータ4に調速段を形成する衝動翼8が植え込まれてい
る。さらに、ロータ4には各ディスク部に植え込んだ多
数の反動動翼9が設けられている。
【0014】この各反動動翼9に対して、反動段を形成
する静翼22がそれぞれ設けられているが、この静翼2
2は仕切板23に一体に形成されていて、仕切板23が
外部ケーシング1に嵌め込まれたものとなっている。そ
して、この仕切板23は中心面で上下に二分割された構
造をしており、その中心面を外部ケーシング1に保持さ
せることにより、ブレードリングを設けることなく静翼
22の中心を保持している。
【0015】なお、仕切板23の水平面は、図示してい
ないがキーによって組み合わせて気密を保つようにして
いる。また、仕切板23のロータ4に対向する部分に
は、ラビリンス24が植込まれていて、隙間からの漏洩
蒸気が最少になるようにしている。同様に、反動動翼9
の先端に対向する外部ケーシング1の内壁側にも、ラビ
リンス25を有するスペーサ26が各反動段の静翼22
を形成する仕切板23相互の間に設けられて、反動動翼
9先端部での漏洩蒸気が最少になるようにしている。
【0016】次に、本発明では、蒸気タービンの定格運
転時に、反動度ρすなわち、上記の数式1に示した動翼
での断熱熱落差hbと反動段での全断熱熱落差haとの
比が35〜42%となるように、反動段の翼列を設計し
ている。すなわち、反動段における翼の回転速度と静翼
又は動翼入口蒸気速度との比(速度比)を下げて設計す
るので、1段当りに必要とする断熱熱落差hbを増加さ
せることができ、これにより反動段全体の段数を削減で
きることになる。従って、効率の向上と製造コストの低
減を図ることができる。
【0017】なお、本発明は上述の一実施例に限定され
ることなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実
施できることは言うまでもない。例えば、静翼22を一
体に形成した仕切板23を内部ケーシング2(図3を参
照)に嵌め込むようにしてもよい。
【0018】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
反動型蒸気タービンにおいて、反動段の段数を減少させ
ることができるとともに、ブレードリングが不要となる
ので、タービンの重量を軽減させることができ、構造が
単純化するので保守も容易となる。例えば、350MW
50Hz発電機用タービンに本発明を適用した場合に
は、高中圧エレメントの重量は、従来のタービンに比べ
ほぼ二分の一になる。また、翼先端からの蒸気の漏洩を
減少させて、タービンの内部効率を約1%向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する大容量蒸気タービンの高圧タ
ービンをロータ方向に沿って切断した部分的な縦断面図
である。
【図2】図1の矢視A方向断面図である。
【図3】従来の大容量蒸気タービンの高圧タービンをロ
ータ方向に沿って切断した部分的な縦断面図である。
【図4】図3の矢視B方向断面図である。
【符号の説明】
1 外部ケーシング 4 ロータ 5 ノズル室 6 ノズル板 7 蒸気吹出口 8 衝動翼 9 反動動翼 21 主蒸気入口管 22 静翼 23 仕切板 24 ラビリンス 25 ラビリンス 26 スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樽谷 佳洋 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反動段の静翼を中心面で上下に二分割され
    た仕切板に一体に形成するとともに、この仕切板の中心
    面を蒸気タービンの外部ケーシング又は内部ケーシング
    に保持させたことを特徴とする反動型蒸気タービン。
  2. 【請求項2】請求項1記載の反動型蒸気タービンにおい
    て、反動段の翼列を反動度が蒸気タービンの定格運転時
    に35〜42%となるように構成したことを特徴とする
    反動型蒸気タービン。
JP01584894A 1994-01-14 1994-01-14 反動型蒸気タービン Expired - Lifetime JP3238267B2 (ja)

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