(57)【要約】【課題】主流蒸気中に含まれるボイラ酸化スケール等の混入物による弊害を削減するため、蒸気タービンノズルボックス内部に付着堆積した混入物を容易に除去し得るようにした蒸気タービンノズルボックスを得ること。【解決手段】蒸気タービンノズルボックス２に、その蒸気タービンノズルボックス２の蒸気流入空間に連通するとともに、閉止可能な作業用貫通孔１２を形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンノズルボックスに、その蒸気タービンノズルボックスの蒸気流入空間に連通するとともに、閉止可能な作業用貫通孔を形成したことを特徴とする蒸気タービンノズルボックス。
【請求項２】
前記作業用貫通孔を前記ノズルボックスのケーシング上半側と下半側との接合面に設けたことを特徴とする、請求項１記載の蒸気タービンノズルボックス。
【請求項３】
前記作業用貫通孔を前記ノズルボックスの内周壁側に設けたことを特徴とする、請求項１または２記載の蒸気タービンノズルボックス。
【請求項４】
前記作業用貫通孔を前記ノズルボックスの外周壁側に設けたことを特徴とする、請求項１または２記載の蒸気タービンノズルボックス。
【請求項５】
蒸気タービンノズルボックスの蒸気流入空間に連通する少なくとも２つ以上の作業用貫通孔を形成したことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の蒸気タービンノズルボックス。
【請求項６】
前記蒸気タービンノズルボックスの蒸気流入空間内に、防塵板を設けたことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の蒸気タービンノズルボックス。
【請求項７】
前記防塵板を調速段静翼入口内周側に設けたことを特徴とする、請求項６記載の蒸気タービンノズルボックス。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の蒸気タービンノズルボックスを備えていることを特徴とする蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンのノズルボックス及びそのノズルボックスを備えた蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は大型蒸気タービンの断面組立図の一例を示す図であり、このような大型蒸気タービンではボイラから供給された高圧・高温の蒸気が主蒸気配管１を通ってリング状のノズルボックス２へ導かれた後、同ノズルボックス２と一体で円周方向に配備された調速段静翼３及び調速用動翼４を通り、その下流に配備された複数の翼列群へと流れ、圧力、温度を降下させながらタービン出力を発生させる。
【０００３】
このような構造の蒸気タービンでは、ボイラ内壁に生成され剥離落下した酸化スケール等が主蒸気とともにノズルボックス２内に運ばれ、この一部がノズルボックス２内に滞留蓄積するとともに、残りはノズルボックス２から調速段静翼３、調速用動翼４及びこれに続く複数の段落群へと流出し、翼表面を浸食し翼表面粗さの劣化を進展させ、タービン性能の低下を早めていた。図１３は定期検査時に観察された高圧段動翼チップシュラウド側の堆積物５を模式的に示したものである。この堆積物はボイラ由来或いは上流側の翼面に生成され剥離した酸化スケールが主成分であり、蒸気タービン運転時に上流側から飛来した酸化スケール等が遠心力によって翼チップシュラウド側の隅部に捕獲されたものである。
【０００４】
図１４は蒸気タービンノズルボックス２内に蓄積される混入物の様子を模式的に示した説明図であり、（ａ）はノズルボックス２を正面から見た断面図、（ｂ）はノズルボックス２を側面から見た断面図であって、蒸気タービンのノズルボックス２内にはボイラ内壁に生成され剥離落下した酸化スケール等の混入物が主蒸気とともに流入する。主蒸気はノズルボックス２の内部で反転転向し、調速段静翼３から流出していくが、この主流流れに追従できないような大きな粒子群をなす混入物５は慣性力によってノズルボックス２の内周壁側へと運ばれ、ノズルボックス２の内壁に付着するとともに、主蒸気の流動につれてノズルボックス２の内部の隅部、とりわけ鉛直断面で下に位置する底隅部に堆積されていく。したがって、定期検査時などにこうした堆積物５を随時除去しないと、運転再開時にこれらの堆積物５が多量主蒸気中に混入流出し、後段に位置する翼列群を浸食しタービン性能の劣化を早めることになる。しかし、上述のように、上記混入物はノズルボックス２内の隅部に堆積されることが多いため、主蒸気配管１側からではアクセスが困難で十分な除去作業ができない状況にあった。
【０００５】
従来、ベルマウスを調速段静翼入口に設け、蒸気タービンノズルボックス内の流れの圧力損失低減を図るようにすることが提案されており（特許文献１参照）、また、同じく蒸気タービンノズルボックス内の流れの圧力低減を目的として、調速段静翼外周側の入口壁及び調速段静翼内周側を曲面状に形成し、調速段静翼入口を絞り流路とすることも提案されている（特許文献２参照）。さらに、ケーシング内を放射方向に延在する複数の仕切板によって複数の蒸気室が区画形成された蒸気タービンにおいて、上記仕切板に上記蒸気室相互に連通せしめるように小孔を設け、その小孔から噴出する蒸気によりノズル上流付近に堆積した固形粒子をタービン内に吹き飛ばすようにすることも提案されている（特許文献３参照）。
【０００６】
しかしながら、上記各特許文献記載のものはノズルボックス内に蓄積された堆積物を除去してタービン性能の劣化を防止し得るようにしたものではなく、また、上記堆積物がノズルボックス外へ流出することを防ぐような手段を講じたものではない。
【特許文献１】特開平８−１４００３号公報
【特許文献２】特開平１０−１４００３号公報
【特許文献３】実公昭６１−２３６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような点に鑑み、主蒸気中に含まれるボイラ酸化スケール等の混入物による弊害を削減するため、蒸気タービンノズルボックス内部に付着堆積した混入物を容易に除去し得るようにした蒸気タービンノズルボックスを得ることを目的とするものであり、また、運転中におけるこうした混入物の弊害を削減するため、蒸気タービンノズルボックス内に、これらの混入物の流出を防止するようにした蒸気タービンノズルボックスを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、蒸気タービンノズルボックスに、その蒸気タービンノズルボックスの蒸気流入空間に連通するとともに、閉止可能な作業用貫通孔を形成したことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、前記蒸気タービンノズルボックスの蒸気流入空間内に、更に防塵板を設けたことを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、蒸気タービンにおいて、第１の発明及び第２の発明のいずれかの蒸気タービンノズルボックスを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
主蒸気が直接的に衝突し多くの酸化スケール等の混入物が堆積した堆積物を、定期検査時などにおいて、上記作業用貫通孔から例えば吸引機などを使用して堆積物を容易に除去することができ、運転再開時にこれらの堆積物５が多量主蒸気中に混入流出し、後段に位置する翼列を浸食しタービン性能の劣化を防止することができ、蒸気タービンの長期的な健全運転を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１乃至図１１を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるノズルボックスを正面から見た断面図であって、主蒸気が４本（上下２本ずつ）の主蒸気配管１から供給される蒸気タービンノズルボックス２の上半ケーシング側を図示したものである。アーチ型のノズルボックスは主蒸気配管毎に内部で略９０度に仕切られた構成となっている。
【００１４】
本実施の形態においては、蒸気の主蒸気配管１が連通するノズルボックスの第１室１０ａ、第２室１０ｂのそれぞれの上半ケーシングと下半ケーシングの接合面１１に、蒸気タービンノズルボックス内に集積されたボイラ酸化スケール等の堆積物５をノズルボックス内から効果的に除去できるための作業用貫通孔１２が設けられている。この作業用貫通孔１２は閉止ネジ１３等の閉止部材を用いて閉止可能となっており、運転時に不要な蒸気が漏れ出すことがないようにしてある。
【００１５】
上記作業用貫通孔１２は上述のようにノズルボックスの上半ケーシングと下半ケーシングの接合面１１に設ける構成としてあるので、蒸気タービンの運転中に仮に閉止部に不具合が生じた場合でも接合面の対向壁との間でシール性が保たれ、高圧蒸気がリークするような危険を防ぐことができ、蒸気タービンの運転中でも高いシール性を保つことができる。
【００１６】
一方、主蒸気が直接的に衝突し多くの酸化スケール等の混入物が堆積するケーシング接合面１１側から、定期検査時などにおいて、上記作業用貫通孔１２を通して例えば吸引機などを使用して上記堆積物５を容易に除去することができる。したがって、運転再開時にこれらの堆積物５が多量主蒸気中に混入流出し、後段に位置する翼列を浸食しタービン性能の劣化を防止することができ、蒸気タービンの長期的な健全運転を実現することができる。
【００１７】
図２は本発明の第２の実施の形態を示す図であり、上半ケーシング側だけで４つの部屋をもつタイプのノズルボックスに本発明を適用した場合を示している。アーチ型のノズルボックスは略４５度で仕切られ、第１室１０ａ、第２室１０ｂ、第３室１０ｃ及び第４室１０ｄが形成されている。上記第１室１０ａ、第２室１０ｂ、第３室１０ｃ及び第４室１０ｄには、それぞれの内周壁１４側に閉止ネジ１３等の閉止部材を用いて閉止可能な作業用貫通孔１２が設けられている。
【００１８】
しかして、酸化スケール等の混入物が堆積しやすい主蒸気が直接的に衝突するケーシング接合面内壁や、ノズルボックス隅部の堆積物５を、上記作業用貫通孔１２から例えば吸引機などを使用して容易に除去することができる。したがって、運転再開時にこれらの堆積物５が多量主蒸気中に混入流出し、後段に位置する翼列を浸食しタービン性能の劣化を防止することができ、蒸気タービンの長期的な健全運転を実現することができる。しかも、蒸気タービンの運転中に仮に閉止部に不具合が生じた場合でも図示しないロータシールパッキンとの間でシール性が保たれるので、高圧蒸気がリークするような危険を防ぐことができる。
【００１９】
図３は、本発明の第３の実施の形態を示す図であり、ノズルボックス２の下半ケーシング側にはその外周壁１５側に閉止ネジ等の閉止部材を用いて閉止可能な作業用貫通孔１２が設けられている。しかして、下半ケーシングで酸化スケール等の混入物が堆積しやすいノズルボックスの隅部の堆積物５を、上記作業用貫通孔１２から例えば吸引機などを使用して容易に除去することができる。したがって、第１の実施の形態等と同様な効果を奏する。
【００２０】
図４は本発明の第４の実施の形態を示す図であり、ノズルボックス２の上半ケーシングと下半ケーシングとの接合面１１及び外周壁１５側に閉止ネジ１３等の閉止部材を用いて閉止可能な作業用貫通孔１２がそれぞれ設けられている。また、図５はノズルボックス２の上半ケーシングと下半ケーシングとの接合面１１及び内周壁１４側に作業用貫通孔１２がそれぞれ設けられている。しかして、これらの場合ノズルボックスの一つの蒸気流入空間に少なくとも２つ以上の作業用貫通孔１２を設けることにより、酸化スケール等の混入物が堆積しやすい主蒸気が直接的に衝突するノズルボックス内壁やノズルボックスの隅部の堆積物５を、上記作業用貫通孔１２から例えば吸引機などを使用して一層容易に除去することができる。
【００２１】
ところで、上述のように作業用貫通孔１２を利用することで、定期点検時などにノズルボックス内部に蓄積した酸化スケール等の堆積物を効果的に除去することが可能である。しかしながら、運転時において常にこうしたボイラ由来の酸化スケール等の下流側への流出量を低減できれば、後続に位置する翼列群の浸食を抑制することが可能となる。
【００２２】
図６及び図７はこのような要求に応えるために発明された第５の実施の形態を示す図であり、ノズルボックス２の内部に、ノズルボックス２内に蓄積された酸化スケール等の堆積物５がノズルボックス２外に流出することを防止する防塵板１６を設けるとともに、ノズルボックス２の内周壁部１４に前記作業貫通孔１２が設けられている。上記防塵板１６は断面形状が略円弧状をなしており、図７に示すように、調速段静翼入口のノズルボックス内周側に調速段静翼入口の略全域にわたるように取り付けられている。しかして、ノズルボックス２内で主蒸気はノズルボックス２の内周壁に向かいそこに蓄積された堆積物５を巻き上げるように流れて行くが、上記巻き上げられる堆積物５は上記防塵板１６によって行き先を押さえ込まれ、堆積物５のノズルボックス２外への流出量が低減され、下流の翼列群の浸食を押さえることができるとともに、定期検査時においては、作業用貫通孔１２を利用してノズルボックス２内に蓄積された堆積物５を効果的に除去できるので、運転時においても運転再開時においても下流の翼列群の浸食を抑えることができ、蒸気タービンの長期的な健全運転が可能となる。また、図８０及び図９に示すように、作業用貫通孔１２をノズルボックス２の１つの蒸気流入空間に少なくとも２つ以上設けることもでき、この場合も第４の実施の形態及び第６の実施の形態と同様な作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるノズルボックスを正面から見た断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す縦断面図。
【図３】本発明の第３に実施の形態を示す図。
【図４】本発明の作業用貫通孔をケーシングの接合面及びノズルボックスの外周壁側に設けた例を示す図。
【図５】本発明の作業用貫通孔をケーシングの接合面及びノズルボックスの内周壁側に設けた例を示す図。
【図６】本発明の他の実施の形態を示すノズルボックスの断面図。
【図７】図６に示すノズルボックスの断面図。
【図８】本発明のさらに他の実施の形態を示すノズルボックスの断面図。
【図９】図８に示すノズルボックスの断面図。
【図１０】大型蒸気タービンの断面組立図。
【図１１】定期検査時に観察された高圧段動翼チップシュラウド側の堆積物を模式的に示した図。
【図１２】従来のノズルボックス内に蓄積される混入物の様子を模式的に示す図であって、（ａ）はノズルボックスを正面側から見た断面図、（ｂ）はノズルボックスを側方から見た断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１  主蒸気配管
２  ノズルボックス
３  調速段静翼
４  調速段動翼
５  堆積物
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ１０ｄ  ノズルボックスの第１室、第２室、第３室、第４室
１１  上半ケーシングと下半ケーシングの接合面
１２  作業用貫通孔
１３  閉止部材
１４  内周壁側
１５  外周壁側
１６  防塵板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007270751.tif 000011
【図１０】
2007270751.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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