【動設備技術交流版】動設備【毎日一問】20191210

タービンが作動中に漏気によって生じる損失。

タービンが作動中に漏気によって生じる損失

個人的には：隙間や圧力差に比例すると思います！

タービンが作動中に漏気によって生じる損失

タービンが動作中に漏気によって生じる損失。タービンの出力は100％にはならないため、必然的に損失が生じます。損失が発生する原因には、機械的なものもあれば、工程や操作上のものもある

タービンが動作中に漏気によって生じる損失。

衝動段と反動段の構造が異なるため、段内の漏気量の大きさや漏気が段の効率に与える影響も異なり、したがってこれら2つの段の漏気問題を別々に検討する必要がある。 インパルス段では、隔壁の前後に大きな圧力差が存在し、さらに隔壁と回転軸の間には隙間があるため、必然的に一部の蒸気が隔壁の前からその隙間を通って、隔壁と当該段のインペラーとの間の蒸気室へ漏れ出ます。この部分の蒸気はノズルを通過しないため仕事に寄与せず、その結果ディバイダーからの蒸気漏れ損失が生じる。さらに、この蒸気室に漏れ込んだ蒸気は、ノズルと動翼の根元との隙間を通って動翼内に流れ込む可能性もある。これらの漏れた蒸気は正しい方向で動翼に入らないため、仕事を生み出すどころか、動翼内の主蒸気流を乱して損失を引き起こす。隔壁から漏れ出る蒸気が動翼に混入し、主蒸気流を乱すのを防ぐため、一方ではインペラーにバランス孔を設け、隔壁から漏れ出た蒸気がそのバランス孔を通ってステージの後方に流れるようにしている。他方、動翼の根元にはシールプレートを設置して遮断し、設計段階で適切な反動度を選定することで、動翼の根元での蒸気の吸収や漏れが起こらないようにしている。 動翼の頂部において、ローターとシリンダーの相対的な膨張や、ローターが振動した際の衝突を避けるため、動翼の頂部と隔壁および支持リングとの間には、一定の軸方向隙間と半径方向隙間が必要である。衝動形であっても、動翼の先端にはかなり大きな反動度があり、つまり翼先端の前後に大きな圧力差が生じる。これにより、ノズルから出てきた蒸気の一部が動翼の流路を通らず、動翼の先端の隙間からステージの後方に漏れ出してしまうことになる。この部分の蒸気は仕事に寄与しないため、羽根先からの漏れ損失となる。 漏れる蒸気量は隙間面積と隙間の両側の圧力差に比例するため、漏れによる損失を減らすには、隙間面積と両側の圧力差の両方を小さくすることから取り組むべきである。実践により、高低歯式のエアシールを採用することで、これら2つの要件を同時に満たすことができることが証明されている。高低歯のスチームシールの隙間を非常に小さくできるため、またスチーム流が各歯を通過するたびに一度ずつ絞り作用が起こり圧力が低下するため、図1.5.5(b)に示すように、各歯は全体の圧力差のごく一部しか負担しない。 各シール歯内の蒸気の流れは、ほぼ縮流ノズル内の蒸気の流れに類似しているため、漏れ蒸気量はノズル流量式を参考にして計算することができる。 反動段については、その基本的な構造と動作原理から容易に分析できるように、その漏気損失は衝動段よりも大きくなる。これは以下の理由による：1）内径式シールの漏気量が衝動段の隔壁式シールの漏気量よりも多い。これは主に、内径式シールの直径が隔壁式シールの直径よりも大きく、かつシールの歯の数が比較的少ないためである。 2) 动翼の前後の圧力差が大きいため、翼先端からの漏れ蒸気量はかなり多い。 漏気損失を減らすためには、半径方向の隙間をできるだけ小さくする必要がある。しかし、タービンが起動する際などには、静止部と回転部の加熱が不均一になり、温度差が大きくなる。このため、両者が摩擦するのを避けるために、隙間をあまり小さくすることもできない。したがって、漏れ蒸気を減らすために、半径方向および軸方向のスチームシール構造が採用されている。長いタービンブレードステージの場合、ラップリングがない状態では、動翼の先端を薄くし、動翼とシリンダー（またはディバイダーカバー）との隙間を狭めることで、蒸気の漏れを防ぐ効果を得ることが多い。また、可能な限り葉先の反動度を小さくし、動翼の先端部分における前後の圧力差が過度に大きくならないようにする必要がある。

タービンが動作中に漏気によって生じる損失。 ①隔壁からの漏気②動翼上部からの漏気

タービンが動作中に漏気によって生じる損失。タービンの出力は100％にはならないため、必然的に損失が生じます。

タービンが動作中に漏気によって生じる損失を漏気損失と呼びます。漏気損失は、以下の要因に関連しています：シール部品の密閉性が悪い；ホイールカバーのシールが不十分など

タービンが動作中に漏気によって生じる損失。 ①隔壁からの漏気②動翼上部からの漏気。