蒸気タービンのグランドシールの重要な役割

蒸気タービンは、ステーターとローターという 2 つの主要なコンポーネントで構成されます。動作中、ローターは高速で回転しますが、ステーターは静止したままになります。したがって、相互の摩擦を防ぐために、ローターとステーターの間に特定のクリアランスを維持する必要があります。蒸気がタービンのさまざまな段階を通って流れて仕事を行うと、その圧力と温度が徐々に低下し、その結果、各ダイヤフラムの側面に圧力差が生じます。さらに、動翼がある程度の反力を有する段階では、動翼自体の上流側と下流側との間に圧力差も存在する。蒸気の大部分は、固定ブレードと可動ブレードによって形成された通路を通って流れて作業を実行しますが、ごく一部の蒸気は、作業出力に寄与せずにさまざまな隙間から必然的に漏れます。これは損失となり、最終的にタービンユニットの全体的な効率を低下させます。

さらに、ローターシャフトはベアリングで支持されるためにタービンケーシングを通過する必要があります。当然、これらの箇所にもクリアランスを設ける必要があります。高圧ケーシングの端と-中圧ケーシングの入口端-では内部の蒸気圧力が外部の大気圧を超えており、-蒸気は必然的に外部に漏れます。この漏れはユニットの効率を低下させるだけでなく、凝縮水の損失にもつながります。

逆に、内部の蒸気圧力が外部の大気圧を下回る中圧ケーシングの排気端{{0}や低圧ケーシングの両端--では、主軸がケーシングを貫通する隙間から周囲の空気が必然的に内部に漏れます。空気は凝縮器内で凝縮できないため、空気が侵入するとシステム内の真空レベルが低下し、蒸気の仕事量が減少します。

蒸気タービンの安全で信頼性の高い動作を確保しながら、前述の隙間からの漏れを最小限に抑えるために、さまざまなタイプの蒸気シールが特別に取り付けられています。これらのシールは、蒸気流路用シール、ダイヤフラム シール、シャフト エンド シールの 3 つの主要なグループに大別できます。-基本的な動作原理の観点から、シールの 3 つのカテゴリはすべてラビリンス シールとして分類されます。