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【資源エネルギー庁長官賞】
タービン向け低漏洩リーフシール・耐高面圧樹脂軸受
低損失スラスト軸受
低損失ジャーナル軸受
低漏洩シール
三菱重工業株式会社
東京都港区
1. 機器の概要
エネルギー資源の節約とCO2排出抑制に代表される環境問題の高まりから、火力
発電設備の効率向上の弛まない努力が続けられている。この中でタービン内の軸
シール部の漏れ低減や軸受の損失低減はタービンの性能向上、省エネの有効な手
段である。本開発では、シールについてはミクロンオーダーで製造管理した精密
板(リーフ)を多数枚周方向に束ねて構成した世界初の低漏洩リーフシールを
発。また、軸受では、耐高面圧性を向上させた樹脂系材料を適用した低損失樹
脂軸受を開発した。これによりタービン効率は、約 0.6~2.4%(相対値)の改善
が実現し、消費する燃料も少なくなりCO2排出量低減に貢献している。
薄
開
写真1 低漏洩シール
写真2 耐高面圧樹脂軸受 図1 発電タービン概略図
耐高面圧樹脂ジャーナル軸受
耐高面圧樹脂スラスト軸受低漏洩シール
— 18 —
2. 機器の技術的特徴および効果
2.1 技術的特徴
— 19 —
(1) 低
薄板を周方向に傾斜させて多数配置した構造であり、ロータが回転すると薄
板先端とロータの間に作用する動圧効果により浮上力が発生し、ロータ回転中
は微小隙間の非接触状態となる。このため、従来 でか
つ、ブラシシール等の接触式シールと異なりタービン運転中 ータ
の摩耗を防ぎ、耐久性が向上するとともに、シール自身が板形状で差圧方向の
ブラシシールより高差圧域までシールできるという特徴を
面
従来、軸受表面には軟
ービンの起動や低い回転数においてロータと軸受が接触
耐えきれず回転方向に塑性流動が発生する。
強く、摺動性の良いポリエーテルエーテルケトン樹脂
開発した。
タルに比べて比摩耗量は、約 に減少
した耐高面圧軸受が実現した。
漏洩リーフシール
シールの約 1/3 の低漏洩
のシールやロ
剛性が大きいので、
持つ。
(2) 耐高 圧樹脂軸受
質金属が使用されてきたが、ロータ重量が大きい場合
は強度が低いため、タ
する時に、せん断力に
そこで、機械的強度が
を表面に用いた軸受を
その結果、従来のホワイトメ 1/2~1/10
サイドプレート
リーフ(薄板)
0
200
400
600
800
1000
1200
0.0 0.1 0.2 0.3
Differential pressure ⊿P [MPa]
Leak
age
G [
kg/h
]
Labyrinth seal (gap 0.5mm-4stage)Leaf seal (Measured)Leaf seal (Calculated)