蒸気タービン概論
（初級者向けのタービン構造設計）
奥野 研一
２０1４年３月１５日
© 2013 Toshiba Corporation
1. 蒸気タービン概要
2. 荷重と応力
3. 蒸気タービン基本部品
4. 翼の設計
5. 材料
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蒸気タービン
•＊圧力；２５ＭＰａ（３１ＭＰａ）から０．００５ＭＰａまで膨張
•＊温度；６００℃から３３℃まで膨張
•＊全長；３０～４０ｍ
•＊回転部重量；２５０トン
•＊回転数；３０００ＲＰＭ、３６００ＲＰＭ（１５００、１８００ＲＰＭ）
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構造設計のポイント
回転や熱で生じる応力と環境が組合わさり、多様な損傷が生じる。設計や保守
において、部材の環境と応力を把握することが重要
フレッティング
疲労
腐食
疲労
蒸気タービン
熱衝撃
（熱応力）
熱疲労
クリープ
＋熱疲労
発電システムと材料力学との関わり
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タービン翼の分類
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タービン材料に要求される特性と評価方法
特
評価方法
性
引張応力 引張試験、クリープ試験、クリープ破断試験
耐応力（強さ）
振動応力 高サイクル疲労試験
熱応力
低サイクル疲労試験
耐衝撃（衝撃靭性）
シャルピー衝撃試験
耐腐食（耐食性）
腐食試験、応力腐食割れ試験、腐食疲労試験
耐エロージョン
固体
固体エロージョン（SPE）試験
水滴
水滴エロージョン試験
長時間安定性
長時間加熱時効試験
溶接性
溶接試験（割れ、曲げ、継手強度など）
均質性・清浄度
金属組織試験（SP、マクロ、ミクロ）
耐脆性破壊
破壊靭性試験
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