JP6215172B2

JP6215172B2 - Steam turbine

Info

Publication number: JP6215172B2
Application number: JP2014205655A
Authority: JP
Inventors: 亮 ▲高▼田; 英司齋藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2034-10-06
Also published as: JP2016075202A

Description

本開示は、蒸気タービンに関する。 The present disclosure relates to steam turbines.

舶用の蒸気タービンとして、前進用タービンと、前記前進用タービンと回転軸を共有し、前記前進用タービンの蒸気流れの方向と逆方向に蒸気が流れるよう構成された後進用タービンとを有する蒸気タービンが知られている。 As a marine steam turbine, a steam turbine having a forward turbine and a reverse turbine configured to share a rotating shaft with the forward turbine and to flow in a direction opposite to the steam flow direction of the forward turbine. It has been known.

このような蒸気タービンは、前進用タービンを蒸気が流れる際の回転方向と後進用タービンを蒸気が流れる際の回転方向とが逆方向となるよう構成されている。このため、蒸気の流入先を前進用タービンと後進用タービンとで切り替えることにより、回転軸の回転力が伝達されるプロペラ（推進器）の回転方向を切り替えて、船舶等を前進又は後進させることができる。 Such a steam turbine is configured such that the direction of rotation when the steam flows through the forward turbine and the direction of rotation when the steam flows through the reverse turbine are opposite. For this reason, by switching the inflow destination of the steam between the forward turbine and the reverse turbine, the rotation direction of the propeller (propulsion unit) to which the rotational force of the rotating shaft is transmitted is switched to advance or reverse the ship or the like. Can do.

特許文献１には、このような蒸気タービンにおいて、前進用タービンを通過した蒸気が後進用タービンに流れ込むのを阻害するための流入防止部を排気室に設けることにより、前進時における後進用タービンの空転損失を防止する旨が記載されている。 In Patent Document 1, in such a steam turbine, an inflow prevention portion for preventing the steam that has passed through the forward turbine from flowing into the reverse turbine is provided in the exhaust chamber, whereby the reverse turbine of the forward turbine at the time of forward travel is provided. It describes that it prevents idling loss.

特開２００７−９２５３７号公報JP 2007-92537 A

特許文献１に記載の蒸気タービンでは、前進時における後進用タービンの空転損失を防止することにより蒸気タービンの効率向上を図っている。
ところで、前進用タービン及び後進用タービンを備える蒸気タービンにおいて高効率化を実現するためには、空転損失を防止するのみでは限界があり、他の観点からも検討を行う必要がある。 In the steam turbine described in Patent Document 1, the efficiency of the steam turbine is improved by preventing idling loss of the reverse turbine during forward travel.
By the way, in order to achieve high efficiency in a steam turbine including a forward turbine and a reverse turbine, there is a limit in preventing idling loss, and it is necessary to study from other viewpoints.

本発明は、上述したような課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、前進用タービン及び後進用タービンを備える蒸気タービンの高効率化を実現することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to achieve high efficiency of a steam turbine including a forward turbine and a reverse turbine.

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る蒸気タービンは、前進用タービンと、前記前進用タービンの排気側に設けられ、前記前進用タービンと回転軸を共有し、前記前進用タービンの蒸気流れの方向と逆方向に蒸気が流れるよう構成された後進用タービンと、前記前進用タービンの排気及び前記後進用タービンの排気が流入する排気室が内側に形成される第１ケーシングと、を備える蒸気タービンであって、前記後進用タービンは、前記第１ケーシングの内側に配置される第２ケーシングであって該後進用タービンのタービンロータ部を収容するとともに前記第１ケーシングとの間に前記排気室が形成される第２ケーシングを含み、前記第２ケーシングの最下流位置から前記後進用タービンの初段落の最上流位置までの前記後進用タービンの軸方向における範囲を範囲Ｓｔとし、前記範囲Ｓｔのうち前記第２ケーシングの最下流位置からの所定範囲を範囲Ｓｄとし、前記範囲Ｓｔのうち前記範囲Ｓｄを除く範囲を範囲Ｓｕとすると、前記範囲Ｓｄの各位置での前記第２ケーシングの外周面と前記後進用タービンの回転軸線との前記後進用タービンの径方向における距離は、前記範囲Ｓｕの各位置での前記第２ケーシングの外周面と前記後進用タービンの回転軸線との前記後進用タービンの径方向における距離よりも小さい蒸気タービン。 (1) A steam turbine according to at least one embodiment of the present invention is provided on an exhaust side of a forward turbine and the forward turbine, and shares a rotating shaft with the forward turbine, and a steam flow of the forward turbine. And a first casing in which an exhaust chamber into which exhaust of the forward turbine and exhaust of the reverse turbine flows is formed inside. The reverse turbine is a second casing disposed inside the first casing, and accommodates a turbine rotor portion of the reverse turbine, and is located between the first casing and the exhaust chamber. The reverse turbine from the most downstream position of the second casing to the most upstream position of the first stage of the reverse turbine If the range in the axial direction is set as the range St, the predetermined range from the most downstream position of the second casing in the range St is set as the range Sd, and the range excluding the range Sd is set in the range St as the range Su. The distance in the radial direction of the reverse turbine between the outer peripheral surface of the second casing and the rotational axis of the reverse turbine at each position in the range Sd is the outer peripheral surface of the second casing at each position in the range Su. A steam turbine smaller than a distance in a radial direction of the reverse turbine between the rotational axis of the reverse turbine and the rotational axis of the reverse turbine

上記（１）に記載の蒸気タービンによれば、「範囲Ｓｄの各位置での第２ケーシングの外周面と後進用タービンの回転軸線との後進用タービンの径方向における距離が、範囲Ｓｕの各位置での第２ケーシングの外周面と後進用タービンの回転軸線との後進用タービンの径方向における距離よりも小さい」との条件を満たさない場合と比較して、範囲Ｓｄの各位置での上記距離が、範囲Ｓｕの各位置での上記距離よりも小さい分だけ、排気室の流路幅を拡大するとともに、前進用タービンの排気が後進用タービンの第２ケーシングに衝突することによる損失を低減することができる。このため、前進用タービンの排気のスムーズな流れを実現し、排気室の性能を向上することができる。したがって、蒸気タービンの高効率化を実現することができる。 According to the steam turbine described in (1) above, “the distance in the radial direction of the reverse turbine between the outer peripheral surface of the second casing and the rotation axis of the reverse turbine at each position in the range Sd is Compared to the case where the condition of “the outer peripheral surface of the second casing at the position and the rotational axis of the reverse turbine is smaller than the distance in the radial direction of the reverse turbine” does not satisfy the above condition at each position in the range Sd. The distance of the exhaust chamber is increased by the distance less than the distance at each position in the range Su, and the loss caused by the exhaust of the forward turbine colliding with the second casing of the reverse turbine is reduced. can do. For this reason, the smooth flow of the exhaust of the forward turbine can be realized, and the performance of the exhaust chamber can be improved. Therefore, high efficiency of the steam turbine can be realized.

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の蒸気タービンにおいて、前記範囲Ｓｄの最上流位置は、前記後進用タービンの最下流側の動翼の上流端より上流側にある。 (2) In some embodiments, in the steam turbine described in (1) above, the most upstream position in the range Sd is upstream from the upstream end of the moving blade on the most downstream side of the reverse turbine.

上記（２）に記載の蒸気タービンによれば、少なくとも後進用タービンの最下流側の動翼の上流端よりも上流側まで排気室の流路幅を拡大することで、上記（１）に記載の蒸気タービンの高効率化の効果を高めることができる。 According to the steam turbine described in the above (2), the flow passage width of the exhaust chamber is expanded from at least the upstream end of the moving blade on the most downstream side of the reverse moving turbine to the upstream side, and thus described in the above (1). The effect of improving the efficiency of the steam turbine can be enhanced.

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の蒸気タービンにおいて、前記後進用タービンは、ｎ列の動翼列を備えており、前記ｎ列の動翼列のうち上流側からｉ列目の動翼列の前記後進用タービンの軸方向における存在範囲を範囲Ｓ_ｉ（ただし、ｉは１以上ｎ未満の自然数）とし、前記範囲Ｓ_ｉでの前記第２ケーシングの前記後進用タービンの径方向における厚さをｔ_ｉとすると、１以上ｎ未満の全てのｉについて、ｔ_ｉ＞ｔ_ｉ＋１を満たす。 (3) In some embodiments, in the steam turbine according to (1) or (2), the reverse turbine includes an n-row blade row, and the n-row blade row Among these, the second casing in the range S _i is a range S _i (where i is a natural number greater than or equal to 1 and less than n) in the axial direction of the backward turbine in the i-th row of moving blades from the upstream side. Where t _i is the thickness in the radial direction of the reverse turbine, t _i > t _{i + 1} is satisfied for all i of 1 to less than n.

上記（３）に記載の蒸気タービンによれば、各動翼列の存在範囲Ｓ_ｉでの、後進用タービンにおける第２ケーシング内の圧力を考慮した第２ケーシングの耐圧性能を実現するとともに、前進用タービンの排気のスムーズな流れを実現して排気室の性能を向上することができる。 According to the steam turbine described in (3) above, while realizing the pressure resistance performance of the second casing in consideration of the pressure in the second casing in the reverse turbine in the existence range S _i of each rotor blade row, the forward movement It is possible to improve the performance of the exhaust chamber by realizing a smooth flow of exhaust from the industrial turbine.

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れか１項に記載の蒸気タービンにおいて、前記後進用タービンは、少なくとも二つの段落を含み、前記後進用タービンの軸方向における前記初段落の存在範囲を範囲Ｓａとし、前記後進用タービンの軸方向における最終段落の存在範囲を範囲Ｓｚとすると、前記後進用タービンの軸方向における前記範囲Ｓａでの前記第２ケーシングの外周面と前記後進用タービンの回転軸線との前記後進用タービンの径方向における距離は一定の距離Ｒ１であり、前記後進用タービンの軸方向における前記範囲Ｓｚでの前記第２ケーシングの外周面と前記後進用タービンの回転軸線との前記後進用タービンの径方向における距離は一定の距離Ｒ２であり、Ｒ１＞Ｒ２を満たすよう第２ケーシングが構成されている。 (4) In some embodiments, in the steam turbine according to any one of (1) to (3), the reverse turbine includes at least two paragraphs, and the axial direction of the reverse turbine is If the existence range of the first paragraph in the above is the range Sa and the existence range of the final paragraph in the axial direction of the reverse turbine is the range Sz, the outer periphery of the second casing in the range Sa in the axial direction of the reverse turbine The distance in the radial direction of the reverse turbine between the surface and the rotational axis of the reverse turbine is a constant distance R1, and the outer peripheral surface of the second casing in the range Sz in the axial direction of the reverse turbine and the The distance in the radial direction of the reverse turbine with respect to the rotational axis of the reverse turbine is a constant distance R2, and the second casing is configured to satisfy R1> R2. It is.

上記（４）に記載の蒸気タービンによれば、初段落が存在する範囲Ｓａおよび最終段落が存在する範囲Ｓｚの夫々において第２ケーシングの外周面が面一に形成される。このため、後進用タービンの第２ケーシングの製造容易化と排気室の性能向上とを両立することができる。 According to the steam turbine described in (4) above, the outer peripheral surface of the second casing is formed flush with each other in the range Sa where the first stage exists and the range Sz where the final stage exists. For this reason, it is possible to achieve both the ease of manufacturing the second casing of the reverse turbine and the improvement of the performance of the exhaust chamber.

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）に記載の蒸気タービンにおいて、前記第２ケーシングの外周面は、前記後進用タービンの軸方向における前記範囲Ｓａと前記範囲Ｓｚとの間の領域において、前記後進用タービンの軸方向上流側に向かうにつれて前記後進用タービンの回転軸線から離れるように傾斜する傾斜面を含む。 (5) In some embodiments, in the steam turbine according to (4), the outer peripheral surface of the second casing is a region between the range Sa and the range Sz in the axial direction of the reverse turbine. And an inclined surface that is inclined so as to be away from the rotational axis of the reverse turbine as it goes upstream in the axial direction of the reverse turbine.

上記（５）に記載の蒸気タービンによれば、範囲Ｓａと範囲Ｓｚとの間に段差が形成されている場合と比べて、前進用タービンの排気の流れが阻害されずに傾斜面に沿ってスムーズに流れるため、上記（４）に記載の蒸気タービンにおける排気室の性能向上の効果を高めることができる。 According to the steam turbine as described in said (5), compared with the case where the level | step difference is formed between range Sa and range Sz, the flow of the exhaust_gas | exhaustion of a forward turbine is not obstruct | occluded along an inclined surface. Since it flows smoothly, the effect of the performance improvement of the exhaust chamber in the steam turbine as described in said (4) can be heightened.

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れか１項に記載の蒸気タービンにおいて、前記第２ケーシングの外周面は、前記後進用タービンの軸方向における前記範囲Ｓｄにおいて、前記後進用タービンの軸方向上流側に向かうにつれて前記後進用タービンの回転軸線から離れるように傾斜する傾斜面を含む。 (6) In some embodiments, in the steam turbine according to any one of (1) to (3), the outer peripheral surface of the second casing is the range Sd in the axial direction of the reverse turbine. And an inclined surface that is inclined so as to be away from the rotational axis of the reverse turbine as it goes upstream in the axial direction of the reverse turbine.

上記（６）に記載の蒸気タービンによれば、前進用タービンの排気が傾斜面に沿ってスムーズに流れるため、排気室の性能を向上することができる。したがって、蒸気タービンの高効率化を実現することができる。 According to the steam turbine described in (6) above, the exhaust of the forward turbine flows smoothly along the inclined surface, so that the performance of the exhaust chamber can be improved. Therefore, high efficiency of the steam turbine can be realized.

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れか１項に記載の蒸気タービンにおいて、前記後進用タービンの軸方向における前記範囲Ｓｄを含む所定範囲Ｓｐでの前記第１ケーシングの厚さは、前記後進用タービンの軸方向における前記所定範囲Ｓｐに隣接する所定範囲Ｓｑでの前記第１ケーシングの厚さよりも大きい。 (7) In some embodiments, in the steam turbine according to any one of (1) to (6), the first range in the predetermined range Sp including the range Sd in the axial direction of the reverse turbine. The thickness of one casing is larger than the thickness of the first casing in a predetermined range Sq adjacent to the predetermined range Sp in the axial direction of the reverse turbine.

上記（７）に記載の蒸気タービンによれば、上記範囲Ｓｄでは後進用タービンの第２ケーシングの厚みが第２ケーシングの他の範囲より薄くなりやすい。このため、上記範囲Ｓｄを含む所定範囲での第１ケーシングの厚みを第１ケーシングの他の範囲での厚みよりも厚く形成することにより、万が一後進用タービンが回転中にバーストした場合にも、破片の飛散を第１ケーシング又は第２ケーシングによって効果的に受け止めることができる。 According to the steam turbine described in (7) above, in the range Sd, the thickness of the second casing of the reverse turbine is likely to be thinner than the other range of the second casing. Therefore, by forming the thickness of the first casing in the predetermined range including the range Sd thicker than the thickness in the other range of the first casing, even if the reverse turbine bursts during rotation, The scattered pieces can be effectively received by the first casing or the second casing.

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の蒸気タービンにおいて、前記第２ケーシングの最下流位置は、前記後進用タービンの軸方向において前記後進用タービンの最終段落の最下流位置よりも上流側にある。 (8) In some embodiments, in the steam turbine according to (1), the most downstream position of the second casing is the most downstream position of the final stage of the reverse turbine in the axial direction of the reverse turbine. More upstream.

上記（９）に記載の蒸気タービンによれば、後進用タービンの初段落の最上流位置から最終段落の最下流位置までの全てが第２ケーシングに覆われていた従来構成と比較して、排気室の流路幅を拡大するとともに、前進用タービンの排気が後進用タービンの第２ケーシングに衝突することによる損失を低減することができる。 According to the steam turbine described in the above (9), compared with the conventional configuration in which everything from the most upstream position in the first stage of the reverse turbine to the most downstream position in the last stage is covered with the second casing, While expanding the flow path width of the chamber, it is possible to reduce a loss caused by the exhaust of the forward turbine colliding with the second casing of the reverse turbine.

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）に記載の蒸気タービンにおいて、前記後進用タービンの前記最終段落はカーチス段落である。 (9) In some embodiments, in the steam turbine according to (8) above, the final stage of the reverse turbine is a Curtiss stage.

上記（９）に記載の蒸気タービンによれば、後進用タービンの最終段落がカーチス段落（衝動段落）であるため、後進用タービンの最下流側の動翼では蒸気の圧力が基本的に変化しない。このため、上述のように第２ケーシングの最下流位置が、後進用タービンの軸方向において後進用タービンの最下流側の動翼の下流端よりも上流側にあっても（動翼列の全体が第２ケーシングに覆われていなくとも）、後進用タービンの性能は低下しにくい。したがって、後進用タービンの性能低下を抑制しつつ、前進用タービンの排気のスムーズな流れを実現し、排気室の性能を向上することができる。 According to the steam turbine described in (9) above, since the final stage of the reverse turbine is the Curtiss stage (impulsion stage), the steam pressure does not basically change in the moving blades on the most downstream side of the reverse turbine. . Therefore, as described above, even if the most downstream position of the second casing is located upstream of the downstream end of the moving blade on the most downstream side of the reverse turbine in the axial direction of the reverse moving turbine (the entire moving blade row). Even if the second casing is not covered), the performance of the reverse turbine is unlikely to deteriorate. Therefore, it is possible to achieve a smooth flow of exhaust gas from the forward turbine and improve the performance of the exhaust chamber while suppressing a decrease in performance of the reverse turbine.

（１０）幾つかの実施形態では、上記（８）又は（９）に記載の蒸気タービンにおいて、前記第２ケーシングの最下流位置は、前記後進用タービンの軸方向において、前記後進用タービンにおける最下流側の動翼の上流端よりも上流側にある。 (10) In some embodiments, in the steam turbine according to (8) or (9), the most downstream position of the second casing is the most downstream position in the reverse turbine in the axial direction of the reverse turbine. Located upstream of the upstream end of the downstream blade.

上記（１０）に記載の蒸気タービンによれば、後進用タービンの最終段落はカーチス段落である。カーチス段落は衝動翼として機能するため、第２ケーシングの最下流位置が、後進用タービンにおける最下流側の動翼の上流端より上流側にあっても（該動翼の径方向外側に第２ケーシングが存在しなくとも）、後進用タービンの性能は低下しにくい。したがって、後進用タービンの性能低下を抑制しつつ、前進用タービンの排気のスムーズな流れを実現し、排気室の性能を向上することができる。 According to the steam turbine described in (10) above, the final stage of the reverse turbine is a Curtiss stage. Since the Curtis stage functions as an impulse blade, even if the most downstream position of the second casing is upstream from the upstream end of the most downstream moving blade in the reverse turbine (the second outer side in the radial direction of the moving blade). Even without a casing), the performance of the reverse turbine is unlikely to decline. Therefore, it is possible to achieve a smooth flow of exhaust gas from the forward turbine and improve the performance of the exhaust chamber while suppressing a decrease in performance of the reverse turbine.

（１１）幾つかの実施形態では、上記（８）乃至（１０）の何れか１項に記載の蒸気タービンにおいて、前記後進用タービンの軸方向における前記第２ケーシングの最下流位置の端面には、前記後進用タービンの軸方向下流側に突出する複数の突出部が、前記後進用タービンの周方向に間隔を空けて配設されている。 (11) In some embodiments, in the steam turbine according to any one of (8) to (10), the end surface of the second-most casing of the second casing in the axial direction of the reverse turbine is A plurality of projecting portions projecting to the downstream side in the axial direction of the reverse turbine are disposed at intervals in the circumferential direction of the reverse turbine.

上記（１１）に記載の蒸気タービンによれば、後進用タービンの最終段落の最下流位置から第２ケーシングの最下流位置までの後進用タービンの軸方向における範囲において、後進用タービンの軸方向へのスムーズな蒸気流れを許容しつつ、回転軸周りの流体の旋回成分の増大を抑制することができる。したがって、風損を低減し、排気室の性能を向上することができる。 According to the steam turbine described in (11) above, in the axial direction of the reverse turbine from the most downstream position of the final stage of the reverse turbine to the most downstream position of the second casing in the axial direction of the reverse turbine. An increase in the swirling component of the fluid around the rotation axis can be suppressed while allowing a smooth steam flow. Therefore, windage loss can be reduced and the performance of the exhaust chamber can be improved.

（１２）幾つかの実施形態では、上記（８）乃至（１１）の何れか１項に記載の蒸気タービンにおいて、前記後進用タービンの最終段落の最下流位置から前記第２ケーシングの最下流位置までの前記後進用タービンの軸方向における範囲を範囲Ｓｇとすると、前記後進用タービンの軸方向における前記範囲Ｓｇを含む所定範囲Ｓｐでの前記第１ケーシングの厚さは、前記後進用タービンの軸方向における前記所定範囲Ｓｐに隣接する所定範囲Ｓｑでの前記第１ケーシングの厚さよりも大きい。 (12) In some embodiments, in the steam turbine according to any one of (8) to (11) above, the most downstream position of the second casing from the most downstream position of the last stage of the reverse turbine. If the range in the axial direction of the reverse turbine up to is a range Sg, the thickness of the first casing in the predetermined range Sp including the range Sg in the axial direction of the reverse turbine is the shaft of the reverse turbine. It is larger than the thickness of the first casing in a predetermined range Sq adjacent to the predetermined range Sp in the direction.

上記（１２）に記載の蒸気タービンによれば、上記範囲Ｓｇには後進用タービンの第２ケーシングが存在しない。このため、上記範囲Ｓｇを含む所定範囲Ｓｐでの第１ケーシングの厚みを第１ケーシングの他の範囲の厚みより厚くすることにより、万が一後進用タービンが回転中にバーストした場合にも、破片の飛散を第１ケーシングによって効果的に受け止めることができる。 According to the steam turbine described in (12) above, the second casing of the reverse turbine does not exist in the range Sg. For this reason, by making the thickness of the first casing in the predetermined range Sp including the range Sg thicker than the thickness of the other range of the first casing, even if the reverse turbine bursts during rotation, Scattering can be effectively received by the first casing.

本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、前進用タービン及び後進用タービンを備える蒸気タービンの高効率化を実現することができる。 According to at least one embodiment of the present invention, high efficiency of a steam turbine including a forward turbine and a reverse turbine can be realized.

本発明の一実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the steam turbine which concerns on one Embodiment of this invention. 図１に示した蒸気タービンにおける後進用タービンの具体的構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the specific structural example of the reverse turbine in the steam turbine shown in FIG. 図１に示した蒸気タービンにおける後進用タービンの具体的構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the specific structural example of the reverse turbine in the steam turbine shown in FIG. 図１に示した蒸気タービンにおける後進用タービンの具体的構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the specific structural example of the reverse turbine in the steam turbine shown in FIG. 図１に示した蒸気タービンにおける後進用タービンの具体的構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the specific structural example of the reverse turbine in the steam turbine shown in FIG. 図５に示した後進用タービンにおける突出部の配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows arrangement | positioning of the protrusion part in the reverse turbine shown in FIG.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.

図１は、本発明の一実施形態に係る蒸気タービン１００の概略的な構成を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a steam turbine 100 according to an embodiment of the present invention.

蒸気タービン１００は、前進用タービン２、後進用タービン４及び後進用タービン４の外周側に配置されたケーシング６（第１ケーシング）等を備えている。前進用タービン２及び後進用タービン４は、不図示のボイラにて発生した蒸気が流入するよう構成されている。 The steam turbine 100 includes a forward turbine 2, a reverse turbine 4, a casing 6 (first casing) disposed on the outer peripheral side of the reverse turbine 4, and the like. The forward turbine 2 and the reverse turbine 4 are configured such that steam generated by a boiler (not shown) flows therein.

前進用タービン２は、複数の動翼列１０を含むタービンロータ部１２と、タービンロータ部１２を覆うケーシング１４と、ケーシング１４に設けられる複数の静翼列１６とを有する。各動翼列１０は、複数の動翼が前進用タービン２の周方向に配列されてなり、各静翼列１６は、複数の静翼が前進用タービン２の周方向に配列されてなる。 The forward turbine 2 includes a turbine rotor portion 12 including a plurality of moving blade rows 10, a casing 14 covering the turbine rotor portion 12, and a plurality of stationary blade rows 16 provided in the casing 14. Each moving blade row 10 includes a plurality of moving blades arranged in the circumferential direction of the forward moving turbine 2, and each stationary blade row 16 includes a plurality of stationary blades arranged in the circumferential direction of the moving forward turbine 2.

前進用タービン２は、不図示の高圧タービンを通過後の蒸気が導かれる低圧タービンであり、蒸気の流入に伴って回転軸８を正方向に回転させるよう構成されている。前進用タービン２への蒸気の流入に伴って回転軸８が正方向に回転すると、回転軸８から伝達される回転力によって不図示のプロペラ（推進器）が正方向に駆動されて船を前進させる推力が生じる。 The forward turbine 2 is a low-pressure turbine to which steam after passing through a high-pressure turbine (not shown) is guided, and is configured to rotate the rotating shaft 8 in the forward direction with the inflow of steam. When the rotating shaft 8 rotates in the forward direction along with the inflow of steam into the forward turbine 2, the propeller (propeller) (not shown) is driven in the forward direction by the rotational force transmitted from the rotating shaft 8 to advance the ship. The thrust to be generated is generated.

後進用タービン４は、前進用タービン２の排気側に設けられ、前進用タービン２と回転軸８を共有し、前進用タービン２の蒸気流れの方向と逆方向に蒸気が流れるよう構成されている。後進用タービン４は、複数の動翼列１８を含むタービンロータ部２０と、ケーシング６の内側に配置されタービンロータ部２０を収容するケーシング２２（第２ケーシング）と、ケーシング２２に設けられた複数のノズル列２４及び複数の静翼列２６とを有する。各動翼列１８は、複数の動翼が後進用タービン４の周方向に配列されてなり、各静翼列２６は、複数の静翼が後進用タービン４の周方向に配列されてなる。 The reverse turbine 4 is provided on the exhaust side of the forward turbine 2, shares the rotating shaft 8 with the forward turbine 2, and is configured such that steam flows in a direction opposite to the steam flow direction of the forward turbine 2. . The reverse turbine 4 includes a turbine rotor unit 20 including a plurality of moving blade rows 18, a casing 22 (second casing) that is disposed inside the casing 6 and accommodates the turbine rotor unit 20, and a plurality of units provided in the casing 22. Nozzle array 24 and a plurality of stationary blade arrays 26. Each moving blade row 18 includes a plurality of moving blades arranged in the circumferential direction of the reverse turbine 4, and each stationary blade row 26 includes a plurality of stationary blades arranged in the circumferential direction of the backward moving turbine 4.

後進用タービン４は、カーチスタービンであり、図１に示す実施形態では二つのカーチス段落２８，３０（初段落２８及び最終段落３０）を含んでいる。カーチス段落２８，３０の各々は、一つのノズル列２４と、ノズル列２４の下流側に設けられた二つの動翼列１８と、該二つの動翼列１８の間に設けられた一つの静翼列２６とを有している。 The reverse turbine 4 is a Curtis turbine and includes two Curtis paragraphs 28 and 30 (the first paragraph 28 and the final paragraph 30) in the embodiment shown in FIG. Each of the Curtis paragraphs 28 and 30 includes one nozzle row 24, two moving blade rows 18 provided on the downstream side of the nozzle row 24, and one static row provided between the two moving blade rows 18. And a cascade 26.

後進用タービン４は、蒸気の流入に伴って回転軸８を逆方向（前進用タービン２への蒸気の流入に伴う回転軸８の回転方向に対して逆方向）に回転させるよう構成されている。後進用タービン４への蒸気の流入に伴って回転軸８が逆方向に回転すると、回転軸８から伝達される回転力によって不図示のプロペラが逆方向に駆動されて船を後進させる推力が生じる。 The reverse turbine 4 is configured to rotate the rotation shaft 8 in the reverse direction (reverse to the rotation direction of the rotation shaft 8 accompanying the inflow of steam into the advance turbine 2) with the inflow of steam. . When the rotating shaft 8 rotates in the reverse direction along with the inflow of steam into the reverse turbine 4, the propeller (not shown) is driven in the reverse direction by the rotational force transmitted from the rotating shaft 8 to generate a thrust force that moves the ship backward. .

前進用タービン２の排気及び後進用タービン４の排気は、ケーシング６の内側（ケーシング６とケーシング２２の間）に形成された排気室３２を通って不図示の復水器に送られる。図２においてＳＦの矢印にて記載の如く後進用タービン４の蒸気流れは、ノズル車室２７に流入し初段落２８(ノズル、動翼、静翼、動翼)を通過し、最終段落３０(ノズル、動翼、静翼、動翼)を通過し、排気室３２に流入する。排気室３２には、前進用タービン２の排気に対するディフューザの一部として機能するとともに、前進用タービン２の排気が後進用タービン４へ流入しにくくするためのフローガイド３６が設けられている。 The exhaust from the forward turbine 2 and the exhaust from the reverse turbine 4 are sent to a condenser (not shown) through an exhaust chamber 32 formed inside the casing 6 (between the casing 6 and the casing 22). 2, the steam flow of the reverse turbine 4 flows into the nozzle casing 27 and passes through the first stage 28 (nozzles, moving blades, stationary blades, moving blades), and the final stage 30 ( Nozzle, moving blade, stationary blade, moving blade) and flows into the exhaust chamber 32. The exhaust chamber 32 is provided with a flow guide 36 that functions as part of a diffuser for the exhaust of the forward turbine 2 and makes it difficult for the exhaust of the forward turbine 2 to flow into the reverse turbine 4.

フローガイド３６は、後進用タービン４のケーシング２２に複数の連結部材３８によって連結されている。一実施形態では、複数の連結部材３８は、一端側がケーシング２２に接続し他端側がフローガイド３６に連結する棒状部材であり、周方向に間隔を空けて配設されている。 The flow guide 36 is coupled to the casing 22 of the reverse turbine 4 by a plurality of coupling members 38. In one embodiment, the plurality of connecting members 38 are rod-like members having one end connected to the casing 22 and the other end connected to the flow guide 36, and are arranged at intervals in the circumferential direction.

図２は、一実施形態に係る後進用タービン４の概略的な構成を示す断面図である。図３は、一実施形態に係る後進用タービン４の概略的な構成を示す断面図である。図４は、一実施形態に係る後進用タービン４の概略的な構成を示す断面図である。図５は、一実施形態に係る後進用タービン４の概略的な構成を示す断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the reverse turbine 4 according to the embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the reverse turbine 4 according to the embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the reverse turbine 4 according to the embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the reverse turbine 4 according to the embodiment.

以下において「上流」「下流」とは、特記しない場合は後進用タービン４の軸方向（後進用タービン４の蒸気流れ方向）における「上流」「下流」を意味することとする。 In the following, “upstream” and “downstream” mean “upstream” and “downstream” in the axial direction of the reverse turbine 4 (the steam flow direction of the reverse turbine 4) unless otherwise specified.

幾つかの実施形態では、例えば図２〜図５に示すように、ケーシング２２の最下流位置Ｐｄ１から後進用タービン４の初段落２８の最上流位置Ｐｆまでの後進用タービン４の軸方向における範囲を範囲Ｓｔとし、範囲Ｓｔのうちケーシング２２の最下流位置Ｐｄ１からの所定範囲を範囲Ｓｄとし、範囲Ｓｔのうち範囲Ｓｄを除く範囲を範囲Ｓｕとすると、範囲Ｓｄの各位置でのケーシング２２の外周面２２ａと後進用タービン４の回転軸線８ａとの後進用タービン４の径方向における距離Ｒｄは、範囲Ｓｕの各位置でのケーシング２２の外周面２２ａと後進用タービン４の回転軸線８ａとの後進用タービン４の径方向における距離Ｒｕよりも小さい。ここで、上記範囲Ｓｄの最上流位置Ｐｄ２は、後進用タービン４の最下流側の動翼１８ｄの上流端Ｐｄ３より上流側にあることが望ましい。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 2 to 5, the range in the axial direction of the reverse turbine 4 from the most downstream position Pd 1 of the casing 22 to the most upstream position Pf of the first stage 28 of the reverse turbine 4. Is a range St, a predetermined range from the most downstream position Pd1 of the casing 22 in the range St is a range Sd, and a range excluding the range Sd is a range Su of the range St, and the casing 22 at each position in the range Sd The distance Rd between the outer peripheral surface 22a and the rotational axis 8a of the reverse turbine 4 in the radial direction of the reverse turbine 4 is the distance between the outer peripheral surface 22a of the casing 22 and the rotational axis 8a of the reverse turbine 4 at each position in the range Su. It is smaller than the distance Ru in the radial direction of the reverse turbine 4. Here, it is desirable that the most upstream position Pd2 in the above range Sd is upstream of the upstream end Pd3 of the moving blade 18d on the most downstream side of the reverse traveling turbine 4.

図２〜図５に示す実施形態によれば、範囲Ｓｄの各位置での距離Ｒｄが範囲Ｓｕの各位置での距離Ｒｕより小さくない場合と比較して、排気室３２の流路幅を拡大するとともに、前進用タービン２（図１参照）の排気が後進用タービン４のケーシング２２に衝突することによる損失を低減することができる。このため、前進用タービン２の排気のスムーズな流れを実現し、排気室３２の性能を向上することができる。したがって、蒸気タービン１００の高効率化を実現することができる。 According to the embodiment shown in FIGS. 2 to 5, the flow path width of the exhaust chamber 32 is enlarged as compared with the case where the distance Rd at each position in the range Sd is not smaller than the distance Ru at each position in the range Su. In addition, it is possible to reduce a loss caused by the exhaust of the forward turbine 2 (see FIG. 1) colliding with the casing 22 of the reverse turbine 4. For this reason, the smooth flow of the exhaust of the forward turbine 2 can be realized, and the performance of the exhaust chamber 32 can be improved. Therefore, high efficiency of the steam turbine 100 can be realized.

幾つかの実施形態では、例えば図２に示す蒸気タービン１００において、後進用タービン４の動翼列１８の列数をｎ（図中ではｎ＝４）とし、ｎ列の動翼列１８のうち上流側からｉ列目の動翼列１８の後進用タービン４の軸方向における存在範囲を範囲Ｓ_ｉ（ただし、ｉは１以上ｎ未満の自然数）とし、範囲Ｓ_ｉでのケーシング２２の後進用タービン４の径方向における厚さをｔ_ｉとすると、１以上ｎ未満の全てのｉについて、ｔ_ｉ＞ｔ_ｉ＋１を満たすようケーシング２２が構成されている。 In some embodiments, for example, in the steam turbine 100 shown in FIG. 2, the number of moving blade rows 18 of the reverse turbine 4 is n (n = 4 in the drawing), and the number of the moving blade rows 18 is n. A range S _i (where i is a natural number greater than or equal to 1 and less than n) is an existing range in the axial direction of the backward turbine 4 in the i-th row of moving blades 18 from the upstream side, and the reverse of the casing 22 in the range S _i Assuming that the thickness of the turbine 4 in the radial direction is t _i , the casing 22 is configured to satisfy t _i > t _{i + 1} for all i of 1 or more and less than n.

これにより、各動翼列１８の存在範囲Ｓ_ｉでのケーシング２２内の圧力を考慮したケーシング２２の耐圧性能を実現するとともに、前進用タービン２（図１参照）の排気のスムーズな流れを実現して排気室３２の性能を向上することができる。 As a result, the pressure resistance performance of the casing 22 in consideration of the pressure in the casing 22 in the existence range S _i of each rotor blade row 18 is realized, and a smooth flow of exhaust gas from the forward turbine 2 (see FIG. 1) is realized. Thus, the performance of the exhaust chamber 32 can be improved.

幾つかの実施形態では、例えば図２に示すように、後進用タービン４の軸方向におけるカーチス段落２８の存在範囲を範囲Ｓａとし、後進用タービン４の軸方向におけるカーチス段落３０の存在範囲を範囲Ｓｚとすると、後進用タービン４の軸方向における範囲Ｓａでのケーシング２２の外周面２２ａと後進用タービン４の回転軸線８ａとの後進用タービン４の径方向における距離は一定の距離Ｒ１であり、後進用タービン４の軸方向における範囲Ｓｚでのケーシング２２の外周面２２ａと後進用タービン４の回転軸線８ａとの後進用タービン４の径方向における距離は一定の距離Ｒ２であり、Ｒ１＞Ｒ２を満たすようケーシング２２が構成されている。これにより、カーチス段落２８が存在する範囲Ｓａおよびカーチス段落３０が存在する範囲Ｓｚの夫々においてケーシング２２の外周面２２ａが面一に形成される。このため、ケーシング２２の製造容易化と前進用タービン２（図１参照）の排気のスムーズな流れの実現とを両立することができる。 In some embodiments, for example, as shown in FIG. 2, the existence range of the Curtis stage 28 in the axial direction of the reverse turbine 4 is defined as the range Sa, and the existence range of the Curtis stage 30 in the axial direction of the reverse turbine 4 is defined as the range. If Sz, the distance in the radial direction of the reverse turbine 4 between the outer peripheral surface 22a of the casing 22 and the rotational axis 8a of the reverse turbine 4 in the range Sa in the axial direction of the reverse turbine 4 is a constant distance R1, The distance in the radial direction of the reverse turbine 4 between the outer peripheral surface 22a of the casing 22 and the rotational axis 8a of the reverse turbine 4 in the range Sz in the axial direction of the reverse turbine 4 is a constant distance R2, and R1> R2 is satisfied. A casing 22 is configured to fill. Thereby, the outer peripheral surface 22a of the casing 22 is formed flush with each other in the range Sa where the Curtiss paragraph 28 exists and the range Sz where the Curtiss paragraph 30 exists. For this reason, it is possible to achieve both the ease of manufacturing the casing 22 and the realization of a smooth exhaust flow of the forward turbine 2 (see FIG. 1).

幾つかの実施形態では、例えば図２に示すように、ケーシング２２の外周面２２ａは、後進用タービン４の軸方向における上記範囲Ｓａと上記範囲Ｓｚとの間の領域において、後進用タービン４の軸方向上流側に向かうにつれて後進用タービン４の回転軸線から離れるように傾斜する傾斜面２２ａ１を含む。これにより、範囲Ｓａと範囲Ｓｚとの間に段差が形成されている場合と比べて、前進用タービン２の排気の流れが阻害されずに前進用タービン２（図１参照）の排気のよりスムーズな流れを実現することができる。なお、一実施形態では、範囲Ｓａと範囲Ｓｚの少なくとも一方が、後進用タービン４の軸方向上流側に向かうにつれて後進用タービン４の回転軸線から離れるように傾斜する傾斜面２２ａ１を含んでいてもよい。この場合も同様に、前進用タービン２の排気の流れが阻害されずに前進用タービン２（図１参照）の排気のよりスムーズな流れを実現することができる。 In some embodiments, for example, as shown in FIG. 2, the outer peripheral surface 22 a of the casing 22 is formed in the region between the range Sa and the range Sz in the axial direction of the reverse turbine 4. It includes an inclined surface 22a1 that inclines away from the rotational axis of the reverse turbine 4 toward the upstream side in the axial direction. Thereby, compared with the case where the level | step difference is formed between range Sa and range Sz, the flow of the exhaust_gas | exhaustion of the forward turbine 2 is not inhibited, and the exhaust_gas | exhaustion of the forward turbine 2 (refer FIG. 1) is smoother. Can be realized. In one embodiment, at least one of the range Sa and the range Sz may include an inclined surface 22a1 that is inclined so as to be away from the rotation axis of the reverse turbine 4 toward the upstream side in the axial direction of the reverse turbine 4. Good. In this case as well, a smoother flow of exhaust gas from the forward turbine 2 (see FIG. 1) can be realized without hindering the flow of exhaust gas from the forward turbine 2.

幾つかの実施形態では、例えば図３に示すように、ケーシング２２の外周面２２ａは、後進用タービン４の軸方向における上記範囲Ｓｄにおいて、後進用タービン４の軸方向上流側に向かうにつれて後進用タービン４の回転軸線８ａから離れるように傾斜する傾斜面２２ａ２を含む。 In some embodiments, for example, as shown in FIG. 3, the outer peripheral surface 22 a of the casing 22 moves backward as it goes toward the upstream side in the axial direction of the reverse turbine 4 in the range Sd in the axial direction of the reverse turbine 4. An inclined surface 22a2 that is inclined away from the rotation axis 8a of the turbine 4 is included.

これにより、前進用タービン２の排気が傾斜面２２ａ２に沿ってスムーズに流れるため、排気室３２の性能を向上することができる。したがって、前進用タービン２（図１参照）の高効率化を実現することができる。 Thereby, since the exhaust of the forward turbine 2 flows smoothly along the inclined surface 22a2, the performance of the exhaust chamber 32 can be improved. Therefore, high efficiency of the forward turbine 2 (see FIG. 1) can be realized.

幾つかの実施形態では、例えば図２〜図５に示すように、後進用タービン４の軸方向における上記範囲Ｓｄを含む所定範囲Ｓｐでのケーシング６の厚さｔｐは、後進用タービン４の軸方向における上記所定範囲Ｓｐに隣接する所定範囲Ｓｑでのケーシング６の厚さｔｑよりも大きい。図２〜図５に示した上記範囲Ｓｄでのケーシング２２の厚みがケーシング２２の他の範囲より薄くなりやすいため、このように、上記範囲Ｓｄを含む所定範囲Ｓｐでのケーシング６の厚みをケーシング６の他の範囲での厚みよりも厚く形成してもよい。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 2 to 5, the thickness tp of the casing 6 in the predetermined range Sp including the range Sd in the axial direction of the reverse turbine 4 is the shaft of the reverse turbine 4. It is larger than the thickness tq of the casing 6 in the predetermined range Sq adjacent to the predetermined range Sp in the direction. Since the thickness of the casing 22 in the range Sd shown in FIGS. 2 to 5 tends to be thinner than the other range of the casing 22, the thickness of the casing 6 in the predetermined range Sp including the range Sd is thus set as the casing. You may form thicker than the thickness in the other range of 6.

これにより、万が一後進用タービン４が回転中にバーストした場合にも、破片の飛散をケーシング６又はケーシング２２によって効果的に受け止めることができる。なお、所定範囲Ｓｐは、後進用タービン４が万が一回転中にバーストした場合に、破片が飛散して到達する可能性がある範囲内に収めることが望ましい。これにより、ケーシング６の厚みを必要以上に大きくすることなく、該破片の飛散を効果的に受け止めることができる。 As a result, even if the reverse turbine 4 bursts during rotation, the scattered pieces can be effectively received by the casing 6 or the casing 22. It is desirable that the predetermined range Sp be within a range in which debris may be scattered and reach if the reverse turbine 4 bursts during a rotation. Thereby, the scattering of the fragments can be effectively received without increasing the thickness of the casing 6 more than necessary.

幾つかの実施形態では、例えば図４及び図５に示すように、ケーシング２２の最下流位置Ｐｄ１は、後進用タービン４の軸方向において後進用タービン４の最終段落３０の最下流位置Ｐｄ４よりも上流側にある。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 4 and 5, the most downstream position Pd 1 of the casing 22 is more than the most downstream position Pd 4 of the final stage 30 of the reverse turbine 4 in the axial direction of the reverse turbine 4. It is upstream.

図４及び図５に示す実施形態によれば、後進用タービン４の初段落２８の最上流位置Ｐｆから最終段落３０の最下流位置Ｐｄ４までの全てがケーシングに覆われていた従来構成と比較して、排気室３２の流路幅を拡大するとともに、前進用タービン２（図１参照）の排気が後進用タービン４のケーシング２２に衝突することによる損失を低減することができる。 According to the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, compared with the conventional configuration in which everything from the most upstream position Pf of the first stage 28 of the reverse turbine 4 to the most downstream position Pd4 of the last stage 30 is covered with the casing. Thus, the flow passage width of the exhaust chamber 32 can be expanded, and loss due to the exhaust of the forward turbine 2 (see FIG. 1) colliding with the casing 22 of the reverse turbine 4 can be reduced.

また、後進用タービン４はカーチスタービンであるため（各段落２８，３０が衝動段落として機能するため）、後進用タービン４の最下流側の動翼１８ｄでは蒸気の圧力がほとんど変化しない。すなわち、該動翼１８ｄの下流端Ｐｄ４での蒸気の圧力は、該動翼１８ｄの上流端Ｐｄ３での蒸気の圧力と略等しい。このため、上述のようにケーシング２２の最下流位置Ｐｄ１が、後進用タービン４の軸方向において後進用タービン４の最下流側の動翼１８ｄの下流端Ｐｄ４よりも上流側にあっても（動翼１８ｄの全体がケーシング２２に覆われていなくとも）、後進用タービン４の性能は低下しにくい。したがって、図４及び図５に示す実施形態では、後進用タービン４の性能低下を抑制しつつ、前進用タービン２の排気のスムーズな流れを実現し、排気室３２の性能を向上することができる。 Further, since the reverse turbine 4 is a Curtis turbine (because each of the paragraphs 28 and 30 functions as an impulse paragraph), the steam pressure hardly changes in the moving blade 18d on the most downstream side of the reverse turbine 4. That is, the steam pressure at the downstream end Pd4 of the rotor blade 18d is substantially equal to the steam pressure at the upstream end Pd3 of the rotor blade 18d. Therefore, as described above, even if the most downstream position Pd1 of the casing 22 is upstream of the downstream end Pd4 of the rotor blade 18d on the most downstream side of the reverse turbine 4 in the axial direction of the reverse turbine 4 (moving) Even if the entire blade 18d is not covered by the casing 22, the performance of the reverse turbine 4 is unlikely to deteriorate. Therefore, in the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, it is possible to realize a smooth flow of the exhaust of the forward turbine 2 and to improve the performance of the exhaust chamber 32 while suppressing the performance degradation of the backward turbine 4. .

幾つかの実施形態では、例えば図４及び図５に示すように、ケーシング２２の最下流位置Ｐｄ１は、後進用タービン４の軸方向において、後進用タービン４における最下流側の動翼１８ｄの上流端Ｐｄ３よりも上流側にある。この場合、ケーシング２２の最下流位置Ｐｄ１は、後進用タービン４の軸方向において、後進用タービン４における最下流側の静翼２６ｄの下流端Ｐｄ５と同一位置、又は下流端Ｐｄ５よりも下流側にあることが望ましい。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 4 and 5, the most downstream position Pd 1 of the casing 22 is upstream of the most downstream moving blade 18 d in the reverse turbine 4 in the axial direction of the reverse turbine 4. Located upstream of the end Pd3. In this case, the most downstream position Pd1 of the casing 22 is in the same position as the downstream end Pd5 of the most downstream vane 26d in the reverse turbine 4 or in the downstream side of the downstream end Pd5 in the axial direction of the reverse turbine 4. It is desirable to be.

後進用タービン４はカーチスタービンであるため、ケーシング２２の最下流位置Ｐｄ１が、動翼１８ｄの上流端Ｐｄ３より上流側にあっても（動翼１８ｄの径方向外側にケーシング２２が存在しなくとも）、後進用タービン４の性能は低下しにくい。したがって、図４及び図５に示す実施形態では、後進用タービン４の性能低下を抑制しつつ、前進用タービン２の排気のスムーズな流れを実現し、排気室３２の性能を向上することができる。 Since the reverse turbine 4 is a Curtis turbine, even if the most downstream position Pd1 of the casing 22 is upstream of the upstream end Pd3 of the rotor blade 18d (even if the casing 22 does not exist on the radially outer side of the rotor blade 18d). ) The performance of the reverse turbine 4 is unlikely to deteriorate. Therefore, in the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, it is possible to realize a smooth flow of the exhaust of the forward turbine 2 and to improve the performance of the exhaust chamber 32 while suppressing the performance degradation of the backward turbine 4. .

幾つかの実施形態では、例えば図４及び図５に示すように、後進用タービン４の最終段落３０の最下流位置Ｐｄ４からケーシング２２の最下流位置Ｐｄ１までの後進用タービン４の軸方向における範囲を範囲Ｓｇとすると、後進用タービン４の軸方向における範囲Ｓｇを含む所定範囲Ｓｐでのケーシング６の厚さｔｐは、後進用タービン４の軸方向における所定範囲Ｓｐに隣接する所定範囲Ｓｑでのケーシング６の厚さｔｑよりも大きい。図４及び図５で示した上記範囲Ｓｇにはケーシング２２が存在しないため、このように、上記範囲Ｓｇを含む所定範囲Ｓｐでのケーシング６の厚みをケーシング６の他の範囲の厚みより厚くしてもよい。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 4 and 5, the range in the axial direction of the reverse turbine 4 from the most downstream position Pd 4 of the final stage 30 of the reverse turbine 4 to the most downstream position Pd 1 of the casing 22. Is the range Sg, the thickness tp of the casing 6 in the predetermined range Sp including the range Sg in the axial direction of the reverse turbine 4 is in the predetermined range Sq adjacent to the predetermined range Sp in the axial direction of the reverse turbine 4. It is larger than the thickness tq of the casing 6. Since the casing 22 does not exist in the range Sg shown in FIGS. 4 and 5, the thickness of the casing 6 in the predetermined range Sp including the range Sg is made thicker than the thickness of the other range of the casing 6 in this way. May be.

これにより、万が一後進用タービン４が回転中にバーストした場合にも、破片の飛散をケーシング６によって効果的に受け止めることができる。 As a result, even if the reverse turbine 4 bursts during rotation, scattering of fragments can be effectively received by the casing 6.

幾つかの実施形態では、例えば図５及び図６に示すように、後進用タービン４の軸方向におけるケーシング２２の最下流位置Ｐｄ１の端面２２ｄには、後進用タービン４の軸方向下流側に突出する複数の突出部３４が、後進用タービン４の周方向に間隔を空けて配設されている。複数の突出部３４は、後進用タービン４の回転軸線８ａを中心として放射状に配設された複数の板状部であってもよい。この場合、図６に示すように、突起部３４としての板状部は、軸流タービン１００の径方向に沿って延在しており、その長手方向が軸流タービン１００の径方向と一致していてもよい。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 5 and 6, the end surface 22 d of the most downstream position Pd 1 of the casing 22 in the axial direction of the reverse turbine 4 protrudes downstream in the axial direction of the reverse turbine 4. The plurality of projecting portions 34 are arranged at intervals in the circumferential direction of the reverse turbine 4. The plurality of projecting portions 34 may be a plurality of plate-like portions arranged radially around the rotation axis 8 a of the reverse travel turbine 4. In this case, as shown in FIG. 6, the plate-like portion as the projecting portion 34 extends along the radial direction of the axial turbine 100, and the longitudinal direction thereof coincides with the radial direction of the axial turbine 100. It may be.

これにより、後進用タービン４の軸方向における上述の範囲Ｓｇにおいて、後進用タービン４の軸方向へのスムーズな流れを許容しつつ、タービンロータ部２０の周りの流体の旋回成分の増大を抑制することができる。したがって、風損を低減し、排気室３２の性能を向上することができる。 As a result, in the above-described range Sg in the axial direction of the reverse turbine 4, an increase in the swirl component of the fluid around the turbine rotor portion 20 is suppressed while allowing a smooth flow in the axial direction of the reverse turbine 4. be able to. Therefore, windage loss can be reduced and the performance of the exhaust chamber 32 can be improved.

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.

２前進用タービン
４後進用タービン
６ケーシング（第１ケーシング）
８回転軸
８ａ回転軸線
１０動翼列
１２タービンロータ部
１４ケーシング
１６静翼列
１８動翼列
１８ｄ最下流側の動翼
２０タービンロータ部
２２ケーシング（第２ケーシング）
２２ａ外周面
２２ａ１傾斜面
２２ａ２傾斜面
２２ｄ最下流位置の端面
２４ノズル列
２６静翼列
２６ｄ最下流側の静翼
２７ノズル車室
２８カーチス段落（初段落）
３０カーチス段落（最終段落）
３２排気室
３４突出部
３６フローガイド
３８連結部材
１００蒸気タービン 2 Forward turbine 4 Reverse turbine 6 Casing (first casing)
8 Rotating shaft 8a Rotating axis 10 Rotor blade row 12 Turbine rotor portion 14 Casing 16 Stator blade row 18 Rotor blade row 18d Rotor blade 20 on the most downstream side Turbine rotor portion 22 Casing (second casing)
22a Peripheral surface 22a1 Inclined surface 22a2 Inclined surface 22d End face 24 at the most downstream position Nozzle array 26 Stator blade array 26d Most downstream stator blade 27 Nozzle casing 28 Curtis paragraph (first paragraph)
30 Curtiss paragraph (final paragraph)
32 Exhaust chamber 34 Projection 36 Flow guide 38 Connecting member 100 Steam turbine

Claims

A forward turbine,
A reverse turbine provided on the exhaust side of the forward turbine, sharing a rotating shaft with the forward turbine, and configured to flow steam in a direction opposite to the steam flow direction of the forward turbine;
A first casing in which an exhaust chamber into which exhaust of the forward turbine and exhaust of the reverse turbine flows is formed inside;
A steam turbine comprising:
The reverse turbine is a second casing disposed inside the first casing and houses a turbine rotor portion of the reverse turbine, and the exhaust chamber is formed between the reverse turbine and the first casing. Including two casings,
The range in the axial direction of the reverse turbine from the most downstream position of the second casing to the most upstream position of the first stage of the reverse turbine is defined as a range St, and from the most downstream position of the second casing in the range St Is a range Sd, and a range of the range St excluding the range Sd is a range Su, the outer peripheral surface of the second casing and the rotation axis of the reverse turbine at each position of the range Sd The distance in the radial direction of the reverse turbine is smaller than the distance in the radial direction of the reverse turbine between the outer peripheral surface of the second casing and the rotation axis of the reverse turbine at each position in the range Su. .

2. The steam turbine according to claim 1, wherein a most upstream position of the range Sd is upstream of an upstream end of a moving blade on the most downstream side of the reverse travel turbine.

The reverse turbine has n rows of blades,
A range S _i (where i is a natural number greater than or equal to 1 and less than n) is an existing range in the axial direction of the reverse turbine of the i-th row of moving blades from the upstream side among the n-row blade rows, and the range The thickness of the said 2nd casing in the radial direction of the said backward turbine in S _i is set to t _i , T _i > t _{i + 1} is satisfied for all i of 1 or more and less than n. Steam turbine.

The reverse turbine includes at least two paragraphs;
The existence range of the first paragraph in the axial direction of the reverse turbine is defined as a range Sa,
When the range of the last paragraph in the axial direction of the reverse turbine is the range Sz,
The distance in the radial direction of the reverse turbine between the outer peripheral surface of the second casing and the rotational axis of the reverse turbine in the range Sa in the axial direction of the reverse turbine is a constant distance R1.
The distance in the radial direction of the reverse turbine between the outer peripheral surface of the second casing and the rotational axis of the reverse turbine in the range Sz in the axial direction of the reverse turbine is a constant distance R2.
The steam turbine according to any one of claims 1 to 3, wherein the second casing is configured to satisfy R1> R2.

The outer peripheral surface of the second casing is a rotation axis of the reverse turbine as it goes upstream in the axial direction of the reverse turbine in a region between the range Sa and the range Sz in the axial direction of the reverse turbine. The steam turbine according to claim 4, comprising a sloped surface that slopes away from the steam turbine.

In the range Sd in the axial direction of the reverse turbine, the outer peripheral surface of the second casing has an inclined surface that inclines away from the rotational axis of the reverse turbine toward the upstream side in the axial direction of the reverse turbine. The steam turbine according to any one of claims 1 to 3, further comprising:

The thickness of the first casing in the predetermined range Sp including the range Sd in the axial direction of the reverse turbine is the first thickness in the predetermined range Sq adjacent to the predetermined range Sp in the axial direction of the reverse turbine. The steam turbine according to any one of claims 1 to 6, wherein the steam turbine is larger than a thickness of the casing.

2. The steam turbine according to claim 1, wherein a most downstream position of the second casing is upstream of a most downstream position of a final stage of the reverse turbine in an axial direction of the reverse turbine.

The steam turbine according to claim 8, wherein the final stage of the reverse turbine is a Curtiss stage.

10. The steam turbine according to claim 8, wherein the most downstream position of the second casing is upstream of an upstream end of a moving blade on the most downstream side in the reverse turbine in the axial direction of the reverse turbine.

A plurality of projecting portions projecting on the downstream side in the axial direction of the reverse turbine are spaced from each other in the circumferential direction of the reverse turbine on the end surface at the most downstream position of the second casing in the axial direction of the reverse turbine. The steam turbine according to claim 8, wherein the steam turbine is disposed.

If the range in the axial direction of the reverse turbine from the most downstream position of the last stage of the reverse turbine to the most downstream position of the second casing is a range Sg, the range Sg in the axial direction of the reverse turbine is included. The thickness of the first casing in the predetermined range Sp is larger than the thickness of the first casing in the predetermined range Sq adjacent to the predetermined range Sp in the axial direction of the reverse turbine. The steam turbine according to claim 1.