CN102325964A - 蒸汽涡轮发电设备的冷却方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蒸汽涡轮发电设备的冷却方法及装置，有效地冷却处于在一个壳体内收容有多个蒸汽涡轮的对流壳体一体式蒸汽涡轮的高温环境的工作蒸汽导入部附近。在一个壳体内收容有高压涡轮部(31a)和中压涡轮部(32a)的对流壳体一体式蒸汽涡轮(40)中，利用平衡环(10)分隔高压涡轮部(31a)和中压涡轮部(32a)，在平衡环沿径向设置有冷却蒸汽供给路径(101)和冷却蒸汽排出路径(103)。通过将比经过初级静叶片(8a1)后的蒸汽低温且比该蒸汽的压力大的高压涡轮部(31a)的抽气蒸汽或排气蒸汽(s1)供给到冷却蒸汽供给路径(101)，使该蒸汽(s1)遍布间隙(721)、(723)，提高平衡环(10)和涡轮转子(7)的冷却效果。将用于冷却后的冷却蒸汽(s1)从冷却蒸汽排出路径(103)向后级侧蒸汽涡轮供给蒸汽的排气蒸汽管(44)排出。

Description

蒸汽涡轮发电设备的冷却方法及装置
技术领域
本发明涉及一种蒸汽涡轮发电设备的冷却方法及装置，在具有将多个涡轮部收容在一个壳体内，并利用平衡密封部对该多个涡轮部之间进行分隔的对流壳体一体式蒸汽涡轮的蒸汽涡轮发电设备中，提高配置在该平衡密封部以及该平衡密封部的内侧的转子轴的冷却效果。
背景技术
近年来，节省能源和保护环境(减少Co2排放)的必要性正在得到呼吁，在蒸汽涡轮发电机中，也正在要求大容量化和提高热效率。热效率的提高是通过提高工作蒸汽的温度和压力进行的。并且，在涡轮转子中，涡轮转子的旋转会产生高的应力。因此，涡轮转子需要耐高温、耐高应力，在工作蒸汽的高温化趋势中，涡轮转子的冷却技术成为重要课题。
另一方面，随着蒸汽涡轮发电机的大容量化趋势，正在从单壳体式的蒸汽涡轮过渡到串联混合式(タンデムコンパウンド)的蒸汽涡轮发电机，该串联紧凑式的蒸汽涡轮发电机将高压涡轮、中压涡轮、低压涡轮等收容在不同壳体内，并在同一轴线上连结上述各级涡轮以及发电机的各轴。
在这种形式的发电机中，在锅炉设置一级以上的再热器，并利用再热器对从各级的蒸汽涡轮排出的排气蒸汽进行再加热，将其作为再热蒸汽供给到低压侧的蒸汽涡轮。并且，通过将多级的蒸汽涡轮的转子轴和发电机的轴连结在一轴上，确保相对于转子轴系摆动的稳定性。
相反地，在串联紧凑式的蒸汽涡轮发电机中，也采用如下结构，即，为了减少壳体数量，缩短整个转子轴的长度并使整个发电机紧凑化，而将工作蒸汽压力不同的多个蒸汽涡轮收容在一个壳体内。在该结构中，例如，将高压涡轮和中压涡轮收容在一个壳体内，并使平衡密封部介于它们之间，夹持该平衡密封部地设置向各个涡轮部供给工作蒸汽的蒸汽导入部，在壳体内设置有使各工作蒸汽作为对流(流动方向左右对称)而在各叶栅中流动的高中压对流壳体一体式的蒸汽涡轮。
图12表示该结构的蒸汽涡轮发电机的一例。图12表示普通蒸汽涡轮发电机，其具有两级再热方式的、高中压对流壳体一体式的蒸汽涡轮。下面，为了方便，有时将超高压简称为“VHP”、高压简称为“HP”、高中压简称为“HIP”、低压简称为“LP”。
在图12中，在锅炉2中设置过热器21，通过该过热器21生成的蒸汽导入并驱动VHP涡轮1。VHP涡轮1的排气蒸汽被设置在锅炉2内的第一再热器22再加热，成为HP蒸汽。HP蒸汽作为工作蒸汽导入高中压对流、壳体一体式的HIP涡轮3的HP涡轮部31，并驱动HIP涡轮3的HP涡轮部31。
HP涡轮部31的排气蒸汽被设置在锅炉2内的第二再热器23再加热，成为IP蒸汽。IP蒸汽导入并驱动HIP涡轮3的IP涡轮部32。IP涡轮部32的排气蒸汽通过跨越管321，导入并驱动LP涡轮4。LP涡轮4的排气蒸汽在冷凝器5凝结，被锅炉供水泵6加压，并返回锅炉2，在锅炉2的过热器21中被再次加热，从而成为VHP蒸汽，在VHP涡轮1中循环。
特许文献1公开了一种具有两级再热器的锅炉的串联紧凑式的蒸汽涡轮发电机，将超高压涡轮和高压涡轮、或者高压涡轮和中压涡轮收容在一个壳体内，作为对流壳体一体式蒸汽涡轮。
在单壳体式蒸汽涡轮或高中压对流壳体一体式蒸汽涡轮等中，没有进行工作且温度维持在高温的蒸汽会流入的平衡密封部与转子轴之间的间隙，该平衡密封部对高压涡轮部与低压涡轮部进行分隔。由此，该平衡密封部和转子轴会暴露在高温环境中。因此，在现有技术中提出了冷却该部分的冷却机构。
例如，在特许文献2的图2～5和特许文献3的图2中公开的单壳体式蒸汽涡轮中，使供给到高压涡轮部并通过初级静叶片的初级静叶片出口的蒸汽通过平衡密封部与转子轴之间的间隙，流入中压涡轮部的入口部，从而对平衡密封部和转子轴的高温区域进行冷却。下面，利用图13对该冷却机构进行说明。
图13是表示图12所示的蒸汽涡轮发电机的HIP涡轮3的工作蒸汽供给部附近的截面图。在图13中，在HIP涡轮3中，在HP蒸汽和IP蒸汽的导入部附近，在涡轮转子7的外周侧形成有HP涡轮叶栅部71、HP平衡部72、IP平衡部73以及IP涡轮叶栅部74。在HP涡轮叶栅部71以规定间隔形成HP动叶片部71a，在该HP动叶片部71a之间配置有HP叶片环8的HP静叶片部8a。并且，在HP涡轮叶栅部71的最上游部配置有HP初级静叶片8a1。
并且，在IP涡轮叶栅部74以规定间隔形成有IP动叶片部74a，在该IP动叶片部74a之间配置有IP叶片环9的IP静叶片部9a。并且，在IP涡轮叶栅部74的最上游部形成有IP初级静叶片9a1。在HP叶片环8与IP叶片环9之间，设置有用于密封HP涡轮部31与IP涡轮部32的平衡环10。并且，在叶片环8、9以及平衡环10的接近涡轮转子7的位置，设置有用于限制蒸汽向各处的泄漏的密封翼片部11。
平衡环10和涡轮转子7的冷却机构的结构如下：HP涡轮的初级静叶片8a1的出口T的蒸汽的一部分向IP涡轮部32的入口部流动。即，HP涡轮的初级静叶片8a1的出口T的蒸汽的一部分作为HP平衡蒸汽72c在HP平衡环72a与HP平衡部转子72b之间流动，因此，将这一部分蒸汽作为中压平衡蒸汽73c使用，使其在中压平衡环73a与中压平衡部转子73b之间流动，对中压平衡环73a的内面和转子7的中压入口部进行冷却。
并且，在平衡环10沿径向设置有蒸汽排出路径10a，如箭头72d所示，为了使推力平衡，HP平衡蒸汽72c通过蒸汽排出路径10a，并被导入HP涡轮部31的未图示的排气蒸汽管。
在该结构中，在与HP涡轮部31的初级静叶片8a1的入口以及IP涡轮的初级静叶片9a1的入口的蒸汽温度相比，HP涡轮部31的初级静叶片8a1的出口T的蒸汽温度更低的情况下，能够冷却HIP涡轮3的HP蒸汽和IP蒸汽的导入部附近。
并且，也有HP涡轮部31和IP涡轮部32不同壳体的、所谓VHP-HP-IP结构的二级再热涡轮。在该结构中，利用各蒸汽涡轮的初级静叶片出口的蒸汽冷却HP涡轮和IP涡轮的蒸汽导入部。
然而，在现有的蒸汽涡轮发电机中，作为冷却蒸汽使用的HP涡轮的初级静叶片8a1的出口蒸汽会在初级静叶片8a1的内部膨胀，因此，虽然与流入HP涡轮31的工作蒸汽相比温度低一些，但是，不能期待得到更好的冷却效果。
并且，在与IP涡轮部32的初级静叶片9a1的出口的蒸汽温度相比，HP涡轮部31的初级静叶片8a1的出口T的蒸汽温度不低时，作为IP涡轮部叶栅部74的冷却蒸汽是无效的。并且，HP涡轮部31的初级静叶片8a1的出口部的蒸汽是在HP涡轮部叶栅部71进行工作前的蒸汽，将其作为冷却蒸汽使用，在热效率方面是一种浪费。
在特许文献2的图1所图示的单壳体式蒸汽涡轮中公开了如下结构：使从高压涡轮部排出的排气蒸汽的一部分通过配管105，并作为冷却蒸汽供给到中压涡轮部的叶栅入口部44。
并且，在特许文献3的图1所图示的单壳体式蒸汽涡轮中公开了如下结构：同样地，使从高压涡轮部排出的排气蒸汽的一部分通过推力平衡管106，并作为冷却蒸汽供给到中压涡轮部的入口部44。
在特许文献4中公开了一种冷却机构，在高中压对流壳体一体式的蒸汽涡轮中，利用与壳体内壳体外的低温蒸汽进行热交换的热交换器16，使通过高压涡轮部的初级静叶片并进行了工作的蒸汽成为低温，将该低温蒸汽作为冷却蒸汽供给到对高压涡轮部与中压涡轮部进行分隔的平衡密封部与转子轴之间的间隙。
特许文献1：(日本)特开2000-274208号公报
特许文献2：(日本)实开平1-113101号公报
特许文献3：(日本)特开平9-125909号公报
特许文献4：(日本)特开平11-141302号公报
特许文献2的图1和特许文献3的图1所图示的单壳体式蒸汽涡轮的冷却机构均为主要冷却中压涡轮部的入口部的机构，而不是为了冷却对高压涡轮部与中压涡轮部进行分隔的平衡密封部以及位于该平衡密封部的内侧的转子轴的机构。
即，在上述冷却机构中，与被供给到高压侧涡轮部的工作蒸汽经由初级静叶片出口并在平衡密封部与转子轴之间的间隙流动的蒸汽相比，被供给到对高压侧涡轮部与中压涡轮部进行分隔的平衡密封部与中压涡轮部之间的高压侧涡轮部的排气蒸汽压力更低，以使其在中压涡轮部侧流动。
因此，作为冷却蒸汽供给的高压涡轮部的排气蒸汽与经由初级静叶片出口后的蒸汽合流，向中压涡轮部侧流动，从而冷却中压涡轮部。因此，平衡密封部与转子轴之间的间隙不能被冷却到初级静叶片出口的蒸汽温度以下。
并且，在特许文献4中公开的冷却机构中，通过热交换器对仅通过高压涡轮部的初级动叶片而不怎么做功的高温蒸汽进行冷却，将该冷却后的蒸汽供给到对高压涡轮部与低压涡轮部进行分隔的平衡密封部，这不仅在热效率方面是一种浪费，而且需要多余设备，存在成本变高的问题。
并且，高温蒸汽在涡轮转子的周围回流，并且，涡轮转子的旋转会产生大的应力。因此，涡轮转子需要由耐高温、耐高应力的材料制造，特别地，有时高温部分由具有高温、高强度的Ni基合金等构成。此时，由于Ni基合金的能够制造的尺寸具有上限，且价格高，因此，在必须的部位使用Ni基合金，其他部位使用12Cr钢或CrMoV钢等的具有耐热性的钢铁材料进行分别制造，将使用上述不同材质的材料制造的部位进行连结，使其一体化。
通过焊接等对不同种类的材料构成的部位的接头部进行连结，然而，有时焊接部比其他部分的强度低。因此，在对流一体式蒸汽涡轮中，在焊接部位于对各个蒸汽涡轮部进行分隔的平衡密封部的内侧时，有时不能充分地冷却该焊接部。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术的问题而作出的，其目的在于实现一种冷却机构，在蒸汽涡轮发电设备中，包括对流壳体一体式蒸汽涡轮，该对流壳体一体式蒸汽涡轮将多个蒸汽涡轮收容在一个壳体内，并通过平衡密封部对上述涡轮部之间进行分隔，能够提高该平衡密封部和配置在该平衡密封部的内侧的转子轴的冷却效果。
为了解决上述问题，本发明的蒸汽涡轮发电机的冷却方法：
一种蒸汽涡轮发电设备的冷却方法，该蒸汽涡轮发电机包括对流壳体一体式蒸汽涡轮，该对流壳体一体式蒸汽涡轮在一个壳体内从低压涡轮到高压侧收容多个涡轮部，并利用平衡密封部对上述多个涡轮部之间进行分隔，该蒸汽涡轮发电设备的冷却方法冷却该平衡密封部和配置在该平衡密封部的内侧的转子轴，
该方法包括：
冷却蒸汽供给工序，其将冷却蒸汽供给到设置在分隔各个涡轮部的所述平衡密封部的冷却蒸汽供给路径，该冷却蒸汽具有比在蒸汽涡轮发电机内产生，并被供给到所述对流壳体一体式蒸汽涡轮的各个涡轮部的工作蒸汽经过初级静叶片后的初级静叶片出口蒸汽的温度更低的温度，并且，具有大于等于该初级静叶片出口蒸汽的压力；
冷却工序，其通过将该冷却蒸汽经由该冷却蒸汽供给路径导入形成在该平衡密封部与转子轴之间的间隙，并使冷却蒸汽与该初级静叶片出口蒸汽相逆而在该间隙流通，从而冷却该平衡密封部和转子轴。
在本发明方法中，冷却蒸汽通过冷却蒸汽供给路径，供给到形成在平衡密封部与转子轴之间的间隙，该冷却蒸汽的温度比在蒸汽涡轮发电机内产生，并供给到对流壳体一体式蒸汽涡轮的各个涡轮部的工作蒸汽经过初级静叶片后的初级静叶片出口蒸汽的温度更低。由此，与前述的现有的冷却机构相比，能够提高该平衡密封部和转子轴的冷却效果。并且，通过使冷却蒸汽的压力大于等于所述初级静叶片出口蒸汽的压力，能够使冷却蒸汽与该初级静叶片出口蒸汽相逆而遍布所述间隙，因此，能够提高该平衡密封部和转子轴的冷却效果。
由此，能够防止平衡密封部和涡轮转子的温度上升，保护平衡密封部或涡轮转子，并且，能够提高用于上述部件的原材料的选择自由度。特别是能够缩小用于涡轮转子的高温部位的Ni基合金等构成的涡轮转子的制作尺寸，涡轮转子变得容易制造。
在本发明中，能够选择在蒸汽涡轮发电设备中产生的其他蒸汽作为冷却蒸汽，因此，能够可靠地得到冷却效果。
在本发明方法中，在所述对流壳体一体式蒸汽涡轮由工作蒸汽压力不同的高压侧涡轮部和低压侧涡轮部构成时，优选设置排出工序，其将在所述冷却工序中用于该平衡密封部和转子轴的冷却后的冷却蒸汽从形成在该平衡密封部的冷却蒸汽排出路径向排气蒸汽管排出，该排气蒸汽管向后级侧蒸汽涡轮供给蒸汽。由此，在平衡密封部和转子轴之间的间隙不会滞留用于冷却后的冷却蒸汽，能够顺畅地进行冷却蒸汽的替换，因此，能够提高平衡密封部和转子轴的冷却效果。并且，通过将用于冷却后的冷却蒸汽从该冷却蒸汽排出路径排出，即使在工作蒸汽压力不同的涡轮部，也能够保持涡轮转子的推力平衡。
在本发明方法中，更为优选：在比所述冷却蒸汽排出路径更靠近所述低压侧涡轮部的所述间隙，使所述冷却蒸汽供给路径开口，并且，使冷却蒸汽与从低压侧涡轮部流入所述间隙的、经过低压侧涡轮部的初级静叶片的所述初级静叶片出口蒸汽相逆而通过该间隙，之后，使冷却蒸汽从该高压侧涡轮部的初级静叶片出口分流，并与流入靠近该高压侧涡轮部的所述间隙的蒸汽一起从该冷却蒸汽排出路径排出。
由此，在使进行冷却后的冷却蒸汽通过该间隙后，能够使其与从高压侧涡轮部的初级静叶片出口迂回而来的初级静叶片出口蒸汽一起，从该冷却蒸汽排出路径排出。因此，由于能够使冷却蒸汽迅速地遍布整个该间隙，因此，能够进一步提高冷却效果。
并且，在通过接合不同材质的材料构成的分割体构成转子轴，并且，面对所述间隙而形成一体地连结该转子轴的接头部时，根据本发明方法，由于能够提高高温强度弱的该接头部的冷却效果，因此，能够防止该接头部的强度降低。
能够直接用于上述本发明方法的实施的本发明的蒸汽涡轮发电设备的冷却装置：
一种蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，该蒸汽涡轮发电设备包括的对流壳体一体式蒸汽涡轮，该对流壳体一体式蒸汽涡轮在一个壳体从低压涡轮到高压侧收容多个涡轮部，通过平衡密封部对上述多个涡轮部之间进行分隔，该蒸汽涡轮发电设备的冷却方法冷却该平衡密封部和配置在该平衡密封部的内侧的转子轴，
该冷却方法包括：
冷却蒸汽供给路径，其形成在所述平衡密封部，并在该平衡密封部与转子轴之间的间隙开口；
冷却蒸汽管，其与该冷却蒸汽供给路径连接，并向该冷却蒸汽供给路径供给冷却蒸汽，该冷却蒸汽具有比在蒸汽涡轮发电设备内产生并被供给到所述对流壳体一体式蒸汽涡轮的各个涡轮部的工作蒸汽经过初级静叶片后的初级静叶片出口蒸汽的温度更低的温度，并且，具有大于等于该初级静叶片出口蒸汽的压力，
使该冷却蒸汽经由该冷却蒸汽供给路径在平衡密封部与转子轴之间的间隙流通，从而冷却该平衡密封部和转子轴。
在本发明装置中，冷却蒸汽通过冷却蒸汽供给路径，并被供给到形成在平衡密封部与转子轴之间的间隙，该冷却蒸汽的温度比在蒸汽涡轮发电设备内产生，并被供给到对流壳体一体式蒸汽涡轮的各个涡轮部的工作蒸汽经过初级静叶片后的初级静叶片出口蒸汽的温度更低。由此，与前述的现有的冷却机构相比，能够提高该平衡密封部和转子轴的冷却效果。
并且，通过使冷却蒸汽的压力大于等于所述初级静叶片出口蒸汽的压力，能够使冷却蒸汽与该初级静叶片出口蒸汽相逆而遍布所述间隙，因此，能够提高该平衡密封部和转子轴的冷却效果。
由此，能够防止平衡密封部和涡轮转子的温度上升，保护平衡密封部或涡轮转子，并且，能够提高用于上述部件的原材料的选择自由度。特别是能够缩小用于涡轮转子的高温部位的Ni基合金等构成的涡轮转子的制作尺寸，涡轮转子变得容易制造。
在本发明中，能够选择在蒸汽涡轮发电机中产生的其他蒸汽作为冷却蒸汽，因此，能够切实地得到冷却效果。
在本发明方法中，优选在所述对流壳体一体式蒸汽涡轮由工作蒸汽压力不同的高压侧涡轮部和低压侧涡轮部构成时，具有冷却蒸汽排出路径，该冷却蒸汽排出路径形成在平衡密封部并在所述间隙开口，而且与向后级侧蒸汽涡轮供给蒸汽的排气蒸汽管连接，在使冷却蒸汽在该间隙流通从而冷却平衡密封部和转子轴后，使其从该冷却蒸汽排出路径向排气蒸汽管排出，该排气蒸汽管向后级侧蒸汽涡轮供给蒸汽。
由此，在平衡密封部与转子轴之间的间隙不会滞留用于冷却后的冷却蒸汽，能够顺畅地进行冷却蒸汽的替换，因此，能够提高平衡密封部和转子轴的冷却效果。并且，通过使用于冷却后的冷却蒸汽从该冷却蒸汽排出路径排出，即使在工作蒸汽压力不同的涡轮部，也能够保持涡轮转子的推力平衡。
在本发明方法中，更为优选：在比所述冷却蒸汽排出路径更靠近所述低压侧涡轮部的所述间隙，使所述冷却蒸汽供给路径开口，并且，使冷却蒸汽与从低压侧涡轮部流入所述间隙的、经过低压侧涡轮部的初级静叶片的所述初级静叶片出口蒸汽相逆而通过该间隙，之后，使冷却蒸汽从该高压侧涡轮部的初级静叶片出口分流，并与流入靠近该高压侧涡轮部的所述间隙的蒸汽一起从该冷却蒸汽排出路径排出。
由此，在使进行冷却后的冷却蒸汽通过该间隙后，能够使其与从高压侧涡轮部的初级静叶片出口迂回而来的初级静叶片出口蒸汽一起，从该冷却蒸汽排出路径排出。因此，由于能够使冷却蒸汽迅速地遍布整个该间隙，因此，能够进一步提高冷却效果。
在本发明装置中，具有超高压涡轮，对流壳体一体式蒸汽涡轮的高压侧涡轮部是高压涡轮，该对流壳体一体式蒸汽涡轮的低压侧涡轮部是中压涡轮，将该超高压涡轮的排气蒸汽的一部分或该超高压涡轮的抽气蒸汽作为所述冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径即可。
与现有技术中作为冷却蒸汽使用的高压涡轮部的初级静叶片的出口的蒸汽的温度相比，在超高压涡轮完成做功后的排气蒸汽或抽气蒸汽的温度足够低。由于将上述排气蒸汽或抽气蒸汽作为冷却蒸汽，因此，能够提高平衡密封部和转子轴的冷却效果。
在本发明装置中，将对流壳体一体式蒸汽涡轮的高压侧涡轮部的排气蒸汽的一部分或该高压侧涡轮部的抽气蒸汽作为所述冷却蒸汽供给到冷却蒸汽供给路径即可。高压侧涡轮部的排气蒸汽或抽气蒸汽是在高压侧涡轮部完成做功后的蒸汽，与现有的冷却方法中作为冷却蒸汽使用的高压涡轮的初级静叶片的出口的蒸汽相比温度更低。
因此，通过将排气蒸汽或抽气蒸汽作为冷却蒸汽，能够提高涡轮密封部和转子轴的冷却效果。
在本发明装置中，在锅炉中具有对蒸汽进行过热的过热器，将从该过热器中抽出的蒸汽作为所述冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径即可。与现有技术中作为冷却蒸汽使用的高压涡轮的初级静叶片的出口的蒸汽相比，从锅炉过热器抽出的蒸汽的温度足够低。
因此，通过将排气蒸汽或抽气蒸汽作为冷却蒸汽，能够提高涡轮密封部和转子轴的冷却效果。
在本发明装置中，在锅炉中具有再热器，该再热器对从蒸汽涡轮排出的排气蒸汽进行再热，将从该再热器抽出的锅炉再热蒸汽作为冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径即可。与现有技术中作为冷却蒸汽使用的高压涡轮部的初级静叶片的出口的蒸汽的温度相比，从锅炉再热器抽出的蒸汽的温度足够低。因此，通过将该排气蒸汽或抽气蒸汽作为冷却蒸汽来利用，能够提高涡轮密封部和转子轴的冷却效果。
在本发明装置中，也可以是如下结构：包括：由高温高压侧的第一高压涡轮部和低温低压侧的第二高压涡轮部构成的高压涡轮、高温高压侧的第一中压涡轮部和低温低压侧的第二中压涡轮部构成的中压涡轮以及具有制造过热蒸汽的过热器的锅炉，将该第一高压涡轮部和该第一中压涡轮部构成为对流壳体一体式蒸汽涡轮，并且在平衡密封部设置冷却蒸汽供给路径，将从过热器抽出的蒸汽作为冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径。
在上述结构中，作为对第一中压涡轮部与第一高压涡轮部进行分隔的平衡密封部和转子轴的冷却蒸汽，而使用与第一中压涡轮部的入口部的工作蒸汽温度相比温度足够低的锅炉过热器的抽气蒸汽(被该过热器加热，并在该过热器的中途被抽出的抽气蒸汽)。锅炉过热器的抽气蒸汽是在锅炉加热至规定温度前的蒸汽，与现有的冷却方法中作为冷却蒸汽使用的高压涡轮部的初级静叶片的出口的蒸汽相比，温度足够低。通过将该抽气蒸汽作为冷却蒸汽，能够得到足够的冷却效果。
在本发明装置中，也可以采用如下结构：包括高压涡轮、由高温高压侧的第一中压涡轮部和低温低压侧的第二中压涡轮部构成的中压涡轮以及具有制造过热蒸汽的过热器的锅炉，将该高压涡轮和该第二中压涡轮部构成为对流壳体一体式蒸汽涡轮，在平衡密封部设置冷却蒸汽供给路径，将从过热器抽出的蒸汽作为冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径。
在上述结构中，作为对该高压涡轮与该第二中压涡轮部进行分隔的平衡密封部以及配置在该平衡密封部的内侧的转子轴的冷却蒸汽，而使用与该高压涡轮或该第二中压涡轮部的入口部的工作蒸汽温度相比温度足够低的、来自锅炉过热器的抽气蒸汽。因此，与现有技术相比，能够提高该平衡密封部和转子轴的冷却效果。这是因为，来自锅炉过热器的抽气蒸汽是在锅炉加热至规定温度前的蒸汽，与在现有的冷却方法中作为冷却蒸汽使用的高压涡轮部的初级静叶片的出口的蒸汽相比，温度更低。
在本发明装置中，也可以采用如下结构：包括：高压涡轮，其由高温高压侧的第一高压涡轮部和低温低压侧的第二高压涡轮部构成；中压涡轮，其由高温高压侧的第一中压涡轮部和低温低压侧的第二中压涡轮部构成，将该第一高压涡轮部和该第一中压涡轮部构成为对流壳体一体式蒸汽涡轮并且在平衡密封部设置冷却蒸汽供给路径，设置有形成在该平衡密封部并与该第一高压涡轮部的排气蒸汽管连接的冷却蒸汽排出路径，将从该第一高压涡轮部的叶栅之间抽出的蒸汽作为冷却蒸汽供给到该冷却蒸汽供给路径，并且，将该第一高压涡轮部的初级静叶片出口蒸汽作为冷却蒸汽供给到所述间隙，使各冷却蒸汽合流，并经由冷却蒸汽排出路径，从所述排气蒸汽管排出。
在上述结构中，作为平衡密封部和转子轴的冷却蒸汽而使用与第一高压涡轮的入口部的工作蒸汽温度相比，温度足够低的第一高压涡轮部的抽气蒸汽。第一高压涡轮部的抽气蒸汽是在涡轮转子做功后的蒸汽，与在现有的冷却方法中作为冷却蒸汽使用的高压涡轮部的初级静叶片的出口的蒸汽相比，温度足够低。因此，与现有技术相比，能够提高该平衡密封部和转子轴的冷却效果。
并且，结合第一高压涡轮部的抽气蒸汽实现的冷却效果，该第一高压涡轮部的初级静叶片出口蒸汽对第一高压涡轮部的工作蒸汽导入部附近进行冷却，因此，能够进一步提高平衡密封部和转子轴的冷却效果。
将进行冷却后的该抽气蒸汽与该初级静叶片出口蒸汽合并，并从冷却蒸汽排出路径排出，因此，能够防止上述蒸汽在平衡密封部与转子轴之间的间隙的滞留，能够维持冷却效果，并且，能够良好地维持涡轮转子的推力平衡。
在上述结构的基础上，也可以具有对从第一高压涡轮部的叶栅之间抽出的抽气蒸汽进行冷却的冷却装置，利用该冷却装置冷却该抽气蒸汽后，将其作为冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径。
该冷却装置也可以是如下结构，例如，将通过抽气蒸汽的配管构成为涡形或带翼片的配管，利用风扇向上述配管吹冷气而冷却抽气蒸汽。或者，也可以是双重配管结构，使冷却水在一个空间中流动，冷却抽气蒸汽。由此能够进一步提高冷却效果。
根据本发明方法，一种蒸汽涡轮发电设备的冷却方法，该蒸汽涡轮发电设备包括对流壳体一体式蒸汽涡轮，该对流壳体一体式蒸汽涡轮在一个壳体从低压涡轮到高压侧收容多个涡轮部，并通过平衡密封部对上述多个涡轮部之间进行分隔，该蒸汽涡轮发电设备的冷却方法从而对该平衡密封部和配置在该平衡密封部的内侧的转子轴进行冷却，该方法包括：冷却蒸汽供给工序，其将冷却蒸汽供给到设置在对各个涡轮部进行分隔的平衡密封部的冷却蒸汽供给路径，冷却蒸汽具有比在蒸汽涡轮发电设备内产生并被供给到对流壳体一体式蒸汽涡轮的各个涡轮部的工作蒸汽经过初级静叶片后的初级静叶片出口蒸汽的温度更低的温度，并且，具有大于等于该初级静叶片出口蒸汽的压力；冷却工序，其将该冷却蒸汽经由该冷却蒸汽供给路径导入形成在该平衡密封部与转子轴之间的间隙，通过使冷却蒸汽与该初级静叶片出口蒸汽相逆而在该间隙流通，来冷却该平衡密封部和转子轴，因此，不需大型设备就能够提高所述平衡密封部和转子轴的冷却效果。
由此，能够提高平衡密封部或涡轮转子的保护效果，并且，能够提高用于上述部件的原材料的选择自由度。特别是能够缩小用于涡轮转子的高温部位的Ni基合金等构成的涡轮转子的制作尺寸，涡轮转子变得容易制造。
并且，在对所述平衡密封部和转子轴进行冷却时，在它们的周边，在旋转部或静止部采用焊接结构的情况下，即使在预计焊接部的强度比母材部低的强度设计中，也能够给出富余。这一点也有利于实际的涡轮设计。
根据本发明，一种蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，该蒸汽涡轮发电设备包括对流壳体一体式蒸汽涡轮，该对流壳体一体式蒸汽涡轮在一个壳体从低压涡轮到高压侧收容多个涡轮部，并利用平衡密封部对上述多个涡轮部之间进行分隔，该蒸汽涡轮发电设备从而冷却该平衡密封部和配置在该平衡密封部的内侧的转子轴，该冷却装置包括：冷却蒸汽供给路径，其形成在所述平衡密封部并在该平衡密封部与转子轴之间的间隙开口；冷却蒸汽管，与该冷却蒸汽供给路径连接，并向该冷却蒸汽供给路径供给冷却蒸汽，该冷却蒸汽具有比在蒸汽涡轮发电机内产生并被供给到所述对流壳体一体式蒸汽涡轮的各个涡轮部的工作蒸汽经过初级静叶片后的初级静叶片出口蒸汽的温度更低的温度，并且，具有大于等于该初级静叶片出口蒸汽的压力，使该冷却蒸汽经由该冷却蒸汽供给路径在平衡密封部与转子轴之间的间隙流通，冷却该平衡密封部和转子轴。由此能够得到与上述本发明方法相同的作用效果。
附图说明
图1是表示适用于本发明的蒸汽涡轮发电机的第一实施方式的系统图。
图2是表示图1的HIP涡轮3的工作蒸汽导入部的结构的截面图。
图3是表示第一实施方式的变形例的说明图，图3(a)是三级再热发电机的例子，图3(b)是四级再热发电机的例子。
图4是表示适用于本发明的蒸汽涡轮发电机的第二实施方式的系统图。
图5是表示图4的HP涡轮131的工作蒸汽导入部的结构的截面图。
图6是表示适用于本发明的蒸汽涡轮发电机的第三实施方式的系统图。
图7是表示适用于本发明的蒸汽涡轮发电机的第四实施方式的系统图。
图8是表示适用于本发明的蒸汽涡轮发电机的第五实施方式的系统图。
图9是表示适用于本发明的蒸汽涡轮发电机的第六实施方式的系统图。
图10是表示适用于本发明的蒸汽涡轮发电机的第七实施方式的系统图。
图11是表示图10的HIP1涡轮40的工作蒸汽导入部的结构的截面图。
图12是表示现有的蒸汽涡轮发电机的系统图。
图13是表示图12的HIP涡轮3的工作蒸汽导入部的结构的截面图。
具体实施方式
下面，利用图中所示的实施方式对本发明进行详细说明。然而，只要没有对该实施方式中记载的构成零件的尺寸、材质、形状及其相对位置等进行特别说明，那么该发明的范围就不仅限于此。
(第一实施方式)
图1和图2表示适用于本发明的蒸汽涡轮发电机的第一实施方式。在图1中，本实施方式的蒸汽涡轮发电机(VHP-HIP-LP结构)包括：VHP涡轮1；过热器21；具有第一级再热器22和第二级再热器23的二级再热式锅炉2；将HP涡轮部31和IP涡轮部32固设在单轴的涡轮转子，并将它们收容在一个壳体而构成的高中压对流壳体一体式的蒸汽涡轮3(下面称为“HIP涡轮3”)；LP涡轮4。
在锅炉2的过热器21中生成的VHP蒸汽(例如、700℃)经由蒸汽管211被导入VHP涡轮1，从而驱动VHP涡轮1。VHP涡轮1的排气蒸汽(例如，500℃)的一部分经由排气蒸汽管104被输送到设置在锅炉2内的第一再热器22，并在此被再加热成为HP蒸汽(例如、720℃)。VHP涡轮1的剩余的排气蒸汽经由蒸汽连接管100被供给至HIP涡轮3。
接着，在锅炉2中生成的HP蒸汽经由蒸汽管221，导入并驱动HP涡轮部31。HP涡轮部31的排气蒸汽经由排气蒸汽管311被输送到锅炉2的第二再热器23，并经过该第二级再热器23，成为IP蒸汽(例如、720℃)。IP蒸汽经由蒸汽管231，导入IP并驱动涡轮部32。接着，IP涡轮部32的排气通过跨越管321，并导入并驱动LP涡轮4。LP涡轮4的排气蒸汽在冷凝器5凝结，被锅炉供水泵6经由冷凝管601送回锅炉2的过热器21，再次成为VHP蒸汽，并在VHP涡轮1循环。
图2表示HIP涡轮3的工作蒸汽导入部附近的结构。如图2所示，在HIP涡轮3，在HP蒸汽和IP蒸汽的导入部附近，在涡轮转子7的外周面形成有HP涡轮叶栅部71、HP平衡部72、IP平衡部73以及IP涡轮叶栅部74。在HP涡轮叶栅部71以规定间隔形成HP动叶片部71a，在该HP动叶片部71a之间配置有HP叶片环8的HP静叶片8a。并且，在HP涡轮叶栅部71的最上游部配置有HP初级静叶片8a1。
并且，在IP涡轮叶栅部74以规定间隔形成有IP动叶片部74a，在该IP动叶片部74a之间配置有IP叶片环9的IP静叶片部9a。再者，在IP涡轮叶栅部74的最上游部配置有IP初级静叶片9a1。在HP叶片环8与IP叶片环9之间设置有对HP涡轮部31与IP涡轮部32之间进行密封的平衡环10。接着，与叶片环8、9以及平衡环10的涡轮转子7对面接近的位置，设置有用于限制蒸汽向各处的泄漏的密封翼片部11。在密封翼片部11使用迷宫密封。
在本实施方式中，在靠近HP涡轮部31的平衡环10，沿径向形成有冷却蒸汽供给路径101。该冷却蒸汽供给路径101与蒸汽连接管100连接，VHP涡轮1的排气蒸汽s1(例如，500℃)经由蒸汽连接管100作为冷却蒸汽被导入冷却蒸汽供给路径101。排气蒸汽s1的压力被设定为大于等于HP蒸汽经过初级静叶片8a1后的HP初级静叶片出口蒸汽的压力、或者IP蒸汽经过初级静叶片9a1后的IP初级静叶片出口蒸汽的压力。并且，排气蒸汽s1被设定为比HP初级静叶片出口蒸汽和IP初级静叶片出口蒸汽温度更低。
冷却蒸汽供给路径101在涡轮转子7的外周面72开口，因此，排气蒸汽s1到达涡轮转子7的外周面72。排气蒸汽s1在这里向涡轮转子7的轴向两侧分流，并通过与平衡环10之间的间隙720和721，朝向HP涡轮叶栅部71和IP涡轮叶栅部74。这样，排气蒸汽s1到达HP涡轮叶栅部71和IP涡轮叶栅部74。
并且，比冷却蒸汽供给路径101更靠向IP涡轮部32地沿径向形成有冷却蒸汽排出路径103。冷却蒸汽排出路径103的一端经由排气蒸汽管102与排气蒸汽管311连接，并且，冷却蒸汽排出路径103的另一端在间隙721开口。
在本实施方式中，如图2所示，在将HP涡轮部31的初级静叶片8a1的出口侧蒸汽压力、VHP涡轮1的排气蒸汽s1的压力、该HP蒸汽通过初级静叶片8a1并到达冷却蒸汽排出路径103的排气蒸汽s2的压力以及IP涡轮部32的初级静叶片9a1的出口侧蒸汽压力分别设为P0、P1、P2以及P3时，各压力满足下式(1)所示的关系。
P1≥P0＞P2＞P3.........(1)
排气蒸汽s1的压力大于等于在间隙720中迂回过来的HP排气蒸汽和在间隙721中迂回过来的IP排气蒸汽的压力，因此，遍布整个间隙720和721。这样，利用排气蒸汽s1冷却面向间隙720、721的平衡环10和涡轮转子7的HP平衡部72。
为了使推力平衡，冷却蒸汽s1的一部分成为排气蒸汽s2，通过冷却蒸汽排出路径103，并从与该冷却蒸汽排出路径103连接的排气蒸汽管102向排气蒸汽管311排出。
另外，在HP涡轮叶栅部71和IP涡轮叶栅部74的各叶栅的初级静叶片71a1、74a1的动叶片叶片槽的底部等，形成有用于使排气蒸汽s1流动的冷却孔71a2、74a2。因此，排气蒸汽s1的一部分到达HP涡轮叶栅部71和IP涡轮叶栅部74的各叶栅。
在本实施方式中，与IP涡轮部32的入口部的工作蒸汽温度(例如，720℃)相比，温度足够低的VHP涡轮1的排气蒸汽s1(例如，500℃)的一部分遍布从冷却蒸汽供给路径101端，通过转子7的外周面72与平衡环10之间的间隙720，至导入高温蒸汽的HIP涡轮3的工作蒸汽导入部附近，因此，与现有技术相比，能够更为有效地冷却面向间隙720的平衡环10以及涡轮转子7的HP平衡部72。这是因为，VHP涡轮1的排气蒸汽s1是在VHP涡轮1做功后的蒸汽，与现有的冷却方法中作为冷却蒸汽使用的HP涡轮部31的初级静叶片81a的出口的蒸汽相比，温度足够低。
因此，不仅能够提高平衡环10和涡轮转子7的HP平衡部72的保护效果，而且能够提高用于上述部件的原材料的选择自由度。特别是能够减小用于高温部位的Ni基合金等构成的涡轮转子7的制造尺寸，涡轮转子7变得易于制造。
并且，在冷却平衡环10和涡轮转子7的HP平衡部72时，在它们的周边，在旋转部或静止部采用焊接结构的情况下，即使在预计焊接部的强度比母材部低的强度设计中，也能够给出富余。
并且，排气蒸汽s1的一部分比冷却蒸汽供给路径101更向靠近IP涡轮部32的间隙721流通，能够冷却面向间隙721的平衡环10和IP平衡部73。并且，排气蒸汽s1的一部分通过冷却孔71a2、74a2，到达HP涡轮叶栅部71和IP涡轮叶栅部74的各叶栅，从而能够冷却上述叶栅部。因此，对于上述叶栅部，也能够充裕地进行的材料选择、强度设计以及材料设计等，实际的涡轮设计变得容易。
例如，如图2所示，有时涡轮转子7由不同材质的材料构成的分割体成形，并且通过焊接部w焊接上述分割体。例如，从焊接部w开始的HP涡轮部31侧的转子由Ni基合金形成，从焊接部w开始的IP涡轮部32侧的转子由Ni基合金或12Cr钢形成。此时，通过使冷却蒸汽供给路径101在焊接部w的附近开口，并通过冷却蒸汽供给路径101供给排气蒸汽s1，能够充分地冷却比其他部位强度弱的焊接部w，因此，能够维持该焊接部w的强度。
在所述第一实施方式中，对设置一台VHP涡轮1的例子进行了说明，然而，也适用于多级状地串联连结多台VHP涡轮，并具有三级以上的再热系统的蒸汽涡轮发电机。例如，如图3(a)所示，也可以串联连接地设置两台VHP涡轮1a和1b。在该例中，将冷却蒸汽从第一级的VHP涡轮(VHP1)1a经由蒸汽连接管100供给到HIP涡轮3。当然，也可以将冷却蒸汽从第二级的VHP涡轮(VHP2)1b经由蒸汽连接管100供给到HIP涡轮3。
并且，如图3(b)所示，也可以串联连接地设置三台VHP涡轮。在该例中，将冷却蒸汽从第一级的VHP涡轮(VHP1)1a和第三级的VHP涡轮(VHP3)1c，分别经由蒸汽连接管100a或蒸汽连接管100c供给到HIP涡轮3。
这样，如果设置多级VHP涡轮，则能够任意选择VHP涡轮，将其排气蒸汽作为冷却蒸汽，因此，设计自由度提高。另外，在VHP涡轮具有多级时，随着接近下游侧，施加在涡轮叶栅的工作蒸汽压力变低，然而，为了方便，在这里，全部表示为VHP涡轮。
(第二实施方式)
图4和图5表示适用于本发明的蒸汽涡轮发电机的第二实施方式。本实施方式的蒸汽涡轮发电机(VHP-HP-IP-LP连结结构)包括：VHP涡轮1；将两台的HP涡轮部31a0和31b0以形成对流地方式配置在一个壳体内而构成的高压对流壳体一体式的蒸汽涡轮131(下面称为“HP涡轮131”)；将两台的IP涡轮部32a和32b以形成对流地方式配置在一个壳体内而构成的中压对流壳体一体式的蒸汽涡轮132(下面称为“IP涡轮132”)；两台的LP涡轮4a和4b。
在锅炉2的过热器21中生成的VHP蒸汽(例如，700℃)作为工作蒸汽被供给到VHP涡轮1，驱动VHP涡轮1。VHP涡轮1的排气蒸汽(例如，500℃)利用排气蒸汽管104被送回锅炉2，并在第一级再热器22中被再加热。在第一级再热器22中被再加热的HP蒸汽(例如，720℃)作为工作蒸汽分别被供给到HP涡轮131的两台高压涡轮部31a0、31b0，并驱动两台的高压涡轮部31a0、31b0。两台的HP涡轮部31a0、31b0的排气蒸汽(例如，500℃)通过排气蒸汽部311返回锅炉2，在第二级再热器23中被再加热。
在第二级再热器23中被再加热的IP蒸汽(例如，720℃)作为工作蒸汽分别被供给到IP涡轮132的两台的IP涡轮部32a0、32b0，并驱动它们。两台的低压涡轮部32a0、32b0的排气蒸汽经由排气蒸汽管321作为工作蒸汽被分别供给到低压涡轮4a和4b，并驱动它们。
在本实施方式中，VHP涡轮1的排气蒸汽(例如，500℃)的一部分经由蒸汽连接管100作为冷却蒸汽被供给到HP涡轮131，对HP涡轮131的高温蒸汽(工作蒸汽)导入部附近进行冷却。并且，HP涡轮131的排气蒸汽(例如，500℃)的一部分经由蒸汽连接管110作为冷却蒸汽被供给到IP涡轮132，对IP涡轮132的工作蒸汽导入部附近进行冷却。
图5表示图4所示的HP涡轮131的工作蒸汽导入部的结构。在图5所示的HP涡轮131，在涡轮转子7的周围实际上左右对称地设置有HP涡轮叶栅部71a0、71b0。在HP涡轮叶栅部71a0、71b0以规定间隔形成有HP动叶片部71a、71b，在该HP动叶片部71a、71b之间配置有各个HP叶片环8a0、8b0的HP静叶片部8a、8b。
在HP涡轮叶栅部71a0、71b0的最上游部配置有HP初级静叶片8a1、8b1。在左右的HP涡轮叶栅部71a0、71b0之间设置有用于对两台的HP涡轮部31a0、31b0的HP蒸汽导入部之间进行密封平衡环10。并且，在HP叶片环8a0、8b0以及平衡环10接近涡轮转子7的位置，设置有用于限制蒸汽向各处泄漏的密封翼片部11。
在本实施方式中，在两系统的HP蒸汽入口部之间，且在平衡环10沿径向形成有冷却蒸汽供给路径101。VHP涡轮1的排气蒸汽s1作为冷却蒸汽导入该冷却蒸汽供给路径101。该冷却蒸汽供给路径101到达涡轮转子7的外周面，并与左右对称地配置的涡轮转子7与平衡环10之间的间隙720a、720b连通。导入冷却蒸汽供给路径101的排气蒸汽s1通过间隙720a、720b，朝向两侧的HP涡轮叶栅部71a0、71b0。
另外，在HP叶栅部71a0、71b0和初级动叶片71a1、71b1的动叶片叶片槽的底部等，形成有用于使冷却蒸汽s1流动的冷却孔71a2、71b2。在本实施方式中，IP涡轮132的蒸汽导入部也成为与图5所示的HP涡轮131相同的结构，因此，省略IP涡轮132的工作蒸汽导入部的说明。
在本实施方式中，导入冷却蒸汽供给路径101的VHP涡轮1的排气蒸汽s1的温度比HP涡轮131的入口部的HP蒸汽的温度足够低，并且，比HP蒸汽经过初级静叶片8a1、8b1并在间隙720a、720b迂回的蒸汽的温度更低(例如，500℃)。并且，排气蒸汽s1的压力被设定为比上述迂回蒸汽的压力大。
即，如图5所示，在将VHP涡轮1的排气蒸汽s1的压力、该HP蒸汽的初级静叶片8a1、8b1出口侧蒸汽压力(上述迂回蒸汽的压力)分别设定为P1、P0时，各压力满足下式(2)所示的关系。
P1≥P0.........(2)
因此，排气蒸汽s1能够与上述迂回蒸汽相逆而遍布整个间隙720a、720b，因此，与现有技术相比，能够更为有效地冷却平衡环10和该平衡环内侧的涡轮转子7。
这是因为，VHP涡轮1的排气蒸汽s1是在VHP涡轮1做功后的蒸汽，与现有的冷却方法中作为冷却蒸汽使用的HP涡轮部31a0、31b0的初级静叶片的出口的蒸汽相比，温度足够低。
由于排气蒸汽s1从设置在HP叶栅部71a0、71b0冷却孔71a1、71a2流入HP叶栅部71a0、71b0，因此，也能够冷却HP叶栅部71a0、71b0。
并且，在本实施方式中，IP涡轮132的IP蒸汽导入部也成为与HP涡轮131相同的结构。与IP涡轮132的入口部的IP蒸汽温度相比，温度足够低的HP涡轮131的排气蒸汽(例如，500℃)经由蒸汽连接管110作为冷却蒸汽被供给到IP涡轮132的IP蒸汽导入部。因此，与现有技术相比，能够更为有效地冷却IP涡轮132的工作蒸汽导入部附近。
HP涡轮131的排气蒸汽是在HP涡轮部31a0、31b0做功后的蒸汽，与现有技术中作为冷却蒸汽使用的IP涡轮部32a0、32b0的初级静叶片(未图示)的出口侧蒸汽相比，温度足够低，因此，能够提高冷却效果。
在本实施方式中，由于利用与HP涡轮131、IP涡轮132的各自的压力、温度条件相应的冷却蒸汽进行冷却，因此，能够分别有效地冷却HP涡轮131和IP涡轮132的高温蒸汽导入部。
由此，对于HP涡轮叶栅部71a0、71b0以及IP涡轮叶栅部(未图示)，能够在材料选择、强度设计以及材料设计等方面给出富余，实际的涡轮设计变得容易。
在对HP涡轮131、IP涡轮132的工作蒸汽导入部进行冷却时，在该导入部及其周边，在旋转部或静止部采用焊接结构时，即使在预计焊接部的强度比母材部低的强度设计中，也能够给出富余，这一点也利于实际的涡轮设计。
另外，在本实施方式中，对分别冷却HP涡轮131和IP涡轮132的结构进行了说明，然而，根据需要，也可以仅对其任意一个进行冷却。
(第三实施方式)
接着，利用图6对适用于本发明的蒸汽涡轮发电机的第三实施方式进行说明。与上述第一实施方式相比，如图6所示，本实施方式中，代替VHP涡轮1的排气，而将从VHP涡轮1的中级抽出的蒸汽作为冷却蒸汽导入HIP涡轮3。即，蒸汽连接管120与VHP涡轮1的中级的叶栅部以及HIP涡轮3的冷却蒸汽供给路径101连接。通过该蒸汽连接管120，将VHP涡轮1的中级叶栅部的抽气蒸汽作为冷却蒸汽供给到HIP涡轮3的冷却蒸汽供给路径101。
由于其他结构与上述第一实施方式相同，因此，省略相同部分的说明。当上述抽气蒸汽的压力为P1时，该抽气蒸汽的压力P1满足上述式子(1)。
在本实施方式中，与迂回地经过HP涡轮部31的初级静叶片8a1或IP涡轮部32的初级静叶片9a1的蒸汽相比，作为冷却蒸汽从VHP涡轮1供给到HIP涡轮3的抽气蒸汽温度更低，且压力大于等于该迂回蒸汽的压力。因此，能够使该抽气蒸汽遍布平衡环10与涡轮转子7的HP平衡部72之间的整个间隙720、721，能够提高平衡环10和HP平衡部72的冷却效果。
并且，通过将VHP涡轮1的叶栅级之间的适当部位选择为抽气部位，能够向对HIP涡轮3的工作蒸汽导入部的冷却供给最适当的压力或温度的冷却蒸汽，能够将HIP涡轮3的工作蒸汽导入部冷却至最适当的温度。
(第四实施方式)
图7表示将本发明应用在蒸汽涡轮发电机的第四实施方式。本实施方式与上述第一实施方式不同之处在于，不是使用VHP涡轮1的排气蒸汽的一部分作为HIP涡轮3的冷却蒸汽，而是从锅炉2的过热器21抽出VHP蒸汽生成过程中的蒸汽的一部分，将该抽气蒸汽作为冷却蒸汽经由蒸汽连接管130供给到HIP涡轮3的工作蒸汽导入部。其他结构与第一实施方式相同，因此，省略相同部分的说明。
在本实施方式中，在锅炉2中，将从泵6供给到锅炉2的最终供水过热至VHP蒸汽时，将在过热器21的中途分流的一部分锅炉抽气蒸汽作为冷却蒸汽供给到HIP涡轮3。该锅炉抽气蒸汽在过热器21内具有充分的过热度，且其具有比HIP涡轮3的HP涡轮部31、IP涡轮部32的入口蒸汽温度足够低的温度(例如，600℃)。即，从温度还没有完全升高的部位抽气，将其供给到HIP涡轮3。将该锅炉抽气蒸汽的压力设定为P1时，该抽气蒸汽的压力P1满足上述式子(1)。
在本实施方式中，使用来自过热器21的锅炉抽气蒸汽作为HIP涡轮3的HP涡轮部31或IP涡轮部32的高温蒸汽导入部的冷却蒸汽，该抽气蒸汽的温度比HP涡轮部31的入口部的工作蒸汽温度足够低，因此，与现有技术相比，能够进一步提高HIP涡轮3的高温蒸汽导入部附近的冷却效果。这是因为，来自过热器21的抽气蒸汽是在锅炉2加热到规定温度前的蒸汽，与现有的冷却方法中作为冷却蒸汽使用的HP涡轮部31的初级静叶片8a1的出口的蒸汽相比温度足够低。
另外，作为本实施方式的变形例，代替使用过热器21的抽气蒸汽作为冷却蒸汽，也可以使用锅炉2的第一级再热器22或第二级再热器23的抽气作为冷却蒸汽。
(第五实施方式)
图8表示将本发明应用在蒸汽涡轮发电机的第五实施方式。在图8中，本实施方式(HP1-IP1-HP2-IP2-LP结构)包括：具有过热器21和再热器22的锅炉2、代替VHP涡轮1的被分为两个的HP涡轮、被分为两个的IP涡轮、一台LP涡轮4。
上述HP涡轮被分为高温高压侧的第一HP涡轮部(HP1涡轮部)31a、低温低压侧的第二HP涡轮部(HP2涡轮部)31b。上述IP涡轮被分为高温高压侧的第一IP涡轮部(IP1涡轮部)32a和低温低压侧的第二IP涡轮部(IP2涡轮部)32b。HP1涡轮部31a和IP1涡轮部32a固设在单轴的涡轮转子，构成收容在一个壳体内的高中压对流壳体一体式的蒸汽涡轮40(下面称为“HIP1涡轮40”)。
并且，HP2涡轮部31b和IP2涡轮部32b固设在单轴的涡轮转子，构成收容在一个壳体内的高中压对流壳体一体式的蒸汽涡轮42(下面称为“H2P2涡轮42”)。HIP1涡轮40、H2P2涡轮42以及LP涡轮4在同一轴线上与一个涡轮转子连结。
在本实施方式中，锅炉2的过热器21中生成的HP蒸汽(例如，650℃)经由蒸汽管212被导入HP1涡轮部31a，并对其进行驱动。HP1涡轮部31a的排气蒸汽(不足650℃)经过HP连接管44导入HP2涡轮部31b，并对其进行驱动。HP2涡轮部31b的排气蒸汽经由排气蒸汽管312输送到锅炉2的再热器22，经过再热器22成为IP蒸汽(例如，650℃)。该IP蒸汽经由蒸汽管222导入IP1涡轮部32a，并对其进行驱动。
IP1涡轮部32a的排气蒸汽(不足650℃)经过IP连接管46导入IP2涡轮部32b，并对其进行驱动。接着，IP2涡轮部32b的排气蒸汽通过跨越管321并被导入LP涡轮4，并对其进行驱动。LP涡轮4的排气蒸汽在冷凝器5凝结，并被锅炉供水泵6加压从而返回锅炉2，并再次成为HP蒸汽，在HIP1涡轮40循环。
在锅炉2中，在将从泵6供给的最终供水加热为HP蒸汽时，将在过热器21的中途分流的一部分锅炉抽气蒸汽作为冷却蒸汽供给到HIP1涡轮40的工作蒸汽导入部。该锅炉抽气蒸汽在过热器21内具有充分的过热度，且其具有比HP1涡轮部31a和IP1涡轮部32a的入口蒸汽温度足够低的温度(例如，600℃)。即，该抽气蒸汽是从温度还没有完全升高的部位抽出的，将其供给到HIP1涡轮40。该抽气蒸汽的温度条件和压力条件与上述第四实施方式相同。
HIP1涡轮40的工作蒸汽导入部附近的结构与图2所示的第一实施方式中的HIP涡轮3相同，因此，省略该工作蒸汽导入部附近的结构的说明。
在本实施方式中，由于使用来自过热器21的抽气蒸汽作为冷却蒸汽，与来自HP1涡轮部31a、IP1涡轮部32a的入口部的工作蒸汽温度相比，该抽气蒸汽的温度足够低，因此，与现有技术相比，能够进一步提高工作蒸汽导入部的冷却效果。来自过热器21的抽气蒸汽是在锅炉2中加热至规定温度前的蒸汽，与现有技术中作为冷却蒸汽使用的HP1涡轮部31a的初级静叶片的出口的蒸汽相比温度足够低。因此，能够提高冷却效果。
(第六实施方式)
图9表示将本发明应用在蒸汽涡轮发电机的第六实施方式。本实施方式(IP1-HP-IP2-LP结构)与上述第五实施方式的不同之处在于，HP涡轮31没有被分割，而IP涡轮被分割为高温高压侧的IP1涡轮部32a和低温低压侧的IP2涡轮部32b。并且，HP涡轮31和IP2涡轮部32b固设在单轴的涡轮转子，构成收容在一个壳体内的高中压对流壳体一体式的蒸汽涡轮(HIP涡轮)41。IP1涡轮部32a、HIP涡轮41、LP涡轮4在同一轴线上与一个涡轮转子连结。
在本实施方式中，在锅炉2的过热器21中生成的HP蒸汽(例如，650℃)被导入HIP涡轮41的HP涡轮部31，并对其进行驱动。HP涡轮部31的排气蒸汽经过锅炉2的再热器22成为IP蒸汽(例如，650℃)。IP蒸汽被导入IP1涡轮部32a，并对其进行驱动。IP1涡轮部32a的排气蒸汽(例如，不到600℃)经过IP连接管46被导入IP2涡轮部32b，并对其进行驱动。
接着，IP2涡轮部32b的排气蒸汽通过跨越管321并被导入LP涡轮4，并对其进行驱动。LP涡轮4的排气蒸汽在冷凝器5凝结，并被锅炉供水泵6加压，从而返回锅炉2，并再次成为HP蒸汽，在HP涡轮部31循环。并且，在锅炉2将从泵6供给的最终供水加热为HP蒸汽时，将在过热器21的中途分流的一部分锅炉抽气蒸汽作为冷却蒸汽供给到HIP涡轮41的工作蒸汽导入部。
该锅炉抽气蒸汽在过热器21内具有足够的过热度，且温度比HP涡轮部31和IP2涡轮部32b的入口蒸汽温度更低(例如，600℃)。即，该抽气蒸汽被从温度还没有完全升高的部位抽出，并被供给到HIP涡轮41。该锅炉抽气蒸汽的温度条件和压力条件与上述第五实施方式相同。
另外，HIP涡轮41的工作蒸汽导入部的结构与图2所示的第一实施方式的HIP涡轮3相同，只是将供给的冷却蒸汽由VHP排气蒸汽替换为锅炉抽气蒸汽这一点不同，因此，省略该工作蒸汽导入部的详细说明。
在本实施方式中，作为HIP涡轮41的工作蒸汽导入部的冷却蒸汽，使用从锅炉2的过热器21抽出并且与HP涡轮部31和IP2涡轮部32b的入口部的工作蒸汽温度相比温度足够低的锅炉抽气蒸汽。因此，与现有技术相比，能够进一步提高HIP涡轮41的高温蒸汽导入部附近的冷却效果。
(第七实施方式)
图10表示将本发明应用在蒸汽涡轮发电机的第七实施方式。本实施方式与图8所示的上述第五实施方式的不同结构在于，作为HIP1涡轮40的冷却蒸汽，代替过热器21的抽气蒸汽，而使用从HP1涡轮部31a的叶栅级之间抽出的抽气蒸汽。由于其他结构与第五实施方式共通，省略说明。
在图10中，HP1涡轮部31a的抽气蒸汽经由蒸汽连接管724被供给到HIP1涡轮40的工作蒸汽导入部。
图11表示HIP1涡轮40的工作蒸汽导入部附近的结构。虽然基本结构与图2所示的第一实施方式的工作蒸汽导入部相同，但是，在本实施方式中，向该蒸汽导入部供给冷却蒸汽，并排出用于冷却后的冷却蒸汽的路径的结构不同。省略其他的与第一实施方式共通的结构的说明。
在本实施方式中，在平衡环10的靠近IP1涡轮部32a侧沿径向形成有冷却蒸汽供给路径101。该冷却蒸汽供给路径101在平衡环10与间隙721、723之间形成开口。该间隙721、723形成在涡轮转子7的HP平衡部72与IP平衡部73之间。通过蒸汽连接管724对HIP1涡轮40的HP1涡轮部31a的叶栅级之间与冷却蒸汽供给路径101进行连接，从该叶栅级之间抽出的抽气气体s1作为冷却蒸汽经由蒸汽连接管724被导入冷却蒸汽供给路径101。
并且，在比冷却蒸汽供给路径101更靠近HP1涡轮部31a的位置，沿径向形成有冷却蒸汽排出路径103。该冷却蒸汽排出路径103在形成于涡轮转子7的HP平衡部72的外周面的间隙720与间隙721之间进行开口。冷却蒸汽排出路径103与排气蒸汽管44连接，HP1涡轮部31a经由排气蒸汽管44作为工作蒸汽被供给到HIP2涡轮42的HP2涡轮部31b。
在上述结构中，HP1涡轮部31a的初级静叶片8a1的出口T的蒸汽的一部分通过HP平衡环72a与涡轮转子7之间的间隙720流向HP涡轮叶栅部71的轴向相反侧。另一方面，从HP1涡轮部31a的叶栅级之间抽出的抽气蒸汽s1通过冷却蒸汽供给路径101到达平衡环10内部的间隙721。随后，抽气蒸汽s1的一部分通过间隙723朝向IP涡轮叶栅部74，并且，剩下的抽气蒸汽s1向相反方向的HP1涡轮部31a侧分流，通过间隙721流动。
向HP1涡轮部31a侧分流的抽气蒸汽s1与从初级静叶片8a1的出口分流并通过间隙720的蒸汽合流，从冷却蒸汽排出路径103排出。通过冷却蒸汽排出路径103的排气蒸汽s2通过排气蒸汽管44作为工作蒸汽供给到HP2涡轮部31b。通过冷却蒸汽排出部103的排气蒸汽s2也具有使涡轮转子7负荷的推力平衡的作用。
从HP1涡轮部31a的初级静叶片8a1的出口T分流并通过间隙720的蒸汽不朝向IP1涡轮叶栅部74，而是全部通过冷却蒸汽排出路径103并被导入排气蒸汽管44。从压力大于等于HP1涡轮部32a的排气的部分的叶栅级之间适当地抽出HP1涡轮部31a的抽气蒸汽s1即可。
即，如图11所示，在分别将供给到HP1涡轮部31a的入口部的工作蒸汽压力、HP抽气蒸汽s1的压力、该工作蒸汽通过初级静叶片8a1并到达冷却蒸汽排出路径103的排气蒸汽s2的压力、IP1涡轮部32a的初级静叶片出口的蒸汽压力设为P0、P1、P2、P3时，各压力满足下式(3)所示的关系。
P0＞P1≥P2＞P3.........(3)
如果抽气蒸汽s1的压力P1比排气蒸汽s2的压力P2或IP初级静叶片出口压力P3大，则能够使抽气蒸汽s1与HP蒸汽和IP蒸汽的各初级静叶片8a1、9a1的出口蒸汽相逆，而遍布间隙721、723。抽气蒸汽s1是在HP1涡轮部32a1完成一部分做功后的蒸汽，与现有的冷却方法中作为冷却蒸汽使用的HP1涡轮部31a的初级静叶片的出口的蒸汽相比温度足够低。因此，能够提高平衡环10和位于平衡环10的内侧涡轮转子7的外周面72的冷却效果。
根据本实施方式，能够使HP1涡轮部31a的抽气蒸汽s1经由冷却蒸汽供给路径101遍布转子7的外周面72与平衡环10之间的间隙721、723，该抽气蒸汽s1与HP1涡轮部31a和IP1涡轮部32a的入口部的工作蒸汽温度相比温度足够低。因此，能够将处于HIP1涡轮40的高温状态的工作蒸汽导入部附近冷却至比现有技术更低的温度。
特别地，在工作蒸汽导入部及其周边，在旋转部或静止部采用焊接结构时，即使在预计焊接部的强度比母材部低的强度设计中，也能够给出富余，这一点也使实际的涡轮设计变得容易。
即，通过焊接等对由不同种类的材料构成的多个分割体进行接合而构成涡轮转子7，如图11所示，该焊接部w位于平衡环10的内侧时，焊接部w会暴露在高温环境中，强度有可能会下降。
对此，通过使冷却蒸汽s1从冷却蒸汽供给路径101流动到间隙721、723，能够提高焊接部w的冷却效果。由此，能够防止焊接部w的强度的下降。
另外，在本实施方式中，虽然使用HP1涡轮部31a的抽气蒸汽s1作为冷却蒸汽，但是，也可以将HP1涡轮部31a的排气蒸汽作为冷却蒸汽使用。
并且，作为上述第七实施方式的变形例，如图11所示，也可以在使HP1涡轮部31a的抽气蒸汽s1供给至冷却蒸汽供给路径101之前，使其先通过冷却装置728，由此进行预冷。作为冷却装置728的冷却机构，例如，使抽气蒸汽s1通过传热管，同时使用风扇，向该传热管输送冷风，风冷抽气蒸汽s1，该传热管由扩大了传热面积的涡形配管或带翼片配管等构成。
或者，也可以通过使抽气蒸汽s1在作为双重配管的传热管的一个流路流动，使冷却水在另一个流路径流动，通过水冷来冷却抽气蒸汽s1。另外，也可以将在这里回收的热量用于其他机器。由此，能够更为可靠地将HIP1涡轮40的工作蒸汽导入部冷却至更低温度。
如上所述，对本发明进行了说明，然而，本发明不仅限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内，能够进行各种变形。
工业实用性
根据本发明，在蒸汽涡轮发电设备中，能够对对流壳体一体式的蒸汽涡轮的工作蒸汽导入部附近进行有效地冷却，该对流壳体一体式的蒸汽涡轮由在一个壳体内收容工作蒸汽压力不同的多个蒸汽涡轮而构成。并且，本发明也能够适用于包括VHP-HIP-LP结构或VHP-HP-IP-LP等结构的所有再热涡轮。

Claims (15)

1.一种蒸汽涡轮发电设备的冷却方法，该蒸汽涡轮发电设备包括：对流壳体一体式蒸汽涡轮，该对流壳体一体式蒸汽涡轮在一个壳体内从低压涡轮到高压侧收容多个涡轮部，并利用平衡密封部对上述多个涡轮部之间进行分隔，所述蒸汽涡轮发电设备的冷却方法用于对该平衡密封部和配置在该平衡密封部的内侧的转子轴进行冷却，其特征在于，包括：
冷却蒸汽供给工序，其将冷却蒸汽供给到设置在所述平衡密封部的冷却蒸汽供给路径，所述冷却蒸汽具有比在蒸汽涡轮发电设备内产生并被供给到所述对流壳体一体式蒸汽涡轮的各个涡轮部的工作蒸汽经过初级静叶片后的初级静叶片出口蒸汽的温度更低的温度，并且，具有大于等于该初级静叶片出口蒸汽的压力；
冷却工序，其通过将该冷却蒸汽经由该冷却蒸汽供给路径导入形成在该平衡密封部与转子轴之间的间隙，并使冷却蒸汽与该初级静叶片出口蒸汽相逆而在该间隙流通，从而冷却该平衡密封部和转子轴。
2.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却方法，其特征在于，
所述对流壳体一体式蒸汽涡轮由工作蒸汽压力不同的高压侧涡轮部和低压侧涡轮部构成，
包括排出工序，其将在所述冷却工序中用于该平衡密封部和转子轴的冷却后的冷却蒸汽从形成在该平衡密封部的冷却蒸汽排出路径向排气蒸汽管排出，该排气蒸汽管向后级侧蒸汽涡轮供给蒸汽。
3.根据权利要求2所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却方法，其特征在于，
在比所述冷却蒸汽排出路径更靠近所述低压侧涡轮部的所述间隙，使所述冷却蒸汽供给路径开口，并且，使冷却蒸汽与从低压侧涡轮部流入所述间隙的该低压侧涡轮部的初级静叶片出口蒸汽相逆而通过该间隙，之后，使冷却蒸汽与所述高压侧涡轮部的初级静叶片出口蒸汽一起从该冷却蒸汽排出路径排出。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却方法，其特征在于，所述转子轴由接合不同材质的材料构成的分割体而构成，并且面对所述间隙而形成一体地连结该转子轴的接头部，利用所述冷却蒸汽对该接头部进行冷却。
5.一种蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，该蒸汽涡轮发电设备包括：对流壳体一体式蒸汽涡轮，该对流壳体一体式蒸汽涡轮在一个壳体内从低压涡轮到高压侧收容多个涡轮部，并利用平衡密封部对上述多个涡轮部之间进行分隔，所述蒸汽涡轮发电设备的冷却装置用于对该平衡密封部和配置在该平衡密封部的内侧的转子轴进行冷却，其特征在于，包括：
冷却蒸汽供给路径，其形成在所述平衡密封部，并在该平衡密封部与转子轴之间的间隙进行开口；
冷却蒸汽管，其与该冷却蒸汽供给路径连接，并向该冷却蒸汽供给路径供给冷却蒸汽，该冷却蒸汽具有比在蒸汽涡轮发电设备内产生并被供给到所述对流壳体一体式蒸汽涡轮的各个涡轮部的工作蒸汽经过初级静叶片后的初级静叶片出口蒸汽的温度更低的温度，并且，具有大于等于该初级静叶片出口蒸汽的压力，
使该冷却蒸汽经由该冷却蒸汽供给路径在平衡密封部与转子轴之间的间隙流通，从而冷却该平衡密封部和转子轴。
6.根据权利要求5所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，其特征在于，
所述对流壳体一体式蒸汽涡轮由工作蒸汽压力不同的高压侧涡轮部和低压侧涡轮部构成，
具有冷却蒸汽排出路径，该冷却蒸汽排出路径形成在所述平衡密封部并在所述间隙开口，而且与向后级侧蒸汽涡轮供给蒸汽的排气蒸汽管连接，
在使所述冷却蒸汽在该间隙流通，从而冷却该平衡密封部和转子轴后，使其从该冷却蒸汽排出路径向排气蒸汽管排出，该排气蒸汽管向后级侧蒸汽涡轮供给蒸汽。
7.根据权利要求6所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，其特征在于，
在比所述冷却蒸汽排出路径更靠近所述低压侧涡轮部的所述间隙，使所述冷却蒸汽供给路径开口，并且，使所述冷却蒸汽与从所述低压侧涡轮部的所述初级静叶片出口蒸汽相逆而通过该间隙，之后，使冷却蒸汽从该高压侧涡轮部的初级静叶片出口分流，并与流入靠近该高压侧涡轮部的所述间隙的蒸汽一起从该冷却蒸汽排出路径排出。
8.根据权利要求6或7所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，其特征在于，
具有超高压涡轮，所述对流壳体一体式蒸汽涡轮的高压侧涡轮部是高压涡轮，该对流壳体一体式蒸汽涡轮的低压侧涡轮部是低压涡轮，
将该超高压涡轮的排气蒸汽的一部分或该超高压涡轮的抽气蒸汽作为所述冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径。
9.根据权利要求6或7所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，其特征在于，所述对流壳体一体式蒸汽涡轮的高压侧涡轮部的排气蒸汽的一部分或该高压侧涡轮部的抽气蒸汽作为所述冷却蒸汽供给到冷却蒸汽供给路径。
10.根据权利要求5～7的任一项所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，其特征在于，在锅炉中具有对蒸汽进行过热的过热器，将从该过热器中抽出的蒸汽作为所述冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径。
11.根据权利要求5～7的任一项所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，其特征在于，在锅炉中具有再热器，该再热器对从蒸汽涡轮排出的排气蒸汽进行再热，将从该再热器抽出的锅炉再热蒸汽作为所述冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径。
12.根据权利要求5～7的任一项所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，其特征在于，
包括：由高温高压侧的第一高压涡轮部和低温低压侧的第二高压涡轮部构成的高压涡轮、高温高压侧的第一中压涡轮部和低温低压侧的第二中压涡轮部构成的中压涡轮以及具有制造过热蒸汽的过热器的锅炉，
将该第一高压涡轮部和该第一中压涡轮部构成为所述对流壳体一体式蒸汽涡轮，并且，在所述平衡密封部设置所述冷却蒸汽供给路径，
将从所述过热器抽出的蒸汽作为所述冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径。
13.根据权利要求5～7的任一项所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，其特征在于，
包括：高压涡轮、由高温高压侧的第一中压涡轮部和低温低压侧的第二中压涡轮部构成的中压涡轮以及具有制造过热蒸汽的过热器的锅炉，
将该高压涡轮和该第二中压涡轮部构成为所述对流壳体一体式蒸汽涡轮，并且，在所述平衡密封部设置有所述冷却蒸汽供给路径，
将从所述过热器抽出的蒸汽作为所述冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径。
14.根据权利要求6或7所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，其特征在于，
包括：高压涡轮，其由高温高压侧的第一高压涡轮部和低温低压侧的第二高压涡轮部构成；中压涡轮，其由高温高压侧的第一中压涡轮部和低温低压侧的第二中压涡轮部构成，
将该第一高压涡轮部和该第一中压涡轮部构成为所述对流壳体一体式蒸汽涡轮，并且，在所述平衡密封部设置所述冷却蒸汽供给路径，
设置形成在该平衡密封部并与该第一高压涡轮部的排气蒸汽管连接的冷却蒸汽排出路径，
将从该第一高压涡轮部的叶栅之间抽出的蒸汽作为冷却蒸汽供给到该冷却蒸汽供给路径，并且，将该第一高压涡轮部的初级静叶片出口蒸汽作为冷却蒸汽供给到所述间隙，使各冷却蒸汽合流，并经由所述冷却蒸汽排出路径，从所述排气蒸汽管排出。
15.根据权利要求14所述的蒸汽涡轮发电设备的冷却装置，其特征在于，具有对从第一高压涡轮部的叶栅之间抽出的抽气蒸汽进行冷却的冷却装置，利用该冷却装置冷却该抽气蒸汽后，将其作为所述冷却蒸汽供给到所述冷却蒸汽供给路径。
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