CN106958469A

CN106958469A - 蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置

Info

Publication number: CN106958469A
Application number: CN201710012924.7A
Authority: CN
Inventors: 小野英树; 水见俊介; 工藤健; 服部达仁
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2017-07-18
Anticipated expiration: 2037-01-09
Also published as: US20170198608A1; EP3192983B1; JP2017125425A; EP3192983A1; US10378388B2; JP6628611B2; CN106958469B

Abstract

本发明提供一种蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置，其能实现较高的扩散效果和较低的制造成本的兼具。蒸汽涡轮的排气装置在最终级的动叶片的下游侧具备配置于动叶片的内周侧的圆锥滚子轴承外圈、配置于其外周侧的环状的流动导向件以及包围圆锥滚子轴承外圈以及流动导向件的外部外壳。流动导向件在圆周方向的各位置中的子午面投影形状是使某代表形状以其上游端为中心在子午面内旋转，并将其径向的长度维持为相同或缩短其径向的长度的形状，流动导向件的上游端相对于轴向的倾斜角的圆周方向的分布为，在圆周方向的多个代表位置分别具有代表倾斜角，并且，在圆周方向的代表位置间，根据这些代表位置的代表倾斜角通过线形插补规定。

Description

蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置

技术领域

本发明涉及构成蒸汽涡轮排气装置的扩散流道的一部分的流动导向件以及具备该流动导向件的蒸汽涡轮的排气装置。

背景技术

利用由锅炉等蒸汽产生器产生的蒸汽使涡轮旋转并发电的发电设备一般由高压涡轮、中压涡轮以及低压涡轮等、与蒸汽压力相应的多个涡轮构成。由蒸汽产生器产生的蒸汽从高压涡轮至低压涡轮按顺序通过并结束旋转动作，并导入凝结器。蒸汽在此冷凝而成为冷凝水，并回流至蒸汽产生器。在高压中压低压各自的出口不久之后设置称为排气室的蒸汽流道。排气室一般具有伴随急剧的流的转向的形状，因此，在蒸汽流上产生阻力，容易产生压力损失。

这种结构的发电设备通过将凝结器配置在低压涡轮的下方，减小收纳发电设备的建筑的下方排气型的设备。在下方排气型的发电设备中的低压涡轮的排气室中，从低压涡轮排出的蒸汽以短距离向凝结器并向下方转向。因此，蒸汽不会完全顺畅地转向，有时在蒸汽流上产生剥离而成为压力损失。作为低压涡轮的从出口到凝结器的蒸汽流道的低压涡轮的排气室中的压力损失对设备性能带来的影响大，减小该压力损失的情况在设备的性能提高方面有效。

在大部分低压涡轮的排气室中，采用使流道截面积向下游侧逐渐增加的扩散流道结构。将通过在扩散流道中顺畅地使蒸汽膨胀，将蒸汽的动能转换为压力的能量的情况称为扩散效果。在有效地发挥该扩散效果的情况下，低压涡轮的出口压力下降，因此，低压涡轮的出入口间的蒸汽的热落差变大，能得到更高的输出。

扩散流道一般由安装于涡轮的最终级的出口部的称为流动导向件的环状部件和位于流动导向件的内侧的轴承侧的壁面(覆盖称为圆锥滚子轴承外圈的轴承的部件)等形成。扩散效果的提高尤其通过对流动导向件的形状下各种工夫而实现。在具有这种扩散流道的排气室中例如为了不改变现状的制造、组装精度地发挥较高的扩散效果，以低成本提高设备效率，分别由通过使互相不同的形状的曲线以转子轴为中心旋转而构成的曲面构成流动导向件的上半侧以及下半侧的导向面，采用利用封闭部封闭与上半侧和下半侧的连接部水平地形成的间隙的流动导向件(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2014-5813号公报

在下方排气型的蒸汽涡轮的排气室中，能通过流动导向件的扩散效果、即压力回复率的提高，实现涡轮性能的提高。该扩散流道的流是上下非对称，因此，使排气室的压力回复系数最大化的流动导向件的形状在上下不同。

但是，若使流动导向件整体形成为压力回复系数最大化的最适形状，则制造成本变高。流动导向件一般通过利用焊接等使在圆周方向上划分的多个部件一体化而形成为环状。这些多个部件通过利用板弯曲的制罐形成为期望的形状。在流动导向件是旋转对称的形状的情况下，构成流动导向件的多个部件互相为相同形状，因此，制罐的模具一个便足够。相对于此，在流动导向件是具有在圆周方向的各位置不同的曲率半径的理想的最适形状的情况下，构成流动导向件的多个部件为互相不同的形状，因此，需要多个制罐的模具。例如，在将流动导向件在圆周方向上划分为八个而构成的情况下，需要八个制罐模具，与旋转对称的流动导向件的情况相比，则需要八倍的模具，存在制造成本增大的问题。

以往，使用考虑了制造成本和性能的平衡的流动导向件。即，流动导向件具有在整周为单一的曲率的曲面，并且，为具有根据排气室的形状等在圆周方向(上半侧和下半侧)不同的径向的长度的形状。作为流动导向件的曲面形状，采用流动导向件的上半侧以及下半侧的最适形状的中间的形状。因此，能以低成本制造流动导向件，但在排气室的压力回复系数方面存在妥协。另外，在上述专利文献1记载的低压涡轮的排气室中，流动导向件的上半侧及下半侧的导向面由通过以转子轴中心使曲线旋转而成的曲面构成，并且，上半侧的导向面和下半侧的导向面的连接部分不连续，因此，存在提高压力回复系数的余地。

发明内容

本发明是为了解决上述问题点而进行的，其目的在于提供能实现较高的扩散效果和低制造成本的兼具的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置。

为了解决上述课题，例如采用技术方案所记载的结构。

本申请包括多个解决上述课题的方案，如果列举其一例，则是一种具备绕中心轴旋转的涡轮转子和配置于上述涡轮转子的外周侧的多个动叶片的蒸汽涡轮的排气装置，具备在最终级的动叶片的下游侧配置于动叶片的内周侧的圆锥滚子轴承外圈和在最终级的动叶片的下游侧配置于动叶片的外周侧的环状的流动导向件、包围上述圆锥滚子轴承外圈以及上述流动导向件的外部外壳，上述流动导向件的圆周方向的各位置中的子午面投影形状是使某代表形状以其上游端为中心在子午面内旋转，并将其径向的长度维持为相同或缩短其径向的长度的形状，上述流动导向件的上游端相对于上述涡轮转子的轴向的倾斜角在圆周方向的分布为，在圆周方向的多个代表位置分别具有代表倾斜角，并且，在圆周方向的代表位置间，根据这些代表位置的代表倾斜角通过线形插补规定。

本发明的效果如下。

根据本发明，使流动导向件为其子午面投影形状在圆周方向上连续地变化的形状，并且，使圆周方向的代表位置间的流动导向件为即使在圆周方向上划分为几份也能以相同的制罐的模具成形的形状，因此，能实现较高的扩散效果和较低的制造成本的兼具。

上述的以外的课题、结构以及效果根据以下的实施方式的说明变得明确。

附图说明

图1是与蒸汽涡轮的最终级一起表示本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置的第一实施方式的概略纵剖视图。

图2是表示图1所示的本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第一实施方式的立体图。

图3是表示现有的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的子午面投影形状的一例的概略图。

图4是表示现有的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的倾斜角的圆周方向的分布的图。

图5是表示现有的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的径向的长度的圆周方向的分布的图。

图6是表示图2所示的本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第一实施方式的圆周方向的代表位置中的子午面投影形状的一例的概略图。

图7是表示图2所示的本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第一实施方式的倾斜角的圆周方向的分布的图。

图8是表示本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第一实施方式的形状检查的方法的说明图。

图9是表示本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第二实施方式的立体图。

图10是表示图9所示的本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第二实施方式的倾斜角的圆周方向的分布的图。

图11是从XI-XI向视观察图9所示的本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第二实施方式的剖视图。

图中：1—涡轮转子，2—动叶片，10—排气装置，12—圆锥滚子轴承外圈，13、13A、13B—流动导向件，14—外部外壳，15—扩散流道，19—尖形部，θ_R—代表位置，α₁、α₂、α₃、α₄—代表倾斜角。

具体实施方式

下面，使用附图说明本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置的实施方式。

[第一实施方式]

首先，使用图1及图2说明本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置的第一实施方式的结构。

图1是与蒸汽涡轮的最终级一起表示本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置的第一实施方式的概略纵剖视图，图2是表示图1所示的本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第一实施方式的立体图。图1中，空白箭头表示蒸汽流。图1及图2中，箭头Xa表示涡轮转子的轴向(中心轴的方向)，箭头R表示涡轮转子的径向，θ表示圆周方向的位置(角度)。

在图1中，蒸汽涡轮具备绕中心轴A旋转的涡轮转子1、在涡轮转子1的外周侧沿圆周方向排列的多个动叶片2(图1中图示两个)和以与动叶片2在上游侧对置的方式沿圆周方向排列的多个静叶片3(图1中图示两个)。沿圆周方向排列的静叶片3和动叶片2在涡轮转子1的轴向Xa(图1中左右方向)交替地配置而构成多个级(图1中只图示最终级)。动叶片2为了减小其外周侧的泄漏流，在其前端部具有罩4。静叶片3由喷嘴隔板外轮5保持。在静叶片3的内周侧前端，为了减小由静叶片3的前后的压力差产生的泄漏流，设置喷嘴隔板内轮6。作为动作流体的蒸汽通过蒸汽涡轮的最终级的静叶片3以及动叶片2，驱动涡轮转子1。

该蒸汽涡轮例如是下方排气型，还具备将驱动涡轮转子1之后的排气向下方的凝结器(未图示)引导的排气装置10。排气装置10具备内置涡轮转子1以及动叶片2的内部外壳(未图示)、在最终级的动叶片2的下游侧配置于该动叶片2的内周侧(根部侧)的圆锥滚子轴承外圈12、在最终级的动叶片2的下游侧配置于该动叶片2的外周侧(前端侧)的环状的流动导向件13、包围内部外壳、圆锥滚子轴承外圈12以及流动导向件13的外部外壳14。圆锥滚子轴承外圈12是以包围涡轮转子1的轴承(未图示)的方式设置的环状的部件，其下游端与外部外壳14的轴端壁14a连接。在最终级的动叶片2的下游侧，通过圆锥滚子轴承外圈12、流动导向件13以及外部外壳14的轴端壁14a形成流道截面积向排气的流向下游侧逐渐扩大的环状的扩散流道15。该扩散流道15通过从最终级的动叶片2排出的排气的减速将动能转换为压力而实现排气的压力回复，将从最终级的动叶片2的出口的排气以放射状向径向R的外侧导出。

流动导向件13例如通过焊接等安装于流动导向环16，通过流动导向环16固定于喷嘴隔板外轮5。流动导向件13如图1以及图2所示，以其上游端(向流动导向环16的安装部)相对于轴向Xa以倾斜角(上游端的内周面的切线和轴向Xa所成的角度)α倾斜的方式向径向R的外侧弯曲。流动导向件13如图2所示，通过利用焊接等使在圆周方向上划分的多个曲面状的部件18一体化而形成为环状。

接着，与现有的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的形状进行比较地说明本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第一实施方式的详细的形状。

首先，使用图2至图5说明现有的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的形状。图3是表示现有的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的子午面投影形状的一例的概略图，图4是表示现有的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的倾斜角的圆周方向的分布的图，图5是表示现有的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的径向的长度的圆周方向的分布的图。图4中，纵轴α表示流动导向件上游端相对于轴向的倾斜角,横轴θ表示流动导向件的圆周方向的位置.图5中，纵轴r表示流动导向件的径向的长度，横轴θ表示流动导向件的圆周方向的位置。另外，在图3至图5中，与图1以及图2所示的符号相同部分的部分是相同部分，因此，省略其详细的说明。

现有的流动导向件113如图2所示，与本实施方式的流动导向件13相同，通过利用焊接等使多个曲面状的部件118一体化而形成为环状。多个曲面状的部件118由利用板弯曲的制罐形成。该流动导向件113为了减少制造成本，为能利用一个模具台形成构成流动导向件113的全部的曲面状的部件118的形状。

具体地说，流动导向件113如图3所示，以其子午面投影形状(在包括中心轴A的面的剖面形状)在整周(θ＝0°～360°)重合的方式形成，图2所示的流动导向件113的上游端的倾斜角α如图3以及图4所示，在全周(θ＝0°～360°)为相同值αo。但是，该流动导向件113如图5所示，以成为其子午面投影形状的径向R的长度r在上半部(θ＝0°～90°、270°～360°)恒定且在下半部(θ＝90°～270°)比上半部大的分布的方式形成。即，现有的流动导向件113是以相对于通过使图3所示的子午面投影形状绕中心轴A(参照图1)旋转而得到的形状，使其径向R的长度r根据圆周方向的位置θ不同的方式形成的流动导向件。

另外，使流动导向件113的径向R的长度r如上述那样分布的理由如下。流动导向件113的上侧出口的形状由位于外部外壳14(参照图1)的外周侧的侧壁面14b(参照图1)的形状决定。例如，在流动导向件113的上侧的径向R的长度r过大的情况下，在流动导向件113与外部外壳14之间形成节流流道，因此，妨碍排气的压力回复，涡轮输出下降。另一方面，流动导向件113的下侧的下游侧是与未图示的凝结器连接的部分，不存在阻碍扩散流道15(参照图1)的结构物。因此，若由流动导向件113的下侧出口和外部外壳14的轴端壁14a(参照图1)形成压力回复系数为最大的最适的扩散流道，则需要相对于流动导向件113的上侧，下侧增大其径向R的长度r。即，基于流动导向件113的子午面投影形状在圆周方向的各位置θ重合，流动导向件113的上游端的倾斜角α在圆周方向的各位置θ恒定的前提，以排气装置的压力回复最大的方式，使流动导向件113的径向R的长度r的圆周方向的分布最适化。

在采用这种形状的流动导向件113的情况下，流动导向件113的径向R的长度r根据圆周方向的位置θ而不同，但能利用一台模具台形成构成流动导向件113的多个曲面状的部件118，因此，能实现制造成本的减少。但是，在以通过使某曲线绕中心轴A旋转而得到的曲面形状为基本形状的该现有的流动导向件113中，在扩散流道的压力回复系数存在妥协。因此，要求能提高压力回复系数的流动导向件。

接着，使用图2、图5至图7说明本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第一实施方式的详细的形状。

图6是表示图2所示的本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第一实施方式的圆周方向的代表位置的子午面投影形状的一例的概略图，图7是表示图2所示的本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第一实施方式的倾斜角的圆周方向的分布的图。图7中，纵轴α表示流动导向件上游端相对于轴向的倾斜角，横轴θ表示流动导向件的圆周方向的位置。另外，在图6及图7中，与图1至图5所示的符号相同符号的部分是相同的部分，因此，省略其详细的说明。

图2所示的流动导向件13的圆周方向的各位置θ的子午面投影形状为将圆周方向的某位置的子午面投影形状作为代表形状，以代表形状的上游端为中心在子午面内旋转，将其径向的长度维持为相同或缩短其径向的长度的形状。具体地说，如图6所示，将圆周方向的位置θ为180°(下半部中心)的子午面投影形状设定为扩散流道15(参照图1)的压力回复系数提高的适当的形状、例如由自由曲线规定的形状，将其作为代表形状。圆周方向的位置θ为90°以及270°(图2中，上半部和下半部的边界部)的子午面投影形状为使代表形状以其上游端为中心在子午面内向在轴向Xa接近的方向旋转(图6中以双点划线表示的形状)而缩短了其径向R的长度r的形状(图6中以实线表示的形状)。圆周方向的位置θ为0°～90°以及270°～360°的部分(上半部)的各子午面投影形状互相为相同形状。圆周方向的位置θ为90°～270°的部分(下半部)的子午面投影形状为在圆周方向上连续地变化的形状。

另外，图2所示的流动导向件13例如以圆周方向的各位置θ的倾斜角α为图7所示的分布的方式形成。具体地说，使流动导向件13的上半部(θ＝0°～90°、270°～360°)的倾斜角α为恒定值α₂。使流动导向件13的下半部θ＝(90°～270°)的倾斜角α比上半部(θ＝0°～90°、270°～360°)的倾斜角α大，在圆周方向的位置θ为180°(下半部中心)倾斜角α为最大值α₁。下半部的倾斜角α中、圆周方向的位置θ为180°～90°的部分(图2中，从下游侧观察从下半部中心与上半部连接的右侧部分)以及圆周方向位置θ为180°～270°的部分(图2中，从下游侧观察，从下半部中心与上半部连接的左侧部分)的倾斜角α分别根据其两端(180°和90°或180°和270°)的倾斜角α₁、α₂通过线形插补规定。即，倾斜角α的圆周方向的分布在圆周方向的多个代表位置θ_R(180°、90°、270°)分别具有代表倾斜角α₁、α₂。代表倾斜角α₁、α₂设定为根据外部外壳14(参照图1)的形状等，排气装置10的压力回复系数提高的角度。除此之外，流动导向件13的倾斜角α的圆周方向的代表位置θ_R间的分布根据这些代表位置θ_R(180°、90°、270°)的代表倾斜角α₁、α₂由线形插补规定。另外，代表位置θ_R未限定于180°、90°、270°，能根据设计上等的需要设定在任意的位置。

另外，流动导向件13例如以子午面投影形状的径向R的长度r与图5所示的现有的流动导向件113为相同的分布的方式形成。即，子午面投影形状的径向R的长度r在流动导向件13的上半部(θ0°～90°、270°～360°)恒定，在下半部(θ＝90°～270°)比上半部大的分布。下半部的径向R的长度r以在圆周方向的位置θ为180°(下半部中心)最大，随着圆周方向的位置θ朝向上半部单调减少的方式分布。

这样构成的流动导向件13即使在圆周方向的任意的位置θ，其内周面(导向曲面)也为在圆周方向上连续的形状。另外，圆周方向的位置θ为0°～90°以及270°～360°的流动导向件13的部分(上半部)即使在除了两端(90°和270°)的圆周方向的任意的位置θ也为一阶微分连续的顺畅的曲面形状。另外，圆周方向的位置θ为90°～180°的部分(图2中从下游侧观察从下半部中心与上半部连接的右侧部分)以及180°～270°的部分(图2中从下游侧观察从下半部中心与上半部连接的左侧部分)也分别即使在除了两端(90°和180°或180°和270°)的圆周方向的任意的位置θ为一阶微分连续的顺滑的曲面形状。即，流动导向件13的内周面除了圆周方向的代表位置θ_R(90°、180°、270°)的部分，为在圆周方向顺滑的曲面形状。

在由制罐制造该流动导向件13的情况下，能以共计三个模具成形。流动导向件13的上半部(θ＝0°～90°、270°～360°)其子午面投影形状在圆周方向的各位置θ相同，因此，能将上半部在圆周方向上分割为几份用一个模具制造。另外，圆周方向的位置θ为90°～180°的代表位置间θ_R、以及180°～270°的代表位置θ_R间的部分的流动导向件13的倾斜角分别由这些代表位置(180°和90°、或180°和270°)的代表倾斜角α的线形插补规定，因此，流动导向件13的代表位置θ_R间(90°～180°以及180°～270°)的部分能分别在圆周方向上分割为几份由一个模具制造。因此，流动导向件13能由三个制罐的模具制造。

这样，在本实施方式中，使流动导向件13的上半部和下半部为排气装置10的压力回复系数提高的非对称的形状，并且为流动导向件13在圆周方向连续的形状，因此，与以通过绕中心轴A旋转而成的形状为基本形状的现有的流动导向件相比，能得到压力回复系数提高了的排气装置10。

另外，在本实施方式中，若将上述形状的流动导向件13的制造成本与制造具有在圆周方向的各位置θ不同的曲率半径的最适形状的流动导向件的情况相比，则能大幅减少。例如，在将流动导向件在圆周方向上划分为八个且制造的情况下，相对于对最适形状的流动导向件的制作必要的制罐的模具数是8个，对本实施方式的流动导向件13的制造必要的制罐的模具数为3个。

接着，使用图8说明本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第一实施方式的形状检查的方法。

图8是表示本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第一实施方式的形状检查的方法的说明图。图8中，箭头Xa表示轴向，箭头R表示径向，θ表示圆周方向的位置。另外，在图8中，与图1至图7所示的符号相同符号的部分是相同的部分，因此省略其详细的说明。

在流动导向件13的导向曲面(内周面)的检查中，将流动导向件13的上游端作为下侧配置于水平面，通过使流动导向件检查标尺21与导向曲面抵接，确认导向曲面的圆周方向的各位置θ的形状。流动导向件13的圆周方向的各位置θ的子午面投影形状是通过使某代表形状以其上游端为中心在子午面内旋转而成的形状(参照图6)，因此，能通过使用一个与代表形状的导向曲面对应的流动导向件检查标尺21，进行圆周方向的各位置θ的导向曲面的形状检查。

另外，流动导向件13的倾斜角α并不是在整周相同，因此，需要确认圆周方向的各位置θ的倾斜角α。但是，难以直接计测该倾斜角α。因此，通过在圆周方向的各位置θ计测流动导向件13的上游端与下游端间的水平距离L和垂直距离H，并将其计测值与设计值进行比较，间接地确认圆周方向的各位置θ的倾斜角α。

另一方面，在检测具有在圆周方向的各位置θ不同的曲率半径的最适形状的流动导向件的情况下，需要在圆周方向的各位置θ使用与之对应的形状的检查标尺。即，需要准备多个检查标尺，标尺制作费用增加。另外，由于需要在圆周方向的各位置θ使用与之对应的检查标尺并进行检查，因此，检查复杂，成为由检查时间的长期化等引起的形状检查的费用的增加的主要原因。

这样，在本实施方式中，能利用一个流动导向件检查标尺21确认流动导向件13的导向曲面的整周的形状，因此，与进行最适形状的流动导向件的形状检查的情况相比，能大幅地减少包括标尺制作费等的形状检查的费用。

如上所述，根据本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置的第一实施方式，使流动导向件13为其子午面投影形状在圆周方向上连续地变化的形状，并且使圆周方向的代表位置θ_R间的流动导向件13为即使在圆周方向上划分为几份均能利用相同的制罐的模具成形的形状，因此，能实现较高的扩散效果和较低的制造成本的兼具。

另外，根据本实施方式，以在三个代表位置θ_R(180°、90°、270°)具有两个不同的值的代表倾斜角α₁、α₂的方式规定流动导向件13的倾斜角α的圆周方向的分布，因此，能使三个代表位置θ_R间的流动导向件13的形状分别为压力回复系数提高的形状，并且，能利用三个制罐的模具形成流动导向件13。因此，能抑制制造成本，并且实现扩散效果的提高。

另外，根据本实施方式，由于利用自由曲线规定作为流动导向件13的圆周方向的各位置θ的子午面投影形状的基本形状的代表形状的内周面侧，因此，与由圆弧状的曲线构成的代表形状的情况相比，能得到压力回复系数提高的扩散流道15。

[第二实施方式]

接着，使用图9至图11说明本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置的第二实施方式。

图9是表示本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第二实施方式的立体图，图10是表示图9所示的本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第二实施方式的倾斜角的圆周方向的分布的图，图11是从XI-XI向视观察图9所示的本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的第二实施方式的剖视图。图11中，空白箭头表示蒸汽流。另外，在图9至图11中，与图1至图8所示的符号相同符号的部分是相同部分，因此，省略其详细的说明。

图9及图10所示的本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置的第二实施方式相对于第一实施方式以在三个代表位置θ_R(180°、90°、270°)具有两个不同的值的代表倾斜角α₁、α₂的方式规定流动导向件13的倾斜角α的圆周方向的分布(参照图7)，以在两个代表位置θ_R(0°、180°)具有两个不同的值的代表倾斜角α的方式规定流动导向件13A的倾斜角α的圆周方向的分布。具体地说，如图10所示，使流动导向件13A的圆周方向的代表位置θ_R为0°和180°，规定流动导向件13A的倾斜角α的圆周方向的分布。后者的代表位置θ_R的代表倾斜角α₄设定为比前者的代表位置θ_R的代表倾斜角α₃相对大。流动导向件13A的代表位置θ_R间(0°～180°以及180°～360°、图9中右侧半分以及左侧半分)中的倾斜角与第一实施方式的情况相同，根据这些代表位置θ_R(0°、180°)的代表倾斜角α₃、α₄通过线形插补规定。

这样构成的流动导向件13A即使在圆周方向的任意的位置θ，也为其内周面(导向曲面)在圆周方向上连续的曲面形状。另外，圆周方向的位置θ为0°～180°的代表位置θ_R间的部分(图9中从下游侧观察右侧半部)以及180°～360°的代表位置θ_R间的部分(图9中从下游侧观察左侧半部)即使在除了两端(0°和180°)的圆周方向的任意的位置也为一阶微分连续的顺滑的曲面形状。即，流动导向件13A的内周面在除了圆周方向的代表位置θ_R(0°、180°)的部分为在圆周方向上顺滑的曲面形状。

在利用制罐制造该流动导向件13A的情况下，能利用共计两个模具成形。圆周方向位置θ为0°～180°的代表位置θ_R间以及180°～360°的代表位置θ_R间的部分的流动导向件13的倾斜角分别由这些代表位置θ_R(0°和180°)的代表倾斜角α₃、α₄的线形插补规定，因此，流动导向件13的代表位置θ_R间(0°～180°以及180°～360°)的部分能在圆周方向分割为几份分别由一个模具制造。因此，流动导向件13A能由两个制罐的模具制造。

如上所述，根据本发明的蒸汽涡轮排气装置的流动导向件以及蒸汽涡轮的排气装置的第二实施方式，与第一实施方式相同，能实现较高的扩散效果和较低的制造成本的兼具。

另外，根据本实施方式，由于以在两个代表位置θ_R(0°、180°)具有不同的值的代表倾斜角α₃、α₄的方式规定流动导向件13A的倾斜角α的圆周方向的分布，因此，能使两个代表位置θ_R间的流动导向件13A的形状分别形成为压力回复系数提高的形状，并且能由两个制罐的模具形成流动导向件13A。在该情况下，存在扩散效果比第一实施方式的情况差的可能性，但与能由三个制罐的模具制造的第一实施方式的情况相比，能减少制造成本。

另外，在上述第二实施方式中，如图10所示，以圆周方向的代表位置θ_R的0°(360°)附近的倾斜角朝向代表位置θ_R的0°(360°)减小的方式形成流动导向件13A。在该情况下，如图11的实线所示，在圆周方向的位置θ为0°(360°)的流动导向件13A的部分形成向导向曲面(内周面)侧尖的尖形部19。顺带地，从最终级的动叶片2(参照图1)的流出蒸汽如果相对于轴向Xa无旋转则是理想的，但有时设计上不得不旋转。当该流出蒸汽具有旋转，则在流动导向件13A的上半部中心(θ＝0°)的尖形部的周边区域，流出蒸汽的流容易剥离，因此扩散性能恶化。

因此，作为上述第二实施方式的变形例，也能进行第二实施方式的流动导向件13A的上半部中心(θ＝0°)的尖形部19的削角。即，如图11的虚线所示，第二实施方式的变形例的流动导向件13B的内周面形成为在圆周方向的代表位置θ_R(0°)顺滑地连续的曲面形状。由此，流出蒸汽的流容易向流动导向件13B的内周面流。因此，能抑制扩散流道15(参照图1)的剥离规模，提高扩散性能。

[其他实施方式]

另外，在上述第一至第二实施方式的变形例中，以与凝结器连接的蒸汽涡轮的排气装置10、即低压蒸汽涡轮的排气装置为例进行说明，但也能将本发明应用于高压蒸汽涡轮、中压蒸汽涡轮的排气装置。

另外，在上述实施方式中，表示使流动导向件13、13A、13B的径向R的长度r的圆周方向的分布在图5所示的上为凸分布的例子，但也能在下为凸的分布。另外，不仅在上凸或在下凸的分布，也能为由自由曲线规定的分布。即，在上述实施方式中，能使流动导向件的径向R的长度r的圆周方向的分布在每个发电设备为用于使流动导向件的形状最适化的分布。即使这样决定径向R的长度r的圆周方向的分布，也能以较低的制造成本制造流动导向件。因此，能实现较高的扩散效果和较低的制造成本的兼具。

另外，在上述第一实施方式中，表示以在三个代表位置θ_R(180°、90°、270°)具有两个不同的值的代表倾斜角α₁、α₂的方式规定流动导向件13的倾斜角α的圆周方向的分布的例子，但也能以在三个代表位置θ_R具有三个不同的值的倾斜角的方式规定流动导向件13的倾斜角α的圆周方向的分布。

另外，本发明未限定于上述实施方式，包括多种变形例。上述实施方式是为了容易说明本发明而详细地说明，未必限定于必须具备说明的全部的结构。例如，能将某实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式，另外，也能在某实施方式的结构上追加其他实施方式的结构。另外，也能对各实施方式的结构的一部分进行其他结构的追加、删除、置换。

Claims

1.一种蒸汽涡轮的排气装置，该蒸汽涡轮具备绕中心轴旋转的涡轮转子和配置于上述涡轮转子的外周侧的多个动叶片，该蒸汽涡轮的排气装置的特征在于，

具备：

在最终级的动叶片的下游侧，配置于动叶片的内周侧的圆锥滚子轴承外圈；

在最终级的动叶片的下游侧，配置于动叶片的外周侧的环状的流动导向件；以及

包围上述圆锥滚子轴承外圈以及上述流动导向件的外部外壳，

上述流动导向件的圆周方向的各位置中的子午面投影形状为，使某代表形状以其上游端为中心在子午面内旋转，并将其径向的长度维持为相同或缩短的形状，

上述流动导向件的上游端相对于上述涡轮转子的轴向的倾斜角在圆周方向的分布为，在圆周方向的多个代表位置分别具有代表倾斜角，并且，在圆周方向的代表位置间，根据这些代表位置的代表倾斜角通过线形插补而规定。

2.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮的排气装置，其特征在于，

上述倾斜角的圆周方向的分布，在两个代表位置具有不同的值的代表倾斜角。

3.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮的排气装置，其特征在于，

上述倾斜角的圆周方向的分布，在三个代表位置具有至少两个不同的值的代表倾斜角。

4.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮的排气装置，其特征在于，

上述流动导向件的形状为，在根据上述倾斜角的圆周方向的分布的关系而产生向某代表位置的内周面侧尖出的尖形部的条件下，使该代表位置的内周面侧平滑地连续。

5.根据权利要求1～4任一项所述的蒸汽涡轮的排气装置，其特征在于，

上述流动导向件的子午面投影形状的径向的长度在圆周方向的分布由自由曲线规定。

6.根据权利要求1～4任一项所述的蒸汽涡轮的排气装置，其特征在于，

上述代表形状的内周侧由自由曲线规定。

7.一种蒸汽涡轮排气装置的流动导向件，该蒸汽涡轮排气装置的流动导向件呈环状，构成形成于在绕中心轴旋转的涡轮转子的外周侧排列的最终级的动叶片的下游侧的扩散流道的一部分，该蒸汽涡轮排气装置的流动导向件的特征在于，

上述流动导向件在圆周方向的各位置中的子午面投影形状为，使某代表形状以其上游端为中心在子午面内旋转，并将其径向的长度维持为相同或缩短的形状，

上述流动导向件的上游端相对于上述涡轮转子的轴向的倾斜角在圆周方向的分布为，在圆周方向的多个代表位置分别具有代表倾斜角，并且，在圆周方向的代表位置间，根据这些代表位置的代表倾斜角通过线形插补规定。