DE102019202874A1

DE102019202874A1 - Dampfturbinenvorrichtung

Info

Publication number: DE102019202874A1
Application number: DE102019202874.8A
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Matsumoto; Yoshihiro Kuwamura; Hideaki Sugishita; Toyoharu Nishikawa; Kei Nakanishi; Makoto Kondo
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2019-09-12
Also published as: CN110242369A; JP2019157680A; US20190277139A1

Abstract

Eine Dampfturbinenvorrichtung weist auf: eine Auslasskammer, die im Inneren einen Auslassströmungskanal definiert, um Dampf, nachdem er durch eine Laufschaufel der letzten Stufe einer Dampfturbine zu einem Kondensator geströmt ist, zu führen; ein Außengehäuse mit einem radial äußeren Wandabschnitt, der auf einer radial äußeren Seite des Auslassströmungskanals ausgebildet ist; ein Innengehäuse mit einem radial inneren Wandabschnitt, der auf einer Innenseite des radial äußeren Wandabschnitts in Bezug auf eine Radialrichtung angeordnet ist; eine Strömungsführung, die an einem Endabschnitt auf einer stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts in Bezug auf eine Strömungsrichtung angeordnet ist, wobei die Strömungsführung eine rohrförmige Form aufweist, deren Abstand von einer axialen Mitte der Dampfturbine entlang der Strömungsrichtung in Stromabwärtsrichtung zunimmt; und mindestens einen Bypass-Strömungskanal, der einen ersten Innenraum stromaufwärts der Laufschaufel der letzten Stufe und einen zweiten Innenraum verbindet, der auf einer Außenseite der Strömungsführung in Bezug auf die Radialrichtung in dem Auslassströmungskanal angeordnet ist, wobei sich der mindestens eine Bypass-Strömungskanal entlang einer äußeren Umfangsfläche der Strömungsführung erstreckt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Dampfturbinenvorrichtung mit einer Auslasskammer, die im Inneren einen Auslassströmungskanal definiert, um Dampf, der durch die Laufschaufel der letzten Stufe einer Dampfturbine geströmt ist, zu einem Kondensator zu führen.
STAND DER TECHNIK
Normalerweise durchströmt Dampf, der die Laufschaufel der letzten Stufe einer Dampfturbine durchströmt hat, nachdem er Arbeit innerhalb einer Dampfturbine (Innengehäuse) verrichtet hat, oder Abgas, einen Auslassströmungskanal in einer Auslasskammer, bevor er von einem Kondensator kondensiert wird. Dampf, der durch den Auslassströmungskanal strömt, gewinnt seinen Druck zurück, wenn er einen Diffusorströmungskanal innerhalb der Auslasskammer durchströmt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes abnimmt. Je größer der Druckrückgewinnungsbetrag zwischen Turbinenauslass und Kondensator ist, desto niedriger ist der Turbinenauslassdruck und desto größer ist das Druckverhältnis zwischen dem Einlass und dem Auslass der Turbine. Dadurch steigt der Turbinenwirkungsgrad. Hierbei wird der Druckrückgewinnungsbetrag innerhalb der Auslasskammer durch die Eigenschaften der durch die Auslasskammer strömenden Dampfströmung und die Form der Innenstruktur der Auslasskammer beeinflusst. Demnach wurden einige Konfigurationen vorgeschlagen, um den Turbinenwirkungsgrad zu verbessern.
Patentdokument 1 offenbart beispielsweise eine Dampfturbine mit einem Umlenkelement, das an einer Strömungsführung angeordnet ist, die einen Diffusorströmungskanal einer Auslasskammer bildet, um einen Drall auf eine Spitzenströmung innerhalb des Diffusorströmungskanals aufzubringen und den Verlust zum Zeitpunkt der Vermischung von Spitzenströmung und Dampfhauptstrom zu reduzieren.
Ferner offenbart das Patentdokument 2 eine Abgasvorrichtung einer Dampfturbine, die Dampf von einer Auslasskammer abwärts abgibt, wobei der Dampfströmungskanal, der durch die Strömungsführung auf der radial äußeren Seite der Auslasskammer ausgebildet ist, und der Lagerkonus auf der radial inneren Seite der Strömungsführung eine Form aufweisen, die an dem unteren Abschnitt länger ist als an dem oberen Abschnitt.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: JP2011-220125A
Patentdokument 2: JPH11-200814A

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Zu lösende Probleme
Die Dampfturbine und die Abgasvorrichtung für eine Dampfturbine, die in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbart sind, weisen jedoch das Risiko einer Verschlechterung des Wirkungsgrades der Dampfturbine aufgrund von Turbulenzen der Dampfströmung, die auf der radial äußeren Seite der Strömungsführung der Auslasskammer strömt, auf. Wenn Turbulenzen in der Dampfströmung auf der radial äußeren Seite der Strömungsführung auftreten, so bildet sich beispielsweise in dem auf der radial äußeren Seite der Strömungsführung angeordneten Innenraum eine umgekehrte Zirkulationsströmung, der in eine Richtung entgegengesetzt zu der Zirkulationsströmung strömt, die durch Dampf gebildet wird, der auf der radial äußeren Seite der Strömungsführung strömt, und der Fluidverlust auf der radial äußeren Seite der Strömungsführung des Auslassströmungskanals steigt. Ferner nähert sich das Drallzentrum der Zirkulationsströmung durch die Bildung der umgekehrten Zirkulationsströmung der radial äußeren Seite, und somit erzeugen die Zirkulationsströmung und die umgekehrte Zirkulationsströmung eine Strömung, die sich von der inneren Umfangsfläche der Strömungsführung trennt, in dem Dampf, der in Bezug auf die Strömungsrichtung nahe dem stromabwärts gelegenen Endabschnitt der Strömungsführung strömt. Wenn sich der durch den Auslassströmungskanal strömende Dampf von der Strömungsführung trennt, die die radial äußere Seite des Diffusorströmungskanals bedeckt, kann die Druckrückgewinnungsleistung in der Auslasskammer erheblich abnehmen. Wenn eine solche Turbulenz in der Strömung von Dampf auftritt, der durch die Auslasskammer strömt, erhöht sich der Fluidverlust in der Auslasskammer, und der Wirkungsgrad der Dampfturbine kann sich verschlechtern.
In Anbetracht des Obigen ist es eine Aufgabe von mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Dampfturbinenvorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, den Fluidverlust in der Auslasskammer zu reduzieren und den Wirkungsgrad der Dampfturbine zu verbessern.
Lösung zu den Problemen
(1) Gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Dampfturbinenvorrichtung: eine Auslasskammer, die im Inneren einen Auslassströmungskanal definiert, um Dampf zu führen, nachdem er durch eine Laufschaufel der letzten Stufe einer Dampfturbine zu einem Kondensator geströmt ist; ein Außengehäuse mit einem radial äußeren Wandabschnitt, der auf einer radial äußeren Seite des Auslassströmungskanals ausgebildet ist; ein Innengehäuse mit einem radial inneren Wandabschnitt, der auf einer Innenseite des radial äußeren Wandabschnitts in Bezug auf eine Radialrichtung angeordnet ist; eine Strömungsführung, die an einem Endabschnitt auf einer stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts in Bezug auf eine Strömungsrichtung angeordnet ist, wobei die Strömungsführung eine rohrförmige Form aufweist, deren Abstand von einer axialen Mitte der Dampfturbine entlang der Strömungsrichtung in Stromabwärtsrichtung zunimmt; und mindestens einen Bypass-Strömungskanal, der einen ersten Innenraum stromaufwärts der Laufschaufel der letzten Stufe und einen zweiten Innenraum verbindet, der auf einer Außenseite der Strömungsführung in Bezug auf die Radialrichtung in dem Auslassströmungskanal angeordnet ist, wobei sich der mindestens eine Bypass-Strömungskanal entlang einer äußeren Umfangsfläche der Strömungsführung erstreckt.
Mit der obigen Konfiguration (1) umfasst die Dampfturbinenvorrichtung das vorstehend beschriebene Außengehäuse mit einem radial äußeren Wandabschnitt, der auf der radial äußeren Seite des Auslassströmungskanals ausgebildet ist, das Innengehäuse mit einem radial inneren Wandabschnitt, der auf der Innenseite des radial äußeren Wandabschnitts in Bezug auf die Radialrichtung angeordnet ist, die Strömungsführung, die an einem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts in Bezug auf die Strömungsrichtung angeordnet ist und eine rohrförmige Form aufweist, deren Abstand von der axialen Mitte der Dampfturbine in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Strömungsrichtung zunimmt, und mindestens einen Bypass-Strömungskanal, der den ersten Innenraum auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Laufschaufel der letzten Stufe und den zweiten Innenraum, der auf der Außenseite der Strömungsführung in dem Auslassströmungskanal in Bezug auf die Radialrichtung positioniert ist, verbindet. Mit dieser Dampfturbinenvorrichtung ist es möglich, einen Teil des Dampfes in dem ersten Innenraum durch den Bypass-Strömungskanal in den zweiten Innenraum strömen zu lassen. Zu dieser Zeit, da sich der Bypass-Strömungskanal entlang der äußeren Umfangsfläche der Strömungsführung erstreckt, bildet der durch den Bypass-Strömungskanal in den zweiten Innenraum strömende Dampf eine Strömung, die entlang der äußeren Umfangsfläche der Strömungsführung verläuft. Somit wird der zweite Innenraum, der der äußeren Umfangsfläche der Strömungsführung zugewandt ist, durch den Dampf gleichgerichtet, der durch den Bypass-Strömungskanal in den zweiten Innenraum strömt, was zu einer stabilen Erzeugung der Zirkulationsströmung führt, die durch Dampf gebildet wird, der auf der radial äußeren Seite der Strömungsführung strömt, und dadurch ist es möglich, die Bildung einer umgekehrten Zirkulationsströmung zu unterdrücken, die in der entgegengesetzten Richtung der Zirkulationsströmung zirkuliert. Ferner ist es möglich, Turbulenzen von Dampf, der in der Nähe des Endabschnitts auf der stromabwärts gelegenen Seite der Strömungsführung in Bezug auf die Strömungsrichtung strömt, durch die Zirkulationsströmung und die auf der radial äußeren Seite der Strömungsführung gebildeten umgekehrten Zirkulationsströmung zu unterdrücken, und dadurch ist es möglich, die Trennung von Dampf auf der Seite der Strömungsführung zu unterdrücken und die Reduzierung der effektiven Abgasfläche in der Auslasskammer zu unterdrücken. Somit ist es möglich, den Druckrückgewinnungsbetrag von Dampf in der Auslasskammer zu verbessern. Demnach ist es möglich, den Fluidverlust in der Auslasskammer zu reduzieren und den Wirkungsgrad der Dampfturbine zu verbessern.
(2) In einigen Ausführungsformen in der obigen Konfiguration (1) umfasst der Bypass-Strömungskanal ein Durchgangsloch, das durch den radial inneren Wandabschnitt hindurch ausgebildet ist.
Mit der obigen Konfiguration (2) ist es möglich, einen Teil des Dampfes in dem ersten Innenraum durch den Bypass-Strömungskanal, der durch das durch den radial inneren Wandabschnitt hindurch ausgebildete Durchgangsloch ausgebildet ist, in den zweiten Innenraum strömen zu lassen, und somit trifft der durch den Bypass-Strömungskanal in den zweiten Innenraum strömende Dampf auf die äußere Umfangsfläche der Strömungsführung, wodurch eine Strömung entlang der äußeren Umfangsfläche der Strömungsführung zuverlässig gebildet wird. Somit ist es möglich, mit dem Dampf, der durch den Bypass-Strömungskanal in den zweiten Innenraum strömt, die Strömung in dem zweiten Innenraum, der auf der Außenseite der Strömungsführung in Bezug auf die Radialrichtung positioniert ist, zuverlässig gleichzurichten.
(3) In einigen Ausführungsformen in der obigen Konfiguration (1) ist der Bypass-Strömungskanal mindestens teilweise innerhalb der Strömungsführung ausgebildet.
Mit der obigen Konfiguration (3) ist mindestens ein Teil des Bypass-Strömungskanals innerhalb der Strömungsführung ausgebildet, die an dem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts in Bezug auf die Strömungsrichtung angeordnet ist, und somit ist es möglich, die Kollision von Dampf, der durch den Bypass-Strömungskanal in den zweiten Innenraum strömt, mit der äußeren Umfangsfläche der Strömungsführung zu reduzieren, verglichen mit einem Fall, in dem der Bypass-Strömungskanal durch ein durch den radial inneren Wandabschnitt hindurch ausgebildetes Durchgangsloch ausgebildet ist. Somit ist es möglich, die Gleichrichtwirkung von Dampf, der durch den Bypass-Strömungskanal in den zweiten Innenraum strömt, zu verstärken. Da es ferner möglich ist, die Kollision von Dampf, der durch den Bypass-Strömungskanal in den zweiten Innenraum strömt, mit der äußeren Umfangsfläche der Strömungsführung zu reduzieren, ist es möglich, die Erosion der Strömungsführung zu unterdrücken.
(4) In einigen Ausführungsformen in der obigen Konfiguration (3) weist der Bypass-Strömungskanal eine auslassseitige Öffnung auf, die mit dem zweiten Innenraum in Kommunikation ist und die an einer Endfläche auf einer stromabwärts gelegenen Seite der Strömungsführung in Bezug auf die Strömungsrichtung ausgebildet ist.
Mit der obigen Konfiguration (4), da die Auslassöffnung des Bypass-Strömungskanals, der mit dem zweiten Innenraum in Kommunikation steht, an der Endfläche auf der stromabwärts gelegenen Seite der Strömungsführung in Bezug auf die Strömungsrichtung ausgebildet ist, trifft der durch den Bypass-Strömungskanal in den zweiten Innenraum strömende Dampf nicht auf die äußere Umfangsfläche der Strömungsführung auf. Somit ist es im Vergleich zu einer Struktur, in der Dampf, der über den Bypass-Strömungskanal in den zweiten Innenraum strömt, auf die äußere Umfangsfläche der Strömungsführung auftrifft, möglich, die Gleichrichtwirkung von Dampf, der durch den Bypass-Strömungskanal in den zweiten Innenraum strömt, zu verstärken und die Erosion der Strömungsführung effektiver zu unterdrücken.
(5) In einigen Ausführungsformen in einer der obigen Konfigurationen (1) bis (4) weist der Bypass-Strömungskanal eine auslassseitige Öffnung auf, die mit dem zweiten Innenraum in Kommunikation ist, wobei die auslassseitige Öffnung eine Achse aufweist, die von der Radialrichtung stromabwärts in Bezug auf die Strömungsrichtung in Umfangsrichtung geneigt ist, in einer Axialrichtungsansicht der Dampfturbine.
Mit der obigen Konfiguration (5) strömt Dampf, der von der Auslassöffnung des Bypass-Strömungskanals in Richtung des zweiten Innenraumes strömt, entlang der Achse der Auslassöffnung. Da die Achse der Auslassöffnung von der Radialrichtung in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Strömungsrichtung in Umfangsrichtung geneigt angeordnet ist, strömt der von der Auslassöffnung des Bypass-Strömungskanals zu dem zweiten Innenraum strömende Dampf in die gleiche Richtung wie die Strömungsrichtung des Dampfes, der der inneren Umfangsfläche der Strömungsführung zugewandt ist. Somit ist es möglich, Energieverluste zu unterdrücken, die entstehen, wenn sich Dampf, der von der Auslassöffnung des Bypass-Strömungskanals in den zweiten Innenraum strömt, mit Dampf vermischt, der der inneren Umfangsfläche der Strömungsführung zugewandt ist, und somit ist es möglich, den Fluidverlust in der Auslasskammer effektiv zu reduzieren.
(6) In einigen Ausführungsformen in einer der obigen Konfigurationen (1) bis (5) weist der mindestens eine Bypass-Strömungskanal eine Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen auf, die in Abständen voneinander in Umfangsrichtung angeordnet sind. Wenn die Auslasskammer in Bezug auf die Umfangsrichtung in eine Kondensatorseite, auf der der Kondensator vorgesehen ist, und eine Kondensator-Gegenseite unterteilt ist, sind die Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen nur auf der Kondensatorseite ausgebildet.
Mit der obigen Konfiguration (6) weist die Kondensatorseite in der Auslasskammer einen niedrigeren statischen Druck auf als die Kondensator-Gegenseite, und somit tendiert eine Strömung von Dampf, nachdem sie die Laufschaufel der letzten Stufe der Dampfturbine durchströmt hat, dazu entlang der Axialrichtung zu strömen. Somit hat Dampf, der durch die Kondensatorseite in der Auslasskammer strömt, eine höhere Tendenz, eine Trennung von der inneren Umfangsfläche der Strömungsführung zu verursachen, als Dampf, der durch die Kondensator-Gegenseite strömt. In diesem Fall ist es durch Bilden der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen auf der Kondensatorseite, wo eine Trennung von Dampf wahrscheinlich ist, möglich, die Trennung von Dampf von der inneren Umfangsfläche der Strömungsführung auf der Kondensatorseite zu unterdrücken. Ferner ist es durch nicht Bilden der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen auf der Kondensator-Gegenseite möglich, Energieverluste zu vermeiden, die entstehen, wenn Dampf, der durch die Kondensator-Gegenseite strömt, mit Dampf, der von den Bypass-Strömungskanälen strömt, vermischt wird. Somit ist es mit der obigen Konfiguration (6) möglich, den Fluidverlust in der Auslasskammer effektiv zu reduzieren.
(7) In einigen Ausführungsformen in einer der obigen Konfigurationen (1) bis (5) weist der mindestens eine Bypass-Strömungskanal eine Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen auf, die in Abständen voneinander in Umfangsrichtung angeordnet sind. Wenn die Auslasskammer in Bezug auf die Umfangsrichtung in eine Kondensatorseite, auf der der Kondensator vorgesehen ist, und eine Kondensator-Gegenseite unterteilt ist, weisen die Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen, die auf der Kondensatorseite ausgebildet sind, kleinere Abstände zueinander auf als die Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen, die auf der Kondensator-Gegenseite ausgebildet sind.
Wie vorstehend beschrieben, hat Dampf, der durch die Kondensatorseite in der Auslasskammer strömt, eine höhere Tendenz, eine Trennung von der inneren Umfangsfläche der Strömungsführung zu verursachen, als Dampf, der durch die Kondensator-Gegenseite strömt. Mit der obigen Konfiguration (7) sind die Abstände zwischen der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen, die auf der Kondensatorseite ausgebildet sind, wo eine Trennung von Dampf mit höherer Wahrscheinlichkeit auftritt, kleiner als die Abstände zwischen der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen, die auf der Kondensator-Gegenseite gebildet sind, und dadurch ist es möglich, die Trennung von Dampf von der inneren Umfangsfläche der Strömungsführung effektiv auf der Kondensatorseite zu unterdrücken. Ferner ist es mit den Abständen zwischen der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen, die auf der Kondensator-Gegenseite gebildet sind, wo eine Trennung von Dampf mit niedrigerer Wahrscheinlichkeit auftritt, die größer als die Abstände zwischen der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen sind, die auf der Kondensatorseite ausgebildet sind, möglich, die Trennung von Dampf von der inneren Umfangsfläche der Strömungsführung auf der Kondensator-Gegenseite wirksam zu unterdrücken, während der Energieverlust unterdrückt wird, der entsteht, wenn sich Dampf, der durch die Kondensator-Gegenseite strömt, mit Dampf, der von den Bypass-Strömungskanälen strömt, vermischt.
(8) In einigen Ausführungsformen in einer der obigen Konfigurationen (1) bis (7) weist die Strömungsführung mit einer rohrförmigen Form auf: eine erste Strömungsführung mit einer Bogenform und einer ersten konkav geformten Oberfläche; und eine zweite Strömungsführung mit einer Bogenform und einer zweiten konkav geformten Oberfläche, die der ersten konkav geformten Oberfläche zugewandt ist, und die erste Strömungsführung und/oder die zweite Strömungsführung ist an dem radial inneren Wandabschnitt gelagert, um die Einstellung eines Winkels in Bezug auf eine Achse der Dampfturbine zu ermöglichen.
Hierin kann sich der Wirkungsgrad der Dampfturbine aufgrund von Umweltveränderungen verschlechtern. Genauer gesagt, ändert sich der Druck im Inneren des Kondensators aufgrund von Umweltveränderungen, wie beispielsweise saisonalen Temperaturschwankungen. Die Änderung des Drucks im Inneren des Kondensators bewirkt eine Änderung der Strömung von Dampf in der Auslasskammer. In einem Fall, in dem die Temperatur besonders hoch ist, steigt der Druck im Kondensator an (wird zu Niedervakuum), so dass Turbulenzen in der Strömung von Dampf innerhalb der Auslasskammer auftreten. Falls eine solche Turbulenz in der Strömung von Dampf auftritt, der durch die Auslasskammer strömt, erhöht sich der Fluidverlust in der Auslasskammer, und der Wirkungsgrad der Dampfturbine kann sich verschlechtern. Mit der obigen Konfiguration (8) weist die Strömungsführung mit einer rohrförmigen Form die erste Strömungsführung mit einer Bogenform und die zweite Strömungsführung mit einer Bogenform auf. Ferner ist die erste Strömungsführung und/oder die zweite Strömungsführung an dem radial inneren Wandabschnitt gelagert, um die Einstellung eines Winkels in Bezug auf die Achse der Dampfturbine zu ermöglichen. Somit ist es möglich, den Wirkungsgrad der Dampfturbine zu verbessern, indem die Winkel der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung in Reaktion auf die oben beschriebene Umweltveränderung angepasst werden.
(9) In einigen Ausführungsformen in der obigen Konfiguration (8) weist die erste Strömungsführung einen ersten Befestigungsabschnitt auf, der an einem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts durch Schraubenbefestigung befestigt ist, wobei die zweite Strömungsführung einen zweiten Befestigungsabschnitt aufweist, der an dem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts durch Schraubenbefestigung befestigt ist, und wobei die Dampfturbinenvorrichtung ferner ein erstes elastisches Element, das zwischen dem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts und dem ersten Befestigungsabschnitt eingeklemmt ist, und ein zweites elastisches Element, das zwischen dem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts und dem zweiten Befestigungsabschnitt eingeklemmt ist, aufweist.
Mit der obigen Konfiguration (9) werden die erste Strömungsführung und die zweite Strömungsführung durch elastische Kräfte des ersten elastischen Elements und des zweiten elastischen Elements vorgespannt, und somit ist es möglich, ein Lösen der Strömungsführungen zu verhindern. Insbesondere in einem Fall, in dem der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt in Bezug auf die Führungsflächen der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung zum Führen von Dampf gebogen sind und die Schrauben zur Schraubenbefestigung durch Positionen, die in Radialrichtung exzentrisch von den Achsen des ersten Befestigungsabschnitts und des zweiten Befestigungsabschnitts verschoben sind, eingesetzt werden, ist es möglich, die Winkel der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung durch Einstellen der Befestigungskraft der Schraubenbefestigung einfach einzustellen. Somit ist es möglich, die Winkel der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung in einer kurzen Zeitperiode einzustellen und somit ist es möglich, die zum Starten der Dampfturbine benötigte Zeit zu reduzieren.
(10) In einigen Ausführungsformen in einer der obigen Konfigurationen (1) bis (7) weist die Strömungsführung mit einer rohrförmigen Form auf: eine erste Strömungsführung mit einer Bogenform und einer ersten konkav geformten Oberfläche; und eine zweite Strömungsführung mit einer Bogenform und einer zweiten konkav geformten Oberfläche, die der ersten konkav geformten Oberfläche zugewandt ist, und wobei der radiale innere Wandabschnitt einen in Eingriff bringbaren Abschnitt an dem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts aufweist, wobei die erste Strömungsführung einen ersten Eingriffsabschnitt aufweist, der mit dem in Eingriff bringbaren Abschnitt in Eingriff bringbar ist, und die zweite Strömungsführung einen zweiten Eingriffsabschnitt aufweist, der mit dem in Eingriff bringbaren Abschnitt in Eingriff bringbar ist.
Mit der obigen Konfiguration (10) weist die Strömungsführung mit einer rohrförmigen Form die erste Strömungsführung mit einer Bogenform und die zweite Strömungsführung mit einer Bogenform auf. Da die erste Strömungsführung und die zweite Strömungsführung den ersten Eingriffsabschnitt und den zweiten Eingriffsabschnitt aufweisen, die mit dem in Eingriff bringbaren Abschnitt des radial inneren Wandabschnitts in Eingriff bringbar sind, können die erste Strömungsführung und die zweite Strömungsführung leichter an dem radial inneren Wandabschnitt befestigt und von diesem entfernt werden als eine Strömungsführung, die eine rohrförmige Form aufweist, was es ermöglicht, einen Austausch in einer kürzeren Zeitperiode durchzuführen. Somit ist es möglich, die für den Startvorgang der Dampfturbine benötigte Zeit zu verkürzen. Ferner ist es, während der Wirkungsgrad der Dampfturbine sich wie oben beschrieben aufgrund von Umweltveränderungen verschlechtern kann, möglich, den Wirkungsgrad der Dampfturbine zu verbessern, indem die Strömungsführung durch eine für die Umwelt geeignetere ersetzt wird.
(11) In einigen Ausführungsformen in der obigen Konfiguration (10) ist die erste Strömungsführung dazu eingerichtet, durch Schraubenbefestigung in einem Zustand befestigt werden zu können, in dem der in Eingriff bringbare Abschnitt mit dem ersten Eingriffsabschnitt in Eingriff steht, und die zweite Strömungsführung ist dazu eingerichtet, durch Schraubenbefestigung in einem Zustand befestigt werden zu können, in dem der in Eingriff bringbare Abschnitt mit dem zweiten Eingriffsabschnitt in Eingriff steht.
Mit der obigen Konfiguration (11) sind die erste Strömungsführung und die zweite Strömungsführung so gestaltet, dass sie nicht leicht von dem radial inneren Wandabschnitt lösbar sind, da der erste Eingriffsabschnitt und der zweite Eingriffsabschnitt mit dem in Eingriff bringbaren Abschnitt in Eingriff stehen. Somit ist es möglich, die Anzahl der für die Schraubenbefestigung erforderlichen Schrauben im Vergleich zu einer Struktur zu reduzieren, bei der der erste und zweite Eingriffsabschnitt nicht mit dem in Eingriff bringbaren Abschnitt in Eingriff stehen. Ferner können, da für die Schraubenbefestigung eine geringere Anzahl von Schrauben benötigt wird, die erste Strömungsführung und die zweite Strömungsführung noch leichter an dem radial inneren Wandabschnitt befestigt und von diesem entfernt werden, und es ist möglich, die für den Startvorgang der Dampfturbine benötigte Zeit noch weiter zu reduzieren.
(12) In einigen Ausführungsformen in einer der obigen Konfigurationen (1) bis (11) weist das Außengehäuse ein erstes Außengehäuse mit einem Öffnungsabschnitt und ein zweites Außengehäuse auf, das dazu in der Lage ist, den Öffnungsabschnitt des ersten Außengehäuses zu schließen, wobei das zweite Außengehäuse drehbar mit dem ersten Außengehäuse über ein Scharnier verbunden ist.
Zum Beispiel, in einem Fall, in dem das zweite Außengehäuse und das erste Außengehäuse vollständig trennbar sind, ist es notwendig, beim Befestigen des zweiten Außengehäuses an dem ersten Außengehäuse die Position zu bestimmen, was einige Zeit dauern kann. Mit der obigen Konfiguration (12) ist das zweite Außengehäuse in der Lage, den Öffnungsabschnitt des ersten Außengehäuses durch das Scharnier zu schließen und ist auch mit dem ersten Außengehäuse über das Scharnier drehbar verbunden. Dementsprechend ist es möglich, das zweite Außengehäuse relativ zu dem ersten Außengehäuse zu drehen und zu öffnen. Ferner ist es, da das zweite Außengehäuse über das Scharnier mit dem ersten Außengehäuse verbunden ist, möglich, die Positionsbestimmungsarbeit beim Schließen des Öffnungsabschnitts des ersten Außengehäuses zu reduzieren oder zu vereinfachen. Somit ist es möglich, die zum Öffnen und Schließen des zweiten Außengehäuses benötigte Zeit zu verkürzen und somit ist es möglich, die Wartungseigenschaft wie z.B. den Austausch des Diffusors (Strömungsführung oder Lagerkonus) zu verbessern. Ferner ist es, während der Wirkungsgrad der Dampfturbine sich wie oben beschrieben aufgrund von Umweltveränderungen verschlechtern kann, möglich, den Wirkungsgrad der Dampfturbine zu verbessern, indem der Diffusor durch einen für die Umwelt geeigneteren ersetzt wird.
Vorteilhafte Effekte
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Dampfturbinenvorrichtung vorgesehen, die in der Lage ist, den Fluidverlust in der Auslasskammer zu reduzieren und den Wirkungsgrad der Dampfturbine zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung, einer Dampfturbine mit einer Dampfturbinenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung, einer Dampfturbinenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht aufgenommen entlang der Linie A-A in 2.
4 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung, einer Dampfvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel.
5 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung, einer Dampfturbinenvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung des Bypass-Strömungskanals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, aufgenommen entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine.
7 ist ein schematisches, vergrößertes Teildiagramm zur Beschreibung des Bypass-Strömungskanals gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der von der Axialrichtung der Dampfturbine aus in Umfangsrichtung schräg angeordnet ist, aufgenommen entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine.
8 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung des Bypass-Strömungskanals gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der nur auf der Kondensatorseite angeordnet ist, aufgenommen entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine.
9 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung von Bypass-Strömungskanälen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die so angeordnet sind, dass sie in Umfangsrichtung auf der Kondensatorseite kleinere Abstände untereinander aufweisen als auf der Kondensator-Gegenseite, aufgenommen entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine.
10 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung einer Dampfturbinenvorrichtung, zur Beschreibung der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung, die in 10 dargestellt sind.
12 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung der Dampfturbinenanlage, zur Beschreibung der Strömungsführung gemäß einem Vergleichsbeispiel.
13 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung einer Dampfturbinenvorrichtung, zur Beschreibung der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung, die in 13 dargestellt ist.
15 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung eines Außengehäuses und eines Krans, der das Außengehäuse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hält, das einen Zustand zeigt, in dem das erste Außengehäuse mit dem zweiten Außengehäuse geschlossen ist, entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine.
16 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem das in 15 dargestellte zweite Außengehäuse um 180 Grad relativ zu dem ersten Außengehäuse geöffnet ist, entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine.
17 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung von Außengehäusen und einem Kran, der die Außengehäuse gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hält, das einen Zustand zeigt, in dem das erste Außengehäuse mit den zweiten Außengehäusen geschlossen ist, entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine.
18 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem die beiden zweiten Außengehäuse in 17, die sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite der Zeichnung angeordnet sind, um 90 Grad relativ zu dem ersten Außengehäuse geöffnet sind, entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine.
19 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung eines Außengehäuses und eines Krans, der das Außengehäuse gemäß einem Vergleichsbeispiel hält, entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es ist jedoch beabsichtigt, dass Abmessungen, Materialien, Formen, Relativpositionen und dergleichen der in den Ausführungsformen beschriebenen Komponenten, sofern nicht besonders gekennzeichnet, nur zur Veranschaulichung interpretiert werden sollen und den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen.
So ist beispielsweise ein Ausdruck einer relativen oder absoluten Anordnung wie „in eine Richtung“, „entlang einer Richtung“, „parallel“, „orthogonal“, „zentriert“, „konzentrisch“ und „koaxial“ nicht so auszulegen, dass er nur die Anordnung im engeren wörtlichen Sinne anzeigt, sondern weist auch einen Zustand auf, in dem die Anordnung um eine Toleranz, einen Winkel oder eine Entfernung relativ verschoben ist, wodurch es möglich ist, die gleiche Funktion zu erzielen.
So ist beispielsweise ein Ausdruck eines gleichen Zustands wie „gleich“ „entsprechend“ und „uniform“ nicht so auszulegen, dass er nur den Zustand anzeigt, in dem das Merkmal absolut gleich ist, sondern weist auch einen Zustand auf, in dem es eine Toleranz oder eine Differenz gibt, die noch die gleiche Funktion erzielen kann.
Ferner ist beispielsweise ein Ausdruck einer Form, wie beispielsweise eine rechteckige Form oder eine zylindrische Form, nicht nur als geometrisch strenge Form zu verstehen, sondern weist auch eine Form mit Unebenheiten oder abgeschrägten Ecken innerhalb des Bereichs auf, in dem der gleiche Effekt erzielt werden kann.
Andererseits ist ein Ausdruck wie „umfassen“, „aufweisen“, „haben“, „enthalten“ und „konstituieren“ nicht dazu bestimmt, das Vorhandensein von anderen Komponenten auszuschließen.
Die gleichen Merkmale können durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht im Detail beschrieben sein.
Zunächst wird die Gesamtstruktur einer Dampfturbine mit einer Dampfturbinenvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen beschrieben. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung, einer Dampfturbine mit einer Dampfturbinenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die Dampfturbine 1 einen Rotor 11 mit länglicher Stangenform, ein Lager 12, das den Rotor 11 drehbar lagert, eine Vielzahl von Stufen von Laufschaufeln 13, die an dem Rotor 11 angeordnet sind, ein Innengehäuse 4, das den Rotor 11 und die Leitschaufeln 13 aufnimmt, eine Vielzahl von Stufen von stationären Leitschaufeln 14, die an dem Innengehäuse 4 angeordnet sind, so dass sie den Laufschaufeln 13 zugewandt sind, und ein Außengehäuse 3, das auf der Außenseite des Innengehäuses 4 in Bezug auf die Radialrichtung angeordnet ist. In der Dampfturbine 1 dehnt sich der vom Dampfeinlass 15 in das Innengehäuse 4 eingebrachte Dampf beim Durchströmen der stationären Leitschaufeln 14 aus, so dass die Geschwindigkeit des Dampfes zunimmt, und der Dampf verrichtet Arbeit an den Laufschaufeln 13 und dreht den Rotor 11. Ferner kann, wie in 1 dargestellt ist, die axiale Mitte LA der Dampfturbine 1 auf der Mittelachse LC des Rotors 11 vorhanden sein.
Ferner umfasst die Dampfturbine 1 eine Auslasskammer 20. Wie in 1 dargestellt ist, ist die Auslasskammer 20 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Leitschaufeln 13 und der stationären Leitschaufeln 14 angeordnet. Nach dem Durchströmen der Leitschaufeln 13 und der stationären Leitschaufeln 14 im Innengehäuse 4 strömt Dampf (Dampfströmung FS) von einem Auslasskammereinlass 22, der, in Bezug auf die Strömungsrichtung des Dampfes, auf der stromabwärts gelegenen Seite der Laufschaufel 13A der letzten Stufe angeordnet ist, welche die in Bezug auf die Strömungsrichtung am weitesten stromabwärts angeordnete Laufschaufel 13A ist, in die Auslasskammer 20, durchströmt den innerhalb der Auslasskammer 20 gebildeten Auslassströmungskanal 21 und verlässt die Dampfturbine 1 außerhalb eines Auslasskammerauslasses 23, der an einem unteren Teil der Auslasskammer 20 angeordnet ist. Ferner ist in der in 1 dargestellten Ausführungsform der Auslasskammerauslass 23 gegenüber dem Dampfeinlass 15 über die Mittelachse LC des Rotors 11 positioniert. In einigen anderen Ausführungsformen kann der Auslasskammerauslass 23 jedoch auf der gleichen Seite wie der Dampfeinlass 15 in Bezug auf die Mittelachse LC des Rotors 11 oder in einer Position, die in horizontaler Richtung von der Mittelachse LC des Rotors 11 beabstandet ist, positioniert sein.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist ein Kondensator 16 unterhalb der Auslasskammer 20 angeordnet. Der Kondensator 16 umfasst einen Körper 162 mit einem daran ausgebildeten Kondensatoreinlass 161, in den Dampf von dem Auslasskammerauslass 23 der Auslasskammer 20 strömt, und eine Vielzahl von Wärmeübertragungsrohren (nicht dargestellt), die innerhalb des Körpers 162 angeordnet sind. Kühlwasser, das durch Meerwasser oder dergleichen gekühlt wird, strömt in die Vielzahl der Wärmeübertragungsrohre. In diesem Fall kondensiert die Vielzahl von Wärmeübertragungsrohre Dampf, der von dem Auslasskammerauslass 23 der Auslasskammer 20 über den Kondensatoreinlass 161 in den Körper 162 strömt.
Ferner umfasst die Dampfturbine 1, wie in 1 dargestellt ist, einen Lagerkonus 8, der so angeordnet ist, dass er die radial äußere Seite des Lagers 12 bedeckt, und eine Strömungsführung 5, die auf der äußeren Seite, bezogen auf die Radialrichtung, des Lagerkonus 8 innerhalb der Auslasskammer 20 angeordnet ist. Der Lagerkonus 8 und die Strömungsführung 5 sind mit einer rohrförmigen Form ausgebildet, deren Abstand von der axialen Mitte LA der Dampfturbine 1 in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Strömungsrichtung (Außenseite in axialer Richtung) zunimmt. Innerhalb der Auslasskammer 20 ist durch den Lagerkonus 8 und die Strömungsführung 5 ein Diffusorströmungskanal 24 mit einer ringförmigen Form gebildet. Der Diffusorströmungskanal 24 steht in Kommunikation mit dem ersten Innenraum 25 auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Laufschaufel 13A der letzten Stufe in Bezug auf die Strömungsrichtung und weist eine Form auf, deren Querschnittsfläche in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Strömungsrichtung graduell zunimmt. Ferner wird, wenn die Dampfströmung FS, die eine hohe Geschwindigkeit aufweist, die Laufschaufel 13A der letzten Stufe durchströmt und dann in den Diffusorströmungskanal 24 strömt, die Geschwindigkeit der Dampfströmung FS reduziert und die kinetische Energie des Dampfes in Druck umgewandelt (statische Druckrückgewinnung). Ferner können, wie in 1 dargestellt ist, die Mittelachsen des Lagerkonus 8 und der Strömungsführung 5 auf der gleichen Linie wie die Mittelachse LC des Rotors 11 liegen.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die 1 bis 9 die Konfiguration der Dampfturbinenanlage 2 gemäß einigen Ausführungsformen beschrieben. 2 ist hierin eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung, einer Dampfturbinenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht aufgenommen entlang der Linie A-A in 2. In 3 ist der Bypass-Strömungskanal 9 in der Zeichnung weggelassen und die Kondensatorseite ist zusammen dargestellt.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die Dampfturbinenvorrichtung 2 gemäß einigen Ausführungsformen eine Auslasskammer 20, die im Inneren einen Auslassströmungskanal 21 definiert, um Dampf, der durch die Laufschaufel 13A der letzten Stufe der Dampfturbine 1 geströmt ist, zu dem Kondensator 16 zu führen. Ferner, wie in 2 dargestellt ist, umfasst die Dampfturbinenvorrichtung 2 das vorstehend beschriebene Außengehäuse 3, das einen radial äußeren Wandabschnitt 31 aufweist, der auf der radial äußeren Seite des Auslassströmungskanals 21 ausgebildet ist, das vorstehend beschriebene Innengehäuse 4, das einen radial inneren Wandabschnitt 41 aufweist, der auf der Innenseite des radial äußeren Wandabschnitts in Bezug auf die Radialrichtung angeordnet ist, eine Strömungsführung 5, die an einem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 in Bezug auf die Strömungsrichtung (Außenseite in Axialrichtung) angeordnet ist und eine rohrförmige Form aufweist, deren Abstand von der axialen Mitte LA der Dampfturbine 1 in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Strömungsrichtung zunimmt (die rechte Seite von 2, Außenseite in axialer Richtung), und mindestens einen Bypass-Strömungskanal 9, der den ersten Innenraum 25 auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Laufschaufel 13A der letzten Stufe und den zweiten Innenraum 26, der auf der Außenseite der Strömungsführung 5 in dem Auslassströmungskanal 21 in Bezug auf die Radialrichtung positioniert ist, verbindet.
Ferner erstreckt sich der mindestens eine Bypass-Strömungskanal 9 entlang der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5. Hierin bedeutet der Bypass-Strömungskanal 9 erstreckt sich entlang der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 nur, dass der Dampf, der durch den Bypass-Strömungskanal 9 strömt, in der Lage ist, von der Auslassöffnung 92 entlang der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 auszuströmen, und es genügt, wenn die Achse der Auslassöffnung 92 und die Achse eines Abschnitts des Bypass-Strömungskanals 9, der mit der Auslassöffnung 92 verbunden ist, entlang der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 ausgerichtet sind. Ferner ist in der in 2 dargestellten Ausführungsform die Strömungsführung 5 so ausgebildet, dass sie eine Bogenform in einem Querschnitt entlang der Axialrichtung aufweist. Nichtsdestotrotz kann die Strömungsführung 5 eine lineare Form (siehe 10) oder eine Form mit einer Vielzahl von Linien in einem Querschnitt entlang der Axialrichtung aufweisen.
Wie in 2 dargestellt ist, umfasst das Außengehäuse 3 den radial äußeren Wandabschnitt 31, der sich entlang der Axialrichtung erstreckt, und einen ersten Wandabschnitt 32, der sich entlang der Radialrichtung erstreckt. Der erste Wandabschnitt 32 weist ein äußeres Ende in Bezug auf die Radialrichtung (der obere Endabschnitt in der Zeichnung) auf, das mit einem äußeren Ende des radial äußeren Wandabschnitts 31 in Bezug auf die Axialrichtung (der rechte Endabschnitt in der Zeichnung) verbunden ist. Wie in 2 dargestellt ist, weist der erste Wandabschnitt 32 einen Endabschnitt auf, auf der Innenseite der Radialrichtung (der untere Endabschnitt in der Zeichnung), der mit einem stromabwärts gelegenen Endabschnitt des Lagerkonus 8 in Bezug auf die Strömungsrichtung verbunden ist. Ferner, während der Lagerkonus 8 so ausgebildet ist, dass er eine Form aufweist, die eine Vielzahl von geraden Linien in einem Querschnitt entlang der in 2 dargestellten Axialrichtung aufweist, kann der Lagerkonus 8 so ausgebildet sein, dass er eine Bogenform in einem Querschnitt entlang der Axialrichtung aufweist. Ferner kann in einigen anderen Ausführungsformen der Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des Lagerkonus 8 in Bezug auf die Strömungsrichtung mit einem Endabschnitt auf der Außenseite des radial äußeren Wandabschnitts 31 in Bezug auf die Axialrichtung verbunden sein. Ferner kann in einigen anderen Ausführungsformen der Lagerkonus 8 innerhalb des Außengehäuses 3 untergebracht sein.
Wie in 3 dargestellt ist, ist die Auslasskammer 20 in Umfangsrichtung unterteilt in die Kondensatorseite, auf der der Auslasskammerauslass 23 und der Kondensator 16 angeordnet sind, und die Kondensator-Gegenseite gegenüberliegend zu der Seite, auf der der Auslasskammerauslass 23 und der Kondensator 16 angeordnet sind. Wie in 3 dargestellt ist, ist die Grenze, die die Kondensatorseite und die Kondensator-Gegenseite teilt, die horizontale Linie LH. Hierin ist die horizontale Linie LH eine Linie, die sich entlang der horizontalen Richtung (Rechts-Links-Richtung in 3) orthogonal zu der Achsenlinie, die durch die Mittelachse LC des Rotors 11 verläuft, erstreckt. Wie in 3 dargestellt ist, ist der radial äußere Wandabschnitt 31 so ausgebildet, dass er auf der Kondensatorseite eine semiringförmige Form und auf der Kondensator-Gegenseite eine Form aufweist, die sich entlang der vertikalen Richtung erstreckt, in einem Querschnitt entlang einer Richtung, in der sich die horizontale Linie LH erstreckt.
Ferner umfasst in der in 2 dargestellten Ausführungsform das Innengehäuse 4 den sich entlang der Axialrichtung erstreckenden radial inneren Wandabschnitt 41 und den zweiten Wandabschnitt 42, der mit der radial äußeren Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 verbunden ist und sich entlang der Radialrichtung erstreckt. Das Innengehäuse 4 ist über den zweiten Wandabschnitt 42 an dem Außengehäuse 3 gelagert.
Der Bypass-Strömungskanal 9 umfasst, wie in 2 dargestellt ist, eine Einlassöffnung 91, die mit dem ersten Innenraum 25 in Kommunikation steht, und eine Auslassöffnung 92, die mit dem zweiten Innenraum 26 in Kommunikation steht.
Der vorstehend beschriebene erste Innenraum 25 ist ein Raum, der auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Laufschaufel 13A der letzten Stufe ausgebildet ist, wie in 2 dargestellt. Genauer gesagt, ist der erste Innenraum 25 ein Raum, der auf der Innenseite des radial inneren Wandabschnitts 41 in Bezug auf die Radialrichtung und auf der Innenseite der Laufschaufel 13A der letzten Stufe in Bezug auf die Axialrichtung positioniert ist. Vorzugsweise ist der erste Innenraum 25 ein Raum, der auf der Innenseite der Laufschaufel 13A der letzten Stufe in Bezug auf die Axialrichtung und auf der Außenseite der stationären Leitschaufel 14A der letzten Stufe in Bezug auf die Axialrichtung angeordnet ist. In diesem Fall wird Dampf verwendet, der an der Laufschaufel 13A vor der Laufschaufel 13A der letzten Stufe Arbeit verrichtet hat, so dass eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der Dampfturbine 1 unterdrückt werden kann. Hierin umfasst die Innenseite der Laufschaufel 13A der letzten Stufe in Bezug auf die Axialrichtung einen Raum, der auf der Außenseite der Laufschaufel A der letzten Stufe in Bezug auf die Radialrichtung angeordnet ist. Ebenso umfasst die Außenseite der stationären Leitschaufel 14A der letzten Stufe in Bezug auf die Axialrichtung einen Raum, der auf der Innenseite der stationären Leitschaufel 14A der letzten Stufe in Bezug auf die Radialrichtung angeordnet ist.
Der oben beschriebene zweite Innenraum 26 ist, wie in 2 dargestellt ist, ein Raum, der auf der Außenseite der Strömungsführung 5 in dem Auslassströmungskanal 21 in Bezug auf die Radialrichtung positioniert ist. Genauer gesagt, ist der erste Innenraum 25 ein Raum, der auf der Innenseite des äußeren Endes der Strömungsführung 5 in Bezug auf die Axialrichtung und auf der Außenseite einer Endfläche 421 des zweiten Wandabschnitts 42 in Bezug auf die Axialrichtung positioniert ist.
Der Bypass-Strömungskanal 9 ist, wie in 2 dargestellt ist, durch ein Durchgangsloch 44 gebildet, das durch den radial inneren Wandabschnitt 41 hindurch ausgebildet ist. Ferner ist die Einlassöffnung 91 des Bypass-Strömungskanals 9, wie in 2 dargestellt ist, an einer Position gebildet, die der Endfläche der Laufschaufel 13A der letzten Stufe zugewandt ist, an der inneren Umfangsfläche 431 des Endabschnitts 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 in Bezug auf die Strömungsrichtung. Ferner ist die Auslassöffnung 92 des Bypass-Strömungskanals 9, wie in 2 dargestellt ist, an einer Stelle auf der Außenseite der Strömungsführung 5, in Bezug auf die Radialrichtung, an der Endfläche 432 auf der stromabwärts gelegenen Seite des Endabschnitts 43 ausgebildet. Ferner ist, wie in 2 dargestellt ist, das Durchgangsloch 44 so ausgebildet, dass sich die Achse in der Mitte beugt, aber die Achse an der Auslassöffnung 92 ist entlang der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 ausgerichtet. In einer weiteren Ausführungsform kann das Durchgangsloch 44 eine Form aufweisen, deren Achse eine lineare Form oder eine Bogenform aufweist.
4 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung, einer Dampfturbine mit einer Dampfturbinenvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel. In 4 werden Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in der in 2 dargestellten Ausführungsform nicht noch einmal beschrieben. Die Dampfturbinenvorrichtung 2A eines in 2 dargestellten Vergleichsbeispiels umfasst das vorstehend beschriebene Außengehäuse 3, das vorstehend beschriebene Innengehäuse 4 und die vorstehend beschriebene Strömungsführung 5, umfasst aber nicht den vorstehend beschriebenen Bypass-Strömungskanal 9. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensiv geforscht und folgendes herausgefunden. In der Dampfturbinenvorrichtung 2A des Vergleichsbeispiels, wie in 4 dargestellt ist, wird eine umgekehrte Zirkulationsströmung RC gebildet, die entgegengesetzt zur Zirkulationsströmung C zirkuliert, die durch Dampf gebildet wird, der durch die Außenseite der Strömungsführung 5 in Bezug auf die Radialrichtung strömt, wodurch der Fluidverlust auf der Außenseite der Strömungsführung 5 des Auslassströmungskanals 21 in Bezug auf die Radialrichtung zunimmt. Ferner nähert sich, wie in 4 dargestellt ist, durch die Bildung der umgekehrten Zirkulationsströmung RC, das Drallzentrum der Zirkulationsströmung C der Außenseite in Bezug auf die Radialrichtung innerhalb der Auslasskammer 20, und somit erzeugen die Zirkulationsströmung C und die umgekehrte Zirkulationsströmung RC eine Strömung, die sich von der inneren Umfangsfläche 51 der Strömungsführung 5 trennt, in dem Dampf, der nahe dem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite der Strömungsführung in Bezug auf die Strömungsrichtung strömt. Wenn sich der durch den Auslassströmungskanal 21 strömende Dampf von der Strömungsführung 5 löst, die die radial äußere Seite des Diffusorströmungskanals 24 abdeckt, kann die Druckrückgewinnungsleistung in der Auslasskammer 20 erheblich abnehmen. Das vorstehende Phänomen kann in den in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten Konfigurationen auftreten.
So kamen die Erfinder der vorliegenden Erfindung darauf, die Trennung auf der Seite der Strömungsführung 5 des durch den Auslassströmungskanal 21 strömenden Dampfes zu unterdrücken, indem der durch die Außenseite der Strömungsführung 5 strömende Dampf in Bezug auf die Radialrichtung unter Verwendung von Dampf, der durch den oben beschriebenen Bypass-Strömungskanal 9 strömt, gleichgerichtet wird.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Dampfturbinenvorrichtung 2 gemäß einigen Ausführungsformen, wie in 2 dargestellt ist, die Auslasskammer 20, die den vorstehend beschriebenen Auslassströmungskanal 21 im Inneren definiert, das vorstehend beschriebene Außengehäuse 3 mit dem vorstehend beschriebenen radial äußeren Wandabschnitt 31, das vorstehend beschriebene Innengehäuse 4 mit dem vorstehend beschriebenen radial inneren Wandabschnitt 41, die vorstehend beschriebenen Strömungsführung 5, und den vorstehend beschriebenen mindestens einen Bypass-Strömungskanal 9.
Mit der obigen Konfiguration umfasst die Dampfturbinenvorrichtung 2 das vorstehend beschriebene Außengehäuse 3 mit einem radial äußeren Wandabschnitt 31, der auf der radial äußeren Seite des Auslassströmungskanals 21 ausgebildet ist, das Innengehäuse 4 mit einem radial inneren Wandabschnitt 41, der auf der Innenseite des radial äußeren Wandabschnitts 31 in Bezug auf die Radialrichtung angeordnet ist, die Strömungsführung 5, die an einem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 in Bezug auf die Strömungsrichtung angeordnet ist und eine rohrförmige Form aufweist, deren Abstand von der axialen Mitte der Dampfturbine 1 in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Strömungsrichtung zunimmt, und mindestens einen Bypass-Strömungskanal 9, der den ersten Innenraum 25 auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Laufschaufel der letzten Stufe 13A und den zweiten Innenraum 26, der auf der Außenseite der Strömungsführung 5 in dem Auslassströmungskanal 21 in Bezug auf die Radialrichtung positioniert ist, verbindet.
Mit dieser Dampfturbinenvorrichtung 2 ist es möglich, einen Teil des Dampfes in dem ersten Innenraum 25 durch den Bypass-Strömungskanal 9 in den zweiten Innenraum 26 strömen zu lassen. Zu dieser Zeit, da sich der Bypass-Strömungskanal 9 entlang der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 erstreckt, bildet der durch den Bypass-Strömungskanal 9 in den zweiten Innenraum 26 strömende Dampf eine Strömung, die entlang der äußeren Umfangsfläche der Strömungsführung verläuft. Somit wird die Dampfströmung in dem zweiten Innenraum 26, der der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 zugewandt ist, durch den in den zweiten Innenraum 26 durch den Bypass-Strömungskanal 9 strömenden Dampf gleichgerichtet, was eine stabile Erzeugung der Zirkulationsströmung C bewirkt, die durch Dampf gebildet wird, der auf der radial äußeren Seite der Strömungsführung 5 strömt, wodurch es möglich ist, die Bildung des umgekehrten Zirkulationsströmung RC (siehe 4) zu unterdrücken, die in der entgegengesetzten Richtung der Zirkulationsströmung C zirkuliert. Ferner ist es möglich, Turbulenzen von Dampf, der in der Nähe des Endabschnitts 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Strömungsführung 5 in Bezug auf die Strömungsrichtung strömt, durch die Zirkulationsströmung C und die auf der radial äußeren Seite der Strömungsführung gebildeten umgekehrten Zirkulationsströmung zu unterdrücken, und dadurch ist es möglich, die Trennung von Dampf auf der Seite der Strömungsführung 5 zu unterdrücken und die Reduzierung der effektiven Abgasfläche in der Auslasskammer 20 zu unterdrücken. Somit ist es möglich, den Druckrückgewinnungsbetrag von Dampf in der Auslasskammer zu verbessern. Demnach ist es möglich, den Fluidverlust in der Auslasskammer 20 zu reduzieren und den Wirkungsgrad der Dampfturbine 1 zu verbessern.
In einigen Ausführungsformen, wie in 2 dargestellt ist, ist der oben beschriebene Bypass-Strömungskanal 9 durch ein Durchgangsloch 44 gebildet, das durch den radial inneren Wandabschnitt 41 hindurch ausgebildet wird.
Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, einen Teil des Dampfes in dem ersten Innenraum 25 durch den Bypass-Strömungskanal 9, der durch das durch den radial inneren Wandabschnitt 41 hindurch ausgebildete Durchgangsloch 44 ausgebildet ist, in den zweiten Innenraum 26 strömen zu lassen, und somit trifft der durch den Bypass-Strömungskanal 9 in den zweiten Innenraum 26 strömende Dampf auf die äußere Umfangsfläche 52 der ersten Strömungsführung, wodurch eine Strömung entlang der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 zuverlässig gebildet wird. Somit ist es möglich, mit dem Dampf, der durch den Bypass-Strömungskanal 9 in den zweiten Innenraum 26 strömt, die Strömung in dem zweiten Innenraum 26, der auf der Außenseite der Strömungsführung 9 in Bezug auf die Radialrichtung positioniert ist, zuverlässig gleichzurichten.
5 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung, einer Dampfturbinenvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einigen Ausführungsformen, wie in 5 dargestellt ist, ist mindestens ein Teil des oben beschriebenen Bypass-Strömungskanals 9 innerhalb der Strömungsführung 5 ausgebildet. Der Bypass-Strömungskanal 9 ist, wie in 5 dargestellt ist, durch das erste Durchgangsloch 45, das durch den Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 hindurch ausgebildet ist und das zweite Durchgangsloch 54 ausgebildet, das innerhalb der Strömungsführung 5 ausgebildet ist. Das zweite Durchgangsloch 54 ist so ausgebildet, dass es eine Form aufweist, deren Achse sich entlang der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 erstreckt, wie in 5 dargestellt ist.
Ferner ist die Einlassöffnung 91 des Bypass-Strömungskanals 9, wie in 5 dargestellt ist, eine Einlassöffnung der ersten Durchgangsbohrung 45 und ist an einer Position ausgebildet, die der Endfläche der Leitschaufel der letzten Stufe 13A zugewandt ist, an der inneren Umfangsfläche 431 des Endabschnitts 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 in Bezug auf die Strömungsrichtung. Ferner ist die Auslassöffnung 92 des Bypass-Strömungskanals 9, wie in 5 dargestellt ist, an der Endfläche 53 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Strömungsführung 5 in Bezug auf die Strömungsrichtung ausgebildet. Ferner kann in einigen anderen Ausführungsformen die Auslassöffnung 92 des Bypass-Strömungskanals 9 an der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 ausgebildet sein.
Ferner ist, wie in 5 dargestellt ist, die Auslassöffnung der ersten Durchgangsbohrung 45 an der Endfläche 432 auf der stromabwärts gelegenen Seite des Endabschnitts 43 ausgebildet und steht in Kommunikation mit der Einlassöffnung der zweiten Durchgangsbohrung 54, die an der Endfläche auf der Innenseite der Strömungsführung 5 in Bezug auf die Axialrichtung ausgebildet ist.
Mit der obigen Konfiguration ist mindestens ein Teil des Bypass-Strömungskanals 9 innerhalb der Strömungsführung 5 ausgebildet, die an dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 in Bezug auf die Strömungsrichtung angeordnet ist, und somit ist es möglich, die Kollision von Dampf, der durch den Bypass-Strömungskanal 9 in den zweiten Innenraum 26 strömt, mit der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 zu reduzieren, verglichen mit einem Fall, in dem der Bypass-Strömungskanal 9 durch das durch den radial inneren Wandabschnitt 41 hindurch ausgebildete Durchgangsloch 44 ausgebildet ist. Somit ist es möglich, die Gleichrichtwirkung von Dampf, der durch den Bypass-Strömungskanal 9 in den zweiten Innenraum 26 strömt, zu verstärken. Da es ferner möglich ist, die Kollision von Dampf, der durch den Bypass-Strömungskanal 9 in den zweiten Innenraum 26 strömt, mit der äußeren Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 zu reduzieren, ist es möglich, die Erosion der Strömungsführung 5 zu unterdrücken.
In einigen Ausführungsformen, wie in 5 dargestellt ist, ist die Auslassöffnung 92 des oben beschriebenen Bypass-Strömungskanals 9, der mit dem zweiten Innenraum 26 in Kommunikation steht, an der Endfläche 53 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Strömungsführung 5 in Bezug auf die Strömungsrichtung ausgebildet.
Mit der obigen Konfiguration, da die Auslassöffnung 92 des Bypass-Strömungskanals 9, der mit dem zweiten Innenraum 26 in Kommunikation steht, an der Endfläche 53 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Strömungsführung 5 in Bezug auf die Strömungsrichtung ausgebildet ist, trifft der durch den Bypass-Strömungskanal 9 in den zweiten Innenraum 26 strömende Dampf nicht auf die äußere Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 auf. Somit ist es im Vergleich zu einer Struktur, in der Dampf, der über den Bypass-Strömungskanal 9 in den zweiten Innenraum 26 strömt, auf die äußere Umfangsfläche 52 der Strömungsführung 5 auftrifft, möglich, die Gleichrichtwirkung von Dampf, der durch den Bypass-Strömungskanal 9 in den zweiten Innenraum 26 strömt, zu verstärken und die Erosion der Strömungsführung 5 effektiver zu unterdrücken.
6 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung des Bypass-Strömungskanals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, aufgenommen entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine. In einigen Ausführungsformen, wie in 6 dargestellt ist, umfasst der oben beschriebene Bypass-Strömungskanal 9 eine Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen 9, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind. Ferner weist jeder Bypass-Strömungskanal 9 eine Achse auf, die sich entlang der Radialrichtung an der Auslassöffnung 92 erstreckt. In diesem Fall ist es möglich, die Trennung von Dampf von der inneren Umfangsfläche 51 der Strömungsführung 5 auf der Kondensatorseite und der Kondensator-Gegenseite zu unterdrücken.
7 ist ein schematisches, vergrößertes Teildiagramm zur Beschreibung des Bypass-Strömungskanals gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der von der Axialrichtung der Dampfturbine aus in Umfangsrichtung schräg angeordnet ist, aufgenommen entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine. In einigen Ausführungsformen, wie in 7 dargestellt ist, ist die Auslassöffnung 92 des vorstehend beschriebenen Bypass-Strömungskanals 9, der mit dem zweiten Innenraum 26 in Kommunikation steht, so ausgebildet, dass die Achse der Auslassöffnung 92 von der Radialrichtung in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Strömungsrichtung in Umfangsrichtung geneigt ist, in einer Ansicht der Richtung der Achse (Axialrichtungsansicht) der Dampfturbine 1. In der in 7 dargestellten Ausführungsform dreht sich der Rotor 11 gegen den Uhrzeigersinn, und innerhalb der Auslasskammer 20 bildet sich eine im Gegenuhrzeigersinn geneigte Dampfströmung. Ferner ist die Achse LE der Auslassöffnung 92, wie in 7 dargestellt ist, von der Radialrichtung um θ Winkelgrad im Gegenuhrzeigersinn geneigt.
Mit der obigen Konfiguration strömt Dampf, der von der Auslassöffnung 92 des Bypass-Strömungskanals 9 in Richtung des zweiten Innenraumes 26 strömt, entlang der Achse der Auslassöffnung 92. Da die Achse LE der Auslassöffnung 92 so angeordnet ist, dass sie von der Radialrichtung in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Strömungsrichtung in Umfangsrichtung geneigt ist, strömt der von der Auslassöffnung 92 des Bypass-Strömungskanals 9 in Richtung des zweiten Innenraumes 26 strömende Dampf in die gleiche Richtung wie die Strömungsrichtung von Dampf, der der inneren Umfangsfläche 51 der Strömungsführung 5 zugewandt ist. Somit ist es möglich, Energieverluste zu unterdrücken, die entstehen, wenn sich Dampf, der von der Auslassöffnung 92 des Bypass-Strömungskanals 9 in den zweiten Innenraum 26 strömt, mit Dampf vermischt, der der inneren Umfangsfläche 51 der Strömungsführung 5 zugewandt ist, und somit ist es möglich, den Fluidverlust in der Auslasskammer 20 effektiv zu reduzieren.
8 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung des Bypass-Strömungskanals gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die nur auf der Kondensatorseite angeordnet ist, aufgenommen entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine. In einigen Ausführungsformen, wie in 8 dargestellt ist, umfasst der vorstehend beschriebene Bypass-Strömungskanal 9 eine Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen 9, die in Umfangsrichtung mit Abständen zueinander angeordnet sind. Ferner sind, wie in 8 dargestellt ist, wenn die vorstehend beschriebene Auslasskammer 20 in Umfangsrichtung in die Kondensatorseite, auf der der Kondensator 16 angeordnet ist, und die Kondensator-Gegenseite, die der Seite, auf der der Kondensator 16 angeordnet ist, gegenüberliegt, unterteilt ist, die vorstehend beschriebenen Bypass-Strömungskanäle 9 nur auf der Kondensatorseite gebildet.
Mit der obigen Konfiguration weist die Kondensatorseite in der Auslasskammer 20 einen niedrigeren statischen Druck auf als die Kondensator-Gegenseite, und somit tendiert eine Strömung von Dampf, nachdem sie die Laufschaufel 13A der letzten Stufe der Dampfturbine 1 durchströmt hat, dazu entlang der Axialrichtung zu strömen. Somit hat Dampf, der durch die Kondensatorseite in der Auslasskammer 20 strömt, eine höhere Tendenz, eine Trennung von der inneren Umfangsfläche 51 der Strömungsführung 5 zu verursachen, als Dampf, der durch die Kondensator-Gegenseite strömt. In diesem Fall ist es durch Bilden der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen 9 auf der Kondensatorseite, wo eine Trennung von Dampf wahrscheinlich ist, möglich, die Trennung von Dampf von der inneren Umfangsfläche 51 der Strömungsführung 5 auf der Kondensatorseite zu unterdrücken. Ferner ist es durch nicht Bilden der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen 9 auf der Kondensator-Gegenseite möglich, Energieverluste zu vermeiden, die entstehen, wenn Dampf, der durch die Kondensator-Gegenseite strömt, mit Dampf, der von den Bypass-Strömungskanälen strömt, vermischt wird. Somit ist es mit der obigen Konfiguration möglich, den Fluidverlust in der Auslasskammer effektiv zu reduzieren.
9 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung von Bypass-Strömungskanälen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die so angeordnet sind, dass sie in Umfangsrichtung auf der Kondensatorseite kleinere Abstände untereinander aufweisen als auf der Kondensator-Gegenseite, aufgenommen entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine. In einigen Ausführungsformen, wie in 9 dargestellt ist, umfasst der vorstehend beschriebene Bypass-Strömungskanal 9 eine Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen 9, die in Umfangsrichtung mit Abständen zueinander angeordnet sind. Ferner, wie in 9 dargestellt ist, weisen, wenn die vorstehend beschriebene Auslasskammer 20 in Umfangsrichtung in die Kondensatorseite, auf der der Kondensator 16 angeordnet ist, und die Kondensator-Gegenseite gegenüberliegend zu der Seite, auf der der Kondensator 16 angeordnet ist, unterteilt ist, die vorstehend beschriebenen Bypass-Strömungskanäle 9, die auf der Kondensatorseite ausgebildet sind, kleinere Abstände zueinander auf als die Vielzahl der Bypass-Strömungskanäle 9, die auf der Kondensator-Gegenseite ausgebildet sind.
Ferner ist in der in 9 dargestellten Ausführungsform, wenn die zur horizontalen Linie LH orthogonale Linie eine senkrechte Linie LP ist, der Abstand D1 zwischen dem Bypass-Strömungskanal 9, dessen Achse die senkrechte Linie LP ist, und seinem benachbarten Bypass-Strömungskanal 9 aus der Vielzahl der auf der Kondensatorseite ausgebildeten Bypass-Strömungskanäle 9 kleiner als der Abstand D2 zwischen dem Bypass-Strömungskanal 9, dessen Achse die senkrechte Linie LP ist und seinem benachbarten Bypass-Strömungskanal 9 aus der Vielzahl der auf der Kondensator-Gegenseite ausgebildeten Bypass-Strömungskanäle 9. Ferner sind die Bypass-Strömungskanäle 9 so ausgebildet, dass sich die Abstände zwischen den Bypass-Strömungskanälen 9 graduell in Richtung der senkrechten Linie LP auf der Kondensator-Gegenseite in Umfangsrichtung, ausgehend von der senkrechten Linie LP auf der Kondensatorseite, vergrößern.
Wie vorstehend beschrieben, hat Dampf, der durch die Kondensatorseite in der Auslasskammer 20 strömt, eine höhere Tendenz, eine Trennung von der inneren Umfangsfläche 51 der Strömungsführung 5 zu verursachen, als Dampf, der durch die Kondensator-Gegenseite strömt. Mit der obigen Konfiguration sind die Abstände zwischen der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen 9, die auf der Kondensatorseite ausgebildet sind, wo eine Trennung von Dampf mit höherer Wahrscheinlichkeit auftritt, kleiner als die Abstände zwischen der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen 9, die auf der Kondensator-Gegenseite gebildet sind, und dadurch ist es möglich, die Trennung von Dampf von der inneren Umfangsfläche 51 der Strömungsführung effektiv auf der Kondensatorseite zu unterdrücken. Ferner ist es mit den Abständen zwischen der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen 9, die auf der Kondensator-Gegenseite gebildet sind, wo eine Trennung von Dampf mit niedrigerer Wahrscheinlichkeit auftritt, die größer als die Abstände zwischen der Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen 9 sind, die auf der Kondensatorseite ausgebildet sind, möglich, die Trennung von Dampf von der inneren Umfangsfläche 51 der Strömungsführung auf der Kondensator-Gegenseite wirksam zu unterdrücken, während der Energieverlust unterdrückt wird, der entsteht, wenn sich Dampf, der durch die Kondensator-Gegenseite strömt, mit Dampf, der von den Bypass-Strömungskanälen 9 strömt, vermischt.
Insbesondere ist es dadurch, dass die Abstände zwischen den Bypass-Strömungskanälen 9 so ausgebildet werden, dass sie ausgehend von der senkrechten Linie LP auf der Kondensatorseite graduell in Richtung der senkrechten Linie LP auf der Kondensator-Gegenseite in Umfangsrichtung zunehmen, möglich die Trennung von Dampf von der inneren Umfangsfläche 51 der Strömungsführung auf der Kondensatorseite wirksam zu unterdrücken, während der Energieverlust unterdrückt wird, der entsteht, wenn sich Dampf, der durch die Kondensator-Gegenseite strömt, mit Dampf, der von den Bypass-Strömungskanälen 9 strömt, vermischt.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die 10 bis 12 die Konfiguration der Strömungsführung 5 gemäß einigen Ausführungsformen beschrieben. 10 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung einer Dampfturbinenvorrichtung, zur Beschreibung der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung, die in 10 dargestellt sind. Ferner kann die Erfindung in Bezug auf die beschriebene Strömungsführung 5 in Kombination mit einigen Ausführungsformen der oben beschriebenen Erfindung oder allein implementiert werden.
In einigen Ausführungsformen, wie in den 10 und 11 dargestellt ist, umfasst die vorstehend beschriebene Strömungsführung 5 mit einer rohrförmigen Form die erste Strömungsführung 6 mit einer Bogenform und der ersten konkav geformten Oberfläche 61 und die zweite Strömungsführung 7 mit einer Bogenform und der zweiten konkav geformten Oberfläche 71, die der ersten konkav geformten Oberfläche 61 zugewandt ist. Ferner ist die erste Strömungsführung 6 und/oder die zweite Strömungsführung 7 an dem radial inneren Wandabschnitt 41 gelagert, um eine Einstellung des Winkels in Bezug auf die Achse der Dampfturbine 1 zu ermöglichen.
Wie in den 10 und 11 dargestellt ist, umfasst die erste Strömungsführung 6 den ersten Führungsabschnitt 62 mit der ersten konkav geformten Oberfläche 61 und den ersten Befestigungsabschnitt 63, der mit einem Endabschnitt auf der stromaufwärts gelegenen Seite des ersten Führungsabschnitts 62 verbunden ist, um von dem ersten Führungsabschnitt 62 geneigt zu sein. Wie in den 10 und 11 dargestellt ist, umfasst die zweite Strömungsführung 7 den zweiten Führungsabschnitt 72 mit der zweiten konkav geformten Oberfläche 71 und den zweiten Befestigungsabschnitt 73, der mit einem Endabschnitt auf der stromaufwärts gelegenen Seite des zweiten Führungsabschnitts 72 verbunden ist, um von dem zweiten Führungsabschnitt 72 geneigt zu sein. Der zweite Führungsabschnitt 72 der zweiten Strömungsführung 7 weist eine kleinere Außenformabmessung auf als der erste Führungsabschnitt 62 der ersten Strömungsführung 6.
Die erste Strömungsführung 6 ist an dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 mit Schrauben 18 befestigt, die durch Schraubeneinsetzlöcher 64 eingesetzt sind, die an dem ersten Befestigungsabschnitt 63 ausgebildet sind, in einem Zustand, in dem das erste elastische Element 19A zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt 63 und dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 eingeklemmt ist. Die Schraubeneinsetzlöcher 64 sind an Positionen ausgebildet, die exzentrisch von der Achse des ersten Befestigungsabschnitts 63 in Radialrichtung versetzt sind. Demnach ist es durch Einstellen der Differenz zwischen den Abständen auf der Außenseite und der Innenseite in Bezug auf die Radialrichtung zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt 63 und dem Endabschnitt 43 mit der Befestigungskraft der Schrauben 18 möglich, den Winkel des ersten Führungsabschnitts 62 in Bezug auf die Achse der Dampfturbine 1 einzustellen.
Die zweite Strömungsführung 7 ist an dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 mit Schrauben 18 befestigt, die durch Schraubeneinsetzlöcher 74 eingesetzt sind, die an dem zweiten Befestigungsabschnitt 73 ausgebildet sind, in einem Zustand, in dem das zweite elastische Element 19B zwischen dem zweiten Befestigungsabschnitt 73 und dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 eingeklemmt ist. Die Schraubeneinsetzlöcher 74 sind an Positionen gebildet, die exzentrisch von der Achse des zweiten Befestigungsabschnitts 73 in Radialrichtung versetzt sind. Demnach ist es durch Einstellen der Differenz zwischen den Abständen auf der Außenseite und der Innenseite in Bezug auf die Radialrichtung zwischen dem zweiten Befestigungsabschnitt 73 und dem Endabschnitt 43 mit der Befestigungskraft der Schrauben 18 möglich, den Winkel des zweiten Führungsabschnitts 72 in Bezug auf die Achse der Dampfturbine 1 einzustellen.
Eine konische Oberfläche 65, deren Dicke in Richtung des ersten Führungsabschnitts 62 abnimmt, ist an einem Bogenende von jeder der gegenüberliegenden Seiten des ersten Befestigungsabschnitts 63 ausgebildet. Ferner ist an einem Bogenende jeder der gegenüberliegenden Seiten des zweiten Befestigungsabschnitts 73 eine konische Oberfläche 75 ausgebildet, deren Dicke in Richtung des zweiten Führungsabschnitts 72 abnimmt. Somit ist es möglich, Interferenzen zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt 63 und dem zweiten Befestigungsabschnitt 73 zu vermeiden, wenn der Winkel von der ersten Strömungsführung 6 und/oder der zweiten Strömungsführung 7 eingestellt wird, um die durch den ersten Führungsabschnitt 62 und den zweiten Führungsabschnitt 72 gebildete Öffnung zu reduzieren.
Ferner ist die Außenformabmessung der inneren Umfangsfläche 66 des ersten Führungsabschnitts 62 gleich oder etwas größer als die Außenformabmessung der äußeren Umfangsfläche 76 des zweiten Führungsabschnitts 72. Somit ist es möglich, die Bogenenden von beiden Seiten des zweiten Führungsabschnitts 72 innerhalb der Bogenenden von beiden Seiten des ersten Führungsabschnitts 62 aufzunehmen, indem die innere Umfangsfläche 66 des ersten Führungsabschnitts 62 der äußeren Umfangsfläche 76 des zweiten Führungsabschnitts 72 zugewandt angeordnet ist. In diesem Fall ist es möglich, den für den ersten Führungsabschnitt 62 und den zweiten Führungsabschnitt 72 einstellbaren Winkelbereich zu erweitern. Ferner ist es durch die Verringerung des Spaltes zwischen der inneren Umfangsfläche 66 des ersten Führungsabschnitts 62 und der äußeren Umfangsfläche 76 des zweiten Führungsabschnitts 72 möglich, den Druckverlust von Dampf durch die Strömungsführung 5 zu reduzieren.
Hierin kann sich der Wirkungsgrad der Dampfturbine 1 aufgrund von Umweltveränderungen verschlechtern. Genauer gesagt, ändert sich der Druck im Inneren des Kondensators 16 aufgrund von Umweltveränderungen, wie beispielsweise saisonalen Temperaturschwankungen. Die Änderung des Drucks im Inneren des Kondensators 16 bewirkt eine Änderung der Strömung von Dampf in der Auslasskammer 20. In einem Fall, in dem die Temperatur besonders hoch ist, steigt der Druck im Kondensator 16 an (wird zu Niedervakuum), so dass Turbulenzen in der Strömung von Dampf innerhalb der Auslasskammer 20 auftreten. Falls eine solche Turbulenz in der Strömung von Dampf auftritt, der durch die Auslasskammer strömt, erhöht sich der Fluidverlust in der Auslasskammer, und der Wirkungsgrad der Dampfturbine 1 kann sich verschlechtern.
12 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung der Dampfturbinenanlage, zur Beschreibung der Strömungsführung gemäß einem Vergleichsbeispiel. In 12 werden Elemente, die die gleichen Bezugsnummern wie die in den 10 und 11 dargestellten Ausführungsformen haben, nicht noch einmal beschrieben. Die Strömungsführung 5 in dem in 12 dargestellten Vergleichsbeispiel ist durch ein einzelnes Rohrelement gebildet. Die Strömungsführung 5 ist an dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 mit Schrauben 18 befestigt, die durch Schraubeneinsetzlöcher, die an dem Befestigungsabschnitt 55 ausgebildet sind, in einem Zustand eingesetzt sind, in dem der Befestigungsabschnitt 55 mit dem Endabschnitt 43 in Kontakt steht. In diesem Fall ist es, wie bei den in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten Konfigurationen, schwierig, eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der Dampfturbine 1 aufgrund von Umweltveränderungen zu unterdrücken.
Im Gegensatz dazu die Strömungsführung 5 mit einer rohrförmigen Form die erste Strömungsführung 6 mit einer Bogenform und die zweite Strömungsführung 7 mit einer Bogenform auf. Ferner ist die erste Strömungsführung 6 und/oder die zweite Strömungsführung 7 an dem radial inneren Wandabschnitt 41 gelagert, um die Einstellung eines Winkels in Bezug auf die Achse der Dampfturbine 1 zu ermöglichen. Somit ist es möglich, den Wirkungsgrad der Dampfturbine 1 zu verbessern, indem die Winkel der ersten Strömungsführung 6 und der zweiten Strömungsführung 7 in Reaktion auf die oben beschriebene Umweltveränderung angepasst werden.
In einigen Ausführungsformen umfasst die vorstehend beschriebene erste Strömungsführung 6 den ersten Befestigungsabschnitt 63, der an dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 durch Schrauben befestigt ist. Ferner umfasst die zweite vorstehend beschriebene Strömungsführung 7 den zweiten Befestigungsabschnitt 73, der an dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 durch Schrauben befestigt ist. Ferner umfasst die vorstehend beschriebene Dampfturbinenvorrichtung 2 ein erstes elastisches Element 19A, das zwischen dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des vorstehend beschriebenen radial inneren Wandabschnitts 41 und dem vorstehend beschriebenen ersten Befestigungsabschnitt 63 eingeklemmt ist, und ein zweites elastisches Element 19B, das zwischen dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des vorstehend beschriebenen radial inneren Wandabschnitts 41 und dem vorstehend beschriebenen zweiten Befestigungsabschnitt 73 eingeklemmt ist.
Mit der obigen Konfiguration werden die erste Strömungsführung 6 und die zweite Strömungsführung 7 durch elastische Kräfte des ersten elastischen Elements 19A und des zweiten elastischen Elements vorgespannt 19B, und somit ist es möglich, ein Lösen der Strömungsführungen zu verhindern. Insbesondere in einem Fall, in dem der erste Befestigungsabschnitt 63 und der zweite Befestigungsabschnitt 73 in Bezug auf die Führungsflächen der ersten Strömungsführung 6 und der zweiten Strömungsführung 7 (die erste konkave Oberfläche 61, die zweite konkave Oberfläche 71) zum Führen von Dampf gebogen sind und die Schrauben 18 zur Schraubenbefestigung durch Positionen, die in Radialrichtung exzentrisch von den Achsen des ersten Befestigungsabschnitts 63 und des zweiten Befestigungsabschnitts 73 verschoben sind, eingesetzt werden, ist es möglich, die Winkel der ersten Strömungsführung 6 und der zweiten Strömungsführung 7 durch Einstellen der Befestigungskraft der Schraubenbefestigung einfach einzustellen. Somit ist es möglich, die Winkel der ersten Strömungsführung 6 und der zweiten Strömungsführung 7 in einer kurzen Zeitperiode einzustellen und somit ist es möglich, die zum Starten der Dampfturbine 1 benötigte Zeit zu reduzieren.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die 13 und 14 die Konfiguration der Strömungsführung 5 gemäß einer anderen Ausführungsform beschrieben. 13 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, aufgenommen entlang der Axialrichtung einer Dampfturbinenvorrichtung, zur Beschreibung der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Strömungsführung und der zweiten Strömungsführung, die in 13 dargestellt sind. Ferner kann die Erfindung in Bezug auf die nachfolgend beschriebene Strömungsführung 5 in Kombination mit einigen Ausführungsformen der oben beschriebenen Erfindung oder allein implementiert werden.
In einigen Ausführungsformen, wie in den 13 und 14 dargestellt ist, umfasst die vorstehend beschriebene Strömungsführung 5 mit einer rohrförmigen Form die erste Strömungsführung 6 mit einer Bogenform und der ersten konkav geformten Oberfläche 61 und die zweite Strömungsführung 7 mit einer Bogenform und der zweiten konkav geformten Oberfläche 71, die der ersten konkav geformten Oberfläche 61 zugewandt ist. Ferner weist der radial innere Wandabschnitt 41 einen vorstehenden Abschnitt 46 (in Eingriff bringbarer Abschnitt) an dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite auf. Ferner umfasst die erste Strömungsführung 6 einen ersten Eingriffs-Aussparungsabschnitt 67 (erster Eingriffsabschnitt), der mit dem vorstehenden Abschnitt 46 in Eingriff bringbar ist, und die zweite Strömungsführung 7 umfasst einen zweiten Eingriffs-Aussparungsabschnitt 77 (zweiter Eingriffsabschnitt), der mit dem vorstehenden Abschnitt 46 in Eingriff bringbar ist.
Wie in den 13 und 14 dargestellt ist, umfasst die erste Strömungsführung 6 den ersten Führungsabschnitt 62 mit der ersten konkav geformten Oberfläche 61 und den ersten Eingriffs-Aussparungsabschnitt 67, der mit einem Endabschnitt auf der stromaufwärts gelegenen Seite des ersten Führungsabschnitts 62 verbunden ist, um von dem ersten Führungsabschnitt 62 geneigt zu sein. Wie in den 13 und 14 dargestellt ist, umfasst die zweite Strömungsführung 7 den zweiten Führungsabschnitt 72 mit der zweiten konkav geformten Oberfläche 71 und den zweiten Eingriffs-Aussparungsabschnitt 77, der mit einem Endabschnitt auf der stromaufwärts gelegenen Seite des zweiten Führungsabschnitts 72 verbunden ist, um von dem zweiten Führungsabschnitt 72 geneigt zu sein. Der zweite Führungsabschnitt 72 der zweiten Strömungsführung 7 umfasst eine Außenformabmessung der die gleiche Größe aufweist wie der erste Führungsabschnitt 62 der ersten Strömungsführung 6.
In der in 13 dargestellten Ausführungsform weist der vorstehende Abschnitt 46 eine Form auf, die in einer ringförmigen Form in Richtung der Außenseite, bezogen auf die Radialrichtung, der äußeren Umfangsfläche des Endabschnitts 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 vorsteht. Der erste Eingriffs-Aussparungsabschnitt 67 umfasst eine Nut mit einer Bogenform, die daran ausgebildet ist. Die Nut hat einen U-förmigen Querschnitt entlang der Axialrichtung. Ferner umfasst der zweite Eingriffs-Aussparungsabschnitt 77 eine Nut mit einer Bogenform, die daran ausgebildet ist. Die Nut hat einen U-förmigen Querschnitt entlang der Axialrichtung.
Die erste Strömungsführung 6 ist an dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 mit Schrauben 18 befestigt, die durch Schraubeneinsetzlöcher 69 eingesetzt sind, die an dem ersten Eingriffs-Aussparungsabschnitt 67 ausgebildet sind, in einem Zustand, in dem der Nutabschnitt des ersten Eingriffs-Aussparungsabschnitts 67 mit dem vorstehenden Abschnitt 46 in Eingriff steht. Ferner ist die zweite Strömungsführung 7 an dem Endabschnitt 43 auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts 41 mit Schrauben 18 befestigt, die durch Schraubeneinsetzlöcher 79 eingesetzt sind, die an dem zweiten Eingriffs-Aussparungsabschnitt 77 ausgebildet sind, in einem Zustand, in dem der Nutabschnitt des zweiten Eingriffs-Aussparungsabschnitts 77 mit dem vorstehenden Abschnitt 46 in Eingriff steht.
Ferner kann der Endabschnitt 43 in einigen anderen Ausführungsformen, anstelle des vorstehenden Abschnitts 46 mit einer ringförmigen Form, einen vorstehenden Abschnitt 46 mit einer Bogenform oder einen Aussparungsabschnitt mit einer Bogenform als den in Eingriff bringbaren Abschnitt aufweisen. Es ist ausreichend, wenn der erste Eingriffsabschnitt der ersten Strömungsführung 6 und der zweite Eingriffsabschnitt der zweiten Strömungsführung so gestaltet sind, dass sie mit dem in Eingriff bringbaren Abschnitt in Eingriff bringbar sind, und der Endabschnitt 43 kann einen bogenförmigen vorstehenden Abschnitt aufweisen, der zur Außenseite oder zur Innenseite in Radialrichtung vorsteht.
Mit der obigen Konfiguration umfasst die Strömungsführung 5 mit der rohrförmigen Form die erste Strömungsführung 6 mit einer Bogenform und die zweite Strömungsführung 7 mit einer Bogenform. Ferner, da die erste Strömungsführung 6 und die zweite Strömungsführung 7 den ersten Eingriffs-Aussparungsabschnitt 67 (erster Eingriffsabschnitt) und den zweiten Eingriffs-Aussparungsabschnitt 77 (zweiter Eingriffsabschnitt) umfassen, die mit dem vorstehenden Abschnitt 46 (in Eingriff bringbarer Abschnitt) des radial inneren Wandabschnitts 41 in Eingriff bringbar sind, können die erste Strömungsführung 6 und die zweite Strömungsführung 7 leichter an dem radial inneren Wandabschnitt 41 befestigt und von diesem entfernt werden als eine Strömungsführung 5, die so ausgebildet ist, dass sie eine rohrförmige Form aufweist, was es ermöglicht, einen Austausch in einer kürzeren Zeitperiode durchzuführen. Somit ist es möglich, die für den Startvorgang der Dampfturbine 1 benötigte Zeit zu verkürzen. Ferner ist es, während der Wirkungsgrad der Dampfturbine 1 sich wie oben beschrieben aufgrund von Umweltveränderungen verschlechtern kann, möglich, den Wirkungsgrad der Dampfturbine 1 zu verbessern, indem die Strömungsführung 5 durch eine für die Umwelt geeignetere ersetzt wird.
In einigen Ausführungsformen, wie in 13 dargestellt ist, ist die vorstehend beschriebene erste Strömungsführung 6 so gestaltet, dass sie durch Schraubenbefestigung in einem Zustand befestigt werden kann, in dem der erste Eingriffs-Aussparungsabschnitt 67 (erster Eingriffsabschnitt) mit dem vorstehenden Abschnitt 46 (in Eingriff bringbarer Abschnitt) in Eingriff steht. Ferner ist die vorstehend beschriebene zweite Strömungsführung 7 so gestaltet, dass sie durch Schraubenbefestigung in einem Zustand befestigt werden kann, in dem der zweite Eingriffs-Aussparungsabschnitt 77 (zweiter Eingriffsabschnitt) mit dem vorstehenden Abschnitt 46 (in Eingriff bringbarer Abschnitt) in Eingriff steht.
Mit der obigen Konfiguration sind die erste Strömungsführung 6 und die zweite Strömungsführung 7 so gestaltet, dass sie nicht leicht von dem radial inneren Wandabschnitt 41 lösbar sind, da der erste Eingriffsabschnitt 67 und der zweite Eingriffsabschnitt 77 mit dem vorstehenden Abschnitt 46 (in Eingriff bringbarer Abschnitt) in Eingriff stehen. Somit ist es möglich, die Anzahl der für die Schraubenbefestigung erforderlichen Schrauben 18 im Vergleich zu einer Struktur zu reduzieren, bei der der erste und zweite Eingriffsabschnitt nicht mit dem in Eingriff bringbaren Abschnitt in Eingriff stehen. Ferner können, da für die Schraubenbefestigung eine geringere Anzahl von Schrauben 18 benötigt wird, die erste Strömungsführung 6 und die zweite Strömungsführung 7 noch leichter an dem radial inneren Wandabschnitt 41 befestigt und von diesem entfernt werden, und es ist möglich, die für den Startvorgang der Dampfturbine 1 benötigte Zeit noch weiter zu reduzieren.
Ferner wird, mit Bezug auf die 15 bis 19, die Konfiguration des Außengehäuses 3 gemäß einigen Ausführungsformen beschrieben. 15 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung eines Außengehäuses und eines Krans, der das Außengehäuse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hält, das einen Zustand zeigt, in dem das erste Außengehäuse mit dem zweiten Außengehäuse geschlossen ist, entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine. 16 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem das in 15 dargestellte zweite Außengehäuse um 180 Grad relativ zu dem ersten Außengehäuse geöffnet ist, entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine. 17 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung von Außengehäusen und einem Kran, der die Außengehäuse gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hält, das einen Zustand zeigt, in dem das erste Außengehäuse mit den zweiten Außengehäusen geschlossen ist, entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine. 18 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem die beiden zweiten Außengehäuse in 17, die sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite der Zeichnung angeordnet sind, um 90 Grad relativ zu dem ersten Außengehäuse geöffnet sind, entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine. Ferner kann die Erfindung in Bezug auf das nachfolgend beschriebene Außengehäuse 3 in Kombination mit einigen Ausführungsformen der oben beschriebenen Erfindung oder allein implementiert werden.
Wie in den 15 bis 18 dargestellt ist, umfasst das vorstehend beschriebene Außengehäuse 3 in einigen Ausführungsformen ein erstes Außengehäuse 30A mit einem Öffnungsabschnitt 33 und ein zweites Außengehäuse 30B, das in der Lage ist, den Öffnungsabschnitt 33 des ersten Außengehäuses 30A zu schließen. Das zweite Außengehäuse 30B ist mit dem Außengehäuse 30A über ein Scharnier 35 drehbar verbunden.
In der in den 15 und 16 dargestellten Ausführungsform ist das erste Außengehäuse 30A seitlich auf der Kontaktfläche 110 angeordnet, d.h. so, dass es sich entlang der horizontalen Richtung erstreckt. Wie in 15 dargestellt ist, weist das erste Außengehäuse 30A einen ersten Ausschnitt 34A mit einer Bogenform auf, an dem ein Durchgangsloch 34 zum Einsetzen des Rotors 11 so ausgebildet ist, so dass es dem zweiten Ausschnitt 34B, der eine Bogenform aufweist, die an dem zweiten Außengehäuse 30B ausgebildet ist, zugewandt ist, wenn es durch das zweite Außengehäuse 30B geschlossen ist. Wie in den 15 und 16 dargestellt ist, verbindet das Scharnier 35 das erste Außengehäuse 30A und das zweite Außengehäuse 30B an einem Endabschnitt auf der Kondensator-Gegenseite. Das zweite Außengehäuse 30B weist einen Hakenbefestigungsabschnitt 36 an einer Position auf, die näher an einem Endabschnitt liegt, der dem Endabschnitt mit dem Scharnier 35 in Bezug auf die horizontale Richtung gegenüberliegt. Mit einem Kran 100, der an dem Hakenbefestigungsabschnitt 36 befestigt ist, dreht sich das zweite Außengehäuse 30B relativ zu dem ersten Außengehäuse 30A um das Scharnier 35.
In der in den 17 und 18 dargestellten Ausführungsform umfasst das oben beschriebene Außengehäuse 3 ein einziges erstes Außengehäuse 30A und zwei zweite Außengehäuse 30B. Ferner ist das erste Außengehäuse 30A aufrecht stehend auf der Kontaktfläche 110 angeordnet, d.h. so, dass es sich entlang der vertikalen Richtung erstreckt. Wie in 17 dargestellt ist, umfassen die beiden zweiten Außengehäuse 30B daran ausgebildete Einsetzlöcher 34 zum Einsetzen des Rotors 11, wenn die zweiten Ausschnitte 34B mit einer Bogenform, die an den jeweiligen zweiten Außengehäusen 30B ausgebildet sind, einander zugewandt sind, wenn das zweiten Außengehäuse 30B das erste Außengehäuse 30A schließt. Wie in den 17 und 18 dargestellt ist, verbindet das Scharnier 35 den oberen Endabschnitt des Außenumfangs des ersten Außengehäuses 30A und die unteren Endabschnitte der Außenumfänge der zweiten Außengehäuse 30B. Die zweiten Außengehäuse 30B haben einen Hakenbefestigungsabschnitt 36 an einer Position, die näher am oberen Endabschnitt liegt. Mittels eines Krans 100, der an dem Hakenbefestigungsabschnitt 36 befestigt ist, dreht sich das zweite Außengehäuse 30B relativ zu dem ersten Außengehäuse 30A um das Scharnier 35. Ferner ist, wie in den 17 und 18 dargestellt ist, kann, um zu verhindern, dass die zweiten Außengehäuse 30B mit der harten Kontaktfläche 110, wie beispielsweise Beton, in Berührung kommen und beim Drehen beschädigt werden, weiches plattenförmiges Element 105 aus beispielsweise Holz auf der Kontaktfläche 110 angeordnet werden.
19 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung eines Außengehäuses und eines Krans, der das Außengehäuse gemäß einem Vergleichsbeispiel hält, entlang einer Richtung orthogonal zur Axialrichtung der Dampfturbine.Wie in 19 dargestellt ist, umfasst das Außengehäuse 3A gemäß einem Vergleichsbeispiel ein erstes Außengehäuse 30A mit einem Öffnungsabschnitt 33 und ein zweites Außengehäuse 30B, das in der Lage ist, das erste Außengehäuse 30A zu schließen und vollständig von dem ersten Außengehäuse 30A trennbar ist. Das zweite Außengehäuse 30B kann in eine Position zum Schließen des ersten Außengehäuses 30A oder in eine Position weg vom ersten Außengehäuse 30A gebracht werden, indem es am Kran 100 aufgehängt wird.
In einem Fall, in dem das zweite Außengehäuse 30B und das erste Außengehäuse 30A vollständig trennbar sind, wie in 19 dargestellt ist, ist es notwendig, beim Befestigen des zweiten Außengehäuses 30B an dem ersten Außengehäuse 30A die Position zu bestimmen, was einige Zeit dauern kann. Mit der obigen Konfiguration, die in den 17 und 18 dargestellt ist, ist das zweite Außengehäuse 30B in der Lage, den Öffnungsabschnitt 33 des ersten Außengehäuses 30A durch das Scharnier 35 zu schließen und ist auch mit dem ersten Außengehäuse 30A über das Scharnier drehbar verbunden. Dementsprechend ist es möglich, das zweite Außengehäuse 30B relativ zu dem ersten Außengehäuse 30A zu drehen und zu öffnen. Ferner ist es, da das zweite Außengehäuse 30B über das Scharnier 35 mit dem ersten Außengehäuse 30A verbunden ist, möglich, die Positionsbestimmungsarbeit beim Schließen des Öffnungsabschnitts 33 des ersten Außengehäuses 30A zu reduzieren oder zu vereinfachen. Somit ist es möglich, die zum Öffnen und Schließen des zweiten Außengehäuses 30B benötigte Zeit zu verkürzen und somit ist es möglich, die Wartungseigenschaft wie z.B. den Austausch des Diffusors (Strömungsführung 5 oder Lagerkonus 8) zu verbessern. Ferner ist es, während der Wirkungsgrad der Dampfturbine 1 sich wie oben beschrieben aufgrund von Umweltveränderungen verschlechtern kann, möglich, den Wirkungsgrad der Dampfturbine 1 zu verbessern, indem der Diffusor durch einen für die Umwelt geeigneteren ersetzt wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben ausführlich beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und es können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2011220125 A [0004]

Claims

Dampfturbinenvorrichtung, aufweisend: eine Auslasskammer, die im inneren einen Auslassströmungskanal definiert, um Dampf, nachdem er durch eine Laufschaufel der letzten Stufe einer Dampfturbine zu einem Kondensator geströmt ist, zu führen; ein Außengehäuse mit einem radial äußeren Wandabschnitt, der auf einer radial äußeren Seite des Auslassströmungskanals ausgebildet ist; ein Innengehäuse mit einem radial inneren Wandabschnitt, der auf einer Innenseite des radial äußeren Wandabschnitts in Bezug auf eine Radialrichtung angeordnet ist; eine Strömungsführung, die an einem Endabschnitt auf einer stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts in Bezug auf eine Strömungsrichtung angeordnet ist, wobei die Strömungsführung eine rohrförmige Form aufweist, deren Abstand von einer axialen Mitte der Dampfturbine entlang der Strömungsrichtung in Stromabwärtsrichtung zunimmt; und mindestens einen Bypass-Strömungskanal, der einen ersten Innenraum stromaufwärts der Laufschaufel der letzten Stufe und einen zweiten Innenraum verbindet, der auf einer Außenseite der Strömungsführung in Bezug auf die Radialrichtung in dem Auslassströmungskanal angeordnet ist, wobei sich der mindestens eine Bypass-Strömungskanal entlang einer äußeren Umfangsfläche der Strömungsführung erstreckt.
Dampfturbinenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bypass-Strömungskanal ein Durchgangsloch umfasst, das durch den radial inneren Wandabschnitt hindurch ausgebildet ist.
Dampfturbinenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bypass-Strömungskanal mindestens teilweise innerhalb der Strömungsführung ausgebildet ist.
Dampfturbinenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Bypass-Strömungskanal eine auslassseitige Öffnung aufweist, die mit dem zweiten Innenraum in Kommunikation ist und die an einer Endfläche auf einer stromabwärts gelegenen Seite der Strömungsführung in Bezug auf die Strömungsrichtung ausgebildet ist.
Dampfturbinenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Bypass-Strömungskanal eine auslassseitige Öffnung aufweist, die mit dem zweiten Innenraum in Kommunikation ist, wobei die auslassseitige Öffnung eine Achse aufweist, die von der Radialrichtung stromabwärts in Bezug auf die Strömungsrichtung in Umfangsrichtung geneigt ist, in einer Axialrichtungsansicht der Dampfturbine.
Dampfturbinenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der mindestens eine Bypass-Strömungskanal eine Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen aufweist, die in Abständen voneinander in Umfangsrichtung angeordnet sind, und wobei, wenn die Auslasskammer in Bezug auf die Umfangsrichtung in eine Kondensatorseite, auf der der Kondensator vorgesehen ist, und eine Kondensator-Gegenseite unterteilt ist, die Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen nur auf der Kondensatorseite ausgebildet ist.
Dampfturbinenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der mindestens eine Bypass-Strömungskanal eine Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen aufweist, die in Abständen voneinander in Umfangsrichtung angeordnet sind, und wobei, wenn die Auslasskammer in Bezug auf die Umfangsrichtung in eine Kondensatorseite, auf der der Kondensator vorgesehen ist, und eine Kondensator-Gegenseite unterteilt ist, die Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen, die auf der Kondensatorseite ausgebildet sind, kleinere Abstände zueinander aufweisen als die Vielzahl von Bypass-Strömungskanälen, die auf der Kondensator-Gegenseite ausgebildet sind.
Dampfturbinenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Strömungsführung mit einer rohrförmigen Form aufweist: eine erste Strömungsführung mit einer Bogenform und einer ersten konkav geformten Oberfläche; und eine zweite Strömungsführung mit einer Bogenform und einer zweiten konkav geformten Oberfläche, die der ersten konkav geformten Oberfläche zugewandt ist, und wobei die erste Strömungsführung und/oder die zweite Strömungsführung an dem radial inneren Wandabschnitt gelagert ist, um die Einstellung eines Winkels in Bezug auf eine Achse der Dampfturbine zu ermöglichen.
Dampfturbinenvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste Strömungsführung einen ersten Befestigungsabschnitt aufweist, der an einem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts durch Schraubenbefestigung befestigt ist, wobei die zweite Strömungsführung einen zweiten Befestigungsabschnitt aufweist, der an dem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts durch Schraubenbefestigung befestigt ist, und wobei die Dampfturbinenvorrichtung ferner ein erstes elastisches Element, das zwischen dem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts und dem ersten Befestigungsabschnitt eingeklemmt ist, und ein zweites elastisches Element, das zwischen dem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts und dem zweiten Befestigungsabschnitt eingeklemmt ist, aufweist.
Dampfturbinenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Strömungsführung mit einer rohrförmigen Form aufweist: eine erste Strömungsführung mit einer Bogenform und einer ersten konkav geformten Oberfläche; und eine zweite Strömungsführung mit einer Bogenform und einer zweiten konkav geformten Oberfläche, die der ersten konkav geformten Oberfläche zugewandt ist, und wobei der radiale innere Wandabschnitt einen in Eingriff bringbaren Abschnitt an dem Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite des radial inneren Wandabschnitts aufweist, wobei die erste Strömungsführung einen ersten Eingriffsabschnitt aufweist, der mit dem in Eingriff bringbaren Abschnitt in Eingriff bringbar ist, und wobei die zweite Strömungsführung einen zweiten Eingriffsabschnitt aufweist, der mit dem in Eingriff bringbaren Abschnitt in Eingriff bringbar ist.
Dampfturbinenvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die erste Strömungsführung dazu eingerichtet ist, durch Schraubenbefestigung in einem Zustand befestigt werden zu können, in dem der in Eingriff bringbare Abschnitt mit dem ersten Eingriffsabschnitt in Eingriff steht, und wobei die zweite Strömungsführung dazu eingerichtet ist, durch Schraubenbefestigung in einem Zustand befestigt werden zu können, in dem der in Eingriff bringbare Abschnitt mit dem zweiten Eingriffsabschnitt in Eingriff steht.
Dampfturbinenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Außengehäuse ein erstes Außengehäuse mit einem Öffnungsabschnitt und ein zweites Außengehäuse aufweist, das dazu in der Lage ist, den Öffnungsabschnitt des ersten Außengehäuses zu schließen, wobei das zweite Außengehäuse drehbar mit dem ersten Außengehäuse über ein Scharnier verbunden ist.