DE112019006549B4

DE112019006549B4 - Dampfturbine und Auslasskammer dafür

Info

Publication number: DE112019006549B4
Application number: DE112019006549.1T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Kuwamura; Hideaki Sugishita; Kazuyuki Matsumoto; Toyoharu Nishikawa; Shigeo Ookura
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: US20220074319A1; CN113227544B; CN113227544A; KR20210093327A; US11365649B2; WO2020137308A1; JP2020106003A; JP7184638B2; DE112019006549T5; KR102575301B1

Abstract

Auslasskammer (25;25a;25b;25c;25d;25e) einer Dampfturbine, die Dampf, der aus einer Rotorschaufelreihe letzter Stufe (13a) eines sich um eine Achse (Ar) drehenden Dampfturbinenrotors (11) ausströmt, nach außen führt, umfassend:einen Diffusor (26), in den der aus der Rotorschaufelreihe letzter Stufe (13a) ausströmende Dampf strömt und der eine ringförmige Form in Bezug auf die Achse (Ar) aufweist und einen Diffusorraum (26s), der zu einer axialen Stromabwärtsseite (Dad) hin graduell zu einer radialen Außenseite (Dro) in Bezug auf die Achse (Ar) expandiert, bildet;ein Auslassgehäuse (30), das einen zu der radialen Außenseite (Dro) hin offenen Auslassanschluss (31) aufweist, mit dem Diffusorraum (26s) kommuniziert, in einer Umfangsrichtung (Dc) in Bezug auf die Achse (Ar) expandiert und einen Auslassraum (30s), der den aus dem Diffusorraum (26s) strömenden Dampf zu dem Auslassanschluss (31) führt, bildet; undeinen Hilfsauslassrahmen (40;40a;40b), der einen Teilbereich auf einer radialen Innenseite (Dri) von dem Diffusor in Bezug auf die Achse (Ar) enthält und einen Auslasshilfsraum (40s) mit einer ringförmigen Form um die Achse (Ar) bildet,wobei der Diffusor (26) aufweist:einen Außendiffusor (27), der einen ringförmigen Querschnitt senkrecht zu der Achse (Ar) aufweist, zu der axialen Stromabwärtsseite (Dad) hin graduell zu der radialen Außenseite (Dro) expandiert und eine Kante auf der radialen Außenseite (Dro) des Diffusorraums (26s) definiert, undeinen Innendiffusor (29), der einen ringförmigen Querschnitt senkrecht zu der Achse (Ar) aufweist, zu der axialen Stromabwärtsseite (Dad) hin graduell zu der radialen Außenseite (Dro) expandiert und eine Kante auf der radialen Innenseite (Dri) des Diffusorraums (26s) in Bezug auf die Achse (Ar) definiert,wobei das Auslassgehäuse (30) den Auslassanschluss (31) nur auf einer Auslassseite (Dpe) aus einer Nicht-Auslassseite (Dpu) und der Auslassseite (Dpe), die einander gegenüberliegende Seiten in Bezug auf die Achse (Ar) in einer senkrechten Richtung senkrecht zu der Achse (Ar) sind, aufweist,wobei der Hilfsauslassrahmen (40;40a;40b) eine Öffnung (41), die bei mindestens einem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite (Dpu) und der Auslassseite (Dpe) in Bezug auf die Achse (Ar) vom Inneren des Auslasshilfsraums (40s) zu der radialen Außenseite (Dro) hin offen ist und durch die der Auslassraum (30s) und der Auslasshilfsraum (40s) miteinander kommunizieren, aufweist, undwobei innerhalb eines Umfangsbereichs, bei dem die Öffnung (41) in der Umfangsrichtung (Dc) vorhanden ist, eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite (Dad) des Innendiffusors (29) eine Kante auf einer axialen Stromaufwärtsseite (Dau) gegenüber der axialen Stromabwärtsseite (Dad) bei der Öffnung definiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dampfturbine und eine Auslasskammer dafür.
Eine Dampfturbine enthält eine Auslasskammer, die aus einer Rotorschaufelreihe letzter Stufe eines Turbinenrotors ausströmenden Dampf nach außen führt. Die Auslasskammer weist einen Diffusor und ein Auslassgehäuse auf. Der Diffusor weist eine ringförmige Form in Bezug auf eine Achse des Turbinenrotors auf und bildet einen Diffusorraum, der zu einer axialen Stromabwärtsseite hin graduell einer radialen Außenseite zugewandt ist. Der Diffusor weist einen Außendiffusor (oder eine Dampfführung, Strömungsführung), der eine Kante auf der radialen Außenseite des Diffusorraums definiert, und einen Innendiffusor (oder einen Lagerkonus), der eine Kante auf einer radialen Innenseite des Diffusorraums definiert, auf. Der aus der Rotorschaufelreihe letzter Stufe des Turbinenrotors ausströmende Dampf strömt in den Diffusorraum. Das Auslassgehäuse kommuniziert mit dem Diffusorraum und expandiert in einer Umfangsrichtung in Bezug auf die Achse, wodurch es einen Auslassraum bildet, durch den der Dampf aus dem Diffusorraum strömt. Das Auslassgehäuse weist einen Auslassanschluss zum Ablassen des innerhalb des Auslassraums strömenden Dampfes nach außen auf.
Zum Beispiel weist das Auslassgehäuse bei der Auslasskammer, die in US 6 419 448 B1 offenbart ist, eine stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte, die eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite des Auslassraums definiert, und eine Gehäuse-Außenumfangsplatte, die eine Kante auf der radialen Außenseite des Auslassraums definiert, auf. Die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte ist senkrecht zu der Achse und expandiert von einer Kante auf der axialen Stromabwärtsseite des Innendiffusors zu der radialen Außenseite. Die Dampfturbine ist eine Dampfturbine vom Abwärtsauslasstyp. Daher ist der Auslassanschluss bei einem unteren Abschnitt der Gehäuse-Außenumfangsplatte gebildet. Die Gehäuse-Außenumfangsplatte ist mit einer Kante auf der radialen Außenseite der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte verbunden und expandiert in der Umfangsrichtung um die Achse.
Die Auslasskammer bei der Dampfturbine weist ferner eine Bypass-Wandplatte auf der radialen Außenseite des Innendiffusors auf, um einen Bypass-Kanal mit einer ringförmigen Form um die Achse zu bilden. Die Bypass-Wandplatte erstreckt sich zu der radialen Außenseite und expandiert in der Umfangsrichtung zu der axialen Stromabwärtsseite hin. Die Kante auf der axialen Stromabwärtsseite der Bypass-Wandplatte ist mit einer Position auf der radialen Außenseite von einer Position, mit der der Innendiffusor verbunden ist, an der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte verbunden. Die Bypass-Wandplatte weist Öffnungen, durch die der Diffusorraum und der Bypass-Kanal miteinander kommunizieren, auf einer Unterseite, auf der der Auslassanschluss gebildet ist, in Bezug auf die Achse und einer dieser gegenüberliegenden Oberseite auf. Die Öffnung auf der Oberseite ist vom Inneren des Bypass-Kanals zu einer axialen Stromaufwärtsseite hin offen. Der Dampf innerhalb des Diffusorraums strömt via die Öffnung auf der Oberseite in den Bypass-Kanal. Der in den Bypass-Kanal strömende Dampf kehrt via die Öffnung auf der Unterseite ins Innere des Diffusorraums zurück.
Gemäß einer in US 6 419 448 B1 offenbarten Technik wird, um einen Druckverlust des Dampfes innerhalb des Auslassraums und bei einem oberen Bereich in Bezug auf die Achse zu verringern, ein Teil des Dampfes innerhalb des Diffusorraums und in dem oberen Bereich in Bezug auf die Achse in den Bypass-Kanal eingeführt, und der Dampf wird veranlasst, von dem Passkanal in den Diffusorraum und in einen unteren Bereich in Bezug auf die Achse zurückzukehren.
Die EP 3 604 747 A1 ist Stand der Technik in Sinne von §3 (2) PatG und betrifft eine Auslasskammer einer Dampfturbine, die - neben einem zur radialen Außenseite eines Diffusors hin graduell expandierenden Diffusorraum, der mit einem Auslassraum eines Auslassgehäuses kommuniziert - einen Hilfsauslassrahmen aufweist, der einen Auslasshilfsraum definiert, welcher mit dem Auslassraum an einer radialen Außenseite und in der Axialrichtung kommuniziert.
Bei einer Auslasskammer wird ein Druck von Dampf, der aus einer Rotorschaufelreihe letzter Stufe ausströmt, wiederhergestellt. Mit Zunahme einer Druckrückgewinnungsmenge wird der Druck des Dampfes unmittelbar nach Ausströmen des Dampfes aus der Rotorschaufelreihe letzter Stufe gesenkt, wodurch Turbineneffizienz verbessert wird. Daher ist es wünschenswert, die Druckrückgewinnungsmenge durch Verringern eines Druckverlusts des innerhalb der Auslasskammer strömenden Dampfes zu erhöhen.
Da erneuerbare Energie, wie Windkraft und Solarenergie, substituiert wird, besteht in den letzten Jahren darüber hinaus ein Bedarf für einen flexiblen Betrieb zum Absorbieren von Lastschwankungen bei einer Wärmekraftwerksanlage. Wenn der flexible Betrieb durchgeführt wird, kann in einigen Fällen ein Betrieb außer einem Nennbetrieb durchgeführt werden. Wenn der Betrieb außer der Nennoperation durchgeführt wird, tritt Delaminierung oder eine Rückströmung innerhalb der Auslasskammer auf, und der Druckverlust nimmt innerhalb der Auslasskammer zu, wodurch die Druckrückgewinnungsmenge verringert wird.
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Auslasskammer und eine Dampfturbine, die die Auslasskammer enthält, vorzusehen, die in der Lage sind, eine Druckrückgewinnungsmenge durch Verringern eines Druckverlusts von Dampf zu erhöhen.
Gemäß der Erfindung wird zum Erzielen der oben beschriebenen Aufgabe eine Auslasskammer einer Dampfturbine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgesehen, die Dampf, der aus einer Rotorschaufelreihe letzter Stufe eines sich um eine Achse drehenden Dampfturbinenrotors ausströmt, nach außen führt.
Die Auslasskammer enthält einen Diffusor, in den der aus der Rotorschaufelreihe letzter Stufe ausströmende Dampf strömt und der eine ringförmige Form in Bezug auf die Achse aufweist und einen Diffusorraum, der zu einer axialen Stromabwärtsseite hin graduell zu einer radialen Außenseite in Bezug auf die Achse expandiert, bildet, ein Auslassgehäuse, das einen zu der radialen Außenseite hin offenen Auslassanschluss aufweist, mit dem Diffusorraum kommuniziert, in einer Umfangsrichtung in Bezug auf die Achse expandiert und einen Auslassraum, der den aus dem Diffusorraum strömenden Dampf zu dem Auslassanschluss führt, bildet, und einen Hilfsauslassrahmen, der einen Teilbereich auf einer radialen Innenseite von dem Diffusor in Bezug auf die Achse enthält und einen Auslasshilfsraum mit einer ringförmigen Form um die Achse bildet. Der Diffusor weist einen Außendiffusor, der einen ringförmigen Querschnitt senkrecht zu der Achse aufweist, zu der axialen Stromabwärtsseite hin graduell zu der radialen Außenseite expandiert und eine Kante auf der radialen Außenseite des Diffusorraums definiert, und einen Innendiffusor, der einen ringförmigen Querschnitt senkrecht zu der Achse aufweist, zu der axialen Stromabwärtsseite hin graduell zu der radialen Außenseite expandiert und eine Kante auf der radialen Innenseite des Diffusorraums in Bezug auf die Achse definiert, auf. Das Auslassgehäuse weist einen Auslassanschluss nur auf einer Auslassseite aus einer Nicht-Auslassseite und der Auslassseite, die einander gegenüberliegende Seiten in Bezug auf die Achse in einer senkrechten Richtung senkrecht zu der Achse sind, auf. Der Hilfsauslassrahmen weist eine Öffnung, die bei mindestens einem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite und der Auslassseite in Bezug auf die Achse vom Inneren des Auslasshilfsraums zu der radialen Außenseite hin offen ist und durch die der Auslassraum und der Auslasshilfsraum miteinander kommunizieren, auf.
In einigen Fällen kann ein Zirkulationsbereich, bei dem der Dampf zirkuliert, innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs, der durch den Diffusorraum und den Auslassraum gebildet wird, und bei einem Bereich auf der Nicht-Auslassseite in Bezug auf die Achse gebildet werden. Insbesondere besteht in einem Fall eines Betriebs mit geringer Last mit einer geringen Strömungsrate des in die Dampfturbine strömenden Dampfes oder in einem Fall eines niedrigen Vakuumgrads innerhalb des Kondensators eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Zirkulationsbereich gebildet werden kann. Wenn der Zirkulationsbereich auf diese Weise innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs gebildet wird, nimmt ein Druckverlust des Dampfes zu, und eine Druckrückgewinnungsmenge des Dampfes innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs nimmt ab.
Bei den Konfigurationselementen des Auslassgehäuses wird der oben beschriebene Zirkulationsbereich bei einem Bereich entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte, die die Kante auf der axialen Stromabwärtsseite des Auslassraums definiert, gebildet. Innerhalb des Zirkulationsbereichs strömt ein Teil des Dampfes entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte zu der radialen Innenseite. Selbst wenn der Dampf auf diese Weise strömt, tritt bei dem vorliegenden Aspekt der Dampf via die Öffnung bei dem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite des Hilfsauslassrahmens ins Innere des Auslasshilfsraums ein. Der Dampf passiert die Öffnung bei dem Abschnitt auf der Auslassseite des Hilfsauslassrahmens, strömt in den Bereich auf der Auslassseite in Bezug auf die Achse bei dem Auslass-Hauptströmungsweg und wird aus dem Auslassanschluss abgelassen.
Bei der Erfindung ist die Öffnung des Hilfsauslassrahmens vom Inneren zu der radialen Außenseite des Auslasshilfsraums hin offen. Daher ist es bei dem vorliegenden Aspekt wahrscheinlich, dass der Dampf, der entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs und innerhalb des Bereichs auf der Nicht-Auslassseite in Bezug auf die Achse zu der radialen Innenseite strömt, via die Öffnung bei dem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite des Hilfsauslassrahmens ins Innere des Auslasshilfsraums eintritt.
Daher wird bei der Erfindung der Zirkulationsbereich reduziert, und der Zirkulationsbereich kann innerhalb des Bereichs auf der radialen Außenseite innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs beschränkt werden. Daher wird bei der Erfindung der Druckverlust des Dampfes verringert, und die Druckrückgewinnungsmenge des Dampfes innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs kann verbessert werden.
Hier kann bei der Auslasskammer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Hilfsauslassrahmen eine stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte, die eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite bei dem Auslasshilfsraum definiert, aufweisen. Das Auslassgehäuse kann eine stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte, die eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite bei dem Auslassraum definiert, aufweisen. In diesem Fall expandiert die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte in der Richtung, die eine radiale Komponente in Bezug auf die Achse enthält, und in der Umfangsrichtung und weist eine ringförmige Form um die Achse auf. die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte in der Richtung, die die radiale Komponente in Bezug auf die Achse enthält, und in der Umfangsrichtung expandiert und eine Kante auf der radialen Innenseite mit einer ringförmigen Form um die Achse aufweist, Eine Kante auf der radialen Außenseite der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte definiert eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite der Öffnung. Die Kante auf der radialen Innenseite der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte und die Kante auf der radialen Außenseite der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte sind miteinander verbunden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Kante auf der radialen Innenseite der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte und die Kante auf der radialen Außenseite der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte miteinander verbunden. Dementsprechend kann der Dampf, der entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte zu der radialen Innenseite strömt, leicht via die Öffnung bei dem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite des Hilfsauslassrahmens in den Auslasshilfsraum eingeführt werden.
Bei der Auslasskammer gemäß der bevorzugten Ausführungsform mit der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte können eine Innenfläche, die dem Auslasshilfsraum zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte und eine Innenfläche, die dem Auslassraum zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte bei einem Abschnitt, bei dem die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte und die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte miteinander verbunden sind, nahtlos miteinander kontinuierlich sein.
Bei der bevorzugten Ausführungsform kann Widerstand bei einem Prozess des Ermöglichens des Dampfes, der entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte zu der radialen Innenseite strömt, via die Öffnung bei dem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite des Hilfsauslassrahmens in den Auslasshilfsraum zu strömen, minimiert werden.
Die Auslasskammer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte kann ferner einen zweiten Auslasshilfsraum, der mit mindestens einem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite bei dem Auslassraum kommuniziert und einen zweiten Hilfsauslassrahmen, der sich von einem ersten Auslasshilfsraum, der der Auslasshilfsraum ist, unterscheidet, zusätzlich zu einem ersten Hilfsauslassrahmen, der der Hilfsauslassrahmen ist, bildet, enthalten. In diesem Fall weist das Auslassgehäuse eine Gehäuse-Außenumfangsplatte, die eine Kante auf der radialen Außenseite bei dem Auslassraum definiert, auf. Der zweite Hilfsauslassrahmen weist eine zweite Rahmen-Innenumfangsplatte auf, die in der Umfangsrichtung an einer Position auf der Nicht-Auslassseite in Bezug auf die Achse und auf der radialen Innenseite von der Gehäuse-Außenumfangsplatte expandiert und sich in der Richtung, die die Axialrichtung enthält, in der sich die Achse erstreckt, von der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte erstreckt. Die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte definiert eine Kante auf der radialen Innenseite des zweiten Auslasshilfsraums. Eine Kante auf einer axialen Stromaufwärtsseite gegenüber der axialen Stromabwärtsseite bei der zweitem Rahmen-Innenumfangsplatte definiert eine Kante auf der radialen Innenseite einer zweiten Öffnung, durch die der Auslassraum und der zweite Auslasshilfsraum miteinander kommunizieren.
Bei der bevorzugten Ausführungsform kann der Dampf innerhalb des Auslassraums und innerhalb des Bereichs auf der Nicht-Auslassseite in Bezug auf die Achse in den zweiten Auslasshilfsraum geführt werden. Daher ist es bei dem vorliegenden Aspekt möglich, den Zirkulationsbereich, bei dem der Dampf innerhalb des Auslassraums und innerhalb des Bereichs auf der Nicht-Auslassseite in Bezug auf die Achse zirkuliert, zu verringern.
Bei der Auslasskammer gemäß der bevorzugten Ausführungsform, die den zweiten Hilfsauslassrahmen enthält, kann sich die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte zu der axialen Stromaufwärtsseite hin graduell zu der radialen Außenseite verbreitern.
Bei der Auslasskammer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die den zweiten Hilfsauslassrahmen enthält, kann sich die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte von einem Ende auf der radialen Außenseite der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte zu der axialen Stromabwärtsseite hin erstrecken. Der zweite Auslasshilfsraum kann auf der axialen Stromabwärtsseite von der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte gebildet sein.
Bei der Auslasskammer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die den zweiten Hilfsauslassrahmen enthält, kann sich die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte von einer Position auf der radialen Innenseite von einem Ende auf der radialen Außenseite bei der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte zu der axialen Stromaufwärtsseite hin erstrecken. Der zweite Auslasshilfsraum kann auf der axialen Stromaufwärtsseite von der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte gebildet sein.
Bei der Auslasskammer gemäß der Erfindung definiert innerhalb eines Umfangsbereichs, bei dem die Öffnung in der Umfangsrichtung vorhanden ist, eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite des Innendiffusors eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite gegenüber der axialen Stromabwärtsseite bei der Öffnung.
Bei der Auslasskammer gemäß der Erfindung, bei der die Kante auf der axialen Stromabwärtsseite des Innendiffusors die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite bei der Öffnung definiert, kann der Hilfsauslassrahmen eine stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte, die eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite bei dem Auslasshilfsraum definiert, aufweisen. In diesem Fall weist die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte eine ringförmige Form um die Achse auf. Darüber hinaus ist eine Kante auf der radialen Außenseite der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte mit einem Abschnitt, der eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite der Öffnung definiert und der eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite des Innendiffusors ist, verbunden.
Bei der Auslasskammer gemäß der bevorzugten Ausführungsform mit der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte kann eine Innenfläche, die dem Auslasshilfsraum zugewandt ist, bei der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte eine Fläche, die zu der radialen Innenseite hin graduell der axialen Stromaufwärtsseite zugewandt ist, sein.
Bei der bevorzugten Ausführungsform kann ein Volumen des Auslasshilfsraums im Vergleich zu einem Fall vergrößert werden, in dem die Position der Kante auf der radialen Außenseite der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte in der Axialrichtung gleich der Position der Kante auf der radialen Innenseite der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte in der Axialrichtung ist. Daher kann bei dem vorliegenden Aspekt, selbst wenn die Strömungsrate des zu der radialen Innenseite strömenden Dampfes entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte innerhalb des Auslassraums und innerhalb des Bereichs auf der Nicht-Auslassseite in Bezug auf die Achse zunimmt, der Dampf in den Auslasshilfsraum eingeführt werden.
Eine Strömungsrichtungskomponente des Dampfes, der innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs auf der Auslassseite in Bezug auf die Achse strömt, enthält eine Richtungskomponente, die der axialen Stromabwärtsseite zugewandt ist. Wie oben beschrieben, ist die Innenfläche, die dem Auslasshilfsraum zugewandt ist, bei der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte gemäß dem vorliegenden Aspekt zu der radialen Innenseite hin graduell der axialen Stromaufwärtsseite zugewandt. Mit anderen Worten ist die Innenfläche, die dem Auslasshilfsraum zugewandt ist, bei der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte gemäß dem vorliegenden Aspekt zu der radialen Außenseite hin graduell der axialen Stromabwärtsseite zugewandt.
Daher enthält bei der bevorzugten Ausführungsform die Strömungsrichtungskomponente des Dampfes, der vom Inneren des Auslasshilfsraums via die Öffnung auf der Auslassseite in den Auslass-Hauptströmungsweg auf der Auslassseite in Bezug auf die Achse strömt, die Richtungskomponente, die der axialen Stromabwärtsseite zugewandt ist. Daher ist es bei der bevorzugten Ausführungsform möglich, einen Winkel, der zwischen der Strömungsrichtung des Dampfes, der vom Inneren des Auslasshilfsraums via die Öffnung auf der Auslassseite in den Auslass-Hauptströmungsweg auf der Auslassseite in Bezug auf die Achse strömt, und der Strömungsrichtung des Dampfes, der innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs auf der Auslassseite in Bezug auf die Achse strömt, gebildet wird, zu verringern. Daher nimmt bei der bevorzugten Ausführungsform eine Strömungsturbulenz des Dampfes ab, der innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs auf der Auslassseite in Bezug auf die Achse strömt, und der Druckverlust des Dampfes kann verringert werden.
Bei der Auslasskammer gemäß der bevorzugten Ausführungsform, bei der die Kante auf der axialen Stromabwärtsseite des Innendiffusors die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite bei der Öffnung definiert, kann der Hilfsauslassrahmen eine stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte, die eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite bei dem Auslasshilfsraum definiert, aufweisen. In diesem Fall weist die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte eine ringförmige Form um die Achse auf. Darüber hinaus ist eine Kante auf der radialen Außenseite der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte an einer Position auf der axialen Stromaufwärtsseite von einer Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite der Öffnung mit dem Innendiffusor verbunden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform kann ein Volumen des Auslasshilfsraums im Vergleich zu einem Fall vergrößert werden, in dem die Kante auf der radialen Außenseite der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte mit einem Abschnitt, der die Kante auf der axialen Stromabwärtsseite der Öffnung definiert und der die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite des Innendiffusors ist, verbunden ist.
Daher kann bei der bevorzugten Ausführungsform, selbst wenn die Strömungsrate des zu der radialen Innenseite strömenden Dampfes entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte innerhalb des Auslassraums und innerhalb des Bereichs auf der Nicht-Auslassseite in Bezug auf die Achse zunimmt, der Dampf in den Auslasshilfsraum eingeführt werden.
Eine Strömungsrichtungskomponente des Dampfes, der innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs auf der Auslassseite in Bezug auf die Achse strömt, enthält eine Richtungskomponente, die der axialen Stromabwärtsseite zugewandt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Kante auf der radialen Außenseite der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte an der Position auf der axialen Stromaufwärtsseite von der Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite der Öffnung mit dem Innendiffusor verbunden. Daher strömt bei der bevorzugten Ausführungsform ein Teil des Dampfes innerhalb des Auslasshilfsraums entlang der Innenumfangsfläche des Innendiffusors. Die Innenumfangsfläche des Innendiffusors expandiert zu der radialen Außenseite hin graduell zu der axialen Stromabwärtsseite. Daher strömt ein Teil des Dampfes innerhalb des Auslasshilfsraums zu der radialen Außenseite hin zu der axialen Stromabwärtsseite. Daher enthält bei der bevorzugten Ausführungsform die Strömungsrichtungskomponente des Dampfes, der vom Inneren des Auslasshilfsraums via die Öffnung auf der Auslassseite in den Auslass-Hauptströmungsweg auf der Auslassseite in Bezug auf die Achse strömt, die Richtungskomponente, die der axialen Stromabwärtsseite zugewandt ist. Daher ist es bei der bevorzugten Ausführungsform möglich, einen Winkel, der zwischen der Strömungsrichtung des Dampfes, der vom Inneren des Auslasshilfsraums via die Öffnung auf der Auslassseite in den Auslass-Hauptströmungsweg auf der Auslassseite in Bezug auf die Achse strömt, und der Strömungsrichtung des Dampfes, der innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs auf der Auslassseite in Bezug auf die Achse strömt, gebildet wird, zu verringern. Daher nimmt bei dem vorliegenden Aspekt eine Strömungsturbulenz des Dampfes ab, der innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs auf der Auslassseite in Bezug auf die Achse strömt, und der Druckverlust des Dampfes kann verringert werden.
Bei der Auslasskammer der Dampfturbine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Öffnung eine ringförmige Form in Bezug auf die Achse aufweisen.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu erzielen, ist gemäß der Erfindung eine Dampfturbine mit den Merkmalen des Patentanspruches 12 vorgesehen.
Die Dampfturbine enthält die Auslasskammer gemäß der Erfindung, einen Dampfturbinenrotor, ein Zylindergehäuse, das eine Außenumfangsseite des Dampfturbinenrotors bedeckt, und eine Statorschaufelreihe, die auf einer Innenumfangsseite des Zylindergehäuses angeordnet ist und bei der ein Ende auf der radialen Außenseite an dem Zylindergehäuse angebracht ist. Der Außendiffusor ist mit dem Zylindergehäuse verbunden.
Bei der Auslasskammer gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Druckrückgewinnungsmenge durch Verringern des Druckverlusts des Dampfes erhöht werden.

1 ist eine Gesamtschnittansicht einer Dampfturbine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils der Dampfturbine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Innendiffusors und eines Hilfsauslassrahmens gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Dampfstroms innerhalb einer Auslasskammer gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Dampfstroms innerhalb einer Auslasskammer gemäß einem Vergleichsbeispiel.
6 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils einer Dampfturbine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Innendiffusors und eines Hilfsauslassrahmens gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Dampfstroms innerhalb einer Auslasskammer gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils einer Dampfturbine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Innendiffusors und eines Hilfsauslassrahmens gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Dampfstroms innerhalb einer Auslasskammer gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils einer Dampfturbine gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Dampfstroms innerhalb einer Auslasskammer gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils einer Dampfturbine gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Dampfstroms innerhalb einer Auslasskammer gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils einer Dampfturbine gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Dampfstroms innerhalb einer Auslasskammer gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
18 ist eine perspektivische Ansicht eines Innendiffusors und eines Hilfsauslassrahmens bei einem Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

Nachstehend werden verschiedene Ausführungsformen einer Dampfturbine, die eine Auslasskammer enthält, gemäß der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben.
Eine erste Ausführungsform der Dampfturbine gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben.
Die Dampfturbine der ersten Ausführungsform ist eine Dampfturbine vom Zwei-Wege-Auslasstyp. Daher enthält die Dampfturbine, wie in 1 dargestellt, eine erste Dampfturbineneinheit 10a und eine zweite Dampfturbineneinheit 10b. Sowohl die erste Dampfturbineneinheit 10a als auch die zweite Dampfturbineneinheit 10b weisen einen Turbinenrotor 11, der sich um eine Achse Ar dreht, ein Gehäuse 20, das den Turbinenrotor 11 bedeckt, mehrere Statorschaufelreihen 17, die an dem Gehäuse 20 befestigt sind, und einen Dampfeinlasskanal 19 auf. Nachstehend wird eine Umfangsrichtung um die Achse Ar einfach als eine Umfangsrichtung Dc und eine Radialrichtung in Bezug auf die Achse Ar als eine Radialrichtung Dr bezeichnet. Darüber hinaus wird eine Seite, die in der Radialrichtung Dr näher an der Achse Ar liegt, als eine radiale Innenseite Dri bezeichnet, und eine Seite, die dieser gegenüberliegt, wird als eine radiale Außenseite Dro bezeichnet.
Die erste Dampfturbineneinheit 10a und die zweite Dampfturbineneinheit 10b teilen sich einen Dampfeinlasskanal 19. Komponenten der ersten Dampfturbineneinheit 10a mit Ausnahme des Dampfeinlasskanals 19 sind auf einer Seite in einer Axialrichtung Da in Bezug auf den Dampfeinlasskanal 19 angeordnet. Zusätzlich sind Komponenten der zweiten Dampfturbineneinheit 10b mit Ausnahme des Dampfeinlasskanals 19 auf der anderen Seite in der Axialrichtung Da in Bezug auf den Dampfeinlasskanal 19 angeordnet. Bei jeder der Dampfturbineneinheiten 10a und 10b wird eine Seite des Dampfeinlasskanals 19 in der Axialrichtung Da als eine axiale Stromaufwärtsseite Dau und eine dieser gegenüberliegende Seite als eine axiale Stromabwärtsseite Dad bezeichnet.
Eine Konfiguration der ersten Dampfturbineneinheit 10a und eine Konfiguration der zweiten Dampfturbineneinheit 10b sind im Wesentlichen gleich zueinander. Daher wird nachstehend hauptsächlich die erste Dampfturbineneinheit 10a beschrieben.
Der Turbinenrotor 11 weist eine Rotorwelle 12, die sich in der Axialrichtung Da um die Achse Ar erstreckt, und mehrere Rotorschaufelreihen 13, die an der Rotorwelle 12 befestigt sind, auf. Der Turbinenrotor 11 wird von einem Lager 18 so gelagert, dass er um die Achse Ar drehbar ist. Die mehreren Rotorschaufelreihen 13 sind in der Axialrichtung Da ausgerichtet. Jede der Rotorschaufelreihen 13 ist so konfiguriert, dass sie mehrere in der Umfangsrichtung Dc ausgerichtete Rotorschaufeln enthält. Der Turbinenrotor 11 der ersten Dampfturbineneinheit 10a und der Turbinenrotor 11 der zweiten Dampfturbineneinheit 10b befinden sich auf derselben Achse Ar, sind miteinander verbunden und drehen sich integral um die Achse Ar.
Das Gehäuse 20 weist ein Zylindergehäuse 21 und eine Auslasskammer 25 auf. Das Zylindergehäuse 21 bildet einen im Wesentlichen konischen Raum um die Achse Ar und bedeckt einen Außenumfang des Turbinenrotors 11. Die mehreren Rotorschaufelreihen 13 des Turbinenrotors 11 sind in dem konischen Raum angeordnet. Die mehreren Statorschaufelreihen 17 sind entlang der Axialrichtung Da ausgerichtet und sind innerhalb des konischen Raums angeordnet. Jede der mehreren Statorschaufelreihen 17 ist auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau einer beliebigen Rotorschaufelreihe 13 von den mehreren Rotorschaufelreihen 13 angeordnet. Die mehreren Statorschaufelreihen 17 sind an dem Zylindergehäuse 21 befestigt.
Wie in 2 dargestellt, weist die Auslasskammer 25 einen Diffusor 26, ein Auslassgehäuse 30 und einen Hilfsauslassrahmen 40 auf.
Der Diffusor 26 weist eine ringförmige Form in Bezug auf die Achse Ar auf und bildet einen Diffusorraum 26s, der zu der axialen Stromabwärtsseite Dad hin graduell der radialen Außenseite Dro zugewandt ist. Der aus der Rotorschaufelreihe 13a letzter Stufe des Turbinenrotors 11 ausströmende Dampf strömt in den Diffusorraum 26a. Die Rotorschaufelreihe 13a letzter Stufe ist die Rotorschaufelreihe 13, die am weitesten stromabwärts auf der axialen Seite Dad angeordnet ist, aus den mehreren Rotorschaufelreihen 13. Der Diffusor 26 weist einen Außendiffusor (oder Dampfführung, Strömungsführung) 27, der eine Kante auf der radialen Außenseite Dro des Diffusorraums 26s definiert, und einen Innendiffusor (oder Lagerkonus) 29, der eine Kante auf der radialen Innenseite Dri des Diffusorraums 26s definiert, auf. Der Außendiffusor 27 weist einen ringförmigen Querschnitt senkrecht zu der Achse Ar auf und expandiert zu der axialen Stromabwärtsseite Dad hin graduell zu der radialen Außenseite Dro. Der Innendiffusor 29 weist ebenfalls einen ringförmigen Querschnitt senkrecht zu der Achse Ar auf und expandiert zu der axialen Stromabwärtsseite Dad hin graduell zu der radialen Außenseite Dro hin. Der Außendiffusor 27 ist mit dem Zylindergehäuse 21 verbunden.
Das Auslassgehäuse 30 weist einen Auslassanschluss 31 auf. Der Auslassanschluss 31 ist vom Inneren in einer vertikalen Richtung nach unten zu der radialen Außenseite Dro offen. Ein Kondensator Co, der Dampf wieder in Wasser umwandelt, ist mit dem Auslassanschluss 31 verbunden. Daher ist die Dampfturbine der vorliegenden Ausführungsform eine Kondensationsdampfturbine vom Abwärtsauslasstyp. Hier bilden eine Nicht-Auslassseite Dpu und eine Auslassseite Dpe einander gegenüberliegende Seiten in Bezug auf die Achse Ar in einer senkrechten Richtung senkrecht zu der Achse Ar. Die Dampfturbine der vorliegenden Ausführungsform ist die wie oben beschriebene Kondensationsdampfturbine vom Abwärtsauslasstyp. Dementsprechend ist die Auslassseite Dpe eine vertikal untere Seite und die Nicht-Auslassseite Dpu eine vertikal obere Seite.
Das Auslassgehäuse 30 bildet einen Auslassraum 30s, der mit dem Diffusor 26 kommuniziert. Der Auslassraum 30s expandiert in der Umfangsrichtung Dc in Bezug auf die Achse Ar um einen Außenumfang des Diffusors 26 und führt den von dem Diffusorraum 26s strömenden Dampf zu dem Auslassanschluss 31. Das Auslassgehäuse 30 weist eine stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32, eine stromaufwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 34 und eine Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 auf.
Die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32Gehäuse-Endplatte 32 definiert eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad des Auslassraums 30s. Die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 expandiert in einer Richtung, die eine Komponente in der Radialrichtung Dr und in der Umfangsrichtung Dc enthält, und ist im Wesentlichen senkrecht zu der Achse Ar. Ein Abschnitt oberhalb der Achse Ar bei der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 weist eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form auf. Andererseits weist ein Abschnitt unterhalb der Achse Ar bei der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 weist jedoch eine kreisförmige Öffnung auf, die um die Achse Ar gebildet ist. Eine Kante an der kreisförmigen Öffnung bildet eine Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32. Eine Unterkante an der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 bildet einen Teil einer Kante an dem Auslassanschluss 31.
Die Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 definiert eine Kante auf der radialen Außenseite Dro des Auslassraums 30s. Die Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 ist mit einer Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 verbunden, expandiert in der Axialrichtung Da und expandiert in der Umfangsrichtung Dc um die Achse Ar. Die Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 weist eine halbkreisförmige Form (halbzylindrische Form) auf, deren Oberseite einen Halbzylinder bildet. Eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 ist mit der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 verbunden. Darüber hinaus bildet eine Unterkante an der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 einen Teil der Kante an dem Auslassanschluss 31.
Die stromaufwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 34 definiert eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau des Auslassraums 30s. Die stromaufwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 34 ist auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau von dem Diffusor 26 angeordnet. Die stromaufwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 34 expandiert von einer Außenumfangsfläche 21o des Zylindergehäuses 21 zu der radialen Außenseite Dro. Die stromaufwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 34 ist im Wesentlichen senkrecht zu der Achse Ar. Daher ist die stromaufwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 34 der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 mit einem Abstand dazwischen in der Axialrichtung Da zugewandt. Eine Unterkante an der stromaufwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 34 bildet einen Teil der Kante an dem Auslassanschluss 31. Bei einer Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromaufwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 34 ist ein Abschnitt mit Ausnahme eines Abschnitts, der die Kante an dem Auslassanschluss 31 bildet, mit der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 verbunden.
Wie in 1 dargestellt, sind das Auslassgehäuse 30 der ersten Dampfturbineneinheit 10a und das Auslassgehäuse 30 der zweiten Dampfturbineneinheit 10b miteinander verbunden und integriert.
Wie in 2 und 3 dargestellt, enthält der Hilfsauslassrahmen 40 einen Teilbereich auf der radialen Innenseite Dri von dem Diffusor 26 und bildet einen Auslasshilfsraum 40s mit einer ringförmigen Form um die Achse Ar.
Der Hilfsauslassrahmen 40 weist eine Öffnung 41, die vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s zu der radialen Außenseite Dro hin offen ist und durch die der Auslassraum 30s und der Auslasshilfsraum 40s miteinander kommunizieren, auf. Die Öffnung 41 weist eine ringförmige Form um die Achse Ar auf. Eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 ist durch eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad des Innendiffusors 29 definiert. Nachstehend wird bei der Öffnung 41 ein Abschnitt, der vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s vertikal nach oben gewandt ist, als ein nicht-auslassseitiger Öffnungsabschnitt 41u und ein Abschnitt, der vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s vertikal nach unten gewandt ist, als ein auslassseitiger Öffnungsabschnitt 41e bezeichnet.
Der Hilfsauslassrahmen 40 weist eine stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42, eine stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43 und eine Rahmen-Innenumfangsplatte 44 auf.
Die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42 definiert eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad bei dem Auslasshilfsraum 40s. Die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42 ist eine ringförmige Platte, die in der Richtung, die die Komponente in der Radialrichtung Dr und in der Umfangsrichtung Dc enthält, expandiert. Die Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 ist mit der Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 verbunden. Eine Innenfläche, die dem Auslasshilfsraum 40s zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 und eine Innenfläche, die dem Auslassraum 30s zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 sind mit einem Abschnitt, bei dem die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42 und die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 miteinander verbunden sind, nahtlos kontinuierlich. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl die Innenfläche, die dem Auslasshilfsraum 40s zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 also auch die Innenfläche, die dem Auslassraum 30s zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 Flächen, die sich in der Radialrichtung Dr und der Umfangsrichtung Dc verbreitern, und sind so verbunden, dass sie bündig miteinander sind. Daher befinden sich die Innenfläche, die dem Auslasshilfsraum 40s zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 und die Innenfläche, die dem Auslassraum 30s zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 auf einer virtuellen Ebene, die in der Radialrichtung Dr und der Umfangsrichtung Dc expandiert.
Die Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der Öffnung 41 ist durch die Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 definiert.
Die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43 definiert die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau bei dem Auslasshilfsraum 40s. Die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43 ist eine ringförmige Platte, die in der Radialrichtung Dr und der Umfangsrichtung Dc expandiert. Die Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43 ist mit der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad des Innendiffusors 29, das heißt einem Abschnitt, der die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 definiert, des Innendiffusors 29, verbunden.
Die Rahmen-Innenumfangsplatte 44 definiert die Kante auf der radialen Innenseite Dri bei dem Auslasshilfsraum 40s. Die Rahmen-Innenumfangsplatte 44 verbindet die Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43 und die Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42. Die Rahmen-Innenumfangsplatte 44 weist eine stromaufwärtsseitige Innenumfangsplatte 45 und eine stromabwärtsseitige Innenumfangsplatte 46 auf. Die stromaufwärtsseitige Innenumfangsplatte 45 weist eine ringförmige Form um die Achse Ar auf und erstreckt sich in der Axialrichtung Da. Die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der stromaufwärtsseitigen Innenumfangsplatte 45 ist mit der Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43 verbunden. Die stromabwärtsseitige Innenumfangsplatte 46 weist eine ringförmige Form um die Achse Ar auf und erstreckt sich zu der axialen Stromabwärtsseite Dad hin graduell zu der radialen Außenseite Dro. Die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der stromabwärtsseitigen Innenumfangsplatte 46 ist mit der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der stromaufwärtsseitigen Innenumfangsplatte 45 verbunden. Die Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der stromabwärtsseitigen Innenumfangsplatte 46 ist mit der Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 verbunden.
Bevor ein vorteilhafter Effekt der Auslasskammer 25 beschrieben wird, wird als nächstes eine Auslasskammer eines Vergleichsbeispiels unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Die Auslasskammer 25x des Vergleichsbeispiels weist einen Diffusor 26x und ein Auslassgehäuse 30x auf, wie bei der Auslasskammer 25 der vorliegenden Ausführungsform. Die Auslasskammer 25x des Vergleichsbeispiels weist jedoch nicht den Hilfsauslassrahmen 40 der Auslasskammer 25 bei der vorliegenden Ausführungsform auf. Der Diffusor 26x des Vergleichsbeispiels weist den Außendiffusor 27 und einen Innendiffusor 29x auf, wie bei dem Diffusor 26 der vorliegenden Ausführungsform. Da jedoch die Auslasskammer 25x des Vergleichsbeispiels nicht den Hilfsauslassrahmen 40 aufweist, sind die Öffnungen 41u und 41e der vorliegenden Ausführungsform nicht bei dem Innendiffusor 29x des Vergleichsbeispiels gebildet. Wie bei dem Auslassgehäuse 30 der vorliegenden Ausführungsform weist das Auslassgehäuse 30x des Vergleichsbeispiels eine stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32x, die stromaufwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 34 und die Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 auf. Eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad des Innendiffusors 29x des Vergleichsbeispiels ist mit der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32x verbunden.
Als Ergebnis der Analyse eines Dampfstroms innerhalb der Auslasskammer 25x des Vergleichsbeispiels wurde festgestellt, dass der Dampf innerhalb der Auslasskammer 25x wie folgt strömt.
Der Dampf, der aus der Rotorschaufelreihe 13a letzter Stufe des Turbinenrotors zu der axialen Stromabwärtsseite Dad ausströmt, strömt in den Diffusorraum 26s. Während der Dampf zu der axialen Stromabwärtsseite Dad hin innerhalb des Diffusorraums 26s strömt, strömt der Dampf zu der radialen Außenseite Dro hin und strömt in den Auslassraum 30s.
Innerhalb des Auslassraums 30s und in einem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu (nachstehend als ein nicht-auslassseitiger Auslassraum 30su bezeichnet) in Bezug auf die Achse Ar strömt der Dampf, der entlang der Innenumfangsfläche des Außendiffusors 27 in den Auslassraum 30s strömt, in einer Ausdehnungsrichtung einer Tangentenlinie an einem Ende auf der radialen Außenseite Dro der Innenumfangsfläche des Außendiffusors 27, das heißt, in einer Tangentialrichtung. Wenn der Dampf auf die Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 trifft, strömt ein Teil des Dampfes entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau und strömt ein Teil des Dampfes entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zu der axialen Stromabwärtsseite Dad.
Der Dampf, der entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau strömt, ändert graduell eine Strömungsrichtung zu der Umfangsrichtung Dc und strömt entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zu der Auslassseite Dpe. Dann wird der Dampf aus dem Auslassanschluss 31 abgelassen. Andererseits strömt der Dampf, der entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zu der axialen Stromabwärtsseite Dad strömt, zu einer Basisabschnittsseite der Rotorschaufelreihe 13a letzter Stufe entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32x und des Innendiffusors 29x. Das heißt, der Dampf, der entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zu der axialen Stromabwärtsseite Dad strömt, strömt entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32x zu der radialen Innenseite Dri. Weiterhin strömt, während der Dampf entlang der Innenumfangsfläche des Innendiffusors 29 zu der radialen Innenseite Dri strömt, der Dampf zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau. Daher strömt Dampf in einem Bereich entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32x innerhalb des Auslassraums 30s und in einem Bereich entlang des Innendiffusors 29x innerhalb des Diffusorraums 26s zurück. Der innerhalb des Diffusorraums 26s zurückströmende Dampf strömt nahe der Seite des Außendiffusors 27 und wieder zu der radialen Außenseite Dro. Daher wird ein Zirkulationsbereich Zx, in dem der Dampf zirkuliert, innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S und innerhalb eines Bereichs auf der Nicht-Auslassseite Dpu (nachstehend als ein nicht-auslassseitiger Hauptströmungsweg Su bezeichnet) in Bezug auf die Achse Ar gebildet. Der Auslass-Hauptströmungsweg S ist ein Raum, in dem der Diffusorraum 26s und der Auslassraum 30s miteinander kombiniert sind.
Andererseits ist innerhalb des Auslassraums 30s und innerhalb eines Bereichs auf der Auslassseite Dpe in Bezug auf die Achse Ar (nachstehend als ein auslassseitiger Auslassraum 30se bezeichnet) eine Strömungsrichtung des in den Auslassraum 30s entlang der Innenumfangsfläche des Außendiffusors 27 strömenden Dampfes eine Richtung, die eine Komponente in der Tangentialrichtung, in der sich die Tangentenlinie am Ende auf der radialen Außenseite Dro der Innenumfangsfläche erstreckt, und eine Richtungskomponente auf einer Seite näher an dem Auslassanschluss 31 in Umfangsrichtung Dc in Bezug auf die Achse Ar enthält. Der Grund lautet wie folgt. Der Dampf, der eine große Menge der Komponente in der Umfangsrichtung Dc enthält, strömt aus einem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu innerhalb der Auslasskammer 25x in einen Bereich auf der Auslassseite Dpe. Darüber hinaus enthält die oben beschriebene Tangentialrichtung eine Richtungskomponente, die der radialen Außenseite Dro zugewandt ist. Innerhalb des auslassseitigen Auslassraums 30se ist der Auslassanschluss 31 auf der radialen Außenseite Dro gebildet. Daher wird innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S und in einem Bereich auf der Auslassseite Dpe in Bezug auf die Achse Ar (nachstehend als ein auslassseitiger Hauptströmungsweg Se bezeichnet) die Rückströmung des Dampfes wie in dem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu im Wesentlich nicht erzeugt.
Wie oben beschrieben, kann bei dem Vergleichsbeispiel ein Abschnitt einer Querschnittsfläche des Strömungswegs innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S nicht effektiv zum Ablassen des Dampfes verwendet werden. Folglich nimmt der Druckverlust des Dampfes zu.
In einem Fall eines Betriebs mit geringer Last mit einer geringen Strömungsrate des in die Dampfturbine strömenden Dampfes oder in einem Fall eines niedrigen Vakuums innerhalb des Kondensators Co ist in Bezug auf eine Richtungskomponente in der Strömungsrichtung des aus der Rotorschaufelreihe 13a letzter Stufe des Turbinenrotors strömenden Dampfes eine Komponente in der Umfangsrichtung Dc um die Achse Ar, d.h. eine Drehkomponente, verhältnismäßig größer als eine Richtungskomponente in Richtung der axialen Stromabwärtsseite Dad. Daher neigt in diesem Fall der Dampf, der aus der Rotorschaufelreihe 13a letzter Stufe des Turbinenrotors strömt, stark dazu, zu der radialen Außenseite Dro innerhalb des Diffusorraums 26s abgelenkt zu werden. Daher ist bei dem Dampf, der in den Diffusorraum 26s strömt, die Strömungsrate des Dampfes auf der Seite des Außendiffusors 27 höher als die Strömungsrate des Dampfes auf der Seite des Innendiffusors 29x. Das heißt, im Fall des Betriebs mit geringer Last oder im Fall des niedrigen Vakuums innerhalb des Kondensators Co nimmt der Strom des Dampfes zu, der entlang der Innenumfangsfläche des Außendiffusors 27 strömt. Daher nimmt bei dem Vergleichsbeispiel im Fall des Betriebs mit geringer Last oder im Fall des niedrigen Vakuums innerhalb des Kondensators Co die Menge des in die Auslasskammer 25x zurückströmenden Dampfes weiter zu und nimmt der Druckverlust des Dampfes zu.
Als Nächstes wird ein vorteilhafter Effekt der Auslasskammer 25 bei der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Als Ergebnis der Analyse des Dampfstroms innerhalb der Auslasskammer 25 bei der vorliegenden Ausführungsform wurde festgestellt, dass der Dampf innerhalb der Auslasskammer 25 wie folgt strömt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform strömt der Dampf, der aus der Rotorschaufelreihe 13a letzter Stufe des Turbinenrotors zu der axialen Stromabwärtsseite Dad strömt, wie bei dem Vergleichsbeispiel ebenfalls in den Diffusorraum 26s. Während der Dampf zu der axialen Stromabwärtsseite Dad hin innerhalb des Diffusorraums 26s strömt, strömt der Dampf zu der radialen Außenseite Dro hin und strömt in den Auslassraum 30s.
Wie bei dem Vergleichsbeispiel strömt innerhalb des nicht-auslassseitigen Auslassraums 30su der Dampf, der entlang der Innenumfangsfläche des Außendiffusors 27 in den nicht-auslassseitigen Auslassraum 30su strömt, in der Ausdehnungsrichtung der Tangentenlinie am Ende der radialen Außenseite Dr auf der Innenumfangsfläche des Außendiffusors 27, d. h. in der Tangentialrichtung. Wenn der Dampf auf die Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 trifft, strömt ein Teil des Dampfes entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau und strömt ein Teil des Dampfes entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zu der axialen Stromabwärtsseite Dad.
Der Dampf, der entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau strömt, ändert graduell eine Strömungsrichtung zu der Umfangsrichtung Dc und strömt entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zu der Auslassseite Dpe. Dann wird der Dampf aus dem Auslassanschluss 31 abgelassen. Andererseits strömt der Dampf, der entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zur axialen Stromabwärtsseite Dad strömt, entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 zu der radialen Innenseite Dri.
Im Übrigen ist der Druck innerhalb des Auslasshilfsraum 40s höher als der Druck innerhalb des auslassseitigen Hauptströmungswegs Se. Daher strömt das Fluid innerhalb des Auslasshilfsraums 40s über den auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41e des Hilfsauslassrahmens 40 in den auslassseitigen Hauptströmungsweg Se. Darüber hinaus ist der Druck innerhalb des nicht-auslassseitigen Hauptströmungswegs Su höher als der Druck innerhalb des Auslasshilfsraums 40s. Daher tritt ein Teil des Dampfes innerhalb des nicht-auslassseitigen Hauptströmungswegs Su über den nicht-auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41u des Hilfsauslassrahmens 40 ins Innere des Auslasshilfsraums 40s ein.
Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, selbst wenn der zu der radialen Innenseite Dri strömende Dampf entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 innerhalb des nicht-auslassseitigen Hauptströmungswegs Su erzeugt wird, d.h. selbst wenn die Rückströmung des Dampfes erzeugt wird, tritt der Dampf über den nicht-auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41u des Hilfsauslassrahmens 40 ins Innere des Auslasshilfsraums 40s ein. Dann strömt, wie oben beschrieben, der Dampf über den auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41e des Hilfsauslassrahmens 40 in den auslassseitigen Hauptströmungsweg Se und wird aus dem Auslassanschluss 31 abgelassen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der nicht-auslassseitige Öffnungsabschnitt 41u des Hilfsauslassrahmens 40 vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s zu der radialen Außenseite Dro hin offen. Daher ist es bei der vorliegenden Ausführungsform wahrscheinlich, dass der Dampf, der entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 innerhalb des nicht-auslassseitigen Auslassraums 30su zu der radialen Innenseite Dri strömt, über den nicht-auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41u des Hilfsauslassrahmens 40 in den Auslasshilfsraum 40s strömt. Darüber hinaus ist bei der vorliegenden Ausführungsform eine Kante an der radialen Außenseite Dro der stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42 in dem Hilfsauslassrahmen 40 mit einer Kante an der radialen Innenseite Dri der stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 im Auslassgehäuse 30 verbunden. Eine Innenfläche, die dem Auslasshilfsraum 40s zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 und eine Innenfläche, die dem Auslassraum 30s zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 sind mit einem Abschnitt, bei dem die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42 und die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 miteinander verbunden sind, nahtlos kontinuierlich. Daher kann bei der vorliegenden Ausführungsform ein Widerstand in einem Prozess, bei dem der Dampf, der entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 innerhalb des nicht-auslassseitigen Auslassraums 30su zu der radialen Innenseite Dri strömt, ins Innere des Auslasshilfsraums 40s eintritt, minimiert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann unter einem oben beschriebenen Gesichtspunkt der Dampf, der entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 innerhalb des nicht-auslassseitigen Hauptströmungswegs Su zu der radialen Innenseite Dri strömt, leicht über den nicht-auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41u des Hilfsauslassrahmens 40 in den Auslasshilfsraum 40s strömen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Rückströmung des Dampfes wie bei dem Vergleichsbeispiel nicht wesentlich innerhalb des auslassseitigen Hauptströmungswegs Se erzeugt.
Wie oben beschrieben, kann bei der vorliegenden Ausführungsform ein Teil des Dampfes, der innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S zurückströmt, in den Auslasshilfsraum 40s strömen. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Zirkulationsbereich Z, in dem der Dampf innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S zurückströmt, kleiner als der bei dem Vergleichsbeispiel und ist der Zirkulationsbereich Z auf einen Bereich auf der radialen Außenseite Dro innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S beschränkt. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Druckverlust des Dampfes kleiner als der des Vergleichsbeispiels und kann die Druckrückgewinnungsmenge des Dampfes innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S verbessert werden.
Eine zweite Ausführungsform der Dampfturbine gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 6 bis 8 beschrieben.
Die Dampfturbine der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Dampfturbine der ersten Ausführungsform nur in einer Konfiguration einer Auslasskammer. Daher wird nachstehend hauptsächlich die Auslasskammer gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie in den 6 und 7 dargestellt, weist eine Auslasskammer 25a bei der vorliegenden Ausführungsform den Diffusor 26, das Auslassgehäuse 30 und einen Hilfsauslassrahmen 40a wie bei der Auslasskammer 25 bei der ersten Ausführungsform auf. Der Diffusor 26 bei der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen gleich dem Diffusor 26 bei der ersten Ausführungsform. Darüber hinaus ist das Auslassgehäuse 30 bei der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen gleich dem Auslassgehäuse 30 bei der ersten Ausführungsform. Der Hilfsauslassrahmen 40a bei der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von dem Hilfsauslassrahmen 40 bei der ersten Ausführungsform.
Wie bei dem Hilfsauslassrahmen 40 bei der ersten Ausführungsform enthält der Hilfsauslassrahmen 40a bei der vorliegenden Ausführungsform einen Teilbereich auf der radialen Innenseite Dri von dem Diffusor 26 und bildet den Auslasshilfsraum 40s mit einer ringförmigen Form um die Achse Ar.
Wie bei dem Hilfsauslassrahmen 40 bei der ersten Ausführungsform weist der Hilfsauslassrahmen 40a die Öffnung 41 auf, die von der Innenseite des Auslasshilfsraums 40s zu der radialen Außenseite Dro hin offen ist und durch die der Auslassraum 30s und der Auslasshilfsraum 40s miteinander kommunizieren. Die Öffnung 41 bei der vorliegenden Ausführungsform weist die ringförmige Form um die Achse Ar auf. Eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 ist durch eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad des Innendiffusors 29 definiert. Bei der Öffnung 41 ist der Abschnitt, der vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s vertikal nach oben gewandt ist, der nicht-auslassseitige Öffnungsabschnitt 41u und ist der Abschnitt, der vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s vertikal nach unten gewandt, der auslassseitige Öffnungsabschnitt 41e.
Wie bei dem Hilfsauslassrahmen 40 bei der ersten Ausführungsform weist der Hilfsauslassrahmen 40a bei der vorliegenden Ausführungsform die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42, eine stromaufwärtsseitige Rahmen-Rahmen-Endplatte 43a und die Rahmen-Innenumfangsplatte 44 auf.
Die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42 definiert eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad bei dem Auslasshilfsraum 40s. Die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42 ist gleich der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 bei der ersten Ausführungsform und ist eine ringförmige Platte, die in der Richtung expandiert, welche die Komponente in der Radialrichtung Dr und in der Umfangsrichtung Dc enthält. Die Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 ist mit der Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 verbunden.
Die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43a definiert eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau bei dem Auslasshilfsraum 40s. Wie bei der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43 bei der ersten Ausführungsform ist die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43a eine ringförmige Platte, die in der Radialrichtung Dr und der Umfangsrichtung Dc expandiert. Im Gegensatz zu der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43 bei der ersten Ausführungsform expandiert die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43a jedoch zu der radialen Innenseite Dri hin graduell zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau. Daher ist die Innenfläche, die dem Auslasshilfsraum 40s in der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43a zugewandt ist, eine Fläche, die zu der radialen Innenseite Dri hin graduell der axialen Stromaufwärtsseite Dau zugewandt ist. Die Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43a ist mit der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad des Innendiffusors 29, d.h. dem Abschnitt in dem Innendiffusor 29, der die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 definiert, verbunden.
Die Rahmen-Innenumfangsplatte 44 definiert die Kante auf der radialen Innenseite Dri bei dem Auslasshilfsraum 40s. Die Rahmen-Innenumfangsplatte 44 verbindet die Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43a und die Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 miteinander. Wie oben beschrieben, expandiert die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43a zu der radialen Innenseite Dri hin graduell zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau. Daher befindet sich die Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43a auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau von der Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43a.
Wie oben beschrieben, ist die Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43a bei der vorliegenden Ausführungsform auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau von der Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43a angeordnet. Daher ist selbst in der axialen Richtung Da die Position der Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 bei der vorliegenden Ausführungsform gleich der Position der Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 bei der ersten Ausführungsform und ist selbst in der axialen Richtung Da die Position der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der Öffnung 41 bei der vorliegenden Ausführungsform gleich der Position der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der Öffnung 41 bei der ersten Ausführungsform und kann ein Volumen des Auslasshilfsraums 40s bei der vorliegenden Ausführungsform größer ausgeführt werden als ein Volumen des Auslasshilfsraums 40s bei der ersten Ausführungsform.
Als Nächstes wird ein vorteilhafter Effekt der Auslasskammer 25a bei der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform strömt wie bei dem Vergleichsbeispiel und der ersten Ausführungsform der Dampf, der aus der Rotorschaufelreihe 13a letzter Stufe des Turbinenrotors zu der axialen Stromabwärtsseite Dad strömt, in den Diffusorraum 26s. Während der Dampf zu der axialen Stromabwärtsseite Dad hin innerhalb des Diffusorraums 26s strömt, strömt der Dampf zu der radialen Außenseite Dro hin und strömt in den Auslassraum 30s.
Wie bei dem Vergleichsbeispiel und der ersten Ausführungsform wird bei dem nicht-auslassseitigen Auslassraum 30su der zu der radialen Innenseite Dri strömende Dampf, das heißt die Rückströmung des Dampfes, entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 erzeugt. Auch bei der vorliegenden Ausführungsform tritt wie bei der ersten Ausführungsform der Dampf durch den nicht-auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41u des Hilfsauslassrahmens 40a in den Auslasshilfsraum 40s ein. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Zirkulationsbereich Z, in dem der Dampf innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S zurückströmt, ebenfalls kleiner als bei dem Vergleichsbeispiel und kann der Zirkulationsbereich Z auf in einem Bereich auf der radialen Außenseite Dro innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S beschränkt werden. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Druckverlust des Dampfes kleiner als bei dem Vergleichsbeispiel und kann die Druckrückgewinnungsmenge des Dampfes innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S verbessert werden.
Darüber hinaus kann bei der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, das Volumen des Auslasshilfsraums 40s größer ausgeführt werden als das Volumen des Auslasshilfsraums 40s bei der ersten Ausführungsform. Selbst wenn die Strömungsrate des zu der radialen Innenseite Dri strömenden Dampfes entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 innerhalb des nicht-auslassseitigen Auslassraums 30su zunimmt, ist es daher möglich, die erhöhte Strömungsrate zu bewältigen. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Dampf, selbst wenn die Strömungsrate der Rückströmung des Dampfes zunimmt, in den Auslasshilfsraum 40s eingeführt werden.
Im Übrigen wird bei der ersten Ausführungsform, wie in 4 dargestellt, hinsichtlich der Richtungskomponente in der Strömungsrichtung des Dampfes, der vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s über den auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41e in den auslassseitigen Hauptströmungsweg Se strömt, die Richtungskomponente auf der radialen Außenseite Dro größer als die Richtungskomponente in der axialen Richtung Da. Darüber hinaus ist die Komponente in der axialen Richtung Da in der Strömungsrichtung des Dampfes, der innerhalb des auslassseitigen Auslass-Hauptströmungswegs Se strömt, größer als die Komponente in der axialen Richtung Da in der Strömungsrichtung des Dampfes, der in den auslassseitigen Hauptströmungsweg Se vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s über den auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41e strömt. Daher werden bei der ersten Ausführungsform der Strom des Dampfes, der vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s über den auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41e in den auslassseitigen Hauptströmungsweg Se strömt, und der des Dampfes, der innerhalb des auslassseitigen Hauptströmungswegs Se strömt, in einem großen Winkel miteinander vermischt. Daher nimmt bei der ersten Ausführungsform eine Strömungsturbulenz des Dampfes, der innerhalb des auslassseitigen Hauptströmungswegs Se strömt, zu und erhöht sich der Druckverlust des Dampfes leicht.
Wie oben beschrieben, expandiert die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43a der vorliegenden Ausführungsform zu der radialen Innenseite Dri hin graduell zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau. Mit anderen Worten expandiert die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43a der vorliegenden Ausführungsform zu der radialen Außenseite Dro hin graduell zu der axialen Stromabwärtsseite Dad. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Richtungskomponente auf der radialen Außenseite Dro in der Strömungsrichtung des Dampfes, der vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s via den auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41e in den auslassseitigen Hauptströmungsweg Se strömt, kleiner als die Richtungskomponente auf der radialen Außenseite Dro in der Strömungsrichtung des Dampfes bei der ersten Ausführungsform. Daher kann bei der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu der ersten Ausführungsform die Strömungsturbulenz des Dampfes, der innerhalb des auslassseitigen Hauptströmungswegs Se strömt, unterdrückt werden und kann eine Erhöhung des Druckverlusts des Dampfes unterdrückt werden.
Eine dritte Ausführungsform der Dampfturbine gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 9 bis 11 beschrieben.
Die Dampfturbine bei der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Dampfturbine in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform nur in einer Konfiguration einer Auslasskammer. Daher wird nachstehend hauptsächlich die Auslasskammer gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie in den 9 und 10 dargestellt, weist eine Auslasskammer 25b bei der vorliegenden Ausführungsform zudem den Diffusor 26, das Auslassgehäuse 30 und einen Hilfsauslassrahmen 40b wie bei den Auslasskammern 25 und 25a bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform auf. Der Diffusor 26 bei der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen gleiche dem Diffusor 26 bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform. Darüber hinaus ist das Auslassgehäuse 30 bei der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen gleich dem Auslassgehäuse 30 bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform. Der Hilfsauslassrahmen 40b bei der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von den Hilfsauslassrahmen 40 und 40a bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform.
Wie bei den Hilfsauslassrahmen 40 und 40a bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform enthält der Hilfsauslassrahmen 40b bei der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls einen Teilbereich auf der radialen Innenseite Dri von dem Diffusor 26 und bildet den Auslasshilfsraum 40s mit einer ringförmigen Form um die Achse Ar.
Wie bei dem Hilfsauslassrahmen 40 bei der ersten Ausführungsform weist auch der Hilfsauslassrahmen 40b die Öffnung 41 auf, die vom Innern des Auslasshilfsraums 40s zu der radialen Außenseite Dro hin offen ist und durch die der Auslassraum 30s und der Auslasshilfsraum 40s miteinander kommunizieren. Die Öffnung 41 bei der vorliegenden Ausführungsform weist die ringförmige Form um die Achse Ar auf. Eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 ist durch eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad des Innendiffusors 29 definiert. Bei der Öffnung 41 ist der Abschnitt, der vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s vertikal nach oben gewandt ist, der nicht-auslassseitige Öffnungsabschnitt 41u und ist der Abschnitt, der vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s vertikal nach unten gewandt, der auslassseitige Öffnungsabschnitt 41e.
Wie bei dem Hilfsauslassrahmen 40 bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform weist der Hilfsauslassrahmen 40b bei der vorliegenden Ausführungsform die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42, eine stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43b und die Rahmen-Innenumfangsplatte 44 auf.
Die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42 definiert eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad bei dem Auslasshilfsraum 40s. Die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte 42 ist gleich der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform und ist eine ringförmige Platte, die in der Richtung expandiert, welche die Komponente in der Radialrichtung Dr und in der Umfangsrichtung Dc enthält. Die Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 ist mit der Kante auf der radialen Innenseite Dri der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 verbunden.
Die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43b definiert eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau in dem Auslasshilfsraum 40s. Die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte 43b ist gleich der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43 bei der ersten Ausführungsform und ist eine ringförmige Platte, die in der Radialrichtung Dr und der Umfangsrichtung Dc expandiert. Im Gegensatz zu den stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatten 43 und 43a bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ist jedoch die Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43b mit dem Innendiffusor 29 an einer Position auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau von der Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 verbunden.
Wie oben beschrieben, ist die Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43b bei der vorliegenden Ausführungsform mit dem Innendiffusor 29 an der Position auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau von der Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 verbunden. Daher ist selbst in der axialen Richtung Da die Position der Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 bei der vorliegenden Ausführungsform gleich der Position der Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 bei der ersten Ausführungsform und ist selbst in der axialen Richtung Da die Position der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der Öffnung 41 bei der vorliegenden Ausführungsform gleich der Position der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der Öffnung 41 bei der ersten Ausführungsform und kann das Volumen des Auslasshilfsraums 40s bei der vorliegenden Ausführungsform größer ausgeführt werden als das Volumen des Auslasshilfsraums 40s bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform.
Als Nächstes wird ein vorteilhafter Effekt der Auslasskammer 25b bei der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
Wie bei dem Vergleichsbeispiel, der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform strömt bei der vorliegenden Ausführungsform der Dampf, der aus der Rotorschaufelreihe 13a letzter Stufe des Turbinenrotors zu der axialen Stromabwärtsseite Dad strömt, auch in den Diffusorraum 26s. Während der Dampf zu der axialen Stromabwärtsseite Dad hin innerhalb des Diffusorraums 26s strömt, strömt der Dampf zu der radialen Außenseite Dro hin und strömt in den Auslassraum 30s.
Wie bei dem Vergleichsbeispiel und der ersten Ausführungsform wird bei dem nicht-auslassseitigen Auslassraum 30su der zu der radialen Innenseite Dri strömende Dampf, das heißt die Rückströmung des Dampfes, entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 erzeugt. Wie bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform tritt bei der vorliegenden Ausführungsform der Dampf ebenfalls über den nicht-auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41u des Hilfsauslassrahmens 40b ins Innere des Auslasshilfsraums 40s ein. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Zirkulationsbereich Z, in dem der Dampf innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S zurückströmt, ebenfalls kleiner als bei dem Vergleichsbeispiel und kann der Zirkulationsbereich Z auf in einem Bereich auf der radialen Außenseite Dro innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S beschränkt werden. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Druckverlust des Dampfes ebenfalls kleiner als bei dem Vergleichsbeispiel und kann die Druckrückgewinnungsmenge des Dampfes innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S verbessert werden.
Darüber hinaus kann bei der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, das Volumen des Auslasshilfsraums 40s größer ausgeführt werden als das Volumen des Auslasshilfsraums 40s bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform. Selbst wenn die Strömungsrate des zu der radialen Innenseite Dri strömenden Dampfes entlang der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 innerhalb des nicht-auslassseitigen Auslassraums 30su zunimmt, ist es daher möglich, die erhöhte Strömungsrate zu bewältigen. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Dampf, selbst wenn die Strömungsrate der Rückströmung des Dampfes zunimmt, in den Auslasshilfsraum 40s eingeführt werden.
Wie oben beschrieben, ist die Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 43b der vorliegenden Ausführungsform mit dem Innendiffusor 29 an der Position auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau von der Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnungsabschnitte 41u und 41e verbunden. Daher strömt bei der vorliegenden Ausführungsform ein Teil des Dampfes innerhalb des Auslasshilfsraums 40s auf der Auslassseite Dpe in Bezug auf die Achse Ar entlang der Innenumfangsfläche des Innendiffusors 29. Die Innenumfangsfläche des Innendiffusors 29 expandiert zu der radialen Außenseite Dro hin graduell zu der axialen Stromabwärtsseite Dad. Dementsprechend strömt ein Teil des Dampfes innerhalb des Auslasshilfsraums 40s zu der radialen Außenseite Dro hin graduell zu der axialen Stromabwärtsseite Dad. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Richtungskomponente auf der radialen Außenseite Dro in der Strömungsrichtung des Dampfes, der vom Inneren des Auslasshilfsraums 40s via den auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41e in den auslassseitigen Hauptströmungsweg Se strömt, kleiner als die Richtungskomponente auf der radialen Außenseite Dro in der Strömungsrichtung des Dampfes bei der ersten Ausführungsform. Daher kann bei der vorliegenden Ausführungsform wie bei der zweiten Ausführungsform im Vergleich zu der ersten Ausführungsform die Strömungsturbulenz des Dampfes, der innerhalb des auslassseitigen Hauptströmungswegs Se strömt, unterdrückt werden und kann der Druckverlust des Dampfes abnehmen.
Eine vierte Ausführungsform der Dampfturbine gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben.
Die Dampfturbine bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Modifikationsbeispiel der Dampfturbine bei der dritten Ausführungsform.
Wie in 12 dargestellt, weist eine Auslasskammer 25c bei der vorliegenden Ausführungsform wie bei der Auslasskammer 25b bei der dritten Ausführungsform ebenfalls den Diffusor 26, das Auslassgehäuse 30 und den Hilfsauslassrahmen 40b auf. Die Auslasskammer 25c bei der vorliegenden Ausführungsform enthält ferner einen zweiten Hilfsauslassrahmen 50c zusätzlich zu einem ersten Hilfsauslassrahmen 40b, welcher der Hilfsauslassrahmen 40b bei der dritten Ausführungsform ist.
Der zweite Hilfsauslassrahmen 50c kommuniziert mit mindestens einem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite Dpu in dem Auslassraum 30s und bildet einen zweiten Auslasshilfsraum 50s, der sich von dem ersten Auslasshilfsraum 40s unterscheidet, welcher der oben beschriebene Auslasshilfsraum 40s ist. Der zweite Auslasshilfsraum 50s ist ein Raum, der zumindest bei einem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar in der Umfangsrichtung Dc entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 auf der axialen Stromabwärtsseite Dad von der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 expandiert.
Der zweite Hilfsauslassrahmen 50c weist eine zweite Rahmen-Außenumfangsplatte 52, eine zweite Rahmen-Innenumfangsplatte 53 und eine stromabwärtsseitige zweite Rahmen-Endplatte 54 auf. Die zweite Rahmen-Außenumfangsplatte 52 erstreckt sich von der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zur axialen Stromabwärtsseite Dad und expandiert in der Umfangsrichtung Dc zumindest in einem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar. Die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte 53 erstreckt sich von der Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 zu der axialen Stromabwärtsseite Dad und expandiert in der Umfangsrichtung Dc an der Position auf der radialen Innenseite Dri von der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 und der zweite Rahmen-Außenumfangsplatte 52 zumindest in dem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar. Die stromabwärtsseitige zweite Rahmen-Endplatte 54 ist eine Platte, die in der Radialrichtung Dr und in der Umfangsrichtung Dc zumindest in dem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar expandiert. Die Kante auf der radialen Außenseite Dro an einer zweiten stromabwärtsseitigen Endplatte ist mit der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der zweiten Rahmen-Außenumfangsplatte 52 verbunden. Darüber hinaus ist die Kante auf der radialen Innenseite Dri der zweiten stromabwärtsseitigen Endplatte mit der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der zweiten Rahmen-Innenumfangsplatte 53 verbunden.
Die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der zweiten Rahmen-Außenumfangsplatte 52 definiert die Kante auf der radialen Außenseite Dro einer zweiten Öffnung 51, die als die Öffnung dient, durch die der Auslassraum 30s und der zweite Auslasshilfsraum 50s miteinander kommunizieren. Zusätzlich definiert die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der zweiten Rahmen-Innenumfangsplatte 53 die Kante auf der radialen Innenseite Dri der zweiten Öffnung 51.
Als Nächstes wird ein vorteilhafter Effekt der Auslasskammer 25c bei der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
Die Auslasskammer 25c bei der vorliegenden Ausführungsform weist den ersten Hilfsauslassrahmen 40b wie die Auslasskammer 25b bei der dritten Ausführungsform auf. Dementsprechend kann wie bei der dritten Ausführungsform im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel ein Zirkulationsbereich Zc innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs Su auf der Nicht-Auslassseite kleiner ausgeführt werden und kann der Zirkulationsbereich Zc auf in einem Bereich auf der radialen Außenseite Dro innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S beschränkt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kommuniziert der Bereich auf der radialen Außenseite Dro innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S mit dem zweiten Auslasshilfsraum 50s. Daher strömt ein Teil des Dampfes innerhalb des Bereichs auf der radialen Außenseite Dro innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S in den zweiten Auslasshilfsraum 50s. Infolgedessen wird der Zirkulationsbereich Zc innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S aufgrund des Vorhandenseins des zweiten Auslasshilfsraums 50s noch kleiner. Ein Teil des Dampfes, der in den zweiten Auslasshilfsraum 50s strömt, zirkuliert innerhalb des zweiten Auslasshilfsraums 50s und kehrt danach unmittelbar zum Auslass-Hauptströmungsweg S zurück. Darüber hinaus kehrt der verbleibende Teil des Dampfes, der in den zweiten Auslasshilfsraum 50s strömt, von einem Ende in der Umfangsrichtung Dc des zweiten Auslasshilfsraums 50s, der in der Umfangsrichtung Dc expandiert, zum Inneren des Auslass-Hauptströmungswegs S zurück.
Wie oben beschrieben, kann bei der vorliegenden Ausführungsform der Zirkulationsbereich Zc in dem Auslass-Hauptströmungsweg S im Vergleich zu der dritten Ausführungsform kleiner ausgeführt werden.
Eine fünfte Ausführungsform der Dampfturbine gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 14 und 15 beschrieben.
Die Dampfturbine bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Modifikationsbeispiel der Dampfturbine bei der dritten Ausführungsform.
Wie in 14 dargestellt, weist eine Auslasskammer 25d bei der vorliegenden Ausführungsform wie bei den Auslasskammern 25b und 25c bei der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform ebenfalls den Diffusor 26, das Auslassgehäuse 30 und den ersten Hilfsauslassrahmen 40b auf. Die Auslasskammer 25d bei der vorliegenden Ausführungsform enthält wie bei der Auslasskammer 25c bei der vierten Ausführungsform ferner einen zweiten Hilfsauslassrahmen 50d.
Wie bei dem zweiten Hilfsauslassrahmen 50c bei der vierten Ausführungsform kommuniziert der zweite Hilfsauslassrahmen 50d mit mindestens einem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite Dpu in dem Auslassraum 30s und bildet einen zweiten Auslasshilfsraum 50s, der sich von dem ersten Auslasshilfsraum 40s unterscheidet. Der zweite Auslasshilfsraum 50s ist ein Raum, der zumindest bei einem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar in der Umfangsrichtung Dc entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 auf der axialen Stromabwärtsseite Dad von der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 expandiert.
Wie bei dem zweiten Hilfsauslassrahmen 50c bei der vierten Ausführungsform weist der zweite Hilfsauslassrahmen 50d die zweite Rahmen-Außenumfangsplatte 52, eine zweite Rahmen-Innenumfangsplatte 53d und die stromabwärtsseitige zweite Rahmen-Endplatte 54 auf.
Wie bei der zweiten Rahmen-Außenumfangsplatte 52 bei der vierten Ausführungsform erstreckt sich die zweite Rahmen-Außenumfangsplatte 52 von der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zu der axialen Stromabwärtsseite Dad und expandiert in der Umfangsrichtung Dc zumindest in dem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar.
Wie bei der zweiten Rahmen-Innenumfangsplatte 53 bei der vierten Ausführungsform erstreckt sich die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte 53d von der Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 zu der axialen Stromabwärtsseite Dad und expandiert in der Umfangsrichtung Dc an der Position auf der radialen Innenseite Dri von der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 und der zweiten Rahmen-Außenumfangsplatte 52 zumindest in dem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar. Im Gegensatz zu der zweiten Rahmen-Innenumfangsplatte 53 der vierten Ausführungsform erstreckt sich die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte 53d zu der axialen Stromabwärtsseite Dad hin graduell von der Kante auf der radialen Außenseite Dro der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 zu der radialen Innenseite Dri. Mit anderen Worten erstreckt sich die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte 53d zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau hin graduell zu der radialen Außenseite Dro.
Wie bei der stromabwärtsseitigen zweiten Rahmen-Endplatte 54 bei der vierten Ausführungsform ist die stromabwärtsseitige zweite Rahmen-Endplatte 54 eine Platte, die in der Radialrichtung Dr und in der Umfangsrichtung Dc zumindest in dem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar expandiert. Die Kante auf der radialen Außenseite Dro an einer zweiten stromabwärtsseitigen Endplatte ist mit der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der zweiten Rahmen-Außenumfangsplatte 52 verbunden. Darüber hinaus ist die Kante auf der radialen Innenseite Dri der zweiten stromabwärtsseitigen Endplatte mit der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der zweiten Rahmen-Innenumfangsplatte 53d verbunden.
Die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der zweiten Rahmen-Außenumfangsplatte 52 definiert die Kante auf der radialen Außenseite Dro der zweiten Öffnung 51, die als die Öffnung dient, durch die der Auslassraum 30s und der zweite Auslasshilfsraum 50s miteinander kommunizieren. Zusätzlich definiert die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der zweiten Rahmen-Innenumfangsplatte 53 die Kante auf der radialen Innenseite Dri der zweiten Öffnung 51.
Als Nächstes wird ein vorteilhafter Effekt der Auslasskammer 25d bei der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
Die Auslasskammer 25d bei der vorliegenden Ausführungsform weist den gleichen ersten Hilfsauslassrahmen 40b wie die Auslasskammern 25b und 25c bei der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform auf. Dementsprechend kann wie bei der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel der Zirkulationsbereich Zc innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs Su auf der Nicht-Auslassseite kleiner ausgeführt werden und kann der Zirkulationsbereich Zc auf in dem Bereich auf der radialen Außenseite Dro innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S beschränkt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kommuniziert der Bereich auf der radialen Außenseite Dro in dem Auslass-Hauptströmungsweg S mit dem zweiten Auslasshilfsraum 50s wie bei der vierten Ausführungsform. Daher strömt ein Teil des Dampfes in dem Bereich auf der radialen Außenseite Dro innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S in den zweiten Auslasshilfsraum 50s. Infolgedessen wird der Zirkulationsbereich Zc innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S aufgrund des Vorhandenseins des zweiten Auslasshilfsraums 50s noch kleiner. Ein Teil des Dampfes, der in den zweiten Auslasshilfsraum 50s strömt, zirkuliert innerhalb des zweiten Auslasshilfsraums 50s und kehrt danach unmittelbar ins Innere des Auslass-Hauptströmungswegs S zurück. Darüber hinaus kehrt der verbleibende Teil des Dampfes, der in den zweiten Auslasshilfsraum 50s strömt, von einem Ende in der Umfangsrichtung Dc des zweiten Auslasshilfsraums 50s, der in der Umfangsrichtung Dc expandiert, zum Inneren des Auslass-Hauptströmungswegs S zurück.
Die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte 53d des zweiten Hilfsauslassrahmens 50d bei der fünften Ausführungsform erstreckt sich zu der axialen Stromaufwärtsseite hin graduell zu der radialen Außenseite Dro. Daher zirkuliert der in den zweiten Auslasshilfsraum 50s strömende Dampf im Vergleich zur vierten Ausführungsform eher innerhalb des zweiten Auslasshilfsraums 50s. In dem Dampf, der in den zweiten Auslasshilfsraum 50s strömt, nimmt die Menge des Dampfes, der in den Auslass-Hauptströmungsweg S zurückkehrt, unmittelbar ab. Umgekehrt nimmt die Menge des Dampfes ab, der von dem Ende in der Umfangsrichtung Dc des zweiten Auslasshilfsraums 50s, der in der Umfangsrichtung Dc expandiert, in den Auslass-Hauptströmungsweg S zurückkehrt. Das heißt, der zweite Hilfsauslassrahmen 50d bei der vorliegenden Ausführungsform weist eine Struktur auf, bei welcher der in den zweiten Auslasshilfsraum 50s strömende Dampf von dem Ende in der Umfangsrichtung Dc des zweiten Auslasshilfsraums 50s, der in der Umfangsrichtung Dc expandiert, definitiv in den Auslass-Hauptströmungsweg S zurückkehrt. Daher kann bei der vorliegenden Ausführungsform der Zirkulationsbereich Zc innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S noch kleiner ausgeführt werden als der bei der vierten Ausführungsform.
[Sechste Ausführungsform]
Eine sechste Ausführungsform der Dampfturbine gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 16 und 17 beschrieben.
Die Dampfturbine bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Modifikationsbeispiel der Dampfturbine bei der dritten Ausführungsform.
Wie in 16 dargestellt, weist eine Auslasskammer 25e bei der vorliegenden Ausführungsform wie bei den Auslasskammern 25b, 25c und 25d bei der dritten bis fünften Ausführungsform ebenfalls den Diffusor 26, das Auslassgehäuse 30 und den ersten Hilfsauslassrahmen 40b auf. Die Auslasskammer 25e bei der vorliegenden Ausführungsform enthält ferner wie bei den Auslasskammern 25c und 25d bei der vierten Ausführungsform und der fünften Ausführungsform einen zweiten Hilfsauslassrahmen 50e.
Der zweite Hilfsauslassrahmen 50e kommuniziert mit mindestens einem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite Dpu in dem Auslassraum 30s und bildet einen zweiten Auslasshilfsraum 50se, der sich von dem ersten Auslasshilfsraum 40s unterscheidet. Der zweite Auslasshilfsraum 50se ist ein Raum, der in der Umfangsrichtung Dc entlang der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 auf der Nicht-Auslassseite Dpu von der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 zumindest in dem Bereich auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau in Bezug auf die Achse Ar expandiert. Daher ist im Gegensatz zu dem zweiten Auslasshilfsraum 50s bei der vierten Ausführungsform und der fünften Ausführungsform der zweite Auslasshilfsraum 50se bei der vorliegenden Ausführungsform innerhalb des Auslassgehäuses 30 gebildet.
Der zweite Hilfsauslassrahmen 50e weist eine zweite Rahmen-Außenumfangsplatte 52e, eine zweite Rahmen-Innenumfangsplatte 53e und eine stromabwärtsseitige zweite Rahmen-Endplatte 54e auf. Die zweite Rahmen-Außenumfangsplatte 52e ist in einem Abschnitt auf der axialen Stromabwärtsseite Dad der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zumindest in einem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar gebildet. Die stromabwärtsseitige zweite Rahmen-Endplatte 54e ist in einem Abschnitt auf der radialen Außenseite Dro der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 zumindest in dem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar gebildet. Die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte 53e ist eine Platte, die sich zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau hin graduell von der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 zu der radialen Außenseite Dro erstreckt und in der Umfangsrichtung Dc an der Position auf der radialen Innenseite Dri von der Gehäuse-Außenumfangsplatte 36 zumindest in dem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar expandiert.
Die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der zweiten Rahmen-Außenumfangsplatte 52e definiert die Kante auf der radialen Außenseite Dro einer zweiten Öffnung 51e, die als die Öffnung dient, durch die der Auslassraum 30s und der zweite Auslasshilfsraum 50s miteinander kommunizieren. Zusätzlich definiert die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der zweiten Rahmen-Innenumfangsplatte 53e die Kante auf der radialen Innenseite Dri der zweiten Öffnung 51e.
Als Nächstes wird ein vorteilhafter Effekt der Auslasskammer 25e bei der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 17 beschrieben.
Die Auslasskammer 25e bei der vorliegenden Ausführungsform weist den gleichen ersten Hilfsauslassrahmen 40b wie die Auslasskammern 25b, 25c und 25d bei der dritten bis fünften Ausführungsform auf. Dementsprechend kann wie bei der dritten bis fünften Ausführungsform ein Zirkulationsbereich Ze innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs Su der Nicht-Auslassseite im Vergleich zu dem bei dem Vergleichsbeispiel kleiner ausgeführt werden und kann der Zirkulationsbereich Ze auf innerhalb des Bereichs auf der radialen Außenseite Dro innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S beschränkt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kommuniziert der Bereich auf der radialen Außenseite Dro innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S mit dem zweiten Auslasshilfsraum 50se. Daher strömt ein Teil des Dampfes in dem Bereich auf der radialen Außenseite Dro innerhalb des Auslass-Hauptströmungswegs S in den zweiten Auslasshilfsraum 50se. Ein Teil des Dampfes, der in den zweiten Auslasshilfsraum 50se strömt, zirkuliert innerhalb des zweiten Auslasshilfsraums 50se und kehrt danach unmittelbar in den Auslass-Hauptströmungsweg S zurück. Darüber hinaus kehrt der verbleibende Teil des Dampfes, der in den zweiten Auslasshilfsraum 50se strömt, von dem Ende in der Umfangsrichtung Dc des zweiten Auslasshilfsraums 50se, der in der Umfangsrichtung Dc expandiert, in den Auslass-Hauptströmungswegs S zurück.
Wie bei der zweiten Rahmen-Innenumfangsplatte 53d bei der fünften Ausführungsform erstreckt sich die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte 53e bei der sechsten Ausführungsform hin zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau graduell zu der radialen Außenseite Dro. Daher zirkuliert der in den zweiten Auslasshilfsraum 50se strömende Dampf im Vergleich zur vierten Ausführungsform eher innerhalb des zweiten Auslasshilfsraums 50se. Daher nimmt in dem Dampf, der in den zweiten Auslasshilfsraum 50se strömt, die Menge des Dampfes, der in den Auslass-Hauptströmungsweg S zurückkehrt, unmittelbar ab. Umgekehrt nimmt die Menge des Dampfes ab, der von dem Ende in der Umfangsrichtung Dc des zweiten Auslasshilfsraums 50se, der in der Umfangsrichtung Dc expandiert, in den Auslass-Hauptströmungsweg S zurückkehrt. Das heißt, wie bei der fünften Ausführungsform weist der zweite Hilfsauslassrahmen 50e bei der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls eine Struktur auf, bei welcher der in den zweiten Auslasshilfsraum 50se strömende Dampf von dem Ende in der Umfangsrichtung Dc des zweiten Auslasshilfsraums 50s, der in der Umfangsrichtung Dc expandiert, definitiv in den Auslass-Hauptströmungsweg S zurückkehrt. Daher kann, wie oben beschrieben, obwohl der zweite Auslasshilfsraum 50se bei der vorliegenden Ausführungsform innerhalb des Auslassgehäuses 30 gebildet ist, der Zirkulationsbereich Ze innerhalb des Auslassgehäuses 30 noch kleiner ausgeführt werden als der bei der dritten Ausführungsform.
Die stromabwärtsseitigen zweiten Rahmen-Endplatten 54 und 54e erstrecken sich bei der vierten bis sechsten Ausführungsform in der Radialrichtung Dr. Die stromabwärtsseitigen zweiten Rahmen-Endplatten 54 und 54e können jedoch Abschnitte auf der radialen Außenseite Dro sein und sich zu der radialen Außenseite Dro hin graduell zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau erstrecken. Darüber hinaus können die stromabwärtsseitigen zweiten Rahmen-Endplatten 54 und 54e Abschnitte auf der radialen Innenseite Dri sein und sich graduell zu der axialen Stromabwärtsseite Dad erstrecken, während sich die stromabwärtsseitigen zweiten Rahmen-Endplatten 54 und 54e zu der radialen Außenseite Dro erstrecken.
Die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 erstreckt sich bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen in der Radialrichtung Dr. Die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 kann jedoch ein Abschnitt auf der radialen Außenseite Dro sein und sich graduell zu der axialen Stromaufwärtsseite Dau erstrecken, während sich die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 zu der radialen Außenseite Dro erstreckt. Darüber hinaus kann die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 ein Abschnitt auf der radialen Innenseite Dri sein und sich graduell zu der axialen Stromabwärtsseite Dad erstrecken, während sich die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 zu der radialen Außenseite Dro erstreckt.
Die Dampfturbinen bei der vierten bis sechsten Ausführungsform sind Modifikationsbeispiele der Dampfturbine bei der dritten Ausführungsform. Die Konfigurationen der zweiten Hilfsauslassrahmen 50c, 50d und 50e bei der vierten bis sechsten Ausführungsform können jedoch auf die Dampfturbine bei der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform angewandt werden.
Die zweiten Auslasshilfsräume 50s und 50se bei der vierten bis sechsten Ausführungsform sind Räume, die in der Umfangsrichtung Dc in dem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar expandieren. Die zweiten Auslasshilfsräume 50s und 50se können jedoch ringförmige Räume sein, die um die Achse Ar gebildet sind.
Sämtliche Öffnungen 41 der Hilfsauslassrahmen (erster Hilfsauslassrahmen) bei den oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen weisen eine ringförmige Form auf, die um die Achse Ar gebildet ist. Die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau der Öffnung 41 ist eine gesamte Umfangskante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad des Innendiffusors 29. Daher ist die gesamte Umfangskante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad des Innendiffusors 29 in der axialen Richtung Da von der stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 32 getrennt. Wie in 18 dargestellt, kann ein Hilfsauslassrahmen (erster Hilfsauslassrahmen) 40f einen nicht-auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41uf und einen auslassseitigen Öffnungsabschnitt 41ef aufweisen, die von dem Inneren des Auslasshilfsraums 40s vertikal nach oben offen sind. In diesem Fall definiert ein Abschnitt der Kante auf der axialen Stromabwärtsseite Dad eines Innendiffusors 29f die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau des nicht-auslassseitigen Öffnungsabschnitts 41uf, definiert der andere Abschnitt die Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite Dau des auslassseitigen Öffnungsabschnitts 41ef und ist der verbleibende Abschnitt mit der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte 32 oder der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte 42 verbunden. Das heißt, die jeweiligen Öffnungen 41uf und 41ef werden in diesem Fall durch Ausschneiden eines Abschnitts des Innendiffusors 29f gebildet. Obwohl 18 ein Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform darstellt, können die Öffnungen 41 bei der zweiten bis sechsten Ausführungsform auf die gleiche Weise gebildet sein, wie oben beschrieben.
Wie oben beschrieben, sind unabhängige Öffnungen auf der Nicht-Auslassseite Dpu und der Auslassseite Dpe gebildet. Selbst in diesem Fall ist es möglich, eine Abnahme des Wirkungsgrads in dem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite Dpu innerhalb der Auslasskammer zu verringern. Wie in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen strömt jedoch in einem Fall einer ringförmigen Öffnung der Dampf von der Nicht-Auslassseite Dpu zu der Auslassseite Dpe in einem Raum, in dem der Auslasshilfsraum 40s und der Auslassraum 30s miteinander integriert sind. Dementsprechend ist es nicht notwendig, einen Verlust in einem verzweigenden Abschnitt oder einem zusammenlaufenden Abschnitt der Öffnung zu berücksichtigen. Wenn andererseits die unabhängigen Öffnungen auf der Nicht-Auslassseite Dpu und der Auslassseite Dpe gebildet werden, kann der Strom in der Nähe eines Einlasses oder eines Auslasses jeder Öffnung gestört werden, wodurch eine Möglichkeit eines Druckverlusts entsteht. Wenn die unabhängigen Öffnungen auf der Nicht-Auslassseite Dpu und der Auslassseite Dpe gebildet werden, ist es daher erforderlich, die Länge der Öffnung in der Umfangsrichtung jeder Öffnung sorgfältig zu prüfen.
Die Dampfturbine ist bei den oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen ein Abwärtsauslasstyp. Die Dampfturbine kann jedoch ein Seitenauslasstyp sein. In diesem Fall ist auf der Nicht-Auslassseite Dpu und der Auslassseite Dpe, die sich in Bezug auf die Achse Ar in einer orthogonalen Richtung orthogonal zu der Achse Ar zueinander gegenüberliegende Seiten bilden, beispielsweise die Nicht-Auslassseite Dpu die linke Seite in Bezug auf die Achse Ar und ist die Auslassseite Dpe die rechte Seite in Bezug auf die Achse Ar.
Sämtliche Auslassgehäuse 30 weisen bei den oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen die stromaufwärtsseitige Gehäuse-Endplatte 34 auf. In einem Fall eines Zwei-Wege-Auslasstyps werden jedoch der Auslassraum 30s der ersten Dampfturbineneinheit 10a und der Auslassraum 30s der zweiten Dampfturbineneinheit 10b derart ausgeführt, dass sie in dem Bereich auf der Nicht-Auslassseite Dpu in Bezug auf die Achse Ar miteinander kommunizieren. Auf diese Weise kann die stromaufwärtsseitige Endplatte weggelassen werden.
Sämtliche Dampfturbinen der oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen sind die Zwei-Wege-Auslasstypen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf eine Dampfturbine angewandt werden, bei welcher der Auslass nicht verzweigt ist.
Bei der Auslasskammer gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Druckrückgewinnungsmenge durch Verringern des Druckverlusts des Dampfes erhöht werden.
Bezugszeichenliste

10a: erste Dampfturbineneinheit
10b: zweite Dampfturbineneinheit
11: Turbinenrotor
12: Rotorwelle
13: Rotorschaufelreihe
13a: Rotorschaufelreihe letzter Stufe
17: Statorschaufelreihe
18: Lager
19: Dampfeinlasskanal
20: Gehäuse
21: Zylindergehäuse
25, 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25x: Auslasskammer
26: Diffusor
26s: Diffusorraum
27: Außendiffusor
29, 29f: Innendiffusor
30,30x: Auslassgehäuse
30s: Auslassraum
30se: auslassseitiger Auslassraum
30su: nicht-auslassseitiger Auslassraum
31: Auslassanschluss
32: stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte
34: stromaufwärtsseitige Gehäuse-Endplatte
36: Gehäuse-Außenumfangsplatte
40, 40a, 40b, 40c: Hilfsauslassrahmen (erster Hilfsauslassrahmen)
40s: Auslasshilfsraum (erster Auslasshilfsraum)
41: Öffnung
41u: nicht-auslassseitiger Öffnungsabschnitt
41uf: nicht-auslassseitige Öffnung
41e: auslassseitiger Öffnungsabschnitt
41ef: auslassseitige Öffnung
42: stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte
43, 43a, 43b: stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte
44: Rahmen-Innenumfangsplatte
45: stromaufwärtsseitige Innenumfangsplatte
46: stromabwärtsseitige Innenumfangsplatte
50c, 50d, 50e: zweiter Hilfsauslassrahmen
50s, 50se: zweiter Auslasshilfsraum
51, 51e: zweite Öffnung
52, 52e: zweite Rahmen-Außenumfangsplatte
53, 53d, 53e: zweite Rahmen-Innenumfangsplatte
54, 54e: stromabwärtsseitige zweite Rahmen-Endplatte
Co: Kondensator
S: Auslass-Hauptströmungsweg
Se: auslassseitiger Hauptströmungsweg
Su: nicht-auslassseitiger Hauptströmungsweg
Z, Zc, Ze: Zirkulationsbereich
Ar: Achse
Da: Axialrichtung
Dau: axiale Stromaufwärtsseite
Dad: axiale Stromabwärtsseite
Dc: Umfangsrichtung
Dr: Radialrichtung
Dri: Radialinnenseite
Dro: radiale Außenseite
Dpu: Nicht-Auslassseite
Dpe: Auslassseite

Claims

Auslasskammer (25;25a;25b;25c;25d;25e) einer Dampfturbine, die Dampf, der aus einer Rotorschaufelreihe letzter Stufe (13a) eines sich um eine Achse (Ar) drehenden Dampfturbinenrotors (11) ausströmt, nach außen führt, umfassend: einen Diffusor (26), in den der aus der Rotorschaufelreihe letzter Stufe (13a) ausströmende Dampf strömt und der eine ringförmige Form in Bezug auf die Achse (Ar) aufweist und einen Diffusorraum (26s), der zu einer axialen Stromabwärtsseite (Dad) hin graduell zu einer radialen Außenseite (Dro) in Bezug auf die Achse (Ar) expandiert, bildet; ein Auslassgehäuse (30), das einen zu der radialen Außenseite (Dro) hin offenen Auslassanschluss (31) aufweist, mit dem Diffusorraum (26s) kommuniziert, in einer Umfangsrichtung (Dc) in Bezug auf die Achse (Ar) expandiert und einen Auslassraum (30s), der den aus dem Diffusorraum (26s) strömenden Dampf zu dem Auslassanschluss (31) führt, bildet; und einen Hilfsauslassrahmen (40;40a;40b), der einen Teilbereich auf einer radialen Innenseite (Dri) von dem Diffusor in Bezug auf die Achse (Ar) enthält und einen Auslasshilfsraum (40s) mit einer ringförmigen Form um die Achse (Ar) bildet, wobei der Diffusor (26) aufweist: einen Außendiffusor (27), der einen ringförmigen Querschnitt senkrecht zu der Achse (Ar) aufweist, zu der axialen Stromabwärtsseite (Dad) hin graduell zu der radialen Außenseite (Dro) expandiert und eine Kante auf der radialen Außenseite (Dro) des Diffusorraums (26s) definiert, und einen Innendiffusor (29), der einen ringförmigen Querschnitt senkrecht zu der Achse (Ar) aufweist, zu der axialen Stromabwärtsseite (Dad) hin graduell zu der radialen Außenseite (Dro) expandiert und eine Kante auf der radialen Innenseite (Dri) des Diffusorraums (26s) in Bezug auf die Achse (Ar) definiert, wobei das Auslassgehäuse (30) den Auslassanschluss (31) nur auf einer Auslassseite (Dpe) aus einer Nicht-Auslassseite (Dpu) und der Auslassseite (Dpe), die einander gegenüberliegende Seiten in Bezug auf die Achse (Ar) in einer senkrechten Richtung senkrecht zu der Achse (Ar) sind, aufweist, wobei der Hilfsauslassrahmen (40;40a;40b) eine Öffnung (41), die bei mindestens einem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite (Dpu) und der Auslassseite (Dpe) in Bezug auf die Achse (Ar) vom Inneren des Auslasshilfsraums (40s) zu der radialen Außenseite (Dro) hin offen ist und durch die der Auslassraum (30s) und der Auslasshilfsraum (40s) miteinander kommunizieren, aufweist, und wobei innerhalb eines Umfangsbereichs, bei dem die Öffnung (41) in der Umfangsrichtung (Dc) vorhanden ist, eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite (Dad) des Innendiffusors (29) eine Kante auf einer axialen Stromaufwärtsseite (Dau) gegenüber der axialen Stromabwärtsseite (Dad) bei der Öffnung definiert.
Auslasskammer (25;25a) einer Dampfturbine nach Anspruch 1, wobei der Hilfsauslassrahmen (40;40a) eine stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte (43;43a), die eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite (Dau) bei dem Auslasshilfsraum (40s) definiert, aufweist, die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte (43;43a) eine ringförmige Form um die Achse (Ar) aufweist, und eine Kante auf der radialen Außenseite (Dro) der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte (43;43a) mit einem Abschnitt, der eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite (Dau) der Öffnung (41) definiert und der die Kante auf der axialen Stromabwärtsseite (Dad) des Innendiffusors (29) ist, verbunden ist.
Auslasskammer (25a) einer Dampfturbine nach Anspruch 2, wobei eine Innenfläche, die dem Auslasshilfsraum (40s) zugewandt ist, bei der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte (43a) eine Fläche, die zu der radialen Innenseite (Dri) hin graduell der axialen Stromaufwärtsseite (Dau) zugewandt ist, ist.
Auslasskammer (25b;25c;25d;25e) einer Dampfturbine nach Anspruch 1, wobei der Hilfsauslassrahmen (40b) eine stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte (43b), die eine Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite (Dau) bei dem Auslasshilfsraum (40s) definiert, aufweist, die stromaufwärtsseitige Rahmen-Endplatte (43b) eine ringförmige Form um die Achse (Ar) aufweist, und eine Kante auf der radialen Außenseite (Dro) der stromaufwärtsseitigen Rahmen-Endplatte (43b) an einer Position auf der axialen Stromaufwärtsseite (Dau) von einer Kante auf der axialen Stromaufwärtsseite (Dau) der Öffnung (41) mit dem Innendiffusor (29) verbunden ist.
Auslasskammer (25;25a;25b;25c;25d;25e) einer Dampfturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Öffnung (41) eine ringförmige Form in Bezug auf die Achse (Ar) aufweist.
Auslasskammer (25;25a;25b;25c;25d;25e) einer Dampfturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Hilfsauslassrahmen (40;40a;40b) eine stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte (42), die eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite (Dad) bei dem Auslasshilfsraum (40s) definiert, aufweist, das Auslassgehäuse (30) eine stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte (32), die eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite (Dad) bei dem Auslassraum (30s) definiert, aufweist, die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte (42) in einer Richtung, die eine radiale Komponente in Bezug auf die Achse (Ar) enthält, und in der Umfangsrichtung (Dc) expandiert und eine ringförmige Form um die Achse (Ar) aufweist, die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte (32) in der Richtung, die die radiale Komponente in Bezug auf die Achse (Ar) enthält, und in der Umfangsrichtung (Dc) expandiert und eine Kante auf der radialen Innenseite (Dri) mit einer ringförmigen Form um die Achse (Ar) aufweist, eine Kante auf der radialen Außenseite (Dro) der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte (42) eine Kante auf der axialen Stromabwärtsseite (Dad) der Öffnung (41) definiert, und die Kante auf der radialen Innenseite (Dri) der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte (32) und die Kante auf der radialen Außenseite (Dro) der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte (42) miteinander verbunden sind.
Auslasskammer (25;25a;25b;25c;25d;25e) einer Dampfturbine nach Anspruch 6, wobei eine Innenfläche, die dem Auslasshilfsraum (40s) zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Rahmen-Endplatte (42) und eine Innenfläche, die dem Auslassraum (30s) zugewandt ist, bei der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte (32) bei einem Abschnitt, bei dem die stromabwärtsseitige Rahmen-Endplatte (42) und die stromabwärtsseitige Gehäuse-Endplatte (32) miteinander verbunden sind, nahtlos miteinander kontinuierlich sind.
Auslasskammer (25c;25d;25e) einer Dampfturbine nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend: einen zweiten Auslasshilfsraum (50s;50se), der mit mindestens einem Abschnitt auf der Nicht-Auslassseite (Dpu) bei dem Auslassraum (30s) kommuniziert und einen zweiten Hilfsauslassrahmen (50c;50d;50e), der sich von einem ersten Auslasshilfsraum, der der Auslasshilfsraum (40s) ist, unterscheidet, zusätzlich zu einem ersten Hilfsauslassrahmen, der der Hilfsauslassrahmen (40) ist, bildet, wobei das Auslassgehäuse (30) eine Gehäuse-Außenumfangsplatte (36), die eine Kante auf der radialen Außenseite (Dro) bei dem Auslassraum (30s) definiert, aufweist, der zweite Hilfsauslassrahmen (50c;50d;50e) eine zweite Rahmen-Innenumfangsplatte(53;53d;53e), die in der Umfangsrichtung (Dc) expandiert und sich in einer Richtung, die eine Axialrichtung (Da) enthält, in der sich die Achse (Ar) erstreckt, von der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte (32) erstreckt, an einer Position auf der Nicht-Auslassseite (Dpu) in Bezug auf die Achse (Ar) und auf der radialen Innenseite (Dri) von der Gehäuse-Außenumfangsplatte (36) aufweist, die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte (53;53d;53e) eine Kante auf der radialen Innenseite (Dri) des zweiten Auslasshilfsraums (50s;50se) definiert, und eine Kante auf einer axialen Stromaufwärtsseite (Dau) gegenüber der axialen Stromabwärtsseite (Dad) bei der zweiten Rahmen-Innenumfangsplatte (53;53d;53e) eine Kante auf der radialen Innenseite (Dri) einer zweiten Öffnung (51), durch die der Auslassraum (30s) und der zweite Auslasshilfsraum (50s;50se) miteinander kommunizieren, definiert.
Auslasskammer (25d;25e) einer Dampfturbine nach Anspruch 8, wobei die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte (53d;53e) zu der axialen Stromaufwärtsseite (Dau) hin graduell zu der radialen Außenseite (Dro) expandiert.
Auslasskammer (25c;25d) einer Dampfturbine nach Anspruch 8 oder 9, wobei sich die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte (53;53d) von einem Ende auf der radialen Außenseite (Dro) der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte (32) zu der axialen Stromabwärtsseite (Dad) hin erstreckt, und der zweite Auslasshilfsraum (50s) auf der axialen Stromabwärtsseite (Dad) von der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte (32) gebildet ist.
Auslasskammer (25e) einer Dampfturbine nach Anspruch 9 oder 10, wobei sich die zweite Rahmen-Innenumfangsplatte (53e) von einer Position auf der radialen Innenseite (Dri) von einem Ende auf der radialen Außenseite (Dro) bei der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte (32) zu der axialen Stromaufwärtsseite (Dau) hin erstreckt, und der zweite Auslasshilfsraum (50se) auf der axialen Stromaufwärtsseite (Dau) von der stromabwärtsseitigen Gehäuse-Endplatte (32) gebildet ist.
Dampfturbine, umfassend: eine Auslasskammer (25;25a;25b;25c;25d;25e) einer Dampfturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 11; einen Dampfturbinenrotor (11); ein Zylindergehäuse (21), das eine Außenumfangsseite des Dampfturbinenrotors (11) bedeckt; und eine Statorschaufelreihe (17), die auf einer Innenumfangsseite des Zylindergehäuses (21) angeordnet ist und bei der ein Ende auf der radialen Außenseite (Dro) an dem Zylindergehäuse (21) angebracht ist, wobei der Außendiffusor (27) mit dem Zylindergehäuse (21) verbunden ist.