JP2002309903A - ガスタービンの蒸気配管構造 - Google Patents

ガスタービンの蒸気配管構造

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JP2002309903A JP2001111908A JP2001111908A JP2002309903A JP 2002309903 A JP2002309903 A JP 2002309903A JP 2001111908 A JP2001111908 A JP 2001111908A JP 2001111908 A JP2001111908 A JP 2001111908A JP 2002309903 A JP2002309903 A JP 2002309903A
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Tadateru Tanioka
忠輝 谷岡
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被支持部材とケーシングとの間の熱伸縮差を
吸収追従し、被支持部材とケーシングとの間において配
管された蒸気配管から蒸気の漏れを防止することを目的
とする。 【解決手段】 ケーシング４に固定された第１接続管５
４、６０、６６と、翼環１、回収環２５、冷却用回収環
３８に固定された第２接続管５６、６１、６７と、前記
第１接続管と前記第２接続管との間に設けられたフレキ
シブル構造のベローズ管５７、ばね６２およびチューブ
６３、ピストンリング６８とを備える。この結果、翼環
１、回収環２５、冷却用回収環３８とケーシング４との
間の熱伸縮差を吸収追従することができ、翼環１、回収
環２５、冷却用回収環３８とケーシング４との間におい
て配管された蒸気配管４９、５０、５１、５２から蒸気
の漏れを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスタービンに
おいて、ケーシングと前記ケーシングに支持された翼環
などの被支持部材との間に配管された蒸気配管の構造に
係り、特に、ケーシングと被支持部材との間の熱伸縮差
を吸収追従することができるガスタービンの蒸気配管構
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ガスタービンは、効率向上のため
に静翼を冷却する構造がとられている。また、静翼を冷
却する冷媒としては、蒸気が使用されている。この種の
ガスタービンとしては、たとえば、この出願人が先に出
願した特開平１１−１８２２０５号公報に記載のものが
ある。以下、前記公報に記載のガスタービンについて図
１２および図１３を参照して説明する。
【０００３】図１２中において、符号１００は翼環であ
る。前記翼環１００は、ケーシング（図示せず）に支持
されている。前記翼環１００は、２分の１円環形状をな
すものを、上下に着脱可能に組み合わせて円環形状をな
すものである。前記翼環１００には、複数枚（たとえ
ば、３２枚）の前段静翼（たとえば、１段静翼）１０１
と、後段静翼（たとえば、２段静翼）１０２とが円環に
配列されている。なお、前記ガスタービンの蒸気配管構
造においては、３段静翼、４段静翼、５段静翼、……が
円環に配列されているものもある。
【０００４】前記翼環１００は、前記前段静翼１０１が
配列された部分と、前記後段静翼１０２が配列された部
分とが一体である一体構造をなすものである。なお、ガ
スタービンの蒸気配管構造においては、前記翼環一体構
造のもののほかに、前段静翼が配列された翼環と、後段
静翼が配列された翼環とが別個のものからなり、前段静
翼側の翼環と後段静翼側の翼環とが別部材で連結されて
いる翼環別個構造のものもある。
【０００５】前記翼環１００には、蒸気供給通路１０３
と、蒸気連絡通路１０４と、蒸気回収通路１０５とがそ
れぞれ設けられている。前記蒸気供給通路１０３と前記
蒸気回収通路１０５とには、蒸気配管（図示せず）がそ
れぞれ接続されている。一方、前記蒸気配管は、前記ケ
ーシングに固定されている。この結果、前記蒸気配管
は、ケーシングと被支持部材としての翼環１００との間
に配管されることとなる。なお、前記蒸気供給通路１０
３、前記蒸気連絡通路１０４、前記蒸気回収通路１０５
は、２分の１円環形状の翼環１００に対して、少なくと
も１本ずつ設けられている。一方、前記複数枚の前段静
翼１０１および後段静翼１０２中には、冷却蒸気通路１
０６および１０７がそれぞれ設けられている。
【０００６】前記蒸気供給通路１０３と前記複数枚の前
段静翼１０１の冷却蒸気通路１０６との間、前記蒸気連
絡通路１０４と前記複数枚の前段静翼１０１の冷却蒸気
通路１０６との間、前記蒸気連絡通路１０４と前記複数
枚の後段静翼１０２の冷却蒸気通路１０７との間、前記
蒸気回収通路１０５と前記複数枚の後段静翼１０２の冷
却蒸気通路１０７との間には、第１分岐管１０８、第２
分岐管１０９、第３分岐管１１０、第４分岐管１１１が
それぞれ配管されている。
【０００７】前記ケーシングには、ロータ側（図示せ
ず）が回転可能に取り付けられており、前記ロータ側に
は、動翼（たとえば、１段動翼）１１２が円環に配列さ
れている。
【０００８】前記動翼１１２は、前記静翼１０１、１０
２の後流側に配列されている。前記動翼１１２は、前記
前段静翼１０１と前記後段静翼１０２との間に配列され
ている。また、回転側の前記動翼１１２のチップは、固
定側の前記翼環１００にクリアランス１１３を介して対
向している。前記クリアランス１１３は、ガスタービン
の効率上、均一に保つことが重要である。
【０００９】そして、前記ガスタービンが運転される
と、高温高圧の燃焼ガス（図示せず）が前記前段静翼１
０１、前記動翼１１２、前記後段静翼１０２を通過し、
前記動翼１１２およびロータ側が回転して、原動力が得
られる。
【００１０】図１２中の実線矢印にて示される冷却蒸気
が蒸気配管を経て蒸気供給通路１０３に供給される。す
ると、その冷却蒸気は、蒸気供給通路１０３から第１分
岐管１０８を経て複数枚の前段静翼１０１の各冷却蒸気
通路１０６にそれぞれ分配される。分配された冷却蒸気
は、各冷却蒸気通路１０６を通って複数枚の前段静翼１
０１を冷却する。
【００１１】前段静翼１０１を冷却した冷却蒸気は、第
２分岐管１０９を経て蒸気連絡通路１０４に集中し、そ
の蒸気連絡通路１０４から第３分岐管１１０を経て複数
枚の後段静翼１０２の各冷却蒸気通路１０７に再びそれ
ぞれ分配される。分配された冷却蒸気は、各冷却蒸気通
路１０７を通って複数枚の後段静翼１０２を冷却する。
【００１２】後段静翼１０２を冷却した冷却蒸気は、第
４分岐管１１１を経て蒸気回収通路１０５に再び集中
し、その蒸気回収通路１０５から蒸気配管を経て回収さ
れる。この回収された蒸気は、再利用される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】前記ガスタービンにお
いては、効率向上のために、燃焼ガスが高温化する傾向
にある。このために、ケーシングと被支持部材との間に
は、熱収縮差がある。
【００１４】ところが、従来の蒸気配管は、ケーシング
と被支持部材との間の熱収縮差を吸収追従する手段がな
んら講じられていない。このために、従来の蒸気配管か
ら蒸気が漏れる虞がある。
【００１５】この発明は、ケーシングと被支持部材との
間の熱伸縮差を吸収追従することができるガスタービン
の蒸気配管構造を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１にかかる発明は、ケーシングに固定され
た第１接続管と、被支持部材に固定された第２接続管
と、前記第１接続管と前記第２接続管との間に設けられ
たフレキシブル構造とを備えた、ことを特徴とする。
【００１７】この結果、請求項１にかかる発明は、フレ
キシブル構造により、被支持部材とケーシングとの間の
熱伸縮差を吸収追従することができる。このために、被
支持部材とケーシングとの間において配管された蒸気配
管から蒸気の漏れを防止できる。
【００１８】また、請求項２、３、４にかかる発明は、
フレキシブル構造が、ベローズ構造、チューブシール構
造、ピストンリング構造である、ことを特徴とする。
【００１９】この結果、請求項２、３、４にかかる発明
は、構造が簡単である。しかも、蒸気配管の軸方向、径
方向、周方向の熱伸縮差を吸収追従することができるの
で、蒸気の漏れを確実に防止できる。
【００２０】また、請求項５にかかる発明は、被支持部
材として、複数枚の前段静翼を配列する翼環と複数枚の
後段静翼を配列する翼環とが一体の構造をなす、いわゆ
る、一体構造の翼環である、ことを特徴とする。
【００２１】この結果、請求項５にかかる発明は、特に
熱変形の影響を大きく受ける虞がある一体構造の翼環で
あっても、ケーシングと翼環との間の熱伸縮差を確実に
吸収追従することができ、蒸気配管からの蒸気の漏れを
確実に防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるガスター
ビンの蒸気配管構造の実施の形態の３例を図１〜図１１
を参照して説明する。なお、この実施の形態によりこの
ガスタービンの蒸気配管構造が限定されるものではな
い。
【００２３】（実施の形態１の構成の説明）図１〜図８
は、この発明にかかるガスタービンの蒸気配管構造の実
施の形態１を示す。
【００２４】図１において、１は翼環である。前記翼環
１は、２分の１円環形状をなすものを、上下に着脱可能
に組み合わせて円環形状をなすものである。前記翼環１
には、複数枚（たとえば、３２枚）の前段静翼（たとえ
ば、１段静翼）２と、後段静翼（たとえば、２段静翼）
３とがそれぞれ円環に配列されている。なお、ガスター
ビンの蒸気配管構造においては、３段静翼、４段静翼、
５段静翼、……が円環に配列されているものもある。
【００２５】前記翼環１は、前記前段静翼２が配列され
た部分と、前記後段静翼３が配列された部分とが一体で
ある一体構造をなすものである。前記翼環１は、ケーシ
ング４に支持手段５を介して３方向（後記ロータ６の軸
方向、径方向、周方向）に移動可能に支持されている。
【００２６】前記ケーシング４には、ロータ６が回転可
能に取り付けられている。前記ロータ６には、前段動翼
（たとえば、１段動翼）７と、後段動翼（たとえば、２
段動翼）８とがそれぞれ円環に配列されている。なお、
ガスタービンの蒸気配管構造においては、３段動翼、４
段動翼、５段動翼、……が円環に配列されているものも
ある。
【００２７】前記前段動翼７、後段動翼８は、前記前段
静翼２、後段静翼３の後流側に配列されている。回転側
の前記前段動翼７、前記後段動翼８のチップは、固定側
の前記翼環１にクリアランス９、１０を介して対向して
いる。
【００２８】前記翼環１には、供給通路１１と、連絡通
路１２と、回収通路１３と、暖機用兼冷却用通路１４
と、暖機用通路１５とがそれぞれ設けられている。一
方、前記複数枚の前段静翼２および後段静翼３中には、
冷却通路１６および１７がそれぞれ設けられている。
【００２９】前記供給通路１１は、図２に示すように、
２分の１円環形状の翼環１に対して、設けられた２本の
供給口通路１８と、１本の供給連通路１９と、１６本の
供給分岐通路２０とからなるマニホールド構造をなす。
前記供給分岐通路２０と前段静翼２の冷却通路１６と
は、第１フレキシブル接続管２１を介して接続されてい
る。
【００３０】前記連絡通路１２は、図３に示すように、
２分の１円環形状の翼環１に対して、１６本設けられて
いる。前記連絡通路１２と前段静翼２の冷却通路１６と
は、第２フレキシブル接続管２２を介して接続されてい
る。また、前記連絡通路１２と後段静翼３の冷却通路１
７とは、第３フレキシブル接続管２３を介して接続され
ている。この結果、複数枚の前段静翼２の冷却通路１６
と、複数枚の後段静翼３の冷却通路１７とは、１対１で
１本の連絡通路１２によってそれぞれ連通されることと
なる。いわゆる、１スルー構造である。
【００３１】前記回収通路１３は、図４に示すように、
２分の１円環形状の翼環１に対して、１６本設けられて
いる。前記回収通路１３と後段静翼３の冷却通路１７と
は、第４フレキシブル接続管２４を介して接続されてい
る。
【００３２】図１に示すように、前記翼環１の外周に
は、回収環２５が配置されている。前記回収環２５は、
２分の１円環形状をなすものを、上下に着脱可能に組み
合わせて円環形状をなすものである。前記回収環２５
は、図４に示すように、２分の１円環形状に対して、設
けられた２本の回収口通路２６と、１本の回収連通路２
７と、１６本の回収分岐通路２８とからなるマニホール
ド構造をなす。
【００３３】前記各回収通路１３と前記各回収分岐通路
２８とは、回収配管２９によりそれぞれ接続されてい
る。前記回収配管２９には、温度計測手段３０がそれぞ
れ設けられている。この結果、１枚の前段静翼２の冷却
通路１６と、１本の連絡通路１２と、１枚の後段静翼３
の冷却通路１７とを結ぶ１本の通路（回収配管２９）
に、温度計測手段３０がそれぞれ設けられることとな
る。
【００３４】前記暖機用兼冷却用通路１４は、図２およ
び図３に示すように、２分の１円環形状の翼環１に対し
て、設けられた２本の暖機用兼冷却用口通路３１と、１
本の暖機用兼冷却用連通路（暖機用通路）３２と、８本
の暖機用兼冷却用分岐通路３３とからなるマニホールド
構造をなす。前記暖機用兼冷却用連通路３２は、前記翼
環１のうち、前記前段動翼７と対向する部分に設けられ
ている。
【００３５】前記暖機用通路１５は、図５に示すよう
に、２分の１円環形状の翼環１に対して、設けられた１
本の暖機用入口通路３４Ｉと、１本の暖機用出口通路３
４Ｏと、１本の暖機用連通路（暖機用通路）３５とから
なるマニホールド構造をなす。前記暖機用連通路３５
は、前記翼環１のうち、前記後段動翼８と対向する部分
に設けられている。
【００３６】図１において、符号３６は燃焼器（図示せ
ず）の尾筒である。前記尾筒３６は、前記前段静翼２の
前方に１６個円環状に配置されている。前記各尾筒３６
には、冷却用配管（冷却用通路）３７がそれぞれ配管さ
れている。前記各冷却用配管３７と、前記各暖機用兼冷
却用分岐通路３３とは、それぞれ接続されている。
【００３７】図１に示すように、前記翼環１の外周に
は、冷却用回収環３８が配置されている。前記冷却用回
収環３８は、２分の１円環形状をなすものを、上下に着
脱可能に組み合わせて円環形状をなすものである。前記
冷却用回収環３８は、図６に示すように、２分の１円環
形状に対して、設けられた２本の冷却用回収口通路３９
と、１本の冷却用回収連通路４０と、８本の冷却用回収
分岐通路４１とからなるマニホールド構造をなす。前記
各冷却用回収分岐通路４１と、前記各冷却用配管３７と
は、それぞれ接続されている。
【００３８】前記第１〜第４フレキシブル配管２１〜２
４は、図７に示すように、翼環１にねじ込んだ第１ねじ
管４２と、前記第１ねじ管４２により翼環１に固定され
た外管４３と、前段静翼２、後段静翼３にねじ込んだ第
２ねじ管４４と、前記第２ねじ管４４にねじ込んだ内管
４５とを備える。
【００３９】前記外管４３の一端側の内面には、段部４
６を介して当接凸部４７が設けられている。前記外管４
３の当接凸部４７と前記内管４５の外面とは、気密に当
接する。前記外管４３と翼環１との間、第２ねじ管４４
と前段静翼２、後段静翼３との間には、金属シール（金
属ガスケット）４８がそれぞれ介在されている。
【００４０】前記翼環１側と、前記ケーシング４側との
間には、フレキシブル構造の蒸気配管４９が設けられて
いる。すなわち、蒸気配管４９は、翼環１側の４本の供
給口通路１８と、４本の暖機用兼冷却用口通路３１と、
２本の暖機用入口通路３４Ｉと、２本の暖機用出口通路
３４Ｏと、回収環２５側の４本の回収口通路２７と、冷
却用回収環３８側の４本の冷却用回収口通路３９とにそ
れぞれ接続されている。
【００４１】前記蒸気配管４９は、図８に示すベローズ
構造５０をなすものである。前記ベローズ構造の蒸気配
管５０は、ケーシング４にボルトにより固定された固定
管５３と、前記固定管５３によりケーシング４に固定さ
れた第１接続管５４と、前記翼環１、前記回収環２５、
前記冷却用回収環３８の口通路１８、３１、３４Ｉ、３
４Ｏ、２７、３９にボルトにより固定されたねじ管５５
と、前記ねじ管５５にねじ込まれた第２接続管５６と、
前記第１接続管５４と前記第２接続管５６とに両端が固
定されたフレキシブル構造のベローズ管５７とから構成
されている。
【００４２】前記固定管５３は、３本の管を溶接してな
る。前記固定管５３は、ボイラなどの蒸気供給源、蒸気
回収源に配管を介して接続される。前記第１接続管５４
は、２本の管を溶接してなる。前記第１接続管５４と前
記ケーシング４との間、前記第１接続管５４と前記固定
管５３との間には、金属シール（金属ガスケット）５８
が介在されている。前記第２接続管５６は、２本の管を
溶接してなる。前記第２接続管５６と前記ねじ管５５と
の間には、断面Ｃ形状の金属シール（金属ガスケット）
５９が介在されている。
【００４３】（実施の形態１の作用の説明）この実施の
形態１にかかるガスタービンの蒸気配管構造は、以上の
ごとき構成からなり、以下、その作用について説明す
る。
【００４４】図中の実線矢印にて示される冷却蒸気が蒸
気配管４９（ベローズ構造の蒸気配管５０）を介して供
給通路１１に供給される。すると、その冷却蒸気は、図
１および図２に示すように、供給通路１１の供給口通路
１８、供給連通路１９、供給分岐通路２０で分岐され、
かつ、第１フレキシブル接続管２１を経て複数枚の前段
静翼２の各冷却通路１６にそれぞれ分配される。分配さ
れた冷却蒸気は、各冷却蒸気通路１６を通って複数枚の
前段静翼２を冷却する。
【００４５】前段静翼２を冷却した冷却蒸気は、図１お
よび図３に示すように、第２フレキシブル接続管２２、
１スルー構造の連絡通路１２、第３フレキシブル接続管
２３を経て複数枚の後段静翼３の各冷却通路１７にそれ
ぞれ分配される。分配された冷却蒸気は、各冷却蒸気通
路１７を通って複数枚の後段静翼３を冷却する。
【００４６】後段静翼３を冷却した冷却蒸気は、図１お
よび図４に示すように、第４フレキシブル管２４、回収
通路１３、回収配管２９、回収分岐通路２８、回収連絡
通路２７で集中され、かつ、回収口通路２６、蒸気配管
４９（ベローズ構造の蒸気配管５０）を経て回収され
る。この回収された蒸気は、再利用される。
【００４７】また、暖機運転時に、図中の実線矢印にて
示される暖機蒸気が蒸気配管４９（ベローズ構造の蒸気
配管５０）を介して暖機用兼冷却用通路１４に供給され
る。すると、その暖機蒸気は、図１および図２および図
３に示すように、暖機用兼冷却用口通路３１を経て暖機
用兼冷却用連通路３２に供給される。この暖機用兼冷却
用連通路３２の周囲の部分、すなわち、翼環１のうち、
前段動翼７と対向する部分が暖機され、翼環１と前段動
翼７との間のクリアランス９が保たれる。このために、
暖機運転時において、翼環１が収縮して前段動翼７に接
触するいわゆる抱き込みを防止できる。
【００４８】一方、定格運転時に、図中の実線矢印にて
示される冷却蒸気が蒸気配管４９（ベローズ構造の蒸気
配管５０）を介して暖機用兼冷却用通路１４に供給され
る。すると、その冷却蒸気は、図１および図２および図
３に示すように、暖機用兼冷却用口通路３１を経て暖機
用兼冷却用連通路３２に供給される。この暖機用兼冷却
用連通路３２の周囲の部分、すなわち、翼環１のうち、
前段動翼７と対向する部分が冷却され、翼環１と前段動
翼７との間のクリアランス９が保たれる。このために、
定格運転時において、翼環１が伸長して前段動翼７との
間のクリアランス９が大きくなり、タービン効率が低下
するのを防止できる。
【００４９】それから、暖機用兼冷却用連通路３２に供
給された蒸気は、図１および図２および図６に示すよう
に、暖機用兼冷却用分岐路３３で分岐されて冷却用配管
３７に供給され、尾筒３６を冷却する。その尾筒３６を
冷却した蒸気は、冷却用配管３７、冷却用回収分岐通路
４１、冷却用回収連通路４０で集中され、かつ、冷却用
回収口通路３９、蒸気配管４９（ベローズ構造の蒸気配
管５０）を経て回収される。この回収された蒸気は、再
利用される。
【００５０】さらに、暖機運転時に、図中の実線矢印に
て示される暖機蒸気が蒸気配管４９（ベローズ構造の蒸
気配管５０）を介して暖機用通路１５に供給される。す
ると、その暖機蒸気は、図１および図５に示すように、
暖機用入口通路３４Ｉを経て暖機用連通路３５に供給さ
れる。この暖機用連通路３５の周囲の部分、すなわち、
翼環１のうち、後段動翼８と対向する部分が暖機され、
翼環１と後段動翼８との間のクリアランス１０が保たれ
る。このために、暖機運転時において、翼環１が収縮し
て後段動翼８に接触するいわゆる抱き込みを防止でき
る。
【００５１】一方、定格運転時に、図中の実線矢印にて
示される冷却蒸気が蒸気配管４９（ベローズ構造の蒸気
配管５０）を介して暖機用通路１５に供給される。する
と、その暖機蒸気は、図１および図５に示すように、暖
機用入口通路３４Ｉを経て暖機用連通路３５に供給され
る。この暖機用連通路３５の周囲の部分、すなわち、翼
環１のうち、後段動翼８と対向する部分が冷却され、翼
環１と後段動翼８との間のクリアランス１０が保たれ
る。このために、定格運転時において、翼環１が伸長し
て後段動翼８との間のクリアランス１０が大きくなり、
タービン効率が低下するのを防止できる。
【００５２】それから、暖機用連通路３５に供給された
蒸気は、暖機用出口通路３４Ｏ、蒸気配管４９（ベロー
ズ構造の蒸気配管５０）を経て回収される。この回収さ
れた蒸気は、再利用される。
【００５３】（実施の形態１の効果の説明）このよう
に、この実施の形態１にかかるガスタービンの蒸気配管
構造は、被支持部材（翼環１、回収環２５、冷却用回収
環３８）と、ケーシング４側との間に配管された蒸気配
管４９がフレキシブル構造、すなわち、ベローズ構造の
蒸気配管５０である。このために、フレキシブル構造の
蒸気配管４９（ベローズ構造の蒸気配管５０）により、
被支持部材（翼環１、回収環２５、冷却用回収環３８）
と、ケーシング４との間の熱伸縮差を吸収追従すること
ができる。この結果、被支持部材（翼環１、回収環２
５、冷却用回収環３８）と、ケーシング４との間におい
て蒸気の漏れを防止できる。
【００５４】特に、この実施の形態１におけるベローズ
構造の蒸気配管５０は、ケーシング４に固定された第１
接続管５４と、被支持部材（翼環１、回収環２５、冷却
用回収環３８）に固定された第２接続管５６との間に介
在されたベローズ管５７により、ロータ６の軸方向（蒸
気配管５０の径方向）Ｘと、ロータ６の径方向（蒸気配
管５０の軸方向）Ｙと、ロータ６の周方向（蒸気配管５
０の径方向であって、図８の紙面に対して垂直方向）
と、蒸気配管５０の周方向との熱伸縮差を吸収追従する
ことができる。このために、被支持部材翼環１、回収環
２５、冷却用回収環３８）とケーシングとの間において
配管された蒸気配管４９（５０）から蒸気の漏れを防止
できる。
【００５５】また、この実施の形態１において、ベロー
ズ構造の蒸気配管５０は、少なくとも、第１接続管５４
と、第２接続管５６と、ベローズ管５７とからなるの
で、構造が簡単である。
【００５６】また、この実施の形態１においては、被支
持部材の翼環１が、特に熱変形の影響を大きく受ける虞
がある一体構造の翼環であっても、ケーシング４と翼環
１との間の熱伸縮差を確実に吸収追従することができ、
蒸気配管４９（５０）からの蒸気の漏れを確実に防止で
きる。
【００５７】また、この実施の形態１においては、連絡
通路１２が前段静翼２および後段静翼３の枚数と同数、
すなわち、３２本有するので、本数が多い連絡通路１２
が翼環１に密に配置されることとなる。このために、翼
環１において、連絡通路１２を有する部分の温度と連絡
通路１２が無い部分の温度差が小さい。この温度差が小
さい温度分布の均一により、翼環１の熱変形が小さくな
り、翼環１などの固定側と回転側の前段動翼７、後段動
翼８との間のクリアランス９、１０が均一となる。
【００５８】また、この実施の形態１においては、翼環
１が熱変形の影響を大きく受ける虞がある一体構造のも
のであっても、一体構造の翼環１の熱変形が小さく、一
体構造の翼環１と前段動翼７、後段動翼８との間のクリ
アランス９、１０が均一となる。
【００５９】また、この実施の形態１においては、１枚
の前段静翼２の冷却通路１６と、１本の連絡通路１２
と、１枚の後段静翼３の冷却通路１７とを結ぶ１本の通
路いわゆる１スルーに、温度計測手段３０がそれぞれ設
けられている。この結果、この実施の形態１にかかるガ
スタービンの蒸気配管構造は、各前段静翼２、各後段静
翼３、各前段静翼２の冷却通路１６、各連絡通路１２、
各後段静翼２の冷却通路１７の温度異常、たとえば、各
静翼２、３の変形、破損、損傷および各通路１６、１
２、１７の漏れ、詰まりなどを検知することができる。
【００６０】また、この実施の形態１においては、翼環
１の供給通路１１、連絡通路１２、回収通路１３と、複
数枚の前段静翼２および後段静翼３の冷却通路１６およ
び１７とが、第１〜第４フレキシブル接続管２１〜２４
を介して接続されている。この結果、この実施の形態１
においては、第１〜第４フレキシブル接続管２１〜２４
により、翼環１と前段静翼２および後段静翼３との間の
熱伸縮差を吸収追従することができる。このために、翼
環１と前段静翼２および後段静翼３との間において蒸気
の漏れを防止できる。
【００６１】また、この実施の形態１においては、外管
４３の当接凸部４７と内管４５の外面とが気密に当接す
ることにより、ロータ６の軸方向（第１〜第４フレキシ
ブル接続管２１〜２４の径方向）Ｘと、ロータ６の径方
向（第１〜第４フレキシブル接続管２１〜２４の軸方
向）Ｙと、ロータ６の周方向（第１〜第４フレキシブル
接続管２１〜２４の径方向であって、図７の紙面に対し
て垂直方向）と、第１〜第４フレキシブル接続管２１〜
２４の周方向との熱伸縮差を吸収追従することができ
る。
【００６２】また、この実施の形態１においては、翼環
１に暖機用兼冷却用連通路３２および暖機用連通路３５
が設けられている。この結果、この実施の形態１におい
ては、定格運転前の暖機運転において、翼環１の暖機用
兼冷却用連通路３２および暖機用連通路３５中に暖機蒸
気を通すことにより、翼環１と前段動翼７、後段動翼８
との間のクリアランス９、１０をコントロールすること
ができる。また、冷却蒸気と暖機蒸気とを共通化するこ
とにより、蒸気の供給、通路、回収の構造が共通化され
てコンパクトとなる。
【００６３】また、この実施の形態１においては、燃焼
器の尾筒３６に設けられている冷却用配管３７と、翼環
１の暖機用兼冷却用通路１４とが、暖機用兼冷却用分岐
通路３３を介して連通されている。この結果、この実施
の形態１にかかるガスタービンの蒸気配管構造は、尾筒
３６冷却用の蒸気と翼環１暖機用の蒸気とを共通化する
ことにより、蒸気の供給、通路、回収の構造が共通化さ
れてコンパクトとなる。
【００６４】（実施の形態２の説明）図９は、この発明
にかかるガスタービンの蒸気配管構造の実施の形態２を
示す一部断面図である。
【００６５】この実施の形態２の蒸気配管４９は、フレ
キシブル構造がチューブシール構造の蒸気配管５１であ
る。前記チューブシール構造の蒸気配管５１は、前記ケ
ーシング４側に固定された第１接続管６０と、前記翼環
１、前記回収環２５、前記冷却用回収環３８に固定され
た第２接続管６１と、前記第１接続管６０と前記第２接
続管６１とに両端がばね６２を介して固定されたチュー
ブ６３とから構成されている。
【００６６】前記第１接続管６０と前記第２接続管６１
とには、凹部６４、６５がそれぞれ設けられている。ま
た、前記チューブ６３の両端外周には、前記ばね６２が
それぞれ固定されている。前記ばね６２が前記第１接続
管６０の凹部６４の内面と前記第２接続管６１の凹部６
５の内面とにそれぞれ弾性当接する。
【００６７】また、この実施の形態２において、チュー
ブシール構造の蒸気配管５１は、ケーシング４側に固定
された第１接続管６０の凹部６４内面、および、被支持
部材（翼環１、回収環２５、冷却用回収環３８）に固定
された第２接続管６２の凹部６６内面と、チューブ６３
の外面のばね６２とが弾性当接することにより、ロータ
６の軸方向（蒸気配管５１の径方向）Ｘと、ロータ６の
径方向（蒸気配管５１の軸方向）Ｙと、ロータ６の周方
向（蒸気配管５１の径方向であって、図９の紙面に対し
て垂直方向）と、蒸気配管５１の周方向との熱伸縮差を
吸収追従することができる。
【００６８】この結果、この実施の形態２は、前記実施
の形態１とほぼ同様の作用効果を達成することができ
る。
【００６９】（実施の形態３の説明）図１０は、この発
明にかかるガスタービンの蒸気配管構造の実施の形態３
を示す一部断面図である。
【００７０】この実施の形態３の蒸気配管４９は、フレ
キシブル構造がピストンリング構造の蒸気配管である。
このピストンリング構造の蒸気配管５２は、前記ケーシ
ング４に固定された第１接続管６６と、前記翼環１、前
記回収環２５、前記冷却用回収環３８にボルトにより固
定された第２接続管６７と、前記第１接続管６６と前記
第２接続管６７との間に介在された３個のピストンリン
グ６８とから構成されている。
【００７１】前記第１接続管６６の外周には３本の環状
の溝６９が設けられている。前記溝６９には、前記ピス
トンリング６８がそれぞれ嵌合固定されている。前記３
本のピストンリング６８は、前記第２接続管６７の内面
に弾性当接する。前記第２接続管６７と前記翼環１、回
収環２５、冷却用回収環３８との間には、金属シール
（金属ガスケット）６９が介在されている。
【００７２】また、この実施の形態１において、ピスト
ンリング構造の蒸気配管５２は、ケーシング４側に固定
された第１接続管６６の外周に嵌合固定されたピストン
リング６８が翼環１、回収環２５、冷却用回収環３８に
固定された第２接続管６７の内周に弾性当接することに
より、ロータ６の軸方向（蒸気配管５２の径方向）Ｘ
と、ロータ６の径方向（蒸気配管５２の軸方向）Ｙと、
ロータ６の周方向（蒸気配管５２の径方向であって、図
１０の紙面に対して垂直方向）と、蒸気配管５２の周方
向との熱伸縮差を吸収追従することができる。
【００７３】この結果、この実施の形態３は、前記実施
の形態１、２とほぼ同様の作用効果を達成することがで
きる。
【００７４】（ガスタービンの変形例の説明）図１１
は、前記ガスタービンの変形例の概要を示す一部縦断面
図である。
【００７５】この変形例のガスタービンは、前記ガスタ
ービンの回収環２５を翼環１に一体に構成したものであ
る。すなわち、翼環１中に回収通路７０が設けられてい
る。前記回収通路７０は、供給側と回収側との差がある
が、前記ガスタービンの供給通路１１（図２参照）とほ
ぼ同一の構成からなる。
【００７６】前記回収通路７０は、２分の１円環形状の
翼環１に対して、設けられた２本の回収口通路７１と、
１本の回収連通路７２と、１６本の回収分岐通路７３と
からなるマニホールド構造をなす。前記回収分岐通路７
３と後段静翼３の冷却通路１７とは、第４フレキシブル
接続管２４を介して接続されている。
【００７７】この変形例のガスタービンにおいて、温度
計測手段は、供給分岐通路２０、冷却通路１６、連絡通
路１２、冷却通路１７、回収分岐通路７３からなる１ス
ルーのいずれかに設ける。
【００７８】また、この変形例のガスタービンは、前記
ガスタービンの暖機用兼冷却用通路１４および冷却用回
収環３８と暖機用通路１５とをマニホールド構造でない
構造にしたものである。すなわち、２分の１円環形状の
翼環１に対して８本の暖機用兼冷却用通路７４を設け、
その暖機用兼冷却用通路７４に暖機用兼冷却用入口配管
７５と暖機用兼冷却用出口配管７６とをそれぞれ配管す
る。
【００７９】前記１６本の暖機用兼冷却用出口配管７６
と１６本の尾筒冷却用配管３７とを接続する。前記１６
本の冷却用配管３７と暖機用兼冷却用入口配管７５をフ
レキシブル構造の蒸気配管４９を介してケーシング４外
に配管する。
【００８０】一方、２分の１円環形状の翼環１に対して
１本もしくは複数本の暖機用通路７７を設け、その暖機
用通路７７に暖機用入口配管７８と暖機用出口配管７９
とをそれぞれ配管する。１本もしくは複数本の暖機用入
口配管７８と暖機用出口配管７９とをフレキシブル構造
の蒸気配管４９を介してケーシング４外に配管する。
【００８１】この変形例のガスタービンは、前記ガスタ
ービンとほぼ同様の作用効果を達成することができる。
【００８２】なお、実施の形態１、２、３は、翼環１が
一体構造のものである。ところが、この発明のガスター
ビンの蒸気配管構造は、翼環が別個構造のガスタービン
にも使用できる。
【００８３】また、実施の形態１、２、３は、前段動翼
８に対する暖機用蒸気と、尾筒３６に対する冷却用蒸気
とを共通化したものである。ところが、この発明のガス
タービンの蒸気配管構造は、前段動翼８に対する暖機用
蒸気と、尾筒３６に対する冷却用蒸気とを別個にしたガ
スタービンにも使用できる。
【００８４】
【発明の効果】以上から明らかなように、この発明にか
かるガスタービンの蒸気配管構造（請求項１）は、ケー
シングに固定された第１接続管と、被支持部材に固定さ
れた第２接続管と、前記第１接続管と前記第２接続管と
の間に設けられたフレキシブル構造とを備えたものであ
る。この結果、請求項１にかかる発明は、被支持部材と
ケーシングとの間の熱伸縮差を吸収追従することができ
るので、被支持部材とケーシングとの間において配管さ
れた蒸気配管から蒸気の漏れを防止できる。
【００８５】また、この発明にかかるガスタービンの蒸
気配管構造（請求項２、３、４）は、フレキシブル構造
が、ベローズ構造、チューブシール構造、ピストンリン
グ構造である。この結果、請求項２、３、４にかかる発
明は、構造が簡単である。しかも、蒸気配管の軸方向、
径方向、周方向の熱伸縮差を吸収追従することができる
ので、蒸気の漏れを確実に防止できる。
【００８６】また、この発明にかかるガスタービンの蒸
気配管構造（請求項５）は、被支持部材として、特に熱
変形の影響を大きく受ける虞がある一体構造の翼環であ
っても、ケーシングと翼環との間の熱伸縮差を確実に吸
収追従することができ、蒸気配管からの蒸気の漏れを確
実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のガスタービンの蒸気配管構造の実施
の形態１の概要を示す一部縦断面である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１におけるＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図１におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図１におけるＶＩＩ部のフレキシブル配管の断
面図である。
【図８】図１におけるＶＩＩＩ部のベローズ構造の蒸気
配管の断面図である。
【図９】この発明のガスタービンの蒸気配管構造の実施
の形態２の概要を示す一部縦断面である。
【図１０】（Ａ）はこの発明のガスタービンの蒸気配管
構造の実施の形態３の概要を示す一部縦断面、（Ｂ）は
ピストンリングの斜視図である。
【図１１】変形例のガスタービンの概要を示す一部縦断
面である。
【図１２】従来のガスタービンの蒸気配管構造の概要を
示す一部縦断面である。
【符号の説明】
１ 翼環 ２ 前段静翼（１段静翼） ３ 後段静翼（２段静翼） ４ ケーシング ５ 支持手段 ６ ロータ ７ 前段動翼（１段動翼） ８ 後段動翼（２段動翼） ９、１０ クリアランス １１ 供給通路 １２ 連絡通路 １３ 回収通路 １４ 暖機用兼冷却用通路 １５ 暖機用通路 １６、１７ 冷却通路 １８ 供給口通路 １９ 供給連通路 ２０ 供給分岐通路 ２１ 第１フレキシブル接続管 ２２ 第２フレキシブル接続管 ２３ 第３フレキシブル接続管 ２４ 第４フレキシブル接続管 ２５ 回収環 ２６ 回収通路 ２７ 回収連絡通路 ２８ 回収分岐通路 ２９ 回収配管 ３０ 温度計測手段 ３１ 暖機用兼冷却用口通路 ３２ 暖機用兼冷却用連通路 ３３ 暖機用兼冷却用分岐通路 ３４Ｉ 暖機用入口通路 ３４Ｏ 暖機用出口通路 ３５ 暖機用連通路 ３６ 尾筒 ３７ 冷却用配管 ３８ 冷却用回収環 ３９ 冷却用口通路 ４０ 冷却用連通路 ４１ 冷却分岐通路 ４２ 第１ねじ管 ４３ 外管 ４４ 第２ねじ管 ４５ 内管 ４６ 段部 ４７ 当接凸部 ４８ 金属シール（金属ガスケット） ４９ 蒸気配管 ５０ ベローズ構造の蒸気配管 ５１ チューブシール構造の蒸気配管 ５２ ピストンリング構造の蒸気配管 ５３ 固定管 ５４ 第１接続管 ５５ ねじ管 ５６ 第２接続管 ５７ ベローズ管 ５８、５９ 金属シール（金属ガスケット） ６０ 第１接続管 ６１ 第２接続管 ６２ ばね ６３ チューブ ６４、６５ 凹部 ６６ 第１接続管 ６７ 第２接続管 ６８ ピストンリング ６９ 金属シール（金属ガスケット） ７０ 回収通路 ７１ 回収口通路 ７２ 回収連絡通路 ７３ 回収分岐通路 ７４ 暖機用兼冷却用通路 ７５ 暖機用兼冷却用入口配管 ７６ 暖機用兼冷却用出口配管 ７７ 暖機用通路 ７８ 暖機用入口配管 ７９ 暖機用出口配管

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ケーシングと、前記ケーシングに支持さ
    れた被支持部材との間に配管された蒸気配管の構造にお
    いて、 前記ケーシングに固定された第１接続管と、前記被支持
    部材に固定された第２接続管と、前記第１接続管と前記
    第２接続管との間に設けられたフレキシブル構造とを備
    えた、ことを特徴とするガスタービンの蒸気配管構造。
  2. 【請求項２】 前記フレキシブル構造は、ベローズ構造
    である、ことを特徴とする請求項１に記載のガスタービ
    ンの蒸気配管構造。
  3. 【請求項３】 前記フレキシブル構造は、チューブシー
    ル構造である、ことを特徴とする請求項１に記載のガス
    タービンの蒸気配管構造。
  4. 【請求項４】 前記フレキシブル構造は、ピストンリン
    グ構造である、ことを特徴とする請求項１に記載のガス
    タービンの蒸気配管構造。
  5. 【請求項５】 前記被支持部材は、複数枚の前段静翼を
    配列する翼環と複数枚の後段静翼を配列する翼環とが一
    体の構造をなす一体構造の翼環である、ことを特徴とす
    る請求項１または２または３または４に記載のガスター
    ビンの蒸気配管構造。
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