JP2004211586A - 蒸気タービン - Google Patents
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Abstract
【課題】タービン排気の圧力損失をより一層少なくさせてタービン出力を増加させるとともに、タービン排気の流れを良好に流してドレン（水滴）に基づく腐食の発生を抑制する蒸気タービンを提供する。
【解決手段】本発明に係る蒸気タービンは、タービンケーシング２５を外部ケーシング２６と内部ケーシング２７との二重構造に形成し、前記内部ケーシング２７の端部側のタービン最終段落２８にディフューザ４２を介装してタービン排気室４５を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室正面側から見て、前記外部ケーシング２６のタービンロータ中心点を通るタービンケーシング横断面中心線ＥＯＨＬと、前記外部ケーシング２６のタービンロータ中心点を通るタービンケーシング縦断面中心線ＥＯＶＬとを座標軸にするとき、前記タービン排気室に設けた上半側リブ４６を第１象限Ｆ１Ｑに設置した。
【選択図】 図３
【解決手段】本発明に係る蒸気タービンは、タービンケーシング２５を外部ケーシング２６と内部ケーシング２７との二重構造に形成し、前記内部ケーシング２７の端部側のタービン最終段落２８にディフューザ４２を介装してタービン排気室４５を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室正面側から見て、前記外部ケーシング２６のタービンロータ中心点を通るタービンケーシング横断面中心線ＥＯＨＬと、前記外部ケーシング２６のタービンロータ中心点を通るタービンケーシング縦断面中心線ＥＯＶＬとを座標軸にするとき、前記タービン排気室に設けた上半側リブ４６を第１象限Ｆ１Ｑに設置した。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービンに係り、特に、膨張仕事を終えたタービン排気を下方（底部）から復水器に排出させる下方（底部）排出型のタービン排気室を備えた蒸気タービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の火力発電所等に適用される蒸気タービンでは、性能向上の強化が見直されており、その一つにタービン排気室がある。
【０００３】
このタービン排気室は、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器に案内するものであり、その構成として図１０および図１１に示すものがある。
【０００４】
なお、図１０は、タービン排気室を備えた蒸気タービンの一部を示す一部切欠部分縦断面図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ矢視方向から見て切断した切断断面図である。
【０００５】
従来、例えば、対向流タイプ（複流タイプ）の蒸気タービンは、タービンロータの軸長方向に沿ってタービンノズルとタービン動翼とを組み合せたタービン段落を複数段に亘って備える一方、タービン段落を中央部分に設置する蒸気入口部を境に左右に向って対抗配置する構成になっている。図１０は、タービン段落のうち、最終部分に位置するタービン最終段落とタービン排気室とを示している。
【０００６】
蒸気タービンは、タービン排気室の正面側から見て、図１１に示すように、タービンケーシング１を横断面中心線（水平継手面）ＨＳＣＬに対し、外部ケーシング２と内部ケーシング３との二重構造になっている。
【０００７】
外部ケーシング２は、外部ケーシング上半部４と外部ケーシング下半部５とに二分割され、フランジ６ａ，６ｂで互いを固定する構造になっている。
【０００８】
また、内部ケーシング３は、上述の外部ケーシング２と同様に、内部ケーシング上半部７と内部ケーシング下半部８とに二分割され、フランジ９ａ，９ｂで互いを固定する構造になっている。
【０００９】
タービンケーシング１を外部ケーシング２と内部ケーシング３との二重構造に形成した蒸気タービンは、図１０に示すように、外部ケーシング２と内部ケーシング３との中央部分にタービンロータ１０を収容し、このタービンロータ１０の最終段にタービンノズル１１とタービン動翼１２とを組み合わせたタービン最終段落部１３を備えている。
【００１０】
タービン最終段落部１３のうち、タービンノズル１１は、外周側をダイアフラム外輪１４で支持され、内周側をダイアフラム内輪１５で支持され、タービンロータ１０の周方向に沿って環状列に配置されている。
【００１１】
また、タービン最終段落部１３のうち、タービン動翼１２は、タービンロータ１０に環状列に植設されている。
【００１２】
このような構成を備えた蒸気タービンは、タービン最終段落部１３の出口側にディフューザ１６を介装してタービン排気室１７を備えている。
【００１３】
ディフューザ１６は、タービン最終段落部１３のタービンノズル１１を支持するダイアフラム外輪１４の先端部（チップ）からタービン排気室１７に向って延びる外周側フローガイド１８とタービン最終段落部１３のタービン動翼１２の根元部（ルート部）からタービン排気室１７に向って延びる内周側フローガイド１９とで構成した、いわゆるラッパ状のタービン排気通路２０として形成されている。なお、符号７は、内部ケーシング上半部であり、符号８は、内部ケーシング下半部である。
【００１４】
また、タービン排気室１７は、ディフューザ１６の出口側に連通し、タービンロータ１０を支持する軸受２１に向って凸状の湾曲に形成するベアリングコーン２２と、外部ケーシング上半部４および外部ケーシング下半部５とで囲まれた空間を形成し、この空間の外部ケーシング上半部４および外部ケーシング下半部５のそれぞれに平板状の上半側リブ２３および下半側リブ２４のそれぞれを備えた構成になっている。
【００１５】
そして、このような構造を備えた蒸気タービンは、タービン最終段落部１３で膨張仕事を終え、旋回流の伴ったタービン排気ＥＨを、図１１に示すように、タービン排気室１７の空間で圧力を回復させ、上半側リブ２３および下半側リブ２４のそれぞれで局所集中にならないように区分けして復水器（図示せず）に供給している。
【００１６】
なお、タービン排気室１７に係る発明は、例えば特開昭５８−１４４６１０号公報（特許文献１参照）、特開平８−２６０９０４号公報（特許文献２参照）、特開２０００−４５７０９号公報（特許文献３参照）等に開示されている。
【００１７】
【特許文献１】
特開昭５８−１４４６１０号公報
【００１８】
【特許文献２】
特開平８−２６０９０４号公報
【００１９】
【特許文献３】
特開２０００−４５７０９号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
図１０および図１１に示した蒸気タービンには、幾つかの問題点が含まれており、その一つに圧力損失の低減化やタービン排気ＥＨに含まれる水滴による機器腐食の抑制がある。
【００２１】
タービン最終段落部１３で膨張仕事を終えたタービン排気ＥＨは、タービン動翼１２の回転力によって旋回流が与えられており、与えられた旋回流のままディフューザ１６のタービン排気通路２０を介してタービン排気室１７に出る。
【００２２】
旋回流が与えられたまま、タービン排気室１７を出たタービン排気ＥＨは、図１１に示すように、タービンロータ１０に対して鉛直状に配置した上半側リブ２３に衝突する。
【００２３】
このように、従来の蒸気タービンは、タービン排気ＥＨが上半側リブ２３に衝突すると流れに剥離が発生し、圧力損失を増加させる要因になっていた。
【００２４】
また、タービン動翼１２によって旋回流が与えられたタービン排気ＥＨは、タービン排気室１７に集まるとき、図１１に示すタービン排気室正面側から見て左側部分に、より多く集まる傾向にある。このため、タービン排気ＥＨは、下半側リブ２４を介して復水器（図示せず）に供給されるとき、流速が増加する。この流速の増加によって、圧力損失は増加する要因になっていた。
【００２５】
また、タービン排気ＥＨは、タービン最終段落部１３を出たとき、比較的多くの水滴を含んだ湿り飽和蒸気になっている。湿り飽和蒸気になっているタービン排気ＥＨは、上半側リブ２３や下半側リブ２４に衝突して水滴を分離させる。このため、分離した水滴は、復水器に流れるとき、伝熱管を浸食させる要因になっていた。
【００２６】
本発明は、このように従来技術が持つ課題を解決するためになされたものであり、タービン排気の圧力損失をより一層少なくさせてタービン出力を増加させるとともに、タービン排気の流れを良好に流して水滴に基づく腐食の発生を抑制する蒸気タービンを提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室正面側から見て、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング横断面中心線と、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング縦断面中心線とを座標軸にするとき、前記タービン排気室に設けた上半側のリブを第１象限に設置したものである。
【００２８】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項２に記載したように、第１象限に設置した上半側のリブは、ディフューザから出るタービン排気の旋回方向と逆向きに傾斜させて設置したものである。
【００２９】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項３に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室正面側から見て、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング横断面中心線と、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング縦断面中心線とを座標軸にするとき、前記タービン排気室に設けた下半側のリブを第４象限に設置したものである。
【００３０】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項４に記載したように、第４象限に設置した下半側のリブは、ディフューザから出るタービン排気の旋回方向と同一向きにして設置したものである。
【００３１】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項５に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に設けた上半側のリブは、打ち抜き部を形成したものである。
【００３２】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項７に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に設けた下半側のリブは、打ち抜き部を形成したものである。
【００３３】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項７に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に突出し部を備えたものである。
【００３４】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項８に記載したように、突出し部は、外部ケーシングから内周側に向けて突出した三角形形状に形成したものである。
【００３５】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項９に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室を構成する前記外部ケーシングに凹陥部を備えたものである。
【００３６】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１０に記載したように、凹陥部は、外部ケーシング自身を成形加工し、内周側に向って突出した三角形形状に形成したものである。
【００３７】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１１に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に補強部材を備えたものである。
【００３８】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１２に記載したように、補強部材は、円管であり、この円管にドレンを捕集する透口を形成したものである。
【００３９】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１３に記載したように、ドレンを捕集する透口を形成した円管は、捕集したドレンを外部に回収させる連絡管を備えたものである。
【００４０】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１４に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に前記ディフューザ内まで延ばしてフローガイドを設けたものである。
【００４１】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１５に記載したように、フローガイドは渦巻状に配置形成したものである。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸気タービンの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００４３】
図１、図２および図３は、本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態を示す断面図である。
【００４４】
なお、図１は蒸気タービンの全体を示す縦断面図であり、図２は図１のタービン最終段落およびタービン排気室を抜き出した一部切欠部分縦断面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ矢視方向から切断したタービン排気室正面切断断面図である。
【００４５】
本実施形態に係る蒸気タービンは、例示としてタービン低圧部の対向流形式（ダブルフロー形式）のものを適用対象とするものであり、タービンケーシング２５を外部ケーシング２６と内部ケーシング２７とに区分けする、いわゆる二重タービンケーシング構造になっている。
【００４６】
二重タービンケーシング構造の蒸気タービンは、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービンケーシング横断面（タービンロータ軸長方向の水平継手面）中心線ＨＤＣＬを境に外部ケーシング２６および内部ケーシング２７のそれぞれを外部ケーシング上半部２８、外部ケーシング下半部２９および内部ケーシング上半部３０、内部ケーシング下半部３１との二分割タービンケーシング構造になっている。
【００４７】
二分割タービンケーシング構造の蒸気タービンは、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービンケーシング縦断面（タービンケーシング横断面中心線ＨＤＣＬに直交する方向）中心線ＶＤＣＬの頂部側に位置する蒸気入口管３２に連接する蒸気入口部３３を備えるとともに、この蒸気入口部３３からタービンケーシング横断面中心線ＨＤＣＬに沿ってタービンロータ３４を配置し、タービンロータ３４と内部ケーシング上半部３０、内部ケーシング下半部３１との間に蒸気が左右に分流する対向流形式の蒸気通路３５ａ，３５ｂを形成している。
【００４８】
対向流形式の蒸気通路３５ａ，３５ｂには、タービンロータ３４の周方向に沿って環状列に配置するタービンノズル３６ａｍ、タービン動翼３６ａｎとを組み合わせたタービン段落３６がタービンロータ３４の軸長方向に沿い複数段に亘って設けられている。
【００４９】
なお、複数段に亘って設けられたタービン段落３６のうち、タービンノズル３７ａ１とタービン動翼３７ａ２を組み合わせた最初の段落をタービン初段落３７と称し、またタービンノズル３８ａ１とタービン動翼３８ａ２とを組み合わせた最終の段落をタービン最終段落３８と称する。
【００５０】
タービン最終段落３８は、出口側の頂部に設けた外周側フローガイド３９とその根元部に設けた内周側フローガイド４０との下流側に向ってタービン排気通路４１として使用されるラッパ状のディフューザ４２を備えるとともに、タービンロータ３４を軸支する軸受４３を覆設するベアリングコーン４４を備え、タービン排気ＥＨの出口として形成するタービン排気室４５に連通している。
【００５１】
タービン排気通路４１として使用されるディフューザ４２は、図２に示すように、タービン排気ＥＨを減速して静圧を回復させるものであり、静圧を回復させるために面積比Ａ２／Ａ１（ディフューザ４２の環状出口面積Ａ２とタービン最終段落３８の環状出口面積Ａ１との面積比）を大きくしている。
【００５２】
また、ディフューザ４２の出口に連通するタービン排気室４５は、ディフューザ４２から出るタービン排気ＥＨの圧力損失をより一層少なくさせるために空間容積をより大きく確保し、タービン最終段落３８で膨張仕事を終え、ディフューザ４２を出たタービン排気ＥＨの静圧を回復させた後、外部ケーシング上半部２８に固設した上半側リブ４６および外部ケーシング下半部２９に固設した下半側リブ４７を介して局所集中のないように復水器（図示せず）に供給している。
【００５３】
一方、外部ケーシング２８に固設した下半側リブ４７は、復水器を真空に維持する際に発生する真空荷重に対し、タービン排気室４５を構成する外部ケーシング上半部２８、外部ケーシング下半部２９およびベアリングコーン４４等が充分に抗することができるよう強度補強も兼ねて設けたものであるが、その取付位置を、タービン排気室４５の正面側から見て、図３に示すように、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング横断面中心線ＥＯＨＬに直交し、かつタービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング縦断面中心線ＥＯＶＬを境に右側部分に設置される。
【００５４】
すなわち、上半側リブ４６は、タービン排気室切断外部ケーシング横断面中心線ＥＯＨＬおよびタービン排気室切断外部ケーシング縦断面中心線ＥＯＶＬを座標軸とするとき、タービン最終段落３８からディフューザ４２を介して出るタービン排気ＥＨの旋回方向と逆向きで、タービン排気室４５の第１象限Ｆ１Ｑ内に傾斜させて設置される。
【００５５】
また、下半側リブ４７は、タービン排気ＥＨの旋回方向と同一方向の向きで、タービン排気室４５の第４象限Ｆ０Ｑ内に設置される。
【００５６】
このように、本実施形態は、上半側リブ４６をタービン排気室４５の第１象限Ｆ１Ｑ内に傾斜させて設置し、旋回流を伴うタービン排気ＥＨを上半側リブ４６を介して復水器に向う方向に反転させる構成にしたので、タービン排気ＥＨの衝突に伴う旋回阻害や、流れの剥離を少なくさせて、圧力損失を低く抑えることができる。
【００５７】
また、本実施形態は、下半側リブ４７をタービン排気室４５の第４象限Ｆ０Ｑ内に設置し、タービン排気ＥＨがより多く流れる第２象限ＳＥＱおよび第３象限ＴＨＱの空間容積をより広く確保させる構成にしたので、タービン排気ＥＨの流速上昇を低く抑えて圧力損失を少なくさせることができる。
【００５８】
したがって、本実施形態によれば、上半側リブ４６および下半側リブ４７のそれぞれをタービン排気ＥＨの圧力損失が少なくなる位置のタービン排気室４５に設置したので、タービン排気ＥＨの流れを安定化させ、タービン出力をより一層増加させることができる。
【００５９】
図４および図５は、本発明に係る蒸気タービンの第２実施形態を示す断面図である。なお、図４は、本発明に係る蒸気タービンのうち、タービン最終段落およびタービン排気室を示す一部切欠部分縦断面図であり、図５は、図４のＣ−Ｃ矢視方向から切断したタービン排気室正面切断断面図である。
【００６０】
なお、第１実施形態の構成部品および構成部分に対応する構成部品および構成部分には同一符号を付す。
【００６１】
本実施形態に係る蒸気タービンは、図５に示すように、タービン排気室４５を構成する外部ケーシング上半部２８、外部ケーシング下半部２９およびベアリングコーン４４の復水器真空維持の際に発生する真空荷重に対処させるために設けた上半側リブ４６および下半側リブ４７のうち、上半側リブ４６の設置位置を、タービン排気室４５の正面側から見て、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング縦断面中心線ＥＯＶＬ上で、かつ外部ケーシング上半部２８側に設けるとともに、下半側リブ４７の設置位置を、タービン排気室４５の正面側から見て、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング縦断中心線ＥＯＶＬ上で、かつ外部ケーシング下半部２９側に設けたものである。
【００６２】
また、上半側リブ４６および下半側リブ４７は、ともに図４に示すように、打ち抜き部４８ａ，４８ｂを備えた平板で作製されている。
【００６３】
このように、本実施形態は、タービン排気室４５に設けた上半側リブ４６および下半側リブ４７のそれぞれに打ち抜き部４８ａ，４８ｂを設けて旋回流を伴うタービン排気ＥＨの通り抜けを良好にさせたので、上半側リブ４６および下半側リブ４７のそれぞれへのタービン排気ＥＨの衝突を少なくさせ、衝突に基づく流れの剥離を少なくさせて圧力損失を低く抑えることができ、ひいてはタービン出力をより一層増加させることができる。
【００６４】
図６は、本発明に係る蒸気タービンの第３実施形態を示すタービン排気室正面側から見た一部切欠タービン排気室正面切断断面図である。
【００６５】
なお、第１実施形態の構成部品および構成部分に対応する構成部品および構成部分には同一符号を付す。
【００６６】
本実施形態に係る蒸気タービンは、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング横断面中心線ＥＯＨＬおよびタービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング縦断面中心線ＥＯＶＬを座標軸とするとき、タービン排気室４５を形成する外部ケーシング上半部２８の内面側の頂部であって、第１象限Ｆ１Ｑから第２象限ＳＥＱに跨り、内周側に向って突出した、例えば平板で作製した三角形状の突出し部４９を備えたものである。
【００６７】
このように、本実施形態は、タービン排気室４５を形成する外部ケーシング上半部２８の内面側の頂部であって、第１象限Ｆ１Ｑから第２象限ＳＥＱに跨り、内周側に向って突出した三角形状の突出し部４９を備え、旋回流を伴うタービン排気ＥＨの突出し部４９への衝突を少なくさせ、流れを良好にさせたので、衝突に基づく流れの剥離を少なくさせて圧力損失を低く抑えることができ、ひいてはタービン出力をより一層増加させることができる。
【００６８】
なお、本実施形態は、外部ケーシング上半部２８の内面側の頂部であって、第１象限Ｆ１Ｑから第２象限ＳＥＱに跨り、内周側に向って突出した三角形状の突出し部４９を備えたが、この例に限らず、例えば図７に示すように、外部ケーシング上半部２８の内面側の頂部であって、第１象限Ｆ１Ｑから第２象限ＳＥＱに跨って外部ケーシング上半部２８自身を内周側に向かって突出した三角形状の凹陥部５０に成形加工してもよい。
【００６９】
図８は、本発明に係る蒸気タービンの第５実施形態を示す一部切欠部分縦断面図である。
【００７０】
なお、第１実施形態の構成部品および構成部分に対応する構成部品および構成部分には同一符号を付す。
【００７１】
本実施形態に係る蒸気タービンは、タービン排気室４５を構成する外部ケーシング上半部２８、外部ケーシング下半部２９およびベアリングコーン４４の復水器真空維持の際に発生する真空荷重に対処させるために、例えば円管等の補強部材５１を備えるとともに、補強部材５１に、例えばスリット等の透口５２を形成し、透口５２から吸い込んだタービン排気ＥＨに含まれるドレンを集めて、例えば復水器（図示せず）等の外部に回収させる連絡管５３を備えたものである。
【００７２】
このように、本実施形態は、タービン排気室４５を形成する外部ケーシング上半部２８、外部ケーシング下半部２９およびベアリングコーン４４のそれぞれに強度補強する透口５２を備えた補強部材５１を設けるとともに、補強部材５１に形成する透口５２から集められたタービン排気ＥＨに含まれるドレンを連絡管５３を介して復水器等の外部に回収させる構成にしたので、強度保証の下、タービン排気室４５に安定運転を行わせることができ、ドレンの捕集により各構成部材の腐食を防止することができる。
【００７３】
図９は、本発明に係る蒸気タービンの第６実施形態を示すタービン排気室正面側から見たタービン排気室正面切断断面図である。
【００７４】
なお、第１実施形態の構成部品および構成部分に対応する構成部品および構成部分には同一符号を付す。
【００７５】
本実施形態に係る蒸気タービンは、タービン排気室４５にディフューザ４２内まで延ばして渦巻状のフローガイド５４を配置形成させたものである。
【００７６】
この渦巻状のフローガイド５４は、その巻き始め位置をタービンロータ３４の外周側に設定するとともに、その終端をディフューザ４２内まで延ばしている。
【００７７】
このように、本実施形態は、タービン排気室４５にディフューザ４２内まで延ばして渦巻状のフローガイド５４を設け、ディフューザ４２のタービン排気通路横断面積変化率を小さくさせてタービン排気ＥＨの静圧を回復させる構成にしたので、タービン排気ＥＨの圧力損失を低く抑えることができ、ひいてはタービン出力をより一層増加させることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る蒸気タービンは、タービン最終段落で膨張仕事を終えたタービン排気をディフューザを介してタービン排気室に排出させる際、タービン排気室の強度保証を兼ねてタービン排気の圧力損失を低く抑える手段を備えたので、タービン排気室に安定運転を行わせることができる。
【００７９】
また、本発明に係る蒸気タービンは、タービン排気室の強度保証を兼ねたドレン捕集手段を備えたので、各構成部材のドレンによる腐食から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態を示す全体縦断面図。
【図２】図１のタービン最終段落およびタービン排気室を抜き出した一部切欠部分縦断面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視方向から切断したタービン排気室正面切断断面図。
【図４】本発明に係る蒸気タービンの第２実施形態を示す一部切欠部分縦断面図。
【図５】図４のＣ−Ｃ矢視方向から切断したタービン排気室正面切断断面図。
【図６】本発明に係る蒸気タービンの第３実施形態を示すタービン排気室正面側から見た一部切欠タービン排気室正面切断断面図。
【図７】本発明に係る蒸気タービンの第３実施形態を示すタービン排気室正面側から見た一部切欠タービン排気室正面切断断面図。
【図８】本発明に係る蒸気タービンの第５実施形態を示す一部切欠部分縦断面図。
【図９】本発明に係る蒸気タービンの第６実施形態を示すタービン排気室正面側から見たタービン排気室正面切断断面図。
【図１０】従来の蒸気タービン示す一部切欠部分縦断面図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ矢視方向から切断したタービン排気室正面切断断面図。
【符号の説明】
１ タービンケーシング
２ 外部ケーシング
３ 内部ケーシング
４ 外部ケーシング上半部
５ 外部ケーシング下半部
６ａ，６ｂ フランジ
７ 内部ケーシング上半部
８ 内部ケーシング下半部
９ａ，９ｂ フランジ
１０ タービンロータ
１１ タービンノズル
１２ タービン動翼
１３ タービン最終段落部
１４ ダイアフラム外輪
１５ ダイアフラム内輪
１６ ディフューザ
１７ タービン排気室
１８ 外周側フローガイド
１９ 内周側フローガイド
２０ タービン排気通路
２１ 軸受
２２ ベアリングコーン
２３ 上半側リブ
２４ 下半側リブ
２５ タービンケーシング
２６ 外部ケーシング
２７ 内部ケーシング
２８ 外部ケーシング上半部
２９ 外部ケーシング下半部
３０ 内部ケーシング上半部
３１ 内部ケーシング下半部
３２ 蒸気入口管
３３ 蒸気入口部
３４ タービンロータ
３５ａ，３５ｂ 蒸気通路
３６ タービン段落
３６ａｍ タービンノズル
３６ａｎ タービン動翼
３７ タービン初段落
３７ａ１ タービンノズル
３７ａ２ タービン動翼
３８ タービン最終段落
３８ａ１ タービンノズル
３８ａ２ タービン動翼
３９ 外周側フローガイド
４０ 内周側フローガイド
４１ タービン排気通路
４２ ディフューザ
４３ 軸受
４４ ベアリングコーン
４５ タービン排気室
４６ 上半側リブ
４７ 下半側リブ
４８ａ，４８ｂ 打ち抜き部
４９ 突出し部
５０ 凹陥部
５１ 補強部材
５２ 透口
５３ 連絡管
５４ フローガイド
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービンに係り、特に、膨張仕事を終えたタービン排気を下方（底部）から復水器に排出させる下方（底部）排出型のタービン排気室を備えた蒸気タービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の火力発電所等に適用される蒸気タービンでは、性能向上の強化が見直されており、その一つにタービン排気室がある。
【０００３】
このタービン排気室は、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器に案内するものであり、その構成として図１０および図１１に示すものがある。
【０００４】
なお、図１０は、タービン排気室を備えた蒸気タービンの一部を示す一部切欠部分縦断面図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ矢視方向から見て切断した切断断面図である。
【０００５】
従来、例えば、対向流タイプ（複流タイプ）の蒸気タービンは、タービンロータの軸長方向に沿ってタービンノズルとタービン動翼とを組み合せたタービン段落を複数段に亘って備える一方、タービン段落を中央部分に設置する蒸気入口部を境に左右に向って対抗配置する構成になっている。図１０は、タービン段落のうち、最終部分に位置するタービン最終段落とタービン排気室とを示している。
【０００６】
蒸気タービンは、タービン排気室の正面側から見て、図１１に示すように、タービンケーシング１を横断面中心線（水平継手面）ＨＳＣＬに対し、外部ケーシング２と内部ケーシング３との二重構造になっている。
【０００７】
外部ケーシング２は、外部ケーシング上半部４と外部ケーシング下半部５とに二分割され、フランジ６ａ，６ｂで互いを固定する構造になっている。
【０００８】
また、内部ケーシング３は、上述の外部ケーシング２と同様に、内部ケーシング上半部７と内部ケーシング下半部８とに二分割され、フランジ９ａ，９ｂで互いを固定する構造になっている。
【０００９】
タービンケーシング１を外部ケーシング２と内部ケーシング３との二重構造に形成した蒸気タービンは、図１０に示すように、外部ケーシング２と内部ケーシング３との中央部分にタービンロータ１０を収容し、このタービンロータ１０の最終段にタービンノズル１１とタービン動翼１２とを組み合わせたタービン最終段落部１３を備えている。
【００１０】
タービン最終段落部１３のうち、タービンノズル１１は、外周側をダイアフラム外輪１４で支持され、内周側をダイアフラム内輪１５で支持され、タービンロータ１０の周方向に沿って環状列に配置されている。
【００１１】
また、タービン最終段落部１３のうち、タービン動翼１２は、タービンロータ１０に環状列に植設されている。
【００１２】
このような構成を備えた蒸気タービンは、タービン最終段落部１３の出口側にディフューザ１６を介装してタービン排気室１７を備えている。
【００１３】
ディフューザ１６は、タービン最終段落部１３のタービンノズル１１を支持するダイアフラム外輪１４の先端部（チップ）からタービン排気室１７に向って延びる外周側フローガイド１８とタービン最終段落部１３のタービン動翼１２の根元部（ルート部）からタービン排気室１７に向って延びる内周側フローガイド１９とで構成した、いわゆるラッパ状のタービン排気通路２０として形成されている。なお、符号７は、内部ケーシング上半部であり、符号８は、内部ケーシング下半部である。
【００１４】
また、タービン排気室１７は、ディフューザ１６の出口側に連通し、タービンロータ１０を支持する軸受２１に向って凸状の湾曲に形成するベアリングコーン２２と、外部ケーシング上半部４および外部ケーシング下半部５とで囲まれた空間を形成し、この空間の外部ケーシング上半部４および外部ケーシング下半部５のそれぞれに平板状の上半側リブ２３および下半側リブ２４のそれぞれを備えた構成になっている。
【００１５】
そして、このような構造を備えた蒸気タービンは、タービン最終段落部１３で膨張仕事を終え、旋回流の伴ったタービン排気ＥＨを、図１１に示すように、タービン排気室１７の空間で圧力を回復させ、上半側リブ２３および下半側リブ２４のそれぞれで局所集中にならないように区分けして復水器（図示せず）に供給している。
【００１６】
なお、タービン排気室１７に係る発明は、例えば特開昭５８−１４４６１０号公報（特許文献１参照）、特開平８−２６０９０４号公報（特許文献２参照）、特開２０００−４５７０９号公報（特許文献３参照）等に開示されている。
【００１７】
【特許文献１】
特開昭５８−１４４６１０号公報
【００１８】
【特許文献２】
特開平８−２６０９０４号公報
【００１９】
【特許文献３】
特開２０００−４５７０９号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
図１０および図１１に示した蒸気タービンには、幾つかの問題点が含まれており、その一つに圧力損失の低減化やタービン排気ＥＨに含まれる水滴による機器腐食の抑制がある。
【００２１】
タービン最終段落部１３で膨張仕事を終えたタービン排気ＥＨは、タービン動翼１２の回転力によって旋回流が与えられており、与えられた旋回流のままディフューザ１６のタービン排気通路２０を介してタービン排気室１７に出る。
【００２２】
旋回流が与えられたまま、タービン排気室１７を出たタービン排気ＥＨは、図１１に示すように、タービンロータ１０に対して鉛直状に配置した上半側リブ２３に衝突する。
【００２３】
このように、従来の蒸気タービンは、タービン排気ＥＨが上半側リブ２３に衝突すると流れに剥離が発生し、圧力損失を増加させる要因になっていた。
【００２４】
また、タービン動翼１２によって旋回流が与えられたタービン排気ＥＨは、タービン排気室１７に集まるとき、図１１に示すタービン排気室正面側から見て左側部分に、より多く集まる傾向にある。このため、タービン排気ＥＨは、下半側リブ２４を介して復水器（図示せず）に供給されるとき、流速が増加する。この流速の増加によって、圧力損失は増加する要因になっていた。
【００２５】
また、タービン排気ＥＨは、タービン最終段落部１３を出たとき、比較的多くの水滴を含んだ湿り飽和蒸気になっている。湿り飽和蒸気になっているタービン排気ＥＨは、上半側リブ２３や下半側リブ２４に衝突して水滴を分離させる。このため、分離した水滴は、復水器に流れるとき、伝熱管を浸食させる要因になっていた。
【００２６】
本発明は、このように従来技術が持つ課題を解決するためになされたものであり、タービン排気の圧力損失をより一層少なくさせてタービン出力を増加させるとともに、タービン排気の流れを良好に流して水滴に基づく腐食の発生を抑制する蒸気タービンを提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室正面側から見て、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング横断面中心線と、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング縦断面中心線とを座標軸にするとき、前記タービン排気室に設けた上半側のリブを第１象限に設置したものである。
【００２８】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項２に記載したように、第１象限に設置した上半側のリブは、ディフューザから出るタービン排気の旋回方向と逆向きに傾斜させて設置したものである。
【００２９】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項３に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室正面側から見て、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング横断面中心線と、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング縦断面中心線とを座標軸にするとき、前記タービン排気室に設けた下半側のリブを第４象限に設置したものである。
【００３０】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項４に記載したように、第４象限に設置した下半側のリブは、ディフューザから出るタービン排気の旋回方向と同一向きにして設置したものである。
【００３１】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項５に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に設けた上半側のリブは、打ち抜き部を形成したものである。
【００３２】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項７に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に設けた下半側のリブは、打ち抜き部を形成したものである。
【００３３】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項７に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に突出し部を備えたものである。
【００３４】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項８に記載したように、突出し部は、外部ケーシングから内周側に向けて突出した三角形形状に形成したものである。
【００３５】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項９に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室を構成する前記外部ケーシングに凹陥部を備えたものである。
【００３６】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１０に記載したように、凹陥部は、外部ケーシング自身を成形加工し、内周側に向って突出した三角形形状に形成したものである。
【００３７】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１１に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に補強部材を備えたものである。
【００３８】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１２に記載したように、補強部材は、円管であり、この円管にドレンを捕集する透口を形成したものである。
【００３９】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１３に記載したように、ドレンを捕集する透口を形成した円管は、捕集したドレンを外部に回収させる連絡管を備えたものである。
【００４０】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１４に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に前記ディフューザ内まで延ばしてフローガイドを設けたものである。
【００４１】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するため、請求項１５に記載したように、フローガイドは渦巻状に配置形成したものである。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸気タービンの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００４３】
図１、図２および図３は、本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態を示す断面図である。
【００４４】
なお、図１は蒸気タービンの全体を示す縦断面図であり、図２は図１のタービン最終段落およびタービン排気室を抜き出した一部切欠部分縦断面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ矢視方向から切断したタービン排気室正面切断断面図である。
【００４５】
本実施形態に係る蒸気タービンは、例示としてタービン低圧部の対向流形式（ダブルフロー形式）のものを適用対象とするものであり、タービンケーシング２５を外部ケーシング２６と内部ケーシング２７とに区分けする、いわゆる二重タービンケーシング構造になっている。
【００４６】
二重タービンケーシング構造の蒸気タービンは、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービンケーシング横断面（タービンロータ軸長方向の水平継手面）中心線ＨＤＣＬを境に外部ケーシング２６および内部ケーシング２７のそれぞれを外部ケーシング上半部２８、外部ケーシング下半部２９および内部ケーシング上半部３０、内部ケーシング下半部３１との二分割タービンケーシング構造になっている。
【００４７】
二分割タービンケーシング構造の蒸気タービンは、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービンケーシング縦断面（タービンケーシング横断面中心線ＨＤＣＬに直交する方向）中心線ＶＤＣＬの頂部側に位置する蒸気入口管３２に連接する蒸気入口部３３を備えるとともに、この蒸気入口部３３からタービンケーシング横断面中心線ＨＤＣＬに沿ってタービンロータ３４を配置し、タービンロータ３４と内部ケーシング上半部３０、内部ケーシング下半部３１との間に蒸気が左右に分流する対向流形式の蒸気通路３５ａ，３５ｂを形成している。
【００４８】
対向流形式の蒸気通路３５ａ，３５ｂには、タービンロータ３４の周方向に沿って環状列に配置するタービンノズル３６ａｍ、タービン動翼３６ａｎとを組み合わせたタービン段落３６がタービンロータ３４の軸長方向に沿い複数段に亘って設けられている。
【００４９】
なお、複数段に亘って設けられたタービン段落３６のうち、タービンノズル３７ａ１とタービン動翼３７ａ２を組み合わせた最初の段落をタービン初段落３７と称し、またタービンノズル３８ａ１とタービン動翼３８ａ２とを組み合わせた最終の段落をタービン最終段落３８と称する。
【００５０】
タービン最終段落３８は、出口側の頂部に設けた外周側フローガイド３９とその根元部に設けた内周側フローガイド４０との下流側に向ってタービン排気通路４１として使用されるラッパ状のディフューザ４２を備えるとともに、タービンロータ３４を軸支する軸受４３を覆設するベアリングコーン４４を備え、タービン排気ＥＨの出口として形成するタービン排気室４５に連通している。
【００５１】
タービン排気通路４１として使用されるディフューザ４２は、図２に示すように、タービン排気ＥＨを減速して静圧を回復させるものであり、静圧を回復させるために面積比Ａ２／Ａ１（ディフューザ４２の環状出口面積Ａ２とタービン最終段落３８の環状出口面積Ａ１との面積比）を大きくしている。
【００５２】
また、ディフューザ４２の出口に連通するタービン排気室４５は、ディフューザ４２から出るタービン排気ＥＨの圧力損失をより一層少なくさせるために空間容積をより大きく確保し、タービン最終段落３８で膨張仕事を終え、ディフューザ４２を出たタービン排気ＥＨの静圧を回復させた後、外部ケーシング上半部２８に固設した上半側リブ４６および外部ケーシング下半部２９に固設した下半側リブ４７を介して局所集中のないように復水器（図示せず）に供給している。
【００５３】
一方、外部ケーシング２８に固設した下半側リブ４７は、復水器を真空に維持する際に発生する真空荷重に対し、タービン排気室４５を構成する外部ケーシング上半部２８、外部ケーシング下半部２９およびベアリングコーン４４等が充分に抗することができるよう強度補強も兼ねて設けたものであるが、その取付位置を、タービン排気室４５の正面側から見て、図３に示すように、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング横断面中心線ＥＯＨＬに直交し、かつタービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング縦断面中心線ＥＯＶＬを境に右側部分に設置される。
【００５４】
すなわち、上半側リブ４６は、タービン排気室切断外部ケーシング横断面中心線ＥＯＨＬおよびタービン排気室切断外部ケーシング縦断面中心線ＥＯＶＬを座標軸とするとき、タービン最終段落３８からディフューザ４２を介して出るタービン排気ＥＨの旋回方向と逆向きで、タービン排気室４５の第１象限Ｆ１Ｑ内に傾斜させて設置される。
【００５５】
また、下半側リブ４７は、タービン排気ＥＨの旋回方向と同一方向の向きで、タービン排気室４５の第４象限Ｆ０Ｑ内に設置される。
【００５６】
このように、本実施形態は、上半側リブ４６をタービン排気室４５の第１象限Ｆ１Ｑ内に傾斜させて設置し、旋回流を伴うタービン排気ＥＨを上半側リブ４６を介して復水器に向う方向に反転させる構成にしたので、タービン排気ＥＨの衝突に伴う旋回阻害や、流れの剥離を少なくさせて、圧力損失を低く抑えることができる。
【００５７】
また、本実施形態は、下半側リブ４７をタービン排気室４５の第４象限Ｆ０Ｑ内に設置し、タービン排気ＥＨがより多く流れる第２象限ＳＥＱおよび第３象限ＴＨＱの空間容積をより広く確保させる構成にしたので、タービン排気ＥＨの流速上昇を低く抑えて圧力損失を少なくさせることができる。
【００５８】
したがって、本実施形態によれば、上半側リブ４６および下半側リブ４７のそれぞれをタービン排気ＥＨの圧力損失が少なくなる位置のタービン排気室４５に設置したので、タービン排気ＥＨの流れを安定化させ、タービン出力をより一層増加させることができる。
【００５９】
図４および図５は、本発明に係る蒸気タービンの第２実施形態を示す断面図である。なお、図４は、本発明に係る蒸気タービンのうち、タービン最終段落およびタービン排気室を示す一部切欠部分縦断面図であり、図５は、図４のＣ−Ｃ矢視方向から切断したタービン排気室正面切断断面図である。
【００６０】
なお、第１実施形態の構成部品および構成部分に対応する構成部品および構成部分には同一符号を付す。
【００６１】
本実施形態に係る蒸気タービンは、図５に示すように、タービン排気室４５を構成する外部ケーシング上半部２８、外部ケーシング下半部２９およびベアリングコーン４４の復水器真空維持の際に発生する真空荷重に対処させるために設けた上半側リブ４６および下半側リブ４７のうち、上半側リブ４６の設置位置を、タービン排気室４５の正面側から見て、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング縦断面中心線ＥＯＶＬ上で、かつ外部ケーシング上半部２８側に設けるとともに、下半側リブ４７の設置位置を、タービン排気室４５の正面側から見て、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング縦断中心線ＥＯＶＬ上で、かつ外部ケーシング下半部２９側に設けたものである。
【００６２】
また、上半側リブ４６および下半側リブ４７は、ともに図４に示すように、打ち抜き部４８ａ，４８ｂを備えた平板で作製されている。
【００６３】
このように、本実施形態は、タービン排気室４５に設けた上半側リブ４６および下半側リブ４７のそれぞれに打ち抜き部４８ａ，４８ｂを設けて旋回流を伴うタービン排気ＥＨの通り抜けを良好にさせたので、上半側リブ４６および下半側リブ４７のそれぞれへのタービン排気ＥＨの衝突を少なくさせ、衝突に基づく流れの剥離を少なくさせて圧力損失を低く抑えることができ、ひいてはタービン出力をより一層増加させることができる。
【００６４】
図６は、本発明に係る蒸気タービンの第３実施形態を示すタービン排気室正面側から見た一部切欠タービン排気室正面切断断面図である。
【００６５】
なお、第１実施形態の構成部品および構成部分に対応する構成部品および構成部分には同一符号を付す。
【００６６】
本実施形態に係る蒸気タービンは、タービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング横断面中心線ＥＯＨＬおよびタービンロータ３４の中心点Ｏを通るタービン排気室切断外部ケーシング縦断面中心線ＥＯＶＬを座標軸とするとき、タービン排気室４５を形成する外部ケーシング上半部２８の内面側の頂部であって、第１象限Ｆ１Ｑから第２象限ＳＥＱに跨り、内周側に向って突出した、例えば平板で作製した三角形状の突出し部４９を備えたものである。
【００６７】
このように、本実施形態は、タービン排気室４５を形成する外部ケーシング上半部２８の内面側の頂部であって、第１象限Ｆ１Ｑから第２象限ＳＥＱに跨り、内周側に向って突出した三角形状の突出し部４９を備え、旋回流を伴うタービン排気ＥＨの突出し部４９への衝突を少なくさせ、流れを良好にさせたので、衝突に基づく流れの剥離を少なくさせて圧力損失を低く抑えることができ、ひいてはタービン出力をより一層増加させることができる。
【００６８】
なお、本実施形態は、外部ケーシング上半部２８の内面側の頂部であって、第１象限Ｆ１Ｑから第２象限ＳＥＱに跨り、内周側に向って突出した三角形状の突出し部４９を備えたが、この例に限らず、例えば図７に示すように、外部ケーシング上半部２８の内面側の頂部であって、第１象限Ｆ１Ｑから第２象限ＳＥＱに跨って外部ケーシング上半部２８自身を内周側に向かって突出した三角形状の凹陥部５０に成形加工してもよい。
【００６９】
図８は、本発明に係る蒸気タービンの第５実施形態を示す一部切欠部分縦断面図である。
【００７０】
なお、第１実施形態の構成部品および構成部分に対応する構成部品および構成部分には同一符号を付す。
【００７１】
本実施形態に係る蒸気タービンは、タービン排気室４５を構成する外部ケーシング上半部２８、外部ケーシング下半部２９およびベアリングコーン４４の復水器真空維持の際に発生する真空荷重に対処させるために、例えば円管等の補強部材５１を備えるとともに、補強部材５１に、例えばスリット等の透口５２を形成し、透口５２から吸い込んだタービン排気ＥＨに含まれるドレンを集めて、例えば復水器（図示せず）等の外部に回収させる連絡管５３を備えたものである。
【００７２】
このように、本実施形態は、タービン排気室４５を形成する外部ケーシング上半部２８、外部ケーシング下半部２９およびベアリングコーン４４のそれぞれに強度補強する透口５２を備えた補強部材５１を設けるとともに、補強部材５１に形成する透口５２から集められたタービン排気ＥＨに含まれるドレンを連絡管５３を介して復水器等の外部に回収させる構成にしたので、強度保証の下、タービン排気室４５に安定運転を行わせることができ、ドレンの捕集により各構成部材の腐食を防止することができる。
【００７３】
図９は、本発明に係る蒸気タービンの第６実施形態を示すタービン排気室正面側から見たタービン排気室正面切断断面図である。
【００７４】
なお、第１実施形態の構成部品および構成部分に対応する構成部品および構成部分には同一符号を付す。
【００７５】
本実施形態に係る蒸気タービンは、タービン排気室４５にディフューザ４２内まで延ばして渦巻状のフローガイド５４を配置形成させたものである。
【００７６】
この渦巻状のフローガイド５４は、その巻き始め位置をタービンロータ３４の外周側に設定するとともに、その終端をディフューザ４２内まで延ばしている。
【００７７】
このように、本実施形態は、タービン排気室４５にディフューザ４２内まで延ばして渦巻状のフローガイド５４を設け、ディフューザ４２のタービン排気通路横断面積変化率を小さくさせてタービン排気ＥＨの静圧を回復させる構成にしたので、タービン排気ＥＨの圧力損失を低く抑えることができ、ひいてはタービン出力をより一層増加させることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る蒸気タービンは、タービン最終段落で膨張仕事を終えたタービン排気をディフューザを介してタービン排気室に排出させる際、タービン排気室の強度保証を兼ねてタービン排気の圧力損失を低く抑える手段を備えたので、タービン排気室に安定運転を行わせることができる。
【００７９】
また、本発明に係る蒸気タービンは、タービン排気室の強度保証を兼ねたドレン捕集手段を備えたので、各構成部材のドレンによる腐食から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態を示す全体縦断面図。
【図２】図１のタービン最終段落およびタービン排気室を抜き出した一部切欠部分縦断面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視方向から切断したタービン排気室正面切断断面図。
【図４】本発明に係る蒸気タービンの第２実施形態を示す一部切欠部分縦断面図。
【図５】図４のＣ−Ｃ矢視方向から切断したタービン排気室正面切断断面図。
【図６】本発明に係る蒸気タービンの第３実施形態を示すタービン排気室正面側から見た一部切欠タービン排気室正面切断断面図。
【図７】本発明に係る蒸気タービンの第３実施形態を示すタービン排気室正面側から見た一部切欠タービン排気室正面切断断面図。
【図８】本発明に係る蒸気タービンの第５実施形態を示す一部切欠部分縦断面図。
【図９】本発明に係る蒸気タービンの第６実施形態を示すタービン排気室正面側から見たタービン排気室正面切断断面図。
【図１０】従来の蒸気タービン示す一部切欠部分縦断面図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ矢視方向から切断したタービン排気室正面切断断面図。
【符号の説明】
１ タービンケーシング
２ 外部ケーシング
３ 内部ケーシング
４ 外部ケーシング上半部
５ 外部ケーシング下半部
６ａ，６ｂ フランジ
７ 内部ケーシング上半部
８ 内部ケーシング下半部
９ａ，９ｂ フランジ
１０ タービンロータ
１１ タービンノズル
１２ タービン動翼
１３ タービン最終段落部
１４ ダイアフラム外輪
１５ ダイアフラム内輪
１６ ディフューザ
１７ タービン排気室
１８ 外周側フローガイド
１９ 内周側フローガイド
２０ タービン排気通路
２１ 軸受
２２ ベアリングコーン
２３ 上半側リブ
２４ 下半側リブ
２５ タービンケーシング
２６ 外部ケーシング
２７ 内部ケーシング
２８ 外部ケーシング上半部
２９ 外部ケーシング下半部
３０ 内部ケーシング上半部
３１ 内部ケーシング下半部
３２ 蒸気入口管
３３ 蒸気入口部
３４ タービンロータ
３５ａ，３５ｂ 蒸気通路
３６ タービン段落
３６ａｍ タービンノズル
３６ａｎ タービン動翼
３７ タービン初段落
３７ａ１ タービンノズル
３７ａ２ タービン動翼
３８ タービン最終段落
３８ａ１ タービンノズル
３８ａ２ タービン動翼
３９ 外周側フローガイド
４０ 内周側フローガイド
４１ タービン排気通路
４２ ディフューザ
４３ 軸受
４４ ベアリングコーン
４５ タービン排気室
４６ 上半側リブ
４７ 下半側リブ
４８ａ，４８ｂ 打ち抜き部
４９ 突出し部
５０ 凹陥部
５１ 補強部材
５２ 透口
５３ 連絡管
５４ フローガイド
Claims (15)
- タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室正面側から見て、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング横断面中心線と、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング縦断面中心線とを座標軸にするとき、前記タービン排気室に設けた上半側のリブを第１象限に設置したことを特徴とする蒸気タービン。
- 第１象限に設置した上半側のリブは、ディフューザから出るタービン排気の旋回方向と逆向きに傾斜させて設置したことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
- タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室正面側から見て、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング横断面中心線と、前記外部ケーシングのタービンロータ中心点を通るタービンケーシング縦断面中心線とを座標軸にするとき、前記タービン排気室に設けた下半側のリブを第４象限に設置したことを特徴とする蒸気タービン。
- 第４象限に設置した下半側のリブは、ディフューザから出るタービン排気の旋回方向と同一向きにして設置したことを特徴とする請求項３記載の蒸気タービン。
- タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に設けた上半側のリブは、打ち抜き部を形成したことを特徴とする蒸気タービン。
- タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に設けた下半側のリブは、打ち抜き部を形成したことを特徴とする蒸気タービン。
- タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に突出し部を備えたことを特徴とする蒸気タービン。
- 突出し部は、外部ケーシングから内周側に向けて突出した三角形形状に形成したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービン。
- タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室を構成する前記外部ケーシングに凹陥部を備えたことを特徴とする蒸気タービン。
- 凹陥部は、外部ケーシング自身を成形加工し、内周側に向って突出した三角形形状に形成したことを特徴とする請求項８記載の蒸気タービン。
- タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に補強部材を備えたことを特徴とする蒸気タービン。
- 補強部材は、円管であり、この円管にドレンを捕集する透口を形成したことを特徴とする請求項１０記載の蒸気タービン。
- ドレンを捕集する透口を形成した円管は、捕集したドレンを外部に回収させる連絡管を備えたことを特徴とする請求項１１記載の蒸気タービン。
- タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの端部側のタービン最終段落にディフューザを介装してタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記タービン排気室に前記ディフューザ内まで延ばしてフローガイドを設けたことを特徴とする蒸気タービン。
- フローガイドは渦巻状に形成したことを特徴とする請求項１２記載の蒸気タービン。
Priority Applications (1)
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| JP2002381322A JP2004211586A (ja) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 蒸気タービン |
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| Country | Link |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014010287A1 (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-16 | 三菱重工業株式会社 | 軸流排気タービン |
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-
2002
- 2002-12-27 JP JP2002381322A patent/JP2004211586A/ja active Pending
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