JP2006307738A - 蒸気タービン - Google Patents

Abstract

【課題】膨張仕事を終えたタービン排気をタービン排気室から復水器に排出させる際、タービン排気の圧力（静圧）をより一層高く回復させ、タービン排気性能の向上を図った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、スチームガイド２７を横断中心で上半部スチームガイド２７ａと下半部スチームガイド２７ｂとに分割し、分割した上半部スチームガイド２７ａは、上半部スチームガイド入口縁線４０ａから上半部スチームガイド出口縁線４１ａに向って拡開状に形成する一方、分割した下半部スチームガイド２７ｂは、下半部スチームガイド入口縁線４０ｂから下半部スチームガイド出口縁線４１ｂに向って拡開状に形成するとともに、前記下半部スチームガイド出口縁線４１ｂを、前記横断中心から底部側に向って拡開状に延びる傾斜出口縁線４２と底部出口縁線４３を湾曲出口縁線４４で結ぶ形状にした。
【選択図】 図２

Description

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復水器に供給するタービン排気室に改良を加えた蒸気タービンに関する。

火力発電等で使用される蒸気タービンの熱効率の向上は、二酸化炭素（ＣＯ_２）排出量の削減、エネルギの節約および限られたエネルギの有効利用に伴う技術の進展等につながる、極めて重要な課題になっている。

蒸気タービンの熱効率の向上は、与えられたエネルギをことごとく機械仕事に変換させるものであっても、実際には、幾つかの内部損失が発生しており、これら内部損失を低減させることが重要な鍵になっている。

蒸気タービンの内部損失には、翼の形状に起因する翼型損失、蒸気の二次流れ損失、蒸気の漏洩損失、蒸気の湿り損失等に基づくタービン翼列損失、蒸気弁やクロスオーバ管（蒸気供給管）などの付属機器の損失、タービン排気室によるタービン排気損失などがある。

これら損失の中で、タービン排気損失は、全内部損失の１０％〜２０％と非常に大きな割合を占めている。

タービン排気損失は、タービン最終段落の出口から復水器の入口までの間に発生する損失であり、その内訳は、リービング損失、フード損失、環状面積制限損失、ターンナップ損失に分類されている。

このうち、フード損失は、タービン排気室から復水器入口までの圧力損失であり、タービン排気室の型式、形状、サイズに大きく左右される。

一般に圧力損失は、流速の二乗で大きくなるため、許される範囲で排気サイズを大きくして流速を低減することが効果的であるが、排気サイズにはコストや建屋の大きさなどから制約を受ける。

また、フード損失も、軸流流速度、つまりタービン排気室を通過する体積流量に依存する。

図１４は、タービン排気損失と軸流速度との関係を、その内訳損失と合わせた損失線図である。

フード損失は、ディフューザを含めたタービン排気室の設計に依存するが、タービン低圧排気室は、蒸気タービン全体でも非常に大きな容量を占めている。このため、フード損失を低減させるには、許される範囲内でサイズの小さいタービン排気室を設計することが必要とされている。

図１２は、火力発電所等で最も多く使用されている二つのタービン段落が一つのタービンケーシングに収容されている、いわゆるダブルフロー型（対向流型）と称する低圧蒸気タービンの例を示している。

この低圧蒸気タービンは、横断中心線Ｈを境にタービンケーシング１を二分割構造にする外部ケーシング上半部１ａ_１および内部ケーシング上半部１ｂ_１と、外部ケーシング下半部１ａ_２および内部ケーシング下半部１ｂ_２とを備える、いわゆる二重タービンケーシング構造になっている。

二重タービンケーシング構造の低圧蒸気タービンは、縦断中心線Ｖの頭部側に位置する蒸気入口部２に接続するクロスオーバ管等の連絡管３を備えるとともに、蒸気入口部２に交差し、横断面中心線Ｈに沿って延びるタービンロータ４を収容し、このタービンロータ４と内部ケーシング上半部１ｂ_１および内部ケーシング下半部１ｂ_２との間に蒸気が左右に分流して流れるダブルフロー型式の蒸気通路５ａ，５ｂを形成している。

ダブルフロー型式の蒸気通路５ａ，５ｂには、タービンロータ４の周方向に沿って環状列に配置するタービンノズル６ａとタービン動翼７ａとを組み合わせたタービン段落８ａがタービンロータ４の軸長方向に向って複数段落に亘って設けられている。

なお、複数に亘って設けられたタービン段落８ａのうち、タービンノズル６ａ_１とタービン動翼７ａ_１とを組み合わせた最初の段落をタービン初段落８ａ_１と称し、タービンノズル６ａ_２とタービン動翼７ａ_２とを組み合わせた最終の段落をタービン最終段落８ａ_２と称す。

タービン最終段落８ａ_２の出口側には、その頂部に設けたスチームガイド９と、その根元部に設けたルートフローガイド１０とで構成され、膨張仕事を終えたタービン排気１１の案内通路として使用する曲面拡開状のディフューザ１２と、タービンロータ４を軸支する軸受１３を覆設するベアリングコーン１４とが設けられている。ディフューザ１２とベアリングコーン１４とは、タービン最終段落８ａ_２からのタービン排気１１を１箇所に集め反転させ復水器（図示せず）に案内するタービン排気室１５に連通している。

タービン排気室１５は、上半部竜骨リブ１６ａを備えた外部ケーシング上半部１ａ_１と下半部竜骨リブ１６ｂを備えた外部ケーシング下半部１ａ_２とで囲われて広い空間部を形成し、ディフューザ１２から外部ケーシング上半部１ａ_１に流れたタービン排気１１を反転させ、反転させたタービン排気１１にディフューザ１２から外部ケーシング下半部１ａ_２に流れたタービン排気１１と合流させ、その合流タービン排気を復水器（図示せず）に供給している。

このような構成のタービン排気室１５を備える蒸気タービンにおいて、例えば、クロスオーバ管等の連絡管３から供給された主蒸気（駆動蒸気）は、左右のタービン初段落８ａ_１，８ａ_１に分流して膨張仕事をし、それぞれのタービン最終段落８ａ_２，８ａ_２を通過した後、タービン排気１１として、スチームガイド９、ベアリングコーン１４で形成された曲面拡開状のディフューザ１２で流速を減じ、静圧を回復させた後、外部ケーシング上半部１ａ_１と外部ケーシング下半部１ａ_２で囲まれた空間で下向きに転向し、さらにタービン排気室１５の下部に位置する復水器（図示せず）に流出する。

図１３は、図１２で示した低圧蒸気タービンのＡ−Ａ矢視方向から切断した正面断面図である。

図１３で示された低圧蒸気タービンのタービン排気室１５には、主な構造部材として上半部竜骨リブ１６ａ、下半部竜骨リブ１６ｂ、中央仕切板１７、前部仕切板１８ａ、後部仕切板１８ｂ、立板１９等が設けられており、室内の真空に対し、これら構造部材により外部から作用する、例えば大気圧等の外力に抗している。

また、タービン排気室１５には、ディフューザ１２から外部ケーシング上半部１ａ１側に向って流出するタービン排気１１が円滑に反転して復水器に案内されるようにするとともに、連絡管（クロスオーバ管）３に衝突して膨張前の蒸気の熱を奪うことのないようにするため、上半部フローガイド（流路板）２０が設けられている。

このように、従来の蒸気タービンは、タービン排気室１５内の真空に対し、外部からの外力に充分に抗するよう数多くの構造部材を設け、強度の保証とタービン排気の円滑な流れを図っている。

ところで、図１２および図１３で示した蒸気タービンは、タービン排気室１５内を流れるタービン排気１１の損失（静圧損失）を低減させるために、ディフューザ１２内でタービン排気１１を減速させ、充分に静圧を回復させることが大切である。

ディフューザ１２で充分に静圧を回復させるには、スチームガイド９の長さを充分に長く採り、しかも緩やかな流路面積を拡大し、タービン排気１１の流れの剥離を抑制することが必要である。

ところが、タービン排気室１５を構成するタービンケーシング１には、上述のとおり、数多くの構造部材がある等の制約からスチームガイド９の長さを充分に確保することができない。

また、ディフューザ１２は、上半部分から流れてきたタービン排気１１と下半部分から流れてきたタービン排気１１とが互いに干渉し、あるいは干渉に伴う偏流が発生したりし、流れを不安定流にして静圧を回復させることが充分ではなく、排気損失を大きくする要因になっていた。

このような問題点を解決する一つの手法として、例えば、特許文献１で見られるように、下半部分のフローガイドを上半部のフローガイドよりも長くしたものや、例えば、特許文献２で見られるように、出口開口に、その出口開口直径を超えて広がる流れ案内要素を設けたものが提案されている。
特開平１１−２００８１４号公報 特表２００２−５１０７６９号公報

図１２および図１３に示した従来の蒸気タービンにおいて、タービンロータ（タービン軸）４を中心に軸対称に配置したベルマウス型（ラッパ型）のスチームガイド９では、その長さを、外部ケーシング上下半部１ａ_１，１ａ_２の寸法や上下半竜骨リブ１６ａ，１６
等の構造部材の配置等の制約を受け、充分に長く確保することができない。

このため、ディフューザ１２の長さも充分に長く確保することができず、充分な静圧回復が行われず、大きな排気損失の要因になっていた。

また、図１２および図１３で示したディフューザ１２は、上半部分と下半部分とを備え、上半部分と下半部分とのタービン排気１１の流れが異なるため、一様な流れの確保が難しく、大きな排気損失の要因になり、何らかの改善が求められていた。

本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、膨張仕事を終えたタービン排気をタービン排気室から復水器に排出させる際、タービン排気の圧力（静圧）をより一層高く回復させ、タービン排気性能の向上を図った蒸気タービンを提供することを目的とする。

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に、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、前記外部ケーシングを横断中心で分割し、外部ケーシング上半部と外部ケーシング下半部とに形成するとともに、前記内部ケーシングも横断中心で分割し、内部ケーシング上半部と内部ケーシング下半部とに形成する一方、前記内部ケーシングの出口側にスチームガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンで構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記スチームガイドを横断中心で上半部スチームガイドと下半部スチームガイドとに分割し、分割した上半部スチームガイドは、上半部スチームガイド入口縁線から上半部スチームガイド出口縁線に向って拡開状に形成する一方、分割した下半部スチームガイドは、下半部スチームガイド入口縁線から下半部スチームガイド出口縁線に向って拡開状に形成するとともに、前記下半部スチームガイド出口縁線を、前記横断中心から底部側に向って拡開状に延びる傾斜出口縁線と底部出口縁線を湾曲出口縁線で結ぶ形状にしたものである。

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に、請求項２に記載したように、下半部スチームガイド出口縁線は、横断中心から傾斜出口縁線と湾曲出口縁線とを結ぶ位置までの高さをＨ_１とし、前記横断中心から底部縁線までの高さをＨ_０とするとき、下半部スチームガイド出口縁線高さ比Ｈ_１／Ｈ_０を、Ｈ_１／Ｈ_０＝０．７〜１．０の範囲内に設定したものである。

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に、請求項３に記載したように、下半部スチームガイド出口縁線は、外部ケーシング下半部幅をＷ_０とし、傾斜出口縁線と湾曲出口縁線とを結ぶ位置での底部出口縁線幅をＷ_１とするとき、下半部スチームガイド出口縁線幅比Ｗ_１／Ｗ_０を、Ｗ_１／Ｗ_０≦０．９の範囲に設定したものである。

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に、請求項４に記載したように、下半部スチームガイドは、支持部材を備えたものである。

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に、請求項５に記載したように、支持部材は、下半部スチームガイド出口縁線のうち、傾斜出口縁線、底部出口縁線および湾曲出口縁線に囲まれる領域に設置したものである。

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に、請求項６に記載したように、下半部スチームガイドは、舌片を備えたものである。

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に、請求項７に記載したように、舌片は、縦断中心に対し、左右振分けの拡がり角をθとすると、拡がり角θを、θ≦１２０°の範囲に設定したものである。

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に、請求項８に記載したように、舌片は、下半部スチームガイド出口縁線に設けたものである。

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に、請求項９に記載したように、舌片は、下半部スチームガイド出口縁線から前方斜め上方側に向って延びる形状にしたものである。

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に、請求項１０に記載したように、請求項１記載の上半部スチームガイドおよび下半部スチームガイドを低圧蒸気タービンに適用することを特徴とするものである。

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に、請求項１１に記載したように、請求項１０記載の低圧蒸気タービンは、ダブルフロー型であることを特徴とするものである。

本発明に係る蒸気タービンは、スチームガイドを上半部スチームガイドと下半部スチームガイドとに二分割し、二分割した下半部スチームガイドの下半部スチームガイド出口縁線を、横断中心から底部側に向って拡開状に延びる傾斜出口縁線と横断中心に平行な底部出口縁線とを湾曲出口縁線で結ぶ形状にし、タービン排気の濡れ面積をより広く確保させる構成にしたので、タービン排気の圧力をより多く回復させてタービン排気の安定流れを維持させることができる。

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。

図１は、本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態を示す縦断面図である。

本実施形態に係る蒸気タービンは、蒸気の流れがダブルフロー型（対向流型）の低圧蒸気タービンに適用するもので、横断中心線Ｈ_００を境にタービンケーシング２１を二分割構造にする外部ケーシング上半部２１ａ_１および内部ケーシング上半部２１ｂ_１と、外部ケーシング下半部２１ａ_２および内部ケーシング下半部２１ｂ_２とを備える、いわゆる二重タービンケーシング構造になっている。

二重タービンケーシング構造の蒸気タービンは、内部ケーシング上半部２１ｂ_１と内部ケーシング下半部２１ｂ_２とで囲われた空間に収容され、横断中心線Ｈ_００に沿って軸方向に延びるタービンロータ（タービン軸）２２を備えている。

このタービンロータ２２と内部ケーシング上半部２１ｂ_１および内部ケーシング下半部２１ｂ_２との間に形成する蒸気通路２３ａ，２３ｂには、タービンロータ２２に対し環状列に配置するタービンノズル２４ａとタービン動翼２５ａとを組み合わせて構成するタービン段落２６ａが設けられている。

なお、複数に亘って設けられるタービン段落２６ａのうち、タービンノズル２４ａ_１とタービン動翼２５ａ_１とを組み合わせた最初のタービン段落をタービン初段落２６ａ_１と称し、タービンノズル２４ａ_２とタービン動翼２５ａ_２とを組み合わせた最終のタービン段落をタービン最終段落２６ａ_２と称す。

タービン最終段落２６ａ_２の出口側には、その上部側およびその下部側のそれぞれに設けた上半部スチームガイド２７ａ、下半部スチームガイド２７ｂと、その根元部側に設けた上半部ルートフローガイド２８ａ、下半部ルートフローガイド２８ｂとで構成され、膨張仕事を終えたタービン排気２９の案内通路として使用する曲面拡開状の上半部ディフューザ３０ａと、下半部ディフューザ３０ｂと、タービンロータ２２を軸支する軸受３１を覆設する上半部ベアリングコーン３２ａと、下半部ベアリングコーン３２ｂとが設けられている。

上下半部ディフューザ３０ａ，３０ｂと上下半部ベアリングコーン３２ａ，３２ｂとは、タービン最終段落２６ａ_２からのタービン排気２９を１個所に集めて反転させ、反転させたタービン排気２９を復水器（図示せず）に案内する上半部タービン排気室３３ａ，下半部タービン排気室３３ｂのそれぞれに連通している。

上下半部タービン排気室３３ａ，３３ｂのそれぞれは、上半部竜骨リブ３４ａを備えた外部ケーシング上半部２１ａ_１と、下半部竜骨リブ３４ｂを備えた外部ケーシング下半部２１ａ_２のそれぞれで囲われた広い空間部を形成し、下半部ディフューザ３０ａから外部ケーシング上半部２１ａ_１に流れたタービン排気２９を上半部フローガイド３８を介して反転させ、反転させたタービン排気２９に下半部ディフューザ３０ｂから外部ケーシング下半部２１ａ_２に流れたタービン排気２９と合流させ、その合流タービン排気を復水器（図示せず）に供給している。

このような構成の上下半部タービン排気室３３ａ，３３ｂを備える蒸気タービンにおいて、例えば、クロスオーバ管等の連絡管３５から供給された主蒸気（駆動蒸気）は、左右のタービン初段落２６ａ_１，２６ａ_１に分流して膨張仕事をし、それぞれのタービン最終段落２６ａ_２，２６ａ_２を通過した後、タービン排気２９として上下半部スチームガイド２７ａ，２７ｂ、上下半部ベアリングコーン３２ａ，３２ｂで形成された曲面拡開状の上下半部ディフューザ３０ａ，３０ｂで流速を減じ、静圧を回復させた後、外部ケーシング上半部２１ａ_１と外部ケーシング下半部２１ａ_２で囲まれた空間に設けた上半部フローガイド３８を介して下向きに転向し、さらに下半部タービン排気室３３ｂの下部に位置する復水器（図示せず）へ流出する。

また、外部ケーシング下半部２１ａ_２の底部側には、下半部竜骨リブ３４ｂ、前部仕切部３７ａ、後部仕切部３７ｂ、中央仕切部３６および立板３９が設けられ、外気圧力等の押圧力に充分に抗するように室内を保護している。

また、図２に示すように、タービンロータ２２の中心Ｏを横断して通る横断中心線Ｈ_１１を境に外部ケーシング上半部２１ａ_１および内部ケーシング上半部２１ｂ_１と外部ケーシング下半部２１ａ_２および内部ケーシング下半部２１ｂ_２との二分割構造にしたタービンケーシング２１を備える蒸気タービンは、スチームガイド２７を横断中心線Ｈ_１１を境に上半部スチームガイド２７ａと下半部スチームガイド２７ｂとに二分割にしている。

上半部スチームガイド２７ａは、上半部スチームガイド入口縁線４０ａから下半部スチームガイド出口縁線４１ａに向って、いわゆるベルマウス拡開形状の湾曲に形成されている。

また、下半部スチームガイド２７ｂは、下半部スチームガイド入口縁線４０ｂから下半部スチームガイド出口縁線４１ｂに向って拡開形状に形成するとともに、下半部スチームガイド出口縁線４１ｂを、横断中心線Ｈ_１１から底部側に向って拡開状に延びる傾斜出口縁線４２と、横断中心線Ｈ_１１に平行な底部出口縁線４３とを湾曲出口縁線４４で結ぶ形状にしている。

この場合、下半部スチームガイド２７ｂの下半部スチームガイド出口縁線４１ｂは、横断中心線Ｈ_１１から傾斜出口縁線４３と湾曲出口縁線４４とを結ぶ位置Ｍでの高さをＨ_１とし、横断中心線Ｈ_１１から底部出口縁線４３での高さをＨ_０とするとき、下半部スチームガイド出口縁線高さ比Ｈ_１／Ｈ_０を、Ｈ_１／Ｈ_０＝０．７〜１．０の範囲に設定される。

また、下半部スチームガイド２７ｂの下半部スチームガイド出口縁線４１ｂは、外部ケーシング下半部幅をＷ_０とし、傾斜出口縁線４２と湾曲出口縁線４４とを結ぶ位置Ｍでの底部出口縁線幅Ｗ_１とするとき、下半部スチームガイド出口縁線幅比Ｗ_１／Ｗ_０を、Ｗ_１／Ｗ_０≦０．９の範囲に設定される。

図３は、縦軸にタービン排気室圧力損失を採り、横軸に下半部スチームガイド出口縁線高さ比を採ったタービン排気室圧力損失線図である
この線図から、下半部スチームガイド出口縁線高さ比Ｈ_１／Ｈ_０を、Ｈ_１／Ｈ_０＝０．７〜１．０の範囲内に設定すれば、タービン排気の圧力損失は、少なくなることが確認された。

図４は、縦軸にタービン排気室圧力損失を採り、横軸に下半部スチームガイド出口縁線幅比を採ったタービン排気室圧力損失線図である。

この線図から、下半部スチームガイド出口縁線幅比Ｗ_１／Ｗ_０を、Ｗ_１／Ｗ_０≦０．９の範囲に設定すれば、タービン排気の圧力損失は少なくなることが確認された。

このように、本実施形態は、スチームガイド２７を上半部スチームガイド２７ａと下半部スチームガイド２７ｂとに二分割構造にしたうち、下半部スチームガイド２７ｂの下半部スチームガイド出口縁線４１ｂを、横断中心線Ｈ_１１から底部側に向って拡開状に延び傾斜出口線４２と、横断中心線Ｈ_１１に平行な底部出口縁線４３とを湾曲出口縁線４４で結ぶ形状にする一方、下半部スチームガイド出口縁線高さ比Ｈ_１／Ｈ_０を、Ｈ_１／Ｈ_０＝０．７〜１．０の範囲に設定し、下半部スチームガイド出口縁線幅比Ｗ_１／Ｗ_０を、Ｗ_１／Ｗ_０≦０．９の範囲にそれぞれ設定したので、タービン排気の濡れ面積をより広く確保してタービン排気の圧力（静圧）をより多く回復させることができる。

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、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付し、重複説明を省略する。

本実施形態は、第１実施形態と同様に、スチームガイド２７をタービンロータ２２の中心を横断して通る横断中心線Ｈ_１１を境に上半部スチームガイド２７ａと下半部スチームガイド２７ｂとに二分割し、二分割したスチームガイド２７のうち、下半部スチームガイド２７ｂを下半部スチームガイド入口縁線４０ｂから下半部スチームガイド出口縁線４１ｂに向って拡開形状に形成するとともに、下半部スチームガイド出口縁線４１ｂを、横断中心線Ｈ_１１から底部側に向って拡開状に延びる傾斜出口縁線４２と、横断中心線Ｈ_１１に平行な底部出口縁線４３とを湾曲出口縁線４４で結ぶ形状にする一方、下半部スチームガイド２７ｂを強度的に保証、支持する支持部材４５を傾斜出口縁線４２、湾曲出口縁線４４および底部出口縁線４３で囲まれる領域に設けたものである。

なお、他の構成要素は、第１実施形態の構成要素と同一である。

このように、本実施形態は、下半部スチームガイド２７ｂの傾斜出口縁線４２、湾曲出口縁線４４および底部出口縁線４３で囲まれる領域に支持部４５を設けたので、上半部スチームガイド２７ａから反転し、上半部フローガイド３８に沿って流れる反転タービン排気と下半部スチームガイド２７ｂからのタービン排気とが合流する際、互いが干渉して偏流し、偏流に基づく振動が発生しても充分に対処させることができ、下半部スチームガイド２７ｂを高い強度保証の維持の下、振動等の外力に対しても充分に抗して安定状態に維持させることができる。

図７は、本発明に係る蒸気タービンに適用するスチームガイドの実施形態を示す斜視図である。なお、図６は、図７に示すスチームガイドと比較させるための従来のスチームガイドを示す斜視図である。

図６で示した従来のスチームガイド２７は、横断中心線Ｈ_１１を境に上半部スチームガイド２７ｂと下半部スチームガイド２７ｂとの二分割構造にするとともに上下半部スチームガイド入口縁線４０ａ，４０ｂから上下半部スチームガイド出口縁線４１ａ，４１ｂに向って拡開形状にし、横断中心線Ｈ_１１で軸対称に形成しているのに対し、図７に示す本実施形態に係るスチームガイド２７は、上述と同様に、横断中心線Ｈ_１１を境に上半部スチームガイド２７ａと下半部スチームガイド２７ｂとの二分割構造にするとともに、上下半部スチームガイド入口縁線４０ａ，４０ｂのそれぞれから上下半部スチームガイド出口縁線４１ａ，４１ｂのそれぞれに向って拡開形状にする一方、下半部スチームガイド出口縁線４１ｂに舌片４６を設けたものである。

この下半部スチームガイド出口縁線４１ｂに設けた舌片４６は、縦断中心線Ｖ_１１に対し、左右振分けの舌片拡り角θを、θ≦１２０°に設定される。

また、舌片４６は下半部スチームガイド出口縁線４１ｂから前方の斜め上側に向って延びる形状に形成される。

図１０は、縦軸に下半部スチームガイド出口縁線における圧力（静圧）を採り、横軸に横断中心線Ｈ_１１に対する下半部スチームガイド出口縁線角度位置を採った従来の下半部スチームガイドの圧力分布と本実施形態に係る下半部スチームガイドの圧力分布とを比較する圧力分布比較線図である。

なお、図８は、従来の下半部スチームガイド２７ｂにおける下半部スチームガイド出口縁線４１ｂに沿う圧力位置を示し、図９は、本実施形態に係る下半部スチームガイド２７ｂにおける下半部スチームガイド出口縁線４１ｂおよび舌片出口縁線４７に沿う圧力位置を示す。

図１０に示した従来の下半部スチームガイドの圧力分布と本実施形態に係る下半部スチームガイドの圧力分布とを比較する圧力分布比較線図から、下半部スチームガイド２７ｂに舌片４６を設けた本実施形態の方が従来に較べて圧力（静圧）が高くなって回復していることが確認された。

図１１は、縦軸に下半部スチームガイド出口縁線における圧力（静圧）を採り、横軸に下半部スチームガイドの舌片拡がり角度θを採った圧力分布線図である。

この圧力分布線図から、下半部スチームガイドの舌片拡がり角度θは、θ≦１２０°の範囲内に設定すれば圧力（静圧）が高くなって回復することがわかった。

このように、本実施形態は、下半部スチームガイド２７ｂの下半部スチームガイド出口縁線４１ｂに舌片４６を設けるとともに、この舌片４６の縦断中心線Ｖ_１１に対する左右振分けの舌片拡がり角θを、θ≦１２０°の範囲内に設定したので、タービン排気の圧力（静圧）をより高く回復させてタービン排気を安定流れに維持させることができる。

本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態を示す縦断面図。 図１のＢ−Ｂ矢視方向から見た切断断面図。 本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態において、下半部スチームガイド出口縁線高さ比を変化させたときのタービン排気室圧力損失線図。 本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態において、下半部スチームガイド出口縁線幅比を変化させたときのタービン排気室圧力損失線図。 本発明に係る蒸気タービンの第２実施形態を示す正面断面図。 従来のスチームガイドを示す概略斜視図。 本発明に係る蒸気タービンに適用するスチームガイドを示す概略斜視図。 従来の下半部スチームガイドにおける下半部スチームガイド出口縁線に沿う圧力位置を示す図。 本発明に係る蒸気タービンに適用するスチームガイドのうち、下半部スチームガイドにおける下半部スチームガイド出口縁線および舌片出口縁線に沿う圧力位置を示す図。 従来の下半部スチームガイドの圧力分布と本発明に係る蒸気タービンに適用するスチームガイドにおける下半部スチームガイドの圧力分布とを比較する圧力分布比較線図。 本発明に係る蒸気タービンに適用するスチームガイドの下半部スチームガイド出口縁線に舌片を設けたときの舌片拡がり角度に対する圧力分布を示す圧力分布線図。 従来の蒸気タービンを示す縦断面図。 図１２のＡ−Ａ矢視方向から切断した切断断面図。 タービン排気損失中、その内訳を表わしたタービン排気の損失線図。

符号の説明

１ タービンケーシング
１ａ_１ 外部ケーシング上半部
１ａ_２ 外部ケーシング下半部
１ｂ_１ 内部ケーシング上半部
１ｂ_２ 内部ケーシング下半部
２ 蒸気入口部
３ 連絡管
４ タービンロータ
５ａ，５ｂ 蒸気通路
６ａ，６ａ_１，６ａ_２ タービンノズル
７ａ，７ａ_１，７ａ_２ タービン動翼
８ａ タービン段落
８ａ_１ タービン初段落
８ａ_２ タービン最終段落
９ スチームガイド
１０ ルートフローガイド
１１ タービン排気
１２ ディフューザ
１３ 軸受
１４ ベアリングコーン
１５ タービン排気室
１６ａ 上半部竜骨リブ
１６ｂ 下半部竜骨リブ
１７ 中央仕切板
１８ａ 前部仕切板
１８ｂ 後部仕切板
１９ 立板
２０ 上半部フローガイド
２１ タービンケーシング
２１ａ_１ 外部ケーシング上半部
２１ａ_２ 外部ケーシング下半部
２１ｂ_１ 内部ケーシング上半部
２１ｂ_２ 内部ケーシング下半部
２２ タービンロータ
２３ａ，２３ｂ 蒸気通路
２４，２４ａ_１，２４ａ_２ タービンノズル
２５，２５ａ_１，２５ａ_２ タービン動翼
２６ タービン段落
２６ａ_１ タービン初段落
２６ｂ_２ タービン最終段落
２７ スチームガイド
２７ａ 上半部スチームガイド
２７ｂ 下半部スチームガイド
２８ａ 上半部フローガイド
２８ｂ 下半部フローガイド
２９ タービン排気
３０ａ 上半部ディフューザ
３０ｂ 下半部ディフューザ
３１ 軸受
３２ａ 上半部ベアリングコーン
３２ｂ 下半部ベアリングコーン
３３ａ 上半部タービン排気室
３３ｂ 下半部タービン排気室
３４ａ 上半部竜骨リブ
３４ｂ 下半部竜骨リブ
３５ 連絡管
３６ 中央仕切部
３７ａ 前部仕切部
３７ｂ 後部仕切部
３８ 上半部フローガイド
３９ 立板
４０ａ 上半部スチームガイド入口縁線
４０ｂ 下半部スチームガイド入口縁線
４１ａ 上半部スチームガイド出口縁線
４１ｂ 下半部スチームガイド出口縁線
４２ 傾斜出口縁線
４３ 底部出口縁線
４４ 湾曲出口縁線
４５ 支持部材
４６ 舌片
４７ 舌片出口縁線

Claims (11)

1. 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、前記外部ケーシングを横断中心で分割し、外部ケーシング上半部と外部ケーシング下半部とに形成するとともに、前記内部ケーシングも横断中心で分割し、内部ケーシング上半部と内部ケーシング下半部とに形成する一方、前記内部ケーシングの出口側にスチームガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンで構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記スチームガイドを横断中心で上半部スチームガイドと下半部スチームガイドとに分割し、分割した上半部スチームガイドは、上半部スチームガイド入口縁線から上半部スチームガイド出口縁線に向って拡開状に形成する一方、分割した下半部スチームガイドは、下半部スチームガイド入口縁線から下半部スチームガイド出口縁線に向って拡開状に形成するとともに、前記下半部スチームガイド出口縁線を、前記横断中心から底部側に向って拡開状に延びる傾斜出口縁線と底部出口縁線を湾曲出口縁線で結ぶ形状にしたことを特徴とする蒸気タービン。
2. 下半部スチームガイド出口縁線は、横断中心から傾斜出口縁線と湾曲出口縁線とを結ぶ位置までの高さをＨ_１とし、前記横断中心から底部縁線までの高さをＨ_０とするとき、下半部スチームガイド出口縁線高さ比Ｈ_１／Ｈ_０を、Ｈ_１／Ｈ_０＝０．７〜１．０の範囲内に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
3. 下半部スチームガイド出口縁線は、外部ケーシング下半部幅をＷ_０とし、傾斜出口縁線と湾曲出口縁線とを結ぶ位置での底部出口縁線幅をＷ_１とするとき、下半部スチームガイド出口縁線幅比Ｗ_１／Ｗ_０を、Ｗ_１／Ｗ_０≦０．９の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
4. 下半部スチームガイドは、支持部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
5. 支持部材は、下半部スチームガイド出口縁線のうち、傾斜出口縁線、底部出口縁線および湾曲出口縁線に囲まれる領域に設置したことを特徴とする請求項４記載の蒸気タービン。
6. 下半部スチームガイドは、舌片を備えたことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
7. 舌片は、縦断中心に対し、左右振分けの拡がり角をθとすると、拡がり角θを、θ≦１２０°の範囲に設定したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービン。
8. 舌片は、下半部スチームガイド出口縁線に設けたことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービン。
9. 舌片は、下半部スチームガイド出口縁線から前方斜め上方側に向って延びる形状にしたことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービン。
10. 請求項１記載の上半部スチームガイドおよび下半部スチームガイドを低圧蒸気タービンに適用することを特徴とする蒸気タービン。
11. 請求項１０記載の低圧蒸気タービンは、ダブルフロー型であることを特徴とする蒸気タービン。

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