JP2947582B2 - 蒸気タービン - Google Patents

蒸気タービン

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JP2947582B2
JP2947582B2 JP2040860A JP4086090A JP2947582B2 JP 2947582 B2 JP2947582 B2 JP 2947582B2 JP 2040860 A JP2040860 A JP 2040860A JP 4086090 A JP4086090 A JP 4086090A JP 2947582 B2 JP2947582 B2 JP 2947582B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸気タービンに関する。本発明はより詳細に
は、蒸気が一般に、外側翼リングにより支持された半径
方向に延びる静翼の列及びロータに取付けられた回転翼
を通って排気案内部に軸方向へ流れ、該排気案内部によ
り最後の翼列から排気部へ差向けられる低圧蒸気タービ
ンに関する。
一般的に言えば、蒸気タービの動力出力は幾つかの既
知の変数の関数であり、重要な変数として蒸気の流量が
挙げられる。かくして、タービンの最後の列の回転翼を
より長い回転翼で置き換えることにより蒸気の流量を増
加させて既設の低圧タービンの動力出力を増大させるこ
とが提案されている。原回転翼を、静翼組立体を越えて
半径方向に延びる回転翼で置き換えれば蒸気の流量が著
しく増加することになる。しかしながら、このようにす
るためには、静翼を支持している外側翼リングの蒸気流
案内面を大がかりに機械加工して蒸気を、交換した回転
翼の翼先端へ案内する一層外方に向いた蒸気流案内面が
得られるようにしなければならない。既設のタービンの
外側翼リング及び外側翼リングを従来方式で支持する支
持リングの大がかりな機械加工を行なうと、外側翼リン
グと、従来、静翼及び外側リングを、翼に作用する軸方
向の圧力に抗して固定する支承手段となっている支持リ
ングの互いに並んで位置した下流側端部が除去されてし
まう。その上、もし交換用の回転翼が静翼を支持する外
側翼リングを越えて半径方向に延びる場合、既設のター
ビンの支持リングに従来方式でボルト留めされた排気フ
ローガイドを支持リングに再び整列させることができな
い。
従って、本発明の主目的は、蒸気を軸方向に隣接した
上流側の静翼列を支持する外側翼リングを越えて半径方
向に延びる回転翼へ又該回転翼から案内する蒸気流案内
面を有する蒸気タービンを提供すると共に、蒸気流案内
面を比較的長い回転翼と流体連通関係で支持する手段を
提供することにある。
この目的に鑑みて、本発明の要旨は、蒸気が流路に沿
って、該流路内で半径方向に延びる静翼及び回転翼を通
り、次に排気案内部を通って流れる蒸気タービンであっ
て、蒸気タービンは、ケーシングと、半径方向に延びる
静翼の列を支持すると共に蒸気が静翼列を通って流れる
ときに蒸気を外方へ案内する全体として円錐形の蒸気流
案内面を有する外側翼リングと、外側翼リングの周りに
半径方向に並置された状態でケーシング内に固定的に取
付けられていて、外側翼リングを支持する支持リングと
を有し、支持リングは、外側翼リングの蒸気流案内面に
軸方向に隣接して位置すると共に該蒸気流案内面から外
方へ延びる蒸気流案内面を有し、支持リングに軸方向に
隣接して配置されたスペーサー・リングが、支持リング
の蒸気流案内面に隣接して位置すると共に該蒸気流案内
面から外方へ延びる蒸気流案内面を有し、列状に配置さ
れた回転翼は、スペーサー・リングの蒸気流案内面に隣
接して位置すると共に外側翼リングを越えて軸方向に延
びる先端を有し、排気フローガイドが、スペーサー・リ
ングに隣接して軸方向に配置されていることを特徴とす
る蒸気タービンにある。
本発明の内容は添付の図面に例示的に示すにすぎない
好ましい実施例の以下の説明から一層明らかになろう。
第１図は、本発明を具体化した多段複流低圧蒸気ター
ビンを全体的に示している。蒸気タービン10は一般に、
ケーシング14内で２つの端部16,18の間に軸方向に延び
るロータ構造体12を有している。従来通り、発電機（図
示せず）又は他の低圧蒸気タービンはロータ構造体12の
一端に、高圧蒸気タービン又は別の低圧蒸気タービン
（図示せず）がロータ構造体12の他端部にそれぞれ作動
的に結合されている。ケーシング14は一般に外側ケーシ
ング19と内側ケーシグ20とから成る。外側ケーシング19
は上半分21と下半分22に水平方向に分割されている。内
側ケーシング20も同様に分割されて上半分23と下半分
（図示せず）の割り構造になっている。
蒸気は、間隔を置いて位置した入口連結部、例えば入
口連結部24を通ってタービン10内に流入し、一般にロー
タ構造体12を包囲する中央に配置された蒸気入口室26へ
流れる。蒸気は、間隔を置いて配置されたスラスト吸収
ステー・バー27の周りに内方に流れて、アーム29を介し
てステー・バー27によって支持された入口フローガイド
28にあたる。入口フローガイド28はロータ構造体12を高
速の蒸気から保護すると共に蒸気を軸方向に案内する。
蒸気は次に２つの流れ30,32に分けられ、その一方の蒸
気流30は全体的に軸方向の経路に沿って幾つかのタービ
ン翼段34を通ってロータ構造体12の一方の端部16に向っ
て流れ、他方の蒸気流32は全体的に軸方向の経路に沿っ
て、同じ数のタービン翼段36を通ってロータ構造体12の
他端部18に向って流れる。図示のタービン10では、蒸気
流30,32は蒸気流路内で半径方向に延びる７つの翼段を
通って流れる。各翼段は一般に、ケーシング14内に固定
的に取付けられた上流側の静翼列とロータ構造体に取付
けられた下流側の回転翼列とから成る。蒸気流30,32は
一般に、静翼38,40で表わされた最後の静翼列及び快適
翼42,44で表わされた最後の回転翼列から、内側ハウジ
ング50,52及び排気フローガイド54,56によって画定され
た環状の排気部46,48を通って、排気室58に流入する。
蒸気は次に外側ケーシング19の下半分22内に設けられて
いる大きな下方に向いた排気連結部60を通って複水器
（図示せず）に流入する。
第２図〜第５図は、ロータ構造体12の一方の端部16の
近傍に位置した最後のタービン翼列38,42及び下流側の
排気案内部46を全体的に示している。ロータ構造体12の
他方の端部18の近傍に位置する最後のタービン翼列40,4
2及び下流側の排気案内部48の構造的特徴は同一なので
これについて更に説明する必要はないであろう。
静翼38は、内側翼リング62と、これと同心の外側翼リ
ング64との間でロータ構造体12から見て半径方向に延び
ている。静翼38はリング62,64に溶接され、支持リング6
6により全体が支持された静翼組立体が形成されてい
る。支持リング66は鋳造又は溶接によりケーシング14に
一体に形成されているので２つのリング半部により構成
され、これらリング半部のうち一方は内側ケーシング20
の上半部23、他方のリング半部は内側ケーシング20の下
半分とそれぞれ一体である。内側翼リング62は漏止め装
置68、例えば図示の小径シールを支持している。
外側翼リング64は、静翼38を通って流れている蒸気流
30を回転翼42に向って外方に案内する円錐形の蒸気流案
内面70を有している。支持リング66は、蒸気流30が静翼
38から回転翼42に向って流れる時に蒸気流30を案内する
外側翼リングの蒸気流案内面70に軸方向に隣接して位置
すると共に該蒸気流案内面70の外方に延びる蒸気流案内
面72を有している。外側翼リング64は、蒸気流案内面7
0,72から間隔を置いて設けられたさねはぎ連結部により
支持リング66内に固定されている。図示のように、外側
翼リング64は支持リング66に設けられた溝76に嵌入する
舌部74を有し、舌部74及び溝76は支持リング66を支持す
る半径方向に延びるケーシング壁78の上流側及び下流側
に軸方向に延びている。支持リングの溝76の下流側の壁
80は、蒸気流30により静翼38に及ぼされる軸方向の圧力
に反作用する支承面構成している。変形例として、さね
はぎ連結部を、支持リングに設けた舌部（図示せず）を
外側翼リングに設けた溝（図示せず）に半径方向に嵌入
するように構成してもよく、この変形例では、支承壁は
支持リングの舌部の上流側の壁である。外側翼リング64
は、コーキングメタル82（第３図）により支持リングの
溝の壁80に軸方向に押付けられており、コーキングメタ
ル82は、これを外側翼リング64及び支持リング66によっ
て画定された空洞部内へ押し込むと組立中に塑性変形す
る。
支持リング66に軸方向に隣接して配設されたスペーサ
ー・リング84が、支持リング66の蒸気流案内面72から見
て外方に延びていて、蒸気流を回転翼42の先端88に向っ
て案内する蒸気流案内面86を有している。スペーサー・
リング84は支持リング66の外周面に嵌合して支持リング
66の蒸気流案内面72とスペーサー・リング84の蒸気流案
内面86を互いに整列させるアンダーカット部分90を有し
ている。変形例として、スペーサー・リング84及び支持
リング66を、軸方向に延びるさねはぎ連結部（図示せ
ず）により整列させてもよい。
回転翼42は、静翼38の下流側でロータ構造体12に取付
けられている。図面に示すように、回転翼42の先端88
は、静翼38を支持する外側翼リング64を越えて半径方向
に延びている。又、外側翼リング64、支持リング66、ス
ペーサー・リング84のそれぞれの蒸気流案内面70,72,86
は、蒸気を回転翼42の長さ全体に亘り横切るよう案内す
る。
排気フローガイド54は、回転翼列42の周りに設けられ
たフランジ94から延びる全体として円錐形のハウジング
92を有し、フランジ94は、蒸気流30を回転翼列42から離
れるよう軸方向に差向けるようスペーサー・リング84に
軸方向に隣接して位置している。第３図に最も明確に示
すように、排気フローガイドのフランジ94及びスペーサ
ー・リング84はボルト96により、半径方向ケーシング壁
78に溶接されたボス、例えばボス98に固定されている。
好ましくは、長い溶接ビートを用いても熱変形の生じる
恐れがないようにするため隅肉溶接部2100を施す。ボス
98は好ましくはボルト、例えばボルト102によって半径
方向ケーシング壁64に万全に固定されており、従ってた
とえ溶接部100が疲労、腐食、応力腐食又は他の原因に
より破損した場合でも固定状態を保つ、スペーサー・リ
ング84のアンダーカット90は、排気フローガイドのフラ
ンジ94を定位させると共に支持リング66を蒸気流の圧力
に抗して万全に支持する便利な手段となっている。
第４図は、フランジ94から延びる比較的長いボルト10
4を図示のように半径方向ケーシング壁78に螺合させる
ことにより、フランジ94、スペーサー・リング84及びボ
ス98を半径方向ケーシング壁78に固定する変形手段を示
している。たとえねじ部108が締付け状態を保たなくな
った場合でも螺合関係を保つようにすると共にねじ部10
8を腐食から保護する固定用の連続溶接部106が設けられ
る。又、第４図に示す構造を用いると、第３図に示す構
造と比べて溶接の所要量が少なくなる。
本発明は既設のタービンの動力出力を増大させるため
かかる既存のタービンをレトロフィットするのに時に有
用である。第５図は一般に、第１図〜第３図のレトロフ
ィット後のタービン10と、想像線で示すその原設計のタ
ービンを比較している、上述のように、レトロフィット
後のタービン10は一般に、支持リング66内に取付けられ
た静翼、例えば、静翼38の列及び排気フローガイド54内
に位置した隣接の下流側の比較的長い回転翼、例えば回
転翼42の列を有している。タービン10はもともと、小径
の排気フローガイド132内に配設されたそれよりも短い
回転翼、例えば回転翼130を用いており、排気フローガ
イド132は、遠くに位置した半径方向ケーシング壁78で
はなく、支持リング66の隣接の下流側の端部134に直接
ボルト止めされた状態で支持されている。又、支持リン
グ66の隣接の下流側の端部134はもともと、原静翼138を
定位置に固定する支承壁136を備えていた。第５図で分
るように、長い回転翼42の上流側に適当に配向した蒸気
流案内面72を形成するためには、支持リング66の下流側
端部134及びそのもともとの支承壁136を支持リング66か
ら切削加工する必要があった。かくして、原静翼組立体
は溝76を設けなければ支持リング66内に固定的に取付け
ることができなかったであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を具体化した軸流蒸気タービンの部分
縦断面図である。 第２図は、第１図において全体をFIG.2で示した静翼及
び回転翼の最後の列及び下流側の排気フローガイドの拡
大縦断面図である。 第３図は、第３図において全体をFIG.3で示したタービ
ン翼の半径方向端部及び排気フローガイドを全体的に示
す拡大縦断面図である。 第４図は、第３図に示す構造体を支持する変形手段を全
体的に示す縦断面図である。 第５図は、第３図に示すタービンの主要構造部分の縦断
面図であり、又従来型タービンの翼の相対位置を想像線
で示す図である。 10……多段複流低圧蒸気タービン 12……ロータ構造体 14……ケーシング 19……外側ケーシング 20……内側ケーシング 30,32……蒸気流 36……タービン翼段 38,40……静翼 42,44……回転翼 46,48……排気案内部 54,56……フローガイド 58……排気室 64……外側翼リング 66……支持リング 70,72,86……蒸気流案内面 74……舌部 76……溝 84……スペーサー・リング 88……回転翼先端 90……アンダーカット 94……フランジ 98……ボス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−50311（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−71902（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−19001（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭42−18487（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭42−6605（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01D 9/02 - 9/04 F01D 9/02 102 - 103 F01D 9/00 ３Ｇ００２ ＧＡ００＋ＧＡ１３−ＧＡ１６

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蒸気が流路に沿って、該流路内で半径方向
    に延びる静翼及び回転翼を通り、次に排気案内部を通っ
    て流れる蒸気タービンであって、蒸気タービンは、ケー
    シングと、半径方向に延びる静翼の列を支持すると共に
    蒸気が静翼列を通って流れるときに蒸気を外方へ案内す
    る全体として円錐形の蒸気流案内面を有する外側翼リン
    グと、外側翼リングの周りに半径方向に並置された状態
    でケーシング内に固定的に取付けられていて、外側翼リ
    ングを支持する支持リングとを有し、支持リングは、外
    側翼リングの蒸気流案内面に軸方向に隣接して位置する
    と共に該蒸気流案内面から外方へ延びる蒸気流案内面を
    有し、支持リングに軸方向に隣接して配置されたスペー
    サー・リングが、支持リングの蒸気流案内面に隣接して
    位置すると共に該蒸気流案内面から外方へ延びる蒸気流
    案内面を有し、列状に配置された回転翼は、スペーサー
    ・リングの蒸気流案内面に隣接して位置すると共に外側
    翼リングを越えて軸方向に延びる先端を有し、排気フロ
    ーガイドが、スペーサー・リングに隣接して軸方向に配
    置されていることを特徴とする蒸気タービン。
  2. 【請求項２】外側翼リングは、支持リングに形成された
    溝に嵌入する舌部を有していることを特徴とする請求項
    第（１）項記載の蒸気タービン。
  3. 【請求項３】支持リングは半径方向に延びるケーシング
    壁と一体に形成され、外側翼リングの舌部は、半径方向
    に延びるケーシング壁の下流側で支持リングに軸方向に
    当接していることを特徴とする請求項第（２）項記載の
    蒸気タービン。
  4. 【請求項４】スペーサー・リングは、外側翼リングの蒸
    気流案内面と支持リングの蒸気流案内面を互いに整列さ
    せるよう支持リングに嵌合するアンダーカット部分を有
    することを特徴とする請求項第（１）項、第（２）項又
    は第（３）項記載の蒸気タービン。
  5. 【請求項５】支持リングは、半径方向に延びるケーシン
    グ壁と一体に形成され、排気フローガイドは、スペーサ
    ー・リングに軸方向に隣接すると共に回転翼に半径方向
    に隣接して位置したフランジを有し、ボスが、スペーサ
    ー・リングと半径方向に延びるケーシング壁との間で支
    持リングの半径方向に配置され、排気フローガイドのフ
    ランジは、排気フローガイド及び支持リングを支持する
    ようスペーサー・リング及びボスを介して半径方向に延
    びるケーシング壁に締結されていることを特徴とする請
    求項（１）項〜第（４）項のうちいずれか一つの項に記
    載の蒸気タービン。
  6. 【請求項６】フランジ及びスペーサー・リングは、ボス
    に螺合するボルトによりボスに固定され、ボスは、隅肉
    溶接部により半径方向に延びるケーシング壁に固着され
    ていることを特徴とする請求項第（５）項記載の蒸気タ
    ービン。
  7. 【請求項７】溶接されたボスは更に、ボスに螺合するボ
    ルトにより半径方向に延びるケーシング壁に固定されて
    いることを特徴とする請求項第（６）項記載の蒸気ター
    ビン。
  8. 【請求項８】フランジは、該フランジから延びて、半径
    方向に延びるケーシング壁に螺合するボルトにより半径
    方向に延びるケーシング壁に固定されていることを特徴
    とする請求項第（５）項記載の蒸気タービン。
  9. 【請求項９】ボルトは、半径方向に延びるケーシング壁
    に溶接されていることを特徴とする請求項第（８）項記
    載の蒸気タービン。
JP2040860A 1989-02-21 1990-02-21 蒸気タービン Expired - Lifetime JP2947582B2 (ja)

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US07/312,282 US4900223A (en) 1989-02-21 1989-02-21 Steam turbine
US312,282 1989-02-21

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JPH02248603A JPH02248603A (ja) 1990-10-04
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