JP3663836B2 - 軸流蒸気タービンの低圧翼部のドレン除去構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、軸流排気タービンなどを対象とした蒸気タービンの低圧翼部におけるドレン除去構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気タービンでは、蒸気の湿り度が高くなる低圧段落の翼部のエロージョン対策として、ドレンキャッチャとして知られているドレン除去構造を採用し、低圧翼部の各段落の途中から主蒸気中に混在しているドレンを分離，捕集して翼部に作用するエロージョンの緩和，並びに翼効率の向上を図るようにしている。
【０００３】
ここで、頭記の軸流排気タービンを対象に、その低圧翼部に採用されている従来のドレン除去構造を図３(a),(b) に示す。図において、１はタービンロータ、２ａ〜２ｃはロータ１に植設した低圧段落の動翼、３は前部ケーシング、４は低圧部の車室を構成する排気ケーシング、５は排気ケーシング４に組み込んだ静翼ホルダ、６ａ〜６ｃは静翼ホルダ５に植設した低圧段落の静翼、７はロータ軸受である。なお、図示例では低圧部の段落が３段からなり、静翼ホルダ５は各段落ごとに分割して排気ケーシング４に取付けられている。
【０００４】
また、前記の排気ケーシング４は翼取付け部分の領域を二重構造として静翼ホルダ５の並ぶ外周側に環状の蒸気室８を画成した上で、該蒸気室８と連通するように内胴４ａの周壁に混合ドレン抽出孔４ｂを開口するとともに、蒸気室８の底部側に混合ドレン排出口８ａを開口している。なお、混合ドレン排出口８ａは接続配管（図示せず）を経て復水器に接続されている。
【０００５】
かかる構成で、蒸気タービンの運転時には復水器に通じている蒸気室８が低圧に保持されている。そして、湿り度の高い主蒸気流に混在しているドレンは低圧部の各段落を通過する過程で動翼２ａ，２ｂの遠心力により主蒸気通路の外周側に飛ばされ、主蒸気通路と先記蒸気室８との差圧によって主蒸気通路側から蒸気室に吸い込まれる蒸気（吸い出し蒸気）に随伴する形で静翼ホルダ５の相互間の隙間をすり抜けて捕集され、さらに混合ドレン抽出口４ｂを通じて蒸気室８に取り込まれてその底部側に集合し、ここから混合ドレン排出口８ａ通じて復水器へ放流，排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した従来のドレン除去構造は、次記のような問題点がある。
(1) 主蒸気流から分離した混合ドレンを取り込む蒸気室８を排気ケーシング４の外周側に画成しているために、この部分で排気ケーシング４が複雑な二重構造となる。
【０００７】
(2) ドレンと一緒に取り込んだ吸い出し蒸気を蒸気室８から復水器に放流するようにしているため、蒸気室８の混合ドレン排出口８ａと復水器との間を連ねる排気管として太い配管が必要となる。
このために、タービン設備の製作コストが嵩むほか、所内における排気管の配管スペースも大きくなる。
【０００８】
この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、簡素な構造で主蒸気に混在しているドレンを低圧段落の途上で分離，除去できるように改良した軸流蒸気タービンの低圧翼部のドレン除去構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明によれば、低圧段落の静翼を静翼ホルダに支持し、タービンロータと組合せて排気ケーシングに組み込んだ軸流蒸気タービンにおいて、
(1) 静翼ホルダと該ホルダの外周を取り巻く排気ケーシングとの間に画成し、かつその下流側端を排気ケーシング内の下流側に向けて開放した環状の蒸気室と、各段落に対応して静翼ホルダの壁面，および隣接する静翼ホルダの相互間に開口した混合ドレン抽出口と、前記蒸気室に連ねて排気ケーシングの底部に開口したドレン排出口とを備え、前記の混合ドレン抽出口を通じて各段落翼部側から蒸気室内に取り込んだ混合ドレンを該蒸気室内で吸い出し蒸気とドレンとに気液分離した上で、ドレンをドレン排出口より排出し、吸い出し蒸気は排気ケーシング内に放流するように構成する（請求項１）。
【００１０】
(2) 静翼ホルダと該ホルダの外周を取り巻く排気ケーシングとの間に画成し、かつその下流側端を排気ケーシング内に向けて開放した環状の蒸気室と、各段落に対応して静翼ホルダの壁面，および隣接する静翼ホルダの相互間に開口した混合ドレン抽出口とを備え、前記した各段落の混合ドレン抽出口を通じて蒸気室内に取り込んだ混合ドレンを蒸気室内で合流させた上で、排気ケーシング内に放流するように構成する（請求項２）。
【００１１】
(3) さらに、前項(1),(2) において、最終段落の静翼ホルダの後端部に主蒸気通路が下流側に向けて拡大するディフューザを形成する（請求項３）。
上記のように静翼ホルダと該ホルダを取り巻く排気ケーシングとの間に環状の蒸気室を画成し、かつドレンと一緒に蒸気室に取り込んだ吸い出し蒸気を蒸気室の後端から排気ケーシング内（低圧翼部の下流側）に放流するように構成したことで、排気ケーシングは複雑な二重構造とせずに簡単な一重構造で構成でき、さらに蒸気室から引出したドレン排水管（請求項１）は径小なパイプで十分に対応可能となる。また、低圧翼部の段落の途上で捕集したドレンをこれに随伴する吸い出し蒸気と一緒に排気ケーシング内の下流側に排出する（請求項２）ことで、ドレン排水管が省略でき。なお、この場合に段落の途中で捕集したドレンは蒸気室を迂回経路として低圧翼部の最終段落よりも下流側に放出するようにしているので、後段の翼部にエロージョンの作用を及ぼすことはない。
【００１２】
また、最終段落の静翼ホルダの後端部に主蒸気通路が下流側に向けて拡大するディフューザを形成することで、蒸気室に取り込んだ吸い出し蒸気，ないし混合ドレンを効率よる排気ケーシング内に放流できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１，図２の各実施例について説明する。なお、各実施例の図中で図３に対応する同一部材には同じ符号が付してある。
〔実施例１〕
図１は請求項１，３に対応する実施例を示すものである。この実施例においては、まず静翼ホルダ５と該ホルダの間に間隔をおいてその外周を取り巻く排気ケーシング（一重構造のケーシング）４との間に環状の蒸気室９が画成されており、該蒸気室９の下流側端が排気ケーシング４に向けて開放している。なお、この開放部に対応して最終段落の静翼ホルダ５の後端部には主蒸気通路が下流側に向けて拡大するように張り出したディフューザ５ａが形成されている。また、図示例では静翼ホルダ５は前後段に分割した上で個別に排気ケーシング４の取付座に固定されており、上流側に並ぶホルダには静翼６ａと６ｂが、また下流側のホルダには最終段落の静翼６ｃが取付けてあり、かつ各静翼ホルダ５の周壁には、各段落に対応して背後の蒸気室９に通じる混合ドレン抽出口５ｂが周方向に分散開口している。さらに、排気ケーシング４の底部には前記した環状蒸気室９に通じる小径なドレン排出口４ｃが開口している。
【００１４】
かかる構成により、主蒸気流に混在しているドレンは低圧部の各段落を通流する過程で動翼の遠心力で静翼ホルダ５の周面側に飛ばされ、ここから主蒸気の一部蒸気に随伴する形で混合ドレン抽出口５ｂ，および前後に並ぶ静翼ホルダ５の相互間の隙間を通して背後の蒸気室９に取り込まれ（実腺矢印）て気液分離し、ここからドレンは蒸気室９の底部側に流下した後にドレン排出口４ｃを通じて排出（鎖線矢印）される。一方、ドレンと一緒に蒸気室９に取り込まれた吸い出し蒸気は、蒸気室９の後端開放口より排気ケーシング４の下流側域（最終段落よりも下流側）に放流（点線矢印）され、主蒸気流と合流して復水器に導かれる。
【００１５】
〔実施例２〕
図２は請求項２，３に対応する実施例を示すものである。この実施例は図１におけるドレン排出口４ｃが無いほかは、先記実施例１と同じ構造に構成されていおり、低圧翼部の各段落から蒸気室９に取り込まれた混合ドレンは蒸気室内で合流した後、蒸気室９を迂回経路としてその後端の開放口から図１で述べた吸い出し蒸気と同様に、排気ケーシング４の下流側域に放流され、主蒸気流と合流して復水器に導かれる。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の構成によれば、従来のドレン除去構造に比べて次記の効果を奏する。
(1) 排気ケーシングは複雑な二重構造とすることなしに簡単な一重構造で構成でき、さらに蒸気室から引出したドレン排水管（請求項１）は、捕集したドレンのみを流すだけ径小な配管でも十分に対応可能となるので、コスト低減，並びに配管スペースの縮減化が図れる。
【００１７】
(2) また、低圧翼部の段落の途上で捕集したドレンをこれに随伴する吸い出し蒸気と一緒に排気ケーシング内の下流側に排出する（請求項２）ことにより、ドレン排水管が不要となる。なお、この場合に段落の途中で捕集したドレンは蒸気室を迂回経路として低圧翼部の最終段落よりも下流側に放出するようにしているので、後段の翼部にエロージョンの作用を及ぼすことはない。
【００１８】
(3) また、最終段落の静翼ホルダの後端部に主蒸気通路が下流側に向けて拡大するディフューザを形成する（請求項３）ことで、蒸気室に取り込んだ吸い出し蒸気，ないし混合ドレンを効率よる排気ケーシング内に放流できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１に対応する低圧翼部のドレン除去機構の構成断面図
【図２】この発明の実施例２に対応する低圧翼部のドレン除去機構の構成断面図
【図３】従来の軸流排気タービンにおける低圧翼部のドレン除去機構の構成図であり、(a) は軸方向に沿った断面図、(b) は(a) 図の矢視Ｘ−Ｘ断面図
【符号の説明】
１ タービンロータ
２ａ〜２ｃ 動翼
４ 排気ケーシング
４ｃ ドレン排出口
５ 静翼ホルダ
５ａ ディフューザ
５ｂ 混合ドレン抽出口
６ａ〜６ｃ 静翼
９ 蒸気室
Claims (3)
- 低圧段落の静翼が静翼ホルダを介して排気ケーシングに支持されている軸流蒸気タービンにおいて、静翼ホルダと該ホルダの外周を取り巻く排気ケーシングとの間に画成し、かつその下流側端を排気ケーシング内の下流側に向けて開放した環状の蒸気室と、各段落に対応して静翼ホルダの壁面，および隣接する静翼ホルダの相互間に開口した混合ドレン抽出口と、前記蒸気室に連ねて排気ケーシングの底部に開口したドレン排出口とを備え、前記の混合ドレン抽出口を通じて各段落翼部側から蒸気室内に取り込んだ混合ドレンを該蒸気室内で吸い出し蒸気とドレンとに気液分離した上で、ドレンをドレン排出口より排出し、吸い出し蒸気は排気ケーシング内に放流するようにしたことを特徴とする軸流蒸気タービンの低圧翼部のドレン除去構造。
- 低圧段落の静翼が静翼ホルダを介して排気ケーシングに支持されている軸流蒸気タービンにおいて、静翼ホルダと該ホルダの外周を取り巻く排気ケーシングとの間に画成し、かつその下流側端を排気ケーシング内の下流側に向けて開放した環状の蒸気室と、各段落に対応して静翼ホルダの壁面，および隣接する静翼ホルダの相互間に開口した混合ドレン抽出口とを備え、前記の段落の混合ドレン抽出口を通じて各段落翼部から蒸気室内に取り込んだ混合ドレンを蒸気室内で合流させた上で、排気ケーシング内に放流するようにしたことを特徴とする軸流蒸気タービンの低圧翼部のドレン除去構造。
- 請求項１，または２記載のドレン除去構造において、最終段落の静翼ホルダの後端部に主蒸気通路が下流側に向けて拡大するディフューザを形成したことを特徴とする軸流蒸気タービンの低圧翼部のドレン除去構造。
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| JP16244597A JP3663836B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 軸流蒸気タービンの低圧翼部のドレン除去構造 |
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| JPH1113415A JPH1113415A (ja) | 1999-01-19 |
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