JP4664854B2 - 低圧蒸気タービン - Google Patents

Description

本発明は、排気損失を低減することができる低圧蒸気タービンに関する。

火力発電所などで用いられる低圧蒸気タービンの効率を向上させることは、エネルギー資源の有効利用、ＣＯ_２排出量の削減のための重要な課題となっている。そして、低圧蒸気タービンの効率を向上させるには、与えられたエネルギーを有効に機械仕事に変換することが必要であり、このためには、様々な内部損失を低減する必要がある。

低圧蒸気タービン内の内部損失には、翼の形状に起因する損失、二次流れ損失、漏洩損失、湿り損失などの低圧蒸気タービン翼列内の損失、蒸気弁やクロスオーバ管などにおける損失及び排気損失がある。このうち排気損失は、低圧蒸気タービンにおける全損失の１０％〜２０％と非常に大きな割合を占めている。

排気損失は、最終段落の出口から、復水器の入口までの間で発生する損失であり、その内訳は、さらにリービング損失、フード損失、環状面積制限損失及びターンナップ損失に分類される。このうち、フード損失は、低圧蒸気タービンから復水器までの圧力損失であり、低圧蒸気タービンの形式や形状及び低圧蒸気タービンのサイズに大きく依存する。

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、排気サイズを大きくするにはコストや建屋などからの制約がある。フード損失も軸流速度、すなわち低圧蒸気タービンを通過する体積流量に依存する。図１４に軸流速度と、排気損失との関係を、排気損失の内訳とともに示す。

低圧蒸気タービンは、蒸気タービン全体の非常に大きな容量を占めるため、フード損失を低減させるために低圧蒸気タービンのサイズを大きくすることは、発電所全体のサイズやコストに大きな影響を与える。このため、低圧蒸気タービンにおいては、限られたサイズで、その損失の小さくすることが特に重要となる。

低圧蒸気タービンの下側に復水器を配置してなるプラントは最も一般的であり、この場合に使用される従来の下方排気型の低圧蒸気タービンを図１３（ａ）、（ｂ）に示す。なお図１３（ａ）、（ｂ）に示す低圧蒸気タービンは、２つの低圧段落５１，５１がひとつにまとめられたダブルフロー型と呼ばれるものである。なお図１３（ａ）は、従来技術における低圧蒸気タービンの側方断面図であり、図１３（ｂ）は、従来技術における低圧蒸気タービンの横断面図である。

図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の低圧蒸気タービンは、外車室１０と、外車室１０内に配置され、外車室１０に支持板６によって支持されている内車室８と、外車室１０及び内車室８を貫通し、回転軸Ｒ周りを回転自在に配置されたロータ３と、内車室８に水平方向に二箇所で連結され、高中圧蒸気タービン（図示せず）から流入する蒸気を案内する入口管７，７とを備えている。また、ロータ３の外周に設けられた複数の動翼３１と、内車室に設けられた複数のノズル３２とから複数の段落３３が構成され、この複数の段落３３は少なくとも蒸気９を排出する最終段落３４ａ，３４ｂを含む。最終段落３４ａ，３４ｂの下流側には、最終段落３４ａ，３４ｂより排出された蒸気９を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイド３６と、内周縁を構成する軸受コーン３７とを有する環状のディフューザ３５とが配置されている。

図１３（ａ）、（ｂ）において、入口管７，７を介して高中圧蒸気タービンから流入する蒸気は、内車室８内においてロータ３に沿って二方向に分かれ、それぞれの蒸気は各段落３３で仕事をする。その後、最終段落３４ａ，３４ｂから蒸気９が排出されるとともに、この蒸気９は、環状のディフューザ３５で減速されて静圧を回復する。そして、蒸気９は、外車室１０で囲まれた空間で下向きに転向して、低圧蒸気タービン下方に位置する復水器（図示せず）に流出する。

図１３（ａ）、（ｂ）において、下方に配置された下方最終段落３４ｂから排出される蒸気９は、下方のディフューザ３５で減速しながら、低圧蒸気タービン出口をそのまま通過して、復水器まで流れていく。一方、上方に配置された上方最終段落３４ａから排出された蒸気９は、外車室１０内で低圧蒸気タービン中心部に転換して流れた後、下方に配置された復水器へと向かう。このため、低圧蒸気タービンの中心部と、低圧蒸気タービンの端部に設けられた下方側の軸受コーン３７の下方部とにおいて蒸気９の流速が速くなっている。

ここで、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、高中圧蒸気タービンで仕事を終えた蒸気は、低圧蒸気タービン中央部に配置された入口管７，７から低圧段落５１，５１へ案内される。このため、上方最終段落３４ａから排出される蒸気９は、入口管７，７と、内車室８を支持する支持板６との間の狭い通路（縮流部）１３を通過した後、復水器へと至る。

この場合、上方最終段落３４ａから排出される蒸気９が縮流部１３を通過する際、蒸気９の流速が加速され、縮流部１３において発生する損失が大きくなってしまう。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、上方最終段落から排出される蒸気が縮流部を通過する際に発生する損失を小さくしたり、又は当該損失をなくしたりすることができる低圧蒸気タービンを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、外車室と、外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、前記入口管が、高中圧蒸気タービンから３箇所以上に分岐して、前記内車室に連結していることを特徴とする低圧蒸気タービンである。

本発明は、高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、外車室と、外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、前記入口管は、前記内車室に水平方向に連結され、内車室に水平方向に連結された当該入口管の断面形状は、水平方向の幅が垂直方向の幅より小さい扁平形状となっていることを特徴とする低圧蒸気タービンである。

本発明は、高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、外車室と、外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、前記入口管は前記ロータの左右に配置され、しかも左右で直径が異なっていることを特徴とする低圧蒸気タービンである。

本発明は、高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、外車室と、外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、前記内車室は、上方に配置された上方内車室と、下方に配置された下方内車室とからなり、前記入口管は、上方内車室に水平方向に連結されていることを特徴とする低圧蒸気タービンである。

本発明は、高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、外車室と、外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、前記入口管は、前記内車室に水平方向に連結され、前記支持板のうち当該入口管近傍部分には、最終段落より排出された蒸気が通過する開口部が形成され、最終段落より排出された蒸気を開口部から逃がすことを特徴とする低圧蒸気タービンである。

本発明は、高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、外車室と、外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、前記入口管は、前記内車室に水平方向に連結され、前記支持板は、前記内車室を上部に設けられた支持部を介して支持し、当該支持部は、その上端の高さが内車室に水平方向に連結された入口管の下端の高さよりも低くなるよう配置されていることを特徴とする低圧蒸気タービンである。

本発明は、高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、外車室と、外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、前記入口管は、前記内車室に水平方向に連結され、前記内車室を支持する支持板は、内車室に水平方向に連結された入口管の下方に配置されていることを特徴とする低圧蒸気タービンである。

本発明は、高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、外車室と、外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、前記入口管は、前記内車室に水平方向に連結され、当該入口管の上方に、最終段落より排出された蒸気を支持板に対して入口管の反対側外方へと導く制御羽根が設けられていることを特徴とする低圧蒸気タービンである。

本発明によれば、上方最終段落から排出される蒸気の縮流部における流速の加速を抑えることによって、縮流部で発生する損失を小さくするか、又は当該縮流部を除去することによって縮流部で発生する損失をなくすことができる低圧蒸気タービンを提供することができる。

第１の実施の形態
以下、本発明に係る低圧蒸気タービンの第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施の形態を示す図である。なお、本実施の形態の低圧蒸気タービンは、高中圧蒸気タービン（図示せず）から流入する蒸気によって仕事をし、２つの低圧段落５１，５１がひとつにまとめられたダブルフロー型と呼ばれるものである。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、低圧蒸気タービンは、外車室１０と、外車室１０内に配置され、外車室１０に支持板６によって支持されている内車室８と、外車室１０及び内車室８を貫通し、回転軸Ｒ周りを回転自在に配置されたロータ３と、内車室８に連結され、高中圧蒸気タービン（図示せず）から流入する蒸気を案内する入口管７，７，１２と、ロータ３の外周に設けられた複数の動翼３１と、内車室８に設けられた複数のノズル３２とからなり、少なくとも蒸気９を排出する最終段落３４ａ，３４ｂを含む複数の段落３３とを備えている。なお図１（ａ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの側方断面図であり、図１（ｂ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの横断面図である。

また図１（ａ）、（ｂ）に示すように、最終段落３４ａ，３４ｂの下流側には、最終段落３４ａ，３４ｂより排出された蒸気９を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイド３６と、内周縁を構成する軸受コーン３７とを有する環状のディフューザ３５が配置されている。

また図１（ａ）、（ｂ）に示すように、高中圧蒸気タービンからの排出管（図示せず）が三方に分岐して入口管７，７，１２となり、これら入口管７，７，１２は内車室８の三箇所に連結されている。具体的には、入口管７，７が水平方向から二箇所で内車室８に連結され、入口管１２が上方から一箇所で内車室８に連結されている。

なお内車室８は、上方に位置する上方内車室４１と、下方に位置する下方内車室４２とからなっている。また外車室１０は、上方に位置する上方外車室１と、下方に位置する下方外車室２とからなっている。さらに、最終段落３４ａ，３４ｂは、外車室１０内の上方に位置する上方最終段落３４ａと、下方に位置する下方最終段落３４ｂとからなっている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。

図１（ａ）、（ｂ）において、高中圧蒸気タービンから流入する蒸気は、入口管７，７，１２を介して内車室８内に流入した後、内車室８内において、ロータ３に沿って二方向（図１（ａ）の左右方向）に分かれ、各段落３３で仕事をする。その後、最終段落３４ａ，３４ｂから蒸気９が排出されるとともに、この蒸気９は低圧蒸気タービン内での損失を極力低減するよう、チップフローガイド３６及び軸受コーン３７からなる環状のディフューザ３５により減速して静圧を回復する。次に、この蒸気９は、外車室１０で囲まれた空間で下向きに転向して、入口管７，７に当接しながら低圧蒸気タービン下方に位置する復水器（図示せず）に流出する。

図１（ａ）、（ｂ）において、下方に位置する下方最終段落３４ｂから排出された蒸気９は下方のディフューザ３５で減速され、低圧蒸気タービン出口をそのまま通過して、復水器まで流れていく。一方、上方に位置する上方最終段落３４ａから排出された蒸気９は、外車室１０内で低圧蒸気タービン中心部に転換して流れた後、下方に配置された復水器へと向かう。

なお、外車室１０での損失を極力低減するためには、ディフューザ３５で蒸気９を極力減速させて静圧を回復する必要があるが、急拡大流路では、流れが剥離してしまって有効な静圧回復が妨げられ、その拡大率や流路形状には最適値が存在する。このため、ディフューザ３５の形状は制約されてしまう。そこで、本実施の形態においては、ディユーザ３５の下流側に設けられる内車室８に水平方向に連結した入口管７，７と、内車室８を支持する支持板６との間の通路（縮流部）１３の構造を以下のように定めて、外車室１０における排気損失を低減する。

すなわち本実施の形態においては、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、高中圧蒸気タービンから流入する蒸気を案内する入口管７，７，１２が、内車室８に三箇所で連結しているため、入口管７，７の断面積を小さくすることができる。このため、内車室８に水平方向に連結した入口管７，７と、内車室８を支持する支持板６との間の通路（縮流部）１３の横断面積を大きくでき、絞りの程度を抑えることができる。この結果、最終段落３４ａ，３４ｂから排出され、縮流部１３を通過する蒸気９の流速の加速を抑えることができるので、縮流部１３で発生する損失を小さくすることができる。

なお比較のため、図１（ａ）に、内車室８に二箇所で連結している場合（従来技術）の入口管１１を示すが、入口管７，７の断面積が入口管１１の断面積よりも小さくなっていることがわかる。この場合、縮流部１３の横断面積は小さくなり、縮流部１３で発生する損失は大きくなってしまう。

第２の実施の形態
次に図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）、（ｂ）により本発明の第２の実施の形態について説明する。図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）、（ｂ）に示す第２の実施の形態は、入口管７，７，１２，１２が、高中圧蒸気タービンから四方に分岐し、内車室８の四箇所に連結しているものであり、他は図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と略同一である。

図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）、（ｂ）に示す第２の実施の形態において、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお図２（ａ）及び図３（ａ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの側方断面図であり、図２（ｂ）及び図３（ｂ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの横断面図である。

上述のように、高中圧蒸気タービンの排出管（図示せず）が四方に分岐して入口管７，７，１２，１２となり、これら入口管７，７，１２，１２は内車室８の四箇所に連結されている。具体的には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、入口管７，７が、水平方向から２箇所で内車室８に連結され、入口管１２，１２が、斜め上方から２箇所で内車室８の上方内車室４１に連結されている。

本実施の形態によれば、高中圧蒸気タービンから流入する蒸気を案内する入口管７，７，１２，１２が内車室８の四箇所に連結しているため、水平方向から内車室８に連結する入口管７，７の断面積を小さくすることができる。このため、内車室８に水平方向に連結した入口管７，７と、内車室８を支持する支持板６との間に形成される縮流部１３の横断面積を大きくでき、絞りの程度を抑えることができる。この結果、縮流部１３を通過する蒸気９の流速の加速を抑えることができるので、縮流部１３で発生する損失を小さくすることができる。

なお、図２（ａ）、（ｂ）において、入口管７，７を水平方向から２箇所で内車室８に連結させ、入口管１２，１２を斜め上方から２箇所で内車室８の上方内車室４１に連結させている態様を用いて説明したが、これに限らず、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、入口管７，７を水平方向から２箇所で内車室８に連結させ、入口管１２ａを上方から内車室８の上方内車室４１に連結し、入口管１２ｂが下方から内車室８の下方内車室４２に連結させてもよい。

このように、高中圧蒸気タービンから流入する蒸気を案内する入口管７，７，１２ａ，１２ｂを、内車室８の周方向に対して均等に配置することによって、高中圧蒸気タービンからの蒸気を、内車室８内で均一に流入させることができ、好ましいタービン性能を得ることができる。

第３の実施の形態
次に図４（ａ）、（ｂ）により本発明の第３の実施の形態について説明する。図４（ａ）、（ｂ）に示す第３の実施の形態は、内車室８に水平方向から二箇所で入口管７，７が連結され、当該入口管７，７の断面形状が、水平方向の幅が垂直方向の幅より小さい扁平形状となっているものであり、他は図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と略同一である。

図４（ａ）、（ｂ）に示す第３の実施の形態において、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお図４（ａ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの側方断面図であり、図４（ｂ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの横断面図である。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、内車室８に水平方向に連結された入口管７，７の水平方向の幅が垂直方向の幅より小さくなっているので、内車室８に水平方向に連結した入口管７，７と、内車室８を支持する支持板６との間に形成される縮流部１３の横断面積を大きくでき、絞りの程度を抑えることができる。この結果、縮流部１３を通過する蒸気９の流速の加速を抑えることができるので、縮流部１３で発生する損失を小さくすることができる。

第４の実施の形態
次に図５（ａ）乃至（ｃ）により本発明の第４の実施の形態について説明する。図５（ａ）乃至（ｃ）に示す第４の実施の形態は、内車室８に水平方向から二箇所で入口管７，１４が連結され、内車室８に水平方向に連結された入口管７，１４の直径が、各々異なっているものであり、他は図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と略同一である。

図５（ａ）乃至（ｃ）に示す第４の実施の形態において、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお図５（ａ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの平面断面図であり、図５（ｂ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの側方断面図であり、図５（ｃ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの横断面図である。

図５（ａ）乃至（ｃ）において、各段落３３で仕事を終え、最終段落３４ａ，３４ｂから排出されてディフューザ３５で案内された蒸気９は旋回流となっている場合がある。このように旋回流となった蒸気９は、ロータ３の左右でその流量及び流速が異なっている。

例えば、ロータ３に対して、図５（ｃ）の左側で蒸気９の流速が遅い場合、蒸気９の流速の遅い側（図５（ｃ）の左側）に径の大きな入口管１４を配置する。そして、蒸気９の流速の速い側（図５（ｃ）の右側）に径の小さな入口管７の径を配置する。このことによって、蒸気９の流速の速い側で内車室８に連結した入口管７と、内車室８を支持する支持板６との間で形成される縮流部１３の横断面積を大きくでき、絞りの程度を抑えることができる。

このため、蒸気９が旋回流となった場合であっても、縮流部１３を通過する蒸気９の流速の加速を抑えることができ、縮流部１３で発生する損失を小さくすることができる。なお、低圧蒸気タービンを所定の一定運転条件で駆動している場合には、この旋回流の旋回方向及び旋回強さは一定になっている。

第５の実施の形態
次に図６（ａ）、（ｂ）により本発明の第５の実施の形態について説明する。図６（ａ）、（ｂ）に示す第５の実施の形態は、内車室８の上方内車室４１に、水平方向から二箇所で入口管７，７が連結されているものであり、他は図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と略同一である。

図６（ａ）、（ｂ）に示す第５の実施の形態において、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお図６（ａ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの側方断面図であり、図６（ｂ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの横断面図である。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、入口管７，７を内車室８の上方内車室４１に水平方向に連結させることによって、内車室８に連結する入口管７，７を、内車室８を支持する支持板６の上方に配置することができ、入口管７，７と支持板６との間に縮流部１３が形成されることはない。このため、蒸気９は、縮流部１３においてその流速が加速されることなく、低圧蒸気タービン下方の復水器へと流れることができるので、全体的な排気損失を小さくすることができる。

第６の実施の形態
次に図７（ａ）、（ｂ）により本発明の第６の実施の形態について説明する。図７（ａ）、（ｂ）に示す第６の実施の形態は、内車室８に水平方向から二箇所で入口管７，７が連結され、支持板６のうち当該入口管７，７近傍部分に、上方最終段落３４ａより排出された蒸気９が通過する開口部１５が形成されたものであり、他は図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と略同一である。

図７（ａ）、（ｂ）に示す第６の実施の形態において、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお図７（ａ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの側方断面図であり、図７（ｂ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの横断面図である。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、支持板６のうち入口管７，７近傍部分に、上方最終段落３４ａより排出された蒸気９が通過する開口部１５を形成することによって、縮流部１３を通過する蒸気９の一部が、内車室８を支持する支持板６の開口部１５を通過する。このため、縮流部１３を通過する蒸気９の量を減らすことができ、絞りの程度を抑えることができる。この結果、蒸気９の流速の加速を抑えることができ、縮流部１３で発生する損失を小さくすることができる。

第７の実施の形態
次に図８により本発明の第７の実施の形態について説明する。図８に示す第７の実施の形態において、開口部１５が、開口部１５入口から開口部１５出口へ向かって下方に傾斜し、この開口部１５の下流側の周縁上部には、蒸気９を案内する第二案内部２０が設けられている。また入口管７，７の上部に、上方に突出し、上方から下方へ移動する蒸気９を案内する第一案内部１９が設けられている。その他の構成は、図７（ａ）、（ｂ）に示す第６の実施の形態と略同一である。

図８に示す第７の実施の形態において、図７（ａ）、（ｂ）に示す第６の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図８に示すように、開口部１５が、開口部１５入口から開口部１５出口へ向かって下方に傾斜しているので、縮流部１３を通過する蒸気９は、支持板６の開口部１５を通過しやすくなり、絞りの程度をより抑えることができる。このため、縮流部１３での蒸気９の流速の加速を、より抑えることができ、縮流部１３で発生する損失をより小さくすることができる。

また、図８に示すように、入口管７，７の上部には、上方に突出し、上方から下方へ移動する蒸気９を案内する第一案内部１９が設けられているので、入口管７，７の上部を通過した蒸気９が、支持板６に設けられた開口部１５を通過しやすくなり、絞りの程度をより抑えることができる。このため、縮流部１３での蒸気９の流速の加速を、より抑えることができ、縮流部１３で発生する損失をより小さくすることができる。

さらに、図８に示すように、開口部１５の下流側であって、当該開口部１５周縁の上部には、蒸気９を案内する第二案内部２０が設けられている。このため、縮流部１３を通過する蒸気９の一部が、支持板６の上部に発生する乱れた蒸気流２１に左右されずに、支持板６の開口部１５を通過しやすくなる。これにより、絞りの程度をより抑えることができるので、縮流部１３での蒸気９の流速の加速をより抑えることができ、縮流部１３で発生する損失をより小さくすることができる。

第８の実施の形態
次に図９（ａ）、（ｂ）により本発明の第８の実施の形態について説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示す第８の実施の形態において、支持板６により内車室８を上部に設けられた支持部２２を介して支持し、当該支持部２２の上端の高さが内車室８に水平方向に連結された入口管７，７の下端の高さよりも低くなるよう配置されている。また、内車室８に水平方向から二箇所で入口管７，７が連結されている。その他の構成は、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と略同一である。

図９（ａ）、（ｂ）に示す第８の実施の形態において、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお図９（ａ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの側方断面図であり、図９（ｂ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの横断面図である。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、内車室８を支持する支持板６の支持部２２の上端の高さが、内車室８に水平方向に連結された入口管７，７の下端の高さよりも低くなっているので、水平方向に内車室８に連結する入口管７，７と、内車室８を支持する支持板６との間に縮流部１３が形成されることはない。このため、蒸気９は、縮流部１３においてその流速が加速されることなく、低圧蒸気タービン下方の復水器へと流れることができるので、全体的な排気損失を小さくすることができる。

第９の実施の形態
次に図１０（ａ）、（ｂ）及び図１１（ａ）、（ｂ）により本発明の第９の実施の形態について説明する。図１０（ａ）、（ｂ）に示す第９の実施の形態は、内車室８に水平方向から二箇所で入口管７，７が連結されており、内車室８を支持する二枚の支持板６，６が、当該入口管７，７の下方に配置されているものであり、他は図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と略同一である。

図１０（ａ）、（ｂ）及び図１１（ａ）、（ｂ）に示す第９の実施の形態において、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお図１０（ａ）及び図１１（ａ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの側方断面図であり、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの横断面図である。

図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、内車室８を支持する二枚の支持板６，６が、内車室８に水平方向に連結された入口管７，７の下方に配置されているため、水平方向に内車室８に連結する入口管７，７と、内車室８を支持する支持板６，６との間に縮流部１３が形成されることはない。このため、蒸気９は、縮流部１３においてその流速が加速されることなく、低圧蒸気タービン下方の復水器へと流れることができるので、全体的な排気損失を小さくすることができる。

なお図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、内車室８を支持する支持板６を一枚にしてもよい。

第１０の実施の形態
次に図１２（ａ）、（ｂ）により本発明の第１０の実施の形態について説明する。図１２（ａ）、（ｂ）に示す第１０の実施の形態は、内車室８に水平方向から二箇所で入口管７，７が連結され、当該入口管７，７の上方に、最終段落３４ａ，３４ｂより排出された蒸気９を支持板６に対して入口管７，７の反対側外方へと導く第一制御羽根１７と第二制御羽根１８とからなる制御羽根１７，１８を設けたものであり、他は図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と略同一である。

図１２（ａ）、（ｂ）に示す第１０の実施の形態において、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお図１２（ａ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの側方断面図であり、図１２（ｂ）は、本実施の形態における低圧蒸気タービンの横断面図である。

具体的には、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、入口管７，７の上方に、両端部を延長した延長線が低圧蒸気タービンの中心部に繋がるように第一制御羽根１７が配置されている。また、この第一制御羽根１７の最終段落３４ａ，３４ｂ側の側方に、両端部を延長した延長線が入口管７，７近傍に配置された支持板６の上端に繋がるよう、第二制御羽根１８を配置されている。そして、これら第一制御羽根１７と第二制御羽根１８とにより、制御羽根１７，１８が構成されている。

このことによって、最終段落３４ａ，３４ｂより排出された蒸気９を、支持板６に対して入口管７，７の反対側外方へと導くことができる。このため、入口管７，７と支持板６との間に形成された縮流部１３に流れる蒸気９の流量を減らすことができ、絞りの程度を抑えることができる。この結果、縮流部１３における蒸気９の流速の加速を抑えることができ、縮流部１３で発生する損失を小さくすることができる。

なお、中心に側壁（図示せず）を設けたシングルフロー型の低圧蒸気タービンを用いた場合には、制御羽根１７，１８のうち第一制御羽根１７は、その両端部を延長した延長線が、当該側壁に接するように、配置される。

本発明による低圧蒸気タービンの第１の実施の形態を示す構成図。 本発明による低圧蒸気タービンの第２の実施の形態を示す構成図。 本発明による低圧蒸気タービンの第２の実施の形態の変形例を示す構成図。 本発明による低圧蒸気タービンの第３の実施の形態を示す構成図。 本発明による低圧蒸気タービンの第４の実施の形態を示す構成図。 本発明による低圧蒸気タービンの第５の実施の形態を示す構成図。 本発明による低圧蒸気タービンの第６の実施の形態を示す構成図。 本発明による低圧蒸気タービンの第７の実施の形態を示す構成図。 本発明による低圧蒸気タービンの第８の実施の形態を示す構成図。 本発明による低圧蒸気タービンの第９の実施の形態を示す構成図。 本発明による低圧蒸気タービンの第９の実施の形態の変形例を示す構成図。 本発明による低圧蒸気タービンの第１０の実施の形態を示す構成図。 従来の低圧蒸気タービンを示す構成図。 排気損失の内訳と軸流速度との関係を示す図。

符号の説明

１ 上方外車室
２ 下方外車室
３ ロータ
６ 支持板
７，１２，１２ａ，１２ｂ，１４ 入口管
８ 内車室
９ （最終段落より排出された）蒸気
１０ 外車室
１３ 縮流部
１５ 開口部
１９ 第一案内部
２０ 第二案内部
２２ 支持部
１７ 第一制御羽根
１８ 第二制御羽根
３１ 動翼
３２ ノズル
３３ 段落
３４ａ，３４ｂ 最終段落
３５ ディフューザ
３６ チップフローガイド
３７ 軸受コーン
４１ 上方内車室
４２ 下方内車室
Ｒ 回転軸

Claims (11)

1. 高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、
   外車室と、
   外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、
   外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、
   内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、
   ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、
   最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、
   前記入口管は、高中圧蒸気タービンから３箇所以上に分岐して、前記内車室に連結していることを特徴とする低圧蒸気タービン。
2. 高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、
   外車室と、
   外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、
   外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、
   内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、
   ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、
   最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、
   前記入口管は、前記内車室に水平方向に連結され、
   内車室に水平方向に連結された当該入口管の断面形状は、水平方向の幅が垂直方向の幅より小さい扁平形状となっていることを特徴とする低圧蒸気タービン。
3. 高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、
   外車室と、
   外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、
   外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、
   内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、
   ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、
   最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、
   前記入口管は前記ロータの左右に配置され、しかも左右で直径が異なっていることを特徴とする低圧蒸気タービン。
4. 高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、
   外車室と、
   外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、
   外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、
   内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、
   ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、
   最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、
   前記内車室は、上方に配置された上方内車室と、下方に配置された下方内車室とからなり、
   前記入口管は、上方内車室に水平方向に連結されていることを特徴とする低圧蒸気タービン。
5. 高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、
   外車室と、
   外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、
   外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、
   内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、
   ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、
   最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、
   前記入口管は、前記内車室に水平方向に連結され、
   前記支持板のうち当該入口管近傍部分には、最終段落より排出された蒸気が通過する開口部が形成され、最終段落より排出された蒸気を開口部から逃がすことを特徴とする低圧蒸気タービン。
6. 前記開口部は、開口部入口から開口部出口へ向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項５記載の低圧蒸気タービン。
7. 前記入口管の上部に、上方に突出し、上方から下方へ移動する蒸気を案内する第一案内部が更に設けられていることを特徴とする請求項５記載の低圧蒸気タービン。
8. 前記開口部の下流側であって、該開口部周縁の上部に、蒸気を案内する第二案内部が更に設けられていることを特徴とする請求項６記載の低圧蒸気タービン。
9. 高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、
   外車室と、
   外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、
   外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、
   内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、
   ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、
   最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、
   前記入口管は、前記内車室に水平方向に連結され、
   前記支持板は、前記内車室を上部に設けられた支持部を介して支持し、
   当該支持部は、その上端の高さが内車室に水平方向に連結された入口管の下端の高さよりも低くなるよう配置されていることを特徴とする低圧蒸気タービン。
10. 高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、
    外車室と、
    外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、
    外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、
    内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、
    ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、
    最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、
    前記入口管は、前記内車室に水平方向に連結され、
    前記内車室を支持する支持板は、内車室に水平方向に連結された入口管の下方に配置されていることを特徴とする低圧蒸気タービン。
11. 高中圧蒸気タービンの下流側に接続された低圧蒸気タービンにおいて、
    外車室と、
    外車室内に配置され、外車室に支持板によって支持されている内車室と、
    外車室及び内車室を貫通し、回転軸周りを回転自在に配置されたロータと、
    内車室に連結され、高中圧蒸気タービンからの排気蒸気を案内する入口管と、
    ロータの外周に設けられた複数の動翼および内車室に設けられた複数のノズルで構成され、最終段落を含む複数の段落と、
    最終段落の下流側に配置され、最終段落より排出された蒸気を案内するとともに、外周縁を構成するチップフローガイドと、内周縁を構成する軸受コーンとを有する環状のディフューザとを備え、
    前記入口管は、前記内車室に水平方向に連結され、
    当該入口管の上方に、最終段落より排出された蒸気を支持板に対して入口管の反対側外方へと導く制御羽根が設けられていることを特徴とする低圧蒸気タービン。

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