JP4673765B2 - タービン排気システム - Google Patents

Description

本発明は、タービン段落から出た排気を復水器に導くタービン排気システムに関する。

蒸気タービンでは一般的に最終段落の排気圧力が低いほど出力が増加する。このため、タービン段落を出た排気（蒸気）を復水器に導いて凝縮し、排気室を常に真空状態に保つシステム構成が広く採用されている。その典型的な構成例は、回転軸が水平となるように蒸気タービンを設置し下方に復水器を配置したもの（特許文献１等参照）で、蒸気タービンで仕事をした蒸気は下方の復水器に導かれて水に戻された後ボイラ等に還流される。復水器としては、多数の冷却管に冷却水を通水し冷却管表面で蒸気を凝縮する表面凝縮型のものや、復水器胴体内に冷却水を散布し散布された冷却水に凝縮させる直接凝縮型のもの等が知られている。

このとき、タービン段落を出た排気を圧力回復させて復水器に導くのが排気室である。排気室はタービン段落を内包する内ケーシングとこれを包囲する外ケーシングによって形成され、外ケーシングは復水器外壁に接合される。内ケーシングにはフローガイドが設けられ、フローガイドによりディフューザ流路が形成される。つまり、タービン段落を出た蒸気は内ケーシングから排気室に吹き出してディフューザ流路で圧力回復して復水器に導かれる。このとき、復水器の内圧は冷却水（海水等）の温度と流量で概ね規定されるので、排気室での圧力回復幅が大きいほどタービン出口圧力が低くなる。したがって、蒸気タービンの出口圧力を復水器よりも低く保つことが可能となるため、それだけ蒸気タービンでの仕事量を増加させ高い出力を得ることができる。

特開平６−１３７１１１号公報

ところで、上記特許文献１には、ケーシング等の高温部品の熱変形を抑えるため、タービン段落を出た直後の蒸気主流に冷却液を噴霧して部分負荷運転時における蒸気温度を緩和させる例が開示されている。しかし、主流領域に冷却液を散布した場合、逆に主流に対して噴霧した冷却液が抵抗となって蒸気タービン最終段落の排気圧力を上昇させる恐れがある。

タービン排気システムにおける排気圧力回復性能を向上には、復水器とともに排気室の性能が大きく影響を与える。排気室の改良は主にフローガイドの形状に関わるものが多いが、フローガイドはタービン段落を出た排気を急転向させるため、フローガイドの裏側に蒸気の流れが淀む“死水領域”が生じ易い傾向にある。死水領域は、排気室内の流れ特にディフューザ流路の流れを乱し、タービン排気システムの性能低下の原因となる。

本発明の目的は、排気圧力回復性能を飛躍的に向上させ蒸気タービンの出力を向上させることができるタービン排気システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、排気室内における死水領域に冷却液を散布する排気冷却装置を備える。

本発明によれば、死水領域の排気を凝縮することで死水領域の体積を著しく減少させることができるので排気室内乱れを抑制することができ、排気圧力回復性能を飛躍的に向上させ蒸気タービンの出力を向上させることができる。

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係るタービン排気システムの基本構造を模式的に表す側断面図である。
図示したタービン排気システム１００は、タービンロータ１を駆動させた後の排気（蒸気）を下方の復水器２００に導くものである。タービン排気システム１００は、タービンロータ１を内包する排気室内ケーシング２、タービンロータ１の軸受（図示せず）を覆うベアリングコーン３、排気室内ケーシング２等とともに復水器２００に接続する排気室４を形成する排気室外ケーシング５、及び環状のディフューザ流路をベアリングコーン３との間に形成するフローガイド６を備えている。

上記排気室内ケーシング２は、その内周側にダイヤフラム外輪と内輪によって支持される静翼（最終段静翼９のみ図示）を備えており、タービンロータ１に設置された動翼（最終段動翼１０のみ図示）とともにタービン段落を形成している。繁雑防止のため図示していないが、一般に排気室内ケーシング２の内周側には静翼の取り付け部であるダイヤフラムが環状に設けられている。環状に配置された静止側のダイヤフラムと回転側のタービンロータ１は適当な間隙を介して対向している。

上記排気室外ケーシング５は、排気室内ケーシング２及びベアリングコーン３を覆っており、一般にタービンロータ１の中心軸を含む水平面付近の高さで上下に分割されている。そのうちの上半側ケーシングの外壁面は、天井部の断面が軸方向（図１中の左右方向）から見て弧状に形成されている。一方の下半側ケーシングの外壁面は、水平断面が矩形の枠体で形成されている。排気室外ケーシング５の下半側は、連結胴（図示せず）を介して又は直接、排気室２００の外壁に連結されている。前述した排気室４は、この排気室外ケーシング５と排気室内ケーシング２及びベアリングコーン３とで囲われて形成されている。

上記ベアリングコーン３はタービンロータ１の最終段動翼１０の出口環帯の内周部に連続して設けられている。上記フローガイド６は、ベアリングコーン３の外周側を囲うようにして最終段動翼出口環帯の外周部（例えば排気室内ケーシング２）に連続して設けられており、フローガイドの先端部（排気出口）は排気室外ケーシング５の内周側の空間内にある。このフローガイド６とベアリングコーン３との間に形成された環状のディフューザ流路は、タービンロータ１を駆動して最終段動翼１０の出口環帯を通過した排気を排気室４に吹き出させる。このとき、フローガイド６とベアリングコーン３とで形成されたディフューザ流路は徐々に流路断面積が拡大されており、このディフューザ流路を通過する際に排気が減速し減速分のエネルギーが圧力に変換されて排気の圧力が回復する。

以上のような構成により、蒸気流入管２０から流入した蒸気は、タービンロータ１を囲う環状の蒸気流路である分配室２１に流入してタービン周方向に分配されてタービン段落に導かれる。タービン段落を通過した蒸気はフローガイド６により形成されるディフューザ流路を通過し、排気室外ケーシング５で囲まれた排気室４を経て下方の復水器２００に導かれる。復水器２００に流入した排気（蒸気）は、本実施の形態では多数の冷却管２２を密集させた複数の復水器管群２３（図１では模式的に図示してある）で凝縮され、これによりタービン段落の排気の真空状態が保たれる。凝縮されて復水器底部２４に貯留された凝縮液２５の大部分は給水管２６を介して給水加熱器（図示せず）を経て加熱されてボイラ（図示せず）に還流される。

上記構成の本実施の形態のタービン排気システムの最大の特徴は、タービン段落から吹き出した排気室４内の排気の死水領域に冷却液を噴射する排気冷却装置５０を設けたことにある。「死水領域」とは排気の流れが淀む領域である。排気冷却装置５０から死水領域の排気に噴射する冷却液には、排気（蒸気）より低温で蒸気媒体と同一物質の液を用いる。

排気冷却装置５０は、死水領域に冷却液を噴射するノズル５１、復水器底部２４に貯留された凝縮液２５を冷却液としてノズル５１に導く冷却液配管５２、冷却液配管５２を流れる冷却液を冷却する冷却器５３、及び冷却液配管５２に設けられノズル５１の冷却液の噴射量を制御する制御弁５４を備えている。特に図示していないが、復水器底部２４に貯留された冷却液はポンプによって吐出され冷却液配管５２に流れる。また、制御弁５４は、冷却液配管５２を流れる冷却液の流路面積を調整することによってノズル５１からの冷却液噴射量を制御するものであるが、流路を遮断してノズル５１からの冷却液の噴射を停止することも可能である。

ノズル５１は、タービンの軸方向（図１中の左右方向）で見た場合に排気室４内におけるフローガイド６の排気出口端６ａを含む面６ｂ（図２参照）よりも蒸気流入管２０側の領域（図２中のハッチングで表した領域）に位置する。勿論、排気室４内の領域であるので復水器２００よりも上方の領域に位置する。この領域に「死水領域」が生じる可能性があるためである。本実施の形態においては、その好適な例として、フローガイド６のディフューザ流路と反対側の面（以下「フローガイド背面」と記載する）に沿ってノズル５１を設けた場合を図示している。

図３は図１中のＡ−Ａ断面による断面図である。
図３に示すように、ノズル５１は噴出孔を排気の流れに沿う方向に噴出孔を向けてフローガイド背面に沿って配設されている。図３の例はノズル５１をフローガイド背面に複数設けた場合であり、そのうちのフローガイド上半側に設けられたノズル５１は蒸気流入管側から見たとき（図３で見た場合）にフローガイド６の外形（厳密にはどの同心円）の概ね接線方向に噴射孔を向けて配設され、フローガイド下半側に設けられたノズル５１は噴射孔を復水器２００に向けて（下向きに）配設されている。

フローガイド６により形成されたディフューザ流路から排気室４に吹き出す排気主流は放射状に広がる。フローガイド６の下半側から吹き出した排気は、進行方向をそれほど変えることなく、そのまま或いは一度排気室外ケーシング５に衝突し跳ね返って下方の復水器２００へと向かう。一方、フローガイド６の上半側から吹き出した排気は、進行方向を転向させてフローガイド背面側に回り込み復水器２００に向かうことになる。

図３のようなノズル５１の配置は、上記のような挙動を示す排気室４内における排気の流れの分布に基づくものである。図３のようにノズル５１を配置することで、フローガイド６により形成されたディフューザ流路から吹き出る蒸気主流に冷却液がかからないようにして蒸気主流でなくフローガイド背面側に生じ得る死水領域の排気を冷却し凝縮させるとともに、噴射方向を排気の流れに沿わせ噴射した冷却液を排気に同伴させるようになすことで噴射した冷却液が排気の流れの抵抗に極力ならないようにしてある。

なお、図３の例はフローガイド外形に沿って周方向に所定間隔で複数のノズル５１を設けた例であるが、図４に示したようにフローガイド上端部近傍においてフローガイド背面に沿ってノズル５１を配置しても良い。フローガイド上端部近傍のフローガイド背面側は、排気の流れが急転向し特に死水領域が形成され易いと考えられる。

また、ノズル５１の具体的な設置方法について説明する。
本実施の形態では、図５に示したように復水器底部２４から凝縮水を導く冷却液配管５２が排気室外ケーシング５を通って排気室４内に臨んでいる。図３に示した構成例の場合、冷却液配管５２は接続部６０を経由して冷却液分配管６１により各ノズル５１に接続される。冷却液分配管６１は排気室内ケーシング２の外周部を囲うように環状に構成されており、冷却液配管５２から冷却液分配管６１に流入した冷却液は、冷却液分配管６１を通って排気室内ケーシング２の外周側において周方向にほぼ均一に分配される。図３では冷却液分配管６１を多角形型に構成した例を表したが円状に構成しても良い。

図６は図３中のＢ−Ｂ断面による断面図である。
図６において、冷却液分配管６１には、分岐管６２が接続している。分岐管６２は冷却液分配管６１とノズル５１とを接続する管路であり、本実施の形態の場合、ノズル５１の数だけ分岐管６２が冷却液分配管６１に接続している。分岐管６２はフローガイド背面に沿って適宜曲成された後、フローガイド６側からタービン軸方向に沿って延在してその先端がノズル５１に接続している。

本実施の形態では図７に矢印で示したように、分岐管６２を軸にノズル５１の分岐管６２に対する取り付け角度（円筒状のノズル５１の外周面に穿設された噴射孔５１ａの向き）を調整した上でノズル５１が分岐管６２に固定されている。これにより、ノズル５１の周方向における設置位置に応じ、図３のように冷却液の噴射方向を定めてある。

この例ではタービン回転軸と直交する面内で二次元的に冷却液噴射方向を調整できる例を示したが、三次元的に調整できる構成としても勿論良い。三次元的に調整できる構成とすれば、排気の流れに沿って冷却液の噴射方向をより柔軟に調整することができる点で好ましい。

なお、図４の構成例のように上端部近傍にしかノズル５１を設置しない場合、冷却液分配管６１を省略して冷却液配管５１と分岐管６２とを直接接続すれば良い。つまり、冷却液を分配する必要のない場合には、冷却液分配管６１は省略可能である。

次に、上記構成の本実施の形態のタービン排気システム１００の動作及び作用を説明する。
タービン段落を出た排気がフローガイド６により形成されたディフューザ流路及び排気室４を介して復水器２００に導かれると、復水器管群２３を通過するうちに冷却管２２の表面で凝縮し復水して復水器底部２４に貯留される。凝縮液２５の大部分は給水管２６を介して再び作動流体となるべくボイラに導かれるが、一部は冷却液配管５２に流入し、冷却液配管５２を流れるうちに冷却器５３で冷却され制御弁５４で流量調整され、最終的にノズル５１から噴射される。このときの制御弁５４の開度調整は制御装置（図示せず）により制御される。制御装置は、例えばタービンプラントの負荷や排気温度等を基に所望の冷却液噴射量を算出し、その冷却液噴射量を噴射させるのに適当な大きさの制御信号Ｓを演算して制御弁５４に出力する。これにより制御信号Ｓに応じて制御弁５４が開度調整され、ノズル５１からの冷却液噴射量が制御される。

排気室４に流出する排気蒸気はタービン段落で断熱膨張し飽和状態となっているが、ノズル５１から噴射される冷却液によって凝縮される。前述したようにノズル５１からの冷却液はフローガイド背面の死水領域に散布されるため、死水領域の体積が減少し排気室４内の排気流れの乱れが抑制され、その結果タービン最終段落の排気圧力が低下する。なお、復水器の特性によっては、復水器管群２３で凝縮した液が過冷却されるなど、タービン排気温度が凝縮液２５よりも高くなる場合もある。この場合は冷却器５３を省略しても良い。

図８は本発明の原理を説明する模式図である。
本実施の形態のようなディフューザ流路では、仮にフローガイド６の壁面で生じる境界層を無視して考えてもフローガイド背面に死水領域が生じる（図８（ａ）参照）。そして実際には、図８（ｂ）のように粘性の影響によってフローガイド表面は速度の遅い境界層によって覆われるため、死水領域は境界層と連通する。物理現象としては、境界層で生じた速度の遅い流体がフローガイド背面に吹き溜まって死水領域が生じるものと考えられる。境界層はディフューザ流路を流れる蒸気主流とフローガイド６の壁面との摩擦により常時生成される。

このとき、図８（ｃ）のように液滴状の冷却液を死水領域に噴射すると、液滴表面に周囲の蒸気が凝縮される。この蒸気を凝縮させる効果は、液滴を微細化し液滴の表面積を大きくすることによって向上させることができる。この結果、死水領域及び死水領域に連通した境界層の体積を減少させることができる。

死水領域の体積は、境界層の生成量と冷却液噴射量による凝縮量によって決まる。本実施の形態によれば、冷却液噴射による死水領域又は境界層の凝縮量は蒸気主流の蒸気体積の少なくとも１％程度は確保することができる。一般に、空気を用いた円管ディフューザでの実験結果によれば、蒸気主流の１％程度でも境界層を吸い込むこと（つまり体積を減少させること）ができればタービンプラントの性能を大きく向上させることができるとされている。このことに鑑み、本願発明者等は、死水領域の蒸気を凝縮することで死水領域の体積を減少するという着想を得て本発明に至った。

また、本実施の形態におけるタービン排気システム１００は下方排気であっていわゆる円管ディフューザより複雑であるが、整流化などの副次的効果によって少ない凝縮量で大きな性能向上が期待できる。

なお、蒸気主流の１％の蒸気を凝縮するための冷却液の噴射条件は、タービン排気が５０００［Ｐａ］のとき、蒸気の飽和温度が３３［℃］、凝縮潜熱が２．４×１０^６［Ｊ／ｋｇ］、液の比熱が４．１８×１０^３［Ｊ／（ｋｇ・℃）］である。冷却液噴射量と蒸気の温度差を１０［℃］とすると、１％を凝縮するためには主流蒸気１［ｋｇ］当たり０．５７［ｋｇ］、すなわち５７％の冷却液を噴射する必要がある。但し、通常、タービン排気の湿り度は１０％程度であり、工学的には冷却液噴射量を湿り度と同等の１０％程度に抑えることが好ましい。このように、蒸気主流に冷却液を散布して効果的に蒸気を凝縮するには、相当量の冷却液を要する。また、蒸気主流に冷却液を散布した場合、逆に主流に対して噴霧した冷却液が抵抗となって蒸気タービン最終段落の排気圧力を上昇させる恐れもある。

それに対し、本実施の形態によれば、少量の液を散布することにより死水領域および死水領域に連通したディフューザ流路部の境界層の体積を大きく低減することができ、最終段落の排気圧力の低減によりタービン出力を増大させる効果がある。これにより排気室４内の排気の乱れが抑制され、タービン最終段落の排気圧力が低減される。よって、排気圧力回復性能を飛躍的に向上させ蒸気タービンの出力を向上させることができる。

図９は本発明の第２の実施の形態に係るタービン排気システムの基本構造を模式的に表す側断面図である。
第１の実施の形態では復水器底部２４に貯留された凝縮液が冷却液配管５２を介してノズル５１に供給される構成を採ったが、本実施の形態のタービン排気システム１００Ａでは、系外から冷却液をノズル５１に供給する冷却液配管６５を備え、ノズル５１は冷却液配管６５を介して導かれた外部からの冷却液を噴射する。

冷却液配管６５の途中には上記制御弁５４が設けられており、第１の実施の形態と同様にノズル５１による冷却液の噴射量が制御可能である。特に図示していないが、冷却液は例えば別途設置されたタンクに貯留されており、タンクに貯留された冷却液がポンプによって吐出され冷却液配管６５に流れる。死水領域の蒸気よりも低温の液体であれば冷却液配管６５の途中に冷却器を設けることもない。勿論、冷却する必要があれば、冷却液配管６５の途中に冷却器を設ければ良い。冷却液はタービンで作動流体として用いている液体と同種の液体であることが望ましい。
その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

このように、復水器底部２４に貯留された凝縮水を冷却液に用いる代わりに、外部から同等の冷却液をノズル５１に供給するようにしても構わず、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

図１０は本発明の第３の実施の形態に係るタービン排気システムの基本構造を模式的に表す側断面図である。
図１０において、復水器２００Ａは復水器管群を備える代わりに、外部からの冷却液を供給する冷却液供給管７１と、この冷却液供給管７１に複数設置されたノズル７０からなる冷却装置が備えられている。つまり、第１の実施の形態では復水器管群２３を構成する多数の冷却管２２に冷却液を通し冷却管２２の表面で蒸気を凝縮する表面凝縮型の復水器２００に本発明のタービン排気システムを接続した場合を説明したが、図１０に示したように、復水器胴体内に冷却液を散布し散布された冷却水に凝縮させる直接凝縮型の復水器２００Ａにも本発明のタービン排気システムは適用可能である。この種の直接冷却型の復水器を備えたタービン排気システムは地熱発電等で広く用いられ、ノズル７０から散布された冷却液は河川等の発電所外部から導入されることが多い。但し、システムを構築する上では、必ずしも河川水を冷却液として散布する必要はなく、別途用意したタンクに貯留した冷却液、或いは復水器底部２４に貯留された凝縮液を冷却液として用いても良い。その他の構成は第２の実施の形態と同様である。

このように直接凝縮型の復水器２００Ａにタービン排気システム１００Ａを適用しても同様の効果を得ることができる。勿論、第１の実施の形態のタービン排気システム１００を復水器２００Ａに適用した場合も同様の効果を得る。

図１１は本発明の第４の実施の形態に係るタービン排気システムの全体構成を模式的に表すシステムブロック図である。
図１１においては、第１の実施の形態と同様、冷却液配管５２を介することにより復水器底部２４に貯留された凝縮水をノズル５１に供給するが、冷却液配管５２を通る冷却液（凝縮液）を冷却する冷却器５３Ａで用いる冷熱源として、復水器２００の排気復水用の冷却管２２を流れる冷却液と同一の冷却液を用いる。つまり、冷却管２２に冷却液を供給する冷却液供給管７５から分岐した分岐配管７６を冷却器５３Ａに導き、この分岐配管７６を流れる冷却液によって凝縮水を冷却して冷却された凝縮水をノズル５１に供給する。その他の構成については第１の実施の形態と同様である。また、本実施の形態の構成を第２の実施の形態又は第３の実施の形態と組み合わせても良い。これらの場合も同様の効果を得ることができる。

図１２は本発明の第５の実施の形態に係るタービン排気システムの全体構成を模式的に表すシステムブロック図である。
図１２に示したシステムは、ノズル５１から噴射する冷却液を冷却する冷却器５３Ｂの冷媒に例えば河川水や別途用意した冷却液等を用いる構成例である。冷媒は冷却液配管７７を介して冷却器５３Ｂに導かれるが、この冷却液配管７７には、例えば河川や別途用意したタンク等からポンプによって吐出された冷却液が通水される。その他の部分については、第１の実施の形態〜第４の実施の形態のいずれかと同様に構成すれば良い。このような構成としても上記と同様の効果を得ることができる。

図１３は本発明の第６の実施の形態に係るタービン排気システムの全体構成を模式的に表すシステムブロック図である。
図１３に示したシステムにおいて、冷却器５３Ｃは復水器底部２４からの凝縮水をノズル５１に供給する前に冷却するものである。本実施の形態では、この冷却器５３Ｃに導く前に復水器底部２４からの凝縮水を一旦貯留する貯留タンク８０と、ノズル５１に供給する前に冷却器５３Ｃで冷却された凝縮水を一旦貯留する貯留タンク８１とを備えている。

復水器２００において海水やクーリングタワー水等を冷却管２２に通水する冷却液として用いると、海水やクーリングタワー水等の温度は一日の朝夕等の時間で変動するため、冷却管２２を流れる冷却液の温度によって凝縮液２５の温度も変動する。本実施の形態においては、冷却管２２に通水する冷却液の温度が低いときに凝縮された低温の凝縮液２５を復水器底部２４から冷却液配管５２ａを介して貯留タンク８０に貯留しておく。そして、この貯留タンク８０に蓄えた凝縮水を冷却液配管５２ｂによって冷却器５３に導き、これにより冷却された凝縮水を貯留タンク８１に貯留しておく。貯留タンク８１に貯留された凝縮水はポンプによって吐出され冷却液配管５２ｃを介してノズル５１に導かれる。その他の部分については、第１の実施の形態〜第５の実施の形態のいずれかと同様に構成すれば良い。

このようにすることで、海水やクーリングタワー水等を冷媒に使用した復水器を用いた場合でも、時間帯によらず常に好適な温度の凝縮液を冷却液としてノズル５１に供給することができ、タービン出力増大により一層寄与することができる。また、第１の実施の形態の冷却液系統に、こうした貯留タンク８０，８１を経由する冷却液系統を追加して、冷却管２２を流れる冷却液の温度に応じて（例えば時間帯に応じて）いずれかの系統の冷却液を選択的にノズル５１に導くようにしても良い。

以上の各実施の形態では、図面向かって右側のフローガイド背面側にのみノズル５１を図示したが、図面向かって左側のフローガイド背面にもノズル５１を設けることが好ましい。勿論、片側にだけノズル５１を設けた場合でも、いずれにもノズル５１を設けない場合に比してタービン出力増大の効果を得ることはできる。

また、各実施の形態においては、ノズル５１をフローガイド背面に設け、フローガイド背面に生じる死水領域に冷却液を噴射する構成を採ったが、死水領域の発生が想定される領域は図２に示した通り広範囲である。本発明は、こうした死水領域に冷却液を噴射する、或いはフローガイド６により形成されたディフューザ流路を流れる蒸気主流を避けて冷却液を噴射することにより、少量の冷却液で排気室内の蒸気体積を著しく減少させ、これによりタービン出力の増大を図るものである。したがって、ノズル５１の設置場所や冷却液の噴射方向は以上の各実施の形態の態様に限定されるものではない。例えば、分配室２１の外壁面や排気室内ケーシング２の外壁面、排気室外ケーシング５の内壁面、或いは排気室４内の図示しないリブ等の構造物に対し、噴射する冷却液が蒸気主流に干渉しないようにノズル５１を設置することも考えられる。

本発明の第１の実施の形態に係るタービン排気システムの基本構造を模式的に表す側断面図である。 排気室内の死水領域が生じ得る領域を模式的に表した図である。 図１中のＡ−Ａ断面による断面図であり、ノズルの配置の一構成例を表す図である。 図１中のＡ−Ａ断面による断面図に相当し、ノズルの配置の他の構成例を表す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るタービン排気システムの要部を抽出して表した側断面図である。 図３中のＢ−Ｂ断面による断面図である。 ノズルの外観構成を表す模式図である。 本発明の原理説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係るタービン排気システムの基本構造を模式的に表す側断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るタービン排気システムの基本構造を模式的に表す側断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るタービン排気システムの全体構成を模式的に表すシステムブロック図である。 本発明の第５の実施の形態に係るタービン排気システムの全体構成を模式的に表すシステムブロック図である。 本発明の第６の実施の形態に係るタービン排気システムの全体構成を模式的に表すシステムブロック図である。

符号の説明

１ タービンロータ
２ 排気室内ケーシング
４ 排気室
５ 排気室外ケーシング
６ フローガイド
６ａ 排気出口端
２０ 蒸気流入管
５０ 排気冷却装置
５１ ノズル
５１ａ 噴出孔
５２ 冷却液配管
５２ａ 冷却液配管
５２ｂ 冷却液配管
５２ｃ 冷却液配管
５３ 冷却器
５３Ａ 冷却器
５３Ｂ 冷却器
５３Ｃ 冷却器
５４ 制御弁
６５ 冷却液配管
１００ タービン排気システム
１００Ａ タービン排気システム
２００ 復水器
２００Ａ 復水器

Claims (9)

1. 蒸気流入管からタービン段落に流入しタービンロータを駆動した排気を復水器に導くタービン排気システムにおいて、
   前記タービンロータを内包した排気室内ケーシングと、
   この排気室内ケーシングを覆い、前記排気室内ケーシングとの間に前記タービン段落を出た排気を前記復水器に導く排気室を形成する排気室外ケーシングと、
   前記排気室内ケーシングに連続して設けられ、前記タービン段落を出て前記排気室に吹き出す排気の圧力を回復させるディフューザ流路を形成するフローガイドと、
   前記排気室内における前記フローガイドの排気出口端よりも前記蒸気流入管側で、前記復水器よりも上方で、かつ前記フローガイドの前記ディフューザ流路と反対の側の領域に位置するノズルを有し、前記領域に前記ノズルから冷却液を噴射する排気冷却装置と
   を備えたことを特徴とするタービン排気システム。
2. 請求項１のタービン排気システムにおいて、前記ノズルは前記フローガイドの前記ディフューザ流路と反対側の面に沿って設けられていることを特徴とするタービン排気システム。
3. 請求項２のタービン排気システムにおいて、前記ノズルは噴出孔を排気の流れに沿う方向に向けて配設されていることを特徴とする排気タービンシステム。
4. 請求項３のタービン排気システムにおいて、前記ノズルは前記フローガイドの上端部近傍に配設されていることを特徴とする排気タービンシステム。
5. 請求項３のタービン排気システムにおいて、前記ノズルは複数設けられており、そのうちのフローガイド上半側に設けられたものは前記蒸気流入管側から見たときに前記フローガイドの外形の接線方向に前記噴射孔を向けて配設され、フローガイド下半側に設けられたものは前記噴射孔を前記復水器に向けて配設されていることを特徴とするタービン排気システム。
6. 請求項１のタービン排気システムにおいて、前記復水器によって凝縮された凝縮液を前記ノズルに供給する冷却液配管を有し、前記ノズルは前記冷却液配管を介して導かれた凝縮液を冷却液として噴射することを特徴とするタービン排気システム。
7. 請求項６のタービン排気システムにおいて、前記冷却液配管を流れる凝縮液を冷却する冷却手段を有することを特徴とするタービン排気システム。
8. 請求項１のタービン排気システムにおいて、系外から冷却液を前記ノズルに供給する冷却液配管を有し、前記ノズルは前記冷却液配管を介して導かれた冷却液を噴射することを特徴とするタービン排気システム。
9. 請求項６〜８のいずれかのタービン排気システムにおいて、前記冷却液配管に設けられ、前記ノズルの冷却液噴射量を制御する制御弁をさらに備えたことを特徴とするタービン排気システム。

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