JP6614502B2 - 蒸気タービン - Google Patents

Description

本発明は、蒸気タービンに関する。

蒸気タービンは、軸線を中心として回転するロータと、このロータを覆うケーシングとを備えている。ロータは、軸線を中心として軸方向に延びるロータ軸の周りに複数配置された動翼を有する。ケーシングには、動翼の上流側でロータ周りに複数配置された静翼が設けられている。

例えば、特許文献１には、静翼が取り付けられる内側ケーシングと、内側ケーシングを外側から覆う外側ケーシングとを有する蒸気タービンが記載されている。
この蒸気タービンでは、外側ケーシングと内側ケーシングとの間に、内側ケーシングとロータとの間の作動蒸気流路を流れた作動蒸気を流通させる流路が形成されている。これにより、外側ケーシング及び内側ケーシングが、流路を流れる作動蒸気によって冷却される。

特開２０１２−１０７６１８号公報

ところで、上記のように外側ケーシングと内側ケーシングとの間に蒸気の流通する流路を形成する場合であっても、蒸気タービンの運転状況によっては、動翼の先端と内側ケーシングの内周面とのクリアランスや静翼の先端とロータとのクリアランスが不用意に狭まってしまう可能性がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ロータ側と内側ケーシング側との間のクリアランスを適切な値に設定することのできる蒸気タービンを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る蒸気タービンは、軸線の回りに回転するロータ本体、及び該ロータ本体の外周面に円環状に配列された複数の動翼を含むロータと、前記ロータを収容し、導入された蒸気を前記軸線方向の一端から排気蒸気として導出し、前記複数の動翼の先端との間に第１のクリアランスを形成する内周面を備えた内側ケーシング本体、及び該内側ケーシング本体の外側に設けられ、該内側ケーシング本体内に前記蒸気を導入する蒸気導入部を含む内側ケーシングと、前記内側ケーシングの内面に円環状に配列されており、先端が第２のクリアランスを介して前記ロータ本体の外周面と対向する複数の静翼と、前記内側ケーシングを収容するとともに、該内側ケーシング本体の外周面との間に、前記軸線方向に延在し、かつ前記排気蒸気が流れる流路を区画する外側ケーシング本体、該外側ケーシング本体に設けられ、前記軸線方向における前記流路の全長を流れる前記排気蒸気を外部に導出する第１の蒸気導出口、及び前記外側ケーシング本体に設けられ、前記流路の一部を通過した前記排気蒸気、或いは前記流路を通過しない前記排気蒸気を外部に導出する第２の蒸気導出口を含む外側ケーシングと、前記第１の蒸気導出口の開度を調節する第１の弁と、前記第２の蒸気導出口の開度を調節する第２の弁と、を有する。

本発明によれば、軸線方向において流路（内側ケーシング本体の外周面と外側ケーシング本体との間に区画された流路）の全長を流れる排気蒸気を外側ケーシングの外部に導出する第１の蒸気導出口と、第１の蒸気導出口の開度を調節する第１の弁と、を有することで、蒸気タービンの定格運転時において、温度が低下した蒸気である排気蒸気を用いて、内側ケーシング本体を冷却することによって収縮させることが可能となる。

これにより、定格運転時において第１及び第２のクリアランスを縮小することが可能となるので、蒸気の漏れを低減して、エネルギーの変換効率を高めることができる。

ところで、蒸気タービンが定格運転した状態から運転停止に移行する期間において、温度が低下した蒸気である排気蒸気により内側ケーシング本体及び外側ケーシング本体を冷却すると、厚さが薄く、熱容量が小さい内側ケーシング本体では、熱容量が大きいロータよりも早く温度が低下、収縮するため、静翼とロータ本体との接触、及び動翼と内側ケーシング本体との接触が発生する可能性がある。
一方、運転停止状態から起動して定格運転に到達するまでの期間において、排気蒸気により内側ケーシング本体及び外側ケーシング本体を冷却すると、内側ケーシング本体及び外側ケーシング本体が収縮し、ロータは熱膨張している状態が残存する状態であるため、静翼とロータとの接触、及び動翼と内側ケーシング本体との接触が発生する可能性がある。

上述した流路の一部を通過した排気蒸気、或いは流路を通過しない排気蒸気を外側ケーシングの外部に導出する第２の蒸気導出口と、第２の蒸気導出口の開度を調節する第２の弁と、を有することで、定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は運転停止状態から起動して定格運転に到達するまでの期間の内、少なくとも一方において、排気蒸気により内側ケーシング本体及び外側ケーシング本体が冷却されることを抑制可能となり、内側ケーシング本体及び外側ケーシング本体の収縮を抑制できるので、これらの期間において、クリアランスの収縮を抑制し、静翼とロータとの接触、及び動翼と内側ケーシング本体との接触を抑制できる。

以上により、内側ケーシング本体及び外側ケーシング本体とロータの熱膨張量の差異により、第１及び第２のクリアランスが小さくなる傾向のある定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は運転停止状態から定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、クリアランスの縮小が抑制され、初期組立時におけるクリアランスを小さく設定することが可能となり、その分、定常運転時のクリアランスを低減することができる。これに加えて、定常運転時に温度が低下した蒸気である排気蒸気を用いて内側ケーシング本体及び外側ケーシング本体を冷却し、クリアランスを縮小することができる。つまり、本発明によれば、定常運転時の第１及び第２のクリアランスを縮小し、蒸気の漏れを低減、蒸気タービンの効率を高めることができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記外側ケーシング本体は、前記内側ケーシング本体の一端と対向する一端と、前記内側ケーシング本体の他端と対向する他端と、を含み、前記第１の蒸気導出口は、前記蒸気導入部が設けられた位置よりも前記外側ケーシング本体の他端側に配置されており、前記第２の蒸気導出口は、前記蒸気導入部が設けられた位置よりも前記外側ケーシング本体の一端側に配置してもよい。

このように、蒸気導入部が設けられた位置よりも外側ケーシング本体の他端側に第１の蒸気導出口を配置することで、第１の蒸気導出口を介して、流路の全長を流れる排気蒸気を外側ケーシングの外部に導出させることができる。
また、蒸気導入部が設けられた位置よりも外側ケーシング本体の一端側に第２の蒸気導出口を配置することで、第２の蒸気導出口を介して、流路の一部を通過した排気蒸気、或いは流路を通過しない排気蒸気を外側ケーシングの外部に導出させることができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記内側ケーシング本体の一端側に位置する該内側ケーシング本体の外周面と前記外側ケーシング本体の内周面との間に、前記流路の入口を狭くする流路入口調整部材を有してもよい。

このように、内側ケーシング本体の一端側に位置する内側ケーシング本体の外周面と外側ケーシング本体の内周面との間に、流路の入口を狭くする流路入口調整部材を有することで、流路内において、内側ケーシング本体の周方向に対して均一に排気蒸気を供給することが可能となる。これにより、流路を区画する内側ケーシング本体及び外側ケーシング本体を均一に冷却することができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記外側ケーシング本体は、上下方向において、上部と下部とに分割されており、前記第２の蒸気導出口は、前記内側ケーシング本体の一端側に位置する前記上部または前記下部に配置されており、前記外側ケーシング本体の前記上部及び前記下部のうち、前記第２の蒸気導出口が設けられていない一方と前記内側ケーシング本体との間に配置され、前記流路のうち、前記第２の蒸気導出口が設けられていない側の半分を塞ぐ流路閉塞部材を設け、前記第１の蒸気導出口は、前記外側ケーシング本体のうち、前記流路閉塞部材と前記内側ケーシング本体の他端側との間に位置する部分に配置してもよい。

上記構成とされた第１の蒸気導出口、第２の蒸気導出口、及び流路閉塞部材を有することで、蒸気タービンの定格運転時において、内側ケーシング本体の一端から導出された直後に流路の下部に向かう排気蒸気が流路閉塞部材に邪魔され、流路の上部に排気蒸気の全量が流れる。
このため、外側ケーシング本体の上部のみ、或いは外側ケーシング本体の下部のみに第１及び第２の蒸気導出口を配置しなくても、第１の蒸気導出口により、流路の上部を通過した排気蒸気のみを外側ケーシングの外部に導出することができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記外側ケーシング本体は、上下方向において、上部と下部とに分割されており、前記外側ケーシングは、前記外側ケーシング本体の上部の外側に設けられた第１のフランジ部と、前記外側ケーシング本体の下部の外側に設けられた第２のフランジ部と、を含み、前記外側ケーシングは、前記第１のフランジ部と接続された架台により支持されており、前記内側ケーシング本体の下部の他端と前記外側ケーシング本体の下部との間に、前記流路の下部に流れる前記排気蒸気の流量を少なくする流量制御部材を有してもよい。

このように、外側ケーシング本体の上部の外側に設けられた第１のフランジ部と接続された架台により、外側ケーシングを支持する場合において、内側ケーシング本体の下部の他端と外側ケーシング本体の下部との間に、流路に流れる排気蒸気の流量を少なくする流量制御部材を有することで、流路の下部側よりも流路の上部側に多くの量の排気蒸気を流すことが可能となる。
これにより、外側ケーシング本体の上部の熱膨張を抑制することが可能となるので、外側ケーシング本体の上部の熱膨張に起因する架台の上端に対する第１のフランジ部の傾斜を抑制することができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記外側ケーシング本体は、上下方向において、上部と下部とに分割されており、前記外側ケーシングは、前記外側ケーシング本体の上部の外側に設けられた第１のフランジ部と、前記外側ケーシング本体の下部の外側に設けられた第２のフランジ部と、を含み、前記外側ケーシングは、前記第２のフランジ部と接続された架台により支持されており、前記内側ケーシング本体の上部の他端と前記外側ケーシング本体の上部との間に、前記流路の上部に流れる前記排気蒸気の流量を少なくする流量制御部材を有してもよい。

このように、外側ケーシング本体の下部の外側に設けられた第２のフランジ部と接続された架台により、外側ケーシングを支持する場合において、内側ケーシング本体の上部の他端と外側ケーシングの上部との間に、流路に流れる排気蒸気の流量を少なくする流量制御部材を有することで、流路の上部側よりも流路の下部側に多くの量の排気蒸気を流すことが可能となる。
これにより、外側ケーシング本体の下部の熱膨張を抑制することが可能となるので、外側ケーシング本体の下部の熱膨張に起因する架台の上端に対する第２のフランジ部の傾斜を抑制することができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記第１の弁及び前記第２の弁は、開閉弁であり、前記第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部を備え、前記制御部は、定格運転時において、前記第１の弁を開き、前記第２の弁を閉じる制御を行い、定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は前記運転停止時から起動して前記定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、前記第１の弁を閉じ、前記第２の弁を開く制御を行ってもよい。

上記構成とされた第１の弁、第２の弁、及び制御部を有することで、定格運転時において、第１の蒸気導出口を介して、流路の全長を流れる排気蒸気の全量を外側ケーシングの外部に導出させる操作と、定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は運転止時から起動して定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、第２の蒸気導出口を介して、流路の一部を流れる排気蒸気の全量、或いは流路を流れない排気蒸気の全量を外側ケーシングの外部に導出させる操作と、を自動制御で行うことができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記第１の弁及び前記第２の弁は、流量調整弁であり、前記第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部を備え、前記制御部は、前記第１及び第２の弁の開度を調節することで、定格運転時において、前記外側ケーシング内に存在する前記排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を前記第１の蒸気導出口から導出させ、定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は前記運転停止時から起動して前記定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、前記排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を前記第２の蒸気導出口から導出させてもよい。

上記構成とされた第１の弁、第２の弁、及び制御部を有することで、定格運転時において、第１の蒸気導出口を介して、流路の全長を流れる排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を外側ケーシングの外部に導出させる操作と、定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は運転止時から起動して定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、第２の蒸気導出口を介して、流路の一部を流れる排気蒸気、或いは流路を通過しない排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を外側ケーシングの外部に導出させる操作と、を自動制御で行うことができる。
さらに、第１及び第２の弁の開度が調節可能となることで、流路を流れる排気蒸気の流量を制御することができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記外側ケーシング本体には、前記蒸気導入部に前記蒸気を導入する蒸気導入口が設けられており、前記第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部と、前記蒸気導入口の温度、前記第１の蒸気導出口の温度、前記第２の蒸気導出口の温度、前記内側ケーシング本体の温度、前記外側ケーシング本体内の排気蒸気の温度、及び前記外側ケーシング本体の温度のうち、少なくとも１つの温度を検出する温度検出部と、を備え、前記制御部は、前記温度検出部が検出する前記温度の曲線の一定時間の傾きが所定の傾きよりも大きくなった際に前記第１及び第２の弁の開閉を制御してもよい。

上記制御部及び温度検出部を有することで、第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部と、蒸気導入口の温度、第１の蒸気導出口の温度、第２の蒸気導出口の温度、内側ケーシング本体の温度、外側ケーシング本体内の排気蒸気の温度、及び外側ケーシング本体の温度のうち、少なくとも１つの温度に基づいて、第１及び第２の弁を制御することが可能となるので、定格運転時、停止移行時、及び起動時において、静翼とロータとの接触、及び動翼と内側ケーシング本体との接触を抑制する効果を高めることができる。

また、第１及び第２の弁と電気的に接続された制御部と、蒸気導入口の温度、第１の蒸気導出口の温度、第２の蒸気導出口の温度、内側ケーシング本体の温度、外側ケーシング本体内の排気蒸気の温度、及び外側ケーシング本体の温度のうち、少なくとも１つの温度を用いることで、排気蒸気の温度を推定することが可能となるので、定格運転時、停止移行時、及び起動時において、静翼とロータとの接触、及び動翼と内側ケーシング本体との接触を抑制する効果をさらに高めることができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記内側ケーシング本体は、第１の圧力とされた第１の蒸気が導入され、かつ前記第１の蒸気を第１の排気蒸気として一端から導出する第１のケーシング本体部と、第１の圧力よりも高い第２の圧力とされた第２の蒸気が供給され、かつ前記第２の蒸気を第２の排気蒸気として一端から導出する第２のケーシング本体部と、を含み、前記蒸気導入部は、前記第１のケーシング本体部内に前記第１の蒸気を導入する第１の蒸気導入部と、前記第２のケーシング本体部内に前記第２の蒸気を導入する第２の蒸気導入部と、を含み、前記外側ケーシング本体には、前記第２の排気蒸気を前記外側ケーシングの外部に導出する第３の蒸気導出口が設けられており、前記第１のケーシング本体部の外周面と前記外側ケーシング本体の内周面との間には、前記第１の排気蒸気が流れる前記流路が区画されており、前記第１の蒸気導出口は、前記軸線方向において前記流路の全長を流れる前記第１の排気蒸気を前記外側ケーシングの外部に導出し、前記第２の蒸気導出口は、前記流路の一部を通過した前記第１の排気蒸気、或いは前記流路を通過しない前記第１の排気蒸気を前記外側ケーシングの外部に導出してもよい。

上記構成とすることで、内側ケーシング本体が、第１の圧力とされた第１の蒸気が導入され、かつ第１の蒸気を第１の排気蒸気として一端から導出する第１のケーシング本体部と、第１の圧力よりも高い第２の圧力とされた第２の蒸気が供給され、かつ第２の蒸気を第２の排気蒸気として一端から導出する第２のケーシング本体部と、を有する場合でも、定格運転時におけるエネルギーの変換効率を高めた上で、定格運転時、停止移行時、及び起動時において、静翼とロータとの接触、及び動翼と内側ケーシングとの接触を抑制することができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記第１の弁及び前記第２の弁は、開閉弁であり、前記第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部を備え、前記制御部は、定格運転時において、前記第１の弁を開き、前記第２の弁を閉じる制御を行い、前記定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は前記運転停止時から起動して前記定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、前記第１の弁を閉じ、前記第２の弁を開く制御を行ってもよい。

上記構成とされた第１の弁、第２の弁、及び制御部を有することで、定格運転時において、第１の蒸気導出口を介して、流路の全長を流れる排気蒸気の全量を外側ケーシングの外部に導出させることができるとともに、定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は運転止時から起動して定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、第２の蒸気導出口を介して、流路の全長を流れる排気蒸気の全量を外側ケーシングの外部に導出させることができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記第１の弁及び前記第２の弁は、流量調整弁であり、前記第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部を備え、前記制御部は、前記第１及び第２の弁の開度を調節することで、定格運転時において、前記外側ケーシング内に存在する前記排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を前記第１の蒸気導出口から導出させ、前記定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は前記運転停止状態から起動して前記定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、前記排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を前記第２の蒸気導出口から導出させてもよい。

上記構成とされた第１の弁、第２の弁、及び制御部を有することで、定格運転時において、第１の蒸気導出口を介して、流路の全長を流れる排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を外側ケーシングの外部に導出させることができるとともに、定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は運転止時から起動して定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、第２の蒸気導出口を介して、流路の全長を流れる排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を外側ケーシングの外部に導出させることができる。

また、上記本発明の一態様に係る蒸気タービンにおいて、前記複数の動翼の先端と前記内側ケーシング本体との間に形成された第１のクリアランス、及び前記複数の静翼の先端と前記外側ケーシング本体との間に形成された第２のクリアランスのうち、少なくとも一方のクリアランスの値を測定するクリアランス測定部を備え、前記制御部は、前記クリアランスの値に基づいて、前記第１及び第２の弁の開度を調節してもよい。

上記構成とされたクリアランス測定部及び制御部を有することで、定格運転時、停止移行時、及び起動時において、静翼とロータとの接触、及び動翼と内側ケーシングとの接触を抑制する効果をさらに高めることができる。

本発明によれば、定格運転時におけるエネルギーの変換効率を高めた上で、定格運転時、停止移行時、及び起動時において、静翼とロータとの接触、及び動翼と内側ケーシング本体との接触を抑制できる。

本発明の第１の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの定格運転時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。 図１に示す蒸気タービンの外観を側面視した図である。 本発明の第２の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの定格運転時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。 図５に示す蒸気タービンのＡ_１−Ａ_２線方向の断面図である。 本発明の第３の実施形態の第１変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。 本発明の第３の実施形態の第２変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの定格運転時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。 図１０に示す蒸気タービンのＢ_１−Ｂ_２線方向の断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの定格運転時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。 図５に示す蒸気タービンのＣ_１−Ｃ_２線方向の断面図である。 外側ケーシング本体の上部の熱膨張に起因する架台の上端に対して第１のフランジ部が傾斜した状態を模式的に示す図である。 本発明の第５の実施形態の第１変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。 本発明の第５の実施形態の第２変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。 本発明の第５の実施形態の第３変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。 本発明の第５の実施形態の第４変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る蒸気タービンの断面図である。 制御部の演算部が描く温度曲線を説明するための図である。 本発明第６の実施形態に係る蒸気タービンの第１及び第２の弁の開閉に関するフローチャートである。 本発明の第７の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの定格運転時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。 本発明の第７の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。 本発明の第８の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を示す断面図である。 制御部が行う第１及び第２の弁の開度調整を説明するためのフローチャートである。 第１及び第２の弁の開度とクリアランスの値との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の蒸気タービンの寸法関係とは異なる場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの定格運転時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。図１において、Ｘ方向はロータ本体４１の延在方向、Ｙ方向はＸ方向と直交する蒸気タービン１０の幅方向、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に対して直交する上下方向（鉛直方向）、軸線Ｏ_１はロータ本体４１の回転軸をそれぞれ示している。図１に示す点線の矢印は、蒸気タービン１０の定格運転時における排気蒸気の流れ方向を示している。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。図２に示す点線の矢印は、蒸気タービン１０の停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を示している。図２において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
なお、本発明における停止移行時とは、定格運転から運転停止に移行させる期間のことをいい、起動時とは、ロータ１１が十分に冷却されていない運転停止状態から起動して、定格運転に到達するまでの期間のことをいう。
図３は、図１に示す蒸気タービンの外観を側面視した図である。図３において、図１及び図２に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図１〜図３を参照するに、第１の実施形態の蒸気タービン１０は、ロータ１１と、一対の軸受１２と、内側ケーシング１４と、シール部材１５，２２と、複数の静翼１７と、外側ケーシング１９と、架台２５と、第１の導出ライン２７と、第１の弁２８と、第２の導出ライン３１と、第２の弁３２と、制御部３５と、を有する。

ロータ１１は、ロータ本体４１と、複数の動翼４２と、を有する。ロータ本体４１は、円筒形状とされた金属製の部材であり、Ｘ方向に延在するように配置されている。ロータ本体４１は、軸線Ｏ_１回りに回転可能な構成とされている。

複数の動翼４２は、ロータ本体４１の外周面４１ａに円環状に配列されている。複数の動翼４２は、後述する内側ケーシング本体４５の内周面４５ａと対向する方向に立設されている。複数の動翼４２の先端４２Ａは、内側ケーシング本体４５の内周面４５ａと対向している。複数の動翼４２の先端４２Ａと内側ケーシング本体４５の内周面４５ａとの間には、第１のクリアランスＣＬ_１が設けられている。第１のクリアランスＣＬ_１の大きさは、所定の値となるように設定されている。

一対の軸受１２は、ロータ本体４１が回転可能な状態で支持している。
内側ケーシング１４は、金属製のケーシングであり、内側ケーシング本体４５と、蒸気導入部４６と、を有する。
内側ケーシング本体４５は、内部にロータ本体４１を連通可能な円筒形状とされている。内側ケーシング本体４５は、ロータ本体４１を収容している。

内側ケーシング本体４５は、ロータ本体４１の外周面４１ａと対向する内周面４５ａと、外側ケーシング１９と対向する外周面４５ｂと、蒸気を排気蒸気として導出する一端４５Ａと、他端４５Ｂと、有する。
内側ケーシング本体４５の他端４５Ｂ側には、内側ケーシング本体４５内に高温の蒸気を導入するための蒸気導入穴４５Ｃが設けられている。
内側ケーシング本体４５は、内側ケーシング本体４５内を通過することで温度が低下した蒸気を排気蒸気として一端４５Ａから外側ケーシング１９内に導出する。

蒸気導入部４６は、内側ケーシング本体４５の外側に複数設けられている。蒸気導入部４６は、内側ケーシング本体４５に対して交差する方向に延出しており、外側ケーシング１９の内側と接続されている。これにより、内側ケーシング本体４５は、蒸気導入部４６を介して、外側ケーシング１９に支持されている。
蒸気導入部４６は、蒸気導入穴４５Ｃを介して、内側ケーシング本体４５内に高温の蒸気を導入する。
上記構成とされた内側ケーシング１４の厚さは、先に説明したロータ１１の厚さと比較して薄くなるように構成されている。

シール部材１５は、内側ケーシング本体４５の他端４５Ｂの内周面４５ａに設けられている。シール部材１５は、隙間を介在させた状態で、ロータ本体４１の周方向を囲んでいる。

複数の静翼１７は、内側ケーシング本体４５の内周面４５ａに円環状に配列されている。複数の静翼１７は、ロータ本体４１の外周面４１ａと対向する方向に立設されている。複数の静翼１７の先端１７Ａは、ロータ本体４１の外周面４１ａと対向している。複数の静翼１７の先端１７Ａとロータ本体４１の外周面４１ａとの間には、第２のクリアランスＣＬ_２が設けられている。第２のクリアランスＣＬ_２の大きさは、所定の値となるように設定されている。

外側ケーシング１９は、金属製のケーシングであり、外側ケーシング本体５１と、蒸気導入口５２と、第１の蒸気導出口５４と、第２の蒸気導出口５５と、第１のフランジ部５６と、第２のフランジ部５７と、を有する。
外側ケーシング本体５１は、内側ケーシング１４を収容している。外側ケーシング本体５１は、内側ケーシング本体４５の一端４５Ａと対向する一端５１Ａと、内側ケーシング本体４５の他端４５Ｂと対向する他端５１Ｂと、を有する。
外側ケーシング本体５１は、Ｚ方向において、上部５８と下部５９とに分割されている。
また、外側ケーシング本体５１には、Ｘ方向において対向配置された一対のロータ挿入穴５１Ｃが設けられている。一対のロータ挿入穴５１Ｃには、ロータ本体４１が挿入されている。

外側ケーシング本体５１のうち、内側ケーシング本体４５の外周面４５ｂと対向する部分と内側ケーシング本体４５の外周面４５ｂとの間には、内側ケーシング本体４５の一端４５Ａから導出された排気蒸気（高温の蒸気の温度が低下した蒸気）が軸線Ｏ_１方向に流れることの可能な筒状の流路２１が区画されている。つまり、外側ケーシング本体５１は、流路２１が区画可能な状態で、内側ケーシング１４を収容している。

蒸気導入口５２は、蒸気導入部４６と対向する外側ケーシング本体５１に設けられている。蒸気導入口５２は、蒸気導入部４６を介して、内側ケーシング本体４５内に高温の蒸気を導入する。

第１の蒸気導出口５４は、外側ケーシング本体５１に複数設けられている。第１の蒸気導出口５４は、蒸気導入口５２が設けられた位置よりも外側ケーシング本体５１の他端５１Ｂ側に配置されている。
第１の蒸気導出口５４は、軸線Ｏ_１方向における流路２１の全長を流れる排気蒸気を外側ケーシング１９の外部に導出する（図１の点線の矢印を参照）。

第２の蒸気導出口５５は、外側ケーシング本体５１に複数設けられている。第２の蒸気導出口５５は、蒸気導入口５２が設けられた位置よりも外側ケーシング本体の一端５１Ａ側に配置されている。
第２の蒸気導出口５５は、流路２１の一部を通過した排気蒸気を外側ケーシング１９の外部に導出する（図２の点線の矢印を参照）。

第１のフランジ部５６は、外側ケーシング本体５１の上部５８の下端の外周部に設けられている。第１のフランジ部５６は、Ｘ方向に離間して配置された架台２５の上端と接続されている。第１のフランジ部５６と架台２５との接続は、例えば、ボルト（図示せず）等を用いる。これにより、外側ケーシング１９は、架台２５により床１の上方に支持されている。

第２のフランジ部５７は、外側ケーシング本体５１の下部５９の上端の外周部に設けられている。第２のフランジ部５７は、例えば、ボルト等（図示せず）により第１のフランジ部５６と接続されている。

上記構成とされた外側ケーシング１９の厚さは、先に説明したロータ１１の厚さと比較して薄くなるように構成されている。

シール部材２２は、一対のロータ挿入穴５１Ｃに設けられている。シール部材２２は、隙間を介在させた状態で、ロータ本体４１の周方向を囲んでいる。
架台２５は、Ｘ方向に配置されている。架台２５は、下端が床１に固定されており、上端が第１のフランジ部５６と接続されている。

第１の導出ライン２７は、第１の蒸気導出口５４と接続されている。第１の導出ライン２７は、排気蒸気を外側ケーシング１９の外部に導出するためのラインである。
第１の弁２８は、第１の導出ライン２７と接続されている。定格運転時において、第１の弁２８が開くと、第１の導出ライン２７に排気蒸気が導出され、第１の弁２８が閉じると、第１の導出ライン２７への排気蒸気が導出が停止される。第１の弁２８は、第１の蒸気導出口５４の開度を調節するための弁である。
第１の弁２８としては、例えば、開閉弁や流量調整弁等を用いることが可能である。

第２の導出ライン３１は、第２の蒸気導出口５５と接続されている。第２の導出ライン３１は、排気蒸気を外側ケーシング１９の外部に導出するためのラインである。
第２の弁３２は、第２の導出ライン３１と接続されている。停止移行時及び起動時において、第２の弁３２が開くと、第２の導出ライン３１に排気蒸気が導出され、第２の弁３２が閉じると、第２の導出ライン３１への排気蒸気が導出が停止される。第２の弁３２は、第２の蒸気導出口５５の開度を調節するための弁である。
第２の弁３２としては、例えば、開閉弁や流量調整弁等を用いることが可能である。

制御部３５は、蒸気タービン１０の制御全般を行う。制御部３５は、記憶部３５Ａと、演算部３５Ｂと、を有する。
記憶部３５Ａには、蒸気タービン１０の制御に関するプログラムや、第１及び第２の弁２８，３２の開閉のタイミングに関するプログラム等が格納されている。また、第１及び第２の弁２８，３２が流量調整弁である場合。記憶部３５Ａには、第１及び第２の弁２８，３２の開度に関する情報が記憶されている。

制御部３５は、第１及び第２の弁２８，３２と電気的に接続されている。
第１及び第２の弁２８，３２が開閉弁である場合、制御部３５は、定格運転時において、第１の弁２８を開き、第２の弁３２を閉じる制御を行い、定格運転した状態から運転停止に移行する期間（停止移行時）、又は運転止時から起動して定格運転に到達するまでの期間（起動時）のうち、少なくとも一方において、第１の弁２８を閉じ、第２の弁３２を開く制御を行う。

上記第１及び第２の弁２８，３２が開閉弁である場合、上記構成とされた制御部３５を有することで、定格運転時において、第１の蒸気導出口５４を介して、流路２１の全長を流れる排気蒸気の全量を外側ケーシング１９の外部に導出させる操作と、停止移行時及び起動時において、第２の蒸気導出口５５を介して、流路２１の一部を流れる排気蒸気の全量、或いは流路２１を流れない排気蒸気の全量を外側ケーシング１９の外部に導出させる操作と、を自動制御で行うことができる。

また、第１及び第２の弁２８，３２が流量調整弁である場合、上記構成とされた制御部３５を有することで、定格運転時において、第１の蒸気導出口５４を介して、流路２１の全長を流れる排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を外側ケーシング１９の外部に導出させる操作と、停止移行時及び起動時において、第２の蒸気導出口５５を介して、流路２１の一部を流れる排気蒸気、或いは流路を通過しない排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を外側ケーシングの外部に導出させる操作と、を自動制御で行うことができる。
さらに、第１及び第２の弁２８，３２の開度が調節可能となることで、流路２１を流れる排気蒸気を制御することができる。

第１の実施形態の蒸気タービン１０によれば、軸線Ｏ_１方向において流路２１の全長を流れる排気蒸気を外側ケーシング１９の外部に導出する第１の蒸気導出口５４と、第１の蒸気導出口５４の開度を調節する第１の弁２８と、を有することで、蒸気タービン１０の定格運転時において、温度が低下した蒸気である排気蒸気を用いて、内側ケーシング本体４５を冷却することによって収縮させることが可能となる。

これにより、定格運転時において第１及び第２のクリアランスＣＬ_１，ＣＬ_２を縮小することが可能となるので、蒸気の漏れを低減して、エネルギーの変換効率を高めることができる。

ところで、蒸気タービン１０の停止移行時において、温度が低下した蒸気である排気蒸気により内側ケーシング本体４５及び外側ケーシング本体５１を冷却すると、厚さが薄く、熱容量が小さい内側ケーシング本体４５では、熱容量が大きいロータ１１よりも早く温度が低下、収縮するため、静翼１７とロータ本体４１との接触、及び動翼４２と内側ケーシング本体４５との接触が発生する可能性がある。
一方、運転停止状態から起動して定格運転に到達するまでの期間において、排気蒸気により内側ケーシング本体４５及び外側ケーシング本体５１を冷却すると、内側ケーシング本体４５及び外側ケーシング本体５１が収縮し、ロータ１１は熱膨張している状態が残存する状態であるため、静翼１７とロータ１１との接触、及び動翼４２と内側ケーシング本体４５との接触が発生する可能性がある。

しかし、上述した流路２１の一部を通過した排気蒸気を外側ケーシング１９の外部に導出する第２の蒸気導出口５５と、第２の蒸気導出口５５の開度を調節する第２の弁３２と、を有することで、定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は運転停止状態から起動して定格運転に到達するまでの期間の内、少なくとも一方において、排気蒸気により内側ケーシング本体４５及び外側ケーシング本体が冷却されることを抑制可能となり、内側ケーシング本体４５及び外側ケーシング本体５１の収縮を抑制できるので、これらの期間において、第１及び第２のクリアランスＣＬ_１，ＣＬ_２の収縮を抑制し、静翼１７とロータ１１との接触、及び動翼４２と内側ケーシング本体４５との接触を抑制できる。
つまり、第１の実施形態の蒸気タービン１０によれば、定常運転時の第１及び第２のクリアランスＣＬ_１，ＣＬ_２を縮小し、蒸気の漏れを低減して、蒸気タービン１０の効率を高めることができる。

なお、第１の実施形態では、一例として、制御部３５を用いて、第１及び第２の弁２８，３２の開閉を制御する場合を例に挙げて説明したが、例えば、第１及び第２の弁２８，３２の開閉を手動で行ってもよい。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。図４に示す点線の矢印は、蒸気タービンの停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を示している。図４において、図１及び図２に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図４を参照するに、第２の実施形態の蒸気タービン６５は、第１の実施形態の蒸気タービン１０を構成する第２の蒸気導出口５５を内側ケーシング本体４５の一端４５Ａよりも外側ケーシング本体５１の一端５１Ａ側に配置させたこと以外は蒸気タービン１０と同様に構成されている。

第２の実施形態の蒸気タービン６５によれば、停止移行時及び起動時において、排気蒸気が流路２１を通過することが無くなるため、排気蒸気により内側ケーシング本体４５が冷却されることを抑制できる。
なお、第２の実施形態の蒸気タービン６５においても先に説明した第１の実施形態と同様な手法により、第１及び第２の弁２８，３２を制御することが可能である。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの定格運転時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。図５に示す点線の矢印は、蒸気タービン７０の定格運転時における排気蒸気の流れ方向を示している。図５において、図４に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。図６に示す点線の矢印は、蒸気タービン７０の停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を示している。
図７は、図５に示す蒸気タービンのＡ_１−Ａ_２線方向の断面図である。図７では、図３に示す第１のフランジ部５６及び第２のフランジ部５７の図示を省略する。図７において、図５に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図５〜図７を参照するに、第３の実施形態の蒸気タービン７０は、第２の実施形態の蒸気タービン６５の構成に、さらに流路入口調整部材７１を有すること以外は、蒸気タービン６５と同様に構成されている。

流路入口調整部材７１は、リング状の部材であり、内側ケーシング本体４５の一端４５Ａとの間にリング状の空間（流路２１の入口２１Ａ）を区画するように、外側ケーシング本体５１の内周面５１ａに設けられている。流路入口調整部材７１は、流路２１の入口２１Ａを狭くする機能を有する。

第３の実施形態の蒸気タービン７０によれば、内側ケーシング本体４５の一端４５Ａ側に位置する内側ケーシング本体４５の外周面４５ｂと外側ケーシング本体５１の内周面５１ａとの間に、流路２１の入口２１Ａを狭くする流路入口調整部材７１を有することで、内側ケーシング本体４５の周方向に対して均一に排気蒸気を流路２１内に供給することが可能となるので、流路２１を区画する内側ケーシング本体４５及び外側ケーシング本体５１を均一に冷却することができる。

なお、流路入口調整部材７１は、内側ケーシング本体４５の一端４５Ａ側に位置する内側ケーシング本体４５の外周面４５ｂと外側ケーシング本体５１の内周面５１ａとの間に設けられていればよい。
また、第３の実施形態の蒸気タービン７０においても先に説明した第１の実施形態と同様な手法により、第１及び第２の弁２８，３２を制御することが可能である。

図８は、本発明の第３の実施形態の第１変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。図７では、図３に示す第１のフランジ部５６及び第２のフランジ部５７の図示を省略する。図８において、図７に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図８を参照するに、第３の実施形態の第１変形例に係る蒸気タービン７５は、第３の実施形態の蒸気タービン７０を構成する流路入口調整部材７１に替えて、流路入口調整部材７６を有すること以外は、蒸気タービン７０と同様に構成されている。

流路入口調整部材７６は、複数の板部７８で構成されている。複数の板部７８は、内側ケーシング本体４５の外周面４５ｂと外側ケーシング本体５１の内周面５１ａとを接続するように設けられている。複数の板部７８は、内側ケーシング本体４５の周方向に対して所定の間隔を空けて配置されている。互いに隣り合う２つの板部７８間には、流路２１の入口２１Ｂが区画されている。

このような構成とされた第３の実施形態の第１変形例の蒸気タービン７５は、第３の実施形態の蒸気タービン７０と同様な効果を得ることができる。

なお、流路入口調整部材７６は、内側ケーシング本体４５の一端４５Ａ側に位置する内側ケーシング本体４５の外周面４５ｂと外側ケーシング本体５１の内周面５１ａとの間に設けられていればよい。

図９は、本発明の第３の実施形態の第２変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。図９では、図３に示す第１のフランジ部５６及び第２のフランジ部５７の図示を省略する。図９において、図７に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図９を参照するに、第３の実施形態の第２変形例に係る蒸気タービン８０は、第３の実施形態の蒸気タービン７０を構成する流路入口調整部材７１に替えて、流路入口調整部材８１を有すること以外は、蒸気タービン７０と同様に構成されている。

流路入口調整部材８１は、内側ケーシング本体４５の外周面４５ｂと外側ケーシング本体５１の内周面５１ａとを接続するように設けられている。流路入口調整部材８１は、板材に複数の貫通穴８１Ａが均一な密度で形成された構成とされている。貫通穴８１Ａの形状は、例えば、円形とすることが可能であるが、この形状に限定されない。貫通穴８１Ａの形状は、例えば、多角形でもよい。

このような構成とされた第３の実施形態の第２変形例の蒸気タービン８０は、第３の実施形態の蒸気タービン７０と同様な効果を得ることができる。

なお、流路入口調整部材８１は、内側ケーシング本体４５の一端４５Ａ側に位置する内側ケーシング本体４５の外周面４５ｂと外側ケーシング本体５１の内周面５１ａとの間に設けられていればよい。

（第４の実施形態）
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの定格運転時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。図１０に示す点線の矢印は、蒸気タービン８５の定格運転時における排気蒸気の流れ方向を示している。図１０において、図１に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
図１１は、図１０に示す蒸気タービンのＢ_１−Ｂ_２線方向の断面図である。図１１において、図１０に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１０及び図１１を参照するに、第４の実施形態の蒸気タービン８５は、第１の実施形態の蒸気タービン１０を構成する第１及び第２の蒸気導出口５４，５５を１つのみにするとともに、蒸気タービン１０とは異なる位置に第１の蒸気導出口５４を配置し、さらに、流路閉塞部材８６を設けたこと以外は蒸気タービン１０と同様に構成されている。

第２の蒸気導出口５５は、内側ケーシング本体４５の一端４５Ａ側に位置すると外側ケーシング本体５１の上部５８に配置されている。
流路閉塞部材８６は、リング状とされた板材の半割体であり、外側ケーシング本体５１の下部５９の内周面５１ａと内側ケーシング本体４５の下部の外周面４５ｂと接続されている。流路閉塞部材８６は、内側ケーシング本体４５の下部の一端４５Ａの周囲に配置された流路２１（つまり、流路２１の下部）を塞いでいる。
第１の蒸気導出口５４は、外側ケーシング本体５１の下部５９のうち、流路閉塞部材８６と内側ケーシング本体４５の下部側に配置された蒸気導入部４６との間に設けられている。

第４の実施形態の蒸気タービン８５によれば、外側ケーシング本体５１の上部５８に配置された第２の蒸気導出口５５と、内側ケーシング本体４５の下部の一端４５Ａの周囲に配置され、流路２１の下部を塞ぐ流路閉塞部材８６と、外側ケーシング本体５１の下部５９のうち、流路閉塞部材８６と内側ケーシング本体４５の下部側に配置された蒸気導入部４６との間に設けられた第１の蒸気導出口５４と、を有することで、蒸気タービン８５の定格運転時において、内側ケーシング本体４５の一端４５Ａから導出された直後に流路２１の下部に向かう排気蒸気が流路閉塞部材８６に邪魔され、流路２１の上部に排気蒸気の全量が流れる。

このため、外側ケーシング本体５１の上部５８のみ、或いは外側ケーシング本体５１の下部５９のみに第１及び第２の蒸気導出口５４,５５を配置しなくても、第１の蒸気導出口５４により、流路２１の上部を通過した排気蒸気のみを外側ケーシング１９の外部に導出することができる。

なお、第４実施形態の蒸気タービン８５においても先に説明した第１の実施形態と同様な手法により、第１及び第２の弁２８，３２を制御することが可能である。
また、第１及び第２の蒸気導出口５４,５５は、軸線Ｏ_１を介して、Ｚ方向において対向するように配置させてもよい。

さらに、第４の実施形態では、一例として、外側ケーシング本体５１の上部５８に第２の蒸気導出口５５を設け、外側ケーシング本体５１の下部５９に第１の蒸気導出口５４を設けた場合を例に挙げて説明したが、外側ケーシング本体５１の上部５８に第１の蒸気導出口５４を設け、外側ケーシング本体５１の下部５９に第２の蒸気導出口５５を設け、流路２１の上部を塞ぐように、流路閉塞部材８６を配置させてもよい。
また、第４の実施形態で説明した流路閉塞部材８６は、第２の実施形態の蒸気タービン６５に適用してもよい。

（第５の実施形態）
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの定格運転時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。図１２に示す点線の矢印は、蒸気タービン９０の定格運転時における排気蒸気の流れ方向を示している。図１２において、図１に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図１３は、本発明の第５の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。図１３に示す点線の矢印は、蒸気タービン９０の停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を示している。図１３において、図１２に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
図１４は、図１２に示す蒸気タービンのＣ_１−Ｃ_２線方向の断面図である。図１４では、図３に示す第１及び第２のフランジ部５６，５７の図示を省略する。図１４において、図１２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１２〜図１４を参照するに、第５の実施形態の蒸気タービン９０は、第１の実施形態の蒸気タービン１０の構成に、さらに流量制御部材９１を設けたこと以外は、蒸気タービン１０と同様に構成されている。
したがって、蒸気タービン９０の外側ケーシング１９は、第１のフランジ部５６（図３参照）と接続された架台２５（図３参照）により支持されている。

図１５は、外側ケーシング本体の上部の熱膨張に起因する架台の上端に対して第１のフランジ部が傾斜した状態を模式的に示す図である。図１５において、図３に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１５に示すように、第１のフランジ部５６（図３参照）と接続された架台２５（図３参照）により外側ケーシング１９が支持されている場合において、外側ケーシング本体５１の上部５８が熱膨張すると、外側ケーシング本体５１の上部５８の膨張に起因して、架台２５の上端に対して第１のフランジ部５６が傾斜してしまう。

流量制御部材９１は、内側ケーシング本体４５の下部の他端４５Ｂと外側ケーシングの下部５９との間に設けられている。流量制御部材９１は、リング状とされた板材の半割体である。流量制御部材９１は、定格運転時において、流路２１の下部に流れる排気蒸気の流量を少なくする機能を有する。

第５の実施形態の蒸気タービン９０によれば、内側ケーシング本体４５の下部の他端４５Ｂと外側ケーシング本体５１の下部５９との間に、流路２１の下部に流れる排気蒸気の流量を少なくする流量制御部材９１を有することで、流路２１の下部側よりも流路２１の上部側に多くの量の排気蒸気を流すことが可能となる。
これにより、外側ケーシング本体５１の上部の熱膨張を抑制することが可能となるので、外側ケーシング本体５１の上部の熱膨張に起因する架台２５の上端に対する第１のフランジ部５６の傾斜（図１５に示す状態）を抑制することができる。

なお、第５実施形態の蒸気タービン９０においても先に説明した第１の実施形態と同様な手法により、第１及び第２の弁２８，３２を制御することが可能である。

図１６は、本発明の第５の実施形態の第１変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。図１６において、図１４に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図１６を参照するに、第５の実施形態の第１変形例の蒸気タービン９５は、第５の実施形態の蒸気タービン９０を構成する流量制御部材９１に替えて、流量制御部材９６を有すること以外は、蒸気タービン９０と同様に構成されている。
流量制御部材９６は、内側ケーシング本体４５の下部の他端４５Ｂと外側ケーシング本体５１の下部５９との間に設けられている。流量制御部材９６は、リング状の板材の半割体９７と、半割体に設けられた複数の貫通穴９８と、を有した構成とされている。

第５の実施形態の第１変形例の蒸気タービン９５は、上記流量制御部材９６を有することで、第５の実施形態の蒸気タービン９０と同様な効果を得ることができる。

図１７は、本発明の第５の実施形態の第２変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。図１７において、図１５に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図１７を参照するに、第５の実施形態の第２変形例の蒸気タービン１００は、第５の実施形態の蒸気タービン９０を構成する流量制御部材９１に替えて、流量制御部材１０１を有すること以外は、蒸気タービン９０と同様に構成されている。

流量制御部材１０１は、内側ケーシング本体４５の他端４５Ｂと対向する外側ケーシング本体５１の内周面５１ａに設けられている。流量制御部材１０１は、内側ケーシング本体４５の他端４５Ｂと外側ケーシング本体５１との間に配置されている。流量制御部材１０１は、径方向の幅が異なるリング状の板材であり、幅の広い部分が外側ケーシング本体５１の上部５８に配置され、幅の狭い部分が外側ケーシング本体５１の下部５９に配置されている。

第５の実施形態の第２変形例の蒸気タービン１００によれば、上記構成とされた流量制御部材１０１を有することで、外側ケーシング本体５１の下部５９に設けられた流量制御部材１０１と内側ケーシング本体４５の下部の他端４５Ｂとで区画される流路２１の一部２１Ｃ（定格運転時における排気蒸気の流路２１の入り口部分）を、外側ケーシング本体５１の上部５８に設けられた流量制御部材１０１と内側ケーシング本体４５の上部の他端４５Ｂとで区画される流路２１の一部２１Ｄ（定格運転時における排気蒸気の流路２１の入り口部分）よりも狭くして、定格運転時において、流路２１の下部に流れる排気蒸気の量を、流路２１の上部に流れる排気蒸気の量よりも少なくすることが可能となるので、第５の実施形態の蒸気タービン９０と同様な効果を得ることができる。

図１８は、本発明の第５の実施形態の第３変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。図１８において、図１５に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図１８を参照するに、第５の実施形態の第３変形例の蒸気タービン１０５は、第５の実施形態の蒸気タービン９０を構成する流量制御部材９１に替えて、流量制御部材１０６を有すること以外は、蒸気タービン９０と同様に構成されている。

流量制御部材１０６は、複数の板材１０７を有する。複数の板材１０７は、外側ケーシング本体５１の内周面５１ａと内側ケーシング本体４５の他端４５Ｂとを接続するように、外側ケーシング本体５１と内側ケーシング本体４５との間に設けられている。
複数の板材１０７は、内側ケーシング本体４５の周方向において離間させた状態で配置されている。具体的には、複数の板材１０７は、外側ケーシング本体５１の下部５９において隣り合う位置に配置された板材１０７の間隔が、外側ケーシング本体５１の上部５８において隣り合う位置に配置された板材１０７の間隔よりも狭くなるように配置されている。

第５の実施形態の第３変形例の蒸気タービン１０５によれば、上記構成とされた流量制御部材１０６を有することで、外側ケーシング本体５１の下部５９に配置された複数の板材１０７が区画する流路２１の一部２１Ｅ（定格運転時における排気蒸気の流路２１の入り口部分）を、外側ケーシング本体５１の上部５８に配置された複数の板材１０７が区画する流路２１の一部２１Ｆ（定格運転時における排気蒸気の流路２１の入り口部分）よりも狭くすることが可能となる。
これにより、定格運転時において、流路２１の下部に流れる排気蒸気の量を、流路２１の上部に流れる排気蒸気の量よりも少なくすることが可能となるので、第５の実施形態の蒸気タービン９０と同様な効果を得ることができる。

図１９は、本発明の第５の実施形態の第４変形例に係る蒸気タービンの主要部の断面図である。図１９において、図１５に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図１９を参照するに、第５の実施形態の第４変形例の蒸気タービン１１０は、第５の実施形態の蒸気タービン９０を構成する流量制御部材９１に替えて、流量制御部材１１１を有すること以外は、蒸気タービン９０と同様に構成されている。

流量制御部材１１１は、リング状の板材１１２と、複数の貫通穴１１３と、を有する。リング状の板材１１２は、外側ケーシング本体５１の内周面５１ａと内側ケーシング本体４５の他端４５Ｂとを接続するように設けられている。
複数の貫通穴１１３は、リング状の板材１１２のうち、内側ケーシング本体４５の下部側に配置された部分では内側ケーシング本体４５の上部側に配置された部分よりも低い密度で形成されている。

第５の実施形態の第４変形例の蒸気タービン１１０によれば、上記構成とされた流量制御部材１１１を有することで、定格運転時において、流路２１の下部に流れる排気蒸気の量を、流路２１の上部に流れる排気蒸気の量よりも少なくすることが可能となるので、第５の実施形態の蒸気タービン９０と同様な効果を得ることができる。

なお、上述した流量制御部材９１，９６，１０１，１０６，１１１は、第２の実施形態の蒸気タービン６５に適用してもよい。
また、第５の実施形態では、図３に示すように、第１のフランジ部５６が架台２５に支持されている場合を例に挙げて説明したが、第２のフランジ部５７が架台２５に支持されている場合には、上述した流量制御部材９１，９６，１０１，１０６，１１１の上下を反転させて用いればよい。このような構成とすることで、第５の実施形態の蒸気タービン９０と同様な効果を得ることができる。

（第６の実施形態）
図２０は、本発明の第６の実施形態に係る蒸気タービンの断面図である。図２０において、図４に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図２０を参照するに、第６の実施形態の蒸気タービン１２０は、第２の実施形態の蒸気タービン６５の構成に、さらに温度検出部１２１を設け、温度検出部１２１が検出する温度に基づいて、制御部３５が第１及び第２の弁２８，３２の開閉制御を行うこと以外は、蒸気タービン６５と同様に構成されている。

温度検出部１２１は、蒸気導入口５２に内設されている。温度検出部１２１は、制御部３５と電気的に接続されている。温度検出部１２１は、蒸気導入口５２の温度を連続して検出し、検出した温度を連続的に制御部３５に送信する。
このように、蒸気導入口５２の温度を検出することで、蒸気導入口５２の温度に基づいて、排気蒸気の温度を推定することが可能となる。

図２１は、制御部の演算部が描く温度曲線を説明するための図である。図２１において、Δｔ_１，Δｔ_２は一定時間（以下、「時間Δｔ_１，Δｔ_２」という）、ＴＣは制御部３５の演算部３５Ｂが描く温度曲線（以下、「温度曲線ＴＣ」という）をそれぞれ示している。

制御部３５の演算部３５Ｂは、温度検出部１２１が検出する温度に基づいて、温度曲線ＴＣを描くととともに、記憶部３５Ａに予め入力された時間ｔ_１，ｔ_２、時間ｔ_１のときの閾値となる所定の傾きＳ_１、時間ｔ_２のときの閾値となる所定の傾きＳ_２に基づいて、第１及び第２の弁２８，３２の開閉を制御する。

図２２は、本発明第６の実施形態に係る蒸気タービンの第１及び第２の弁の開閉に関するフローチャートである。

ここで、図２２を参照して、蒸気タービン１２０の第１及び第２の弁２８，３２の開閉制御について説明する。
初めに、図２２に示すフローチャートの処理が開始されると、Ｓ１では、温度検出部１２１により連続して蒸気導入口５２の温度を検出し、制御部３５に検出した温度を連続して送信する。制御部３５の演算部３５Ｂでは、温度検出部１２１が測定した温度に基づいて図２１で説明した温度曲線ＴＣを作成する。

次いで、Ｓ２では、演算部３５Ｂにより、Δｔ_１の時の温度曲線ＴＣの傾き、すなわち、温度検出部１２１が検出した温度の低下率を演算により求める。
次いで、Ｓ３では、Ｓ２で求めた温度曲線ＴＣの傾きが所定の傾きＳ_１を超えたか否かの判定が行われる。Ｓ３において、温度曲線ＴＣの傾きが所定の傾きＳ_１を超えたと判定（Ｙｅｓ判定）されると、処理はＳ４へと進む。Ｓ３において、温度曲線ＴＣの傾きが所定の傾きＳ_１を超えていない判定（Ｎｏ判定）されると、処理はＳ２へと戻る。

次いで、Ｓ４では、第２の弁３２を開くとともに、第１の弁２８を閉じる。この処理は、定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は運転止時から起動して定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において実施する。
次いで、Ｓ５では、先に説明したＳ１と同様な処理を行う。

次いで、Ｓ６では、演算部３５Ｂにより、Δｔ_２の時の温度曲線ＴＣの傾きを演算により求める。
次いで、Ｓ７では、Ｓ６で求めた温度曲線ＴＣの傾きが所定の傾きＳ_２を超えたか否かの判定が行われる。Ｓ７において、温度曲線ＴＣの傾きが所定の傾きＳ_２を超えたと判定（Ｙｅｓ判定）されると、処理はＳ８へと進む。Ｓ７において、温度曲線ＴＣの傾きが所定の傾きＳ_２を超えていない判定（Ｎｏ判定）されると、処理はＳ６へと戻る。
次いで、Ｓ８では、第１の弁２８を開き、第２の弁３２を閉じる。この処理は、定格運転時に行う。
上述したような処理を繰り返し行うことで、第１及び第２の弁２８，３２の切り替え処理が行われる。

第６の実施形態の蒸気タービン１２０によれば、上述した温度検出部１２１及び制御部３５を有することで、温度検出部１２１が測定する蒸気導入口５２の温度に基づいて、第１及び第２の弁２８，３２を制御することが可能となるので、定格運転時、停止移行時、及び起動時において、静翼１７とロータ本体４１との接触、及び動翼４２と内側ケーシング本体４５との接触を抑制する効果を高めることができる。

また、蒸気導入口５２の温度の傾きを用いることで、外側ケーシング１９、及び内側ケーシング１４やロータ１１の温度が低下しつつある状態にあることを的確に検出し、蒸気の流れを切替えることによって、熱容量の小さな外側ケーシング１９、及び、内側ケーシング１４が熱容量の大きなロータ１１よりも速く冷えることによる第１及び第２のクリアランスＣＬ_１，ＣＬ_２の過度な縮小を抑制し、静翼１７とロータ本体４１との接触、及び動翼４２と内側ケーシング１４との接触を抑制する効果をさらに高めることができる。

なお、第６の実施形態では、一例として、蒸気導入口５２の温度を検出する温度検出部１２１を設けた場合を例に挙げて説明したが、温度検出部１２１は、蒸気導入口５２の温度、第１の蒸気導出口５４の温度、第２の蒸気導出口５５の温度、内側ケーシング本体４５の温度、外側ケーシング本体５１内の排気蒸気の温度、及び外側ケーシング本体５１の温度のうち、少なくとも１つの温度が測定可能なように配置すればよい。
このように配置された温度検出部１２１を用いた場合も第６の実施形態の蒸気タービン１２０と同様な効果を得ることができる。

（第７の実施形態）
図２３は、本発明の第７の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの定格運転時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。図２３に示す点線の矢印は、蒸気タービン１３０の定格運転時における排気蒸気の流れ方向を示している。図２３において、図４に示す第２の実施形態の蒸気タービン６５と同一構成部分には、同一符号を付す。

図２４は、本発明の第７の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図であり、蒸気タービンの停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を図示した断面図である。図２４に示す点線の矢印は、蒸気タービン１３０の停止移行時及び起動時における排気蒸気の流れ方向を示している。図２４において、図４に示す第２の実施形態の蒸気タービン６５と同一構成部分には、同一符号を付す。

図２２及び図２４を参照するに、第７の実施形態の蒸気タービン１３０は、動翼４２、内側ケーシング１４、静翼１７、及び外側ケーシング１９に替えて、動翼１３１，１３２、内側ケーシング１３３、静翼１３４，１３５、及び外側ケーシング１３７を有するとともに、さらに、再熱蒸気導入ライン１３８、第３の弁１３９、排気蒸気導出ライン１４２、第４の弁１４３、再加熱部１４６と、を有する。

動翼１３１は、ロータ本体４１の一方の側に設けられている。動翼１３２は、ロータ本体４１の他方の側に設けられている。
内側ケーシング１３３は、外側ケーシング１３７内に収容されている。内側ケーシング１３３は、第１のケーシング本体部１５１と、第２のケーシング本体部１５２と、第１の蒸気導入部１５３と、第２の蒸気導入部１５４と、を有する。

第１及び第２のケーシング本体部１５１，１５２は、ロータ本体４１を収容している。第１のケーシング本体部１５１の内周面は、第１のクリアランス１６１を介して、動翼１３１と対向している。第１のケーシング本体部１５１内には、第１の圧力とされた第１の蒸気である中圧蒸気（再熱蒸気）が導入され、外側ケーシング１３７の一端１３７Ａ側に配置された一端１５１Ａから上記中圧蒸気を第１の排気蒸気として導出する。
流路２１は、第１のケーシング本体部１５１の外周面と外側ケーシング１３７との間に配置されている。

第２のケーシング本体部１５２の内周面は、第１のクリアランス１６２を介して、動翼１３２と対向している。第２のケーシング本体部１５２内には、第１の圧力よりも高い第２の圧力とされた第２の蒸気である高圧蒸気が導入され、外側ケーシング１３７の他端１３７Ｂ側に配置された一端１５２Ａから上記高圧蒸気を第２の排気蒸気として導出する。

第１の蒸気導入部１５３は、第１のケーシング本体部１５１と外側ケーシング１３７との間に設けられている。第１の蒸気導入部１５３は、第１のケーシング本体部１５１内に中圧蒸気を導入する。
第２の蒸気導入部１５４は、第２のケーシング本体部１５２と外側ケーシング１３７との間に設けられている。第２の蒸気導入部１５４は、第２のケーシング本体部１５２内に高圧蒸気を導入する。

静翼１３４は、第１のケーシング本体部１５１の内周面に設けられており、第２のクリアランス１６３を介して、ロータ本体４１の外周面と対向している。静翼１３５は、第２のケーシング本体部１５２の内周面に設けられており、第２のクリアランス１６４を介して、ロータ本体４１の外周面と対向している。

外側ケーシング１３７は、内側ケーシング１３３を収容する外側ケーシング本体１６７と、外側ケーシング本体１６７に設けられた第１の蒸気導出口５４、第２の蒸気導出口５５、第１の蒸気導入口１７１と、第２の蒸気導入口１７２と、第３の蒸気導出口１７３と、を有する。

第１の蒸気導出口５４は、外側ケーシング本体１６７の下部のうち、第２のケーシング本体部１５２と対向する部分に設けられている。
第２の蒸気導出口５５は、外側ケーシング本体１６７の下部のうち、外側ケーシング１３７の一端１３７Ａ側に設けられている。

第１の蒸気導入口１７１は、外側ケーシング本体１６７の上部のうち、第１の蒸気導入部１５３と対向する部分に設けられている。第１の蒸気導入口１７１は、第１の蒸気導入部１５３を介して、第１のケーシング本体部１５１内に中圧蒸気を導入する。
第２の蒸気導入口１７２は、外側ケーシング本体１６７の上部のうち、第２の蒸気導入部１５４と対向する部分に設けられている。第２の蒸気導入口１７２は、第２の蒸気導入部１５４を介して、第２のケーシング本体部１５２内に高圧蒸気を導入する。

第３の蒸気導出口１７３は、外側ケーシング本体１６７の上部のうち、外側ケーシング１３７の他端１３７Ｂ側に設けられている。第３の蒸気導出口１７３は、第２のケーシング本体部１５２の一端１５２Ａから導出された第２の排気蒸気を外側ケーシング１３７の外部に導出する。

再熱蒸気導入ライン１３８は、一端が再加熱部１４６と接続されており、他端が第１の蒸気導入口１７１と接続されている。再熱蒸気導入ライン１３８は、再加熱部１４６から供給された中圧蒸気（第１の蒸気）を第１の蒸気導入口１７１を介して、第１のケーシング本体部１５１内に供給する。

第３の弁１３９は、再熱蒸気導入ライン１３８に設けられており、制御部３５と電気的に接続されている。第３の弁１３９が開くと、第１のケーシング本体部１５１内に中圧蒸気が供給され、第３の弁１３９が閉じると、第１のケーシング本体部１５１内への中圧蒸気の供給が停止される。
第３の弁１３９としては、例えば、開閉弁や流量調整弁等を用いることが可能である。

排気蒸気導出ライン１４２は、一端が第３の蒸気導出口１７３と接続されており、他端が再加熱部１４６と接続されている。排気蒸気導出ライン１４２は、第２の排気蒸気（温度及び圧力が低下した高圧蒸気）を再加熱部１４６に供給する。
第４の弁１４３は、排気蒸気導出ライン１４２に設けられている。第４の弁１４３は、制御部３５と電気的に接続されている。第４の弁１４３が開くと、再加熱部１４６に第２の排気蒸気が供給され、第４の弁１４３が閉じると、再加熱部１４６への第２の排気蒸気の供給が停止される。
第４の弁１４３としては、例えば、開閉弁や流量調整弁等を用いることが可能である。

再加熱部１４６は、第２の排気蒸気を加熱することで、中圧蒸気を生成し、この中圧蒸気を第１の蒸気として再熱蒸気導入ライン１３８に導出する。

図２２に示すように、蒸気タービン１３０の定格運転時において、第２のケーシング本体部１５２内に第２の蒸気である高圧蒸気が供給され、第２のケーシング本体部１５２の一端１５２Ａから導出された第２の排気蒸気が再加熱部１４６に供給される。
そして、再加熱部１４６から第１の蒸気である中圧蒸気が第１のケーシング本体部１５１内に供給され、第１のケーシング本体部１５１の一端１５１Ａから第１の排気蒸気が導出される。第１の排気蒸気は、流路２１の下部を通過することで、流路２１を区画する第１のケーシング本体部１５１及び外側ケーシング本体１６７を冷却する。
流路２１の全長を通過した第１の排気蒸気は、第１の蒸気導出口５４を介して、外側ケーシング１３７の外部に導出される。

図２４に示すように、停止移行時及び起動時においては、第２のケーシング本体部１５２内に第２の蒸気である高圧蒸気が供給され、第２のケーシング本体部１５２の一端１５２Ａから導出された第２の排気蒸気が再加熱部１４６に供給される。
そして、再加熱部１４６から第１の蒸気である中圧蒸気が第１のケーシング本体部１５１内に供給され、第１のケーシング本体部１５１の一端１５１Ａから第１の排気蒸気が導出される。第１の排気蒸気は、流路２１を通過することなく、第２の蒸気導出口５５から外側ケーシング１３７の外部に導出される。

第７の実施形態の蒸気タービン１３０によれば、内側ケーシング１３３が、第１の圧力とされた第１の蒸気が導入され、かつ第１の蒸気を第１の排気蒸気として一端から導出する第１のケーシング本体部１５１と、第１の圧力よりも高い第２の圧力とされた第２の蒸気が供給され、かつ第２の蒸気を第２の排気蒸気として一端から導出する第２のケーシング本体部１５２と、を有する場合でも、定格運転時におけるエネルギーの変換効率を高めた上で、定格運転時、停止移行時、及び起動時において、静翼１３４，１３５とロータ本体４１及び動翼１３１，１３２との接触、及び動翼１３１，１３２と第１及び第２の内側ケーシング本体１５１，１５２との接触を抑制できる。

なお、第７の実施形態において、第１及び第２の弁２８，３２として、例えば、制御部３５は、定格運転時において、第１の弁２８を開き（全開）、第２の弁３２を閉じる（全閉）制御を行い、停止移行時及び起動時において、第１の弁２８を閉じ（全閉）、第２の弁３２を開く（全開）制御を行う。

一方、第７の実施形態において、第１及び第２の弁２８，３２として、例えば、流量調整弁を用いる場合、定格運転時において、第１の蒸気導出口５４を介して、流路２１の全長を流れる第１の排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を外側ケーシング１３７の外部に導出させる操作と、停止移行時及び起動時において、第２の蒸気導出口５５を介して、流路２１の一部を流れる第１の排気蒸気、或いは流路を通過しない第１の排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を外側ケーシング１３７の外部に導出させる操作と、を自動制御で行う。

なお、第７の実施形態では、一例として、第１の圧力とされた第１の蒸気として中圧蒸気を用い、第１の圧力よりも高い第２の圧力とされた第２の蒸気として高圧蒸気を用いた場合を例に挙げた場合を例に挙げた場合を説明したが、第１及び第２の蒸気はこれに限定されない。

（第８の実施形態）
図２５は、本発明の第８の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を示す断面図である。図２５において、図２３に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図２５を参照するに、第８の実施形態の蒸気タービン１８０は、第７の実施形態の蒸気タービン１３０の構成に、さらにクリアランス測定部１８１を有し、かつ第１及び第２の弁２８，３２として流量調整弁を用いること以外は蒸気タービン１３０と同様に構成されている。

クリアランス測定部１８１は、外側ケーシング本体１６７の内側に設けられており、制御部３５と電気的に接続されている。
クリアランス測定部１８１は、第１及び第２のクリアランス１６１〜１６４のうち、少なくとも１つのクリアランスの値を測定するとともに、測定したクリアランスの値を連続的に制御部３５に送信する。クリアランス測定部１８１としては、例えば、レーザ式の測定器を用いることが可能である。

制御部３５は、クリアランス測定部１８１から送信されるクリアランスの値に基づいて、第１及び第２の弁２８，３２の開度を調整する。

図２６は、制御部が行う第１及び第２の弁の開度調整を説明するためのフローチャートである。図２７は、第１及び第２の弁の開度とクリアランスの値との関係を示すグラフである。

ここで、図２６及び図２７を参照して、制御部３５が行う第１及び第２の弁２８，３２の開度の調整方法について説明する。
図２６に示す処理が開始されると、Ｓ１では、クリアランス測定部１８１により、第１及び第２のクリアランス１６１〜１６４のうち、少なくとも１つのクリアランスの値が測定されるとともに、クリアランス測定部１８１が測定したクリアランスの値が連続的に制御部３５に送信される。
次いで、Ｓ２では、図２７に示すグラフと測定したクリアランスの値とに基づいて、第１及び第２の弁２８，３２の開度が所望の開度となるように、制御部３５により第１及び第２の弁２８，３２の開度を調節する。

第８の実施形態の蒸気タービン１８０によれば、上述したＳ１及びＳ２の処理を繰り返し行うことで、第１及び第２の弁２８，３２の開度を自動で制御良く制御することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明は、蒸気タービンに適用できる。

１…床、１０，６５，７０，７５，８０，８５，９０，９５，１００，１０５，１１０，１２０，１３０，１８０…蒸気タービン、１１…ロータ、１２…軸受、１４，１３３…内側ケーシング、１５，２２…シール部材、１７，１３４，１３５…静翼、１７Ａ，４２Ａ…先端、１９，１３７…外側ケーシング、２１…流路、２１Ａ，２１Ｂ…入口、２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ…一部、２５…架台、２７…第１の導出ライン、２８…第１の弁、３１…第２の導出ライン、３２…第２の弁、３５…制御部、３５Ａ…記憶部、３５Ｂ…演算部、４１…ロータ本体、４１ａ，４５ｂ…外周面、４２，１３１，１３２…動翼、４５…内側ケーシング本体、４５ａ，５１ａ…内周面、４５Ａ，５１Ａ，１３７Ａ，１５１Ａ，１５２Ａ…一端、４５Ｂ，５１Ｂ，１３７Ｂ…他端、４５Ｃ…蒸気導入穴、４６…蒸気導入部、５１，１６７…外側ケーシング本体、５１Ｃ…ロータ挿入穴、５２…蒸気導入口、５４…第１の蒸気導出口、５５…第２の蒸気導出口、５６…第１のフランジ部、５７…第２のフランジ部、５８…上部、５９…下部、７１，７６，８１…流路入口調整部材、７８…板部、８１Ａ、９８，１３３…貫通穴、８６…流路閉塞部材、９７…半割体、９１，９６，１０１，１０６，１１１…流量制御部材、１０７，１１２…板材、１２１…温度検出部、１３９…第３の弁、１４２…排気蒸気導出ライン、１４３…第４の弁、１４６…再加熱部、１５１…第１のケーシング本体部、１５２…第２のケーシング本体部、１５３…第１の蒸気導入部、１５４…第２の蒸気導入部、１６１，１６２…第１のクリアランス、１６３，１６４…第２のクリアランス、１７１…第１の蒸気導入口、１７２…第２の蒸気導入口、１７３…第３の蒸気導出口、１８１クリアランス測定部、Ｏ_１…軸線、ＣＬ_１…第１のクリアランス、ＣＬ_２…第２のクリアランス

Claims (13)

1. 軸線の回りに回転するロータと、
   前記ロータを収容し、導入された蒸気を軸線方向の一端から排気蒸気として導出する内側ケーシング本体、及び該内側ケーシング本体の外側に設けられ、該内側ケーシング本体内に前記蒸気を導入する蒸気導入部を含む内側ケーシングと、
   前記内側ケーシングを収容するとともに、該内側ケーシング本体の外周面との間に、前記軸線方向に延在し、かつ前記排気蒸気が流れる流路を区画する外側ケーシング本体、該外側ケーシング本体に設けられ、前記軸線方向における前記流路の全長を流れる前記排気蒸気を外部に導出する第１の蒸気導出口、及び前記外側ケーシング本体に設けられ、前記流路の一部を通過した前記排気蒸気、或いは前記流路を通過しない前記排気蒸気を外部に導出する第２の蒸気導出口を含む外側ケーシングと、
   前記第１の蒸気導出口の開度を調節する第１の弁と、
   前記第２の蒸気導出口の開度を調節する第２の弁と、
   を有し、
   前記第１及び第２の弁の開度を調節することで、定格運転時において、前記外側ケーシング内に存在する前記排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を前記第１の蒸気導出口から導出させ、前記定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は前記運転停止時から起動して前記定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、前記排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を前記第２の蒸気導出口から導出させることを特徴とする蒸気タービン。
2. 前記第１の弁及び前記第２の弁は、開閉弁であり、
   前記第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部を備え、
   前記制御部は、前記定格運転時において、前記第１の弁を開き、前記第２の弁を閉じる制御を行い、定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は前記運転停止時から起動して前記定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、前記第１の弁を閉じ、前記第２の弁を開く制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
3. 前記第１の弁及び前記第２の弁は、流量調整弁であり、
   前記第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部を備え、
   前記制御部は、前記第１及び第２の弁の開度を調節することを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
4. 前記外側ケーシング本体には、前記蒸気導入部に前記蒸気を導入する蒸気導入口が設けられており、
   前記第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部と、
   前記蒸気導入口の温度、前記第１の蒸気導出口の温度、前記第２の蒸気導出口の温度、前記内側ケーシング本体の温度、前記外側ケーシング本体内の前記排気蒸気の温度、及び前記外側ケーシング本体の温度のうち、少なくとも１つの温度を検出する温度検出部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記温度検出部が検出する前記温度の曲線の一定時間の傾きが所定の傾きよりも大きくなった際に前記第１及び第２の弁の開閉を制御することを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
5. 前記第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部と、
   複数の動翼の先端と前記内側ケーシング本体との間に形成された第１のクリアランス、及び複数の静翼の先端と前記外側ケーシング本体との間に形成された第２のクリアランスのうち、少なくとも一方のクリアランスの値を測定するクリアランス測定部を備え、
   前記制御部は、前記クリアランスの値に基づいて、前記第１及び第２の弁の開度を調節することを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
6. 前記内側ケーシング本体は、第１の圧力とされた第１の蒸気が導入され、かつ前記第１の蒸気を第１の排気蒸気として一端から導出する第１のケーシング本体部と、第１の圧力よりも高い第２の圧力とされた第２の蒸気が供給され、かつ前記第２の蒸気を第２の排気蒸気として一端から導出する第２のケーシング本体部と、を含み、
   前記蒸気導入部は、前記第１のケーシング本体部内に前記第１の蒸気を導入する第１の蒸気導入部と、前記第２のケーシング本体部内に前記第２の蒸気を導入する第２の蒸気導入部と、を含み、
   前記外側ケーシング本体には、前記第２の排気蒸気を前記外側ケーシングの外部に導出する第３の蒸気導出口が設けられており、
   前記第１のケーシング本体部の外周面と前記外側ケーシング本体の内周面との間には、前記第１の排気蒸気が流れる前記流路が区画されており、
   前記第１の蒸気導出口は、前記軸線方向において前記流路の全長を流れる前記第１の排気蒸気を前記外側ケーシングの外部に導出し、
   前記第２の蒸気導出口は、前記流路の一部を通過した前記第１の排気蒸気、或いは前記流路を通過しない前記第１の排気蒸気を前記外側ケーシングの外部に導出することを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
7. 前記第１の弁及び前記第２の弁は、開閉弁であり、
   前記第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部を備え、
   前記制御部は、定格運転時において、前記第１の弁を開き、前記第２の弁を閉じる制御を行い、前記定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は前記運転停止時から起動して前記定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、前記第１の弁を閉じ、前記第２の弁を開く制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の蒸気タービン。
8. 前記第１の弁及び前記第２の弁は、流量調整弁であり、
   前記第１の弁及び前記第２の弁と電気的に接続された制御部を備え、
   前記制御部は、前記第１及び第２の弁の開度を調節することで、定格運転時において、前記外側ケーシング内に存在する前記排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を前記第１の蒸気導出口から導出させ、前記定格運転した状態から運転停止に移行する期間、又は前記運転停止状態から起動して前記定格運転に到達するまでの期間のうち、少なくとも一方において、前記排気蒸気の全量のうち、半分よりも多い量を前記第２の蒸気導出口から導出させることを特徴とする請求項６に記載の蒸気タービン。
9. 前記外側ケーシング本体は、前記内側ケーシング本体の一端と対向する一端と、前記内側ケーシング本体の他端と対向する他端と、を含み、
   前記第１の蒸気導出口は、前記蒸気導入部が設けられた位置よりも前記外側ケーシング本体の他端側に配置されており、
   前記第２の蒸気導出口は、前記蒸気導入部が設けられた位置よりも前記外側ケーシング本体の一端側に配置されていることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の蒸気タービン。
10. 前記内側ケーシング本体の一端側に位置する該内側ケーシング本体の外周面と前記外側ケーシング本体の内周面との間に、前記流路の入口を狭くする流路入口調整部材を有することを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の蒸気タービン。
11. 前記外側ケーシング本体は、上下方向において、上部と下部とに分割されており、
    前記第２の蒸気導出口は、前記内側ケーシング本体の一端側に位置する前記上部または前記下部に配置されており、
    前記外側ケーシング本体の前記上部及び前記下部のうち、前記第２の蒸気導出口が設けられていない一方と前記内側ケーシング本体との間に配置され、前記流路のうち、前記第２の蒸気導出口が設けられていない側の半分を塞ぐ流路閉塞部材を設け、
    前記第１の蒸気導出口は、前記外側ケーシング本体のうち、前記流路閉塞部材と前記内側ケーシング本体の他端側との間に位置する部分に配置することを特徴とする請求項１から１０の何れか一項に記載の蒸気タービン。
12. 前記外側ケーシング本体は、上下方向において、上部と下部とに分割されており、
    前記外側ケーシングは、前記外側ケーシング本体の前記上部の外側に設けられた第１のフランジ部と、前記外側ケーシング本体の前記下部の外側に設けられた第２のフランジ部と、を含み、
    前記外側ケーシングは、前記第１のフランジ部と接続された架台により支持されており、
    前記内側ケーシング本体の下部の他端と前記外側ケーシング本体の下部との間に、前記流路の下部に流れる前記排気蒸気の流量を少なくする流量制御部材を有することを特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の蒸気タービン。
13. 前記外側ケーシング本体は、上下方向において、上部と下部とに分割されており、
    前記外側ケーシングは、前記外側ケーシング本体の前記上部の外側に設けられた第１のフランジ部と、前記外側ケーシング本体の前記下部の外側に設けられた第２のフランジ部と、を含み、
    前記外側ケーシングは、前記第２のフランジ部と接続された架台により支持されており、
    前記内側ケーシング本体の上部の他端と前記外側ケーシング本体の上部との間に、前記流路の上部に流れる前記排気蒸気の流量を少なくする流量制御部材を有することを特徴とする請求項１から１２の何れか一項に記載の蒸気タービン。

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