JP6813446B2 - 蒸気タービンのドレン排出構造及びその改造方法 - Google Patents

蒸気タービンのドレン排出構造及びその改造方法 Download PDF

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Description

本発明は、蒸気タービンのドレン排出構造及びその改造方法に関する。
原子力発電所や火力発電所などで使用される蒸気タービンでは、一般に、水滴を含む湿り蒸気中で作動する領域があり、翼の後流に数十ミクロンメートル以上の比較的大きな水滴が形成されることがある。特に、蒸気タービンの最終段動翼の先端部では、蒸気の湿り度が高くしかも周速が高速となるので、このような粗大水滴が翼面に高速で衝突する頻度が高く、エロージョンが発生しやすい環境となる。そこで、エロージョンの防止策として、水滴の捕獲や除去、分離等を行うための様々な構造が提案されている。
例えば、複数の静翼及び動翼が収納されて内部に蒸気通路を形成するタービン車室と、このタービン車室に固定されて静翼を固定支持する翼根リングとを有する蒸気タービンの車室構造において、タービン車室と翼根リングとの間にリング状の空間であるドレンポケットを形成し、蒸気通路の外周であって最終段静翼の下流且つ最終段動翼上流に、ドレンポケットと蒸気通路とを連通可能にする水滴回収用スリットを設けたものがある(特許文献1参照)。この特許文献1に記載の蒸気タービンの車室構造では、最終段静翼での熱落差により生じた水滴(ドレン)を、水滴回収用スリットを介してドレンポケットに集め、真空吸引装置により吸引して回収すると共に、リング状のドレンポケットの下部に設けた排出孔から自重により外部に排出している。
特開2012−2135号公報
蒸気タービンのドレン排出方法として、特許文献1に記載の蒸気タービンの車室構造のように、タービン車室に設けた排出孔からドレンを蒸気タービン外の周囲にそのまま排出して処理するものがある。別のドレン排出方法として、タービン車室内等に設けた管路等を介して、ドレンを蒸気タービン外に敷設したプラントの配管に排出して処理するものもある。
ところで、ドレンの排出方法が上記のように異なっている蒸気タービンを換装する場合、このドレンの排出方法の相違に起因して蒸気タービンの換装工事の工程の増加及び工期の長期化が生ずる場合がある。具体的には、蒸気タービン外に敷設されているプラントの配管にドレンを排出する構成の蒸気タービンを、タービン車室の排出孔から蒸気タービン外の周囲にドレンをそのまま排出する構成の蒸気タービンに換装する場合、蒸気タービン外のドレン処理用の配管が不要となるので、この既設配管を撤去する必要がある。したがって、既設配管の撤去の分、現地工事の工程が増え、工期が延びるという問題が生じる。
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、収集したドレンをプラントに敷設された配管に排出する構成の蒸気タービンから、収集したドレンをタービン車室に設けた排出孔を介して蒸気タービン外に排出する構成の蒸気タービンへの換装工事において、現地工事の工程及び工期の短縮が可能な蒸気タービンのドレン排出構造及びその改造方法を提供するものである。
上記課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、回転体を内包する静止体の一部により画成されて周方向に延在するドレンポケットを備える蒸気タービンのドレン排出構造であって、前記ドレンポケットの下側に連通するように前記静止体の下側部分の領域のみに設けられたドレン排出孔と、前記ドレン排出孔の出口下方に限定的に配設され、前記ドレン排出孔から排出されるドレンを回収するドレン受けと、一端が前記ドレン受けの底部に接続され、他端が前記蒸気タービンの外部に敷設される配管に接続可能である接続管とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、ドレン排出孔の出口下方にドレンを回収するドレン受けを設けると共に、蒸気タービン外に敷設される配管に接続可能な接続管の一端をドレン受けの底部に接続しているので、ドレンポケットに収集されたドレンを、ドレン排出孔、ドレン受け、及び接続管を順に介して蒸気タービン外の配管に排出して処理することが可能である。すなわち、収集したドレンをプラントに敷設された配管に排出する構成の蒸気タービンから、収集したドレンを静止体の排出孔を介して蒸気タービン外に排出する構成の蒸気タービンへの換装工事では、蒸気タービン外の既設配管をドレン処理用の配管として流用することができるので、蒸気タービン外の既設配管を撤去する必要がなく、現地工事の工程及び工期の短縮が可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第1の実施の形態を適用した蒸気タービンの要部構造示す縦断面図である。 図1に示す本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第1の実施の形態を拡大して示す断面図である。 収集したドレンを蒸気タービン外の周囲にそのまま排出する従来の蒸気タービンのドレン排出構造を示す断面図である。 本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第2の実施の形態を示す断面図である。
以下、本発明の蒸気タービンのドレン排出構造及びその改造方法の実施の形態を図面を用いて説明する。
[第1の実施の形態]
まず、本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第1の実施の形態を適用した蒸気タービンの構成を図1を用いて説明する。図1は本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第1の実施の形態を適用した蒸気タービンの要部構造示す縦断面図である。図1中、白抜き矢印は蒸気の流れを示している。
図1において、蒸気タービン1は、回転体2と、回転体2を内包する静止体3とを備えている。回転体2は、静止体3に回転可能に支持されたロータ軸5と、ロータ軸5の軸方向に並べられた複数の動翼列6とを有している。各動翼列6は、ロータ軸5の外周部に周方向に配列された複数の動翼7で構成されている。
静止体3は、ロータ軸5及び動翼列6を内包するタービン車室9と、各動翼列6の上流側に配置された複数の静翼列10とを有している。タービン車室9は、例えば、上半ケーシング(図示せず)と下半ケーシング9aとに分割されている。各静翼列10は、タービン車室9の内周側に周方向に配列された複数の静翼11で構成されている。各静翼11は、その径方向外側端が環状の翼根リング12に、その径方向内側端が環状のシュラウド13にそれぞれ溶接等により固定されている。翼根リング12及びシュラウド13は、例えば、複数のセグメントに分割されている。翼根リング12の各セグメントは、ボルト等の固定手段(図示せず)によりタービン車室9に取り付けられている。
タービン車室9の内部における複数の動翼列6及び静翼列10の配置部分には、蒸気が流通する環状流路Pが形成されている。つまり、環状流路Pは、タービン車室9の内周面や翼根リング12の内周壁面、動翼7の根元部の外周面やシュラウド13の外周面等により画成されている。
1つの動翼列6とその上流側の1つの静翼列10とにより、1つの段落が構成される。すなわち、蒸気タービン1は複数の段落(図1では、5段)を備えている。最終段の動翼列6の下流側の外周端側には、最終段の動翼列6から流出する蒸気を排気室(図示せず)に滑らかに導くフローガイド14が配置されている。フローガイド14は、例えば、溶接等によりコレクターリング15に取り付けられており、コレクターリング15を介してタービン車室9等の静止体3に固定されている。
蒸気タービン1の蒸気流れの下流側には、通常、蒸気タービン1から排出された蒸気を凝縮させて水に戻す復水器(図示せず)が配置される。また、蒸気タービン1には、例えば、発電機や圧縮機等の負荷がロータ軸5を介して接続される。
次に、本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第1の実施の形態を図2を用いて説明する。図2は図1に示す本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第1の実施の形態を拡大して示す断面図である。図2中、白抜き矢印は蒸気の流れを示している。なお、図2において、図1に示す符号と同符号ものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。
本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第1の実施の形態は、最終段落の構造に適用したものである。これは、最終段の動翼7の先端部では、蒸気の湿り度が高くしかも周速が高速となるので、水滴(ドレン)が翼面に高速で衝突する頻度が高く、エロージョンが発生しやすい環境にあることが理由である。しかし、本発明の蒸気タービンのドレン排出構造を最終段落以外の構造にも適用可能である。
具体的は、最終段の静翼11の各々は内部に中空部(図示せず)を有しており、静翼11の中空部は翼根リング12の後述する中空部21に連通している。また、最終段の各静翼11の翼面には、径方向に延在する翼面スリット11aが径方向に間隔をあけて複数設けられている。また、翼面スリット11aは蒸気の流れ方向に複数列(図2では、2列)設けられており、翼面スリット11aの上流側列と下流側列は、径方向の位置が互い違いにずれるように配列されている。翼面スリット11aの各々は静翼11の中空部に連通している。
最終段の静翼列10をタービン車室9に固定する翼根リング12は、その内部に中空部21を有している。翼根リング12の内周壁には、翼根リング12の中空部21に連通する貫通孔22が周方向に沿って複数設けられている。翼根リング12の中空部21は、蒸気が最終段の静翼列10を通過する際に熱落差により生じたドレンを収集するドレンポケットとして機能する。すなわち、ドレンポケットは、周方向に延在する空間であり、例えば、環状空間である。翼根リング12の中空部21には、収集したドレンを吸引する真空吸引装置30が接続されている。最終段の静翼列10の内周端に取り付けられたシュラウド13は、その内部に中空部23を有しており、中空部23は各静翼11の中空部に連通している。
翼根リング12が固定されたタービン車室9の部分のうち、下半ケーシング9aの下側部分には、翼根リング12の中空部21の下側に連通するドレン排出孔24が周方向に間隔をあけて複数(図2では、1つのみ図示)設けられている。ドレン排出孔24の出口下方には、ドレン排出孔24から排出されるドレンを回収するドレン受け26が配設されている。ドレン受け26は、ロータ軸5の軸方向から見て円弧状の部材であり、複数のドレン排出孔24の周方向の一端から他端まで延在している。ドレン受け26の底部には、接続管27の一端が接続されている。接続管27は、その他端が蒸気タービン外のプラントに敷設された配管(図示せず)に接続可能とされるものである。
次に、本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第1の実施の形態の作用を図1及び図2を用いて説明する。
図1に示すように、環状流路Pに導入された作動流体としての蒸気は、複数の静翼列10及び動翼列6を交互に通過し、その後、最終段の動翼列6からフローガイド14に沿って排気室(図示せず)へ流出し、最終的には復水器(図示せず)に導かれる。この蒸気は、静翼列10を通過する際に、その熱エネルギーの一部が運動エネルギーに変換されることで加速する。その後の動翼列6の通過の際には、蒸気の運動エネルギーの一部が動翼7の回転トルクに変換され、ロータ軸5に連結された負荷が回転駆動される。
蒸気は、図2に示す最終段の静翼列10を通過する際、熱落差により温度が低下し、その一部が凝縮して比較的小さな径の水滴(ドレン)となる。この水滴の多くは、静翼11の翼面や翼根リング12の内周壁面等に衝突して付着する。静翼11の翼面等に付着した水滴は、集積されて水膜を形成する。
上記した水滴や水膜の捕獲や除去、分離等を行う構造を備えていない蒸気タービンの場合、上記の水膜は、静翼の翼面上等を下流側に移動し、その下流側端縁から比較的大きな径の水滴として飛散する。飛散した水滴は、最終段の静翼列の下流に位置する最終段の動翼列の衝突し、動翼の翼面を侵食するエロージョンの原因や動翼の回転を妨げる湿り損失の原因となる。
それに対して、本実施の形態においては、環状流路P内の圧力が翼根リング12の中空部21内の圧力より高いので、最終段の静翼11の翼面上のドレン(水膜)は、翼面スリット11aから吸引され、静翼11の中空部を介してドレンポケットとしての翼根リング12の中空部21に集められる。また、最終段の静翼11が取り付けられた翼根リング12の内周壁面上のドレン(水膜)は、貫通孔22を介してドレンポケット21に集められる。
ドレンポケット21に集められたドレンの一部は、真空吸引装置30によって吸引されて回収される。ドレンポケット21に集められた残りのドレンは、その自重により、ドレンポケット21の下側に設けたドレン排出孔24から排出され、ドレン受け26により回収される。ドレン受け26に回収されたドレンは、接続管27を介して、蒸気タービン外に敷設されたプラントの配管(図示せず)に排出されて処理される。
このように、本実施の形態においては、最終段の静翼列10の通過の際に発生するドレンを、翼根リング12内のドレンポケット21に集め、ドレン排出孔24、ドレン受け26、及び接続管27を順に介して、プラントの配管に排出して確実に処理することができる。すなわち、ドレンポケット21に集めたドレンをタービン車室9のドレン排出孔24から蒸気タービン外の周囲へそのまま排出することを回避できる。
蒸気タービンのドレン排出方法としては、図2に示す蒸気タービン1のように、収集したドレンを蒸気タービン外に敷設されたプラントの配管に排出するものがある。その一方で、収集したドレンを蒸気タービンの車室に設けた排出孔から蒸気タービン外の周囲にそのまま排出するものもある。
次に、収集したドレンを蒸気タービン外の周囲にそのまま排出する従来の蒸気タービンのドレン排出構造を図3を用いて説明する。図3は収集したドレンを蒸気タービン外の周囲にそのまま排出する従来の蒸気タービンのドレン排出構造を示す断面図である。図3中、白抜き矢印は蒸気の流れを、点線矢印はドレンの流れを示している。図3において、図1及び図2に示す符号と同符号ものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。
具体的には、従来の蒸気タービン100は、図3に示すように、翼根リング12の内部に形成された環状空間のドレンポケット21と、タービン車室9の下側部分にドレンポケット21の下側に連通するように設けられた複数のドレン排出孔24とで構成されたドレン排出構造を備えている。つまり、従来の蒸気タービン100のドレン排出構造は、図2に示す蒸気タービン1におけるドレン受け26及び接続管27を備えていない。したがって、図3に示す従来の蒸気タービン100では、ドレンポケット21に集められたドレンは、点線矢印で示すように、その自重によりタービン車室9の下側部分に設けた複数のドレン排出孔24から蒸気タービン外の周囲に直接排出される。すなわち、従来の蒸気タービン100においては、図2に示す蒸気タービン1とは異なり、蒸気タービンから排出されるドレンを処理するためのプラントの配管が不要となる。
ところで、ドレンの排出方法が上記のように異なる蒸気タービンを換装する場合、ドレンの排出方法の相違に起因して、蒸気タービンの換装工事の工程の増加及び工期の長期化が生ずることがある。具体的には、蒸気タービン外に敷設されているプラントの配管にドレンを排出する構成の蒸気タービンを、タービン車室9に設けたドレン排出孔24から蒸気タービン外の周囲にドレンを排出する従来の蒸気タービン100に換装する場合、蒸気タービン外の既設配管を撤去する必要がある。したがって、既設配管の撤去のため、現地工事の工程が増え、工期が延びるという問題が生じる。
それに対して、本実施の形態のドレン排出構造を備える蒸気タービンへの換装の場合には、プラントのドレン処理用の既設配管を流用することができる。具体的には、プラントの既設配管をドレン受け26に接続されている接続管27の一端に接続できるようにその一部を改修すればよい。これにより、ドレンポケット21に収集したドレンを、ドレン排出孔24、ドレン受け26、及び接続管27を順に介してプラントの配管に排出して処理するように構成することができる。したがって、従来の蒸気タービン100への換装工事の場合と比較すると、ドレン処理用の既設配管の撤去が必要ない分、現地工事の工程及び工期を短縮することができる。
上述したように、蒸気タービン外のプラントの配管にドレンを排出する構成の蒸気タービンを、ドレン排出孔24から蒸気タービン外の周囲にドレンをそのまま排出する従来の蒸気タービン100に換装する場合、既設配管の撤去のため、換装工事の工程の増加及び工期の長期化という問題がある。この場合、換装工事の前に、従来の蒸気タービン100のドレン排出構造を本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第1の実施の形態に予め改造することで、現地工事の工程及び工期の短縮を図ることができる。
具体的には、翼根リング12の内部に形成されたドレンポケット21と、タービン車室9の下側部分にドレンポケット21の下側に連通するように設けられたドレン排出孔24とで構成された図3に示す蒸気タービン100のドレン排出構造において、ドレン排出孔24の出口下方に、ドレン排出孔24から排出されるドレンを回収するドレン受け26を配設する。さらに、プラントの配管に一端を接続可能である接続管27の他端をドレン受け26の底部に接続する。これにより、従来の蒸気タービン100のドレン排出構造を、図2に示す蒸気タービン1のドレン排出構造と同様な構造に改造することができる。
このように改造されたドレン排出構造(図2に示すドレン排出構造)を備えた蒸気タービンに換装する場合、ドレンポケット21に収集したドレンを、ドレン排出孔24、ドレン受け26、及び接続管27を順に介して蒸気タービン外のプラントの配管に排出するように構成できる。つまり、プラントの既設配管をドレン処理用の配管として流用できるので、プラントの既設配管を撤去する必要がなく、現地工事の工程及び工期の短縮が可能となる。
上述したように、本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第1の実施の形態及びその改造方法によれば、ドレン排出孔24の出口下方にドレンを回収するドレン受け26を設けると共に、蒸気タービン外に敷設される配管に接続可能な接続管27の一端をドレン受け26の底部に接続しているので、ドレンポケット21に収集されたドレンをドレン排出孔24、ドレン受け26、及び接続管27を介して蒸気タービン外の配管に排出して処理することが可能である。すなわち、収集したドレンをプラントに敷設された配管に排出する構成の蒸気タービンから、収集したドレンをタービン車室9(静止体3)のドレン排出孔24を介して蒸気タービン外に排出する構成の蒸気タービンへの換装工事において、蒸気タービン外の既設配管をドレン処理用の配管として流用することができるので、蒸気タービン外の既設配管を撤去する必要がなく、現地工事の工程及び工期の短縮が可能となる。
また、本実施の形態によれば、周方向に沿って設けられた複数のドレン排出孔24に対応して、ドレン受け26をドレン排出孔24の周方向の一端から他端まで延在する部材としたので、複数のドレン排出孔24から排出されるドレンをすべてドレン受け26で回収することができる。したがって、収集されたドレンがドレン排出孔24から蒸気タービン外の周囲へそのまま排出されることはない。
さらに、本実施の形態によれば、翼根リング12の中空部21をドレンポケットとして利用したので、ドレンポケットのための空間を別途確保する必要がなく、空間の有効利用を図ることができる。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第2の実施の形態を図4を用いて説明する。図4は本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第2の実施の形態を示す断面図である。図4中、白抜き矢印は蒸気の流れを示している。なお、図4において、図1乃至図3に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。
図4に示す本発明の蒸気タービンのドレン排出構造の第2の実施の形態は、第1の実施の形態が翼根リング12の中空部21をドレンポケットとして用いたものであるのに対して、静止体3Aの一部である翼根リング12A及びタービン車室9Aの2つの部材の壁面によりドレンポケット21Aを画成したものである。
具体的には、最終段の静翼11Aの各々は、第1の実施の形態と異なり、内部に中空部を有しておらず、翼面スリットも有していない。また、最終段の翼根リング12A及びシュラウド13Aは、第1の実施の形態と異なり、中空部を有していない。また、最終段の翼根リング12Aの内周壁には、貫通孔が形成されていない。
最終段の翼根リング12Aとタービン車室9Aの間には、周方向に延在するドレンポケット21Aが画成されている。つまり、ドレンポケット21Aは、タービン車室9Aの壁面と最終段の翼根リング12Aの壁面とにより画成されている。最終段の静翼列10Aと動翼列6の間の環状流路Pの外周側には、ドレンポケット21Aと環状流路Pとを連通させるスリット22Aが形成されている。スリット22Aは、最終段の翼根リング12Aの蒸気流れ下流側の側壁とタービン車室9Aの側壁とを対向させることで環状に形成されている。
ドレンポケット21Aを画成するタービン車室9Aの下側部分には、ドレンポケット21Aの下側に連通するドレン排出孔24Aが周方向に間隔をあけて複数(図4では、1つのみ図示)設けられている。ドレン排出孔24Aの出口下方には、ドレン排出孔24Aから排出されるドレンを回収するドレン受け26Aが配設されている。ドレン受け26Aは、ロータ軸5の軸方向から見て円弧状の部材であり、複数のドレン排出孔24の周方向の一端から他端まで延在している。ドレン受け26Aの底部には、第1の実施の形態と同様に、接続管27の一端が接続されており、接続管27の他端は蒸気タービン外のプラントの配管(図示せず)に接続可能とされている。
本実施の形態においては、最終段の静翼列10Aを通過して熱落差により生じた水滴(ドレン)は、最終段の静翼列10Aの下流側に形成されたスリット22Aを介してドレンポケット21Aに集められる。ドレンポケット21Aに収集されたドレンは、第1の実施の形態と同様に、その一部が真空吸引装置30によって吸引されて回収される。また、残りのドレンは、第1の実施の形態と同様に、その自重によりドレン排出孔24Aから排出され、ドレン受け26Aにより回収される。ドレン受け26Aに回収されたドレンは、接続管27を介して蒸気タービン外のプラントの配管(図示せず)に排出されて処理される。
このように、翼根リング12A及びタービン車室9Aによりドレンポケット21Aを画成した場合であっても、ドレンポケット21Aに収集されたドレンを、ドレン排出孔24A、ドレン受け26A、及び接続管27を順に介して蒸気タービン外のプラントの配管に排出することができる。したがって、第1の実施の形態と同様に、タービン車室外の周囲へのドレンの排出を回避することができる。
また、収集したドレンを蒸気タービン外のプラントの配管に排出する構成の蒸気タービンから、本実施の形態のドレン排出構造を備えた蒸気タービン1Aへの換装の場合には、第1の実施の形態と同様に、プラントのドレン処理用の既設配管を流用できるので、既設配管の撤去の必要がある従来の蒸気タービン100への換装工事の場合と比較すると、現地工事の工程及び工期を短縮することができる。
さらに、翼根リング12A及びタービン車室9Aにより画成されたドレンポケット21Aと、タービン車室9Aの下側部分にドレンポケット21Aの下側に連通するように設けた複数のドレン排出孔24Aとで構成され、ドレン排出孔24Aから蒸気タービン外の周囲にドレンをそのまま排出する蒸気タービンのドレン排出構造に対して、ドレン排出孔24Aの出口下方にドレン受け26Aを配設し、ドレン受け26Aの底部に接続管27を接続する改造を行うことができる。この場合、収集したドレンを蒸気タービン外のプラントの配管に排出することができる。
上述したように、本発明の蒸気タービンのドレン排出構造及びその改造方法の第2の実施の形態によれば、翼根リング12A及びタービン車室9Aによりドレンポケット21Aを画成する場合であっても、第1の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
[その他の実施の形態]
なお、本発明は上述した第1及び第2の実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
例えば、上述した第1及び第2の実施の形態においては、ドレンポケットを、翼根リング12の中空部21、又は、翼根リング12Aとタービン車室9Aとで画成した例を示したが、静翼列又は動翼列を通過する際に生じた水滴(ドレン)を収集可能であれば、静止体3の任意の部材を用いることで、ドレンポケットを画成することが可能である。
2…回転体、 3、3A…静止体、 9、9A…タービン車室、 11、11A…静翼、 12、12A…翼根リング、 21、21A…ドレンポケット、 24、24A…ドレン排出孔、 26、26A…ドレン受け、 27…接続管

Claims (6)

  1. 回転体を内包する静止体の一部により画成されて周方向に延在するドレンポケットを備える蒸気タービンのドレン排出構造であって、
    前記ドレンポケットの下側に連通するように前記静止体の下側部分の領域のみに設けられたドレン排出孔と、
    前記ドレン排出孔の出口下方に限定的に配設され、前記ドレン排出孔から排出されるドレンを回収するドレン受けと、
    一端が前記ドレン受けの底部に接続され、他端が前記蒸気タービンの外部に敷設される配管に接続可能である接続管とを備える
    ことを特徴とする蒸気タービンのドレン排出構造。
  2. 請求項1に記載の蒸気タービンのドレン排出構造において、
    前記ドレン排出孔は、前記静止体の下側部分の領域に限定的に、前記静止体の周方向に沿って複数設けられており、
    前記ドレン受けは、前記複数のドレン排出孔の前記周方向の一端から他端まで延在する部材である
    ことを特徴とする蒸気タービンのドレン排出構造。
  3. 請求項1又は2に記載の蒸気タービンのドレン排出構造において、
    前記静止体は、前記回転体を内包するタービン車室と、前記タービン車室の内周側に配列された複数の静翼と、前記タービン車室に固定されて前記複数の静翼を支持する環状の翼根リングとを有し、
    前記複数の静翼はそれぞれ、内部に形成された翼中空部を有すると共に、翼面上に設けられ前記翼中空部に連通する翼面スリットを有し、
    前記ドレンポケットは、前記翼根リングの内部に形成され、前記複数の静翼の前記翼中空部と連通する中空部であり、
    前記ドレン排出孔は、前記翼根リングの固定された前記タービン車室における下側部分の領域のみに設けられている
    ことを特徴とする蒸気タービンのドレン排出構造。
  4. 請求項1又は2に記載の蒸気タービンのドレン排出構造において、
    前記静止体は、前記回転体を内包するタービン車室と、前記タービン車室の内周側に配列された複数の静翼と、前記タービン車室に固定されて前記複数の静翼を支持する環状の翼根リングとを有し、
    前記ドレンポケットは、前記タービン車室と前記翼根リングとにより画成された空間であり、
    前記ドレン排出孔は、前記ドレンポケットを画成する前記タービン車室における下側部分の領域のみに設けられている
    ことを特徴とする蒸気タービンのドレン排出構造。
  5. 回転体を内包する静止体の一部により画成されて周方向に延在するドレンポケットと、前記ドレンポケットの下側に連通するように前記静止体の下側部分の領域のみに設けられ、前記ドレンポケットに収集されたドレンを外部に排出するドレン排出孔とを備える蒸気タービンのドレン排出構造の改造方法において、
    前記ドレン排出孔の出口下方に限定的に、ドレンを回収可能なドレン受けを配設し、
    前記蒸気タービンの外部に敷設される配管に一端を接続可能である接続管の他端を前記ドレン受けの底部に接続する
    ことを特徴とする蒸気タービンのドレン排出構造の改造方法。
  6. 請求項5に記載の蒸気タービンのドレン排出構造の改造方法において、
    前記ドレン排出孔は、前記静止体の下側部分の領域に限定的に、前記静止体の周方向に沿って複数設けられており、
    前記ドレン受けは、前記複数のドレン排出孔の前記周方向の一端から他端まで延在する部材である
    ことを特徴とする蒸気タービンのドレン排出構造の改造方法。
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CN201810743688.0A CN109252903B (zh) 2017-07-12 2018-07-09 蒸汽轮机的凝结水排出构造及其改造方法
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110043336A (zh) * 2019-05-21 2019-07-23 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种海洋移动式核电汽轮机外缘除湿装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB387361A (en) * 1930-07-12 1933-02-06 Asea Ab Method of and means for draining off moisture from the steam in steam turbines and recovering the heat stored up in the moisture
JPS5420207A (en) * 1977-07-15 1979-02-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Construction for preventing dust of axial flow turbine
JPS5438417A (en) * 1977-09-02 1979-03-23 Hitachi Ltd Steam turbine
JPS55100005U (ja) * 1979-01-08 1980-07-11
JPS61182403A (ja) * 1985-02-08 1986-08-15 Hitachi Ltd 蒸気タ−ビンのドレン排出装置
CN1038332A (zh) * 1988-06-07 1989-12-27 坂东机工株式会社 转子发动机
JPH0326802A (ja) * 1989-06-23 1991-02-05 Hitachi Ltd 蒸気タービンの静翼装置
JP3313487B2 (ja) 1993-11-30 2002-08-12 株式会社東芝 蒸気タービンノズル
JP3345509B2 (ja) * 1994-04-28 2002-11-18 株式会社東芝 ドレン排出装置
JPH1018807A (ja) * 1996-07-04 1998-01-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流排気タービンの最終段ドレン抜き装置
JP3663836B2 (ja) * 1997-06-19 2005-06-22 富士電機システムズ株式会社 軸流蒸気タービンの低圧翼部のドレン除去構造
JP3815143B2 (ja) * 1999-09-22 2006-08-30 株式会社日立製作所 蒸気タービン
JP2002250205A (ja) * 2001-02-21 2002-09-06 Hitachi Ltd 蒸気タービンの水滴除去構造
JP2004124751A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Toshiba Corp 蒸気タービンの湿分分離装置
US7422415B2 (en) * 2006-05-23 2008-09-09 General Electric Company Airfoil and method for moisture removal and steam injection
CN200985806Y (zh) * 2006-11-01 2007-12-05 上海汽轮机有限公司 核电汽轮机通流部分去湿装置
CN101255805B (zh) * 2008-03-11 2010-06-23 西安交通大学 汽轮机湿蒸气级抽吸去湿装置
JP4993503B2 (ja) * 2008-03-25 2012-08-08 パンパシフィック・カッパー株式会社 蒸気タービンの出力増強方法
JP5431047B2 (ja) 2009-07-14 2014-03-05 株式会社東芝 蒸気タービン
JP5653659B2 (ja) 2010-06-17 2015-01-14 三菱重工業株式会社 蒸気タービンの車室構造
US10072528B2 (en) * 2012-07-11 2018-09-11 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Axial-flow exhaust turbine
JP2015007379A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービン装置
US10690009B2 (en) * 2013-07-30 2020-06-23 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Water removal device for steam turbine and method for forming slit
RU2558743C2 (ru) * 2013-11-19 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") Часть низкого давления паровой турбины
CN205744018U (zh) * 2016-05-05 2016-11-30 中信重工机械股份有限公司 2.0~4.0MPa饱和蒸汽汽轮机级间本体外除水系统

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