JP7458947B2 - 蒸気タービン - Google Patents

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Description

本開示は、蒸気タービンに関する。
蒸気タービンは、最終段の圧縮段の下流側に、静圧を回復させて蒸気を外部に排出するためのディフューザを備えている。例えば、特許文献1には、タービンケーシングが、外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造によってディフューザを形成した構成が開示されている。ディフューザは、上流側から下流側に向けて、その流路断面積が次第に拡大するよう形成されている。このようなディフューザによって、最終段の圧縮段から排出される蒸気の流れが導くことで、静圧の回復が図られる。
特開2004-353629号公報
ところで、上記したような蒸気タービンにおいて、内部を流れる蒸気の流速が早い場合、最終段の圧縮段出口における蒸気の流速が、遷音速や亜音速となる場合がある。蒸気の流速が遷音速や亜音速となることで、蒸気によって、ディフューザ内で衝撃波や剥離が生じてしまう場合がある。このため、ディフューザ内で、より効果的に静圧の回復を図り、蒸気タービンの効率を向上させることが望まれる。
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、ディフューザ内での蒸気の静圧の回復を効率良く行うことが可能な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に、本開示に係る蒸気タービンは、軸線を中心として回転するロータ軸と、前記ロータ軸に対して前記軸線を基準とする径方向の外側に固定され、前記軸線の延びる軸方向に間隔をあけて配置された複数の動翼列と、前記ロータ軸及び複数の前記動翼列を覆うケーシングと、前記ケーシングに固定され、前記動翼列に対して前記軸方向の第一側に間隔をあけて配置された静翼列と、を備え、前記ケーシングは、複数の動翼列のうちで前記軸方向の最も第二側に配置された最終段の前記動翼列から流出した蒸気を前記ケーシングの外部に案内するディフューザを有し、前記ディフューザは、前記軸方向の第一側から第二側に向かって前記径方向の外側に向かって次第に拡大する外側ガイドと、前記外側ガイドに対して前記径方向の内側に間隔を空けて配置され、前記軸方向の第一側から第二側に向かって前記径方向の外側に向かって次第に拡大する内側ガイドと、を有し、前記ディフューザは、前記軸方向で最終段の前記動翼列に最も近い領域であって、前記外側ガイドと前記内側ガイドとの間に画成される流路の断面積が、前記軸方向の第二側に向かって次第に小さくなる第一領域と、前記第一領域に対して前記軸方向の第二側で繋がった領域であって、前記流路の断面積が、前記軸方向の第二側に向かって次第に大きくなる第二領域と、を有し、前記第一領域における前記流路の最小断面積は、最終段の前記動翼列の外周縁と内周縁との間に画成される前記流路の断面積よりも大きい
本開示の蒸気タービンによれば、ディフューザ内における蒸気の静圧の回復を効率良く行うことが可能となる。
本開示の実施形態に係る蒸気タービンの全体構成を示す模式図である。 上記蒸気タービンの第一実施形態に係るディフューザ周辺の構成を示す断面図である。 上記蒸気タービンの第二実施形態に係るディフューザ周辺の構成を示す断面図である。
以下、添付図面を参照して、本開示による蒸気タービンを実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。
<第一実施形態>
(蒸気タービンの構成)
図1に示すように、本実施形態の蒸気タービン1Aは、軸線Oを中心として回転するロータ20と、ロータ20を覆うケーシング10と、を有している。
なお、以下の説明の都合上、軸線Oが延びている方向を軸方向Daとする。また、軸線Oを基準としたロータ20における径方向を単に径方向Drとする。また、軸線Oを中心としたロータ20の周方向を単に周方向Dcとする。
(ロータの構成)
ロータ20は、ロータ軸21と、動翼列31と、を有している。ロータ軸21は、軸線Oを中心として軸方向Daに延びている。ロータ軸21は、軸線Oを中心として回転可能とされている。ロータ軸21は、軸芯部22と、複数のディスク部23と、を有している。軸芯部22は、軸線Oを中心として円柱状に形成されて軸方向Daに延びている。複数のディスク部23は、軸方向Daに互いに間隔をあけて配置されている。各ディスク部23は、ロータ軸21の外周部分を構成するように、軸芯部22と一体に形成されている。各ディスク部23は、軸芯部22から径方向Drの外側Droに広がるように配置されている。
(動翼列の構成)
動翼列31は、ロータ軸21の径方向Drの外側Droに固定されている。動翼列31は、ロータ軸21の軸方向Daに沿って間隔をあけて複数列が配置されている。本実施形態の場合、動翼列31は、例えば四列配置されている。よって、本実施形態の場合、動翼列31として、第一列から第四列の動翼列31まで配置されている。
図2に示すように、各列の動翼列31は、周方向Dcに並ぶ複数の動翼32を有している。動翼32は、ディスク部23の外周に複数並んで取り付けられている。各動翼32は、動翼本体33と、シュラウド34と、プラットフォーム35と、を有している。
各動翼本体33は、径方向Drに延びている。シュラウド34は、動翼本体33に対して径方向Drの外側Droに配置されている。プラットフォーム35は、動翼本体33に対して径方向Drの内側Driに配置されている。プラットフォーム35は、ディスク部23に固定されている。動翼32においてシュラウド34とプラットフォーム35との間は、蒸気Sが流れる流路である蒸気主流路15の一部を成している。つまり、動翼列31の外周縁に位置するシュラウド34と、動翼列31の内周縁に位置するプラットフォーム35との間に蒸気主流路15は形成されている。周方向Dcに複数の動翼32が並んで配置されることで、蒸気主流路15は、ロータ20の外周部で円環状に形成されている。
(ケーシングの構成)
ケーシング10は、ロータ軸21及び複数の動翼列31、すなわちロータ20を覆うように形成されている。ケーシング10における径方向Drの内側Driには、静翼列41が固定されている。静翼列41は、軸方向Daに沿って間隔を空けて複数配置されている。本実施形態の場合、静翼列41の列数は、動翼列31と同じ四列が配置されている。各静翼列41は、各動翼列31に対して軸方向Daの第一側Dauに間隔をあけて並ぶように配置されている。静翼列41は、動翼列31と共に一つの圧縮段を構成している。したがって、本実施形態では、四列の動翼列31及び静翼列41によって、最終段を第四段とする四つの圧縮段が構成されている。
(静翼列の構成)
各列の静翼列41は、周方向Dcに並ぶ複数の静翼42を有している。静翼列41は、外側リング43と、静翼本体44と、内側リング46と、を有している。外側リング43は、環状に形成されている。外側リング43は、静翼本体44の径方向Drの外側Droに配置されている。内側リング46は、環状に形成されている。内側リング46は、静翼本体44の径方向Drの内側Driに配置されている。外側リング43と内側リング46との間の環状の空間は、蒸気Sが流れる蒸気主流路15の一部を成している。
蒸気主流路15は、複数の動翼列31及び静翼列41に跨って軸方向Daに延びている。ここで、軸方向Daの第一側Dauは、蒸気主流路15における蒸気Sの流れ方向の上流側である。また、軸方向Daの第二側Dadは、第一側Dauとは反対側であって、蒸気主流路15における蒸気Sの流れ方向の下流側である。すなわち、蒸気Sは、ケーシング10内を軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって流れていく。
ケーシング10は、排気ケーシング51と、ディフューザ70と、を備えている。排気ケーシング51は、ケーシング10の外部と繋がっている。排気ケーシング51は、蒸気主流路15を流れてきた蒸気Sをケーシング10の外部に排出する。排気ケーシング51は、ケーシング10において、軸方向Daの最も第二側Dadに配置されている。排気ケーシング51の下部には、下方に向かって開口する排気口513(図1参照)が形成されている。排気ケーシング51は、後述するディフューザ70によって静圧回復が図られた蒸気Sを、排気口513から外部に排気する。
(ディフューザの構成)
ディフューザ70は、複数列の動翼列31のうちで最も軸方向Daの最も第二側Dadに配置された最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sを、排気ケーシング51を介してケーシング10の外部に案内する。ディフューザ70は、最終段の動翼列31Fと排気ケーシング51との間に配置されている。本実施形態のディフューザ70は、外側ガイド71と、内側ガイド72と、を有している。
(外側ガイドの構成)
外側ガイド71は、最終段の動翼列31Fに対して軸方向Daの第二側Dadに配置されている。外側ガイド71は、軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって径方向Drの外側Droに次第に拡大するよう形成されている。本実施形態の外側ガイド71は、径方向Drの内側Driに向かって凸となるように湾曲している。外側ガイド71は、第一拡径部711と、第二拡径部712と、を有している。
第一拡径部711は、外側ガイド71において軸方向Daの最も第一側Dauに配置されている。つまり、本実施形態において、第一拡径部711は、外側ガイド71において、最終段の動翼列31Fに最も近い位置に配置されている。第一拡径部711は、軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって第一の曲率半径R1で径方向Drの外側Droに次第に拡大するよう形成されている。第一拡径部711は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、第一の曲率半径R1で湾曲した板状に形成されている。具体的には、第一拡径部711は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、軸方向Daの第一側Dauの拡径部第一端7111と軸方向Daの第二側Dadの拡径部第二端7112とに対し、軸方向Daの拡径部中間部7113が径方向Drの内側Driに張り出すように湾曲して形成されている。
第二拡径部712は、第一拡径部711に対し、軸方向Daの第二側Dadに配置されている。第二拡径部712は、第一拡径部711に対して軸方向Daの第二側Dadで繋がるように、一体に形成されている。本実施形態において、第二拡径部712は、軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって径方向Drの外側Droに次第に拡大するよう形成されている。第二拡径部712は、第一の曲率半径R1よりも大きい第二の曲率半径R2で径方向Drの外側に次第に拡大している。第二拡径部712は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、第二の曲率半径R2で湾曲した板状に形成されている。具体的には、第二の曲率半径R2は、第一の曲率半径R1に対して可能な限り大きいことが好ましい。つまり、第二拡径部712は、第一拡径部711に比べて、拡がり方が緩やかになっている。本実施形態では、第二拡径部712は、軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって直線状に拡径している。
(内側ガイドの構成)
内側ガイド72は、外側ガイド71に対して径方向Drの内側Driに間隔を空けて配置されている。これにより、外側ガイド71と内側ガイド72との間には、蒸気Sが流通可能な流路である環状流路100が画成されている。環状流路100は、軸方向Daから見て円環状になるように、外側ガイド71と内側ガイド72との間に画成されている。環状流路100は、蒸気主流路15に対して軸方向Daの第二側Dadで繋がっている。内側ガイド72は、軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって径方向Drの外側Droに第三の曲率半径R3で次第に拡大するよう形成されている。内側ガイド72は、内側湾曲拡径部73を有している。内側湾曲拡径部73は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、第三の曲率半径R3で湾曲した板状に形成されている。具体的には、内側湾曲拡径部73は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、軸方向Daの第一側Dauの内側ガイド第一端731と軸方向Daの第二側Dadの内側ガイド第二端732とに対し、内側ガイド第一端731と内側ガイド第二端732との間の内側ガイド中間部733が径方向Drの内側Driに張り出すように湾曲して形成されている。第三の曲率半径R3は、第一拡径部711の第一の曲率半径R1よりも大きく設定することが好ましい。本実施形態では、第三の曲率半径R3は、第一の曲率半径R1よりも大きく第二の曲率半径R2よりも小さい。なお、第三の曲率半径R3は、第一の曲率半径R1よりも大きければ、第二の曲率半径R2よりも小さいことに限定されるものではない。したがって、第三の曲率半径R3は、第二の曲率半径R2とおなじであってもよい。
また、ディフューザ70は、軸方向Daの第一側Dauに位置する第一領域P1と、軸方向Daの第二側Dadに位置する第二領域P2と、に区分される。
第一領域P1は、軸方向Daで最終段の動翼列31Fに最も近い領域である。第一領域P1には、第一拡径部711が配置されている。第一領域P1には、内側ガイド第一端731を含む内側湾曲拡径部73の一部が配置されている。
第二領域P2は、第一領域P1に対して軸方向Daの第二側Dadで繋がった領域である。第二領域P2には、第二拡径部712が配置されている。第二領域P2には、内側ガイド第二端732を含む内側湾曲拡径部73の一部が配置されている。
また、軸方向Daにおける第一領域P1の長さL1に対して、軸方向Daにおける第二領域P2の長さL2は、例えば、0.5倍~2,0倍程度とすることが好ましい。ここで、第一領域P1の長さL1や、第二領域P2の長さL2は、各領域での径方向Drにおける環状流路100の中心付近の長さである。さらに、第一領域P1の長さL1に対して、第二領域P2の長さL2は、0.7倍~1.5倍程度とすることがより好ましい。特に、第一領域P1の長さL1に対して、第二領域P2の長さL2は、0.8倍~1.2倍程度とすることがより一層好ましい。
(作用効果)
一般的に、蒸気タービン1Aが定格運転している際に最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sの流速(平均流速)が遷音速となる場合がある。さらに、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sの流速分布は、動翼列31による遠心力の影響により、径方向Drの内側Driから外側Droに向かって次第に高くなっている。このため、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sの流速が遷音速である場合、シュラウド34に近い領域では、蒸気Sの流速がさらに高まる。その結果、環状流路100では、蒸気Sが軸線Oに対して径方向Drの外側Droに向かうように斜めに流れる。これにより、ディフューザ70内を流れる蒸気Sは、排気ケーシング51に流入する前にディフューザ70を形成する壁面から剥離しやすくなってしまう。剥離が生じた場合には、排気損失が増加してしまう。
これに対し、上記構成の蒸気タービン1Aでは、内側湾曲拡径部73が湾曲している。これにより、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sは、径方向Drで内側ガイド72に近い部分では、内側湾曲拡径部73に沿うように流れていく。その結果、内側湾曲拡径部73の近傍では、蒸気Sは、内側湾曲拡径部73からの剥離が抑えられつつ、径方向Drの外側Droへと流れ方向が転向されるように流れていく。また、第一拡径部711が、第一の曲率半径R1で湾曲している。そのため、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sは、第一領域P1における径方向Drで外側ガイド71に近い部分では、第一拡径部711に沿うように流れていく。湾曲した面に沿って蒸気Sが流れることで、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sを効率良く案内することができる。その後、径方向Drで外側ガイド71に近い部分を流れる蒸気Sは、第二領域P2では、第二拡径部712に沿うように流れる。第二拡径部712は、第一拡径部711と比べると、径方向Drの外側Droに緩やかに拡大している。これにより、第一拡径部711から流れでた蒸気Sが剥離する方向に沿うように第二拡径部712が形成されることとなる。そのため、第一拡径部711がそのまま延長されるように第二拡径部712が第一の曲率半径R1で形成されている場合に比べて、蒸気Sの流れを径方向Drの内側Driに抑えることができる。したがって、第一拡径部711に沿って流れる蒸気Sは、剥離を起こすことなく、第二拡径部712に沿って流れていく。このように、外側ガイド71の下流側(第二側Dad)において、曲率半径を大きくすることで、径方向Drの外側Droで蒸気Sの流れに剥離が生じることを抑えることができる。このようにして、ディフューザ70で、蒸気Sの剥離を抑えつつ、流速を低減させるこができる。そのため、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sの流速(平均流速)が遷音速である場合であっても、剥離の発生を抑えることができる。したがって、ディフューザ70内における蒸気Sの静圧の回復を効率良く行うことが可能となる。
また、蒸気タービン1Bでは、内側湾曲拡径部73の第三の曲率半径R3が、第一拡径部711の第一の曲率半径R1よりも大きい。これにより、径方向Drの内側Driでも剥離の発生を効率良く抑えることができる。その結果、ディフューザ70内における蒸気Sの静圧の回復を、より効率良く図ることが可能となる。
また、蒸気タービン1Aでは、第一領域P1の軸方向Daの長さL1に対して第二領域P2の軸方向Daの長さL2が、0.5倍~2.0倍とされている。つまり、軸方向Daにおける第一拡径部711の長さに対して、軸方向Daにおける第二拡径部712の長さが、0.5倍~2.0倍でとされている。これにより、第一領域P1と第二領域P2とで、蒸気Sの流速をバランスよく調整できる。したがって、静圧の回復を効率良く図ることができる。
<第二実施形態>
次に、本開示に係る蒸気タービン1Bの第二実施形態について説明する。なお、以下に説明する第二実施形態においては、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
(熱交換デバイスの構成)
図3に示すように、第二実施形態の蒸気タービン1Bでは、ディフューザ60の構造が第一実施形態と異なっている。
(ディフューザの構成)
第二実施形態のディフューザ60は、外側ガイド61と、内側ガイド62と、を有している。
(外側ガイドの構成)
外側ガイド61は、最終段の動翼列31Fに対して軸方向Daの第二側Dadに配置されている。外側ガイド61は、軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって径方向Drの外側Droに次第に拡大するよう形成されている。外側ガイド61は、第一傾斜部611と、第二傾斜部612と、を有している。
第一傾斜部611は、外側ガイド61において軸方向Daの最も第一側Dauに配置されている。つまり、本実施形態において、第一傾斜部611は、外側ガイド61において、最終段の動翼列31Fに最も近い位置に配置されている。第一傾斜部611は、軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって径方向Drの外側Droに次第に拡大するよう形成されている。第一傾斜部611は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、軸線Oに対して第一傾斜角θ1で傾斜している。第一傾斜部611は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、平板状に形成されている。つまり、第一傾斜部611は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、直線状に形成されている。
第二傾斜部612は、第一傾斜部611に対し、軸方向Daの第二側Dadに配置されている。第二傾斜部612は、第一傾斜部611と一体に形成されている。第二傾斜部612は、軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって径方向Drの外側Droに次第に拡大するよう形成されている。第二傾斜部612は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、軸線Oに対して第一傾斜角θ1よりも大きい第二傾斜角θ2で傾斜している。第二傾斜部612は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、平板状に形成されている。つまり、第二傾斜部612は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、直線状に形成されている。
(内側ガイドの構成)
内側ガイド62は、外側ガイド61に対して径方向Drの内側Driに間隔を空けて配置されている。これにより、外側ガイド61と内側ガイド62との間には、蒸気Sが流通可能な流路である環状流路100が画成されている。内側ガイド62は、軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって径方向Drの外側Droに次第に拡大するよう形成されている。内側ガイド62の軸方向Daの長さは、外側ガイド61の軸方向Daの長さよりも長く形成されている。内側ガイド62は、外側ガイド61よりも軸方向Daの第二側Dadに長く延びている。内側ガイド62は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、軸線Oに対して第三傾斜角θ3で傾斜している。内側ガイド62は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、平板状に形成されている。したがって、内側ガイド62は、軸線Oに対して平行かつ直交する断面視で、軸方向Daの第一側Dauの内側ガイド第一端621から軸方向Daの第二側Dadの内側ガイド第二端622に向かって、一度も曲がることなくまっすぐに直線状に延びて形成されている。第三傾斜角θ3は、軸線Oに対する角度が第一傾斜角θ1よりも大きく、かつ第二傾斜角θ2よりも小さい。
第二実施形態の第一領域P11には、第一傾斜部611が配置されている。第一領域P11には、内側ガイド第一端621を含む内側ガイド62の一部が配置されている。第一領域P11では、外側ガイド61と内側ガイド62との間に画成される流路である環状流路100の断面積が、軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって次第に小さくなっている。つまり、第一領域P11では、環状流路100の断面積は、軸方向Daの第一側Dauで最大となり、軸方向Daの第二側Dadで最少となっている。第一領域P11での環状流路100の最小断面積A1minは、最終段の動翼列31Fでの蒸気主流路15の断面積Awよりも大きくなるように形成されている。
第二実施形態の第二領域P12には、第二傾斜部612が配置されている。第二領域P12には、内側ガイド第二端622を含む内側ガイド62の一部が配置されている。第二領域P12では、環状流路100の断面積A2が、軸方向Daの第二側Dadに向かって次第に大きくなるよう形成されている。つまり、第二領域P12では、環状流路100の断面積は、軸方向Daの第一側Dauで最小となり、軸方向Daの第二側Dadで最大となっている。第二領域P12での環状流路100の最大断面積A2maxは、第一流路101における環状流路100の最大断面積A1maxよりも大きくなるように形成されている。
また、軸方向Daにおける第一領域P11の長さL1に対して、軸方向Daにおける第二領域P12の長さL2は、例えば、0.5倍~2,0倍程度とすることが好ましい。さらに、第一領域P11の長さL1に対して、第二領域P12の長さL2は、0.7倍~1.5倍程度とすることがより好ましい。特に、第一領域P11の長さL1に対して、第二領域P12の長さL2は、0.8倍~1.2倍程度とすることがより一層好ましい。
(作用効果)
蒸気タービン1Bが定格運転している際に最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sの流速(平均流速)が亜音速である場合、シュラウド34に近い領域では、蒸気Sの流速がさらに高まって、超音速となることがある。これに対し、本実施形態では、ディフューザ60の第一領域P11で、環状流路100の断面積A1が軸方向Daの第二側Dadに向かって次第に小さくなっている。環状流路100が絞られていることで、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sの流速(マッハ数)は、第一領域P11で全体的に低減される。これにより、第一領域P11における径方向Drで外側ガイド61に近い領域における蒸気Sの流速が、超音速から亜音速に低減される。その後、第一領域P11から第二領域P12に蒸気Sは流入する。第二領域P12での蒸気Sの流速は、亜音速に低減された状態で、環状流路100の断面積A2が軸方向Daの第二側Dadに向かって次第に大きくなることによってさらに低減される。これより、静圧の回復が図られる。したがって、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sの流速が亜音速である場合であっても、ディフューザ60内における蒸気Sの静圧の回復を効率良く行うことが可能となる。
また、蒸気タービン1Bでは、第一領域P11における環状流路100の最小断面積A1minが、最終段の動翼列31Fの外周縁と内周縁との間に形成された蒸気主流路15の断面積Awよりも大きい。これにより、第一領域P11で、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sの流れがチョークしてしまう(圧力比が大きくとも流量が変化しなくなる)ことが抑えられる。
また、蒸気タービン1Bでは、第二領域P12での環状流路100の最大断面積A2maxは、第一領域P11での環状流路100の最大断面積A1maxよりも大きい。これにより、第一領域P11で流速が低減された後に、第二領域P12に流れ込んだ蒸気Sの流速を、確実に低減させることができる。
また、蒸気タービン1Bでは、内側ガイド62は、軸方向Daの第一側Dauの内側ガイド第一端621から軸方向Daの第二側Dadの内側ガイド第二端622に向かって直線状に延びて形成されている。さらに、内側ガイド62は、第一傾斜部611の第一傾斜角θ1よりも大きく、かつ第二傾斜部612の第二傾斜角θ2よりも小さい第三傾斜角θ3で傾斜している。これにより、環状流路100において、径方向Drの内側Driでの蒸気Sの流れの乱れを抑えることができる。
また、蒸気タービン1Bでは、第一領域P11の軸方向Daの長さL1に対する、第二領域P12の軸方向Daの長さL2が、0.5倍~2.0倍とされている。これにより、第一領域P11と第二領域P12とで、蒸気Sの流速をバランスよく調整できる。したがって、静圧の回復を効率良く図ることができる。
(その他の実施形態)
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、動翼列31及び静翼列41の段数等をはじめとして、蒸気タービン1A、1Bの各部の構成については、適宜変更することが可能である。
<付記>
各実施形態に記載の蒸気タービンは、例えば以下のように把握される。
(1)第1の態様に係る蒸気タービン1Aは、軸線Oを中心として回転するロータ軸21と、前記ロータ軸21に対して前記軸線Oを中心とする径方向Drの外側Droに固定され、前記軸線Oの延びる軸方向Daに間隔をあけて配置された複数の動翼列31と、前記ロータ軸21及び複数の前記動翼列31を覆うケーシング10と、前記ケーシング10に固定され、前記動翼列31に対して前記軸方向Daの第一側Dauに間隔をあけて配置された静翼列41と、を備え、前記ケーシング10は、複数の前記動翼列31のうちで前記軸方向Daの最も第二側Dadに配置された最終段の前記動翼列31Fから流出した蒸気Sを前記ケーシング10の外部に案内するディフューザ70を有し、前記ディフューザ70は、前記軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって前記径方向Drの外側Droに向かって次第に拡大する外側ガイド71と、前記外側ガイド71に対して前記径方向Drの内側Driに間隔を空けて配置され、前記軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって前記径方向Drの外側Droに向かって次第に拡大する内側ガイド72と、を有し、前記内側ガイド72は、前記軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって湾曲しながら前記径方向Drの外側Droに次第に拡大する内側湾曲拡径部73を有し、前記外側ガイド71は、前記軸方向Daで最終段の前記動翼列31Fに最も近い領域に配置され、前記軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって第一の曲率半径R1で前記径方向Drの外側Droに次第に拡大する第一拡径部711と、前記第一拡径部711に対して前記軸方向Daの第二側Dadで繋がって、前記軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって前記第一の曲率半径R1よりも大きい第二の曲率半径R2で前記径方向Drの外側Droに次第に拡大する第二拡径部712と、を有する。
この蒸気タービン1Aにおいて、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sは、径方向Drで内側ガイド72に近い部分では、内側湾曲拡径部73に沿うように流れていく。その結果、内側湾曲拡径部73の近傍では、蒸気Sは、内側湾曲拡径部73からの剥離が抑えられつつ、径方向Drの外側Droへと流れ方向が転向されるように流れていく。また、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sは、径方向Drで外側ガイド71に近い部分では、第一拡径部711に沿うように流れていく。湾曲した面に沿って蒸気Sが流れることで、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sを効率良く案内することができる。その後、径方向Drで外側ガイド71に近い部分を流れる蒸気Sは、第二拡径部712に沿うように流れる。第二拡径部712は、第一拡径部711と比べると、径方向Drの外側Droに緩やかに拡大している。これにより、第一拡径部711から流れでた蒸気Sが剥離する方向に沿うように第二拡径部712が形成されることとなる。蒸気Sの流れを径方向Drの内側Driに抑えることができる。したがって、第一拡径部711に沿って流れる蒸気Sは、剥離を起こすことなく、第二拡径部712に沿って流れていく。これにより、径方向Drの外側Droで蒸気Sの流れに剥離が生じることを抑えることができる。このようにして、ディフューザ70で、蒸気Sの剥離を抑えつつ、流速を低減させるこができる。したがって、ディフューザ70内における蒸気Sの静圧の回復を効率良く行うことが可能となる。
(2)第2の態様に係る蒸気タービン1Aは、(1)の蒸気タービン1Aであって、前記内側湾曲拡径部73の曲率半径R3は、前記第一の曲率半径R1よりも大きくてもよい。
これにより、径方向Drの内側Driでも剥離の発生を効率良く抑えることができる。その結果、ディフューザ70内における蒸気Sの静圧の回復を、より効率良く図ることが可能となる。
(3)第3の態様に係る蒸気タービン1Aは、(1)または(2)の蒸気タービン1Aであって、前記軸方向Daにおける前記第一拡径部711の長さに対して、前記軸方向Daにおける前記第二拡径部712の長さが、0.5倍~2.0倍でとされていてもよい。
これにより、第一領域P1と第二領域P2とで、蒸気Sの流速をバランスよく調整できる。したがって、静圧の回復を効率良く図ることができる。
(4)第4の態様に係る蒸気タービン1Bは、軸線Oを中心として回転するロータ軸21と、前記ロータ軸21に対して前記軸線Oを基準とする径方向Drの外側Droに固定され、前記軸線Oの延びる軸方向Daに間隔をあけて配置された複数の動翼列31と、前記ロータ軸21及び複数の前記動翼列31を覆うケーシング10と、前記ケーシング10に固定され、前記動翼列31に対して前記軸方向Daの第一側Dauに間隔をあけて配置された静翼列41と、を備え、前記ケーシング10は、複数の前記動翼列31のうちで前記軸方向Daの最も第二側Dadに配置された最終段の前記動翼列31Fから流出した蒸気Sを前記ケーシング10の外部に案内するディフューザ60を有し、前記ディフューザ60は、前記軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって前記径方向Drの外側Droに向かって次第に拡大する外側ガイド61と、前記外側ガイド61に対して前記径方向Drの内側Driに間隔を空けて配置され、前記軸方向Daの第一側Dauから第二側Dadに向かって前記径方向Drの外側Droに向かって次第に拡大する内側ガイド62と、を有し、前記ディフューザ60は、前記軸方向Daで最終段の前記動翼列31Fに最も近い領域であって、前記外側ガイド61と前記内側ガイド62との間に画成される流路の断面積A1が、前記軸方向Daの第二側Dadに向かって次第に小さくなる第一領域P11と、前記第一領域P11に対して前記軸方向Daの第二側Dadで繋がった領域であって、前記流路の断面積A2が、前記軸方向Daの第二側Dadに向かって次第に大きくなる第二領域P12と、を有する。
これにより、ディフューザ60の第一領域P11で、流路が絞られていることで、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sの流速(マッハ数)は、第一領域P11で全体的に低減される。これにより、第一領域P11における径方向Drで外側ガイド61に近い領域における蒸気Sの流速が、超音速から亜音速に低減される。その後、第一領域P11から第二領域P12に蒸気Sは流入する。第二領域P12での蒸気Sの流速は、亜音速に低減された状態で、流路の断面積A2が軸方向Daの第二側Dadに向かって次第に大きくなることによってさらに低減される。これより、静圧の回復が図られる。したがって、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sの流速が亜音速である場合であっても、ディフューザ60内における蒸気Sの静圧の回復を効率良く行うことが可能となる。
(5)第5の態様に係る蒸気タービン1Aは、(4)の蒸気タービン1Bであって、前記第一領域P11における前記流路の最小断面積A1minは、最終段の前記動翼列31Fの外周縁と内周縁との間に画成される前記流路の断面積Awよりも大きくてもよい。
これにより、第一領域P11で、最終段の動翼列31Fから流出した蒸気Sの流れがチョークしてしまうことが抑えられる。
(6)第6の態様に係る蒸気タービン1Bは、(4)又は(5)の蒸気タービン1Bであって、前記第二領域P12における前記流路の最大断面積A2maxは、前記第一領域P11における前記流路の最大断面積A1maxよりも大きくてもよい。
これにより、第一領域P11で流速が低減された後に、第二領域P12に流れ込んだ蒸気Sの流速を、確実に低減させることができる。
(7)第7の態様に係る蒸気タービン1Bは、(4)から(6)の何れか一つの蒸気タービン1Bであって、前記外側ガイド61は、前記第一領域P11に配置され、前記軸線に対して第一傾斜角θ1で傾斜した第一傾斜部611と、前記第二領域P12に配置され、前記軸線Oに対して前記第一傾斜角θ1よりも大きい第二傾斜角θ2で傾斜した第二傾斜部612と、を有し、前記内側ガイド62は、前記軸方向Daの第一側Dauの内側ガイド第一端621から軸方向Daの第二側Dadの内側ガイド第二端622に向かって直線状に形成され、前記軸線Oに対する第三傾斜角θ3が、前記第一傾斜角θ1よりも大きく、かつ前記第二傾斜角θ2よりも小さくてもよい。
これにより、環状流路100において、径方向Drの内側Driでの蒸気Sの流れの乱れを抑えることができる。
(8)第8の態様に係る蒸気タービン1Bは、(4)から(7)の何れか一つの蒸気タービン1Bであって、前記軸方向Daにおける前記第一領域P11の長さに対して、前記軸方向Daにおける前記第二領域P12の長さが、0.5倍~2.0倍でとされていてもよい。
これにより、第一領域P11と第二領域P12とで、蒸気Sの流速をバランスよく調整できる。したがって、静圧の回復を効率良く図ることができる。
1A、1B…蒸気タービン
10…ケーシング
15…蒸気主流路
20…ロータ
21…ロータ軸
22…軸芯部
23…ディスク部
31…動翼列
31F…最終段の動翼列
32…動翼
33…動翼本体
34…シュラウド
35…プラットフォーム
41…静翼列
42…静翼
43…外側リング
44…静翼本体
46…内側リング
51…排気ケーシング
513…排気口
60、70…ディフューザ
61、71…外側ガイド
611…第一傾斜部
612…第二傾斜部
62、72…内側ガイド
621、731…内側ガイド第一端
622、732…内側ガイド第二端
711…第一拡径部
7111…拡径部第一端
7112…拡径部第二端
7113…拡径部中間部
712…第二拡径部
73…内側湾曲拡径部
733…内側ガイド中間部
100…環状流路
A1…断面積
A1max…最大断面積
A1min…最小断面積
A2…断面積
A2max…最大断面積
Aw…断面積
Da…軸方向
Dad…第二側
Dau…第一側
Dc…周方向
Dr…径方向
Dri…内側
Dro…外側
O…軸線
P1、P11…第一領域
P2、P12…第二領域
R1…第一の曲率半径
R2…第二の曲率半径
R3…第三の曲率半径
S…蒸気
θ1…第一傾斜角
θ2…第二傾斜角
θ3…第三傾斜角

Claims (7)

  1. 軸線を中心として回転するロータ軸と、
    前記ロータ軸に対して前記軸線を基準とする径方向の外側に固定され、前記軸線の延びる軸方向に間隔をあけて配置された複数の動翼列と、
    前記ロータ軸及び複数の前記動翼列を覆うケーシングと、
    前記ケーシングに固定され、前記動翼列に対して前記軸方向の第一側に間隔をあけて配置された静翼列と、を備え、
    前記ケーシングは、複数の前記動翼列のうちで前記軸方向の最も第二側に配置された最終段の前記動翼列から流出した蒸気を前記ケーシングの外部に案内するディフューザを有し、
    前記ディフューザは、
    前記軸方向の第一側から第二側に向かって前記径方向の外側に向かって次第に拡大する外側ガイドと、
    前記外側ガイドに対して前記径方向の内側に間隔を空けて配置され、前記軸方向の第一側から第二側に向かって前記径方向の外側に向かって次第に拡大する内側ガイドと、を有し、
    前記ディフューザは、
    前記軸方向で最終段の前記動翼列に最も近い領域であって、前記外側ガイドと前記内側ガイドとの間に画成される流路の断面積が、前記軸方向の第二側に向かって次第に小さくなる第一領域と、
    前記第一領域に対して前記軸方向の第二側で繋がった領域であって、前記流路の断面積が、前記軸方向の第二側に向かって次第に大きくなる第二領域と、を有し、
    前記第一領域における前記流路の最小断面積は、最終段の前記動翼列の外周縁と内周縁との間に画成される前記流路の断面積よりも大きい蒸気タービン。
  2. 軸線を中心として回転するロータ軸と、
    前記ロータ軸に対して前記軸線を基準とする径方向の外側に固定され、前記軸線の延びる軸方向に間隔をあけて配置された複数の動翼列と、
    前記ロータ軸及び複数の前記動翼列を覆うケーシングと、
    前記ケーシングに固定され、前記動翼列に対して前記軸方向の第一側に間隔をあけて配置された静翼列と、を備え、
    前記ケーシングは、複数の前記動翼列のうちで前記軸方向の最も第二側に配置された最終段の前記動翼列から流出した蒸気を前記ケーシングの外部に案内するディフューザを有し、
    前記ディフューザは、
    前記軸方向の第一側から第二側に向かって前記径方向の外側に向かって次第に拡大する外側ガイドと、
    前記外側ガイドに対して前記径方向の内側に間隔を空けて配置され、前記軸方向の第一側から第二側に向かって前記径方向の外側に向かって次第に拡大する内側ガイドと、を有し、
    前記ディフューザは、
    前記軸方向で最終段の前記動翼列に最も近い領域であって、前記外側ガイドと前記内側ガイドとの間に画成される流路の断面積が、前記軸方向の第二側に向かって次第に小さくなる第一領域と、
    前記第一領域に対して前記軸方向の第二側で繋がった領域であって、前記流路の断面積が、前記軸方向の第二側に向かって次第に大きくなる第二領域と、を有し、
    前記第二領域における前記流路の最大断面積は、前記第一領域における前記流路の最大断面積よりも大きい蒸気タービン。
  3. 前記第二領域における前記流路の最大断面積は、前記第一領域における前記流路の最大断面積よりも大きい請求項1に記載の蒸気タービン。
  4. 軸線を中心として回転するロータ軸と、
    前記ロータ軸に対して前記軸線を基準とする径方向の外側に固定され、前記軸線の延びる軸方向に間隔をあけて配置された複数の動翼列と、
    前記ロータ軸及び複数の前記動翼列を覆うケーシングと、
    前記ケーシングに固定され、前記動翼列に対して前記軸方向の第一側に間隔をあけて配置された静翼列と、を備え、
    前記ケーシングは、複数の前記動翼列のうちで前記軸方向の最も第二側に配置された最終段の前記動翼列から流出した蒸気を前記ケーシングの外部に案内するディフューザを有し、
    前記ディフューザは、
    前記軸方向の第一側から第二側に向かって前記径方向の外側に向かって次第に拡大する外側ガイドと、
    前記外側ガイドに対して前記径方向の内側に間隔を空けて配置され、前記軸方向の第一側から第二側に向かって前記径方向の外側に向かって次第に拡大する内側ガイドと、を有し、
    前記ディフューザは、
    前記軸方向で最終段の前記動翼列に最も近い領域であって、前記外側ガイドと前記内側ガイドとの間に画成される流路の断面積が、前記軸方向の第二側に向かって次第に小さくなる第一領域と、
    前記第一領域に対して前記軸方向の第二側で繋がった領域であって、前記流路の断面積が、前記軸方向の第二側に向かって次第に大きくなる第二領域と、を有し、
    前記外側ガイドは、
    前記第一領域に配置され、前記軸線に対して第一傾斜角で傾斜した第一傾斜部と、
    前記第二領域に配置され、前記軸線に対して前記第一傾斜角よりも大きい第二傾斜角で傾斜した第二傾斜部と、を有し、
    前記内側ガイドは、
    前記軸方向の第一側の内側ガイド第一端から前記軸方向の第二側の内側ガイド第二端に向かって直線状に形成され、前記軸線に対する第三傾斜角が、前記第一傾斜角よりも大きく、かつ前記第二傾斜角よりも小さい蒸気タービン。
  5. 前記外側ガイドは、
    前記第一領域に配置され、前記軸線に対して第一傾斜角で傾斜した第一傾斜部と、
    前記第二領域に配置され、前記軸線に対して前記第一傾斜角よりも大きい第二傾斜角で傾斜した第二傾斜部と、を有し、
    前記内側ガイドは、
    前記軸方向の第一側の内側ガイド第一端から前記軸方向の第二側の内側ガイド第二端に向かって直線状に形成され、前記軸線に対する第三傾斜角が、前記第一傾斜角よりも大きく、かつ前記第二傾斜角よりも小さい請求項1から3の何れか一項に記載の蒸気タービン。
  6. 軸線を中心として回転するロータ軸と、
    前記ロータ軸に対して前記軸線を基準とする径方向の外側に固定され、前記軸線の延びる軸方向に間隔をあけて配置された複数の動翼列と、
    前記ロータ軸及び複数の前記動翼列を覆うケーシングと、
    前記ケーシングに固定され、前記動翼列に対して前記軸方向の第一側に間隔をあけて配置された静翼列と、を備え、
    前記ケーシングは、複数の前記動翼列のうちで前記軸方向の最も第二側に配置された最終段の前記動翼列から流出した蒸気を前記ケーシングの外部に案内するディフューザを有し、
    前記ディフューザは、
    前記軸方向の第一側から第二側に向かって前記径方向の外側に向かって次第に拡大する外側ガイドと、
    前記外側ガイドに対して前記径方向の内側に間隔を空けて配置され、前記軸方向の第一側から第二側に向かって前記径方向の外側に向かって次第に拡大する内側ガイドと、を有し、
    前記ディフューザは、
    前記軸方向で最終段の前記動翼列に最も近い領域であって、前記外側ガイドと前記内側ガイドとの間に画成される流路の断面積が、前記軸方向の第二側に向かって次第に小さくなる第一領域と、
    前記第一領域に対して前記軸方向の第二側で繋がった領域であって、前記流路の断面積が、前記軸方向の第二側に向かって次第に大きくなる第二領域と、を有し、
    前記軸方向における前記第一領域の長さに対して、前記軸方向における前記第二領域の長さが、0.5倍~2.0倍でとされている蒸気タービン。
  7. 前記軸方向における前記第一領域の長さに対して、前記軸方向における前記第二領域の長さが、0.5倍~2.0倍でとされている請求項1から5の何れか一項に記載の蒸気タービン。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230119491A (ko) * 2022-02-07 2023-08-16 두산에너빌리티 주식회사 베인 팁 간극을 최소화할 수 있는 압축기 및 이를 포함하는 가스터빈

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016148331A (ja) 2015-02-05 2016-08-18 ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングGeneral Electric Technology GmbH 蒸気タービンディフューザの構成
JP2018115581A (ja) 2017-01-17 2018-07-26 株式会社東芝 タービン排気室

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3625630A (en) * 1970-03-27 1971-12-07 Caterpillar Tractor Co Axial flow diffuser
JPS62174507A (ja) * 1986-01-27 1987-07-31 Toshiba Corp 軸流タ−ボ機械の排気デイフユ−ザ
US5257906A (en) * 1992-06-30 1993-11-02 Westinghouse Electric Corp. Exhaust system for a turbomachine
JP3564420B2 (ja) * 2001-04-27 2004-09-08 三菱重工業株式会社 ガスタービン
JP4342840B2 (ja) 2003-05-30 2009-10-14 株式会社東芝 蒸気タービン
US20120034064A1 (en) * 2010-08-06 2012-02-09 General Electric Company Contoured axial-radial exhaust diffuser
US20120163969A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 General Electric Company Turbine including exhaust hood
JP5606373B2 (ja) * 2011-03-28 2014-10-15 株式会社東芝 蒸気タービン
EP2677123B2 (en) * 2012-06-18 2018-04-25 General Electric Technology GmbH Diffuser for turbomachines
JP6334258B2 (ja) * 2013-08-28 2018-05-30 株式会社東芝 蒸気タービン
PL3653850T3 (pl) * 2018-11-16 2022-02-07 DOOSAN ŠKODA POWER s.r.o. Dyfuzor wylotowy turbiny parowej i odpowiadająca mu turbina parowa

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016148331A (ja) 2015-02-05 2016-08-18 ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングGeneral Electric Technology GmbH 蒸気タービンディフューザの構成
JP2018115581A (ja) 2017-01-17 2018-07-26 株式会社東芝 タービン排気室

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