JPH02248603A - 蒸気タービン - Google Patents

蒸気タービン

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JPH02248603A
JPH02248603A JP2040860A JP4086090A JPH02248603A JP H02248603 A JPH02248603 A JP H02248603A JP 2040860 A JP2040860 A JP 2040860A JP 4086090 A JP4086090 A JP 4086090A JP H02248603 A JPH02248603 A JP H02248603A
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steam flow
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸気タービンに関する０本発明はより詳細には
、蒸気が一般に、外側翼リングにより支持された半径方
向に延びる静翼の列及びロータに取付けられた回転翼を
通って排気案内部に軸方向へ流れ、該排気案内部により
最後の翼列かも排気部へ差向けられる低圧蒸気タービン
に関する。
一般的に言えば、蒸気タービンの動力出力は幾つかの既
知の変数の関数であり、重要な変数として蒸気の流量が
挙げられる。かくして、タービンの最後の列の回転翼を
より長い回転翼で置き換えることにより蒸気の流量を増
加させて既設の低圧タービンの動力出力を増大させるこ
とが提案されている。原回転翼を、静翼組立体を越えて
半径方向に延びる回転翼で置き換えれば蒸気の流量が著
しく増加することになる。しかしながら、このようにす
るためには、静翼を支持している外側翼リングの蒸気流
案内面を大がかりに機械加工して蒸気を、交換した回転
翼の翼先端へ案内する一層外方に向いた蒸気流案内面が
得られるようにしなければならない、既設のタービンの
外側翼リング及び外側翼リングを従来方式で支持する支
持リングの大がかりな機械加工を行なうと、外側翼リン
グと、従来、静翼及び外側リングを、翼に作用する軸方
向の圧力に抗して固定する支承手段となっている支持リ
ングの互に並んで位置した下流側端部が除去されてしま
う、その上、もし交換用の回転翼が静翼を支持する外側
翼リングを越えて半径方向に延びる場合、既設のタービ
ンの支持リングに従来方式でボルト留めされた排気フロ
ーガイドを支持リングに再び整列させることができない
。
従って１本発明の主目的は、蒸気を軸方向に隣接した上
流側の静翼列を支持する外側翼リングを越えて半径方向
に延びる回転翼へ又該回転翼から案内する蒸気流案内面
を有する蒸気タービンを提供すると共に、蒸気流案内面
を比較的長い回転翼と流体連通関係で支持する手段を提
供することにある。
この目的に鑑みて１本発明の要旨は、蒸気が流路に沿っ
て、該流路内で半径方向に延びる静翼及び回転翼を通り
、次に排気案内部を通って流れる蒸気タービンであって
、蒸気タービンは、ケーシングと、半径方向に延びる静
翼の列を支持すると共に蒸気が静翼列を通って流れると
きに蒸気を外方へ案内する全体として円錐形の蒸気流案
内面を有する外側翼リングと、外側翼リングの周りに半
径方向に並置された状態でケーシング内に固定的に取付
けられていて、外側翼リングを支持する支持リングとを
有し、支持リングは、外側翼リングの蒸気流案内面に軸
方向に隣接して位置すると共に該蒸気流案内面から外方
へ延びる蒸気流案内面を有し、支持リングに軸方向に隣
接して配置されたスペーサー・リングが、支持リングの
蒸気流案内面に隣接して位置すると共に該蒸気流案内面
から外方へ延びる蒸気流案内面を有し、列状に配置され
た回転翼は、スペーサー・りングの蒸気流案内面に隣接
して位置すると共に外側翼リングを越えて軸方向に延び
る先端を有し、排気フローガイドが、スペーサー・リン
グに隣接して軸方向に配置されていることを特徴とする
蒸気タービンにある。
本発明の内容は添付の図面に例示的に示すにすぎない好
ましい実施例の以下の説明から一層明らかになろう。
第１図は、本発明を具体化した多段複流低圧蒸気タービ
ンを全体的に示している。蒸気タービン１０は一般に、
ケーシング１４内で２つの端部！８，１８の間に軸方向
に延びるロータ構造体１２を有している。従来通り１発
電機（図示せず）又は他の低圧蒸気タービンはロータ構
造体１２の一端に、高圧蒸気タービン又は別の低圧蒸気
タービン（図示せず）がロータ構造体！２の他端部にそ
れぞれ作動的に結合されている。ケーシングＩ４は一般
に外側ケーシング１θと内側ケーシング２０とから成る
。外側ケーシング１９は上半分２１と下半分２２に水平
方向に分割されている。内側ケーシング２０も同様に分
割されて上半分２３と下半分（図示せず）の割り構造に
なっている。
蒸気は１間隔を置いて位置した入口連結部、例えば入口
連結部２４を通ってタービン翼段内に流入し、一般にロ
ータ構造体１２を包囲する中央に配置された蒸気入口室
２Ｂへ流れる。蒸気は、間隔を置いて配置されたスラス
ト吸収ステー＄パー２７の周りに内方に流れて、アーム
２８を介してステー−バー２７によって支持された入口
フローガイド２８にあたる、入口フローガイド２８はロ
ータ構造体１２を高速の蒸気から保護すると共に蒸気を
軸方向に案内する。蒸気は次に２つの流れ３０．３２に
分けられ、その一方の蒸気流３０は全体的にｔ軸方向の
経路に沿って幾つかのタービン翼段３４を通ってロータ
構造体！２の一方の端部１θに向って流れ、他方の蒸気
流３２は全体的に軸方向の経路に沿って、同じ数のター
ビン翼段３Ｇを通ってロータ構造体１２の他端部１８に
向って流れる０図示のタービン１０では、蒸気流３０．
３２は蒸気流路内で半径方向に延びる７つの質膜を通っ
て流れる。各質膜は一般に、ケーシング１４内に固定的
に取付けられた上流側の静翼列とロータ構造体に取付け
られた下流側の回転翼列とから成る。蒸気流３０．３２
は一般に、静翼３８．４０で表わされた最後の静翼列及
び回転翼４２．４４で表わされた最後の回転翼列から、
内側ハウジング５０．５２及び排気フローガイド５４．
５８によって画定された環状の排気部４８．４８を通っ
て、排気室５８に流入する。蒸気は次に外側ケーシング
１９の下半分２２内に設けられている大きな下方に向い
た排気連結部８０を通って複水器（図示せず）に流入す
る。
第２図〜第５図は、ロータ構造体１２の一方の端部１８
の近傍に位置した最後のタービン翼列３８，４２及び下
流側の排気案内部４Ｂを全体的に示している。ロータ構
造体１２の他方の端部１８の近傍に位置する最後のター
ビン翼列４０．４２及び下流側の排気案内部４８の構造
的特徴は同一なのでこれについて更に説明する必要はな
いであろう。
静翼３８は、内側翼リング８２と、これと同心の外側翼
リング８４との間でロータ構造体１２から見て半径方向
に延びている。静翼３８はリング８２．８４に溶接され
、支持リング８８により全体が支持された静翼組立体が
形成されている。支持リング８８は鋳造又は溶接により
ケーシング１４に一体に形成されているので２つのリン
グ半部により構成され、これらリング半部のうち一方は
内側ケーシング２０の上半分２３．他方のリング半部は
内側ケーシング２０の下半分とそれぞれ一体である。内
側質リング８２は漏止め装置８８、例えば図示の小径シ
ールを支持している。
外側翼リング８４は、静翼３８を通って流れている蒸気
流３０を回転翼４２に向って外方に案内する円錐形の蒸
気流案内面７０を有している。支持リング８Ｂは、蒸気
流３０が静翼３８から回転翼４２に向って流れる時に蒸
気流３０を案内する外側翼リングの蒸気流案内面７０に
軸方向に隣接して位置すると共に該蒸気流案内面７０の
外方に延びる蒸気流案内面７２を有している。外側翼リ
ング６４は、蒸気流案内面７゜、７２から間隔を置いて
設けられたさねはぎ連結部により支持リング８８内に固
定されている０図示のように、外側翼リング８４は支持
リング８８に設けられた溝７８に嵌入する舌部７４を有
し、舌部７４及び溝７８は支持リング８８を支持する半
径方向に延びるケーシング壁７８の上流側及び下流側に
軸方向に延びている。支持リングの溝７６の下流側の壁
８０は、蒸気流３０により静翼３８に及ぼされる軸方向
の圧力に反作用する支承面を構成している。変形例とし
て、さねはぎ連結部を、支持リングに設けた舌部（図示
せず）を外側翼リングに設けた溝（図示せず）に半径方
向に嵌入するように構成してもよく、この変形例では、
支承壁は支持リングの舌部の上流側の壁である。外側翼
リング６４は、コーキングメタル８２（第３図）により
支持リングの溝の壁８０に軸方向に押付けられており、
コーキングメタル８２は、これを外側翼リング６４及び
支持リング８Ｂによって画定された空洞部内へ押し込む
と組立中に塑性変形する。
支持リング８６に軸方向に隣接して配設されたスペーサ
ー〇リング８４が、支持リング８Ｂの蒸気流案内面７２
から見て外方に延びていて、蒸気流を回転Ｎ４２の先端
８８に向って案内する蒸気流案内面８８を有している。
スペーサー・リング８４は、支持リング８Ｂの外周面に
嵌合して支持リング８Ｇの蒸気流案内面７２とスペーサ
ー・リング８４の蒸気流案内面８６を互いに整列させる
アンダーカット部分９０を有している。変形例として、
スペーサー・リング８４及び支持リング８Ｂを、軸方向
に延びるさねはぎ連結部（図示せず）により整列させて
もよい。
回転翼４２は、静翼３８の下流側でロータ構造体１２に
取付けられている０図面に示すように１回転翼４２の先
端８８は、静ｊ１３８を支持する外側翼リングＢ４を越
えて半径方向に延びている。又、外側翼リング８４、支
持リング８８．スペーサー・リング８４のそれぞれの蒸
気流案内面？０．７２．ＢＢは、蒸気を回転ｇ４２の長
さ全体に亘り横切るよう案内する。
排気フローガイド５４は１回転翼列４２の周りに設けら
れたフランジ９４から延びる全体として円錐形のハウジ
ング８２を有し、フランジ８４は、蒸気流３０を回転翼
列４２から離れるよう軸方向に差向けるようスペーサー
〇リング８４に軸方向に隣接して位置している。第３図
に最も明確に示すように、排気フローガイドのフランジ
８４及びスペーサー・リング８４はポルＨ）Ｂにより、
半径方向ケーシング壁７８に溶接されたボス、例えばボ
ス８８に固定されている。好ましくは、長い溶接ビード
を用いても熱変形の生じる恐れがないようにするため隅
肉溶接部１００を施す、ボス８８は好ましくはボルト、
例えばボルト１０２によって半径方向ケーシング壁６４
に万全に固定されており、従ってたとえ溶接部１００が
疲労、腐食、応力腐食又は他の原因により破損した場合
でも固定状態を保つ、スペーサー・リング８４のアンダ
ーカット８０は、排気フローガイドのフランジ８４を定
位させると共に支持リング６Ｂを蒸気流の圧力に抗して
万全に支持する便利な手段となっている。
第４図は、フランジ８４から延びる比較的長いボルト１
０４を図示のように半径方向ケーシング壁７Ｂに螺合さ
せることにより、フランジ８４、スペーサー・リング８
４及びボス８８を半径方向ケーシング壁７８に固定する
変形手段を示している。たとえねじ部１０８が締付は状
態を保たなくなった場合でも螺合関係を保つようにする
と共にねじ部１０８を腐食から保護する固定用の連続溶
接部１０Ｂが設けられる。又、第４図に示す構造を用い
ると、第３図に示す構造と比べて溶接の所要量が少なく
なる。
本発明は、既設のタービンの動力出力を増大させるため
かかる既存のタービンをレトロフィツトするのに特に有
用である。第５図は一般に、第１図〜第３図のレトロフ
ィツト後のタービン１０と、想像線で示すその原設計の
タービンを比較している。上述のように、レトロフィツ
ト後のタービンｌＯは一般に、支持リング６Ｂ内に取付
けられた静翼１例えば、静翼３８の列及び排気フローガ
イド５４内に位置した隣接の下流側の比較的長い回転翼
、例えば回転翼４２の列を有している。タービンｌＯは
もともと、小径の排気フローガイド１３２内に配設され
たそれよりも短い回転翼１例えば回転翼１３０を用いて
おり、排気フローガイド１３２は、遠くに位置した半径
方向ケーシング１！４７８ではなく、支持リング８Ｂの
隣接の下流側の端部１３４に直接ボルト止めされた状態
で支持されている。又、支持リング８Ｂの隣接の下流側
の端部１３４はもともと、原静翼１３Ｂを定位置に固定
する支承Ｉ！１３１１を備えていた。第５図で分るよう
に、長い回転翼４２の上流側に適当に配向した蒸気流案
内面７２を形成するためには２支持リング８６の下流側
端部１３４及びそのもともとの支承壁１３Ｂを支持リン
グＢ６から切削加工する必要があった。かくして、原静
翼組立体は溝７６を設けなければ支持リング８Ｂ内に固
定的に取付けることができなかったであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を具体化した軸流蒸気タービンの部分
縦断面図である。 第２図は、第１図において全体をＦＩＧ、２で示した静
翼及び回転翼の最後の列及び下流側の排気フローガイド
の拡大縦断面図である。 第３図は、第２図において全体をＦＩＧ、３で示したタ
ービン翼の半径方向端部及び排気フローガイドを全体的
に示す拡大縦断面図である。 第４図は、第３図に示す構造体を支持する変形手段を全
体的に示す縦断面図である。 第５図は、第３図に示すタービンの主要構造部分の縦断
面図であり、又従来型タービンの翼の相対位置を想像線
で示す図である。 ｌＯ・・・多段複流低圧蒸気タービン １２・・φロータ構造体 １４・・・ケーシング １９・・・外側ケーシング ２０・命・内側ケーシング ３０．３２・・・蒸気流 ３８・拳・タービン翼段 ３８．４０　　　争　・　・　静１■【４２．１・・０
回転翼 ４Ｂ、４８　・ｓｏ排気案内部 ５４．５８・φ・フローガイド ５８・・φ排気室 ８４・拳・外側翼リング ６８・・・支持リング ７０．７２．８８＠・・蒸気流案内面 ７４・・・舌部 ７６・・・溝 ８４・拳拳スペーサー・リング ８８−・・回転翼先端 ８０・・・アンダーカット ８４・・拳フランジ ９８・魯・ポス 特許出願人：ウェスチングハウス・エレクトリック・コ
ーポレーシ■ン 代理人　　：加藤紘一部　（ほか１名）Ｆ Ｇ、２

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）蒸気が流路に沿って、該流路内で半径方向に延び
    る静翼及び回転翼を通り、次に排気案内部を通って流れ
    る蒸気タービンであって、蒸気タービンは、ケーシング
    と、半径方向に延びる静翼の列を支持すると共に蒸気が
    静翼列を通って流れるときに蒸気を外方へ案内する全体
    として円錐形の蒸気流案内面を有する外側翼リングと、
    外側翼リングの周りに半径方向に並置された状態でケー
    シング内に固定的に取付けられていて、外側翼リングを
    支持する支持リングとを有し、支持リングは、外側翼リ
    ングの蒸気流案内面に軸方向に隣接して位置すると共に
    該蒸気流案内面から外方へ延びる蒸気流案内面を有し、
    支持リングに軸方向に隣接して配置されたスペーサー・
    リングが、支持リングの蒸気流案内面に隣接して位置す
    ると共に該蒸気流案内面から外方へ延びる蒸気流案内面
    を有し、列状に配置された回転翼は、スペーサー・リン
    グの蒸気流案内面に隣接して位置すると共に外側翼リン
    グを越えて軸方向に延びる先端を有し、排気フローガイ
    ドが、スペーサー・リングに隣接して軸方向に配置され
    ていることを特徴とする蒸気タービン。
  2. （２）外側翼リングは、支持リングに形成された溝に嵌
    入する舌部を有していることを特徴とする請求項第（１
    ）項記載の蒸気タービン。
  3. （３）支持リングは半径方向に延びるケーシング壁と一
    体に形成され、外側翼リングの舌部は、半径方向に延び
    るケーシング壁の下流側で支持リングに軸方向に当接し
    ていることを特徴とする請求項第（２）項記載の蒸気タ
    ービン。
  4. （４）スペーサー・リングは、外側翼リングの蒸気流案
    内面と支持リングの蒸気流案内面を互いに整列させるよ
    う支持リングに嵌合するアンダーカット部分を有するこ
    とを特徴とする請求項第（１）項、第（２）項又は第（
    ３）項記載の蒸気タービン。
  5. （５）支持リングは、半径方向に延びるケーシング壁と
    一体に形成され、排気フローガイドは、スペーサー・リ
    ングに軸方向に隣接すると共に回転翼に半径方向に隣接
    して位置したフランジを有し、ボスが、スペーサー・リ
    ングと半径方向に延びるケーシング壁との間で支持リン
    グの半径方向に配設され、排気フローガイドのフランジ
    は、排気フローガイド及び支持リングを支持するようス
    ペーサー・リング及びボスを介して半径方向に延びるケ
    ーシング壁に締結されていることを特徴とする請求項第
    （１）項〜第（４）項のうちいずれか一つの項に記載の
    蒸気タービン。
  6. （６）フランジ及びスペーサー・リングは、ボスに螺合
    するボルトによりボスに固定され、ボスは、隅肉溶接部
    により半径方向に延びるケーシング壁に固着されている
    ことを特徴とする請求項第（５）項記載の蒸気タービン
    。
  7. （７）溶接されたボスは更に、ボスに螺合するボルトに
    より半径方向に延びるケーシング壁に固定されているこ
    とを特徴とする請求項第（６）項記載の蒸気タービン。
  8. （８）フランジは、該フランジから延びて、半径方向に
    延びるケーシング壁に螺合するボルトにより半径方向に
    延びるケーシング壁に固定されていることを特徴とする
    請求項第（５）項記載の蒸気タービン。
  9. （９）ボルトは、半径方向に延びるケーシング壁に溶接
    されていることを特徴とする請求項第（８）項記載の蒸
    気タービン。
JP2040860A 1989-02-21 1990-02-21 蒸気タービン Expired - Lifetime JP2947582B2 (ja)

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US07/312,282 US4900223A (en) 1989-02-21 1989-02-21 Steam turbine
US312,282 1989-02-21

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JPH02248603A true JPH02248603A (ja) 1990-10-04
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