JPH0396604A - 高圧産業用タービン・ケーシング - Google Patents

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】 発叩の分野 本発明は、蒸気タービン発電装置やその他のタービン駆
動用途における蒸気タービンに使用される形式の高圧タ
ービン・ケーシングの改良に関し、より詳細には、複数
の異なった形態に容易に適用可能なタービン・ケーシン
グに関する。

発明の背景 一般に蒸気タービン発電装置又はプラントは、ガス又は
重油などの加熱により水から蒸気を発生する蒸気発生装
置と、蒸気に包含されるエネルギーを回転動力に変える
蒸気タービンと、発電機又は蒸気タービンで駆動される
その他の動力設備とを直列に連結配置して構成される。

蒸気タービン・ケーシング内にはケーシング内部に固定
した静翼とタービン軸に取り付けた動翼とが収められて
おり、ケーシング内部では高圧蒸気が静翼と動翼とを交
互に配置した翼列又は段を通って膨張し、負荷装置に連
結されているタービン軸に回転を与える。

タービン翼列を通過後、蒸気はタービン・ケーシングか
ら排出され、復水器に導かれて再び水に変わり、蒸気発
生装置に戻されて閉回路流体系が完成する。

タービン・ケーシングは、典型的にはクロム・モリブデ
ンのような合金鋼の鋳造で作られる高圧ケーシングで、
約１　０　５．　　５ｋｇｆ／ｃｊ　（１　５　０　０
ポンド／平方インチ）を超えるような高い内圧にも耐え
ることができる。蒸気発生装置の個別の例では、タービ
ン・ケーシングから抽出した蒸気を利用して復水器から
蒸気発生装置に供給される水を予熱する１個又はそれ以
上の給水加熱器のような付属装置を備えているものもあ
る。産業用蒸気タービン動力発生装置においてはこのほ
かに、プラント内の関連産業工程、例えば製紙工場にお
ける紙の乾燥工程用に、あるいは関連するより低圧の蒸
気タービン用として、所定の又は必要な蒸気圧で蒸気を
抽出する必要がしばしば生じる。又、蒸気発生装置から
タービン入口を経てタービン・ケーシングへの蒸気の取
り入れもしなければならない。加えて、他のプラントの
工程で発生する蒸気がある場合、これを適当な圧力で蒸
気タービンに取り入れることができれば、そこで有益に
使用できる。蒸気タービン内の圧力は種々のタービン段
を通過するに連れて減少するので、タービン・ケーシン
グに沿って軸方向に、異なった圧力の蒸気抽出口を設け
る。種々の装置の要求により、種々の流れ形態に合った
タービン・ケーシングや、複数の変数条件、例えば、復
水式か、或いは非復水式か；全膨張式か、或いは制御付
きの蒸気抽出または蒸気取り入れ式か；又制御なしの蒸
気抽出または蒸気取り入れ箇所数がゼロ（抽出または取
り入れなし）から４箇所までのどれか等の変数条件に合
ったタービン・ケーシングを必要とするようになった。

その結果として、タービン・ケーシングはタービン軸を
駆動するための高圧蒸気を確実に保持しなければならな
いと同時に、個々の注文に応じた用途、要求条件及び設
計に合うような種々の流れ形態や種々の軸方向位置の蒸
気連結部が得られるものでなければならなくなった。又
、圧力を確保できるケーシングが要求されることから、
用途条件が決定した後、個々にそれに合わせて高価な注
文鋳造が行われることになった。しかし、技術的要求が
厳しいことと典型的な産業用タービンではケーシングの
寸法が極めて大きいこととから、注文鋳造の合金鋼ケー
シングの納期が、典型的には７か月までもかかってしま
う。更に、必要な機械加工、組み立て及び蒸気タービン
としての完成品試験の一連の工程に６乃至７か月を要し
、結局、１つの注文に対し全体として１４か月もの納期
になり、発注者の要求に応じられないことがしばしばで
ある。

舶用蒸気タービンでは、２重壁のタービン室の壁に孔を
鋳込んで、タービンの内部から又は内部への制御なしの
蒸気抽出又は取り入れ部を設置できるようにすることが
行われてきた。しかし、制御付きの蒸気抽出又は取り入
れの要求や産業用タービンの用途に合わせた個々の注文
に応じられる設計上の柔軟性に対する要求があっても、
このような設計のケーシングを貯蔵しておき後で個々の
産業用途に合わせて加工仕上げする方法は取られないで
いる。

結果として、製造業者間の競争やタービンの納期短縮に
ついての客先からの要求にも拘らず、個々の注文仕様に
合わせた高圧タービン・ケーシングの製造が大きな原因
となって、永年にわたって蒸気タービンの納期は長期の
ままであった。製造工程における大規模な超過時間労働
などからコストが大幅に上昇し、生産効率が大幅に低下
した。

標準形ケーシングを産業界における異なる客先や用途に
使用できるように産業用タービン・ケーシングを標準化
しようとする試みも行われたが、多数の変数が関係して
いるため実施不可能であることが分かった。又、タービ
ン業界では、高圧蒸気タービン・ケーシングの仕上げに
必要な、個々の注文に先立つ長い先行期間を効果的に短
縮することができないでいる。更に、このようなケーシ
ングの製造コストが高いため、確定して仕様によるター
ビン装置の正式発注に先立って製造を開始することは極
めて危険であり、想定した客先要求仕様に基づいて、正
式発注に先立って製造を開始したとしても、その仕様が
変更されたり予定客先が他の業者に発注したりするかも
しれないという大きな危険を伴う。

発明の目的と要約 したがって、本発明の１つの目的は、予備加工した産業
用高圧タービンケーシングを提供して、先行準備期間が
長くかかるこの構成要素部品を一旦貯蔵して後日個々の
注文に合わせて加工することができるようにすることで
ある。

本発明の更に１つの目的は、複数の蒸気取り入れ部及び
抽出部を含む個々の注文仕様への適合が可能な高圧ター
ビン・ケーシングを提供することである。

本発明のなお１つの目的は、複数の制御付き又は制御な
しの蒸気取り入れ及び抽出のいずれにも適合するように
加工可能な高圧タービン用鋳造ケーシングを提供するこ
とである。

本発明の更になお１つの目的は、貯蔵しておいて、産業
界の客先の種々の注文仕様に合わせて後で加工仕上げす
るようにした高圧タービン・ケーシングを提供すること
である。

本発明の更に又１つの目的は、受注後の蒸気タービン製
造所要時間を最短にすることである。

前記の諸目的を達成するため、本発明は、蒸気タービン
のような高圧タービン用ケーシングを、ケーシングの内
外壁間においてケーシングに沿って長手方向にかなりの
長さにわたって伸びる閉鎖中空室を含む半製品の形態と
して製造するようにしたことにある。このケーシングは
、鋳造後、タービン及び関連する産業工程のための蒸気
についての必要仕様が確定するまで貯蔵しておいて、仕
様確定時にその注文仕様に合わせて、必要蒸気圧の供給
位置において前記ケーシング閉鎖中空室に対し開口部を
設けるようにして注文仕様に合わせて加工することがで
きる。

この加工を行なうには、タービンの運転中に所望の蒸気
圧を生じると考えられるタービン・ケーシング上の１個
又はそれ以上の軸方向位置を突きとめ、そのうちの選ば
れた位置において内壁には溝穴（スロット）を、外壁に
は開口部を機械加工によってあけ、必要ならば、この溝
穴に隣接して内外壁間に、蒸気を通さない隔壁を取り付
けて前記閉鎖中空室を２個又はそれ以上の室に分割する
。

次いで前記選ばれた位置で連結を行う。制御付きの蒸気
抽出又は取り入れは、上記軸方向位置においてタービン
上半部のケーシング内外壁間に設けた弁によって行なう
。

発明の詳しい説明 第１図に、蒸気発生装置１２と復水器１３との間に蒸気
タービン１１を直列に連結して構戊された、例えば発電
装置のような蒸気タービン装置１０を示す。蒸気タービ
ン１１の軸１５は発電機等のような被駆動装置１７に連
結されて該装置を駆動する。該装置ｌ７が発電機の場合
には電力をこれに結合された電気負荷１９に供給する。

蒸気は蒸気発生装置１２により発生され、タービン入口
１４から蒸気タービン１１に入り、蒸気タービン１１の
タービン・ケーシング又はシェル２３内で静Ｗ２１と動
Ｗ２２との交互配置翼列又は段を通って膨張し、蒸気の
エネルギーを回転機械エネルギーに変えて軸ｌ５を回転
させ、電気負荷１９用の電気エネルギーを発生させる。

蒸気はその後、低圧排出部２０を経てタービン出口３０
から排出され、復水器１３に供給され、そこで液体状態
に復帰して蒸気発生装置１２に戻り、熱力学的閉回路サ
イクルを完成する。

もし蒸気発生装置に戻る前に給水の温度を上昇させると
装置ｌＯの総合効率が増し、動力発生がより経済的にな
る。この温度上昇は一般に１個又はそれ以上の給水加熱
器を用いることによって得られる。第１図に示すような
単一の給水加熱器２７の熱源は、蒸気タービンｌｌ内の
予め定めた位置から抽出した蒸気である。これに加えて
、追加の給水加熱器用に又は関連する産業プロセスでの
他の用途向けに、蒸気タービン１１の他の位置から蒸気
を抽出してもよい（加熱器用蒸気は通常、制御なしの抽
出であり、関連する産業プロセス向けは普通、制御付き
の抽出又は取り入れである）。

例えば、関連産業プロセス用の蒸気の要求仕様は約４　
２．　　２ｋｇｆ　／ｃ＋Ｊ　（　６　０　０ボンド／
平方インチ）の制御された蒸気及び約１　４．　　１｝
ｃｇｆ／ｃｄ　（２　００ポンド／平方インチ〉の蒸気
で、それぞれこのタービンの第３段及び第５段に設けた
連結部（ｔａｐ）から得ることができる。この特定の装
置１０における蒸気の抽出及び取り入れ（この場合、制
御付きとしなければならない）の必要数及びそれぞれの
必要蒸気圧を得るための抽出及び取り入れの位置はこの
発電システムの用途と要求仕様で決まる。

タービン・ケーシング２３はこのケーシング内に高圧蒸
気を保持し、すべての蒸気抽出及び取り入れ用連結部（
ｔａｐ）を備えなければならないし、しかも緊密で実質
的に漏れのないものとする必要がある。本発明はこれら
の要求事項を考慮した上で種々の蒸気抽出及び取り入れ
形態に適用できるケーシングの設計を提供するものであ
る。

第２図から第５図までは、本発明を適用できる挿々の形
態例として、一連の蒸気抽出及び取り入れ部の設計を略
図で示す。まず第２図は、全膨張復水式タービンを例示
している。進入蒸気はタービン入口１４から蒸気タービ
ン１１に供給されて前記のようにそのエネルギーを回転
エネルギーに変換した後、タービン出力３０を経て復水
器１３に排出される。第２図にはまた制御なしの蒸気抽
出部３１，３２，３３．及び３４も示し、これらは給水
加熱器２７又は関連の産業プロセス３７に蒸気を供給で
きる。多段タービン、すなわちタービン入口１４とター
ビン出口３０との間にタービンの軸方向に沿って間隔を
置いて配置された、相互協働する静ｇ２１及び動′ＶＡ
２２の組（段）を多数有するタービンにおいて、蒸気圧
は蒸気がタービン入口１４からタービン出口３０までこ
れら多数の段を経て進むに連れ減少する。その結果、タ
ービン入口から下流に行くにつれて抽出蒸気の圧力は順
次低くなるので、関連の産業プロセス用にとって望まし
い蒸気圧を得られるような軸方向の抽出位置を選ぶこと
ができる。例えば、蒸気タービン１１の第２段、第４段
及び第５段の後で蒸気を抽出すれば、それぞれ関連する
産業プロセスに種々の望ましい蒸気特性を与えることが
できる。

結果として、関連のプロセス３７の性質と蒸気タービン
装置１０の性質（例えば給水加熱器の数）に応じて、蒸
気抽出および取り入れ部の個数と位置は個々の設備ごと
に、また装置ごとに種々に変わることがわかる。したが
って、タービン・ケーシング２３はこのような個々の設
備や装置ごとに、それに合わせたものにしなければなら
ない。

次に第３図は、全膨張非復水式蒸気タービンを例示する
。進入蒸気は第２図と同様にタービン入口から蒸気ター
ビン１１に供給されるが、タービン出口からの排出蒸気
は関連する産業プロセス３７Ａに流れる。タービン・ケ
ーシング連結部３９は産業プロセス３７との間の制御な
しの蒸気取り入れ又は抽出用に利用できる。

次ぎに第４図は、自動蒸気抽出／取り入れ復水式蒸気タ
ービンを示す。この場合、単一ケーシングの内部が、直
列に配置され別々に制御される２個の分割区域１１Ａ及
び１１Ｂに分割されていて、両区域はそれぞれ複数の段
を有し、２個のタービンを直列に配置したように動作す
る。分割区域１１Ａにおいてはケーシング連結部３９が
制御なしの蒸気抽出口又は取入口として関連のプロセス
３７に連結されており、排出蒸気はタービン出口３０か
ら復水器１３へ排出される。これに加えて、分割区域１
１ＡとＩＩＢとの間に設けた加減弁４３の調整により関
連のプロセス３７Ｂとの間の制御付きの蒸気抽気及び取
り入れが連結部４２において得られ、また分割区域１１
Ｂにおいても関連のプロセス３７Ｃとの間の制御なしの
蒸気抽出又は取り入れが連結部３９Ａにおいて得られる
。

次に第５図は、タービン・ケーシング内に２個の分割区
域を有し、自動の又は制御付きの蒸気抽出又は取り入れ
を備えた非復水式蒸気タービンを示し、タービン出口３
０は関連のプロセス３７Ａに連結されている。第４図の
場合と同様に、蒸気タービン１１のケーシングの内部の
２個の分割区域１１Ａ及び１１Ｂはそれぞれ制御なしの
蒸気抽出又は取り入れ部を有し、又、分割区域１１Ａと
１１Ｂとの間に設けた加減弁４３の調整により関連のプ
ロセス３７Ｂとの間の制御付きの蒸気抽出及び取り入れ
が連結部４２において得られる。但し、タービン出口３
０は関連の産業プロセス３７Ａに連粘されている。

第２図から第５図までについての前記説明により、個々
の蒸気タービン装置１０及び関連の産業プロセス３７が
それぞれ異なる独自の蒸気抽出及び取り入れを必要とす
るため、高価なタービン・ケーシング２３を個々の仕様
目的に合わせて形成し貯蔵するのは実際的でないことが
認識できよう。

このように、個々の注文仕様における変数の多様性から
、先行技術に基づく設計ではタービン・ケーシングの貯
蔵は実際的ではなかった。

本発明は、タービン・ケーシングを特別設計することに
よりその貯蔵を可能にするもので、これには貯蔵後に個
々の注文仕様に合わせた蒸気抽出及び取り入れ部の設置
を可能とする部品を含む。

第６Ａ図及び第６Ｂ図に本発明のこの態様をより詳細に
示す。す々わち、第６Ａ図及び第６Ｂ図においてはター
ビン・ケーシング２３の下半部４６の一部分を図示する
。タービン・ケーシング２３は、一般にタービン軸線４
８に沿った水平面で半円筒形の上平部６６（第１０図に
示し後に説明する）と半円筒形の下半部４６とに分割さ
れ、静翼２１，動５Ａ２２、ロータ（図示しない）の軸
１５、及び蒸気ノズル保持仕切板（図示しない）のよう
な関連要素部品を含むタービンをケーシングの下半部４
６上に組み立てるようになっている。これら要素部品の
組立後、ケーシングの上半部６６を下半部の上に下ろし
て、組み立て済みのタービン要素部品を囲むようにする
。次いでケーシングの下半部４６及び上半Ｒ６５を合わ
せてボルト止めして蒸気排出部２０と共にケーシングを
密封し、発電機１７の駆動用にタービン内に導入される
蒸気を内部に入れて利用できるようにする。第６Ｂ図は
タービン・ケーシングの下半部４６の端部を示し、第６
Ａ図は第６Ｂ図をＡＡ線に沿って矢印方向に見た断面図
である。高圧タービン・ケーシングの下半部４６はクロ
ム・モリブデン合金鋼又は炭素鋼から鋳造する。区域４
９は内部の蒸気タービン・ロータ（図示しない）と仕切
板（図示しない）の占める位置を示し、区域５０は蒸気
タービンＦ１の軸線４８に平行な、タービン・ケーシン
グ下半部４６の下方部分に沿った区域を表す。

区域５０は、タービン・ケーシング下半部４６の外周に
沿って伸びる空洞部又は中空室で、ケーシングの円筒壁
でもある内壁５２と外壁５３とによりこれらの内外両壁
間に画成され、かつ前後端部を端壁５６及び５７によっ
て閉じられた閉空間である。端壁５６は、実質的にター
ビン軸線４８に垂直で、タービン・ケーシング下半部４
６の後端面よりも内側寄りに位置し、後端面に凹み部分
５９を形戊している。第６Ｂ図に示すように区域（中空
室）５０は、概してタービン・ケーシング２３の底部に
沿ってかなりの長さにわたって伸びている。内壁又は上
部壁５２は概してタービン軸線４８を中心とする円筒面
の弧状部分として形戊されている。外壁５３は実質的に
平らで、ケーシングの上半部との接合面又は継目６０に
平行である。この継目６０には、タービン・ケーシング
を封止する際に、第１０図に示すケーシングの上半部６
６がフランジ６２に沿ってボルトで固定される。中空室
５０は、第６Ｂ図に最もよく示されるように、垂下する
側部部材６４及び６５により画成され封止される。側部
部材６４及び６５は、外壁から直角より大きい角度を成
して伸びる。したがって、中空室５０の内壁５２は内部
円筒面に一致し、他方、外壁又は外面５３は水平で、以
下に更に詳細に説明するような個々の注文仕様に合わせ
てのケーシングの加工や外部との連結を容易にしている
。

次に第７Ａ図及び第７Ｂ図は、タービン１１の第１段、
第２段及び第３段の静翼の端部の位置７０，７１及び７
２をタービン・ケーシング２３の下半部４６との関連に
おいて示す。まず、第３段のタービン翼車よりも下流側
で内壁５２に沿って、タービン軸線４８と直角の方向に
、軸方向（幅）寸法を７５とする入口孔又は溝穴７４を
切り込み、蒸気タービンの内部区域４９を中空室５０に
連結する。溝穴７４は典型的にはタービンの軸方向に沿
って５０８ｗｍ（２０インチ）台の幅を有し、円周方向
にはタービン・ケーシング内壁に沿って最大１２７０＋
ｖｓ（５０インチ）まで弧状に伸びる。

溝穴の幅はそこを通過する蒸気の所要体積で決まり、体
積が大きければ満穴も大きくする必要がある。しかし、
制御のない蒸気抽出用の溝穴は軸方向寸法５０．４１１
１１１（２インチ）程度でよい。次に、溝穴７４に対向
する位置で外壁５３に、概して円形状の出口孔又は通過
７６を機械加工で、すなわち機械的手段、レーザ又はそ
の他の手段で形成して、タービン・ケーシングの内部か
ら外部への通路を構成する。それから、中空室５０の断
面に合わせた形状の仕切壁７７を溝穴７４の一方の縁に
沿って溝穴内でケーシングに溶接又は其の他の方法で取
り付けて、中空室５０を中空室７８と７９とに分ける。

配管フランジ８２を通路７６を囲むように外壁５３に溶
接して、中空室７８経由の制御付き蒸気抽出又は取り入
れ用の連結部とする。

一方、外壁５３の内側面に沿っては、１対の支持用リブ
８０が互いに間隔を置いて軸方向に伸びる。

溝穴７４と通路７６とが機械加工で形成されたときに溝
穴７４の下方のりブ８０の部分は除去されるが、残りの
軸方向のリブ８０の部分に対して仕切壁７７が当接する
。したがって、仕切壁７７はその上縁が内壁５２に当接
して満穴７４に沿って支Ｆｊ７され、また外壁５３上の
その下縁をそれに沿った部分でリブ８０に当接してリブ
８０によって支持される。その後仕切壁７７はその位置
で溶接されて、蒸気漏れのない中空室７８．７９が形成
される。中空室７９は、この中空室７９に囲まれた第４
段又は其の他の更に下流の段からの蒸気抽出又は取り入
れにも利用できる。もし利用する場合は、配管用フラン
ジ８２をそれぞれ７６及び７４に類似の通路及び溝穴と
組み合わせて取り付ける。上に説明したような方法で第
７Ｂ図に示すように中空室５０を注文仕様に合わせて加
工すると、蒸気タービン１１の第３段に対する制御付き
蒸気抽出又は取り入れと、中空室７９に囲まれた第４段
又は他の段についての制御なしの蒸気抽気又は取り入れ
とが可能となる。

中空室５０の鋳造は、中空室の形に形成した砂型を用い
、これを鋳造工程の際に内壁５２及び／又は外壁５３を
形成する型の内部の空間に伸びる支持部材によってケー
シングの型の内部に支持することによって行うことがで
きる。砂型の砂は、鋳物が冷えた後、これらの支持部材
を除去してできた孔や、内壁５２及び／又は外壁５３に
その後ドリルで明けた孔から取り除く。これらの孔は次
の工程の粗鋳物の加工仕上げ中に溶接で密閉する。

代わりに、ケーシングの下半部４６をまず内壁５２を備
えた実質的に半円筒形に鋳造してから、これに外壁５３
、端壁５６，５７．及び側部部材６４．６５を例えば溶
接で付け加えて同様な構造にしてもよく、このようにし
て作ったケーシングは貯蔵しておいて後で上記又は下記
の方法で注文仕様に合わせて加工することができる。

第８図は、タービン・ケーシング下半部４６を、蒸気タ
ービン１１の第４段において蒸気抽出又は取り入れが可
能なように、注文仕様に合わせて加工する場合を例示す
る。第４段の端部位置を８３で示す。第７Ａ図及び第７
Ｂ図において説明したのと同様の方法で、幅８７を有す
る満穴８６を内壁５２に切り込んで形成し、これと組に
なる孔８８を外壁５３に切り込むかドリルを使うかして
形成し、配管フランジ８９を取り付ける。配管の直接連
結できるようにするために、外壁５３にねじ付き孔を形
成するようにし、そのために外壁の厚さを充分厚くする
ことも可能である。第８図において、内壁５２及び外壁
５３に合わせた形状の２個の別個の仕切壁９１および９
２を、第７Ａ図及び第７Ｂ図に関連して前に説明した方
法で溝穴８６の端部に沿って内壁５２及び外壁５３の間
に取り付けると、中空室５０から３個の中空室が形成さ
れる。すなわち、仕切壁９１の左に第１中空室９５、仕
切壁９１と仕切壁９２との間に第２中空室９６、そして
仕切壁９２の右に第３中空室９７が形成される。第２中
空室９６は第４段の制御付き蒸気抽出又は取り入れ用で
ある。第１中空室９５は第２段又は第３段に対する制御
なしの蒸気抽出又は取り入れ用である。第３中空室９７
はこの第３中空室９７に囲まれた第５段又は其の他の更
に下流の段に対する蒸気抽出又は取り入れにも利用でき
る。

上記と同じく注文仕様に合わせて加工する方法は第５段
、第６段又は第７段に関する制御付き上記抽出及び取り
入れにも利用できる。第９図は、ＴＳ５段における制御
付き蒸気抽出又は取り入れの場合を示す。すなわち第９
図において、第５段及び第６段の端部位置を９８及び９
９で示す。第６段における制御付き蒸気抽出又は取り入
れを行うために、仕切壁１０３を、第７Ａ図に関連して
前に説明した方法で蒸気タービン１１の第６段の端部位
置の直後の位置に取り付ける。溝穴１１２、孔１１４、
及び配管フランジ１１６を、第７Ａ図に関連して前に説
明したようにして中空室１０６に設ける。第７段の位置
を１１８に示す。

第１０Ａ図及び第１０Ｂ図に、鋳造後の、貯蔵される状
態でのタービン・ケーシング２３の上半部６６を示す。

すなわち第１０Ａ図及び第１０Ｂ図において、中空室１
５０が内壁１５２、外壁１５３、端壁１５６および１５
７、ならびに外壁１５３に対して直角より大きい角度を
成して垂下する側部部材１６４及び１６５により形成さ
れる。

内壁１５２及び外壁１５３は、第６Ａ図及び第５Ｂ図に
関連して前に説明したのと同様な形状をしているが、ケ
ーシングのフランジ１６２から下方でなく上方に伸びて
いる。第１段、第２段又は第３段のような挿々のタービ
ン段はタービンに沿って軸方向に間隔をおいて位置して
おり、蒸気の動作特性は同一軸方向距離においてはター
ビンの頂部でも底部でも実質的に同一である。

夕−ビン・ケーシング２３の上半部６６では、１つのタ
ービン形式として、蒸気発生装置１２に連結するための
主蒸気入口１５８をケーシングの一部として一体鋳造し
てもよい。この連結部とそのケーシング上の位置とは多
くの用途において同一であるので、他の蒸気取入口のよ
うに個々の注文仕様に合わせて変える必要はない。

第１１図に追加例として、第４段の後の位置での制御付
き蒸気抽出又は取り入れのために、タービン・ケーシン
グ２３の上半部６６に注文仕様に合わせた加工仕上げを
行った溝穴及び外孔の形態を示す。すなわち第１１図に
おいて、タービン・ケーシング２３の上半部６６上の第
１段、第２段、第３段及び第４段の位置をそれぞれ１７
０，１７１，１７２及び１８３に示す。まず矩形の孔１
７６が外壁１５３に切り込まれ、溝穴１７４が内壁１５
２に切り込まれる。また制御付き蒸気抽出又は取り入れ
用の加減弁４３が、第１１図に略図で示すように、ボル
ト付けカバー１２０を通って伸び、かつケーシング２３
の内壁１５２と外壁１５３との間に形成された通路内に
便利に取り付けられる。加減弁をケーシングの上半部６
６内に取り付けると、加減弁に近づき易いので便利であ
る。

自動または制御付きの蒸気抽出又は取り入れ用の加減弁
は典型的には、スプール弁又はボベット弁（図示しない
）であって、タービン・ケーシング２３の上半部６６及
び下半部４６の内部区域の周囲に半径方向に伸びており
、この加減弁を操作することにより、加減弁を経て蒸気
タービン１１の次の下流段へ流れる蒸気流量を変える。

加減弁の操作は当該分野で周知の方法で制御装置（図示
しない）により行い、タービン負荷の変動に関係なく一
定圧力を維持するように制御する。例えば、もし加減弁
が１　４，　　ｌｋｇｆ　／ｃｊ　（２　０　０ボンド
／平方インチ）の圧力の蒸気を自動抽出するのであれば
、制御装置により加減弁の開度を変えて、タービン・ケ
ーシング２３の下半部４６の出口孔、例えば第７Ａ図の
出口孔７６からこの所定制御圧力を有する蒸気を抽出す
る。加減弁はケーシングの上半部６６に取り付けるのが
便利であるが、上半部及び下半部の両方に取り付けても
よい。

以上のように、自動又は制御付きの蒸気抽出又は取り入
れ用にはケーシング２３の上半部及び下半部の両方に個
別の中空室を形成するが、一方、制御なしの蒸気抽出又
は取り入れには、適当な軸方向位置に仕切壁７７を上に
述べた方法で設置してケーシング２３の下半部に中空室
１個を形成するだけでよい。中空室は、望ましい蒸気圧
が得られる軸方向位置又はその蒸気圧を必要とする軸方
向位置に配置する。しかし、制御なしの蒸気抽出又は取
り入れの場合、装置内の条件、例えば蒸気タービンの負
荷が変動すると圧力は希望値又は計算値から外れてその
近辺で変動する。前に指摘したように、例えば７５のよ
うな関連する溝穴の幅は抽出する蒸気の体積に応じて変
わる。

このように、第６Ａ図及び第６Ｂ図の中空室５０は１個
の制御付き蒸気抽出又は取り入れと複数の制御なしの蒸
気抽出又は取り入れにすぐに対応できる。上記の説明か
ら、本発明によって、産業用高圧タービン・ケーシング
を貯蔵しておき、注文仕様に合わせて比較的迅速に制御
付き又は制御なしの蒸気抽出又は取り入れ構造を蒸気タ
ービン内の必要な又は望ましい区域に加工して、発電プ
ラント又は関連の産業プロセスの要求を満たすことがで
きることが了解されよう。これで、このようなケーシン
グを人手するのに他の方法では長くかかる先行準備期間
を効果的に短縮できる。その上、貯蔵用の鋳物を標準化
できるので鋳物のコストダウンにつながる。

以上、本発明を好ましい実施例について説明してきたが
、それらの構造、部品の配置及び組み合わせ、ならびに
仕様材料部品の種類の詳細について本発明の精神及び範
囲を逸脱せずに多数の変更が可能であることが理解され
よう。例えば、注文仕様に合わせて加工する中空室は、
蒸気タービンの底部位置に加えて（又はこれに代えて）
蒸気タービンの側部に配置してもよい。

上に説明した本発明の種々の実施例においては自動又は
制御付きの蒸気抽出又は取り入れが１箇所だけのものに
ついて述べたが、同一の原理が２個又はそれ以上の制御
付きの蒸気抽出又は取り入れを備えた蒸気タービンにも
適用できることが認識されよう。このような場合、第７
Ａ図の７７に類似の仕切壁をタービン・ケーシング２３
の上半部６６内に設けて中空室１５０を２個又は３個の
中空室に分ける。加えて、中空室５０及び１５０の長さ
はタービンの全段にかかるように設計できるので、本発
明はいかなる段数のタービンにも適用できる。

更に、本発明は蒸気タービン・ケーシングについて述べ
てきたが、其の他の例として、ケーシングの種々の軸方
向位置において加熱ガスの選択的な抽出又は取り入れが
望ましいか又は要求されるような高圧ガスタービンなど
にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を組み込んだ蒸気タービン装置の概略
構成図である。第２図乃至第５図は、本発明を適用でき
る種々のタービン・ケーシングの応用例を示す概略線図
である。第６Ａ図及び第６Ｂ図は本発明に基づく蒸気タ
ービン・ケーシングの下半部の正面断面図及び端面図で
あって、図示のケーシングは貯蔵用の半製品状態のもの
である。 第７Ａ図及び第７Ｂ図は、第６Ａ図及び第６Ｂ図のター
ビン・ケーシングの下半部を注文仕様に合わせた構造に
変えて、タービンの第３段において蒸気を制御して抽出
又は取り入れできるようにし、かつ制御付き又は制御な
しの蒸気抽出又は取り入れ用の追加蒸気室を１個設けた
場合を示す正面断面図及び端面図である。第８図は、第
６Ａ図及び第６Ｂ図のタービン・ケーシングを注文仕様
に合わせた構造に変えて、タービンの第４段において蒸
気を抽出又は取り入れできるようにし、かつ制御付き又
は制御なしの蒸気抽出又は取り入れ用の追加蒸気室を２
個設けた場合を示すケーシング下半部の正面断面図であ
る。第９図は、第６Ａ図及び第６Ｂ図のタービン・ケー
シングを注文仕様に合わせた構造に変えて、タービンの
第６段において蒸気を抽出又は取り入れできるようにし
、かつ制御付き又は制御なしの蒸気抽出又は取り入れ用
の追加蒸気室を１個設けた場合を示すケーシング下半部
の正面断面図である。第１０Ａ図及び第１０Ｂ図は、第
６Ａ図及び第６Ｂ図に示す形のケーシング下半部と組み
合わせて、制御付きの蒸気抽出又は取り入れを可能とす
るタービン・ケーシング上半部の正面断面図及び端面図
である。第１１図は、第１０Ａ図及び第１０Ｂ図のター
ビン・ケーシングを注文仕様に合わせた構造に変えて、
タービンの第４段において蒸気を制御して抽出又は取り
入れできるようにした場合を示すケーシング上半部の正
面断面図である。 （主な符号の説明） １０：蒸気タービン装置 １１：蒸気タービン １２：蒸気発生装置 １３：復水器 １４：タービン入口 ２０：蒸気排出部 ２３：タービン・ケーシング ２７：給水加熱器 ３０：タービン出口 ３７．３７Ａ，３７Ｂ．３７Ｃ：関連の産業プロセス ４　３　： ４　６　： ４　８　： ４　９　： ５０　： ５２　： ５　３　： ５６， ６４， ５５　： ７　４　： ７　６　： ７　７　＝ ８　０　： ８２　二 ８　６　： 加減弁 タービン・ケーシング下半部 タービン軸線 内部区域 区域（中空室） 内壁 外壁 ５７：端壁 ６５：側部部材 タービン・ケーシング上半部 溝穴 通路 仕切壁 リブ 配管フランジ 満穴 ８８：孔 ８９：配管フランジ ９１，９２：仕切壁 １０３：仕切壁 １１２：溝穴 １ｌ４：孔 １１６：配管フランジ １２０：ボルト付けカバー １５２：内壁 １５３：外壁 １５６．１５７：端壁 １５８：主蒸気入り口 １６４，１６５：側部部材 １７４：溝穴 １７６：矩形の孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高圧流体により駆動されるタービン用のケーシング
   であって、所定の流体特性を得るように注文仕様に合わ
   せて加工するために貯蔵しておくのに適した高圧タービ
   ン用ケーシングを製造する方法において、 イ）ケーシングの内壁と外壁との間でケー シングの長さに沿って軸方向に伸びる閉鎖中空室を有す
   る汎用半製品ケーシングを形成する工程と、ロ）前記高
   圧タービン用ケーシングの所定 の流体要件が確定するまで前記半製品ケーシングを貯蔵
   しておく工程と、 ハ）（ａ）タービン運転時に高圧流体が所 望の特性を有するようになる軸方向の１個又はそれ以上
   の軸方向の位置を突きとめ、 （ｂ）前記１個又はそれ以上の軸方向 の位置において前記内壁に溝穴を、そして前記外壁に開
   口部をそれぞれ機械加工で形成し、 （ｃ）前記１個又はそれ以上の溝穴に 隣接して前記内壁と前記外壁との間に１個又はそれ以上
   の仕切壁を取り付けることにより前記中空室から１個又
   はそれ以上の追加の中空室を分割して設け、 （ｄ）前記１個又はそれ以上の軸方向 の位置にケーシング外部からの連結装置を設置すること
   により、 前記半製品ケーシングを注文仕様に合わせて加工する工
   程と、 を含む高圧タービン用ケーシングの製造方法。 ２、前記内壁が実質的に円形の断面を有するタービン・
   ケーシングの一部分として湾曲して形成され、前記外壁
   が実質的に平らである請求項１記載の高圧タービン用ケ
   ーシングの製造方法。 ３、前記ケーシングが、それぞれ実質的に前記ケーシン
   グの半分の部分を成す２個の半部部材として鋳造される
   請求項１記載の高圧タービン用ケーシングの製造方法。 ４、制御付きの流体抽出のために、１個の仕切壁に隣接
   した位置において、前記２個の半部部材のうちのこの仕
   切壁を有する方の半部部材から流体を抽出し、他方の半
   部部材に制御装置を設けることを含む請求項３記載の高
   圧タービン用ケーシングの製造方法。 ５、前記鋳造ケーシングを鋼から形成し、前記中空室か
   ら分離したケーシング端部領域に主蒸気入口通路を鋳込
   むようにした請求項３記載の高圧タービン用ケーシング
   の製造方法。 ６、前記外壁の内部に沿って軸方向に伸びて、前記仕切
   壁に当接して前記仕切壁を支持する１個又はそれれ以上
   のリブが設けられている請求項５記載の高圧タービン用
   ケーシングの製造方法。 ７、前記外壁が前記ケーシングに別個に取り付けられて
   いる請求項１記載の高圧タービン用ケーシングの製造方
   法。 ８、関連の産業プロセスにおいて利用される産業用高圧
   蒸気タービンで用いられ、産業プロセス用及び給水加熱
   器用に該タービンの軸方向長さの中間部分に沿って、該
   タービンの主蒸気入口における圧力よりも低い１個又は
   それ以上の圧力において注文仕様に合わせた蒸気抽出又
   は取り入れ用連結口を必要とし、内部に羽根等のタービ
   ン構成要素が組み立てられるタービン・ケーシングであ
   って、 前記蒸気タービンの回転軸線に沿った高圧端部用の囲い
   の実質的主要部を形成する第１のケーシング部材と、 前記蒸気タービンの回転軸線に沿った高圧端部用の囲い
   の残部を形成し、前記第１のケーシング部材に取り付け
   られてタービン構成要素を囲むための第２のケーシング
   部材と、 前記の少なくとも１個のケーシング部材に設けられ、当
   該ケーシングを種々の蒸気抽出及び取り入れ形態に適合
   させるために後で前記少なくとも１個のケーシング部材
   に注文仕様に合わせて加工を施すのを容易にする一体の
   注文加工用手段とを有し、 前記注文加工用手段が、前記ケーシングの内壁から隔た
   って該内壁に沿って軸方向に伸びて、該内壁との間に閉
   鎖中空室を形成する外壁を含み、後で１個又はそれ以上
   の蒸気連結部を設置するのを容易にするために、前記の
   内壁及び外壁は前記ケーシングの内部を外部から分離し
   ており、かつ前記の所要の蒸気連結部を設置する軸方向
   位置において前記内壁と前記外壁との間に取り付るため
   に１個又はそれ以上の仕切壁が設けられ、前記１個又は
   それ以上の仕切壁の各々の領域において前記内壁と前記
   外壁とを通過する通路が設けられるようにしたタービン
   ・ケーシング。 ９、前記内壁がわん曲していて、実質的に円形断面のタ
   ービン・ケーシングの一部分を形成している請求項８記
   載のタービン・ケーシング。 １０、前記外壁が１対の対向する端壁によって前記内壁
   に取り付けられている請求項９記載のタービン・ケーシ
   ング。 １１、前記内壁を通過する前記通路が前記ケーシングの
   軸線に対して直角に伸びる弧状の溝穴である請求項１０
   記載のタービン・ケーシング。 １２、前記１個又はそれ以上の仕切壁が前記中空室の断
   面に一致した形状を有する請求項１１記載のタービン・
   ケーシング。 １３、前記１個又はそれ以上の仕切壁がそれぞれ前記中
   空室を分割して追加中空室を形成する請求項１２記載の
   タービン・ケーシング。 １４、前記ケーシングが、前記中空室から分離している
   前記ケーシングの端部領域と一体であり且つ該端部領域
   内に位置する主蒸気入口通路を含んでいる請求項１３記
   載のタービン・ケーシング。 １５、前記第１のケーシング部材と前記第２のケーシン
   グ部材との両方に少なくとも１個の前記注文加工用手段
   が設けられている請求項１０記載のタービン・ケーシン
   グ。 １６、弁制御装置を含む制御付きの蒸気連結部が、前記
   第２のケーシング部材内にある前記注文加工用手段内に
   含まれている請求項１５記載のタービン・ケーシング。 １７、前記制御付きの蒸気連結部が、蒸気抽出部を構成
   し、抽出された蒸気の圧力を予め定めた圧力に維持する
   装置を備え、蒸気を前記第１のケーシング部材内の仕切
   壁に隣接する前記通路を通るようにした請求項１６記載
   のタービン・ケーシング。 １８、前記外壁を通過する前記通路が孔から成り、前記
   通路の軸方向位置によって、前記蒸気タービンの運転時
   の前記通路の所における概略蒸気圧が決まる請求項１１
   記載のタービン・ケーシング。 １９、前記タービンが多段タービンであり、前記軸方向
   位置によって、どのタービン段が前記制御付き蒸気連結
   部における蒸気圧力を供給するかが決まる請求項１８記
   載のタービン・ケーシング。 ２０、蒸気のような高圧流体によって軸線の回りに回転
   駆動され、かつその軸方向長さに沿って流体特性が変わ
   るタービンに用いるためのタービン・ケーシングであっ
   て、 前記タービン・ケーシングと前記タービン・ケーシング
   から隔たった外壁との間に形成され、かつ前記タービン
   ・ケーシングに沿って軸方向に伸びて、タービン内の流
   体の流れに応じてタービン内の流体特性を変化させる閉
   鎖中空室と、 タービンの回転軸線に直角な平面内にあって前記中空室
   の断面に合わせた形状を有し、後で前記中空室に付加す
   ることにより前記中空室を分割して追加中空室を形成す
   るようにする少なくとも１個の仕切壁と、 前記内壁に設けた溝穴と、 前記外壁に前記仕切壁に隣接して設けた流路とをそなえ
   、 １個又はそれ以上の所定の軸方向位置に１個又はそれ以
   上の前記仕切壁を設けることにより、タービン運転時に
   前記所定の軸方向位置において所定の流体特性を得るよ
   うにしたタービン・ケーシング。 ２１、前記内壁がわん曲し、前記タービンの前記回転軸
   線の一部分を囲む弧に沿って伸びている請求項２０記載
   のタービン・ケーシング。 ２２、前記タービンが多段タービンであり、前記軸方向
   位置によって、どのタービン段が選ばれた軸方向位置に
   最も近接しているかが決まる請求項２１記載のタービン
   ・ケーシング。 ２３、前記外壁が、前記外壁を通る前記通路を囲む配管
   フランジを取り付け易いような形態にされている請求項
   ２２記載のタービン・ケーシング。 ２４、前記外壁の内部に沿って軸方向に伸びて前記仕切
   壁に当接して前記仕切壁を支持する１個又はそれ以上の
   リブが設けられている請求項２１記載のタービン・ケー
   シング。 ２５、前記ケーシングと前記外壁とが一体物として鋳造
   されている請求項２１記載のタービン・ケーシング。 ２６、前記外壁が実質的に平らであって、前記タービン
   ・ケーシングを組み立てたときに実質的に水平に位置す
   る請求項２３記載のタービン・ケーシング。 ２７、前記軸線に垂直な方向での前記中空室の断面が、
   底面が内向きにわん曲したほぼ台形である請求項２６記
   載のタービン・ケーシング。 ２８、前記外壁が、前記ケーシングの外部と前記通路と
   の連結をねじ係合とするためのねじ加工に十分な厚さを
   有している請求項２１記載のタービン・ケーシング。 ２９、前記外壁が前記ケーシングに別個に取り付けられ
   ている請求項２１記載のタービン・ケーシング。 ３０、高圧蒸気により駆動される産業用高圧多段蒸気タ
   ービン用のケーシングであって、後で関連の産業プロセ
   ス用の１個又はそれ以上の所定の蒸気圧力を得るように
   注文仕様に合わせて加工するために貯蔵するのに適した
   ケーシングの製造方法において、 イ）第２のケーシング部材と組み合わせて 前記タービンの回転部材を囲むような構造の第１のケー
   シング部材であって、この第１のケーシング部材に沿っ
   て軸方向に伸びる内壁と外壁との間に中空室を含む汎用
   の半製品の第１ケーシング部材を鋳造する工程と、 ロ）蒸気の抽出及び取り入れに関する必要 条件の決定を含む前記ケーシングの産業用途に適した蒸
   気必要条件の確定まで前記ケーシング部材を貯蔵して置
   く工程と、 ハ）（ａ）前記中空室に沿った軸方向の位 置であって、タービン運転時に高圧蒸気が１個又はそれ
   以上のタービン段を通過後に所定の蒸気圧になる１個又
   はそれ以上の軸方向の位置を定め、（ｂ）前記１個又は
   それ以上の軸方向の位置において前記内壁に溝穴を、そ
   して前記の外壁に開口部をそれぞれ機械加工で形成し、
   （ｃ）前記溝穴に隣接して前記内壁と前記外壁との間に
   仕切壁を取り付けることにより前記中空室から追加の中
   空室を分離して設け、これにより、前記仕切壁の領域に
   前記内壁と前記外壁とを通り抜ける通路を設けるように
   した、前記半製品のケーシングを注文仕様に合わせて加
   工を施す工程と、 を含むケーシングの製造方法。 ３１、更に、前記第１のケーシング部材の前記軸方向位
   置のうちの１個からの制御付きの蒸気抽出をし易くする
   装置を前記第２のケーシング部材に取り付ける工程を含
   む請求項３０記載のケーシングの製造方法。 ３２、前記ケーシングを鋼から鋳造する請求項３１記載
   のケーシングの製造方法。 ３３、更に、前記中空室から分離した端部領域において
   、前記ケーシング鋳物と一体にその一部として前記ケー
   シングの外部から内部に伸びる主蒸気入口通路を設ける
   工程を含む請求項３１記載のケーシングの製造方法。 ３４、前記鋳造工程が、前記ケーシング部材を実質的に
   ケーシング全体の半部の形で鋳造し、前記ケーシング部
   材と実質的にケーシング全体の他の半部の形のケーシン
   グ部材との組み立てをし易くするために、軸方向に伸び
   るフランジをこの鋳物に含めることを含む請求項３３記
   載のケーシングの製造方法。 ３５、更に、タービンの高圧端部において蒸気漏れのな
   いケーシングが得られるように、前記の軸方向に伸びる
   フランジを前記の実質的にケーシング全体の他の半部で
   あるケーシング部材に設けた協働部材に取り付ける工程
   を含む請求項３３記載のケーシングの製造方法。 ３６、前記外壁が前記ケーシングに別個に取り付けられ
   る請求項３０記載のケーシングの製造方法。 ３７、前記外壁が、前記通路を前記ケーシングの外部に
   連結するために前記開口部にねじ加工するのに充分な厚
   さを有している請求項３０記載のケーシングの製造方法
   。 ３８、高圧蒸気により駆動される産業用高圧多段蒸気タ
   ービン用のケーシングであって、後で関連の産業プロセ
   ス用の１個又はそれ以上の所定の蒸気圧力を得るように
   注文仕様に合わせて加工するために貯蔵するに適したケ
   ーシングの製造方法において、 イ）第２のケーシング部材と組み合わせて 前記タービンの回転部材を囲むような構造の第１のケー
   シング部材であって、この第１のケーシング部材に沿っ
   て軸方向に伸びる内壁と外壁との間の中空室を含み、更
   に実質的にケーシング全体の他の半部の組み立てをし易
   くするための軸方向に伸びるフランジを含む汎用の半製
   品の第１ケーシング部材を鋳造する工程と、 ロ）蒸気の抽出及び取り入れに関する必要 条件の決定を含む前記ケーシングの産業用途に適した蒸
   気必要条件の確定まで前記ケーシング部材を貯蔵して置
   く工程と、 ハ）（ａ）前記中空室に沿った軸方向の位 置であって、タービン運転時に高圧蒸気が１個又はそれ
   以上のタービン段を通過後に所定の蒸気圧になる１個又
   はそれ以上の軸方向の位置を定め、（ｂ）前記１個又は
   それ以上の軸方向の位置において前記内壁に開口部を、
   そして前記外壁に開口部をそれぞれ機械加工で形成し、
   （ｃ）前記第１のケーシング部材の前記軸方向位置のう
   ちの１個からの制御付きの蒸気抽出をし易くする装置を
   前記第２のケーシング部材に取り付けることにより、前
   記半製品のケーシングを注文仕様に合わせて加工する工
   程と、 を含むケーシングの製造方法。 ３９、前記鋳造工程が、前記中空室から分離した端部領
   域において、前記ケーシング鋳物と一体にその一部とし
   て前記ケーシングの外部から内部に伸びる主蒸気入口通
   路を鋳造することを含む請求項３８記載のケーシングの
   製造方法。 ４０、更に、タービンの高圧端部において蒸気漏れのな
   いケーシングが得られるように、前記の軸方向に伸びる
   フランジを前記の実質的にケーシング全体の他の部に設
   けた協働部材に取り付ける工程を含む請求項３９記載の
   ケーシングの製造方法。