JPH08260904A - 蒸気タービン排気室 - Google Patents

蒸気タービン排気室

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JPH08260904A
JPH08260904A JP7028695A JP7028695A JPH08260904A JP H08260904 A JPH08260904 A JP H08260904A JP 7028695 A JP7028695 A JP 7028695A JP 7028695 A JP7028695 A JP 7028695A JP H08260904 A JPH08260904 A JP H08260904A
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JP
Japan
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upper half
exhaust chamber
steam turbine
diffuser
casing
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JP7028695A
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Yoriji Murata
頼治 村田
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 タービンの熱効率及び流体的な性能を飛躍的
に向上させることのできる蒸気タービン排気室を提供す
る。 【構成】 外部ケーシング上半1の側板10をケーシング
下半11の側板12に対し、軸方向に伸長させる(図示
m)。また、外部ケーシング上半1の上部覆板13を従来
よりも高くする(図示n)。側板12及び上部覆板13の拡
張率は流れ解析結果より次のとおり規定している。 m=(0.15〜0.30)L ここで、L:最終段落出力部から側板までの長さ、 h=(0.10〜0.25)H ここで、H:ケーシング中央部におけるロータ中心から
上部覆板までの高さ、

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は排気室の流体性能とター
ビン熱効率の向上を達成するのに好適な蒸気タービン排
気室に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、蒸気タービンにおいては、最終
段落より排出した流体の残留運動エネルギーを圧力とし
て有効に回収させるため、最終段落後流に排気ディフュ
ーザを設置し、排気圧力の上昇による熱効率の向上を図
っている。ディフューザ効率を向上させるには最適な面
積拡大率で充分に長いディフューザ長さが必要である
が、ディフューザ長さを長くすることは、構造上、ロー
タスパンが長くなり、大型化によるロータ回転の安定性
が損われ、信頼性が著しく低下する。また、コストアッ
プになるため、実際には長さを極力短くした曲面ディフ
ューザが多用されている。ところが、この種のディフュ
ーザは最終段落より排出した流体が軸方向から短い区間
で急転向するためにディフューザ流路内で流体が剥離
し、圧力損失が生じやすい。従って、ディフューザ流路
の設計が難しく、従来から数多くの実験、解析が行わ
れ、ディフューザ形状の最適化が試みられている。
【0003】この点を従来の排気室形状を一例として詳
しく説明する。図4は従来の蒸気タービン排気室を示し
た断面図である。最終段落より排出した蒸気を下方に設
置した復水器(図示せず)へ導くための外部ケーシング
上半1とロータ2、内部ケーシング3に各々取り付けら
れ段落流路を形成したノズル4、及び羽根5の後流にお
いて内部ケーシング3に取り付けられたチップフローガ
イド6と外部ケーシング上半1に取り付けられたベアリ
ングコーン7、ルートフローガイ8の間で流路となる排
気ディフューザを構成している。
【0004】羽根5により排出された蒸気はチップフロ
ーガイド6とルートフローガイド8、ベアリングコーン
7の間の適正な面積拡大流路を通過して排出蒸気の残留
運動エネルギーを有効に圧力上昇させてエネルギー変換
し、回収する。
【0005】このような蒸気タービン排気室において、
最終段出口より流出した蒸気は、上半流れ(図示a)と
下半流れ(図示b)に分流する。上半流れaはディフュ
ーザより流出後急転向し、下流の復水器へ導かれる。下
半流れbは下流へ直接導かれる。上半流れaの場合、急
転向により流体が淀み、流れにくくなり、その際、圧力
損傷が生じる。
【0006】図5は、ディフューザ部の周方向における
損失分布を示す。上半部では損失が極大となり、下半部
では小さい。また、上半流れaは図6に示すように、デ
ィフューザから流出後に剥離流れが発生する(図示
c)。そのため、流体が通過する有効面積が減少するた
め、図4に示す上半流れaと下半流れbの流量バランス
が不均衡になり、上半流れaと下半流れbがベアリング
コーン7の水平継手面付近で干渉し、大きな損失が発生
しやすい。
【0007】従って、上半部では最終段落出口よりの排
出運動エネルギーを有効に回収できず、タービンの熱効
率が低下する。従来の蒸気タービン排気室ではこの現象
を抑止するため、図7に示すように、上半部のチップフ
ローガイド6の長さを下半部のものより短くし、上半部
でのディフューザ流路(図示S1、S2)を下半での流
路(図示S3)よりも広げることにより、上半流れaと
下半流れbの流量を均衡させて蒸気が下方へ円滑に流れ
やすい形状としている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な従来技術における蒸気タービン排気室では上半部のチ
ップフローガイド6の長さを下半部のものより短くする
ことにより、排気ディフューザの上半及び下半部の不均
一な流れは是正可能であるが、上半部でのディフューザ
効率が低下してしまい、効果的な向上策とはなっていな
い。
【0009】このような排気ディフューザにおいて、最
終段落より排出した蒸気はチップフローガイド6の後流
端までがディフューザ流路となるが、ディフューザ長さ
を短くしたことにより、図8に示すように、一般的に使
用されているディフューザ効率曲線で説明すると、下半
部のディフューザ効率Cpに比べ、上半部のディフュー
ザ効率Cpが小さくなっている。従って、最終段落から
排出される運動エネルギーを有効に回収できず、タービ
ンの熱効率が低下することが避けられない。そこで、本
発明の目的はタービンの熱効率及び流体的な性能を飛躍
的に向上させることのできる蒸気タービン排気室を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、蒸気タービン排気室において、最終段
落出口からケーシング側板で形成される排気流路長さを
軸方向に下半部より長くし、かつ、ディフューザ真上の
ケーシング高さを充分に高くして拡大した上半流路を設
け、これにより、排気室上半部で有効な圧力を回収する
とともに、流体的性能とタービン熱効率を向上させるよ
うにしたものである。
【0011】
【作用】このように、上半部の排気流路長さを下半部よ
り長くし、かつ、ケーシング高さを充分に高くして拡大
した上半流路を設けることにより、排気室上半でも流体
が良好に流れ、かつ充分なディフューザ長さを得ること
で面積拡大率を大きくすることができる。従って、排気
室上半部で有効な圧力を回収することが可能で、しかも
流体的性能とタービン熱効率を飛躍的に高めることがで
きる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1の排気室断面図で示すように、外部ケ
ーシング上半1の側板10をケーシング下半11の側板12に
対し、軸方向に伸長させる(図示m)。また、外部ケー
シング上半1の上部覆板13を従来より高くする(図示
h)。側板12及び上部覆板13の拡張率は流れ解析結果よ
り次のとおり規定している。
【0013】m=(0.15〜0.30)L ここで、Lは最終段落出口部から側板までの長さを表わ
す。 h=(0.10〜0.25)H ここで、Hはケーシング中央部におけるロータ中心から
上部覆板までの高さを表わす。
【0014】上記の構成とすることにより、上半のチッ
プフローガイド6とベアリングコーン7の長さが大きく
なり、ディフューザ長さを伸長することができる。ま
た、外部ケーシング下半11と外部ケーシング上半1の繋
ぎは、上半部の伸長した部位より下半部まで流体及び構
造上無理のない形状で結ぶ。つまり、軸方向については
下半形状まで傾斜板9で接続し、上部壁面の伸長につい
ては従来形状に滑らかに接するような円弧にて連続的に
接続する。
【0015】上記の蒸気タービン排気室の作用を図1を
参照して説明する。まず、外部ケーシング上半1を軸方
向mと高さ方向hにおいて伸長し、上半排気室流路を拡
大することに伴い、上半のチップフローガイド6とベア
リングコーン7により形成されるディフューザ長さが伸
長し、面積拡大率を大きくすることが可能となる。ま
た、上半部での蒸気の流れをスムーズにして充分な流量
を確保することができる。
【0016】図2は、本実施例のディフューザ効率を示
す図である。上半部の流路拡張によってディフューザ効
率が上昇し、ほぼ、下半部のディフューザ効率と同等と
なり、性能が向上することが判る。
【0017】本発明の他の実施例を図3を参照して説明
する。上半ケーシングの側板14を軸方向へ傾斜(図示α
°)させ、ベアリングコーン7の長さを増加させる。ま
た、上半ケーシングの覆板15をコーン状に傾斜(図示β
°)させ、チップフローガイド長さを増加させる。上記
の構成とすることにより、前述図1の上半ケーシングの
側板10、覆板13で構成された排気流路と同一作用を奏す
る。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明は上半ケーシ
ング側板を下半側に対し排気流路長さの0.15%〜0.30%
軸方向に変位させ、上半部の排気ディフューザ流路を拡
大させるようにしたもので、排気ディフューザより流出
した流体を円滑に転向させることができ、タービンの熱
効率及び流体的性能を大きく高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸気タービン排気室を示す断面図。
【図2】本発明の蒸気タービン排気室における性能曲
線。
【図3】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図4】従来の蒸気タービン排気室を示す断面図。
【図5】従来の蒸気タービン排気室のディフューザ部周
方向損失分布を示す図。
【図6】従来の蒸気タービン排気室の上半部での剥離流
れの様相を示す図。
【図7】図4の排気室を従来技術で改善した構造を示す
断面図。
【図8】図7の排気室における性能曲線。
【符号の説明】
1…外部ケーシング上半 2…ロータ 3…内部ケーシング 4…ノズル 5…羽根 6…チップフ
ローガイド 7…ベアリングコーン 8…ルートフ
ローガイド 9…傾斜板 10,14…外部ケーシング上半の側板 11…外部ケーシング下半 12…外部ケーシング下半の側板 13,15…外部ケーシング上半の覆板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最終段落出口からケーシング側板間で形
    成された排気流路を備えたものにおいて、上半ケーシン
    グ側板を下半側に対し排気流路長さ0.15%〜0.30%軸方
    向へ変位させ、上半部の排気ディフューザ流路を拡大さ
    せるように構成した蒸気タービン排気室。
  2. 【請求項2】 真上部の上半ケーシング覆板を中央部覆
    板高さに対し0.10%〜0.25%大きくし、上半部の該排気
    ディフューザ流路を拡大するようにしたことを請求項1
    記載の蒸気タービン排気室。
  3. 【請求項3】 前記上半ケーシング側板を軸方向に傾斜
    して配置するようにしたことを特徴とする請求項1記載
    の蒸気タービン排気室。
  4. 【請求項4】 前記上半ケーシング覆板をコーン状に傾
    斜させ、中央部覆板高さを、側板真上の高さより0.10%
    〜0.25%大きく形成したことを特徴とする請求項2記載
    の蒸気タービン排気室。
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Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11303607A (ja) * 1998-04-21 1999-11-02 Toshiba Corp 蒸気タービン
JPH11303608A (ja) * 1998-04-24 1999-11-02 Toshiba Corp 蒸気タービン
JP2004011609A (ja) * 2002-06-11 2004-01-15 Toshiba Corp 蒸気タービン
JP2004353629A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Toshiba Corp 蒸気タービン
JP2005023809A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toshiba Corp 蒸気タービン
JP2006283587A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Hitachi Ltd タービン排気装置
JP2006329148A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Hitachi Ltd タービン排気装置
JP2010509534A (ja) * 2006-11-13 2010-03-25 アルストム テクノロジー リミテッド タービン用ディフューザ兼排気装置
CN101981279A (zh) * 2008-03-31 2011-02-23 三菱重工业株式会社 蒸汽轮机的机室构造
JP2012112351A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービンのガス出口案内筒
US20120183397A1 (en) * 2011-01-14 2012-07-19 Hitachi, Ltd. Exhaust System for Steam Turbine
CN105179030A (zh) * 2015-08-28 2015-12-23 杭州汽轮机股份有限公司 上排式焊接汽轮机冷凝排汽缸
CN105626169A (zh) * 2016-02-22 2016-06-01 杭州汽轮机股份有限公司 一种工业汽轮机低背压焊接排汽缸
WO2018151158A1 (ja) * 2017-02-14 2018-08-23 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排気ケーシング、及びこれを備える蒸気タービン
WO2018181855A1 (ja) * 2017-03-30 2018-10-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービンの排気室、及び、蒸気タービン
WO2019131632A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排気室及び蒸気タービン
CN110242369A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 三菱重工业株式会社 蒸汽涡轮装置
WO2020066891A1 (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービンの排気室、蒸気タービン及び蒸気タービンの換装方法
WO2020137308A1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービン、及びその排気室
JP2020537728A (ja) * 2017-10-19 2020-12-24 アーベーベー ターボ システムズ アクチエンゲゼルシャフト 排ガスタービンのディフューザ装置

Cited By (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11303607A (ja) * 1998-04-21 1999-11-02 Toshiba Corp 蒸気タービン
JPH11303608A (ja) * 1998-04-24 1999-11-02 Toshiba Corp 蒸気タービン
JP2004011609A (ja) * 2002-06-11 2004-01-15 Toshiba Corp 蒸気タービン
JP2004353629A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Toshiba Corp 蒸気タービン
JP2005023809A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toshiba Corp 蒸気タービン
JP2006283587A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Hitachi Ltd タービン排気装置
JP4619849B2 (ja) * 2005-03-31 2011-01-26 株式会社日立製作所 タービン排気装置
JP2006329148A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Hitachi Ltd タービン排気装置
JP4627217B2 (ja) * 2005-05-30 2011-02-09 株式会社日立製作所 タービン排気装置
JP2010509534A (ja) * 2006-11-13 2010-03-25 アルストム テクノロジー リミテッド タービン用ディフューザ兼排気装置
CN101981279A (zh) * 2008-03-31 2011-02-23 三菱重工业株式会社 蒸汽轮机的机室构造
JP2012112351A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービンのガス出口案内筒
US20120183397A1 (en) * 2011-01-14 2012-07-19 Hitachi, Ltd. Exhaust System for Steam Turbine
US9033656B2 (en) * 2011-01-14 2015-05-19 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Exhaust system for steam turbine
CN105179030A (zh) * 2015-08-28 2015-12-23 杭州汽轮机股份有限公司 上排式焊接汽轮机冷凝排汽缸
CN105626169A (zh) * 2016-02-22 2016-06-01 杭州汽轮机股份有限公司 一种工业汽轮机低背压焊接排汽缸
WO2018151158A1 (ja) * 2017-02-14 2018-08-23 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排気ケーシング、及びこれを備える蒸気タービン
JP2018131934A (ja) * 2017-02-14 2018-08-23 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排気ケーシング、及びこれを備える蒸気タービン
CN110249114B (zh) * 2017-02-14 2021-12-31 三菱动力株式会社 排气壳体以及具备排气壳体的汽轮机
US10895169B2 (en) 2017-02-14 2021-01-19 Mitsubishi Power, Ltd. Exhaust casing, and steam turbine provided with same
CN110249114A (zh) * 2017-02-14 2019-09-17 三菱日立电力系统株式会社 排气壳体以及具备排气壳体的汽轮机
KR20190099324A (ko) * 2017-02-14 2019-08-26 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 배기 케이싱, 및 이것을 구비하는 증기 터빈
EP3604747A4 (en) * 2017-03-30 2020-12-09 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. STEAM TURBINE EXHAUST CHAMBER AND STEAM TURBINE
CN110325714A (zh) * 2017-03-30 2019-10-11 三菱日立电力系统株式会社 蒸汽涡轮机的排气室及蒸汽涡轮机
KR20190116451A (ko) * 2017-03-30 2019-10-14 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 증기 터빈의 배기실 및 증기 터빈
JPWO2018181855A1 (ja) * 2017-03-30 2019-12-19 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービンの排気室、及び、蒸気タービン
WO2018181855A1 (ja) * 2017-03-30 2018-10-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービンの排気室、及び、蒸気タービン
US11131217B2 (en) 2017-03-30 2021-09-28 Mitsubishi Power, Ltd. Steam turbine exhaust chamber and steam turbine
JP2020537728A (ja) * 2017-10-19 2020-12-24 アーベーベー ターボ システムズ アクチエンゲゼルシャフト 排ガスタービンのディフューザ装置
JP2019120152A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排気室及び蒸気タービン
CN111417767B (zh) * 2017-12-28 2022-07-08 三菱重工业株式会社 排气室及蒸汽涡轮
US11591934B2 (en) 2017-12-28 2023-02-28 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Exhaust hood and steam turbine
CN111417767A (zh) * 2017-12-28 2020-07-14 三菱日立电力系统株式会社 排气室及蒸汽涡轮
KR20200057779A (ko) * 2017-12-28 2020-05-26 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 배기실 및 증기 터빈
WO2019131632A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排気室及び蒸気タービン
CN110242369A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 三菱重工业株式会社 蒸汽涡轮装置
US11536162B2 (en) 2018-09-28 2022-12-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Exhaust chamber of steam turbine, steam turbine, and steam turbine replacement method
JP2020051379A (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービンの排気室、蒸気タービン及び蒸気タービンの換装方法
WO2020066891A1 (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービンの排気室、蒸気タービン及び蒸気タービンの換装方法
CN113227544A (zh) * 2018-12-28 2021-08-06 三菱动力株式会社 蒸汽涡轮及其排气室
US11365649B2 (en) 2018-12-28 2022-06-21 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Steam turbine and exhaust chamber therefor
WO2020137308A1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービン、及びその排気室
CN113227544B (zh) * 2018-12-28 2023-02-28 三菱重工业株式会社 蒸汽涡轮及其排气室
JP2020106003A (ja) * 2018-12-28 2020-07-09 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービン、及びその排気室

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