JPH10331604A

JPH10331604A - 蒸気タービンプラント

Info

Publication number: JPH10331604A
Application number: JP9142701A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Nagao; 進一郎長尾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 1998-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】境界層により閉じ込められたタービン駆動蒸気
の熱をタービン抽気として利用する蒸気タービンプラン
トを提供する。【解決手段】本発明に係る蒸気タービンプラントは、ダ
イヤフラム外輪３２の外周壁３５に沿って流れるタービ
ン駆動蒸気を、タービン抽気として誘引する外輪開口部
３６を上記外周壁３５に形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービンプラ
ントに係り、特に蒸気タービンの抽気口から抽出したタ
ービン抽気を給水加熱器等の給水加熱源に利用する蒸気
タービンプラントに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発電事業に適用する大型の蒸気タ
ービンプラントでは、プラントの高出力化、高熱効率を
図るために、再熱、再生サイクルを組み込んでいる。こ
の中で再生サイクルは、蒸気タービンのタービン抽気を
加熱源とし、給水加熱器の給水を加熱し、その加熱給水
をボイラ等の蒸気発生器に還流させ、蒸気発生器で消費
する燃料を少なくしてプラント熱効率の向上を図ったも
ので、その例示して図１８に示す構成のものがある。

【０００３】蒸気タービンプラント１は、ボイラ等の蒸
気発生器２、蒸気タービン３、発電機４、復水給水系５
を備え、蒸気発生器２からの蒸気を蒸気タービン３に案
内し、膨張仕事をさせ、その際に発生する回転トクルで
発電機４を回転駆動するようになっている。

【０００４】また、蒸気タービンプラント１は、蒸気タ
ービン３で膨張仕事したタービン排気を復水器６に案内
し、ここで凝縮させて復水にし、その復水を復水給水系
５に供給している。

【０００５】この復水給水系５は、復水ポンプ７、低圧
給水加熱器８、給水ポンプ９、高圧給水加熱器１０を備
え、復水器６からの復水を復水ポンプ７で昇圧し、低圧
給水加熱器８，８で蒸気タービン３の抽気口３ａからの
タービン抽気を加熱源にして復水を加熱させ、その加熱
復水を給水ポンプ９で給水として昇圧し、その給水を高
圧給水加熱器１０で再び蒸気タービン３の抽気口３ａか
らのタービン抽気により加熱させ、その加熱給水を蒸気
発生器２に還流させるようになっている。なお、各給水
加熱器８，１０で復水・給水の加熱源として使用したタ
ービン抽気は、図示の破線で示すようにドレンとしてそ
の上流側の各給水加熱器８，８および復水器６に戻され
る。

【０００６】また、蒸気タービンプラント１は、図１９
に示すように、蒸気タービン３の抽気口３ａからのター
ビン抽気を、例えば乾燥、加熱、蒸発等に使用する蒸気
利用プラント１１に供給する場合もある。なお、符号１
２は、復水器６の復水補給系１２である。

【０００７】このように、給水加熱器８，１０の給水加
熱に、また蒸気利用プラント１１の乾燥等にタービン抽
気を供給する蒸気タービン３は、図２０に示すように、
ケーシング１７に収容されたタービン軸１８の軸方向に
沿って段落１３，１４を備えた構成になっている。

【０００８】段落１３，１４は、タービン蒸気のエネル
ギを速度エネルギに換えるタービンノズル１５ａ，１５
ｂと、その速度エネルギを回転エネルギーに変換するタ
ービン動翼１６ａ，１６ｂとを組み合せた構成になって
いる。

【０００９】タービンノズル１５ａ，１５ｂは、ダイヤ
フラム外輪１９ａ，１９ｂおよびダイヤフラム内輪２０
ａ，２０ｂで支持されており、タービン軸１８の周方向
に沿って環状翼列として配置されている。

【００１０】また、タービン動翼１６ａ，１６ｂは、タ
ービン軸１８に一体形成のディスク２１ａ，２１ｂに植
設されており、タービンノズル１５ａ，１５ｂに対応さ
せて環状翼列として配置されている。

【００１１】また、段落１３，１４のうち、一方の段落
１３と隣りの段落１４との間には、抽気室２２に連通す
る開口部２３が設けられ、この開口部２３から抽気室２
２、抽気口３ａを介して膨張仕事途中のタービン駆動蒸
気をタービン抽気として例えば給水加熱器８，１０に供
給するようになっている。

【００１２】蒸気タービンプラントでは、タービン抽気
を利用する再生サイクルの効果を最大限に発揮させてタ
ービン効率を向上する検討が行われているが、タービン
内部におけるタービン駆動蒸気の流れの複雑さをも手伝
って、再生サイクルの効果を最大限に活用しているとは
言えない状況にある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】再生サイクルの効果を
あますことなく発揮できない原因の一つに以下の事情が
ある。

【００１４】タービン駆動蒸気は、図２１に示すよう
に、タービンノズル１５ａにタービン動翼１６ａを組み
合せた段落１３で膨張仕事をさせる。このときタービン
駆動蒸気と、蒸気通路部の上下端を構成する内外周壁面
との間には、粘性に基づく摩擦損失が発生する。この摩
擦により生じた熱は壁面付近を流れるタービン駆動蒸気
に保有され、エントロピー（不可逆的な熱移動に伴う状
態量）を増大させる。このため、タービン駆動蒸気のエ
ントロピーＳの分布は、段落１３の中央で低く、ダイヤ
フラム外輪１９ａおよびダイヤフラム内輪２０ａの壁面
に近付くほど高くなる。

【００１５】蒸気タービンでは段落において、設計計画
時に意図されたように、タービン駆動蒸気を図２２のエ
ンタルピー・エントロピー線図上の点０の状態から点１
の状態に膨張させるべきところ、上述した駆動蒸気のエ
ントロピー分布により、壁面付近の駆動蒸気は点０から
点２の状態へ変化する。このため平均すると段落におけ
る仕事量は（ｈ０−ｈ１）から（ｈ０−ｈ３）に減少
し、発生出力の減少すなわちタービン効率の低下を招
く。一方、この壁面付近の駆動蒸気は、熱量的にみると
エンタルピーｈ２を有し、主流蒸気のｈ１よりも（ｈ２
−ｈ１）だけ高いエンタルピーを有しているから、抽気
して給水加熱に利用することにより、給水の温度をより
高めることができ、再生サイクル効率を向上させること
に対して寄与できるものである。したがって、所定の量
のタービン抽気を抽出するタービンプラントにあって
は、極力、壁面付近の高エントロピーの蒸気を選択的に
抽気することがサイクル効率を高める上で得策である。

【００１６】一方、蒸気タービン３は、図２０に示すよ
うに、抽気室２２に連通する開口部２３がタービン駆動
蒸気の通過する流路２４に較べて小さいため、その流れ
の挙動を子細に観察すると、一部のタービン駆動蒸気が
そのまま抽気室２２に誘引されるものの、残りのタービ
ン駆動蒸気が慣性力のために次段落に流れ、その際、そ
の一部が抽気室２２の誘引力により反転して誘引され
る。このため、その流線は、他の流線と干渉、撹拌が生
起し、ダイヤフラム外輪１９ａの外周壁２５付近の高エ
ントロピーの流体と中央部寄りの低エントロピーの流体
が混合し、両方が入り混じった状態で抽気されてしま
う。したがって、壁面付近の高エントロピーの流体の一
部が通路部に残ってタービン出力の減少を来すと同時
に、抽気される蒸気には相対的に熱量の低い低エントロ
ピー流体が含まれて給水温度を充分に高めることができ
ず、サイクル効率の面から蒸気の持つエネルギを最大限
に利用できない問題点があった。

【００１７】本発明は、このような技術的背景に基づい
てなされたもので、タービン駆動蒸気をタービン抽気と
して抽出する場合、そのタービン駆動蒸気に干渉、撹拌
を生起させることなく円滑に抽出でき、さらに内外周壁
面近くの高エントロピーの流体をタービンから取り除く
と同時に給水加熱に利用することで、タービンサイクル
の効率を従来よりも向上し得る蒸気タービンプラントを
提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る蒸気タービ
ンプラントは、上記目的を達成するために、請求項１に
記載したように、ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム
内輪とで支持されたタービンノズルに、タービン軸のデ
ィスクに植設されたタービン動翼を組み合せて段落を構
成し、段落をタービン軸に沿って多段に配置し、少なく
とも一つ以上の段落からのタービン駆動蒸気の一部をタ
ービン抽気として誘引させた蒸気タービンプラントにお
いて、上記ダイヤフラム外輪の外周壁に沿って流れるタ
ービン駆動蒸気をタービン抽気として上記ダイヤフラム
外輪内に設けた外輪抽気室に誘引させる外輪開口部を、
上記外周壁に形成したものである。

【００１９】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項２に記載したように、
外周壁の外輪開口部は、タービン駆動蒸気の流れ方向に
向って傾斜状に形成したものである。

【００２０】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項３に記載したように、
外周壁の外輪開口部は、一方のタービンノズルの背側か
ら隣りのタービンノズルの腹側に向って形成したもので
ある。

【００２１】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項４に記載したように、
外周壁の外輪開口部は、タービン軸の周方向に沿って列
状に配置されたタービンノズルの前縁側に形成したもの
である。

【００２２】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項５に記載したように、
ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内輪とで支持され
たタービンノズルに、タービン軸のディスクに植設され
たタービン動翼を組み合せて段落を構成し、段落をター
ビン軸に沿って多段に配置し、少なくとも一つ以上の段
落からのタービン駆動蒸気の一部をタービン抽気として
誘引させた蒸気タービンプラントにおいて、上記ダイヤ
フラム外輪の外周壁に沿って流れるタービン駆動蒸気を
タービン抽気として蒸気ダイヤフラム外輪内に設けた外
輪抽気室に誘引させる外輪開口部を、上記外周壁に形成
する一方、上記ダイヤフラム内輪の内周壁に沿って流れ
るタービン駆動蒸気をタービン抽気として上記ダイヤフ
ラム内輪内に設けた内輪抽気室に誘引させる内輪開口部
を、上記内周壁に形成し、上記内輪抽気室を上記外輪抽
気室に連通させる連絡通路を、上記タービンノズル内に
形成したものである。

【００２３】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項６に記載したように、
外周壁の外輪開口部は、タービン動翼と対峙するシール
部の位置に形成したものである。

【００２４】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項７に記載したように、
ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内輪とで支持され
たタービンノズルに、タービン軸のディスクに植設され
たタービン動翼を組み合せて段落を構成し、段落をター
ビン軸に沿って多段に配置し、少なくとも一つ以上の段
落からのタービン駆動蒸気の一部をタービン抽気として
誘引させた蒸気タービンプラントにおいて、上記タービ
ン軸に対峙するシール部の蒸気をタービン抽気として上
記ダイヤフラム内輪内の内輪抽気室に誘引させる内輪開
口部を、上記ダイヤフラム内輪のシール部側に形成し、
上記内輪抽気室のタービン抽気を上記ダイヤフラム外輪
内に設けた外輪抽気室に案内する連絡通路を、上記ター
ビンノズル内に形成したものである。

【００２５】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項８に記載したように、
ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内輪とで支持され
たタービンノズルに、タービン軸のディスクに植設され
たタービン動翼を組み合せて段落を構成し、段落をター
ビン軸に沿って多段に配置し、少なくとも一つ以上の段
落からのタービン駆動蒸気の一部をタービン抽気として
誘引させた蒸気タービンプラントにおいて、一方の段落
のタービンノズルと隣りの段落のタービンノズルを支持
する共通のダイヤフラム外輪を設け、一方の段落のター
ビンノズルを支持する蒸気ダイヤフラム外輪の外周壁に
沿って流れるタービン駆動蒸気をタービン抽気として上
記ダイヤフラム外輪内に設けた外輪抽気室に誘引させる
外輪開口部を、上記外周壁に形成し、上記外輪抽気室の
タービン抽気を給水加熱器等に案内する連絡通路から分
岐され、上記隣りの段落のタービンノズルを支持する上
記ダイヤフラム外輪内に設けたタービン抽気溜め室に案
内する通口部を備えるとともに、上記タービン抽気溜め
室のタービン抽気を上記隣りの段落のタービンノズルに
向って流出させるタービン抽気流出口を、上記隣りの段
落のタービンノズルを支持する上記ダイヤフラム外輪の
外周壁に形成したものである。

【００２６】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項９に記載したように、
ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内輪とで支持され
たタービンノズルに、タービン軸のディスクに植設され
たタービン動翼を組み合せて段落を構成し、段落をター
ビン軸に沿って多段に配置し、少なくとも一つ以上の段
落からのタービン駆動蒸気の一部をタービン抽気として
誘引させた蒸気タービンプラントにおいて、一方の段落
のタービンノズルと隣りの段落のタービンノズルとを支
持する共通のダイヤフラム外輪を設け、一方の段落のタ
ービンノズルを支持する上記ダイヤフラム外輪の外周壁
に沿って流れるタービン駆動蒸気をタービン抽気として
上記ダイヤフラム外輪内に設けた外輪抽気室に誘引させ
る外輪開口部を、上記外周壁に形成し、上記外輪抽気室
のタービン抽気を上記隣りのタービンノズルを支持する
上記ダイヤフラム外輪内に設けたタービン抽気溜め室に
案内する通口部を備えるとともに、上記タービン抽気溜
め室のタービン抽気を上記隣りの段落のタービンノズル
に向って流出させるタービン抽気流出口を、上記隣りの
段落のタービンノズルを支持する上記ダイヤフラム外輪
の外周壁に形成したものである。

【００２７】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項１０に記載したよう
に、外輪開口部は、上流側流路壁と下流側流路壁とで形
成し、上記上流側流路壁よりも上記下流側流路壁を、タ
ービン駆動蒸気の流れ方向に向って突き出して鋭角の傾
斜状に形成したものである。

【００２８】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項１１に記載したよう
に、下流側流路壁に対する上流側流路壁の高さｈは、タ
ービンノズルの高さをＨとし、タービン駆動蒸気の流量
をＧとし、外輪開口部に誘引されるタービン抽気の流量
をｇとするとき、

【数３】（ｈ×Ｇ）／（Ｈ×ｇ）＝０．３〜１．４の範囲に設定したものである。

【００２９】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項１２に記載したよう
に、タービン抽気出口は、上流側流路壁と下流側流路壁
とで形成し、上記下流側流路壁よりも上記上流側流路壁
を、タービン駆動蒸気の流れ方向と同一方向に向って突
き出して鋭角の傾斜状に形成したものである。

【００３０】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項１３に記載したよう
に、上流側流路壁に対する下流側流路壁の高さｈは、タ
ービンノズルの高さをＨとし、タービン駆動蒸気の流量
をＧとし、タービン抽気流出口から流出するタービン抽
気の流量をｇとするとき、

【数４】（ｈ×Ｇ）／（Ｈ×ｇ）＝０．３〜１．４の範囲に設定したものである。

【００３１】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項１４に記載したよう
に、ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内輪とで支持
されたタービンノズルに、タービン軸のディスクに植設
されたタービン動翼を組み合せて段落を構成し、段落を
タービン軸に沿って多段に配置し、少なくとも一つ以上
の段落からのタービン駆動蒸気の一部をタービン抽気と
して誘引させた蒸気タービンプラントにおいて、上記ダ
イヤフラム外輪の外周壁に沿って流れるタービン駆動蒸
気をタービン抽気として上記ダイヤフラム外輪内に設け
た外輪抽気室に誘引させる外輪開口部を上記外周壁に形
成するとともに、タービン駆動蒸気に含まれる水滴を誘
引する水滴吸引開口部を、上記タービンノズルに形成し
たものである。

【００３２】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項１５に記載したよう
に、ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内輪とで支持
されたタービンノズルに、タービン軸のディスクに植設
されたタービン動翼を組み合せて段落を構成し、段落を
タービン軸に沿って多段に配置し、一方の段落と隣りの
段落との間に形成する開口部にタービン駆動蒸気の一部
をタービン抽気として誘引させた蒸気タービンプラント
において、一方の段落のタービンノズルを支持するダイ
ヤフラム外輪と隣りの段落のタービンノズルを支持する
ダイヤフラム外輪との間にタービン抽気誘引通路を形成
し、このタービン抽気誘引通路の上流側流路壁よりもそ
の下流側流路壁を、タービン駆動蒸気の流れ方向に向っ
て突き出して鋭角の傾斜状に形成したものである。

【００３３】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項１６に記載したよう
に、ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内輪とで支持
されたタービンノズルに、タービン軸のディスクに植設
されたタービン動翼を組み合せて段落を構成し、段落を
タービン軸に沿って多段に配置し、少なくとも一つ以上
の段落からのタービン駆動蒸気の一部をタービン抽気と
して誘引させた蒸気タービンプラントにおいて、上記開
口部に連通する抽気口から給水加熱器に供給するタービ
ン抽気の流量を制御するタービン抽気調節弁と、タービ
ン駆動蒸気の温度とタービン抽気の温度とを検出し、タ
ービン駆動蒸気温度信号とタービン抽気温度信号との差
分が予め設定した基準値より小さくなったときに上記タ
ービン抽気調節弁の弁開度を閉弁させる演算部とを備え
たものである。

【００３４】本発明に係る蒸気タービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項１７に記載したよう
に、ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内輪とで支持
されたタービンノズルに、タービン軸のディスクに植設
されたタービン動翼を組み合せて段落を構成し、段落を
タービン軸に沿って多段に配置し、少なくとも一つ以上
の段落からのタービン駆動蒸気の一部をタービン抽気と
して誘引させた蒸気タービンプラントにおいて、上記開
口部に連通する抽気口から給水加熱器に供給するタービ
ン抽気の流量を制御するタービン抽気調節弁と、タービ
ン抽気の温度と上記給水加熱器の給水出口温度とを検出
し、タービン抽気温度信号および給水出口温度信号に基
づいて上記タービン抽気調節弁の弁開閉信号を与える演
算部とを備えたものである。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る蒸気タービン
プラントの実施形態を図面を参照して説明する。

【００３６】図１は、本発明に係る蒸気タービンプラン
トの第１実施形態を示す概略図である。なお、図１は、
本発明に係る蒸気タービンプラントに適用される蒸気タ
ービンの一部を示している。

【００３７】蒸気タービン２６は、ケーシング２７に収
容されたタービン軸２８の軸方向に沿って段落２９を備
えた構成になっている。この段落２９は、タービン駆動
蒸気のエネルギを速度エネルギに換えるタービンノズル
３０と、その速度エネルギを次段落（図示せず）に案内
するタービン動翼３１とを組み合せた構成になってい
る。

【００３８】タービンノズル３０は、ダイヤフラム外輪
３２およびダイヤフラム内輪３３で支持されており、タ
ービン軸２８の周方向に沿って環状翼列として配置され
ている。

【００３９】また、タービン動翼３１は、タービン軸２
８に一体形成のディスク３４に植設されており、タービ
ンノズル３０に対応させて環状翼列として配置されてい
る。

【００４０】また、蒸気タービン２６は、ダイヤフラム
外輪３２の外周壁３５に、タービン駆動蒸気ＳＴの流れ
方向に向って傾斜状に形成する外輪開口部３６を備える
とともに、ダイヤフラム外輪３５の内部に外輪開口部３
６に連通し、タービン軸２８の周方向に沿って環状に形
成する外輪抽気室３７を備え、外周壁３５に沿って流れ
るタービン駆動蒸気ＳＴをタービン抽気として傾斜状の
外輪開口部３６で誘引し、誘引したタービン抽気を外輪
抽気室３７、連絡通路３８、抽気口３９を介して給水加
熱器４０に供給するようになっている。

【００４１】外輪開口部３６は、図２に示すように一方
のタービンノズル３０の背側４１から隣りのタービンノ
ズル３０の腹側４２に向ってタービン駆動蒸気ＳＴの流
れに交差する方向に設けてもよく、また、図３に示すよ
うに、各タービンノズル３０，３０の前縁４３，４３側
に沿ってタービン駆動蒸気ＳＴの流れに交差する方向に
環状に設けてもよい。

【００４２】このように、本実施形態では、ダイヤフラ
ム外輪３２の外周壁３５に、タービン駆動蒸気の流れ方
向に向って傾斜状に、かつ一方のタービンノズル３０の
背側４１から隣りのタービンノズル３０の腹側に向って
外輪開口部３６を設けるか、あるいは各タービンノズル
３０，３０の前縁４３，４３側に環状に外輪開口部３６
を設けるかのいずれかで、その外輪開口部３６によりダ
イヤフラム外輪３２の外周壁３５の境界層に閉じ込めら
れたタービン駆動蒸気ＳＴの熱をも外輪抽気室３７に誘
引するので、タービン抽気として安定した状態でより多
く誘引でき、またタービン駆動蒸気の熱をあますことな
くタービン抽気として利用することができる。

【００４３】したがって、本実施形態によれば、タービ
ン駆動蒸気の持つ熱をあますことなくタービン抽気に利
用したので、従来よりもより一層プラント熱効率を向上
させることができる。

【００４４】図４は、本発明に係る蒸気タービンプラン
トの第２実施形態を示す概略図である。なお、第１実施
形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号
を付す。

【００４５】本実施形態は、ダイヤフラム外輪３２の外
周壁３５に、タービン駆動蒸気ＳＴの流れ方向に向って
傾斜状に開設する外輪開口部３６を備え、この外輪開口
部３６に連通し、ダイヤフラム外輪３５の内部に環状に
形成する外輪抽気室３７を設ける一方、ダイヤフラム内
輪３３の内周壁４４にも、タービン駆動蒸気ＳＴの流れ
方向に向って傾斜状に開設する内輪開口部４５を備え、
この内輪開口部４５に連通し、ダイヤフラム内輪３３の
環状に形成する内輪抽気室４６を設けるとともに、内輪
抽気室４６と外輪抽気室３７とを接続する連絡通路４７
をタービンノズル３０の内部に形成したものである。な
お、他の構成については、第１実施形態に示す構成と同
一なので説明を省略する。

【００４６】本実施形態は、ダイヤフラム外輪３２の外
周壁３５およびダイヤフラム内輪３３の内周壁４４のそ
れぞれに、タービン駆動蒸気ＳＴの流れの方向に向って
傾斜状の外輪開口部３６および内輪開口部４５を備え、
外周壁３５および内周壁４４のそれぞれの境界層により
閉じ込められたタービン駆動蒸気ＳＴの熱をタービン抽
気として外輪抽気室３７および内輪抽気室４６のそれぞ
れに誘引し、内輪抽気室４６で誘引したタービン抽気と
してのタービン駆動蒸気ＳＴを連絡通路４７を経て外輪
抽気室３７のタービン駆動蒸気ＳＴに合流させ、その合
流抽気を連絡通路３８、抽気口３９を経て給水加熱器４
０に供給するので、タービン抽気として安定した状態で
より多く誘引でき、タービン駆動蒸気の熱をあますこと
なくタービン抽気として利用することができる。

【００４７】したがって、本実施形態によれば、タービ
ン駆動蒸気を安定状態でより多くタービン抽気として各
抽気室３７，４６に誘引させるとともに、タービン駆動
蒸気の熱をあますことなくタービン抽気として利用した
ので、従来よりもプラント熱効率を大幅に向上させるこ
とができる。

【００４８】図５は、ダイヤフラム外輪３２の外周壁３
５からタービン駆動蒸気ＳＴをタービン抽気として誘引
した場合のプラント熱効率の特性Ａと、ダイヤフラム外
輪３２の外周壁３５およびダイヤフラム内輪３３の内周
壁４４との両方からタービン駆動蒸気ＳＴをタービン抽
気として誘引した場合のプラント熱効率の特性Ｂとを比
較したグラフで、縦軸にプラント熱効率を、横軸にター
ビン抽気段数をそれぞれ示す。

【００４９】図５では、ダイヤフラム外輪３２の外周壁
３５およびダイヤフラム内輪３３の内周壁４４との両方
からタービン駆動蒸気ＳＴをタービン抽気として誘引し
た場合、そのプラント熱効率の特性Ｂは、ダイヤフラム
外輪３２の外周壁３５のみでタービン駆動蒸気ＳＴのタ
ービン抽気として誘引した場合のプラント熱効率の特性
Ａよりも高くなることが認められる。

【００５０】図６は、本発明に係る蒸気タービンプラン
トの第３実施形態を示す概略図である。なお、第１実施
形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号
を付す。

【００５１】本実施形態は、タービン動翼３１のシュラ
ウド４８に対峙するダイヤフラム外輪３２との間に形成
する隙間Ｈからタービン駆動蒸気ＳＴが漏洩することを
防止するシール部４９の外周壁３５に外輪開口部３６を
備え、この外輪開口部３６に連通し、ダイヤフラム外輪
３２の内部に外輪抽気室３７をタービン軸２８の周方向
に沿って環状に設けたものである。

【００５２】本実施形態は、タービン動翼３１のシール
部４９に集まるタービン駆動蒸気ＳＴが比較的高い熱を
持っていることに着目したもので、シール部４９に集ま
るタービン駆動蒸気ＳＴをタービン抽気として外輪開口
部３６で誘引し、誘引したタービン駆動蒸気ＳＴをター
ビン抽気として外輪抽気室３７から連絡通路３８、抽気
口３９を経て給水加熱器４０に供給したものである。

【００５３】したがって、本実施形態によれば、シール
部４９に集まった比較的高い熱を持ったタービン駆動蒸
気ＳＴをタービン抽気として利用するので、熱の有効活
用を図ることができる。

【００５４】図７は、本発明に係る蒸気タービンプラン
トの第４実施形態を示す概略図である。なお、第１実施
形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号
を付す。

【００５５】本実施形態は、タービンノズル３０を支持
するダイヤフラム内輪３３に対峙するタービン軸２８と
の間に形成する隙間Ｈからタービン駆動蒸気ＳＴが漏洩
することを防止するシール部４９のダイヤフラム内輪３
３に内輪開口部４５を備え、この開口部４５に連通し、
ダイヤフラム内輪３３の内部に内輪抽気室４６をタービ
ン軸２８の周方向に沿って環状に設けたものである。

【００５６】本実施形態は、第３実施形態と同様に、ダ
イヤフラム内輪３３のシール部４９に集まるタービン駆
動蒸気ＳＴが比較的高い熱を持っていることに着目した
もので、シール部４９に集まるタービン駆動蒸気ＳＴを
タービン抽気として内輪開口部４５で誘引し、誘引した
タービン駆動蒸気ＳＴをタービン抽気として内輪抽気室
４６からタービンノズル３０の連絡通路４７、外輪抽気
室３７、連絡通路３８、抽気口３９を経て給水加熱器４
０に供給したものである。

【００５７】したがって、本実施形態も、シール部４９
に集まった比較的高い熱を持ったタービン駆動蒸気ＳＴ
をタービン抽気として利用するので熱の有効活用を図る
ことができる。

【００５８】図８は、本発明に係る蒸気タービンプラン
トの第５実施形態を示す概略図である。なお、第１実施
形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号
を付す。

【００５９】本実施形態は、タービンノズル３０ａとタ
ービン動翼３１ａとで組み合せた一方の段落２９ａと、
タービンノズル３０ｂとタービン動翼３１ｂとで組み合
せた隣りの段落２９ｂとに共通のダイヤフラム外輪３２
を設けるとともに、この共通のダイヤフラム外輪３２
に、一方の段落２９ａ側の外周壁３５に形成する外輪開
口部３６に連通する外輪抽気室３７と、隣りの段落２９
ｂ側の外周壁３５に形成するタービン抽気流出口５０に
連通するタービン抽気溜め室５１とを備えたものであ
る。

【００６０】また、本実施形態は、外輪抽気室３７とタ
ービン抽気溜め室５１とを互いに連通する通口部５２を
形成し、この通口部５２の途中に抽気口３９に連絡する
連絡通路３８を備えたものである。

【００６１】また、一方の段落２９ａのダイヤフラム外
輪３２の外周壁３５に設けた外輪開口部３６は、タービ
ン駆動蒸気ＳＴの流れの方向に向って傾斜状に形成する
とともに、隣りの段落２９ｂのダイヤフラム外輪３２の
外周壁３５に設けたタービン抽気流出口５０は、タービ
ン駆動蒸気ＳＴの流れの方向に向って傾斜状に形成して
いる。

【００６２】本実施形態は、ダイヤフラム外輪３２の外
周壁３５に沿って流れるタービン駆動蒸気ＳＴをタービ
ン抽気として傾斜状に形成する外輪開口部３６で誘引
し、誘引したタービン抽気の一部を通口部５２、連絡通
路３８、抽気口３９を経て給水加熱器４０に供給する一
方、残りを通口部５２、タービン抽気溜め室５１を経て
傾斜状に形成するタービン抽気流出口５０からダイヤフ
ラム外輪３２の外周壁３５に沿って流出させる。

【００６３】このように、本実施形態では、一方の段落
２９ａのダイヤフラム外輪３２の外周壁３５に傾斜状に
形成する外輪開口部３６でタービン駆動蒸気ＳＴを外輪
抽気室３７に誘引するので、外周壁３５付近を流れる比
較的高い熱を持ったタービン駆動蒸気をタービン抽気と
して外輪抽気室３７から通口部５２、連絡通路３８、抽
気口３９を経て給水加熱器４０に供給することができ
る。

【００６４】また、本実施形態では、外輪抽気室３７で
誘引したタービン抽気としてのタービン駆動蒸気ＳＴ
を、通口部５２、タービン抽気溜め室５１を経て傾斜状
に形成するタービン抽気流出口５０から隣りの段落２９
ｂのダイヤフラム外輪３２の外周壁３５に沿って流出さ
せて壁面付近の境界層を加速するので、外周壁３５の周
辺に発生する二次流れに伴う二次流れ渦を低く抑制する
ことができ、タービン駆動蒸気の流れを安定化させるこ
とができる。

【００６５】したがって、本実施形態によれば、一方の
段落２９ａで外周壁３５付近を流れる比較的高い熱を持
ったタービン駆動蒸気をタービン抽気として給水加熱器
４０に供給する一方、隣りの段落２９ｂで外周壁３５付
近の境界層にエネルギーを与えて二次流れ渦を抑制する
ので、隣りの段落２９ｂでのタービン駆動蒸気ＳＴの流
れの安定化を図ることができ、翼性能の向上、ひいては
プラント熱効率の向上を図ることができる。

【００６６】図９は、本発明に係る蒸気タービンプラン
トの第６実施形態を示す概略図である。なお、第１実施
形態の構成部品と同一部分または対応する部分には同一
符号を付す。

【００６７】本実施形態も、第５実施形態と同様に、タ
ービンノズル３０ａとタービン動翼３１ａとで組み合せ
た一方の段落２９ａと、タービンノズル３０ｂとタービ
ン動翼３１ｂとで組み合せた隣りの段落２９ｂとに共通
のダイヤフラム外輪３２を設けるとともに、この共通の
ダイヤフラム外輪３２に、一方の段落２９ａ側の外周壁
３５に形成する外輪開口部３６に連通する外輪抽気室３
７と、隣りの段落２９ｂ側の外周壁３５に形成するター
ビン抽気溜め室５１とを備えたものである。

【００６８】また、本実施形態は、外輪抽気室３７とタ
ービン抽気溜め室５１とを互いに連通させる通口部５２
を形成したものである。

【００６９】また、本実施形態は、一方の段落２９ａの
ダイヤフラム外輪３２の外周壁３５に設けた外輪開口部
３６をタービン駆動蒸気ＳＴの流れの方向に向って傾斜
状に形成する一方、隣りの段落２９ｂのダイヤフラム外
輪３２の外周壁３５に設けたタービン抽気流出口５０を
タービン駆動蒸気ＳＴの流れ方向に向って傾斜状に形成
したものである。

【００７０】したがって、本実施形態も、第５実施形態
と同様に、一方の段落２９ａのダイヤフラム外輪３２の
外周壁３５に生成される高エントロピーの蒸気を取り除
くことができ、また隣りの段落２９ｂで生成される二次
流れ渦を抑制することができ、タービン駆動蒸気ＳＴの
流れの安定化を図り、翼性能の向上、ひいてはプラント
熱効率の向上を図ることができる。

【００７１】図１０は、本発明に係る蒸気タービンプラ
ントの第７実施形態を示す概略図である。なお、第１実
施形態の構成物品と同一部分または対応する部分には同
一符号を付す。

【００７２】本実施形態は、第１実施形態と同様に、ダ
イヤフラム外輪３２の外周壁３５に、タービン駆動蒸気
ＳＴの流れ方向に向って傾斜状に形成する外輪開口部３
６を備えるとともに、ダイヤフラム外輪３５の内部に外
輪開口部３６に連通し、タービン軸２８の周方向に沿っ
て環状に形成する外輪抽気室３７を備える一方、タービ
ンノズル３０背側および腹側の少なくとも一方に水滴吸
引開口部５３を形成し、水滴吸引開口部５３で誘引する
タービン駆動蒸気の水滴と、外輪開口部３６で誘引する
外周壁３５に沿って流れるタービン駆動蒸気ＳＴとを外
輪抽気室３７で合流させ、その合流抽気をタービン抽気
として連絡通路３８、抽気口３９を経て給水加熱器４０
に供給するものである。

【００７３】したがって、本実施形態によれば、タービ
ンノズル３０によりタービン駆動蒸気ＳＴに含まれる水
滴を取り除いて給水加熱器４０にタービン抽気として供
給し、また外輪開口部３６により外周壁３５に生成され
る高エントロピーの蒸気を極力とり除いて給水加熱器に
タービン抽気として供給するので、水滴によるタービン
構成部品の浸食を抑制でき、プラント熱効率を向上させ
ることができる。

【００７４】図１１は、図１、図４、図８、図９および
図１０で示した各実施形態に係る外輪開口部３６の具体
的形状を示す概略図である。

【００７５】各実施形態に係る外輪開口部３６は、ター
ビン駆動蒸気ＳＴがダイヤフラム外輪３２の外周壁３５
に沿って流れる際、そのタービン駆動蒸気ＳＴをタービ
ン抽気として効果的に誘引できるようにしたものであ
る。この場合、外輪開口部３６は、その形状をタービン
駆動蒸気ＳＴの流れの方向に向って傾斜状に形成すると
ともに、上流側の外周壁３５と外輪開口部３６の上流側
流路壁５４ａとの交点ｉ₁の高さを、下流側の外周壁３
５と外輪開口部３６の下流側流路壁５４ｂとの交点ｉ₂
に対し高くする、いわゆる段状に設定したものである。
その際、タービンノズル３０の上流側の高さをＨとし、
外輪開口部３６の下流側流路壁５４ｂの交点ｉ₂に対す
る外輪開口部３６の上流側流路壁５４ａの交点ｉ₁との
差の高さをｈとし、タービン駆動蒸気ＳＴの流量をＧと
し、外輪開口部３６で誘引されるタービン抽気の流量を
ｇとするとき、タービンノズル３０の上流側の高さＨ、
タービン駆動蒸気ＳＴの流量Ｇおよびタービン抽気の流
量が一義的に定められているから、その高さｈは、

【数５】（ｈ×Ｇ）／（Ｈ×ｇ）＝ 0.3〜1.4 ……（１）の範囲に設定される。

【００７６】上式（１）は、図１３で示すモデル試験機
の実験データから求めたものである。

【００７７】図１３は、縦軸をタービン抽気の流力的損
失で、また横軸をパラメータ（ｈ×Ｇ）／（Ｈ×ｇ）で
示すタービン抽気ＥＳの特性線図である。この特性線図
においてタービン抽気ＥＳは、図１１で示した外輪開口
部３６の下流側流路壁５４ｂに対する上流側流路壁５４
ａの高さｈが０．３以下であると、図１１の一点鎖線で
示すタービン抽気としてのタービン駆動蒸気ＳＴの流線
Ｐ₁が外輪開口部３６に一旦誘引されても直ぐさま飛び
出して、隣りのタービン動翼３１に流出し、その際、タ
ービン駆動蒸気ＳＲに衝突して撹拌し、タービン抽気Ｅ
Ｓの流力的損失を、従来の流力的損失１．０を基準にし
た場合に較べて悪くなることが確認された。

【００７８】また、外輪開口部３６の下流側流路壁５４
ｂに対する上流側流路壁５４ａの高さｈが１．４を超え
ると、図１１の二点鎖線で示すタービン抽気としてのタ
ービン駆動蒸気ＳＴの流線Ｐ₂が外輪開口部３６を一旦
通り過ぎた後、反転して外輪開口部３６に誘引されるた
め、タービン駆動蒸気ＳＴの流れを乱し、タービン抽気
ＥＳの流力的損失を、従来の流力的損失１．０を基準に
した場合に較べて悪くなることが確認された。

【００７９】このように、本実施形態に係る外輪開口部
３６は、タービン駆動蒸気ＳＴの流れの方向に向って傾
斜状に形成するとともに、その下流側流路壁５４ｂに対
するその上流側流路壁５４ａの高さｈを上式（１）の範
囲に設定したので、タービン抽気ＥＳの流力的損失を従
来に較べて低く抑えることができ、タービンノズル３０
の翼性能をより一層向上させることができる。なお、外
輪開口部３６は、図１４に示すように、上流側流路壁５
４ａおよび下流側流路壁５４ｂをタービン駆動蒸気ＳＴ
の下流側に向って凸状の曲率に形成してもよい。

【００８０】図１２は、図８および図９で示した各実施
形態に係るタービン抽気流出口５０の具体的形状を示す
概略図である。

【００８１】各実施形態に係るタービン抽気流出口５０
は、タービン抽気としてのタービン駆動蒸気ＳＴがダイ
ヤフラム外輪３２の外周壁３５に沿って流れる際、良好
に流れるように図ったものである。この場合、タービン
抽気流出口５０は、その形状をタービン駆動蒸気ＳＴの
流れの方向と同一方向に向って傾斜状に形成するととも
に、下流側の外周壁３５とタービン抽気流出口５０の下
流側流路壁５４ｂとの交点ｊ₁の高さを、上流側の外周
壁３５とタービン抽気流出口５０の上流側流路壁５４ａ
との交点ｊ₂に対し、高くする、いわゆる段状に設定し
たものである。その際、タービンノズル３０の上流側の
高さをＨとし、タービン抽気流出口５０の上流側流路壁
５４ａの交点ｊ₂に対するタービン抽気流出口５０の下
流側流路壁５４ｂの交点ｊ₁との差の高さをｈとし、タ
ービン駆動蒸気ＳＴの流量をＧとし、タービン排気流出
口５０で流出するタービン排気流量をｇとするとき、そ
の高さｈは、上式（１）の範囲に設定される。

【００８２】本実施形態によれば、タービン排気流出口
５０の上流側流路壁５４ａに対する下流側流路壁５４ｂ
の高さｈを上式（１）の範囲に設定したので、図１１で
示した実施形態と同様に、タービン駆動蒸気ＳＴの流れ
に乱れを与えることなく、タービン排気をタービン排気
流出口５０から良好に流出させることができ、タービン
ノズル３０の翼性能を従来よりも向上させることができ
る。

【００８３】図１５は、蒸気タービンプラントの第８実
施形態を示す概略図である。なお、第１実施形態の構成
部品と同一または対応する部分には同一符号を付す。

【００８４】本実施形態は、ダイヤフラム外輪３２ａお
よびダイヤフラム内輪３３ａで支持されたタービンノズ
ル３０ａとタービン軸２８のディスク３４ａに植設され
たタービン動翼３１ａとを組み合せた一方の段落２９ａ
の、そのダイヤフラム外輪３２ａと、ダイヤフラム外輪
３２ｂおよびダイヤフラム内輪３３ｂで支持されたター
ビンノズル３０ｂとタービン軸２８のディスク３４ｂに
植設されたタービン動翼３１ｂとを組み合せた隣りの段
落２９ｂの、そのダイヤフラム外輪３３ｂとの間に形成
し、外輪抽気室３７に連通するタービン抽気誘引通路５
５をタービン駆動蒸気の流れ方向に向って傾斜状に形成
したものである。

【００８５】また、本実施形態は、タービン抽気誘引通
路５５を形成する上流側流路壁５６ａ、下流側流路壁５
６ｂのうち、下流側流路壁５６ｂを上流側流路壁５６ａ
によりタービン駆動蒸気ＳＴの流れの方向に向って突き
出し、ダイヤフラム外輪３２の外周壁３５に対し鋭角に
形成したものである。

【００８６】このように、本実施形態では、一方の段落
２９ａと隣りの段落２９ｂとの間に設けたタービン抽気
誘引通路５５を形成する上流側流路壁５６ａおよび下流
側流路壁５６ｂのうち、その下流側流路壁５６ｂをター
ビン駆動蒸気ＳＴの流れの方向に向って上流側流路壁５
６ａよりも突き出させ、かつ鋭角の傾斜状に形成したの
で、一方のダイヤフラム外輪３２ａの外周壁３５の境界
層により閉じ込められたタービン駆動蒸気ＳＴの熱をあ
ますことなく、良好に外輪抽気室３７に誘引することが
できる。

【００８７】したがって、本実施形態によれば、境界層
により閉じ込められたタービン駆動蒸気ＳＴの熱をもタ
ービン抽気として利用できるので、プラント熱効率を従
来よりもより一層向上させこるとができる。

【００８８】図１６は、本発明に係る蒸気タービンプラ
ントの第９実施形態を示す概略図である。

【００８９】本実施形態に係る蒸気タービンプラント５
７は、蒸気発生器５８、蒸気タービン５９、発電機６
０、復水器６１、復水ポンプ６２、給水加熱器６３、給
水ポンプ６４を備えるとともに、蒸気タービン５９のタ
ービン駆動蒸気ＳＴをタービン抽気として抽気口６９か
ら給水加熱器６３に供給するタービン抽気調節弁６７を
備えたものである。

【００９０】また、本実施形態に係る蒸気タービンプラ
ント５７は、タービン駆動蒸気ＳＴの温度を検出するタ
ービン駆動蒸気用温度検出器６５およびタービン抽気の
温度を検出するタービン抽気用温度検出器６６をそれぞ
れ備える一方、各温度検出器６５，６６の検出温度に基
づいてタービン抽気調節弁６７の弁開度を制御する演算
部６８を備えたものてある。

【００９１】本実施形態に係る蒸気タービンプラント５
７では、境界層により閉じ込められたタービン駆動蒸気
ＳＴの熱をタービン抽気として利用するものであるが、
蒸気タービン５９の抽気口６９から給水加熱器６３に給
水の熱源として供給するタービン抽気が多量によると、
本来、段落で膨張仕事をさせるべきタービン駆動蒸気Ｓ
Ｔを、タービン抽気に廻され、タービン出力の低下につ
ながる。このため、本実施形態では、タービン駆動蒸気
用温度検出器６５およびタービン抽気用温度検出器６６
のそれぞれから検出した温度信号の差分が予め定めた基
準値よりも小さくなったとき、その偏差に基づいて演算
部６８で弁開度信号を演算し、その演算信号をタービン
抽気調節弁６７に与えてタービン抽気の流量をコントロ
ールしたものである。

【００９２】このように、本実施形態では、蒸気タービ
ン５９の抽気口６９から給水加熱器６３に供給するター
ビン抽気を制御するタービン抽気調節弁６７を備えたの
で、段落で膨張仕事をするタービン駆動蒸気ＳＴを必要
以上にタービン抽気に廻すことがなく、プラント熱効率
を向上させることができる。

【００９３】図１７は、本発明に係る蒸気タービンプラ
ントの第１０実施形態を示す概略図である。なお、第９
実施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一
符号を付す。

【００９４】本実施形態に係る蒸気タービンプラント５
７は、蒸気タービン５９の抽気口６９ａ，６９ｂ，６９
ｃから給水加熱器６３ａ，６３ｂ，６３ｃに供給するタ
ービン抽気の温度を検出するタービン抽気用温度検出器
６６ａ，６６ｂ，６６ｃと、各給水加熱器６３ａ，６３
ｂ，６３ｃの給水出口温度を検出する給水出口用温度検
出器７０ａ，７０ｂ，７０ｃとを備えるとともに、ター
ビン抽気用温度検出器６６ａ，６６ｂ，６６ｃおよび給
水出口用温度検出器７０ａ，７０ｂ，７０ｃのそれぞれ
から検出され温度信号に基づいてタービン抽気調節弁６
７ａ，６７ｂ，６７ｃのそれぞれを弁開閉制御する演算
部６８を備えたものである。

【００９５】蒸気タービンプラント５７は、タービン抽
気の制御系が複数になると、蒸気タービン５９の抽気口
６９ａ，６９ｂ，６９ｃから給水加熱器６３ａ，６３
ｂ，６３ｃに期されるタービン抽気を、タービン抽気調
節弁６７ａ，６７ｂ，６７ｃで個々に流量コントロール
としていたのでは各給水加熱器６３ａ，６３ｂ，６３ｃ
の熱交換量が変動し、プラント熱効率が悪くなる。この
ため、本実施形態では、タービン抽気を一括制御するた
めに、タービン抽気用温度検出器６６ａ，６６ｂ，６６
ｃおよび給水出口用温度検出器７０ａ．７０ｂ，７０ｃ
のそれぞれから検出した温度信号に基づいて演算分６８
で弁開度信号を演算し、その演算信号をタービン抽気調
節弁６７ａ，６７ｂ，６７ｃに与えてタービン抽気の流
量コントロールをしたものである。

【００９６】このように、本実施形態では、タービン抽
気を一括制御し、各給水加熱器６３ａ，６３ｂ，６３ｃ
の熱交換量を均一化させたので、プラント熱効率を向上
させることができる。

【００９７】

【発明の効果】以上の説明の通り、本発明に係る蒸気タ
ービンプラントは、外周壁付近を流れる比較的高い熱エ
ネルギを持ったタービン駆動蒸気をタービン抽気として
利用するために、タービンノズルを支持するダイヤフラ
ム外輪の外周壁およびダイヤフラム内輪の内周壁の少な
くとも一方に、外輪開口部または内輪開口部を設け、外
周壁付近のタービン駆動蒸気をタービン抽気として開口
部で誘引して給水加熱器に供給したので、本来、段落で
膨張仕事をすべきタービン駆動蒸気までもタービン抽気
として給水加熱器に供給されることがなく、プラント熱
効率を従来以上に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蒸気タービンプラントの第１実施
形態を示す概略図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視方向から切断した平面図。

【図３】本発明に係る蒸気タービンプラントの第１実施
形態における外輪開口部の変形例を示す平面図。

【図４】本発明に係る蒸気タービンプラントの第２実施
形態を示す概略図。

【図５】本発明に係る蒸気タービンプラントのプラント
熱効率を示すグラフ。

【図６】本発明に係る蒸気タービンプラントの第３実施
形態を示す概略図。

【図７】本発明に係る蒸気タービンプラントの第４実施
形態を示す概略図。

【図８】本発明に係る蒸気タービンプラントの第５実施
形態を示す概略図。

【図９】本発明に係る蒸気タービンプラントの第６実施
形態を示す概略図。

【図１０】本発明に係る蒸気タービンプラントの第７実
施形態を示す概略図。

【図１１】本発明に係る蒸気タービンプラントにおい
て、外輪開口部の具体的形状を示す概略図。

【図１２】本発明に係る蒸気タービンプラントにおい
て、タービン抽気流出口の具体的形状を示す概略図。

【図１３】本発明に係る蒸気タービンプラントにおい
て、外輪開口部の上流側流路壁と下流側流路壁との高さ
を設定する根拠を説明するためのタービン抽気の流力的
損失を示すグラフ。

【図１４】本発明に係る蒸気タービンプラントにおい
て、外輪開口部の変形例を示す概略図。

【図１５】本発明に係る蒸気タービンプラントの第８実
施形態を示す概略図。

【図１６】本発明に係る蒸気タービンプラントの第９実
施形態を示す概略図。

【図１７】本発明に係る蒸気タービンプラントの第１０
実施形態を示す概略図。

【図１８】従来の蒸気タービンプラントの実施形態を示
す概略図。

【図１９】従来の蒸気タービンプラントの別の実施形態
を示す概略図。

【図２０】従来の蒸気タービンプラントにおいて、一方
の段落と隣りの段落との間に形成された開口部に誘引さ
れるタービン抽気の挙動を説明する図。

【図２１】タービン駆動蒸気が段落を通過する際のエン
トロピー分布を説明する図。

【図２２】タービン駆動蒸気が段落を通過する際の膨張
仕事を説明するエンタルピー（ｈ）・エントロピー
（Ｓ）線図。

【符号の説明】

１蒸気タービンプラント２蒸気発生器３蒸気タービン３ａ抽気口４発電機５復水給水系６復水器７復水ポンプ８低圧給水加熱器９給水ポンプ１０高圧給水加熱器１１蒸気利用プラント１２復水補給系１３，１４段落１５ａ，１５ｂタービンノズル１６ａ，１６ｂタービン動翼１７ケーシング１８タービン軸１９ａ，１９ｂダイヤフラム外輪２０ａ，２０ｂダイヤフラム内輪２１ａ，２１ｂディスク２２抽気室２３開口部２４流路２５外周壁２６蒸気タービン２７ケーシング２８タービン軸２９段落３０タービンノズル３１タービン動翼３２ダイヤフラム外輪３３ダイヤフラム内輪３４ディスク３５外周壁３６外輪開口部３７外輪抽気室３８連絡通路３９抽気口４０給水加熱器４１背側４２腹側４３前縁４４内周壁４５内輪開口部４６内輪抽気室４７連絡通路４８シュラウド４９シール部５０タービン抽気流出口５１タービン抽気溜め室５２通口部５３水滴吸引開口部５４ａ上流側流路壁５４ｂ下流側流路壁５５タービン抽気誘引通路５６ａ上流側流路壁５６ｂ下流側流路壁５７蒸気タービンプラント５８蒸気発生器５９蒸気タービン６０発電機６１復水器６２復水ポンプ６３給水加熱器６４給水ポンプ６５タービン駆動蒸気用温度検出器６６タービン抽気用温度検出器６７タービン抽気調節弁６８演算部６９抽気口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内
輪とで支持されたタービンノズルに、タービン軸のディ
スクに植設されたタービン動翼を組み合せて段落を構成
し、段落をタービン軸に沿って多段に配置し、少なくと
も一つ以上の段落からのタービン駆動蒸気の一部をター
ビン抽気として誘引させた蒸気タービンプラントにおい
て、上記ダイヤフラム外輪の外周壁に沿って流れるター
ビン駆動蒸気をタービン抽気として上記ダイヤフラム外
輪内に設けた外輪抽気室に誘引させる外輪開口部を、上
記外周壁に形成したことを特徴とする蒸気タービンプラ
ント。
【請求項２】外周壁の外輪開口部は、タービン駆動蒸
気の流れ方向に向って傾斜状に形成したことを特徴とす
る請求項１記載の蒸気タービンプラント。
【請求項３】外周壁の外輪開口部は、一方のタービン
ノズルの背側から隣りのタービンノズルの腹側に向って
形成したことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン
プラント。
【請求項４】外周壁の外輪開口部は、タービン軸の周
方向に沿って列状に配置されたタービンノズルの前縁側
に形成したことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービ
ンプラント。
【請求項５】ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内
輪とで支持されたタービンノズルに、タービン軸のディ
スクに植設されたタービン動翼を組み合せて段落を構成
し、段落をタービン軸に沿って多段に配置し、少なくと
も一つ以上の段落からのタービン駆動蒸気の一部をター
ビン抽気として誘引させた蒸気タービンプラントにおい
て、上記ダイヤフラム外輪の外周壁に沿って流れるター
ビン駆動蒸気をタービン抽気として蒸気ダイヤフラム外
輪内に設けた外輪抽気室に誘引させる外輪開口部を、上
記外周壁に形成する一方、上記ダイヤフラム内輪の内周
壁に沿って流れるタービン駆動蒸気をタービン抽気とし
て上記ダイヤフラム内輪内に設けた内輪抽気室に誘引さ
せる内輪開口部を、上記内周壁に形成し、上記内輪抽気
室を上記外輪抽気室に連通させる連絡通路を、上記ター
ビンノズル内に形成したことを特徴とする蒸気タービン
プラント。
【請求項６】外周壁の外輪開口部は、タービン動翼と
対峙するシール部の位置に形成したことを特徴とする請
求項１記載の蒸気タービンプラント。
【請求項７】ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内
輪とで支持されたタービンノズルに、タービン軸のディ
スクに植設されたタービン動翼を組み合せて段落を構成
し、段落をタービン軸に沿って多段に配置し、少なくと
も一つ以上の段落からのタービン駆動蒸気の一部をター
ビン抽気として誘引させた蒸気タービンプラントにおい
て、上記タービン軸に対峙するシール部の蒸気をタービ
ン抽気として上記ダイヤフラム内輪内の内輪抽気室に誘
引させる内輪開口部を、上記ダイヤフラム内輪のシール
部側に形成し、上記内輪抽気室のタービン抽気を上記ダ
イヤフラム外輪内に設けた外輪抽気室に案内する連絡通
路を、上記タービンノズル内に形成したことを特徴とす
る蒸気タービンプラント。
【請求項８】ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内
輪とで支持されたタービンノズルに、タービン軸のディ
スクに植設されたタービン動翼を組み合せて段落を構成
し、段落をタービン軸に沿って多段に配置し、少なくと
も一つ以上の段落からのタービン駆動蒸気の一部をター
ビン抽気として誘引させた蒸気タービンプラントにおい
て、一方の段落のタービンノズルと隣りの段落のタービ
ンノズルを支持する共通のダイヤフラム外輪を設け、一
方の段落のタービンノズルを支持する蒸気ダイヤフラム
外輪の外周壁に沿って流れるタービン駆動蒸気をタービ
ン抽気として上記ダイヤフラム外輪内に設けた外輪抽気
室に誘引させる外輪開口部を、上記外周壁に形成し、上
記外輪抽気室のタービン抽気を給水加熱器等に案内する
連絡通路から分岐され、上記隣りの段落のタービンノズ
ルを支持する上記ダイヤフラム外輪内に設けたタービン
抽気溜め室に案内する通口部を備えるとともに、上記タ
ービン抽気溜め室のタービン抽気を上記隣りの段落のタ
ービンノズルに向って流出させるタービン抽気流出口
を、上記隣りの段落のタービンノズルを支持する上記ダ
イヤフラム外輪の外周壁に形成したことを特徴とする蒸
気タービンプラント。
【請求項９】ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム内
輪とで支持されたタービンノズルに、タービン軸のディ
スクに植設されたタービン動翼を組み合せて段落を構成
し、段落をタービン軸に沿って多段に配置し、少なくと
も一つ以上の段落からのタービン駆動蒸気の一部をター
ビン抽気として誘引させた蒸気タービンプラントにおい
て、一方の段落のタービンノズルと隣りの段落のタービ
ンノズルとを支持する共通のダイヤフラム外輪を設け、
一方の段落のタービンノズルを支持する上記ダイヤフラ
ム外輪の外周壁に沿って流れるタービン駆動蒸気をター
ビン抽気として上記ダイヤフラム外輪内に設けた外輪抽
気室に誘引させる外輪開口部を、上記外周壁に形成し、
上記外輪抽気室のタービン抽気を上記隣りのタービンノ
ズルを支持する上記ダイヤフラム外輪内に設けたタービ
ン抽気溜め室に案内する通口部を備えるとともに、上記
タービン抽気溜め室のタービン抽気を上記隣りの段落の
タービンノズルに向って流出させるタービン抽気流出口
を、上記隣りの段落のタービンノズルを支持する上記ダ
イヤフラム外輪の外周壁に形成したことを特徴とする蒸
気タービンプラント。
【請求項１０】外輪開口部は、上流側流路壁と下流側
流路壁とで形成し、上記上流側流路壁よりも上記下流側
流路壁を、タービン駆動蒸気の流れ方向に向って突き出
して鋭角の傾斜状に形成したことを特徴とする請求項
１，５，８または９に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項１１】下流側流路壁に対する上流側流路壁の
高さｈは、タービンノズルの高さをＨとし、タービン駆
動蒸気の流量をＧとし、外輪開口部に誘引されるタービ
ン抽気の流量をｇとするとき、【数１】（ｈ×Ｇ）／（Ｈ×ｇ）＝０．３〜１．４の範囲に設定したことを特徴とする請求項１０記載の蒸
気タービンプラント。
【請求項１２】タービン抽気出口は、上流側流路壁と
下流側流路壁とで形成し、上記下流側流路壁よりも上記
上流側流路壁を、タービン駆動蒸気の流れ方向と同一方
向に向って突き出して鋭角の傾斜状に形成したことを特
徴とする請求項８または９記載の蒸気タービンプラン
ト。
【請求項１３】上流側流路壁に対する下流側流路壁の
高さｈは、タービンノズルの高さをＨとし、タービン駆
動蒸気の流量をＧとし、タービン抽気流出口から流出す
るタービン抽気の流量をｇとするとき、【数２】（ｈ×Ｇ）／（Ｈ×ｇ）＝０．３〜１．４の範囲に設定したことを特徴とする請求項１２記載の蒸
気タービンプラント。
【請求項１４】ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム
内輪とで支持されたタービンノズルに、タービン軸のデ
ィスクに植設されたタービン動翼を組み合せて段落を構
成し、段落をタービン軸に沿って多段に配置し、少なく
とも一つ以上の段落からのタービン駆動蒸気の一部をタ
ービン抽気として誘引させた蒸気タービンプラントにお
いて、上記ダイヤフラム外輪の外周壁に沿って流れるタ
ービン駆動蒸気をタービン抽気として上記ダイヤフラム
外輪内に設けた外輪抽気室に誘引させる外輪開口部を上
記外周壁に形成するとともに、タービン駆動蒸気に含ま
れる水滴を誘引する水滴吸引開口部を、上記タービンノ
ズルに形成したことを特徴ととする蒸気タービンプラン
ト。
【請求項１５】ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム
内輪とで支持されたタービンノズルに、タービン軸のデ
ィスクに植設されたタービン動翼を組み合せて段落を構
成し、段落をタービン軸に沿って多段に配置し、一方の
段落と隣りの段落との間に形成する開口部にタービン駆
動蒸気の一部をタービン抽気として誘引させた蒸気ター
ビンプラントにおいて、一方の段落のタービンノズルを
支持するダイヤフラム外輪と隣りの段落のタービンノズ
ルを支持するダイヤフラム外輪との間にタービン抽気誘
引通路を形成し、このタービン抽気誘引通路の上流側流
路壁よりもその下流側流路壁を、タービン駆動蒸気の流
れ方向に向って突き出して鋭角の傾斜状に形成したこと
を特徴とする蒸気タービンプラント。
【請求項１６】ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム
内輪とで支持されたタービンノズルに、タービン軸のデ
ィスクに植設されたタービン動翼を組み合せて段落を構
成し、段落をタービン軸に沿って多段に配置し、少なく
とも一つ以上の段落からのタービン駆動蒸気の一部をタ
ービン抽気として誘引させた蒸気タービンプラントにお
いて、上記開口部に連通する抽気口から給水加熱器に供
給するタービン抽気の流量を制御するタービン抽気調節
弁と、タービン駆動蒸気の温度とタービン抽気の温度と
を検出し、タービン駆動蒸気温度信号とタービン抽気温
度信号との差分が予め設定した基準値より小さくなった
ときに上記タービン抽気調節弁の弁開度を閉弁させる演
算部とを備えたことを特徴とする蒸気タービンプラン
ト。
【請求項１７】ダイヤフラム外輪およびダイヤフラム
内輪とで支持されたタービンノズルに、タービン軸のデ
ィスクに植設されたタービン動翼を組み合せて段落を構
成し、段落をタービン軸に沿って多段に配置し、少なく
とも一つ以上の段落からのタービン駆動蒸気の一部をタ
ービン抽気として誘引させた蒸気タービンプラントにお
いて、上記開口部に連通する抽気口から給水加熱器に供
給するタービン抽気の流量を制御するタービン抽気調節
弁と、タービン抽気の温度と上記給水加熱器の給水出口
温度とを検出し、タービン抽気温度信号および給水出口
温度信号に基づいて上記タービン抽気調節弁の弁開閉信
号を与える演算部とを備えたことを特徴とする蒸気ター
ビンプラント。