JPS6238523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は凝縮性流体軸流タービン用の出口装置
に関するものである。

特に、本発明は、タービンの最終膨張段落を出
て復水器に向う流れを案内するようにタービンの
出口に設けた軸線方向の入口および実質的に半径
方向の出口を有する環状のデイフユーザに関する
ものである。

従来の技術 軸線方向の入口と半径方向の出口を有する従来
のタービンデイフユーザにおいては、流体はトロ
イド状のダクトを介して排出せしめられる。この
トロイド状のダクトはその軸線方向の横断面が曲
線状となつており、かつ内部流体案内壁を有す
る。このデイフユーザは２つの機能を有する。第
１には流体を偏向させることであり、第２には流
体を再圧縮することである。

発明が解決しようとする問題点 このような従来のデイフユーザは、案内壁の凸
面における再圧縮勾配のため、空気力学的性能が
劣つている。すなわちこの再圧縮は境界層（壁近
くに形成される低エネルギの流体の層）のはく離
を誘発する。このはく離の開始点から下流側で
は、流体はも早壁に付着せず、デイフユーザ空間
の一部分を占めるのみとなる。こうなると、流体
がデイフユーザ空間の全部を占めていた時のよう
には、この流体は減速されなくなる（エネルギ不
滅の法則による）。それゆえ圧力を低く、デイフ
ユーザ効率は悪い。このようにして、これらのデ
イフユーザの出口における流れの速度および方向
は不均等になる。デイフユーザの出口におけるこ
の流体の不均等な流れは、下流接続部分の本来的
な作用を著しく妨害し、この部分における損失は
流れが均等である場合に比して大きくなるのであ
る。

発明の目的 本発明は凝縮性流体タービンの出口におけるエ
ネルギ損失を減らす排出ユニツト構体を提供する
ことによつて上述の従来の欠点をなくすことを目
的としている。

問題点を解決するための手段 すなわち本発明は、凝縮性流体軸流タービンの
最終段落の出口に配設される、軸線方向の入口と
実質的に半径方向の出口とを有する環状のデイフ
ユーザと、一方の領域の圧力が他方の領域の圧力
よりも低いふたつの領域に分割された復水器とを
包含し、ダクトに向う入口流れの外方のデイフユ
ーザの壁に周辺吸入溝を設けてここから前記デイ
フユーザに入る流れの一部分を環状室と接続ケー
シングとを介して前記復水器の低圧部分に向けて
排出するようにした凝縮性流体軸流タービン出口
装置において、前記周辺吸入溝を設けたデイフユ
ーザの凸面状の壁が、流れ方向にその面で測つた
圧力勾配がすべての点でマイナスまたはゼロとな
るような形であること、およびデイフユーザダク
トの中へ行く入口流の外側にあり、周辺吸入溝の
附近に位置する前記壁の部分が著しく小さな曲率
を有することを特徴とする軸流タービン用出口装
置にある。

作 用 本発明の上述の構成によれば、境界層における
流体のはく離を避けることができ、そのためエネ
ルギ損失なく非常に良好な再圧縮を計ることがで
きる。このことは動力学的な試験によつて確認せ
られた。

実施例 以下図面により本発明の実施例について説明す
る。

第１図は軸流蒸気タービンの最終段低圧羽根車
１を示す。この羽根車の出口断面は環状である。
軸方向断面が曲つているトロイド状のデイフユー
ザによりこの羽根車は円筒状表面に接続されてい
る。

デイフユーザ２のダクトの出口の凸面状の外方
の壁６（すなわちデイフユーザ２内の入口流の外
側にある壁６）には周辺吸入溝７がある。この周
辺吸入溝７はデイフユーザのダクトを環状室１０
に接続している。この環状室１０は接続ケーシン
グ１１により、二圧力復水器（図示しない）の低
圧部分に接続されている。このような復水器は公
知である。この復水器は２つの凝縮帯域を有し、
これらの帯域は壁より分離されている。この壁を
冷却水管群が貫通している。これらの帯域の一方
は他方より低圧としてある。

このようにして、軸流タービンの最終段羽根車
１から逃げる流れの一部分は周辺吸入溝７を通つ
て環状室１０内に吸入され、それから接続ケーシ
ング１１を通つて復水器の低圧帯域に吸入され
る。一方、排出流の大部分は矢印１４の方向にケ
ーシング１５に向かつて去る。このケーシング１
５は復水器の高圧帯域に通じている。

第２図および第３図は数個のダクトを持つデイ
フユーザの特殊な配置を示している。デイフユー
ザ２の内側には、このデイフユーザを２つのデイ
フユーザ部分４および５に分割する仕切り３があ
る（回転面の上に延びている）。この仕切り３は
横方向圧力勾配を減らすものである。デイフユー
ザ部分５は第１図に示すデイフユーザ２と同形で
ある。仕切り３はその外方の凸面状の壁８に周辺
吸入溝９を持つている。この周辺吸入溝９は他方
のデイフユーザ部分４のダクトを、仕切り３の支
持のために設計された中空支柱１３により環状室
１０に接続している。

このようにして、各デイフユーザ部分４および
５では、主流の一部分を周辺吸入溝７および９を
通して復水器の低圧部分へと導いている。

第３図は中空支柱１３の配置を示している。中
空支柱１３は流れの低速部分に半径方向に配置し
てあり、高い損失を生じないように位置してい
る。

第４図はデイフユーザ２の半分を示す軸方向の
拡大断面図である。この図面には壁の輪郭を示し
てある。矢印Ｅはデイフユーザ内へ向かう流体の
実質的に軸方向の入口流を示し、矢印Ｓはこの流
体の実質的に半径方向の出口流を示す。

デイフユーザは入口流の外側に外方の壁６を持
ち、入口流の内側に内方壁１６を持つている。こ
のデイフユーザは内部の仕切り３によりふたつの
デイフユーザ部分４および５に分割されている。
この仕切りは中空であり、その内部１２は凸面状
の壁８の中の周辺吸入溝９によりデイフユーザ部
分４に接続されている。同様に、外方の壁６は、
環状室１０にデイフユーザ部分５を接続する周辺
吸入溝７により貫かれている。この図面は壁の輪
郭を示している。デイフユーザ部分の入口流に対
する外方の壁６，８のぞれぞれはその周辺吸入溝
から直ぐ上流で凸になつている軸方向断面を有す
る。さらに、周辺吸入溝の上流に位置する外方の
壁６，８の部分は小さな曲面１８および１９にお
いて環状室の中へ延びている。

この図面における目盛りは周辺吸入溝７および
９の上流に位置する外方の壁６，８の凸面部上の
平均入口速度流に換算した局部速度を示してい
る。この速度は入口速度の1.2倍にまで加速して
いる。ついでこの速度は周辺吸入溝まで一定であ
る。周辺吸入溝の後では、速度は一定であり、出
口速度に等しい。仕切り３の最も内方壁１６と凹
面壁１７では、速度は平均入口速度から半分の速
度に連続的に減少する。このようにして、外方の
壁６，８に沿う圧力勾配はデイフユーザ内への流
体の入口から、速度が入口速度の1.2倍に達する
これらの壁の点までは負である。次いで、対応す
る周辺吸入溝までは零であつて、そこで流体は圧
縮される。周辺吸入溝の後では圧力勾配は再び出
口まで零となる。

壁に沿う流体の速度が流体入口速度を超えるこ
とのない軸流デイフユーザの場合とは対称的に、
この場合には流体をそらせるように凸面状の壁に
沿つて加速する必要がある。デイフユーザ部分４
および５の輪郭とデイフユーザダクトの数とは過
大な速度を制限し、二圧力復水器の低温または低
圧帯域の吸入能力と両立せしめている。

第４図の実施例においては、外方の壁６，８に
沿う速度は入口速度の1.2倍をこえない。この速
度が入口速度の1.3倍を超えないようにすること
は有利である。

有利には、各周辺吸入溝（７および９）により
吸入される流れを、対応するデイフユーザ部分
（５および４）における流れの４ないし12％の間
とする。

発明の効果 本発明により圧力勾配をマイナスまたはゼロと
なるようにしたことにより、壁において最圧縮が
なくなり、流体はく離を回避することができる、
および流体を有効に偏向せしめることが可能とな
つた。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一ダクトデイフユーザの場合の本発
明による軸流タービン出口装置の端部の軸方向断
面図、第２図は多重ダクトデイフユーザの場合の
本発明による軸流タービン出口装置の端部の軸方
向断面図、第３図は第２図の−線に沿う断面
図、および第４図は第２図に示すデイフユーザの
壁の輪郭の拡大断面図である。 １……最終段羽根車、２……デイフユーザ、３
……仕切り、４，５……デイフユーザ部分、６…
…壁、７……周辺吸入溝、８……壁、９……周辺
吸入溝、１０……環状室、１１……接続ケーシン
グ、１３……中空支柱、１５……ケーシング、１
６……内方壁、１７……凹面壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 凝縮性流体軸流タービンの最終段落の出口に
   配設される、軸線方向の入口と実質的に半径方向
   の出口とを有する環状のデイフユーザと、一方の
   領域の圧力が他方の領域の圧力よりも低いふたつ
   の領域に分割された復水器とを包含し、ダクトに
   向う入口流れの外方のデイフユーザの壁に周辺吸
   入溝を設けてここから前記デイフユーザに入る流
   れの一部分を環状室と接続ケーシングとを介して
   前記復水器の低圧部分に向けて排出するようにし
   た凝縮性流体軸流タービン出口装置において、前
   記周辺吸入溝を設けたデイフユーザの凸面状の壁
   が、流れ方向にその面で測つた圧力勾配がすべて
   の点でマイナスまたはゼロとなるような形である
   こと、およびデイフユーザダクトの中へ行く入口
   流の外側にあり、周辺吸入溝の附近に位置する前
   記壁の部分が著しく小さな曲率を有することを特
   徴とする軸流タービン用出口装置。 ２ デイフユーザが中空の仕切りにより複数のデ
   イフユーザ部分に分割されていて、それらの仕切
   りはデイフユーザの外方の壁および内方壁にほゞ
   平行であり、かつ仕切りの少なくとも１つはその
   外方の凸面状の壁に周辺吸入溝を持ち、この周辺
   吸入溝は、環状室と接続ケーシングとにより、復
   水器の低圧部分に向かうデイフユーザに入る流れ
   の一部分を排出し、前記凸面状の壁は流れの方向
   において表面で測定された圧力勾配がすべての点
   において負または零である、特許請求の範囲第１
   項記載の軸流タービン用出口装置。 ３ ダクトの中への入口流の外方にあるデイフユ
   ーザ部分の壁の、タービンの回転軸を含む平面を
   通る断面が、主流方向において見て、周辺吸入溝
   の直ぐ上流において凸であつて、前記周辺吸入溝
   の下流では凹である、特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の軸流タービン用出口装置。 ４ 周辺吸入溝の上流の流体流の局部速度はデイ
   フユーザの中への平均入口速度の1.3倍より小さ
   くなつている、特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の軸流タービン用出口装置。 ５ 各周辺吸入溝により排出される流れは前記周
   辺吸入溝に相当するデイフユーザ部分における流
   れの４ないし12％になつている、特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の軸流タービン用出口装
   置。