KR101572113B1

KR101572113B1 - 복수기

Info

Publication number: KR101572113B1
Application number: KR1020140078188A
Authority: KR
Inventors: 다로 노구치; 쇼타 츠다; 히로시 사에키; 다케시 후지사와; 신이치로 오하시
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-11-26
Also published as: EP2824291B1; JP6113586B2; US9422831B2; US20150000879A1; KR20150001661A; EP2824291A1; JP2015010483A

Abstract

실시형태의 복수기(10)는, 하방 배기형의 배기실을 구비한 증기 터빈(100)의 하방에 배치된다. 증기를 복수로 하는 복수기 본체부(20)와, 배기실(122)과 복수기 본체부(20)를 연결하며, 터빈 로터 축 방향에 대하여 수직 방향으로 대향하여 하류를 향해서 각각의 내벽면(31a, 32a)이 수직 방향의 외측으로 경사지는 한 쌍의 횡측벽(31, 32)을 갖는 연결 동체부(30)와, 터빈 로터 축 방향으로 대향하고, 횡측벽(31, 32)과 인접하는 종측벽(35, 36)의 내벽면(35a, 36a)이며, 또한 축 수직 방향에서의 연결 동체부(30)의 입구(33)의 위치를 사이에 두고, 입구(33)의 위치보다 외측에 각각 설치되며, 터빈 로터 축 방향으로 돌출하여 하류측으로 연장되는 한 쌍의 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)를 구비한다.

Description

복수기{Condenser}

본 발명은 일반적으로 복수기(復水器)에 관한 것이다..

화력 발전소 등에서 사용되는 증기 터빈의 열효율의 향상은 에너지 자원의 유효 이용이나 이산화탄소(CO₂) 배출량의 삭감으로 이어지는 중요한 과제로 되고 있다. 증기 터빈의 열효율의 향상은 주어진 에너지를 유효하게 메카니컬 워크로 변환함으로써 달성할 수 있다. 그것을 위해서는 다양한 내부 손실을 저감하는 것이 필요하다.

증기 터빈의 내부 손실에는, 블레이드의 형상에 기인하는 프로파일 손실, 증기의 이차 흐름 손실, 증기의 누설 손실, 증기의 수분 손실 등에 의거한 터빈 익렬 손실, 증기 밸브나 크로스오버관으로 대표되는 익렬 이외의 통로에 있어서의 통로부 손실, 터빈 배기실에 의한 터빈 배기 손실, 복수기 내부에서 발생하는 복수기 내 손실 등이 있다.

하방(下方) 배기형의 터빈 배기실을 구비한 증기 터빈에 있어서, 이러한 손실 중에서 복수기 내 손실은, 증기 터빈의 배기실과 복수기 본체부를 연결하는 연결 동체부에서 발생하는 압력 손실과, 복수기 본체부에서 발생하는 압력 손실로 분류된다. 또, 복수기 본체부는 연결 동체부의 하방에 설치되며 증기를 복수(復水)로 하는 냉각관속군(冷却管束群)을 구비하고 있다.

연결 동체부에 있어서의 압력 손실은 연결 동체부로 유입된 증기에 있어서의 압력 손실이다. 이 압력 손실은 연결 동체부의 형상이나 배관 등의 구조물의 배치에 크게 의존한다. 일반적으로 압력 손실은 증기의 유속의 제곱에 비례해서 커진다. 그 때문에, 허용되는 범위에서 연결 동체부의 사이즈를 크게 하여 증기의 유속을 저감하는 것이 효과적이다. 그러나, 연결 동체부의 사이즈를 크게 할 때, 제조 비용이나 건물의 배치 스페이스 등에서의 제약을 받는다.

연결 동체부는 입구에서부터 출구에 걸쳐서 통로 단면적이 확대되는 디퓨저 형상을 갖고 있다. 연결 동체부의 내부에는 넥히터(neck heater) 배관이나 터빈 바이패스 배관 등의 배관 외, 구조 강도 부재가 설치되어 있다. 그래서, 연결 동체부에 있어서의 압력 손실을 저감하기 위하여 다양한 검토가 이루어지고 있다.

전술한 연결 동체부에 있어서, 출구의 면적이나 형상은 복수기 본체부에서 필요로 하는 냉각관속군의 배치 구성에 의거하여 결정된다. 그 때문에, 디퓨저 형상을 구성하는 연결 동체부의 확대 측벽의 확대 각도는, 요구되는 연결 동체부의 출구의 면적이나 형상에 따라서 결정된다. 또, 확대 측벽의 확대 각도는 연직 방향과 확대 측벽의 내면이 이루는 각이다.

확대 측벽의 확대 각도가 소정의 각도보다 커져 확대 측벽의 벌어짐이 커지면, 증기 터빈의 배기실로부터 연결 동체부로 유입된 증기가 확대 측벽측의 통로에서 박리된다. 그 때문에, 연결 동체부로 유입된 증기에 있어서의 압력 손실이 증가한다.

본 발명의 일 양태는, 하방 배기형의 배기실을 구비한 증기 터빈의 하방에 배치되는 복수기이다. 복수기는, 상기 증기 터빈의 하방에 배치되며, 증기를 복수로 하는 복수기 본체부와, 상기 배기실과 상기 복수기 본체부를 연결하며, 상기 증기 터빈의 터빈 로터 축 방향에 대하여 수직 방향으로 대향하여 하류를 향해서 각각의 내벽면이 상기 수직 방향의 외측으로 경사지는 한 쌍의 횡측벽을 갖는 연결 동체부를 구비한다. 복수기는, 터빈 로터 축 방향에 대향하고, 상기 횡측벽과 인접하는, 적어도 한쪽의 종측벽의 내벽면이며, 또한 상기 수직 방향에서의 상기 연결 동체부의 입구의 위치를 사이에 두고, 상기 입구의 위치보다 외측에 각각 설치되며, 터빈 로터 축 방향으로 돌출하여 하류측으로 연장되는 한 쌍의 판상(板狀) 부재를 더 구비한다.

도 1은 제1 실시형태의 복수기를 구비하는 증기 터빈의 연직 방향의 자오 단면을 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 A-A 단면을 나타내는 도면.
도 3은 다른 형상의 판상 부재를 갖는 제1 실시형태의 복수기를 구비하는 증기 터빈의, 도 1의 A-A 단면에 상당하는 단면을 나타내는 도면.
도 4는 다른 형상의 판상 부재를 갖는 제1 실시형태의 복수기를 구비하는 증기 터빈의 연직 방향의 자오 단면을 나타내는 도면.
도 5는 제2 실시형태의 복수기를 구비하는 증기 터빈의, 도 1의 A-A 단면에 상당하는 단면을 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조해서 설명한다.

(제1 실시형태)

도 1은 제1 실시형태의 복수기(10)를 구비하는 증기 터빈(100)의 연직 방향의 자오 단면을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 A-A 단면을 나타내는 도면이다.

또, 여기에서는, 증기 터빈(100)으로서 하방 배기형의 배기실을 구비한 복류(複流) 배기형의 저압 터빈을 예시해서 설명한다. 도 1 및 도 2에는 증기의 흐름을 화살표로 나타내고 있다. 또한, 도 1 및 도 2에 있어서, 연결 동체부(30) 내에 설치되는 넥히터 배관이나 터빈 바이패스 배관 등의 배관이나 구조 강도 부재의 표시는 생략하고 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 복수기(10)는 증기 터빈(100)의 하방에 배치되어 있다. 우선, 여기에서는 증기 터빈(100)의 구성에 대하여 설명한다.

증기 터빈(100)의 외부 케이싱(110) 내에는 내부 케이싱(111)이 구비되어 있다. 내부 케이싱(111) 내에는 동익(rotor blade)(112)이 심어 설치된 터빈 로터(113)가 관통 설치되어 있다. 동익(112)을 둘레 방향으로 복수 심어 설치함으로써 동익 익렬을 구성하고 있다. 이 동익 익렬을 터빈 로터 축 방향으로 복수 단 구비하고 있다. 터빈 로터(113)는 로터 베어링(114)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있다.

내부 케이싱(111)의 내주에는, 터빈 로터 축 방향으로 동익(112)과 교호(交互)가 되도록, 다이어프램(115a, 115b)에 지지된 정익(stationary blade)(116)이 배설(配設)되어 있다. 정익(116)을 둘레 방향으로 복수 지지함으로써 정익 익렬을 구성하고 있다. 정익 익렬과, 이 정익 익렬의 직하류측(直下流側)에 위치하는 동익 익렬에 의해 하나의 터빈 단락(段落)을 구성한다.

증기 터빈(100) 중앙에는 크로스오버관(117)으로부터의 증기가 도입되는 흡기실(118)을 구비하고 있다. 이 흡기실(118)로부터 좌우의 터빈 단락으로 증기를 분배해서 도입한다.

최종의 터빈 단락의 하류측에는, 외주측의 스팀 가이드(119)와, 그 내주측의 베어링 콘(120)에 의하여 고리 형상 디퓨저(121)가 형성되어 있다. 이 고리 형상 디퓨저(121)는 증기를 반경 방향 외측을 향해서 배출한다. 이렇게, 증기 터빈(100)은 고리 형상 디퓨저(121)를 갖는 하방 배기형의 배기실(122)을 구비하고 있다.

다음으로 복수기(10)의 구성에 대하여 설명한다.

복수기(10)는 도 1에 나타내는 바와 같이 복수기 본체부(20) 및 연결 동체부(30)를 구비한다. 복수기 본체부(20)는 증기 터빈(100)의 하방에 배치되며 증기를 냉각해서 복수로 한다. 복수기 본체부(20)는 연결 동체부(30)를 통하여 증기 터빈(100)의 배기실(122)에 연결되어 있다.

복수기 본체부(20)에는 도 1에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 복수의 냉각관(21)이 배설(配設)되어 냉각관속군(22)을 구성하고 있다. 냉각관(21)에는 예를 들면 냉각수 등의 냉각 매체가 흐른다. 연결 동체부(30)를 통하여 복수기 본체부(20)로 유입된 증기는 냉각관(21)에 접촉함으로써 응축되어 복수로 된다.

연결 동체부(30)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 증기 터빈(100)의 터빈 로터 축 방향에 대하여 수직 방향(이하, 축 수직 방향이라 함)으로 대향하는 한 쌍의 횡측벽(31, 32)을 갖는다. 횡측벽(31, 32)의 내벽면(31a, 32a)은 각각 하류를 향해서 축 수직 방향의 외측으로 경사져 있다. 즉 도 2에 나타내는 단면에 있어서, 횡측벽(31)은 연결 동체부(30)의 입구(33)로부터 좌측으로 경사지고, 횡측벽(32)은 연결 동체부(30)의 입구(33)로부터 우측으로 경사져 있다.

도 2에 나타내는 단면에 있어서, 연직 방향과 내벽면(31a, 32a)이 이루는 각 θ는, 예를 들면, 설정되는 연결 동체부(30)의 출구(34)의 통로 단면적에 따라서 결정된다. 그리고, 이 연결 동체부(30)의 출구(34)의 통로 단면적은, 예를 들면, 복수기 본체부(20)에 있어서의 냉각관속군(22)의 사양 등에 따라 결정된다.

또한, 연결 동체부(30)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 터빈 로터 축 방향에 대향하여, 횡측벽(31, 32)과 인접하는 한 쌍의 종측벽(35, 36)을 갖는다. 종측벽(35, 36)의 내벽면(35a, 36a)은 예를 들면 각각 하류를 향해서 터빈 로터 축 방향의 외측으로 경사져 있다. 즉 도 1에 나타내는 단면에 있어서, 종측벽(35)은 연결 동체부(30)의 입구(33)로부터 좌측으로 경사지고, 종측벽(36)은 연결 동체부(30)의 입구(33)로부터 우측으로 경사져 있다.

또, 종측벽(35, 36)은 이렇게 경사진 구성에 한하지 않으며, 예를 들면 연직 방향으로 형성되어도 된다. 종측벽(35, 36)의 구성은 예를 들면 복수기 본체부(20)에 있어서의 냉각관속군(22)의 사양 등에 따라 결정된다.

상기한 바와 같이, 적어도 횡측벽(31, 32)은 하류를 향해서 축 수직 방향의 외측으로 경사져서 구성된다. 그 때문에, 연결 동체부(30)는 통로 단면이 하류로 감에 따라서 연속적으로 증가하는 디퓨저 형상의 증기 통로를 구성한다. 연결 동체부(30)는, 예를 들면 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 증기의 흐름 방향에 수직인 통로 단면이 사각형으로 되는 디퓨저 형상으로 구성된다.

종측벽(35)의 내벽면(35a)에는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 터빈 로터 축 방향으로 돌출하여 하류측으로 연장되는 한 쌍의 판상 부재(40a, 40b)가 각각 설치되어 있다. 내벽면(35a)과 마찬가지로, 종측벽(36)의 내벽면(36a)에는 도 1에 나타내는 바와 같이, 터빈 로터 축 방향으로 돌출하여 하류측으로 연장되는 한 쌍의 판상 부재(41a, 41b)가 각각 설치되어 있다.

한 쌍의 판상 부재(40a) 및 판상 부재(40b)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 축 수직 방향에 있어서의 연결 동체부(30)의 입구(33)의 위치를 사이에 두고 입구(33)의 위치보다 외측에 각각 설치되어 있다. 환언하면, 도 2에 나타내는 단면에 있어서, 판상 부재(40a)는 입구(33)보다 좌측의 종측벽(35)의 내벽면(35a)에 설치되고, 판상 부재(40b)는 입구(33)보다 우측의 종측벽(35)의 내벽면(35a)에 설치되어 있다.

또, 도 2에 대응하는 단면도는 나타나 있지 않지만, 한 쌍의 판상 부재(40a, 40b)와 마찬가지로, 한 쌍의 판상 부재(41a) 및 판상 부재(41b)는, 축 수직 방향에 있어서의 연결 동체부(30)의 입구(33)의 위치를 사이에 두고 입구(33)의 위치보다 외측에 각각 설치되어 있다.

판상 부재(40a, 40b)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 터빈 로터 축 방향에 대하여 수직인 단면에 있어서 연직 방향으로 설치되어 있다. 도 2에 있어서, 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이의 거리 L은, 예를 들면, 축 수직 방향에 있어서의 연결 동체부(30)의 입구(33)의 폭을 X로 하면, L/X가 1.1∼1.7의 범위로 되도록 설정되는 것이 바람직하다.

L/X를 이 범위로 하는 것이 바람직한 것은, 축 수직 방향으로 넓어지는 종측벽(35)을 따르는 흐름이 박리하기 전에 그 확산을 판상 부재(40a, 40b)에 의하여 제한할 수 있기 때문이다. 이에 따라, 횡측벽(31, 32)을 따르는 흐름의 박리를 방지할 수 있다. 또, 판상 부재(41a, 41b)의 경우에도 판상 부재(40a, 40b)의 경우와 마찬가지이다.

판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)의 터빈 로터 축 방향의 돌출 폭 W는 도 1에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 일정하게 구성되어 있다. 여기에서, 돌출 폭 W는 도 1에 있어서 내벽면(35a, 36a)에 수직인 방향의 폭이다. 돌출 폭 W는 고리 형상 디퓨저(121)의 터빈 로터 축 방향의 출구 폭 Y 이하로 하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스팀 가이드(119)의 출구측의 최단부(最端部)(119a)와, 베어링 콘(120)의 출구측의 최단부(120a)가 수평인 경우, 출구 폭 Y는 최단부(119a)와 최단부(120a) 사이의 거리이다. 한편, 스팀 가이드(119)의 출구측의 최단부(119a)와, 베어링 콘(120)의 출구측의 최단부(120a)가 수평이 아닌 경우, 출구 폭 Y는 스팀 가이드(119)의 출구측의 최단부(119a)로부터 베어링 콘(120)까지의 최단 거리로 한다.

여기에서, 돌출 폭 W를 이 범위로 하는 것이 바람직한 것은, 고리 형상 디퓨저(121)로부터 유출된 증기를 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이나 판상 부재(41a)와 판상 부재(41b) 사이에 도입해서, 증기의 흐름을 과도하게 차단하지 않고 복수기 본체부(20)로 유도할 수 있기 때문이다.

또, 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)의 두께 t는 예를 들면 일정하게 구성되어 있다. 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 연결 동체부(30)와 복수기 본체부(20)의 경계까지 설치되는 것이 바람직하다.

판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)는 배기실(122)의 출구가 설치된 측의 종측벽(35, 36)에 설치된다. 여기에서는, 증기 터빈(100)으로서 복류 배기형의 저압 터빈을 예시하고 있기 때문에, 배기실(122)은 터빈 로터 축 방향으로 2개소 존재한다. 그 때문에, 종측벽(35)과 종측벽(36)의 쌍방에 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)를 설치하고 있다.

또, 예를 들면 증기 터빈(100)으로서 단류 배기형의 저압 터빈을 사용할 때 등과 같이, 배기실(122)을 1개 가질 경우에는, 판상 부재는 배기실(122)의 출구가 설치된 측의 종측벽에만 설치된다.

다음으로, 복수기(10) 내에 있어서의 증기의 흐름에 대하여 설명한다.

또, 종측벽(35)측 및 종측벽(36)측의 증기의 흐름은 같으므로, 여기에서는 종측벽(35)측의 흐름에 대하여 설명한다.

예를 들면, 상반측의 고리 형상 디퓨저(121)로부터 배출된 증기는, 흐름 방향이 하방으로 변경되고, 터빈 로터 축 방향으로도 퍼지면서 배기실(122)에 유입된다. 배기실(122)로부터 연결 동체부(30) 내로 유출된 증기는 하류를 향해서 흘러 복수기 본체부(20)로 유입된다.

한편, 하반측의 고리 형상 디퓨저(121)로부터 배기실(122)로 유출되어 연결 동체부(30) 내로 유출된 증기는, 종측벽(35)을 따라서 횡측벽(31, 32)측, 즉 축 수직 방향으로 퍼지면서 연결 동체부(30) 내를 흐른다. 이때, 연결 동체부(30) 내로 유출된 증기는 도 2에 나타내는 단면에 있어서, 판상 부재(40a, 40b)에 의하여 축 수직 방향의 퍼짐이 제한되어, 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이를 하류의 복수기 본체부(20)를 향해서 흐른다.

즉 연결 동체부(30) 내로 유출된 증기는, 횡측벽(31, 32)의 경사에 영향을 받지 않고 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이에서 하류의 복수기 본체부(20)를 향하여 흐른다. 이렇게, 하반측의 고리 형상 디퓨저(121)로부터 배기실(122)로 유출되어 연결 동체부(30) 내로 유출된 증기는, 판상 부재(40a, 40b)보다 축 수직 방향 외측의 횡측벽(31, 32)을 따라서 흐르지 않는다.

그 때문에, 연직 방향과 내벽면(31a, 32a)이 이루는 각 θ가, 내벽면(31a, 32a)을 따르는 흐름이 박리를 발생시키는 각도로 설정되어도, 흐름의 박리를 발생시키지 않고 증기가 복수기 본체부(20)를 향해서 흐른다.

복수기 본체부(20)로 유입된 증기는 냉각관(21)에 접촉해서 냉각되고 응축되어 복수로 된다. 복수는 예를 들면 복수기 본체부(20)의 저부에 모이고 급수 펌프 등에 의하여 다시 보일러 등으로 유도된다.

이렇게, 제1 실시형태의 복수기(10)에 따르면, 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)를 구비함으로써, 증기가 연결 동체부(30) 내에 있어서 박리되지 않고 복수기 본체부(20)로 유입된다. 그 때문에, 연결 동체부(30)에 있어서의 압력 손실을 저감할 수 있다.

여기에서, 제1 실시형태의 복수기(10)에 있어서의 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)의 구성은 상기한 구성에 한하는 것은 아니다. 도 3은 다른 형상의 판상 부재(40a, 40b)를 갖는 제1 실시형태의 복수기(10)를 구비하는 증기 터빈(100)의, 도 1의 A-A 단면에 상당하는 단면을 나타내는 도면이다. 또, 여기에서는 판상 부재(40a, 40b)의 구성에 대하여 설명하지만, 판상 부재(41a, 41b)의 구성도 마찬가지이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 판상 부재(40a, 40b)의 두께 t를 하류로 감에 따라서 서서히 얇게 해도 된다. 예를 들면, 대향하는 판상 부재(40a)의 면(42)과 판상 부재(40b)의 면(43)을 하류로 감에 따라서 축 수직 방향 외측으로 경사지는 경사면으로 해도 된다.

이러한 경사면으로 함으로써, 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이는 하류측으로 감에 따라서 폭이 넓어지는 통로로 된다. 이에 따라, 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이에 있어서 디퓨저 효과가 얻어져 압력 손실을 더 저감할 수 있다.

도 4는 다른 형상의 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)를 갖는 제1 실시형태의 복수기(10)를 구비하는 증기 터빈(100)의 연직 방향의 자오 단면을 나타내는 도면이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)의 돌출 폭 W를 하류로 감에 따라서 좁게 해도 된다. 이 경우, 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)의 배기실측의 단부의 돌출 폭 W는 고리 형상 디퓨저(121)의 출구 폭 Y 이하로 하는 것이 바람직하다.

이렇게 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)를 구성함으로써, 연결 동체부(30) 내의 상류측에서, 고리 형상 디퓨저(121)로부터 유출된 증기를, 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이나 판상 부재(41a)와 판상 부재(41b) 사이에 도입하면서, 하류측에 있어서의 증기와 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)의 접촉 면적을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이, 판상 부재(41a)와 판상 부재(41b) 사이를 흐르는 증기의 압력 손실을 더 저감할 수 있다.

(제2 실시형태)

도 5는 제2 실시형태의 복수기(10)를 구비하는 증기 터빈(100)의, 도 1의 A-A 단면에 상당하는 단면을 나타내는 도면이다. 또, 제1 실시형태의 복수기(10)의 구성과 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복되는 설명을 생략 또는 간략화한다.

제2 실시형태의 복수기(10)에 있어서, 판상 부재(40a, 40b)의 배치 구성 이외에는 제1 실시형태의 복수기(10)의 구성과 같다. 그 때문에, 여기에서는 판상 부재(40a, 40b)의 배치 구성에 대하여 주로 설명한다. 또, 판상 부재(41a, 41b)의 구성도 판상 부재(40a, 40b)의 구성과 같다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 판상 부재(40a, 40b)는 터빈 로터 축 방향에 대하여 수직인 단면에 있어서, 각각 횡측벽(31, 32)측으로 기울어지게 설치되어 있다. 구체적으로는, 판상 부재(40a)는 횡측벽(31)측, 즉 축 수직 방향 외측으로 경사져서 설치되어 있다. 또한, 판상 부재(40b)는 횡측벽(32)측, 즉 축 수직 방향 외측으로 기울어지게 설치되어 있다.

도 5에 나타낸 단면에 있어서, 판상 부재(40a, 40b)와 연직 방향이 이루는 각 α는 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이에 있어서, 각각의 표면을 따르는 증기의 흐름이 박리되는 각도보다 작은 각도로 설정되어 있다. 또, 각 α는 판상 부재(40a, 40b)와 연직 방향이 이루는 각 중 예각이 되는 각이다.

여기에서, 상기한 바와 같이, 판상 부재(40a, 40b)를 경사시켜서 설치할 경우, 도 2에 나타낸 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이의 거리 L은, 도 5에 나타내는 바와 같이 판상 부재(40a)의 상류측의 단부와 판상 부재(40b)의 상류측의 단부 사이의 거리로 된다.

이렇게, 판상 부재(40a, 40b)를 경사시킴으로써, 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이는 하류측으로 감에 따라서 폭이 넓어지는 통로로 된다. 이에 따라, 판상 부재(40a)와 판상 부재(40b) 사이에 있어서 디퓨저 효과가 얻어져 압력 손실을 더 저감할 수 있다.

제2 실시형태의 복수기(10)에 따르면, 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)를 구비함으로써, 연결 동체부(30) 내에 있어서의 증기의 흐름의 박리를 방지하여 압력 손실을 저감할 수 있다. 또한, 판상 부재(40a, 40b)를 경사시킴으로써, 연결 동체부(30)에 있어서의 압력 손실을 더 저감할 수 있다.

또, 제2 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태에 있어서 설명한 도 3 및 도 4에 나타내는 판상 부재(40a, 40b, 41a, 41b)의 구성을 적용할 수 있다. 그리고, 제1 실시형태에 있어서의 작용 효과와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 실시형태에 따르면, 증기 터빈의 배기실과 복수기 본체부를 연결하는 연결 동체부에 있어서의 압력 손실을 저감하는 것이 가능해진다.

또, 상기한 실시형태에서는, 증기 터빈(100)으로서 하방 배기형의 배기실을 구비한 복류 배기형의 저압 터빈을 예시해서 설명했지만, 이것에 한하는 것은 아니다. 증기 터빈(100)은 하방 배기형의 배기실을 구비한 것이면 되며, 예를 들면 단류 배기형이어도 된다.

특정 실시형태를 설명했지만, 이 실시형태는 단지 예시일뿐이며, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니다. 실제, 본원에서 설명된 신규한 실시형태는 다양한 다른 형태로 구현될 수 있고, 또한 본 발명의 사상에서 벗어나지 않고 본원에서 설명되는 실시형태의 형태에 있어 다양한 생략, 치환, 및 변경이 이루어질 수 있다. 첨부 도면 및 그 등가물은 본 발명의 범주 및 사상에 포함되는 형태 또는 수정을 커버하는 것으로 한다.

Claims

하방(下方) 배기형의 배기실을 구비한 증기 터빈의 하방에 배치되는 복수기(復水器)로서,
상기 증기 터빈의 하방에 배치되며, 증기를 복수(復水)로 하는 복수기 본체부와,
상기 배기실과 상기 복수기 본체부를 연결하며, 상기 증기 터빈의 터빈 로터 축 방향에 대하여 수직 방향으로 대향하여 하류를 향해서 각각의 내벽면이 상기 수직 방향의 외측으로 경사지는 한 쌍의 횡측벽과 상기 횡측벽에 인접하며 터빈 로터 축 방향에 대하여 대향하여 배치되는 한 쌍의 종측벽을 갖는 연결 동체부와,
상기 종측벽 중 적어도 한쪽의 내벽면에 배치되며, 또한 상기 수직 방향에서의 상기 연결 동체부의 입구의 위치를 사이에 두고, 상기 입구의 위치보다 외측에 각각 설치되며, 터빈 로터 축 방향으로 돌출하여 하류측으로 연장되는 한 쌍의 판상(板狀) 부재를 구비하는 복수기.
제1항에 있어서,
상기 배기실의 출구가, 한 쌍의 상기 종측벽의 적어도 한쪽 편에 설치되며,
상기 판상 부재는, 상기 배기실의 출구가 설치된 측의 상기 종측벽에 설치되어 있는 복수기.
제1항에 있어서,
터빈 로터 축 방향에 대하여 수직인 단면에서, 상기 판상 부재가 연직 방향으로 설치되어 있는 복수기.
제1항에 있어서,
터빈 로터 축 방향에 대하여 수직인 단면에서, 상기 판상 부재가 상기 횡측벽측으로 기울어져 있는 복수기.
제1항에 있어서,
상기 증기 터빈이, 최종의 터빈 단락의 하류측에 설치된, 최종의 상기 터빈 단락을 통과한 증기를 상기 배기실로 유도하는 고리 형상 디퓨저를 구비하고,
상기 판상 부재의 터빈 로터 축 방향의 돌출 폭이, 상기 고리 형상 디퓨저의 터빈 로터 축 방향의 출구 폭 이하인 복수기.
제1항에 있어서,
상기 증기 터빈이, 최종의 터빈 단락의 하류측에 설치된, 최종의 상기 터빈 단락을 통과한 증기를 상기 배기실로 유도하는 고리 형상 디퓨저를 구비하고,
상기 판상 부재의 상기 배기실측의 단부의, 터빈 로터 축 방향의 돌출 폭이, 상기 고리 형상 디퓨저의 터빈 로터 축 방향의 출구 폭 이하이고, 하류로 감에 따라서, 상기 돌출 폭이 좁아지는 복수기.
제1항에 있어서,
상기 판상 부재의 두께가, 하류로 감에 따라서, 얇아지는 복수기.