KR102508914B1 - 증기 터빈의 배기실, 증기 터빈 및 증기 터빈의 교환 장착 방법 - Google Patents

증기 터빈의 배기실, 증기 터빈 및 증기 터빈의 교환 장착 방법 Download PDF

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미츠비시 파워 가부시키가이샤
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Abstract

일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 배기실은, 축방향에 있어서의 단벽부, 및 상기 단벽부로부터 상기 축방향에 있어서의 상류측을 향하여 연장 설치된 연장 설치부를 포함하는 외측 케이싱과, 허브측 플로 가이드의 디퓨저면 중 상류측 영역을 형성함과 함께, 상기 디퓨저면보다도 직경 방향 내측에 있어서 상기 연장 설치부의 상류측 단부에 고정되는 환형상으로 형성된 제1 플로 가이드와, 상기 제1 플로 가이드의 하류측이고 또한 상기 연장 설치부의 직경 방향 외측에 위치하여 상기 디퓨저면 중 하류측 영역을 형성함과 함께, 상기 연장 설치부에 고정되는 환형상으로 형성된 제2 플로 가이드를 구비한다.

Description

증기 터빈의 배기실, 증기 터빈 및 증기 터빈의 교환 장착 방법
본 개시는, 증기 터빈의 배기실, 증기 터빈 및 증기 터빈의 교환 장착 방법에 관한 것이다.
증기 터빈의 터빈차실로부터의 증기는, 통상, 배기실을 통해 증기 터빈으로부터 배출된다. 배기실 내에서는, 증기 흐름의 성상이나 내부 구조물의 형상 등에 의해 유체 손실이 발생한다. 그 때문에, 배기실의 디퓨저 유로를 형성하는 디퓨저의 형상은 중요하다.
예를 들어 특허문헌 1에 기재된 증기 터빈에서는, 팁 플로 가이드 상반부의 단부를 하류측을 향하여 연장 설치함으로써, 디퓨저 길이를 종래에 비하여 길게 하여, 터빈 배기 손실을 저감하도록 하고 있다(특허문헌 1 참조).
한편, 근년의 동향으로서, 설비비 저감의 관점에서, 디퓨저 형상은 고객의 요구 사양에 맞춰 개별로 제작하면서, 배기실을 형성하는 외측 케이싱은 표준화(모듈화)하여, 최적화된 배기실을 제공하는 요망이 늘어나고 있다. 또한, 성능 향상을 목적으로 하여, 외측 케이싱은 기설품을 유용하고, 날개나 디퓨저 등의 내부 구성품을 신설계로 하는 기설 증기 터빈의 교환 장착 공사의 요망도 높아지고 있다.
일본 특허 공개 제2004-353629호 공보
상술한 바와 같은 경우, 배기실의 외측 케이싱은 표준화품 또는 기설품을 유용하고, 내부 구성품은 최적의 사양에 맞춰 개별 설계하여, 디퓨저의 형상을 최적화하는 것이 바람직하다.
그러나, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 증기 터빈에서는, 디퓨저를 구성하는 베어링 콘이 외측 케이싱 상반부의 일부로서 형성되어 있다. 그 때문에, 디퓨저의 형상을 최적화하기 위해서는, 베어링 콘의 형상을 변경할 필요가 있어, 외측 케이싱 상반부를 다시 설계하지 않으면 안된다. 그 때문에, 예를 들어 특허문헌 1 에 기재된 증기 터빈에서는, 외측 케이싱을 공통화 또는 기설품을 유용하면서, 적절한 형상의 디퓨저를 형성하는 것이 곤란하였다.
상술한 사정을 감안하여 본 발명의 적어도 일 실시 형태는, 외측 케이싱을 공통화 또는 기설품을 유용하면서, 적절한 형상의 디퓨저를 형성할 수 있는 증기 터빈의 배기실을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명의 적어도 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 배기실은,
축방향에 있어서의 단벽부, 및 상기 단벽부로부터 상기 축방향에 있어서의 상류측을 향하여 연장 설치된 연장 설치부를 포함하는 외측 케이싱과,
허브측 플로 가이드의 디퓨저면 중의 상류측 영역을 형성함과 함께, 상기 디퓨저면보다도 직경 방향 내측에 있어서 상기 연장 설치부의 상류측 단부에 고정되는 환형상으로 형성된 제1 플로 가이드와,
상기 제1 플로 가이드의 하류측이고 또한 상기 연장 설치부의 직경 방향 외측에 위치하여 상기 디퓨저면 중 하류측 영역을 형성함과 함께, 상기 연장 설치부에 고정되는 환형상으로 형성된 제2 플로 가이드
를 구비한다.
상기 (1)의 구성에 의하면, 허브측 플로 가이드의 디퓨저면 중 상류측 영역은, 외측 케이싱의 연장 설치부의 상류측 단부에 고정되는 제1 플로 가이드에 의해 형성된다. 또한, 허브측의 디퓨저면 중 하류측 영역은, 외측 케이싱의 연장 설치부의 직경 방향 외측에 위치하여 해당 연장 설치부에 고정되는 제2 플로 가이드에 의해 형성된다. 이에 의해, 외측 케이싱의 구조의 변경을 수반하지 않고, 제1 플로 가이드 및 제2 플로 가이드의 형상만을 변경함으로써, 최적화된 디퓨저 형상을 형성할 수 있다. 따라서, 외측 케이싱을 공통화 또는 기설품을 유용하면서, 개개의 증기 터빈의 각각에 적절한 형상의 디퓨저를 형성하여, 최적화된 배기실을 제공할 수 있다.
(2) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1)의 구성에 있어서, 상기 제2 플로 가이드는, 상기 디퓨저면 중 상기 하류측 영역을 형성하는 디퓨저면 형성 부재와, 주위 방향을 따라 복수 마련되고, 상기 디퓨저면 형성 부재와 상기 연장 설치부를 접속하는 접속 리브를 포함한다.
상기 (2)의 구성에 의하면, 접속 리브에 의해, 연장 설치부로부터 직경 방향 내측의 이격된 위치에 디퓨저면 형성 부재를 배치할 수 있다. 또한, 접속 리브에 의해 디퓨저면 형성 부재나 연장 설치부의 변형을 억제하는 것도 가능하게 되어, 디퓨저면 형성 부재나 연장 설치부의 강성을 향상시킬 수 있다.
(3) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (2)의 구성에 있어서, 상기 접속 리브는, 각각 직경 방향으로 연장된다.
상기 (3)의 구성에 의하면, 접속 리브에 있어서의 디퓨저면 형성부와의 접속 부분의 형상을 디퓨저면 형성부의 형상을 따른 형상으로 함으로써, 적정한 디퓨저면을 형성할 수 있다.
(4) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (2) 또는 (3)의 구성에 있어서, 상기 제2 플로 가이드는, 상기 디퓨저면 형성 부재와 상기 외측 케이싱의 내면과의 사이에 형성되는 공간을 폐쇄한다.
상기 (4)의 구성에 의하면, 디퓨저면 형성 부재와 외측 케이싱의 내면과의 사이에 형성되는 공간으로의 증기의 침입을 억제할 수 있으므로, 터빈 배기 손실을 저감시킬 수 있다.
(5) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 구성에 있어서, 상기 제2 플로 가이드는, 상기 증기 터빈의 로터의 축선 방향으로 형성되고, 주위 방향으로 연장되는 적어도 2 이상의 분할면을 갖는다.
상기 (5)의 구성에 의하면, 제2 플로 가이드의 분해 및 조립이 용이하게 된다.
(6) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 구성에 있어서, 상기 제2 플로 가이드는, 상기 외측 케이싱으로부터 분리 가능하게 상기 외측 케이싱에 설치되어 있다.
상기 (6)의 구성에 의하면, 예를 들어 기설의 증기 터빈에 있어서, 최종익의 날개 길이나, 로터의 축방향을 따른 최종익의 위치의 변경이 이루어지고, 디퓨저의 형상을 최적화하기 위해서 변경할 필요가 생긴 경우라도, 기설의 제2 플로 가이드를 연장 설치부로부터 분리하는 것이 용이함과 함께, 새로운 제2 플로 가이드를 연장 설치부에 용이하게 고정시킬 수 있다.
(7) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (5) 또는 (6)의 구성에 있어서, 상기 외측 케이싱은, 주위 방향에서 외측 상반부 케이싱과 외측 하반부 케이싱을 분할하는 축방향으로 연장되는 분할면을 구비하고, 상기 분할면의 주위 방향의 위치는, 상기 제2 플로 가이드의 상기 분할면의 주위 방향의 위치와 일치한다.
상기 (7)의 구성에 의하면, 외측 케이싱의 분할면과 제2 플로 가이드의 분할면의 위치가 접근하고 있기 때문에, 제2 플로 가이드의 분할면에 대한 액세스가 용이하며, 제2 플로 가이드의 분리가 용이하다.
(8) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 구성에 있어서, 상기 제1 플로 가이드의 상기 직경 방향 외측에서 팁측의 디퓨저면을 형성하는 팁측 플로 가이드를 더 구비한다.
상기 (8)의 구성에 의하면, 제1 플로 가이드와 제2 플로 가이드와 팁측 플로 가이드에 의해 최적의 형상의 디퓨저를 구성할 수 있다.
(9) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (8)의 구성에 있어서, 상기 팁측 플로 가이드의 하류측 단부는, 상기 연장 설치부의 상기 상류측 단부보다도 상기 축방향에 있어서의 상류측에 위치한다.
상기 (9)의 구성에 의하면, 외측 케이싱의 착탈 시에, 팁측 플로 가이드의 하류측 단부와 연장 설치부의 상류측 단부의 간섭을 방지할 수 있으므로, 외측 케이싱의 착탈이 용이하게 된다.
(10) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 구성에 있어서, 상기 제1 플로 가이드는 상기 외측 케이싱에 착탈 가능하게 지지된다.
상기 (10)의 구성에 의하면, 외측 케이싱에 제1 플로 가이드가 착탈 가능하므로, 외측 케이싱을 착탈할 때 제1 플로 가이드가 증기 터빈의 다른 부위와 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
(11) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 구성에 있어서, 상기 허브측 플로 가이드의 하류측 단부보다도 상기 직경 방향 외측에 위치하고, 해당 하류측 단부보다도 상기 축방향에 있어서의 하류측으로 오목한 오목부가 형성되어 있다.
상기 (11)의 구성에 의하면, 상기 오목부를 포함하는 외측 케이싱을 구비하는 증기 터빈의 배기실은, 예를 들어 저부하 운전 시와 같은, 증기가 직경 방향 외측에 편류하여 직경 방향 내측에서 역류가 발생하는 경우라도, 오목부에 의해 역류가 안내된다. 그 결과, 역류가 제1 플로 가이드 및 제2 플로 가이드의 위치하는 상류측에 흘러드는 것을 억제할 수 있다. 또한, 역류를 포함하는 순환류가 순환하는 순환 영역이, 제2 플로 가이드의 하류단으로부터 상류측을 포함하지 않도록 할 수 있다. 이 때문에, 증기의 직경 방향 내측에서의 박리를 억제할 수 있고, 또한, 배기실 내의 실효적인 배기 면적이 작아지는 것을 억제할 수 있으므로, 배기실 내에서의 증기의 압력 회복량을 향상시킬 수 있다. 따라서, 배기실 내에 있어서의 유체 손실을 저감할 수 있어, 증기 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
(12) 본 발명의 적어도 일 실시 형태에 따른 증기 터빈은,
상기 구성 (1) 내지 (11) 중 어느 증기 터빈의 배기실과,
상기 증기 터빈의 배기실의 상류측에 마련되는 동익과,
상기 증기 터빈의 배기실의 상류측에 마련되는 정익
을 구비한다.
상기 (12)의 구성에 의하면, 상기 구성 (1) 내지 (11) 중 어느 증기 터빈의 배기실을 구비하므로, 외측 케이싱의 외형의 변경을 수반하지 않고, 제1 플로 가이드 및 제2 플로 가이드의 형상을 변경할 수 있다. 따라서, 외측 케이싱을 공통화하면서, 개개의 증기 터빈의 각각에 적절한 형상의 디퓨저를 형성할 수 있어, 터빈 배기 손실을 저감시킬 수 있다.
(13) 본 발명의 적어도 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 교환 장착 방법은,
기설의 증기 터빈의 일부를 교환 장착하는 증기 터빈의 교환 장착 방법에 있어서,
상기 증기 터빈으로부터 외측 상반부 케이싱을 분리하는 공정과,
외측 케이싱으로부터 디퓨저면을 형성하는 플로 가이드를 분리하는 공정과,
외측 하반부 케이싱으로부터 기설의 내측 케이싱을 분리하는 공정과,
최종익을 구비한 로터를 준비하고, 팁측 플로 가이드를 신설의 상기 내측 케이싱에 설치하는 공정과,
내측 하반부 케이싱을 상기 외측 하반부 케이싱에 설치하고, 상기 로터를 상기 내측 하반부 케이싱에 설치하는 공정과,
제1 플로 가이드 및 제2 하반부 플로 가이드를 상기 외측 하반부 케이싱에 설치하는 공정과,
내측 상반부 케이싱을 상기 내측 하반부 케이싱이 적재된 상기 외측 하반부 케이싱에 설치하는 공정과,
제2 상반부 플로 가이드를 상기 외측 상반부 케이싱에 설치하는 공정과,
상기 외측 상반부 케이싱을 상기 외측 하반부 케이싱에 설치하는 공정
을 구비한다.
상기 (13)의 방법에 의하면, 기설의 증기 터빈에 있어서, 기설의 외측 케이싱을 이용하면서, 적절한 형상을 갖는 플로 가이드를 선정하여, 기설의 증기 터빈 효율화를 도모할 수 있다.
또한, 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 구성에 있어서,
상기 제1 플로 가이드는,
상기 디퓨저면의 상기 상류측 영역을 형성하는 디퓨저면 형성 부재와,
상기 디퓨저면 형성 부재의 하류단으로부터 직경 방향 내측으로 연장되어, 상기 연장 설치부의 상기 상류측 단부에 연결되는 고정용 판부
를 포함하고 있어도 된다.
또한, 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 구성에 있어서,
상기 제1 플로 가이드는, 상기 디퓨저면의 상기 상류측 영역을 형성하는 제1 디퓨저면 형성 부재를 포함하고,
상기 제2 플로 가이드는, 상기 디퓨저면의 상기 하류측 영역을 형성하는 제2 디퓨저면 형성 부재를 포함하고,
상기 제1 플로 가이드 및 상기 제2 플로 가이드는, 상기 제1 디퓨저면 형성 부재의 하류단과, 상기 제2 디퓨저면 형성 부재의 상류단이 축방향으로 대향하도록 배치되어도 된다.
또한, 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 구성에 있어서,
상기 연장 설치부는, 상기 단벽부의 직경 방향 내측단으로부터 상류측을 향하여, 상기 제1 플로 가이드에 고정되는 상기 상류측 단부까지 연장되어도 된다.
본 발명의 적어도 일 실시 형태에 의하면, 외측 케이싱을 공통화 또는 기설품을 유용하면서, 개개의 증기 터빈의 각각에 적절한 형상의 디퓨저를 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 축방향을 따른 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 배기실의 축방향을 따른 개략 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 A 화살표 표시의 개략 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 제2 플로 가이드의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 배기실의 축방향을 따른 개략 단면도이다.
도 6은 비교예의 증기 터빈의 배기실의 축방향을 따른 개략 단면도이다.
도 7은 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 교환 장착 방법에 있어서의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시 형태에 대하여 설명한다. 단, 실시 형태로서 기재되어 있거나 또는 도면에 도시되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명예에 불과하다.
예를 들어, 「어떤 방향으로」, 「어떤 방향을 따라」, 「평행」, 「직교」, 「중심」, 「동심」 혹은 「동축」 등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그와 같은 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은 동일한 기능이 얻어질 정도의 각도나 거리로써 상대적으로 변위하고 있는 상태도 나타내기로 한다.
예를 들어, 「동일」, 「동등하다」 및 「균질」 등의 사물이 동등한 상태임을 나타내는 표현은, 엄밀하게 동등한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은 동일한 기능이 얻어질 정도의 차가 존재하고 있는 상태도 나타내기로 한다.
예를 들어, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함하는 형상도 나타내기로 한다.
한편, 하나의 구성 요소를 「갖추다」, 「장착하다」, 「구비하다」, 「포함하다」, 또는 「갖는다」라고 하는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외한 배타적인 표현은 아니다.
우선, 몇몇 실시 형태에 따른 증기 터빈의 전체 구성에 대하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 축방향을 따른 개략 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 증기 터빈(1)은, 베어링(6)에 의해 회전 가능하게 지지되는 로터(2)와, 로터(2)에 설치된 복수단의 동익(8)과, 로터(2) 및 동익(8)을 수용하는 내측 케이싱(10)과, 동익(8)에 대향하도록 내측 케이싱(10)에 설치된 복수단의 정익(9)을 구비하고 있다. 또한, 내측 케이싱(10)의 외측에는, 외측 케이싱(20)이 마련되어 있다. 이와 같은 증기 터빈(1)은, 증기 입구(3)로부터 내측 케이싱(10)에 증기가 도입되면, 증기가 정익(9)을 통과할 때 팽창해서 증속 되어, 동익(8)에 대해서 작용을 하여 로터(2)를 회전시키도록 되어 있다.
또한, 증기 터빈(1)은, 배기실(14)을 구비하고 있다. 배기실(14)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 동익(8) 및 정익(9)의 하류측에 위치하고 있다. 내측 케이싱(10) 내에서 동익(8) 및 정익(9)을 통과한 증기(증기 흐름 Fs)는, 배기실 입구(11)로부터 배기실(14)로 유입되고, 배기실(14)의 내부를 통과하여, 배기실(14)의 하방측에 마련된 배기실 출구(13)로부터 증기 터빈(1)의 외부로 배출된다. 몇몇 실시 형태에서는, 배기실(14)의 하방에는, 도시하지 않은 복수기가 마련되어 있다. 이 경우에는, 증기 터빈(1)으로 동익(8)에 대하여 작용을 마친 증기는, 배기실(14)로부터 배기실 출구(13)를 통해 복수기에 유입되도록 되어 있다.
다음으로, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)의 구성에 대하여, 보다 구체적으로 설명한다. 도 1은, 증기 터빈(1)의 하부에, 도시하지 않은 복수기를 배치한 다운 플로우형 배기실에 적용한 예를 나타낸다. 도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 배기실의 축방향을 따른 개략 단면도이다. 도 3은, 도 2에 도시한 A 화살표 표시의 개략 단면도이다. 도 4는, 도 2에 도시한 제2 플로 가이드의 사시도이다. 도 5는, 본 발명의 다른 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 배기실의 축방향을 따른 개략 단면도이다.
또한, 설명의 편의상, 각 도면에 있어서, 판형상의 부재의 두께를 실제의 두께보다도 두껍게 도시하고 있다.
몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)은, 도 1 내지 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 외측 케이싱(20)과, 외측 케이싱(20)의 직경 방향 내측에 배치된 내측 케이싱(10)과, 외측 케이싱(20)에 설치된 허브측 플로 가이드(15)와, 내측 케이싱(10)에 설치된 팁측 플로 가이드(19)를 구비한다. 허브측 플로 가이드(15) 및 팁측 플로 가이드(19)는 환형상으로 형성되고, 허브측 플로 가이드(15) 및 팁측 플로 가이드(19)에 둘러싸인 디퓨저 통로(18)가, 디퓨저(50)를 형성한다. 허브측 플로 가이드(15)는, 디퓨저(50)의 디퓨저면(51) 중 축방향 상류측의 상류측 영역(52)을 형성하는 제1 플로 가이드(16)와, 디퓨저면(51) 중 축방향 하류측의 하류측 영역(53)을 형성하는 제2 플로 가이드(30)를 구비한다. 또한, 배기실(14)의 외측 케이싱(20)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 증기 터빈(1)의 외측 케이싱의 적어도 일부를 형성하는 것이어도 된다. 또한, 몇몇 실시 형태에 따른 증기 터빈(1)에서는, 외측 케이싱(20)은, 베어링(6)이 내부에 배치된 베어링 상자(61)와는 별개로 마련되어 있다. 도 2 등에 도시한 바와 같이, 제1 플로 가이드(16), 제2 플로 가이드(30), 및 팁측 플로 가이드(19)의 중심축은, 로터(2)의 중심축 O와 동일한 직선상에 존재하고 있어도 된다.
배기실(14)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 배기실(14)의 하방측에 배기실 출구(13)를 갖고 있다. 배기실 입구(11)로부터 배기실(14)에 유입된 증기는, 디퓨저(50)를 경유하여 배기실(14)의 내부를 흐르고, 배기실 출구(13)를 통해 증기 터빈(1)으로부터 배출되도록 되어 있다. 허브측 플로 가이드(15)는, 축방향 상류측의 제1 플로 가이드(16)와 제1 플로 가이드(16)의 축방향 하류측에 배치된 제2 플로 가이드(30)로 형성되어 있다. 허브측 플로 가이드(15) 및 팁측 플로 가이드(19)의 각각의 플로 가이드는, 로터(2)의 중심축 O를 중심으로 환형상으로 형성되고, 주위 방향에서 적어도 2 이상의 분할면을 구비한다. 또한, 분할면의 적어도 하나는, 수평선 H를 포함하는 수평면상에 형성되어 있어도 된다.
또한, 배기실(14)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 배기실의 일부를 형성하는 외측 케이싱(20)을 구비하고, 외측 케이싱(20)은, 천장면을 형성하는 외주벽면(20a)을 구비한다. 외주벽면(20a)은, 배기실 출구(13)가 마련되는 직경 방향 내측의 하측 영역과는 수평선 H를 사이에 두고 직경 방향 외측의 반대측에 위치하는 상측 영역에 형성되고, 로터(2)의 중심축 O에 직교하는 단면 내에 있어서 반환형상으로 형성되어 있다. 여기서, 수평선 H는, 로터(2)의 중심축 O를 통과하는 축선에 직교해서 수평 방향(도 3의 좌우 방향)을 따라 연장되는 직선이다.
몇몇 실시 형태에 따른 증기 터빈(1)에서는, 외측 케이싱(20)은, 수평선 H를 포함하는 수평면이며, 외측 상반부 케이싱(201)과 외측 하반부 케이싱(202)으로 수평 분할 가능하게 구성되어 있다. 외측 상반부 케이싱(201)의 분할면과, 외측 하반부 케이싱(202)의 분할면에는, 수평 플랜지(201a, 202a)가 배치되고, 도시하지 않은 볼트 등으로 양자가 체결되어 있다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 외측 케이싱(20)의 직경 방향 내측에 수용된 내측 케이싱(10)도, 외측 케이싱(20)과 마찬가지로, 수평선 H를 포함한 수평면이며, 내측 상반부 케이싱(10a)과 내측 하반부 케이싱(10b)으로 분할 가능하게 형성되어 있다.
몇몇 실시 형태에 따른 증기 터빈(1)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 외측 케이싱(20)은, 상기 외주벽면(20a)과, 직경 방향을 따라서 연장되어 직경 방향 외측단에서 외주벽면(20a)에 접속하는 단벽부(21)와, 단벽부(21)의 직경 방향 내측단(21a)으로부터 축방향에 있어서의 상류측이며, 또한 직경 방향 내측을 향하여 경사면을 형성하도록 연장 설치된 연장 설치부(22)를 포함한다. 또한, 연장 설치부(22)는, 제1 플로 가이드(16)나 로터(2)와 외측 케이싱(20)의 직경 방향 내 측단과의 사이를 밀봉하는 도시하지 않은 시일 구조 등을 지지하는 강도 부재의 역할을 구비한다.
도 2 및 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태에 따른 연장 설치부(22)는, 예를 들어 로터(2)의 중심축 O를 중심으로 환형상으로 형성되고, 단벽부(21)의 직경 방향 내측단(21a)을 기점으로 하여, 축방향에 있어서의 하류측으로부터 상류측을 향함에 따라서, 직경 방향의 크기(로터(2)의 중심축 O로부터의 거리)가 작아지는 원추 통형상을 갖는다. 즉, 도 2에 있어서, 도시 우방으로부터 좌방을 향함에 따라서, 직경 방향의 크기가 작아지도록 형성된다. 또한, 도시는 하지 않았지만, 연장 설치부(22)는, 축방향의 위치에 관계 없이 직경 방향의 크기가 일정한 원통 형상을 갖고 있어도 된다. 연장 설치부(22)의 축방향에 있어서의 하류측의 단부는, 단벽부(21)에 접속되어 있다. 연장 설치부(22)의 축방향에 있어서의 상류측의 단부에는, 후술하는 바와 같이, 제1 플로 가이드(16)를 설치하기 위한 상류측 단부(22a)가 형성되어 있다.
도 2 및 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태에 따른 제1 플로 가이드(16)는, 로터(2)의 중심축 O를 중심으로 환형상으로 형성되고, 축방향에 있어서의 상류측으로부터 하류측을 향함에 따라서, 직경 방향의 크기가 커진다. 즉, 예를 들어 도 2에 있어서 도시 좌방으로부터 우방을 향함에 따라서, 직경 방향의 크기가 커지도록 형성된다. 또한, 제1 플로 가이드(16)는, 허브측 플로 가이드(15)의 디퓨저면(51) 중, 상술한 바와 같이 상류측 영역(52)을 형성한다. 제1 플로 가이드(16)는, 허브측 플로 가이드(15)의 디퓨저면(51)보다도 직경 방향 내측에 있어서 외측 케이싱(20)의 연장 설치부(22)의 상류측 단부(22a)에 고정된다.
보다 구체적으로는, 도 2 및 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태에 따른 제1 플로 가이드(16)는, 상류측 영역(52)을 형성하는 디퓨저면 형성 부재(161)와, 디퓨저면 형성 부재(161)의 축방향 하류측의 단부로부터 직경 방향 내측으로 연장되는 고정용 판부(162)를 갖는다. 고정용 판부(162)의 직경 방향 내측의 단부의 근방에는, 도시하지 않은 볼트 구멍의 주위 방향을 따라 복수 개소에 형성되어 있다. 또한, 디퓨저면은, 디퓨저 통로(18)를 형성하는 허브측 플로 가이드(15)의 디퓨저면 형성 부재(31, 161) 및 팁측 플로 가이드(19)의 디퓨저면 형성 부재(56)의 증기 통로측에 면하는 내주면을 말한다.
도 2 및 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태에 따른 제1 플로 가이드(16)는, 상기 볼트 구멍에 삽입 관통된 도시하지 않은 볼트에 의해, 외측 케이싱(20)의 연장 설치부(22)의 상류측 단부(22a)에 고정된다. 또한, 연장 설치부(22)의 상류측 단부(22a)에는, 도시하지 않은 볼트 구멍이 주위 방향을 따라 복수 개소에 형성되어 있다. 즉, 몇몇 실시 형태에 따른 제1 플로 가이드(16)는, 고정용 판부(162)를 통해 연장 설치부(22)의 상류측 단부(22a)에 외팔보식으로 지지되어 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 제1 플로 가이드(16)는, 적어도 수평선 H를 포함하는 수평면이며, 주위 방향으로 2분할되어 있는 것이 바람직하다. 제1 플로 가이드(16)는, 외측 상반부 케이싱(201)의 연장 설치부(22)에 설치되는 제1 상반부 플로 가이드(16a)와, 외측 하반부 케이싱(202)의 연장 설치부(22)에 설치되는 제1 하반부 플로 가이드(16b)로 형성된다.
도 2 및 도 4 그리고 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태에 따른 제2 플로 가이드(30)는, 로터(2)의 중심축 O를 중심으로 환형상으로 형성되고, 축방향에 있어서의 상류측으로부터 하류측을 향함에 따라서 직경 방향의 크기가 커지도록 형성된 디퓨저면(51)의 일부이며, 디퓨저면(51)의 하류측 영역(53)을 형성한다. 제2 플로 가이드(30)는, 제1 플로 가이드(16)의 축방향 하류측에 인접해서 배치되고, 외측 케이싱(20)의 연장 설치부(22)의 직경 방향 외측에 위치한다. 제2 플로 가이드(30)는, 외측 케이싱(20)의 단벽부(21)의 축방향 상류측의 영역, 및 외측 케이싱(20)의 연장 설치부(22)의 직경 방향 내측의 영역이며, 외측 케이싱(20)의 내측에 고정된다.
보다 구체적으로는, 도 2, 도 4, 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태에 따른 제2 플로 가이드(30)는, 허브측 플로 가이드(15) 중, 외측 케이싱(20)의 단벽부(21)에 근접해서 하류측 영역(53)을 형성하는 디퓨저면 형성 부재(31)와, 로터(2)의 회전 방향인 주위 방향을 따라 복수 마련되고, 디퓨저면 형성 부재(31)와 연장 설치부(22)를 접속하는 접속 리브(32)와, 디퓨저면 형성 부재(31)의 축방향 하류측에 형성된 통형상 벽부(33)를 포함한다. 통형상 벽부(33)는, 허브측 플로 가이드(15)의 하류측 단부 Pd로부터 축방향을 따라서 하류측으로 연장되고, 로터(2)의 중심축 O의 둘레에 환형상으로 형성되고, 적어도 주위 방향으로 2분할된 통형상 부재이다. 통형상 벽부(33)는, 축방향 하류측에서 외측 케이싱(20)의 단벽부(21)의 내벽면에 고정된다.
도 2 및 도 4 및 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태에 따른 제2 플로 가이드(30)는, 예를 들어 원주 방향을 따라 적어도 2분할되고, 180도마다 분할된 제2 상반부 플로 가이드(30a)와 제2 하반부 플로 가이드(30b)를 갖는다. 예를 들어, 2분할이면, 제2 상반부 플로 가이드(30a)와 제2 하반부 플로 가이드(30b)는, 로터(2)의 축선과 동일 방향으로 연장되는 분할면(31a)으로 분할되어 있다. 분할면(31a)은, 제2 플로 가이드(30)가 주위 방향으로 3분할 이상으로 분할 가능하게 되도록 형성되어 있어도 된다.
도 2 및 도 4 및 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태에 따른 제2 플로 가이드(30)의 제2 상반부 플로 가이드(30a)는, 외측 케이싱(20)의 외측 상반부 케이싱(201)에 설치되고, 제2 하반부 플로 가이드(30b)는, 외측 케이싱(20)의 외측 하반부 케이싱(202)에 설치되어 있다. 즉, 몇몇 실시 형태에 따른 제2 플로 가이드(30)에 있어서의 분할면(31a)은, 외측 케이싱(20)의 수평 분할면과 동일한 평면 내에 존재해도 된다.
몇몇 실시 형태에 따른 제2 플로 가이드(30)는, 제2 상반부 플로 가이드(30a)와 제2 하반부 플로 가이드(30b)에서 마찬가지의 구성을 가지므로, 이하의 설명에서는, 제2 상반부 플로 가이드(30a)와 제2 하반부 플로 가이드(30b)를 특별히 구별할 필요가 없는 경우에는, 제2 플로 가이드(30)라고 총칭해서 설명하기로 한다.
몇몇 실시 형태에 따른 디퓨저면 형성 부재(31)는, 직경 방향 외측의 면이 디퓨저면(51)인 허브측 플로 가이드(15)의 하류측 영역(53)을 형성하도록 만곡한 곡면을 갖는 판형상의 부재이다. 또한, 하류측 영역(53)을 주위 방향을 따라서, 및 축방향을 따라서 각각 복수의 영역으로 분할하고, 이들 각 영역을 형성하는 곡면을 각각 평면에서 대체시킴으로써 하류측 영역(53)을 형성해도 된다. 즉, 당해 평면을 형성하기 위한 복수의 평판을 조합함으로써 디퓨저면 형성 부재(31)를 간이적으로 구성해도 된다.
몇몇 실시 형태에 따른 접속 리브(32)는, 예를 들어 직경 방향 및 축방향을 따라서 연장되는 판형상의 부재이며, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 로터(2)의 중심축 O를 중심으로 하여 방사형으로, 주위 방향으로 간격을 두고 복수 배치되어 있다.
몇몇 실시 형태에 따른 접속 리브(32)는, 직경 방향 외측의 제1 단부면(32a)이 디퓨저면 형성 부재(31)의 직경 방향 내측의 내주면을 따른 형상으로 형성되어 있다. 제1 단부면(32a)은, 디퓨저면 형성 부재(31)에 대하여 예를 들어 용접 등에 의해 접속되어 있다.
몇몇 실시 형태에 따른 접속 리브(32)는, 직경 방향 내측의 제2 단부면(32b)이 연장 설치부(22)의 직경 방향 외측의 내주면을 따른 형상으로 형성되어 있다. 제2 단부면(32b)은, 연장 설치부(22)에 대하여 예를 들어 용접 등에 의해 접속되어 있다.
몇몇 실시 형태에 따른 접속 리브(32)는, 축방향 하류측의 제3 단부면(32c)이 단벽부(21)의 내벽면을 따른 형상으로 형성되어 있다. 제3 단부면(32c)은, 단벽부(21)에 대하여 예를 들어 용접 등에 의해 접속되어 있다.
도 2 및 도 4 그리고 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태에 따른 제2 플로 가이드(30)는, 디퓨저면 형성 부재(31)와 외측 케이싱(20)의 내벽면 사이에 형성되는 공간(41)을 밀봉한다.
이에 의해, 디퓨저면 형성 부재(31)와 외측 케이싱(20)의 내벽면 사이에 형성되는 공간(41)으로의 증기의 침입을 억제할 수 있으므로, 터빈 배기 손실을 저감시킬 수 있다.
도 5에 도시한 일 실시 형태의 제2 플로 가이드(30)에 있어서의 통형상 벽부(33)는, 축방향을 따른 하류측의 단부가 단벽부(21)의 내벽면에 접속되어 있다.
통형상 벽부(33)와, 외측 케이싱(20)의 단벽부(21)에 있어서의 통형상 벽부(33)보다도 직경 방향 외측이며, 외주벽면(20a)과의 사이에 환형상의 공간이 형성된다. 이 환형상 공간은, 허브측 플로 가이드(15)의 디퓨저면(51)의 하류측 단부 Pd보다도 직경 방향 외측에 위치하고, 해당 하류측 단부 Pd보다도 상기 축방향에 있어서의 하류측으로 오목한 오목부(25)를 형성해도 된다.
도 2 및 도 3 그리고 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태에 따른 팁측 플로 가이드(19)는, 내측 상반부 케이싱(10a)에 설치되는 상반부 팁측 플로 가이드(19a)와, 내측 하반부 케이싱(10b)에 설치되는 하반부 팁측 플로 가이드(19b)로 형성된다. 팁측 플로 가이드(19)는, 상류측 단부(19c)가 내측 케이싱(10)에 대하여, 예를 들어 도시하지 않은 볼트에 의해 고정되어 있다.
도 2 및 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태에 따른 팁측 플로 가이드(19)에서는, 하류측 단부(19d)는, 외측 케이싱(20)의 연장 설치부(22)의 상류측 단부(22a)보다도 축방향에 있어서의 상류측에 위치한다. 이에 의해, 예를 들어 후술하는 교환 장착 공사에 있어서, 외측 케이싱(20)의 외측 상반부 케이싱(201)을 직경 방향으로 착탈 시에, 팁측 플로 가이드(19)의 하류측 단부(19d)와 외측 상반부 케이싱(201)의 연장 설치부(22)의 상류측 단부(22a)의 간섭을 방지할 수 있으므로, 외측 케이싱(20)의 외측 상반부 케이싱(201)의 착탈이 용이하게 된다.
몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)에서는, 상술한 바와 같이, 제1 플로 가이드(16)와, 제2 플로 가이드(30)로 이루어지는 허브측 플로 가이드(15), 및 팁측 플로 가이드(19)에 의해, 디퓨저 통로(18)(증기 유로)를 형성하는 디퓨저(50)가 구성되어 있다.
디퓨저 통로(18)는, 증기 터빈(1)의 최종단 날개 출구(17)에 연통함과 함께, 팁측 플로 가이드(19)와 허브측 플로 가이드(15)에 의해 둘러싸이도록 형성되는 유로 단면적이 서서히 커지는 형상을 갖고 있다. 그리고, 증기 터빈(1)의 최종단의 동익(8A)을 통과한 고속의 증기 흐름 Fs가, 최종단 날개 출구(17)를 통해 디퓨저 통로(18)에 유입되면, 증기 흐름 Fs가 감속되어, 그 운동 에너지가 압력으로 변환(정압 회복)되도록 되어 있다.
상술한 바와 같이, 예를 들어 외측 케이싱(20)은 표준화(모듈화)하여 규격화된 케이싱을 적용하고, 디퓨저를 포함한 내부 구성품은 적정한 형상 및 구조에 맞춘 개별 설계로 하는 증기 터빈을 적용하는 경우, 혹은 성능 향상을 목적으로 하여, 외측 케이싱은 기설품을 유용하고, 내부 구성품은 설계 조건을 충족하는 적정한 형상에 맞춘 신설계로 하는 기설 증기 터빈의 교환 장착 공사의 경우, 동일한 형식의 증기 터빈(1)이어도, 증기 터빈(1)을 사용하는 고객의 지역이나, 고객이 요구하는 사양 등의 차이에 의해, 증기 터빈(1)의 세부의 구성이 다른 경우가 있다. 그 때문에, 예를 들어 동일한 형식의 증기 터빈(1)이어도, 최종단의 동익(최종익)(8A)의 날개 길이나, 로터(2)의 축방향을 따른 최종익(8A)의 위치를 변경하는 경우가 있다. 터빈 배기 손실을 저감하기 위해서는, 최종익(8A)의 날개 길이나, 로터(2)의 축방향을 따른 최종익(8A)의 위치의 변경에 따라서, 디퓨저(50)의 형상을 최적화하는 것이 바람직하다.
여기에서 말하는 교환 장착 공사의 대상으로 되는 기설 증기 터빈이란, 몇몇 실시 형태에서 나타내는, 적어도 허브측 플로 가이드(15)를 구성하는 제1 플로 가이드(16) 및 제2 플로 가이드(30) 그리고 팁측 플로 가이드(19)로 이루어지는 디퓨저(50)를 포함하는 배기실(14)을 구비하는 증기 터빈(1)이며, 한층 더한 성능 향상 등을 목적으로 교환 장착 공사를 행하는 증기 터빈이 대상으로 된다.
상술한 몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)에 의하면, 허브측 플로 가이드(15)의 디퓨저면(51) 중 상류측 영역(52)은, 외측 케이싱(20)의 연장 설치부(22)의 상류측 단부(22a)에 고정되는 제1 플로 가이드(16)에 의해 형성된다. 또한, 허브측 플로 가이드(15)의 디퓨저면(51) 중 하류측 영역(53)은, 외측 케이싱(20)의 연장 설치부(22)의 직경 방향 외측의 내주측에 배치되고, 해당 연장 설치부(22)의 직경 방향 외측의 내주면에 고정되는 제2 플로 가이드(30)에 의해 형성된다. 그 때문에, 신설계된 허브측 플로 가이드(15)의 최적의 디퓨저면(51)을 형성하는 제1 플로 가이드(16)를 배치하고, 그 축방향의 하류측에 제1 플로 가이드(16)의 형상 및 높이에 맞추고, 또한 최적의 디퓨저면(51)을 형성하도록 적정한 접속 리브(32)를 구비한 제2 플로 가이드(30)를 배치하면, 외측 케이싱(20)의 외형을 변경하지 않아도, 최적의 디퓨저 통로(18)를 형성할 수 있다. 따라서, 외측 케이싱(20)을 공통화 또는 기설품을 유용하면서, 개개의 증기 터빈(1)의 각각에 적절한 형상의 디퓨저(50)를 형성할 수 있다.
따라서, 상술한 몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)을 구비하는 증기 터빈(1)에 의하면, 터빈 배기 손실을 저감시킬 수 있다.
상술한 몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)에서는, 제2 플로 가이드(30)는, 디퓨저면 형성 부재(31)와, 접속 리브(32)를 포함하므로, 접속 리브(32)에 의해, 연장 설치부(22)로부터 직경 방향 외측의 이격한 위치에 적정한 형상의 디퓨저면 형성 부재(31)를 배치할 수 있다. 또한, 접속 리브(32)에 의해 디퓨저면 형성 부재(31)나 연장 설치부(22)의 변형을 억제하는 것도 가능하게 되어, 디퓨저면 형성 부재(31)나 연장 설치부(22)의 강성을 향상시킬 수 있다.
상술한 몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)에서는, 접속 리브(32)는, 각각 직경 방향으로 연장된다.
이에 의해, 접속 리브(32)에 있어서의 디퓨저면 형성 부재(31)와의 접속 부분(제1 단부면(32a))의 형상을 디퓨저면 형성 부재(31)의 형상을 따른 형상으로 함으로써, 디퓨저면 형성 부재(31)가 디퓨저면(51)의 형상을 유지하기 쉬워진다.
상술한 몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)에서는, 제2 플로 가이드(30)는, 증기 터빈(1)의 로터(2)의 축선과 동일 방향으로 연장되는 분할면(31a)에서 적어도 2개로 분할 가능하다. 따라서, 상술한 바와 같이, 제2 플로 가이드(30)의 분할면(31a)과 외측 케이싱(20)의 분할면이 동일한 평면 내에 존재하도록 제2 플로 가이드(30)의 분할면(31a)을 형성하면, 외측 케이싱(20)의 분할면과 제2 플로 가이드(30)의 분할면(31a)이 근접하고 있으므로, 제2 상반부 플로 가이드(30a)와 제2 하반부 플로 가이드(30b)의 분할면(31a)을 분리하면, 제2 상반부 플로 가이드(30a) 및 제2 하반부 플로 가이드의 각각의 블록을 연장 설치부(22)로부터 분리하지 않고, 외측 케이싱(20)을 분할할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 제2 플로 가이드(30)의 설치 및 분리도 용이하다. 이에 의해, 배기실(14)의 분해 및 조립이 용이하게 된다.
상술한 몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)에서는, 제2 플로 가이드(30)는, 외측 케이싱(20)으로부터 분리 가능하게 외측 케이싱(20)에 설치되어 있다.
즉, 상술한 몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)에서는, 예를 들어 접속 리브(32)를 연장 설치부(22)나 단벽부(21)의 접속 부분에 가까운 위치에서 접속 리브(32)를 용단함으로써, 제2 플로 가이드(30)를 외측 케이싱(20)으로부터 분리할 수 있다. 또한, 연장 설치부(22)나 단벽부(21)에 남아 있는 접속 리브(32)의 일부에 대해서는, 예를 들어 그라인더 등을 사용함으로써 연장 설치부(22)나 단벽부(21)로부터 제거할 수 있다. 또한, 제2 플로 가이드(30)의 연장 설치부(22)에 대한 고정 수단은, 용접 등으로 고정해도 되고, 볼트 등으로 착탈 가능한 구조로 해도 된다.
이에 의해, 예를 들어 기설의 증기 터빈(1)의 교환 장착 공사에 있어서, 최종익(8A)의 날개 길이나, 로터(2)의 축방향을 따른 최종익(8A)의 위치의 변경이 이루어지고, 디퓨저(50)의 형상을 최적화하기 위해서 변경할 필요가 생긴 경우라도, 기설의 제2 플로 가이드(30)를 연장 설치부(22)로부터 분리하는 것이 용이함과 함께, 새로운 제2 플로 가이드(30)를 연장 설치부(22)에 용이하게 고정할 수 있다.
상술한 몇몇 실시 형태에서는, 외측 케이싱(20)은, 주위 방향에서 외측 상반부 케이싱(201)과 외측 하반부 케이싱(202)을 분할하는 축방향으로 연장되는 분할면을 구비하고, 분할면의 주위 방향의 위치는, 제2 플로 가이드(30)의 분할면(31a)의 주위 방향의 위치와 일치한다.
이에 의해, 외측 케이싱(20)의 분할면과 제2 플로 가이드(30)의 분할면(31a)의 위치가 접근하고 있기 때문에, 제2 플로 가이드(30)의 분할면(31a)에 대한 액세스가 용이하며, 제2 플로 가이드(30)의 설치 및 분리가 용이하게 된다.
상술한 몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)에서는, 제1 플로 가이드(16)는 외측 케이싱(20)에 착탈 가능하게 지지된다.
예를 들어, 외측 케이싱(20)에 제1 플로 가이드(16)를 지지시킨 채로 크레인 등을 사용하여 증기 터빈(1)으로부터 외측 케이싱(20)을 매달아 올리고, 탈착하자고 할 때, 제1 플로 가이드(16)이 증기 터빈(1)의 다른 부위와 간섭할 우려가 있다. 그 점, 상술한 몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)에 의하면, 외측 케이싱(20)에 제1 플로 가이드(16)가 착탈 가능하므로, 증기 터빈(1)에 외측 케이싱(20)을 착탈할 때 제1 플로 가이드(16)가 증기 터빈(1)의 다른 부위와 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
(오목부(25)에 대하여)
여기서, 도 6은, 비교예의 증기 터빈의 배기실의 축방향을 따른 개략 단면도이다. 도 6에 있어서, 도 1 내지 도 5에 도시한 몇몇 실시 형태와 동일한 부호를 갖는 부재에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
도 6에 도시한 비교예의 배기실(29)은, 외측 케이싱(70)과, 허브측 플로 가이드에 상당하는 베어링 콘(64)과, 팁측 플로 가이드(19)를 구비하고 있다. 외측 케이싱(70)은, 천장면을 형성하는 외주벽면(70a)과, 직경 방향을 따라서 연장되는 단벽부(71)로 형성된다. 또한, 베어링 콘(64)은, 허브측 플로 가이드(15)의 디퓨저면(51)을 형성하고, 베어링 콘(64)의 하류측 단부는 외측 케이싱(70)의 단벽부(71)의 중간 위치에서, 단벽부(71)에 원활하게 접합되어 있다. 외측 케이싱(70)은, 상술한 오목부(25)가, 베어링 콘(64)의 하류측에 배치되지 않은 구성으로 되어 있다.
상술한 외측 케이싱(70)을 구비하는 비교예의 배기실(29)은, 증기 흐름 Fs가 팁측 플로 가이드(19)측에 편류한 경우에 베어링 콘(64)측에서 박리가 발생하여, 배기실(29) 내에서의 유체 손실이 커진다고 하는 사실을, 본 발명의 발명자들은 알아내었다. 여기서, 증기 터빈(1)은, 통상 운전 시에 최종단 날개 출구(17)로부터 축방향을 따라서 증기가 흐르도록 설계되어 있다. 이에 반하여, 저부하 운전 시에는, 동익(8)의 회전 속도는 통상 운전 시와 변함없지만, 통상 운전 시보다도 증기의 유출 속도가 작아진다. 이 때문에, 저부하 운전 시에 최종단 날개 출구(17)로부터 흐르는 증기는, 축방향 성분에 대한 선회 성분의 비율이 커지므로, 팁측 플로 가이드(19)측으로 편류하도록 되어 있다.
증기 흐름 Fs가 베어링 콘(64)측으로 박리가 발생하는 이유로서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 팁측 플로 가이드(19)측으로 편류한 증기 흐름 Fs의 일부가, 외주벽면(70a)에 부딪혀서 꺾이고, 단벽부(71) 및 단벽부(71)의 상류측에 위치하는 베어링 콘(64)을 따라 상류측으로 흘러, 정상적인 증기 흐름 Fs와는 역방향으로 흐르는 역류 Fc로 되는 것을 들 수 있다. 배기실(29) 내의 역류 Fc는, 베어링 콘(64)의 축방향의 중간 위치의 근방에 있어서, 증기 흐름 Fs에 의해 하류측으로 되돌아오게 된다. 따라서, 도 6에 도시한 바와 같이, 증기 흐름 Fs의 일부는, 베어링 콘(64)의 근방에서 순환하는 역류 Fc를 발생하는 순환 영역 Ac를 형성하는 경우가 있다. 배기실(29) 내에 형성되는 순환 영역 Ac는, 베어링 콘(64)의 하류단 Pb로부터 상류측 영역에 이르므로, 베어링 콘(64) 측에서 증기 흐름 Fs의 박리가 발생함과 함께, 배기실(29) 내의 실효적인 배기 면적이 작아져서, 배기실(29) 내에서의 유체 손실이 크게 되어 있다.
그래서, 본 발명의 발명자들은, 상술한 오목부(25)를 베어링 콘(64)의 하류측에 형성하여, 역류 Fc가 베어링 콘(64)에 유입되지 않도록, 증기 흐름 Fs를 안내 시킴으로써, 증기 흐름 Fs의 베어링 콘(64)측에서의 박리를 억제하는 것에 생각이 이르렀다.
몇몇 실시 형태에서는, 배기실(14)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 허브측 플로 가이드(15)의 디퓨저면(51)의 하류측 단부 Pd의 위치보다도 직경 방향 외측이며, 하류측 단부 Pd보다도 축방향 하류측으로 오목한 오목부(25)를 구비하고 있다.
상기 구성에 의하면, 상기 오목부(25)를 포함하는 외측 케이싱(20)을 구비하는 증기 터빈(1)의 배기실(14)은, 예를 들어 저부하 운전 시와 같은, 증기가 직경 방향 외측에 편류하여 직경 방향 내측으로 역류 Fc가 발생하는 경우라도, 오목부(25)에 의해 역류 Fc가 오목부(25) 내로 안내된다. 따라서, 역류 Fc를 포함하는 순환 영역 Ac가 발생해도, 제2 플로 가이드(30)의 하류측 단부 Pd보다 상류측에 순환 영역 Ac가 미치지 못하도록 할 수 있다. 오목부(25)를 마련함으로써, 증기 흐름 Fs의 디퓨저 통로(18)의 직경 방향 내측에서의 박리를 억제할 수 있으며, 또한, 배기실(14) 내의 실효적인 배기 면적이 작아지는 것을 억제할 수 있으므로, 배기실(14) 내에서의 증기의 압력 회복량을 향상시킬 수 있다. 따라서, 배기실(14) 내에 있어서의 유체 손실을 저감할 수 있어, 증기 터빈(1)의 효율을 향상시킬 수 있다.
(증기 터빈의 교환 장착 방법에 대하여)
몇몇 실시 형태에 따른 배기실(14)에서는, 상술한 바와 같이, 제2 플로 가이드(30)는, 외측 케이싱(20)으로부터 분리 가능하게 외측 케이싱(20)에 설치되어 있다.
따라서, 기설의 증기 터빈(1)의 교환 장착 공사에 있어서, 최종익(8A)의 날개 길이나, 로터(2)의 축방향을 따른 최종익(8A)의 위치를 변경함으로써, 디퓨저(50)의 형상이 변화해도, 기설의 외측 케이싱(20)을 이용하면서, 적절한 형상을 갖는 디퓨저(50)로 치환할 수 있다. 이하, 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 교환 장착 방법에 대하여, 설명한다.
도 7은, 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 교환 장착 방법에 있어서의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다. 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 교환 장착 방법은, 기설의 증기 터빈(1)의 일부를 교환 장착하는 증기 터빈(1)의 교환 장착 방법에 있어서, 외측 상반부 케이싱 분리 공정 S10과, 플로 가이드 분리 공정 S20과, 내측 케이싱 분리 공정 S30과, 팁측 플로 가이드 설치 공정 S40과, 내측 하반부 케이싱 설치 공정 S50과, 제1 플로 가이드 및 제2 하반부 플로 가이드 설치 공정 S60과, 내측 상반부 케이싱 설치 공정 S70과, 제2 상반부 플로 가이드 설치 공정 S80과, 외측 상반부 케이싱 설치 공정 S90을 구비한다.
외측 상반부 케이싱 분리 공정 S10은, 기설의 증기 터빈(1)으로부터 외측 상반부 케이싱(201)을 분리하는 공정이다. 구체적으로는, 외측 상반부 케이싱 분리 공정 S10에서는, 기설의 제1 플로 가이드(16)와 연장 설치부(22)의 상류측 단부(22a)의 결합을 해제한 다음에, 기설의 외측 케이싱(20)의 외측 상반부 케이싱(201)을 외측 하반부 케이싱(202)으로부터 분리하는 공정이다. 외측 하반부 케이싱(202)은, 신설의 날개를 포함하는 로터나 내측 케이싱 등의 내부 구성품을 수용 가능해질 때까지의 동안, 기설 장소에 존치된다.
플로 가이드 분리 공정 S20은, 디퓨저를 형성하는 기설의 각 플로 가이드(허브측 플로 가이드(15)(제1 플로 가이드(16), 제2 플로 가이드(30)), 팁측 플로 가이드(19))를 분리하는 공정이다. 구체적으로는, 플로 가이드 분리 공정 S20에서는, 기설의 팁측 플로 가이드(19)를 내측 케이싱(10)으로부터 분리한다. 또한, 기설의 허브측 플로 가이드(15)는, 제1 플로 가이드(16)가 지지된 외측 케이싱(20)(외측 상반부 케이싱(201), 외측 하반부 케이싱(202))의 연장 설치부(22)의 상류측 단부(22a)로부터, 제1 플로 가이드(16)의 고정용 판부(162)를 분리함으로써, 기설의 제1 플로 가이드(16)(제1 상반부 플로 가이드(16a), 제1 하반부 플로 가이드(16b))를 증기 터빈(1)으로부터 분리한다. 또한, 기설의 제2 플로 가이드(30)(제2 상반부 플로 가이드(30a), 제2 하반부 플로 가이드(30b))는, 예를 들어 상술한 바와 같이, 접속 리브(32)를 용단하고, 단벽부(21) 또는 연장 설치부(22)로부터 접속 리브(32)를 장착한 제2 플로 가이드(30)를 분리함으로써, 기설의 제2 플로 가이드(30)를 외측 케이싱(20)(외측 상반부 케이싱(201), 외측 하반부 케이싱(202))으로부터 분리한다.
내측 케이싱 분리 공정 S30은, 기설의 날개를 구비한 로터(2) 등을 수납한 내측 케이싱(10)(내측 상반부 케이싱(10a), 내측 하반부 케이싱(10b))이, 기설의 외측 하반부 케이싱(202)으로부터 분리되는 공정이다.
팁측 플로 가이드 설치 공정 S40은, 별도로 제작된 신설의 내측 케이싱(10)에 신설의 팁측 플로 가이드(19)가 설치되는 공정이다. 즉, 팁측 플로 가이드 설치 공정 S40에서는, 별도로 제작된 신설의 로터(2)에 대하여, 설계 조건을 따른 적정한 형상이나 날개 길이에 맞춰서 최종익(8A) 등의 날개 길이나 위치의 변경 또는 조정이 이루어진 신설의 최종익 등이 설치되고, 최종익을 구비한 신설의 로터(2)가 준비된다.
내측 하반부 케이싱 설치 공정 S50은, 내측 케이싱(10) 중, 내측 하반부 케이싱(10b)만을 기설의 외측 하반부 케이싱(202)에 설치하는 공정이다. 또한, 내측 하반부 케이싱 설치 공정 S50에서는, 팁측 플로 가이드 설치 공정 S40에서 제작된 신설의 로터(2)가 설치된다.
제1 플로 가이드 및 제2 하반부 플로 가이드 설치 공정 S60에서는, 기설의 외측 하반부 케이싱(202)의 연장 설치부(22)에 대하여, 제1 하반부 플로 가이드(16b)가 볼트 등의 체결 수단으로 설치된다. 또한, 제1 상반부 플로 가이드(16a)는, 기설의 외측 하반부 케이싱(202)의 수평 분할면의 위치에서, 기설의 외측 하반부 케이싱(202)의 연장 설치부(22)에 대하여, 마찬가지의 수단으로 임시 고정된다. 또한, 제1 플로 가이드 및 제2 하반부 플로 가이드 설치 공정 S60에서는, 외측 하반부 케이싱(202)에 대하여, 제2 플로 가이드(30) 중 제2 하반부 플로 가이드(30b)가 용접 또는 볼트 등의 체결 수단에 의해 설치된다.
내측 상반부 케이싱 설치 공정 S70은, 기설의 외측 하반부 케이싱(202)에 적재되고, 설치된 내측 하반부 케이싱(10b)의 상부에, 신설의 내측 상반부 케이싱(10a)을 설치하는 공정이다. 또한, 내측 상반부 케이싱(10a)은, 팁측 플로 가이드 설치 공정 S40에서 설치된 상반부 팁측 플로 가이드(19a)를 구비한 상태에서 설치된다.
제2 상반부 플로 가이드 설치 공정 S80은, 외측 상반부 케이싱 분리 공정 S10에 있어서, 기설의 외측 하반부 케이싱(202)으로부터 분리된 기설의 별도 설치된 외측 상반부 케이싱(201)에 대하여, 제2 상반부 플로 가이드(30a)를 용접 또는 볼트 등의 체결 수단으로 설치하는 공정이다.
외측 상반부 케이싱 설치 공정 S90에서는, 기설의 외측 하반부 케이싱(202)에 대하여, 제2 상반부 플로 가이드 설치 공정 S80에 있어서 제2 상반부 플로 가이드(30a)를 설치한 외측 상반부 케이싱(201)을 설치한다. 또한, 제1 플로 가이드 및 제2 하반부 플로 가이드 설치 공정 S60에서, 기설의 외측 하반부 케이싱(202)의 연장 설치부(22)에 임시 고정된 제1 상반부 플로 가이드(16a)를, 외측 상반부 케이싱(201)의 연장 설치부(22)에 용접 또는 볼트 등의 체결 수단에 의해 설치하고, 교환 장착 공사는 종료된다.
이와 같이, 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 교환 장착 방법에 의하면, 기설의 증기 터빈(1)에 있어서, 최종익(8A)의 날개 길이나, 로터(2)의 축방향을 따른 최종익(8A)의 위치를 변경함으로써, 디퓨저(50)의 형상이 변화해도, 기설의 외측 케이싱(20)을 이용하면서, 적절한 형상을 갖는 디퓨저(50)로 치환할 수 있다. 이에 의해, 기설의 증기 터빈(1)의 설비비의 저감이 도모됨과 함께, 증기 터빈(1)의 성능 향상을 실현할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 상술한 실시 형태에 변형을 가한 형태나, 이들 형태를 적절히 조합한 형태도 포함한다.
예를 들어, 상술한 몇몇 실시 형태의 배기실(14)은, 증기를 하방으로 배기하는 다운 플로우 배기형의 배기실이지만, 본 발명은, 증기를 측방으로 배기하는 사이드 배기형의 배기실에 적용할 수 있다.
상술한 몇몇 실시 형태에서는, 제2 플로 가이드(30)는, 접속 리브(32)를 연장 설치부(22)나 단벽부(21)에 대하여 용접에 의해 접속하도록 하고 있다. 그러나, 예를 들어 접속 리브(32)를 볼트와 너트에 의해 결합하기 위한 좌부를 미리 연장 설치부(22)나 단벽부(21)에 마련해 두고, 이 좌부에 접속 리브(32)를 볼트와 너트에 의해 결합하도록 해도 된다.
1: 증기 터빈
2: 로터
6: 베어링
8: 동익
9: 정익
10: 내측 케이싱
10a: 내측 상반부 케이싱
10b: 내측 하반부 케이싱
14: 배기실
15: 허브측 플로 가이드
16: 제1 플로 가이드
16a: 제1 상반부 플로 가이드
16b: 제1 하반부 플로 가이드
18: 디퓨저 통로
19: 팁측 플로 가이드
19a: 상반부 팁측 플로 가이드
19b: 하반부 팁측 플로 가이드
20: 외측 케이싱
21: 단벽부
22: 연장 설치부
22a: 상류측 단부
25: 오목부
30: 제2 플로 가이드
30a: 제2 상반부 플로 가이드
30b: 제2 하반부 플로 가이드
31: 디퓨저면 형성 부재
32: 접속 리브
41: 공간
50: 디퓨저
51: 허브측의 디퓨저면
52: 상류측 영역
53: 하류측 영역
55: 팁측의 디퓨저면
56: 디퓨저면 형성 부재
201: 외측 상반부 케이싱
202: 외측 하반부 케이싱

Claims (17)

  1. 축방향에 있어서의 단벽부, 및 상기 단벽부로부터 상기 축방향에 있어서의 상류측을 향하여 연장 설치된 연장 설치부를 포함하는 외측 케이싱과,
    허브측 플로 가이드의 디퓨저면 중 상류측 영역을 형성함과 함께, 상기 디퓨저면보다도 직경 방향 내측에 있어서 상기 연장 설치부의 상류측 단부에 고정되는 환형상으로 형성된 제1 플로 가이드와,
    상기 제1 플로 가이드의 하류측이고 또한 상기 연장 설치부의 직경 방향 외측에 위치하여 상기 디퓨저면 중 하류측 영역을 형성함과 함께, 상기 연장 설치부에 고정되는 환형상으로 형성된 제2 플로 가이드
    를 구비하는, 증기 터빈의 배기실로서,
    상기 제2 플로 가이드는, 상기 증기 터빈의 로터의 축선 방향으로 형성되고, 주위 방향으로 연장되는 적어도 2 이상의 분할면을 갖는, 증기 터빈의 배기실.
  2. 축방향에 있어서의 단벽부, 및 상기 단벽부로부터 상기 축방향에 있어서의 상류측을 향하여 연장 설치된 연장 설치부를 포함하는 외측 케이싱과,
    허브측 플로 가이드의 디퓨저면 중 상류측 영역을 형성함과 함께, 상기 디퓨저면보다도 직경 방향 내측에 있어서 상기 연장 설치부의 상류측 단부에 고정되는 환형상으로 형성된 제1 플로 가이드와,
    상기 제1 플로 가이드의 하류측이고 또한 상기 연장 설치부의 직경 방향 외측에 위치하여 상기 디퓨저면 중 하류측 영역을 형성함과 함께, 상기 연장 설치부에 고정되는 환형상으로 형성된 제2 플로 가이드
    를 구비하는, 증기 터빈의 배기실로서,
    상기 제2 플로 가이드는, 상기 디퓨저면 중 상기 하류측 영역을 형성하는 디퓨저면 형성 부재와, 주위 방향을 따라 복수 마련되고, 상기 디퓨저면 형성 부재와 상기 연장 설치부를 접속하는 접속 리브
    를 포함하는, 증기 터빈의 배기실.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접속 리브는 각각 직경 방향으로 연장되는, 증기 터빈의 배기실.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2 플로 가이드는, 상기 디퓨저면 형성 부재와 상기 외측 케이싱의 내면 사이에 형성되는 공간을 폐쇄하는, 증기 터빈의 배기실.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 플로 가이드는, 상기 외측 케이싱으로부터 분리 가능하게 상기 외측 케이싱에 설치되어 있는, 증기 터빈의 배기실.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외측 케이싱은, 주위 방향에서 외측 상반부 케이싱과 외측 하반부 케이싱을 분할하는 축방향으로 연장되는 분할면을 구비하고, 상기 분할면의 주위 방향의 위치는, 상기 제2 플로 가이드의 상기 분할면의 위치와 일치하는, 증기 터빈의 배기실.
  8. 축방향에 있어서의 단벽부, 및 상기 단벽부로부터 상기 축방향에 있어서의 상류측을 향하여 연장 설치된 연장 설치부를 포함하는 외측 케이싱과,
    허브측 플로 가이드의 디퓨저면 중 상류측 영역을 형성함과 함께, 상기 디퓨저면보다도 직경 방향 내측에 있어서 상기 연장 설치부의 상류측 단부에 고정되는 환형상으로 형성된 제1 플로 가이드와,
    상기 제1 플로 가이드의 하류측이고 또한 상기 연장 설치부의 직경 방향 외측에 위치하여 상기 디퓨저면 중 하류측 영역을 형성함과 함께, 상기 연장 설치부에 고정되는 환형상으로 형성된 제2 플로 가이드
    를 구비하는, 증기 터빈의 배기실로서,
    상기 제2 플로 가이드는, 상기 외측 케이싱으로부터 분리 가능하게 상기 외측 케이싱에 설치되어 있고,
    상기 외측 케이싱은, 주위 방향에서 외측 상반부 케이싱과 외측 하반부 케이싱을 분할하는 축방향으로 연장되는 분할면을 구비하고, 상기 분할면의 주위 방향의 위치는, 상기 제2 플로 가이드의 상기 분할면의 위치와 일치하는, 증기 터빈의 배기실.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플로 가이드의 상기 직경 방향 외측에서 팁측의 디퓨저면을 형성하는 팁측 플로 가이드를 더 구비하는, 증기 터빈의 배기실.
  10. 축방향에 있어서의 단벽부, 및 상기 단벽부로부터 상기 축방향에 있어서의 상류측을 향하여 연장 설치된 연장 설치부를 포함하는 외측 케이싱과,
    허브측 플로 가이드의 디퓨저면 중 상류측 영역을 형성함과 함께, 상기 디퓨저면보다도 직경 방향 내측에 있어서 상기 연장 설치부의 상류측 단부에 고정되는 환형상으로 형성된 제1 플로 가이드와,
    상기 제1 플로 가이드의 하류측이고 또한 상기 연장 설치부의 직경 방향 외측에 위치하여 상기 디퓨저면 중 하류측 영역을 형성함과 함께, 상기 연장 설치부에 고정되는 환형상으로 형성된 제2 플로 가이드
    를 구비하는, 증기 터빈의 배기실로서,
    상기 제1 플로 가이드의 상기 직경 방향 외측에서 팁측의 디퓨저면을 형성하는 팁측 플로 가이드를 더 구비하고,
    상기 팁측 플로 가이드의 하류측 단부는, 상기 연장 설치부의 상기 상류측 단부보다도 상기 축방향에 있어서의 상류측에 위치하는, 증기 터빈의 배기실.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플로 가이드는 상기 외측 케이싱에 착탈 가능하게 지지되는, 증기 터빈의 배기실.
  12. 축방향에 있어서의 단벽부, 및 상기 단벽부로부터 상기 축방향에 있어서의 상류측을 향하여 연장 설치된 연장 설치부를 포함하는 외측 케이싱과,
    허브측 플로 가이드의 디퓨저면 중 상류측 영역을 형성함과 함께, 상기 디퓨저면보다도 직경 방향 내측에 있어서 상기 연장 설치부의 상류측 단부에 고정되는 환형상으로 형성된 제1 플로 가이드와,
    상기 제1 플로 가이드의 하류측이고 또한 상기 연장 설치부의 직경 방향 외측에 위치하여 상기 디퓨저면 중 하류측 영역을 형성함과 함께, 상기 연장 설치부에 고정되는 환형상으로 형성된 제2 플로 가이드
    를 구비하는, 증기 터빈의 배기실로서,
    상기 허브측 플로 가이드의 하류측 단부보다도 상기 직경 방향 외측에 위치하고, 해당 하류측 단부보다도 상기 축방향에 있어서의 하류측으로 오목한 오목부가 형성되어 있는, 증기 터빈의 배기실.
  13. 축방향에 있어서의 단벽부, 및 상기 단벽부로부터 상기 축방향에 있어서의 상류측을 향하여 연장 설치된 연장 설치부를 포함하는 외측 케이싱과,
    허브측 플로 가이드의 디퓨저면 중 상류측 영역을 형성함과 함께, 상기 디퓨저면보다도 직경 방향 내측에 있어서 상기 연장 설치부의 상류측 단부에 고정되는 환형상으로 형성된 제1 플로 가이드와,
    상기 제1 플로 가이드의 하류측이고 또한 상기 연장 설치부의 직경 방향 외측에 위치하여 상기 디퓨저면 중 하류측 영역을 형성함과 함께, 상기 연장 설치부에 고정되는 환형상으로 형성된 제2 플로 가이드
    를 구비하는, 증기 터빈의 배기실로서,
    상기 제1 플로 가이드는,
    상기 디퓨저면의 상기 상류측 영역을 형성하는 디퓨저면 형성 부재와,
    상기 디퓨저면 형성 부재의 하류측으로부터 직경 방향 내측으로 연장되어, 상기 연장 설치부의 상기 상류측 단부에 연결되는 고정용 판부
    를 포함하는, 증기 터빈의 배기실.
  14. 축방향에 있어서의 단벽부, 및 상기 단벽부로부터 상기 축방향에 있어서의 상류측을 향하여 연장 설치된 연장 설치부를 포함하는 외측 케이싱과,
    허브측 플로 가이드의 디퓨저면 중 상류측 영역을 형성함과 함께, 상기 디퓨저면보다도 직경 방향 내측에 있어서 상기 연장 설치부의 상류측 단부에 고정되는 환형상으로 형성된 제1 플로 가이드와,
    상기 제1 플로 가이드의 하류측이고 또한 상기 연장 설치부의 직경 방향 외측에 위치하여 상기 디퓨저면 중 하류측 영역을 형성함과 함께, 상기 연장 설치부에 고정되는 환형상으로 형성된 제2 플로 가이드
    를 구비하는, 증기 터빈의 배기실로서,
    상기 제1 플로 가이드는, 상기 디퓨저면의 상기 상류측 영역을 형성하는 제1 디퓨저면 형성 부재를 포함하고,
    상기 제2 플로 가이드는, 상기 디퓨저면의 상기 하류측 영역을 형성하는 제2 디퓨저면 형성 부재를 포함하고,
    상기 제1 플로 가이드 및 상기 제2 플로 가이드는, 상기 제1 디퓨저면 형성 부재의 하류단과, 상기 제2 디퓨저면 형성 부재의 상류단이 축방향으로 대향하도록 배치된, 증기 터빈의 배기실.
  15. 축방향에 있어서의 단벽부, 및 상기 단벽부로부터 상기 축방향에 있어서의 상류측을 향하여 연장 설치된 연장 설치부를 포함하는 외측 케이싱과,
    허브측 플로 가이드의 디퓨저면 중 상류측 영역을 형성함과 함께, 상기 디퓨저면보다도 직경 방향 내측에 있어서 상기 연장 설치부의 상류측 단부에 고정되는 환형상으로 형성된 제1 플로 가이드와,
    상기 제1 플로 가이드의 하류측이고 또한 상기 연장 설치부의 직경 방향 외측에 위치하여 상기 디퓨저면 중 하류측 영역을 형성함과 함께, 상기 연장 설치부에 고정되는 환형상으로 형성된 제2 플로 가이드
    를 구비하는, 증기 터빈의 배기실로서,
    상기 연장 설치부는, 상기 단벽부의 직경 방향 내측단으로부터 상류측을 향하여, 상기 제1 플로 가이드에 고정되는 상기 상류측 단부까지 연장되는, 증기 터빈의 배기실.
  16. 제1항에 기재된 증기 터빈의 배기실과,
    상기 증기 터빈의 배기실의 상류측에 마련되는 동익과,
    상기 증기 터빈의 배기실의 상류측에 마련되는 정익
    을 구비하는, 증기 터빈.
  17. 기설의 증기 터빈의 일부를 교환 장착하는 증기 터빈의 교환 장착 방법에 있어서,
    상기 증기 터빈으로부터 외측 상반부 케이싱을 분리하는 공정과,
    외측 케이싱으로부터 디퓨저면을 형성하는 플로 가이드를 분리하는 공정과,
    외측 하반부 케이싱으로부터 기설의 내측 케이싱을 분리하는 공정과,
    최종익을 구비한 로터를 준비하고, 팁측 플로 가이드를 신설의 상기 내측 케이싱에 설치하는 공정과,
    내측 하반부 케이싱을 상기 외측 하반부 케이싱에 설치하고, 상기 로터를 상기 내측 하반부 케이싱에 설치하는 공정과,
    제1 플로 가이드 및 제2 하반부 플로 가이드를 상기 외측 하반부 케이싱에 설치하는 공정과,
    내측 상반부 케이싱을 상기 내측 하반부 케이싱이 적재된 상기 외측 하반부 케이싱에 설치하는 공정과,
    제2 상반부 플로 가이드를 상기 외측 상반부 케이싱에 설치하는 공정과,
    상기 외측 상반부 케이싱을 상기 외측 하반부 케이싱에 설치하는 공정
    을 구비하는, 증기 터빈의 교환 장착 방법.
KR1020217004900A 2018-09-28 2019-09-20 증기 터빈의 배기실, 증기 터빈 및 증기 터빈의 교환 장착 방법 KR102508914B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11753997B2 (en) * 2020-03-26 2023-09-12 Hamilton Sundstrand Corporation Exhaust baffle component for an air turbine assembly
JP7433166B2 (ja) 2020-08-17 2024-02-19 三菱重工業株式会社 蒸気タービン排気室及び蒸気タービン
CN111927581B (zh) * 2020-09-08 2022-07-12 杭州汽轮机股份有限公司 一种多面支撑的工业汽轮机焊接排汽缸

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5257906A (en) * 1992-06-30 1993-11-02 Westinghouse Electric Corp. Exhaust system for a turbomachine
DE4422700A1 (de) * 1994-06-29 1996-01-04 Abb Management Ag Diffusor für Turbomaschine
JPH08260904A (ja) * 1995-03-29 1996-10-08 Toshiba Corp 蒸気タービン排気室
US6261055B1 (en) * 1999-08-03 2001-07-17 Jerzy A. Owczarek Exhaust flow diffuser for a steam turbine
US6419448B1 (en) * 2000-03-20 2002-07-16 Jerzy A. Owczarek Flow by-pass system for use in steam turbine exhaust hoods
JP4342840B2 (ja) 2003-05-30 2009-10-14 株式会社東芝 蒸気タービン
JP2005023809A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toshiba Corp 蒸気タービン
JP2010216321A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Hitachi Ltd 蒸気タービンの動翼及びそれを用いた蒸気タービン
JP2012067604A (ja) * 2010-09-21 2012-04-05 Hitachi Ltd 蒸気タービンの排気室、およびその改造方法
JP6203090B2 (ja) * 2014-03-14 2017-09-27 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排気室入口側部材、排気室、ガスタービンおよび最終段タービン動翼取出方法
JP6189239B2 (ja) * 2014-03-24 2017-08-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービン
EP3299592B1 (en) * 2016-09-21 2020-03-18 Doosan Skoda Power S.r.o. Exhaust casing for a low pressure steam turbine system
CN206592161U (zh) * 2017-01-25 2017-10-27 西门子公司 排气装置和包括该排气装置的燃气轮机
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
KR101912528B1 (ko) * 2017-05-02 2018-10-26 두산중공업 주식회사 동력장치용 지지유닛 및 이를 갖는 터빈
JP6944307B2 (ja) * 2017-08-15 2021-10-06 三菱パワー株式会社 蒸気タービン

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