KR20190073578A

KR20190073578A - 증기 터빈

Info

Publication number: KR20190073578A
Application number: KR1020197016822A
Authority: KR
Inventors: 료 다카타; 소이치로 다바타
Original assignee: 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2019-06-26
Also published as: JP6797701B2; JP2018115633A; CN110114555B; WO2018135212A1; KR102243462B1; US20200063561A1; CN110114555A; US11028695B2; DE112017006877B4; DE112017006877T5

Abstract

본 발명의 증기 터빈(10)은 로터(12)와, 로터(12)를 회전 가능하게 수용하는 케이싱(20)과, 케이싱(20)의 내측 벽부(22)에 고정되는 제1단 정익(42) 및 상기 제1단 정익(42)의 하류측에 있어서 상기 로터(12)에 고정되는 제1단 동익(44)을 포함하는 제1 단락(40)을 구비하고 있다. 로터(12)는, 제1단 정익(42)과 대면하는 부분에, 오목형의 제1 캐비티(46)이며, 제1단 정익(42)의 상류측에 있어서, 내측 벽부(22)와 상기 로터(12) 사이에 획정되는 내측 공간(70)과 연통하는 제1 캐비티(46)를 갖고 있다. 제1단 정익(42)은, 제1 캐비티(46)와 연통하고, 또한, 제1단 정익(42)을 직경 방향으로 관통하는 제1단 관통 구멍(50)을 갖고 있다. 그리고, 제1단 관통 구멍(50)의 입구 개구(50a)를 통해 제1 캐비티(46)로부터 도입된 증기가, 제1단 관통 구멍(50)을 흐른다.

Description

증기 터빈

본 개시는, 증기 터빈에 관한 것으로, 상세하게는, 습기 영역의 조건 하에서 구동되는 증기 터빈에 있어서의 습기 손실이나 에로전을 방지하는 기술에 관한 것이다.

예를 들어, 화력 발전 플랜트 등에 사용되는 증기 터빈에 있어서는, 도입된 고온, 고압의 주증기의 열에너지가 로터의 회전 에너지로 변환됨으로써 주증기의 온도 및 압력이 저하되고, 저압 터빈의 최종 단락의 근방에 있어서 습기 영역에 돌입한다는 것이 알려져 있다. 습기 영역의 조건 하에서는, 과냉각 상태(과포화 상태)로 되어서 액적이 발생하고, 이 액적이 성장함으로써, 습기 손실이나 에로전이 발생할 우려가 있다.

이 액적의 발생에 의한 습기 손실이나 에로전을 방지하기 위해서, 종래는, 최종 단락의 정익에 공동부를 갖는 단면 중공형의 정익을 채용하고, 이 공동부에 연통하는 슬릿을 정익의 표면에 형성함으로써, 정익의 표면을 흐르는 액적을 제거하는 일이 행하여지고 있다.

또한, 상술한 방법 외에, 최종단의 정익을 가열함으로써, 정익의 표면에 응축한 액적을 제거하는 기술이 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 증기 터빈의 고압단 전의 축봉 패킹으로부터 추출한 고온, 저압의 누설 증기를 최종 단락의 정익 내부에 도입함으로써, 최종 단락의 정익 표면을 흐르는 액적을 증발시키는 발명이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평10-103008호 공보

그런데, 상술한 특허문헌 1에 기재되어 있는 발명과 같이, 고압단 전의 축봉 패킹으로부터 추출한 누설 증기에 의해 최종 단락의 정익을 가열하고자 하면, 누설 증기를 공급하는 공급 라인이나 누설 증기의 유량을 제어하는 제어 밸브가 필요해지고, 증기 터빈의 구조가 복잡해진다는 문제가 있었다. 또한, 액적을 증발시키기 위해서는 큰 열량이 필요해지기 때문에, 고압단 전의 고온의 증기를 도입할 필요가 있었다. 또한, 축봉 패킹으로부터 누설 증기를 추출하면, 고압단 전으로부터 누설되는 증기량이 증가하기 때문에, 증기 터빈 전체의 효율이 저하된다는 문제가 있었다.

또한, 본 발명자는, 예의 검토한 결과, 습기 손실이나 에로전의 원인이 되는 입경이 몇십 내지 몇백 ㎛인 조대한 액적은, 액적이 정익의 표면에 응축함으로써 생성된다는 것을 알아내었다. 즉, 습기 영역에 돌입하면, 입경이 1㎛ 이하의 미세한 액적이 증기 중에 대량으로 발생함과 함께, 정익의 표면 중, 주증기보다도 저온의 부분에도 액적이 응축한다. 응축한 액적은, 정익의 표면을 흐르는 과정에서 성장하고, 입경이 몇십 내지 몇백 ㎛인 조대한 액적이 되어서 후측 가장자리로부터 비산하여, 동익의 전방 가장자리에 충돌한다. 또한, 습기 영역에 돌입하는 단락이 최종 단락보다도 상류측이면, 최종 단락보다도 상류측의 단락에서 발생한 조대한 액적은, 그것보다도 하류측에 있는 단락에 있어서, 정익으로의 부착 및 동익으로의 충돌을 반복한다. 한편, 증기 중에 대량으로 발생한 입경이 1㎛ 이하인 미세한 액적의 대부분은, 정익에 부착하지 않고, 증기의 흐름을 타고 흘러간다.

즉, 습기 영역의 상류측에 위치하는 단락에 있어서, 그 정익의 표면에 응축되는 액적량을 억제함으로써, 상술한 특허문헌 1에 기재되어 있는 발명과 같이 최종 단락의 정익 표면을 흐르는 액적을 증발시키지 않아도, 그것보다도 하류측에 위치하는 동익에 조대한 액적이 충돌하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 배경기술 하에 있어서 발명된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 간단한 구조로 습기 손실이나 에로전을 방지할 수 있는 증기 터빈을 제공하는 데 있다.

(1) 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈은,

축선 주위로 회전하는 로터와,

상기 로터를 회전 가능하게 수용하는 케이싱과,

상기 케이싱의 내측 벽부에 고정되는 제1단 정익 및 상기 제1단 정익의 하류측에 있어서 상기 로터에 고정되는 제1단 동익을 포함하는 제1 단락을 구비하고,

상기 로터는, 상기 제1단 정익과 대면하는 부분에 형성된 오목형의 제1 캐비티이며, 상기 제1단 정익의 상류측에 있어서, 상기 내측 벽부와 상기 로터 사이에 획정되는 내측 공간과 연통하는 제1 캐비티를 갖고,

상기 제1단 정익은, 상기 제1 캐비티와 연통하고, 또한, 상기 제1단 정익을 직경 방향으로 관통하는 제1단 관통 구멍을 갖고,

상기 제1단 관통 구멍의 입구 개구를 통해 상기 제1 캐비티로부터 도입된 증기가, 상기 제1단 관통 구멍을 흐르도록 구성된다.

상기 (1)에 기재된 실시 형태에 따른 증기 터빈에서는, 그 제1단 정익은, 입구 개구를 통해 제1 캐비티로부터 도입된 증기가, 제1단 관통 구멍을 흐르도록 구성되어 있다. 제1 캐비티는, 제1단 정익의 상류측에 있어서 내측 공간과 연통되기 때문에, 제1단 관통 구멍에는, 제1단 정익을 통과하여 팽창한 주증기의 온도보다도 고온의 증기가 도입된다. 제1단 관통 구멍에 도입되는 증기의 온도는, 제1단 정익을 통과하여 팽창한 주증기의 온도에 대하여 10 내지 30℃ 정도 고온으로 되어 있다. 이 증기의 온도는, 제1단 정익의 표면에 부착되어 있는 액적을 증발시키기에는 불충분하지만, 제1단 정익의 표면에 액적이 응축되는 것을 방지하기에는 충분한 온도이다.

따라서, 이러한 실시 형태에 따르면, 제1단 정익을 직경 방향으로 관통하는 제1단 관통 구멍을 형성하기만 하는 간단한 구조에 의해 제1단 정익을 가열하고, 제1단 정익의 표면에 응축되는 액적량을 저감함으로써, 제1단 정익보다도 하류측의 영역에 있어서의 습기 손실이나 에로전의 발생을 방지할 수 있다.

(2) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1)에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 제1 단락은, 증기 터빈의 최종 단락보다도 상류측에 위치한다.

상기 (2)에 기재된 실시 형태에 따르면, 제1단 정익의 표면에 응축되는 액적량을 저감함으로써, 제1단 정익보다도 하류측의 영역에 있는 최종 단락에 있어서의 습기 손실이나 에로전을 효과적으로 방지할 수 있다.

(3) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 제1 단락은, 내측 공간을 흐르는 주증기가 건증기로부터 습증기로 변화하는 변화 위치보다도 하류측의 영역인 습기 영역에 위치하고, 또한, 습기 영역에 복수의 단락이 있는 경우에는, 습기 영역에 있어서의 가장 상류측에 위치하는 단락이다.

상기 (3)에 기재된 실시 형태에 따르면, 제1단 정익의 표면에 응축되는 액적량을 저감함으로써, 제1단 정익보다도 하류측의 영역에 있어서의 습기 손실이나 에로전을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 건조 영역이란, 거기를 흐르는 주증기의 습기가 소정값(예를 들어 3 내지 4％) 미만인 영역을 의미하고, 습기 영역이란, 거기를 흐르는 주증기의 습기가 소정값(예를 들어3 내지 4％) 이상의 영역을 의미하는 것으로 한다.

(4) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 것에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 제1단 정익은, 내측 벽부로부터 로터를 향하여 연장되는 정익 본체부와, 정익 본체부의 선단부에 마련된 환형의 구획판을 포함하고 있다. 그리고, 상기 입구 개구는, 구획판에 형성되어 있다.

일반적으로 정익은, 그 정익 본체부의 선단부에, 주증기가 흐르는 내측 공간과, 로터에 형성되는 오목형의 공간인 캐비티를 구획하는 환형의 구획판을 갖고 있다. 따라서, 상기 (4)에 기재된 실시 형태에 따르면, 제1단 정익의 구획판에 입구 개구를 형성함으로써, 이 입구 개구를 통해, 제1 캐비티로부터 제1단 관통 구멍에 증기를 도입할 수 있다.

(5) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (4)에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 구획판은, 구획판과 로터 사이를 시일하는 제1 시일부를 포함하고 있다. 그리고, 상기 입구 개구는, 제1 시일부보다도 하류측에 형성되어 있거나, 또는, 로터의 축선 방향에 있어서, 제1 시일부가 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성되어 있다.

증기 터빈에는, 내측 공간을 흐르는 주증기가 캐비티에 누설되는 것을 방지하기 위해서, 구획판과 로터 사이를 시일하는 시일부(제1 시일부)가 형성되는 경우가 있다. 따라서, 상기 (5)에 기재된 실시 형태에 따르면, 제1 시일부의 적어도 일부를 통과한 누설 증기를 제1단 관통 구멍에 도입하도록 구성함으로써, 대량의 누설 증기가 제1단 관통 구멍에 유입되는 것을 방지하면서, 제1단 정익을 가열할 수 있다.

(6) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (5)에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 구획판은, 제1 시일부보다도 하류측에 있어서, 구획판과 로터 사이를 시일하는 제2 시일부를 추가로 포함하고 있다. 그리고, 상기 입구 개구는, 제2 시일부보다도 상류측에 형성되어 있거나, 또는, 로터의 축선 방향에 있어서, 제2 시일부가 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성되어 있다.

상기 (6)에 기재된 실시 형태에 따르면, 상술한 제1 시일부에 첨가하여, 제2 시일부를 형성함으로써, 내측 공간을 흐르는 주증기가 제1 캐비티를 통해 제1단 정익의 하류측에 누설되는 증기량을 저감할 수 있다.

(7) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 것에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 케이싱은, 내측 공간의 외주측에 형성되는 외측 공간을, 내측 벽부 사이에서 획정하는 외측 벽부를 추가로 포함하고 있다. 상기 외측 공간은, 로터의 축선 방향에 있어서, 제1단 정익이 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성됨과 함께, 제1단 정익의 하류측에 있어서 내측 공간과 연통하고 있다. 그리고, 상기 제1단 관통 구멍을 흐른 증기가, 제1단 관통 구멍의 출구 개구로부터 외측 공간으로 배출되도록 구성되어 있다.

증기 터빈에는, 내측 공간의 외주측에 외측 공간이 형성되는 경우가 있다. 따라서, 상기 (7)에 기재된 실시 형태에 따르면, 제1단 관통 구멍을 흐른 증기를 제1단 관통 구멍의 출구 개구로부터 외측 공간으로 배출하는 구성으로 함으로써, 제1 캐비티로부터 제1단 관통 구멍에 계속적으로 증기를 도입할 수 있다.

(8) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 것에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 증기 터빈은, 내측 벽부에 고정되는 제2단 정익 및 제2단 정익의 하류측에 있어서 로터에 고정되는 제2단 동익을 포함하는 제2 단락이며, 제1 단락보다도 하류측에 위치하는 제2 단락을 추가로 구비한다. 상기 로터는, 제2단 정익과 대면하는 부분에 형성된 오목형의 제2 캐비티이며, 제2단 정익의 상류측에 있어서 내측 공간과 연통하는 제2 캐비티를 갖는다. 상기 제2단 정익은, 제2 캐비티와 연통하고, 또한, 제2단 정익을 직경 방향으로 관통하는 제2단 관통 구멍을 갖는다. 그리고, 상기 증기 터빈은, 제1단 관통 구멍과 제2단 관통 구멍을 접속하는 접속 통로를 추가로 구비함과 함께, 제1단 관통 구멍을 흐른 증기가, 접속 통로 및 제2단 관통 구멍을 흘러서, 제2단 관통 구멍의 출구 개구로부터 제2 캐비티에 배출되도록 구성된다.

제1단 정익을 가열한 후의 증기의 온도는, 제1단 동익에 대하여 일을 하고, 또한, 제2단 정익을 통과하여 팽창한 주증기의 온도보다도 높고, 제2단 정익의 표면에 액적이 응축되는 것을 방지하기에는 충분한 온도를 갖고 있다. 따라서, 상기 (8)에 기재된 실시 형태에 따르면, 제1단 정익을 가열한 후의 증기를 제2단 관통 구멍에 도입함으로써, 제2단 정익을 가열하고, 제2단 정익의 표면에 응축되는 액적량을 저감할 수 있다.

(9) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (8)에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 제1 단락과 제2 단락은 연속되는 단락이다.

상기 (9)에 기재된 실시 형태에 따르면, 제1 단락의 정익과, 제1 단락의 하류측에 연속되여 마련되어 있는 제2 단락의 정익을, 하나의 증기 경로에 의해 가열할 수 있다.

(10) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (8) 또는 (9)에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 제1단 관통 구멍의 입구 개구의 면적을 A1, 접속 통로의 유로 면적을 A2, 제2단 관통 구멍의 출구 개구의 면적을 A3이라 한 경우에, A3>A1, A2이다.

제2단 관통 구멍의 출구 개구로부터 배출되는 증기량은, 주로 제1단 관통 구멍의 입구 개구의 면적 A1이나 접속 통로의 유로 면적 A2에 의해 규정되는 바, 상기 (10)에 기재된 실시 형태에서는, 제2단 관통 구멍의 출구 개구의 면적 A3은, 제1단 관통 구멍의 입구 개구의 면적 A1 및 접속 통로의 유로 면적 A2보다도 크게 되어 있다. 따라서, 상기 (10)에 기재된 실시 형태에 따르면, 제2단 관통 구멍의 출구 개구로부터 제2 캐비티에 배출되는 증기의 유속이 과대해지는 것을 피할 수 있기 때문에, 제2단 관통 구멍의 출구 개구로부터 배출되는 증기에 의해 제2 캐비티의 벽면(로터의 외주면)에 에로전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

(11) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (8) 내지 (10) 중 어느 것에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 제2단 관통 구멍의 출구 개구는, 로터의 축선 방향을 따른 단면에서 보아, 제2 캐비티의 저면부에 있어서의 최심부를 향하여 개구되어 있다.

상기 (11)에 기재된 실시 형태에 따르면, 제2단 관통 구멍의 출구 개구로부터 배출되는 증기가 제2 캐비티의 저면부에 충돌할 때까지의 거리를 길게 함으로써, 출구 개구로부터 배출되는 증기에 의해 제2 캐비티의 저면부(로터의 외주면)에 에로전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

(12) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (8) 내지 (11) 중 어느 것에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 제2단 관통 구멍의 출구 개구는, 로터의 회전 방향 하류측을 향하여 개구되어 있다.

상기 (12)에 기재된 실시 형태에 따르면, 제2단 관통 구멍의 출구 개구로부터 배출되는 증기가 제2 캐비티의 저면부에 충돌할 때까지의 상대 거리(시간)를 길게 함으로써, 출구 개구로부터 배출되는 증기에 의해 제2 캐비티의 저면부(로터의 외주면)에 에로전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

(13) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 것에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 제1 단락은, 증기 터빈의 최종 단락보다도 상류측에 위치하고 있다. 상기 최종 단락은, 내측 벽부에 고정되는 최종단 정익 및 최종단 정익의 하류측에 있어서 로터에 고정되는 최종단 동익을 포함하고 있다. 상기 로터는, 최종단 정익과 대면하는 부분에 형성된 오목형의 최종단 캐비티이며, 최종단 정익의 상류측에 있어서 내측 공간과 연통하는 최종단 캐비티를 갖고 있다. 상기 최종단 정익은, 최종단 캐비티와 연통하고, 또한, 최종단 정익을 직경 방향으로 관통하는 최종단 관통 구멍을 갖고 있다. 그리고, 상기 최종단 캐비티의 입구 개구로부터 도입된 증기가 최종단 관통 구멍을 흐르도록 구성되어 있다.

상기 (13)에 기재된 실시 형태에 따르면, 상술한 제1단 정익을 가열하는 것에 의한 제1단 정익보다도 하류측의 영역에 있어서의 습기 손실이나 에로전을 방지할 수 있는 효과 외에, 최종단 캐비티로부터 최종단 관통 구멍에 도입한 증기에 의해 최종단 정익을 가열함으로써, 최종단 정익의 표면에 응축되는 액적량을 저감함으로써, 최종단 동익에 있어서의 습기 손실이나 에로전의 발생을 방지할 수 있다.

(14) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (13)에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 최종단 정익은, 판형의 배면부와, 배면부 사이에서 공동부를 획정하는 판형의 배면부로 이루어지는 단면 중공형으로 형성되어 있다. 상기 최종단 정익의 배면부에는, 공동부와 연통하는 슬릿이 형성되어 있다. 그리고, 상기 최종단 정익은, 슬릿과 연통하는 습분 제거 유로와, 최종단 관통 구멍에 공동부를 분할하는 분할판을 포함하고 있다.

상기 (14)에 기재된 실시 형태에 따르면, 상술한 최종단 정익은, 판형의 배면부와, 배면부 사이에서 공동부를 획정하는 판형의 배면부로 이루어지는, 소위 판금 정익으로서 구성되어 있다. 이러한 판금 정익은, 종래의 주조제의 정익보다도 열 용량이 작기 때문에, 최종단 관통 구멍에 증기를 흘림으로써, 최종단 정익에 대하여 높은 가열 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 (14)에 기재된 실시 형태에 따르면, 최종단 정익의 배면부에, 공동부와 연통하는 슬릿이 형성되어 있기 때문에, 최종단 정익의 배면부의 표면을 흐르는 액적을 슬릿에 의해 제거할 수 있다. 게다가, 최종단 정익의 공동부는, 분할판에 의해 슬릿과 연통하는 습분 제거 유로와, 최종단 관통 구멍으로 분할되어 있기 때문에, 슬릿에 의해 액적을 제거하는 것과, 최종단 정익을 가열하는 것의 양쪽을 동시에 실현할 수 있다.

(15) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (14)에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 최종단 정익의 배면부 중, 스로트 위치보다도 하류측을 과냉각 배면부라고 정의한 경우에, 최종단 관통 구멍은, 최종단 정익의 내부에 있어서, 과냉각 배면부에 면하도록 형성된다.

본 발명자가 예의 검토한 바에 의하면, 둘레 방향으로 인접하는 최종단 정익 간을 통과하는 주증기는, 스로트 위치로부터 하류측에 있어서 팽창하고, 이에 의해 온도가 저하된다. 즉, 최종단 정익에 있어서, 가장 액적이 응축되는 부분은, 최종단 정익의 배면부 중, 스로트 위치보다도 하류측의 부분이다. 따라서, 상기 (15)에 기재된 실시 형태에 따르면, 가장 액적이 응축되는 부분인 과냉각 배면부에 면하도록 최종단 관통 구멍을 형성함으로써, 최종단 정익의 표면에 응축되는 액적량을 효과적으로 억제할 수 있다.

(16) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 내지 (15) 중 어느 것에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 제1단 정익을 지지하는 내측 벽부의 내부에는, 제1단 관통 구멍과 연통하는 환형의 제1단 환형 공간이 형성되어 있다.

액적의 응축은, 제1단 정익의 표면뿐만 아니라, 케이싱의 내측 벽부의 표면에서도 발생하는 경우가 있다. 케이싱의 내측 벽부의 표면에서 액적이 응축되면, 그 액적이 하류측으로 비산하여, 상술한 습기 손실이나 에로전을 발생시킬 우려가 있다. 따라서, 상기 (15)에 기재된 실시 형태에 따르면, 제1단 관통 구멍을 흐른 증기를 제1단 환형 공간으로 흘려서 내측 벽부를 가열함으로써, 내측 벽부의 표면에 응축되는 액적량을 억제할 수 있다.

(17) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (1) 내지 (16) 중 어느 것에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 제1단 정익은, 판형의 배면부와, 배면부 사이에서 공동부를 획정하는 판형의 배면부로 이루어지는 단면 중공형으로 형성되어 있다.

상기 (17)에 기재된 실시 형태에 따르면, 상술한 제1단 정익은, 판형의 배면부와, 배면부 사이에서 공동부를 획정하는 판형의 배면부로 이루어지는, 소위 판금 정익으로서 구성되어 있다. 이러한 판금 정익은, 종래의 주조제의 정익보다도 열 용량이 작기 때문에, 제1단 관통 구멍에 증기를 흘림으로써, 제1단 정익에 대하여 높은 가열 효과를 얻을 수 있다.

(18) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 (17)에 기재된 증기 터빈에 있어서, 상기 제1단 정익은, 제1단 관통 구멍과, 제1단 관통 구멍 이외의 공간에 공동부를 분할하는 분할판을 포함하고 있다. 그리고, 상기 제1단 정익의 배면부 중, 스로트 위치보다도 하류측을 과냉각 배면부라고 정의한 경우에, 제1단 관통 구멍은, 제1단 정익의 내부에 있어서, 과냉각 배면부에 면하도록 형성되어 있다.

본 발명자가 예의 검토한 바에 의하면, 둘레 방향으로 인접하는 제1단 정익 간을 통과하는 주증기는, 스로트 위치에서 하류측에 있어서 팽창하고, 이에 의해 온도가 저하된다. 즉, 제1단 정익에 있어서, 가장 액적이 응축되는 부분은, 제1단 정익의 배면부 중, 스로트 위치보다도 하류측의 부분이다. 따라서, 상기 (18)에 기재된 실시 형태에 따르면, 가장 액적이 응축되는 부분인 과냉각 배면부에 면하도록 제1단 관통 구멍을 형성함으로써, 제1단 정익의 표면에 응축되는 액적량을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 따르면, 제1단 정익을 직경 방향으로 관통하는 제1단 관통 구멍을 형성하기만 하는 간단한 구조로, 습기 손실이나 에로전을 방지할 수 있는 증기 터빈을 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈을 구비하는 증기 터빈 플랜트를 도시한 전체 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈을 도시한 개략 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈을 도시한 개략 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈을 도시한 개략 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈을 도시한 개략 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈을 도시한 개략 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈을 도시한 개략 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈을 도시한 개략 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈을 도시한 개략 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈에 있어서의 습기 영역에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈에 있어서, 제2 캐비티를 흐르는 누설 증기량에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 12는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈에 있어서의 제2단 관통 구멍의 출구 개구에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 13은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 최종단 정익을 도시한 단면도이다.
도 14는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 제1단 정익을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇 가지 실시 형태에 대하여 설명한다. 단, 실시 형태로서 기재되어 있는 또는 도면에 도시되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니고, 단순한 설명예에 지나지 않는다.

예를 들어, 「어떤 방향으로」, 「어떤 방향을 따라」, 「평행」, 「직교」, 「중심」, 「동심」 또는 「동축」 등의 상대적 또는 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그러한 배치를 나타내는 것뿐만 아니라, 공차, 또는, 동일한 기능이 얻어지는 정도의 각도나 거리를 가지고 상대적으로 변위된 상태도 나타내는 것으로 한다.

예를 들어, 「동일」, 「동등하다」 및 「균질」 등의 사물이 동등한 상태인 것을 나타내는 표현은, 엄밀하게 동등한 상태를 나타내는 것뿐만 아니라, 공차, 또는, 동일한 기능이 얻어지는 정도의 차가 존재하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.

예를 들어, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 것뿐만 아니라, 동일한 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.

한편, 하나의 구성 요소를 「갖춘다」, 「갖고 있다」, 「구비한다」, 「포함한다」, 또는, 「갖는다」라고 하는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현이 아니다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략하는 경우가 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈을 구비하는 증기 터빈 플랜트를 도시한 전체 구성도이다. 도 1에 있어서, 증기 터빈 플랜트(1)는, 보일러(2)와, 증기 터빈 장치(3)와, 발전기(4)와, 복수기(5)와, 급수 펌프(6)를 구비하고 있다.

도 1에 도시한 증기 터빈 플랜트(1)에 있어서, 보일러(2)에서 생성된 증기 S1은, 증기 공급관(7a)을 통해, 증기 터빈 장치(3)로 공급된다. 증기 터빈 장치(3)에 공급된 증기 S는, 증기 터빈 장치(3)를 구동시킨 후, 복수 공급관(7b)을 통해, 복수기(5)로 공급된다. 그리고, 복수기(5)에 있어서 응축된 응축수는, 급수 펌프(6)에 의해 가압됨으로써, 보일러수 공급관(7c)을 통해, 보일러수로서 보일러(2)에 공급된다.

또한, 상술한 증기 터빈 장치(3)에 의해 발전기(4)가 구동되도록 되어 있다.

도 2 내지 도 9는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈을 도시한 개략 단면도이다. 도 2 내지 도 9에 있어서, (a)는 증기 터빈의 전체를 도시한 개략 단면도, (b)는 제1단 정익을 확대하여 도시한 개략 단면도이다.

또한, 도 2 내지 도 9에 있어서는, 작도의 편의상, 축선 RA에 대하여 일방측(상방측)만 도시하고 있지만, 축선 RA에 대하여 타방측(하방측)에 대해서도, 마찬가지로 구성되어 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈(10)은, 예를 들어 상술한 증기 터빈 플랜트(1)에 있어서의 증기 터빈 장치(3)에 상당하는 것이다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈(10)은, 도 2 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 축선 RA 주위로 회전하는 로터(12)와, 로터(12)를 회전 가능하게 수용하는 케이싱(20)과, 케이싱(20)의 내측 벽부(22)에 고정되는 제1단 정익(42) 및 제1단 정익(42)의 하류측에 있어서 로터(12)에 고정되는 제1단 동익(44)을 포함하는 제1 단락(40)을 구비하고 있다.

케이싱(20)은, 로터(12) 사이에 내측 공간(70)을 획정하는 내측 벽부(22)와, 내측 벽부(22)사이에 후술하는 외측 공간(80)을 획정하는 외측 벽부(24)를 포함하고 있다. 이 내측 공간(70)은, 증기 터빈(10)에 도입된 증기가 고속으로 흐르는 공간이다. 상술한 제1단 정익(42)은, 내측 벽부(22)로부터 로터(12)를 향하여 내측 공간(70)을 횡단하도록, 로터(12)의 직경 방향을 따라서 연장되어 있다. 또한, 상술한 제1단 동익(44)은, 로터(12)로부터 내측 벽부(22)를 향하여 내측 공간(70)을 횡단하도록, 로터(12)의 직경 방향을 따라서 연장되어 있다.

또한, 도 2 내지 9에 나타낸 실시 형태에서는, 증기 터빈(10)은, 그 하류 측으로부터 순서대로(30A, 30B, 30C, 30D 및 30E)의 5개의 단락을 갖고 있다. 각각의 단락(30A 내지 30E)은, 내측 벽부(22)에 고정되는 정익(32a 내지 32e)과, 로터(12)에 고정되는 동익(34a 내지 34e)을 갖고 있다. 정익(32a 내지 32e)의 각각은, 로터(12)의 둘레 방향을 따라 소정의 간격을 두고 복수 마련되어 있다. 또한, 동익(34a 내지 34e)의 각각은, 로터(12)의 둘레 방향을 따라 소정의 간격을 두고 복수 마련되어 있다. 그리고, 도 2 내지 도 6에 나타낸 실시 형태에서는, 최종 단락(30A)보다도 단락 하나만큼 상류측에 위치하고 있는 단락(30B)이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 단락(40)을 구성하고 있다. 또한, 단락(30B)의 정익(32b)이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1단 정익(42)을 구성하고 있다. 도 7, 도 8에 나타낸 실시 형태에서는, 최종 단락(30A)보다도 단락 2개만큼 상류측에 위치하고 있는 단락(30C)이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 단락(40)을 구성하고 있다. 또한, 단락(30C)의 정익(32c)이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1단 정익(42)을 구성하고 있다. 도 9에 나타낸 실시 형태에서는, 최종 단락(30A)이 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 단락(40)을 구성하고 있다. 또한, 단락(30A)의 정익(32a)이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1단 정익(42)을 구성하고 있다.

또한, 도 2 내지 9에 나타낸 실시 형태에 있어서, 로터(12)는, 상술한 제1단 정익(42)과 대면하는 부분에 형성된 오목형의 제1 캐비티(46)를 갖고 있다. 제1 캐비티(46)는, 로터(12)의 전체 둘레에 걸쳐서 연장되는 환 형상을 갖고 있다. 또한, 이 제1 캐비티(46)는, 제1단 정익(42)의 상류측에 있어서 내측 공간(70)과 연통하고 있다. 따라서, 제1 캐비티(46)에는, 내측 공간(70)을 흐르는 증기의 일부가 누설되는 구조로 되어 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈(10)에서는, 상술한 제1단 정익(42)은, 제1 캐비티(46)와 연통하고, 또한, 제1단 정익(42)을 직경 방향(축선 RA에 대하여 대략 직교하는 방향)으로 관통하는 제1단 관통 구멍(50)을 갖고 있다. 그리고, 제1단 관통 구멍(50)의 입구 개구(50a)를 통해 제1 캐비티(46)로부터 도입된 증기가, 제1단 관통 구멍(50)을 흐르도록 구성되어 있다.

이렇게 구성되는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈(10)에서는, 그 제1단 정익(42)은, 입구 개구(50a)를 통해 제1 캐비티(46)로부터 도입된 증기가, 제1단 관통 구멍(50)을 직경 방향 외측을 향하여 흐르도록 구성되어 있다. 제1 캐비티(46)는, 제1단 정익(42)의 상류측에 있어서 내측 공간(70)과 연통되기 때문에, 제1단 관통 구멍(50)에는, 제1단 정익(42)을 통과하여 팽창한 주증기의 온도보다도 고온의 증기가 도입된다. 제1단 관통 구멍(50)에 도입되는 증기의 온도는, 제1단 정익(42)을 통과하여 팽창한 주증기의 온도에 대하여 10 내지 30℃ 정도 고온으로 되어 있다. 이 증기의 온도는, 제1단 정익(42)의 표면에 부착되어 있는 액적을 증발시키기에는 불충분하지만, 제1단 정익(42)의 표면에 액적이 응축되는 것을 방지하기에는 충분한 온도이다.

따라서, 이러한 실시 형태에 따르면, 제1단 정익(42)을 직경 방향으로 관통하는 제1단 관통 구멍(50)을 형성하는 것만의 간단한 구조에 의해 제1단 정익(42)을 가열하고, 제1단 정익(42)의 표면에 응축되는 액적량을 저감함으로써, 제1단 정익(42)보다도 하류측의 영역에 있어서의 습기 손실이나 에로전의 발생을 방지할 수 있게 되어 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 2 내지 8에 도시한 바와 같이, 상술한 제1 단락(40)은, 증기 터빈(10)의 최종 단락(30A)보다도 상류측에 위치하고 있다.

이러한 실시 형태에 따르면, 제1단 정익(42)의 표면에 응축되는 액적량을 저감함으로써, 제1단 정익(42)보다도 하류측의 영역에 있는 최종 단락(30A)에 있어서의 습기 손실이나 에로전을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 10은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈에 있어서의 습기 영역에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 증기 터빈(10)에 있어서, 상술한 제1 단락(40)은, 내측 공간(70)을 흐르는 주증기가 건증기로부터 습증기로 변화하는 변화 위치보다도 하류측의 영역인 습기 영역 Rw에 위치하고, 또한, 습기 영역 Rw에 복수의 단락(30A, 30B)가 있는 경우에는, 습기 영역 Rw에 있어서의 가장 상류측에 위치하는 단락(30B)이다.

도시한 실시 형태에서는, 단락(30B)과 단락(30C) 사이의 위치에서 건조 영역 Rd로부터 습기 영역 Rw에 돌입하고 있다. 또한, 증기 터빈(10)에 따라서는, 건조 영역 Rd로부터 습기 영역 Rw에 돌입하는 위치는, 단락(30C)과 단락(30D) 사이의 위치에서 건조 영역 Rd로부터 습기 영역 Rw에 돌입해도 되고, 단락(30D)과 단락(30E) 사이의 위치에서 건조 영역 Rd로부터 습기 영역 Rw에 돌입해도 되고, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 건조 영역 Rd란, 거기를 흐르는 주증기의 습기가 소정값(예를 들어 3 내지 4％) 미만인 영역을 의미하고, 습기 영역 Rw란, 거기를 흐르는 주증기의 습기가 소정값(예를 들어 3 내지 4％) 이상인 영역을 의미하는 것으로 한다.

이러한 실시 형태에 따르면, 제1단 정익(42)의 표면에 응축되는 액적량을 저감함으로써, 제1단 정익(42)보다도 하류측의 영역에 있어서의 습기 손실이나 에로전을 효과적으로 방지할 수 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 2 내지 9에 도시한 바와 같이, 상술한 제1단 정익(42)은, 내측 벽부(22)로부터 로터(12)를 향하여 연장되는 정익 본체부(43)와, 정익 본체부(43)의 선단부에 마련된 환형의 구획판(45)을 포함하고 있다. 그리고, 상술한 입구 개구(50a)는, 구획판(45)에 형성되어 있다.

일반적으로 정익은, 그 정익 본체부의 선단부에, 주증기가 흐르는 내측 공간(70)과, 로터(12)에 형성되는 오목형의 공간인 캐비티를 구획하는 환형의 구획판을 갖고 있다. 따라서, 이러한 실시 형태에 따르면, 제1단 정익(42)의 구획판(45)에 입구 개구(50a)를 형성함으로써, 이 입구 개구(50a)를 통해, 제1 캐비티(46)로부터 제1단 관통 구멍(50)에 증기를 도입할 수 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 2 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 상술한 구획판(45)은, 구획판(45)과 로터(12) 사이를 시일하는 제1 시일부(47)를 포함하고 있다. 그리고, 상술한 입구 개구(50a)는, 제1 시일부(47)보다도 하류측에 형성되어 있거나, 또는, 로터(12)의 축선 방향에 있어서, 제1 시일부(47)가 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성되어 있다.

도 2, 도 4 내지 도 6, 도 9에 나타낸 실시 형태에서는, 구획판(45)은, 로터(12)의 축선 방향을 따라서 광폭으로 형성되어 있다. 그리고, 제1 시일부(47)는, 구획판(45)의 외주면(45a)에 있어서의 상류 단부에 형성되는 상류측 시일부(47A)로서 구성되어 있고, 입구 개구(50a)는, 제1 시일부(47)(상류측 시일부(47A))보다도 하류측에 형성되어 있다. 그리고, 상류측 시일부(47A)는, 로터(12) 중, 동익(34c)을 지지하는 로터 디스크부(14)에 형성되어 있는 밀봉면(14a) 사이를 시일하고 있다.

또한, 도 3, 도 7, 도 8에 나타낸 실시 형태에서는, 구획판(45)은, 로터(12)의 직경 방향을 따라서 긴 변 방향을 갖고 있다. 그리고, 제1 시일부(47)는, 구획판(45)의 외주면(45a)에 있어서, 제1 캐비티(46)의 저면부(16)과 대향하는 위치에 형성되는 저면측 시일부(47B)로서 구성되어 있다. 그리고, 입구 개구(50a)는, 로터(12)의 축선 방향에 있어서, 제1 시일부(47)(저면측 시일부(47B))가 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성되어 있다. 그리고, 저면측 시일부(47B)는, 제1 캐비티(46)의 저면부(16) 사이를 시일하고 있다.

증기 터빈(10)에는, 내측 공간(70)을 흐르는 주증기가 캐비티에 누설되는 것을 방지하기 위해서, 구획판(45)과 로터(12) 사이를 시일하는 시일부가 형성되는 경우가 있다. 따라서, 이러한 실시 형태에 따르면, 제1 시일부(47)의 적어도 일부를 통과한 누설 증기를 제1단 관통 구멍(50)에 도입하도록 구성함으로써, 대량의 누설 증기가 제1단 관통 구멍(50)에 유입되는 것을 방지하면서, 제1단 정익(42)을 가열할 수 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 상술한 구획판(45)은, 제1 시일부(47)보다도 하류측에 있어서, 구획판(45)과 로터(12) 사이를 시일하는 제2 시일부(48)를 추가로 포함하고 있다. 그리고, 상술한 입구 개구(50a)는, 제2 시일부(48)보다도 상류측에 형성되어 있거나, 또는, 로터(12)의 축선 방향에 있어서, 제2 시일부(48)가 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성되어 있다.

도 4에 도시한 실시 형태에서는, 제2 시일부(48)는, 구획판(45)의 외주면(45a)에 있어서의 하류 단부에 형성되는 하류측 시일부(48A)로서 구성되어 있고, 입구 개구(50a)는, 제2 시일부(48)(하류측 시일부(48A))보다도 상류측에 형성되어 있다. 그리고, 하류측 시일부(48A)는, 로터(12) 중, 동익(34b)를 지지하는 로터 디스크부(14B)에 형성되어 있는 밀봉면(15b) 사이를 시일하고 있다.

또한, 몇몇 실시 형태에서는, 도시하지 않지만, 제2 시일부(48)는, 구획판(45)의 외주면(45a)에 있어서, 제1 캐비티(46)의 저면부(16)와 대향하는 위치에 형성되고, 제1 캐비티(46)의 저면부(16) 사이를 시일하는 저면측 제2 시일부(도시하지 않음)로서 구성되어도 된다. 그리고, 입구 개구(50a)는, 로터(12)의 축선 방향에 있어서, 이 저면측 제2 시일부(도시하지 않음)가 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성되어 있어도 된다.

이러한 실시 형태에 따르면, 상술한 제1 시일부(47)에 첨가하여, 제2 시일부(48)를 형성함으로써, 내측 공간(70)을 흐르는 주증기가 제1 캐비티(46)를 통해 제1단 정익(42)의 하류측으로 누설되는 증기량을 저감할 수 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 2 내지 4에 도시한 바와 같이, 상술한 케이싱(20)은, 내측 공간(70)의 외주측에 형성되는 외측 공간(80)을, 내측 벽부(22) 사이에서 획정하는 외측 벽부(24)를 추가로 포함하고 있다. 상술한 외측 공간(80)은, 로터(12)의 축선 방향에 있어서, 제1단 정익(42)이 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성됨과 함께, 제1단 정익(42)의 하류측에 있어서 내측 공간(70)과 연통하고 있다. 그리고, 상술한 제1단 관통 구멍(50)을 흐른 증기가, 제1단 관통 구멍(50)의 출구 개구(50b)로부터 외측 공간(80)으로 배출되도록 구성되어 있다.

도시한 실시 형태에서는, 제1단 정익(42)을 지지하는 내측 벽부(22)에는, 제1단 관통 구멍(50)의 출구 개구(50b)와 연통하는 벽부측 관통 구멍(52)이 형성되어 있다. 그리고, 제1단 관통 구멍(50)을 흐른 증기는, 제1단 관통 구멍(50)의 출구 개구(50b)로부터, 벽부측 관통 구멍(52)을 통해, 외측 공간(80)에 배출되도록 구성되어 있다.

증기 터빈(10)에는, 내측 공간(70)의 외주측에 외측 공간(80)이 형성되는 경우가 있다. 따라서, 이러한 실시 형태에 따르면, 제1단 관통 구멍(50)을 흐른 증기를 제1단 관통 구멍(50)의 출구 개구(50b)로부터 외측 공간(80)에 배출하는 구성으로 함으로써, 제1 캐비티(46)로부터 제1단 관통 구멍(50)에 계속적으로 증기를 도입할 수 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 5 내지 8에 도시한 바와 같이, 상술한 증기 터빈(10)은, 내측 벽부(22)에 고정되는 제2단 정익(62) 및 제2단 정익(62)의 하류측에 있어서 로터(12)에 고정되는 제2단 동익(64)을 포함하는 제2 단락(60)이며, 제1 단락(40)보다도 하류측에 위치하는 제2 단락(60)을 추가로 구비한다. 상술한 로터(12)는, 제2단 정익(62)과 대면하는 부분에 형성된 오목형의 제2 캐비티(66)이며, 제2단 정익(62)의 상류측에 있어서 내측 공간(70)과 연통하는 제2 캐비티(66)를 갖는다. 이 제2 캐비티(66)는, 로터(12)의 전체 둘레에 걸쳐서 환형으로 형성되어 있다. 상술한 제2단 정익(62)은, 제2 캐비티(66)와 연통하고, 또한, 제2단 정익(62)을 직경 방향으로 관통하는 제2단 관통 구멍(54)을 갖는다. 그리고, 상술한 증기 터빈(10)은, 제1단 관통 구멍(50)과 제2단 관통 구멍(54)을 접속하는 접속 통로(56)를 추가로 구비함과 함께, 제1단 관통 구멍(50)을 흐른 증기가, 접속 통로(56) 및 제2단 관통 구멍(54)을 흘러서, 제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)로부터 제2 캐비티(66)로 배출되도록 구성되어 있다.

도 5, 도 6에 나타낸 실시 형태에서는, 최종 단락(30A)이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제2 단락(60)을 구성하고 있다. 한편, 도 7, 도 8에 나타낸 실시 형태에서는, 최종 단락(30A)보다도 단락 하나만큼 상류측에 위치하고 있는 단락(30B)이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제2 단락(60)을 구성하고 있다.

또한, 도 5에 나타낸 실시 형태에서는, 제2단 정익(62)을 지지하는 내측 벽부(22)에는, 제1단 관통 구멍(50)의 출구 개구(50b)와 연통하는 벽부측 관통 구멍(52)이 형성되어 있다. 또한, 제2단 정익(62)을 지지하는 내측 벽부(22)에는, 제2단 관통 구멍(54)과 연통하는 제2 벽부측 관통 구멍(58)이 형성되어 있다. 그리고, 접속 통로(56)는, 벽부측 관통 구멍(52)과 제2 벽부측 관통 구멍(58)을 연통하는, 외측 공간(80)에 배치된, 접속 관로(56A)로 구성되어 있다.

한편, 도 6 내지 8에 나타낸 실시 형태에서는, 접속 통로(56)는, 내측 벽부(22)의 내부에 형성된 관통 구멍(56B)에 의해 구성된다.

제1단 정익(42)을 가열한 후의 증기의 온도는, 제1단 동익(44)에 대하여 일을 하고, 또한, 제2단 정익(62)을 통과하여 팽창한 주증기의 온도보다도 높고, 제2단 정익(62)의 표면에 액적이 응축되는 것을 방지하기에는 충분한 온도를 갖고 있다. 따라서, 이러한 실시 형태에 따르면, 제1단 정익(42)을 가열한 후의 증기를 제2단 관통 구멍(54)에 도입함으로써, 제2단 정익(62)을 가열하여, 제2단 정익(62)의 표면에 응축되는 액적량을 저감할 수 있다.

또한, 이러한 실시 형태에 따르면, 이하에 설명하는 바와 같이, 내측 공간(70)에 있어서의 제2단 정익(62)의 상류측에서 제2 캐비티(66)에 유입되는 누설 유량을 저감할 수도 있다.

도 11은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈에 있어서, 제2 캐비티를 흐르는 누설 증기량에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

도 11에 도시한 바와 같이, 제2 캐비티(66)로부터 내측 공간(70)에 있어서의 제2단 정익(62)의 하류측에 유출하는 증기 유량 Q2는, 내측 공간(70)에 있어서의 제2단 정익(62)의 상류측에서 제2 캐비티(66)에 유입되는 누설 유량 Q1과, 제2단 관통 구멍(54)을 흘러서 제2 캐비티(66)에 배출되는 증기 유량 Q3을 합계한 유량이 된다(Q2=Q1+Q3). 여기서 Q2는, 제2 캐비티(66) 내의 압력 P3과, 내측 공간(70)에 있어서의 제2단 정익(62)의 하류측의 압력 P2의 차압(ΔP=P3-P2)에 의해 결정되지만, 이 압력차 ΔP는, 제2단 관통 구멍(54)으로부터 제2 캐비티(66)에 증기가 유입되어도 크게는 변화하지 않는다. 따라서, 제2단 관통 구멍(54)을 흐른 증기를 제2 캐비티(66)로 배출함으로써, 그만큼, 내측 공간(70)에 있어서의 제2단 정익(62)의 상류측에서 제2 캐비티(66)에 유입되는 누설 유량 Q1을 저감할 수 있다. 또한, 예를 들어 제2단 정익(62)의 구획판(65)과 로터(12) 사이에 시일부를 마련함으로써, 상술한 Q2를 적절하게 관리할 수도 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 5 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 상술한 제1 단락(40)과 제2 단락(60)은 연속되는 단락이다. 즉, 제1 단락(40)은, 제2 단락(60)보다도 단락 하나만큼 상류측에 위치하고 있다.

이러한 실시 형태에 따르면, 제1 단락(40)의 정익(42)과, 제1 단락(40)의 하류측에 연속되여 마련되어 있는 제2 단락(60)의 정익(62)을, 하나의 증기 경로에 의해 가열할 수 있다.

또한, 몇몇 실시 형태에서는, 도시하지 않지만, 제1 단락(40)은, 제2 단락(60)보다도 단락 2개분 이상, 상류측에 위치하고 있어도 된다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 11에 도시한 것 같이, 상술한 제1단 관통 구멍(50)의 입구 개구(50a)의 면적을 A1, 접속 통로(56)의 유로 면적을 A2, 제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)의 면적을 A3으로 한 경우에, A3>A1, A2이다. 즉, 제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)의 면적 A3은, 제1단 관통 구멍(50)의 입구 개구(50a)의 면적 A1 및 접속 통로(56)의 유로 면적 A2보다도 크게 되어 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 제1단 관통 구멍(50)은, 그 입구 개구(50a)로부터 출구 개구(50b)에 걸쳐서 동일한 면적을 갖고 있어도 된다. 또한, 접속 통로(56)는, 그 전체 길이에 걸쳐서 동일한 유로 면적을 갖고 있어도 된다. 또한, 제2단 관통 구멍(54)은, 그 입구 개구(54a)로부터 출구 개구(54b)에 걸쳐서 동일한 면적을 갖고 있어도 된다. 또한, 벽부측 관통 구멍(52)은, 그 전체 길이에 걸쳐서 제1단 관통 구멍(50)과 동일한 면적을 갖고 있어도 된다. 제2 벽부측 관통 구멍(58)은, 그 전체 길이에 걸쳐서 접속 통로(56)의 유로 면적과 동일한 면적을 갖고 있어도 된다.

제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)로부터 배출되는 증기량은, 주로 제1단 관통 구멍(50)의 입구 개구(50a)의 면적 A1이나 접속 통로(56)의 유로 면적 A2에 의해 규정되는 바, 상술한 실시 형태에서는, 제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)의 면적 A3은, 제1단 관통 구멍(50)의 입구 개구(50a)의 면적 A1 및 접속 통로(56)의 유로 면적 A2보다도 크게 되어 있다. 따라서, 이러한 실시 형태에 따르면, 제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)로부터 제2 캐비티(66)에 배출되는 증기의 유속이 과대해지는 것을 방지할 수 있기 때문에, 제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)로부터 배출되는 증기에 의해 제2 캐비티(66)의 벽면(로터(12)의 외주면)에 에로전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 12는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈에 있어서의 제2단 관통 구멍의 출구 개구에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 상술한 제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)는, 로터(12)의 축선 방향을 따른 단면에서 보아, 제2 캐비티(66)의 저면부(18)에 있어서의 최심부(18P)를 향하여 개구되어 있다.

도시한 실시 형태에서는, 제2단 정익(62)은, 내측 벽부(22)로부터 로터(12)를 향하여 연장되는 정익 본체부(63)와, 정익 본체부(63)의 선단부에 마련된 환형의 구획판(65)을 포함하고 있다. 그리고, 상술한 출구 개구(54b)는, 구획판(65)의 외주면(65a)에 형성되어 있다.

또한, 몇몇 실시 형태에서는, 출구 개구(54b)는, 출구 개구(54b)의 중심 위치를 통과하고, 또한, 제2단 관통 구멍(54)의 중심선의 연장선 상을 따라 연장되는 연장 라인 L1이, 제2 캐비티(66)의 저면부(18)에 있어서의 로터(12)의 중심선과의 거리가 가장 짧아지는 최심부(18P)의 근방(도시한 실시 형태에서는, 최심부(18P)의 중심)을 통과하도록 구성되어 있다.

이러한 실시 형태에 따르면, 제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)로부터 배출되는 증기가 제2 캐비티(66)의 저면부(18)에 충돌할 때까지의 거리를 길게 함으로써, 출구 개구(54b)로부터 배출되는 증기에 의해 제2 캐비티(66)의 저면부(18)(로터(12)의 외주면)에 에로전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 상술한 제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)는, 로터(12)의 회전 방향 R의 하류측을 향하여 개구되어 있다.

도 12의 (b)는, 로터(12) 및 제2단 정익(62)의 구획판(65)을, 로터(12)의 축선 방향을 따라서 시인한 도면이고, 로터(12)가 좌회전(반시계 방향)으로 회전하고 있는 상태를 나타내고 있다. 그리고, 제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)는, 로터(12)의 회전 중심(도시하지 않음)을 통과하는 반경 방향선 L2에 대하여 지면 좌측을 향하여 개구되어 있다.

이러한 실시 형태에 따르면, 제2단 관통 구멍(54)의 출구 개구(54b)로부터 배출되는 증기가 제2 캐비티(66)의 저면부(18)에 충돌할 때까지의 상대 거리(시간)를 길게 함으로써, 출구 개구(54b)로부터 배출되는 증기에 의해 제2 캐비티(66)의 저면부(18)(로터(12)의 외주면)에 에로전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 상술한 제1 단락(40)은, 증기 터빈(10)의 최종 단락(30A)보다도 상류측에 위치하고 있다. 최종 단락(30A)은, 내측 벽부(22)에 고정되는 최종단 정익(32a) 및 최종단 정익(32a)의 하류측에 있어서 로터(12)에 고정되는 최종단 동익(34a)을 포함하고 있다. 로터(12)는, 최종단 정익(32a)과 대면하는 부분에 형성된 오목형의 최종단 캐비티(86)이며, 최종단 정익(32a)의 상류측에 있어서 내측 공간(70)과 연통하는 최종단 캐비티(86)를 갖고 있다. 최종단 정익(32a)은, 최종단 캐비티(86)와 연통하고, 또한, 최종단 정익(32a)을 직경 방향으로 관통하는 최종단 관통 구멍(90)을 갖고 있다. 그리고, 최종단 캐비티(86)의 입구 개구(90a)로부터 도입된 증기가 최종단 관통 구멍(90)을 흐르도록 구성되어 있다.

도시한 실시 형태에서는, 최종단 정익(32a)은, 내측 벽부(22)로부터 로터(12)를 향하여 연장되는 정익 본체부(93)와, 정익 본체부(93)의 선단부에 마련된 환형의 구획판(95)을 포함하고 있다. 그리고, 상술한 출구 개구(90a)는, 구획판(95)의 외주면(95a)에 형성되어 있다.

또한, 도시한 실시 형태에서는, 최종단 정익(32a)(정익 본체부(93))을 지지하는 내측 벽부(22)의 내부에는, 최종단 관통 구멍(90)과 연통하는 환형의 최종단 환형 공간(97)이 형성되어 있다. 이 최종단 환형 공간(97)에 증기를 도입함으로써, 내측 벽부(22)의 표면이 가열되어, 내측 벽부(22)의 표면에 있어서 액적이 응축되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 최종단 관통 구멍(90)을 흘러서 최종단 환형 공간(97)에 유입된 증기는, 외측 관통 구멍(99)을 통해 배기실(100)로 배출된다.

이러한 실시 형태에 따르면, 상술한 제1단 정익(42)을 가열하는 것에 의한 제1단 정익(42)보다도 하류측의 영역에 있어서의 습기 손실이나 에로전을 방지할 수 있는 효과 외에, 최종단 캐비티(86)로부터 최종단 관통 구멍(90)에 도입한 증기에 의해 최종단 정익(32a)을 가열함으로써, 최종단 정익(32a)의 표면에 응축되는 액적량을 저감함으로써, 최종단 동익(34a)에 있어서의 습기 손실이나 에로전의 발생을 방지할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 최종단 정익을 도시한 단면도이다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 13에 도시한 바와 같이, 상술한 최종단 정익(32a)(도 8의 정익 본체부(93), 또는 도 9의 정익 본체부(43))은, 판형의 배면부(93a)와, 배면부(93a) 사이에서 공동부(96)를 획정하는 판형의 배면부(93b)로 이루어지는 단면 중공형으로 형성되어 있다. 최종단 정익(32a)의 배면부(93a)에는, 공동부(96)와 연통하는 슬릿(93s)(도 8 및 도 9를 참조)이 형성되어 있다. 그리고, 최종단 정익(32a)은, 슬릿(93s)과 연통하는 습분 제거 유로(94)와, 최종단 관통 구멍(90)에 공동부(96)를 분할하는 분할판(98)을 포함하고 있다.

이러한 실시 형태에 따르면, 상술한 최종단 정익(32a)은, 판형의 배면부(93a)와, 배면부(93a) 사이에서 공동부(96)를 획정하는 판형의 배면부(93b)로 이루어지는, 소위 판금 정익으로서 구성되어 있다. 이러한 판금 정익은, 종래의 주조제의 정익보다도 열 용량이 작기 때문에, 최종단 관통 구멍(90)에 증기를 흘림으로써, 최종단 정익(32a)에 대하여 높은 가열 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이러한 실시 형태에 따르면, 최종단 정익(32a)의 배면부(93a)에, 공동부(96)와 연통하는 슬릿(93s)이 형성되어 있기 때문에, 최종단 정익(32a)의 배면부(93a)의 표면을 흐르는 액적을 슬릿(93s)에 의해 제거할 수 있다. 게다가, 최종단 정익(32a)의 공동부(96)는, 분할판(98)에 의해 슬릿(93s)과 연통하는 습분 제거 유로(94)와, 최종단 관통 구멍(90)으로 분할되어 있기 때문에, 슬릿(93s)에 의해 액적을 제거하는 것과, 최종단 정익(32a)을 가열하는 것의 양쪽을 동시에 실현할 수 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 13에 도시한 바와 같이, 상술한 최종단 정익(32a)의 배면부(93b) 중, 스로트 S의 위치보다도 하류측을 과냉각 배면부(93b1)라고 정의한 경우에, 최종단 관통 구멍(90)은, 최종단 정익(32a)의 내부에 있어서, 과냉각 배면부(93b1)에 면하도록 형성된다.

여기서 스로트 S는, 둘레 방향으로 인접하는 한 쌍의 최종단 정익(32a, 32a) 간에 있어서의 최소 거리를 형성하는 부분을 의미하고 있고, 한쪽의 최종단 정익(32a)의 후측 가장자리(93c)로부터 다른 쪽의 최종단 정익(32a)의 배면부(93b)에 대하여 수선을 그은 위치이다.

또한, 최종단 관통 구멍(90)은, 과냉각 배면부(93b1)의 전체 길이에 걸쳐서 면하고 있어도 되고, 과냉각 배면부(93b1)의 전체 길이의 적어도 일부에 대하여 면하고 있어도 된다.

본 발명자가 예의 검토한 바에 의하면, 둘레 방향으로 인접하는 최종단 정익(32a, 32a) 간을 통과하는 주증기는, 스로트 S의 위치에서 하류측에 있어서 팽창하고, 이에 의해 온도가 저하된다. 즉, 최종단 정익(32a)에 있어서, 가장 액적이 응축되는 부분은, 최종단 정익(32a)의 배면부(93b) 중, 스로트 S의 위치보다도 하류측의 부분이다. 따라서, 이러한 실시 형태에 따르면, 가장 액적이 응축되는 부분인 과냉각 배면부(93b1)에 면하도록 최종단 관통 구멍(90)을 형성함으로써, 최종단 정익(32a)의 표면에 응축되는 액적량을 효과적으로 억제할 수 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 상술한 제1단 정익(42)을 지지하는 내측 벽부(22)의 내부에는, 제1단 관통 구멍(50)과 연통하는 환형의 제1단 환형 공간(57)이 형성되어 있다.

도시한 실시 형태에서는, 제1단 환형 공간(57)은, 로터(12)의 축선 방향에 있어서, 제1단 정익(42)이 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성되어 있다. 그리고, 제1단 관통 구멍(50)을 흘러서 제1단 환형 공간(57)에 유입된 증기는, 외측 관통 구멍(59)을 통해 배기실(100)에 배출된다.

액적의 응축은, 제1단 정익(42)의 표면뿐만 아니라, 케이싱(20)의 내측 벽부(22)의 표면에서도 발생하는 경우가 있다. 케이싱(20)의 내측 벽부(22)의 표면에서 액적이 응축되면, 그 액적이 하류측으로 비산하여, 상술한 습기 손실이나 에로전을 발생시킬 우려가 있다. 따라서, 이러한 실시 형태에 따르면, 제1단 관통 구멍(50)을 흐른 증기를 제1단 환형 공간(57)에 흘려서 내측 벽부(22)를 가열함으로써, 내측 벽부(22)의 표면에 응축되는 액적량을 억제할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 증기 터빈의 제1단 정익을 도시한 단면도이다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 상술한 제1단 정익(42)은, 판형의 배면부(43a)와, 배면부(43a) 사이에서 공동부(106)를 획정하는 판형의 배면부(43b)로 이루어지는 단면 중공형으로 형성되어 있다.

이러한 실시 형태에 따르면, 상술한 제1단 정익(42)(도 2 내지 도 9의 정익 본체부(43))은, 판형의 배면부(43b)와, 배면부 사이에서 공동부를 획정하는 판형의 배면부(43b)로 이루어지는, 소위 판금 정익으로서 구성되어 있다. 이러한 판금 정익은, 종래의 주조제의 정익보다도 열 용량이 작기 때문에, 제1단 관통 구멍(50)에 증기를 흘림으로써, 제1단 정익(42)에 비하여 높은 가열 효과를 얻을 수 있다.

몇몇 실시 형태에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 상술한 제1단 정익(42)은, 제1단 관통 구멍(50)과, 제1단 관통 구멍(50) 이외의 공간(51)으로 분할되는 분할판(108)을 포함하고 있다. 그리고, 제1단 정익(42)의 배면부(43b) 중, 스로트 S의 위치보다도 하류측을 과냉각 배면부(43b1)라고 정의한 경우에, 제1단 관통 구멍(50)은, 제1단 정익(42)의 내부에 있어서, 과냉각 배면부(43b1)에 면하도록 형성되어 있다.

여기서 스로트 S란, 둘레 방향으로 인접하는 한 쌍의 제1단 정익(42, 42) 간에 있어서의 최소 거리를 형성하는 부분을 의미하고 있고, 한쪽의 제1단 정익(42)의 후측 가장자리(43c)로부터 다른 쪽의 제1단 정익(42)의 배면부(43b)에 대하여 수선을 그은 위치이다.

또한, 제1단 관통 구멍(50)은, 과냉각 배면부(43b1)의 전체 길이에 걸쳐서 면하고 있어도 되고, 과냉각 배면부(43b1)의 전체 길이의 적어도 일부에 대하여 면하고 있어도 된다.

본 발명자가 예의 검토한 바에 의하면, 둘레 방향으로 인접하는 제1단 정익(42) 간을 통과하는 주증기는, 스로트 S의 위치에서 하류측에 있어서 팽창하고, 이에 의해 온도가 저하된다. 즉, 제1단 정익(42)에 있어서, 가장 액적이 응축되는 부분은, 제1단 정익(42)의 배면부(43b) 중, 스로트 S의 위치보다도 하류측의 부분이다. 따라서, 이러한 실시 형태에 따르면, 가장 액적이 응축되는 부분인 과냉각 배면부(43b1)에 면하도록 제1단 관통 구멍(50)을 형성함으로써, 제1단 정익(42)의 표면에 응축되는 액적량을 효과적으로 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기의 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 일탈하지 않는 범위에서의 다양한 변경이 가능하다.

1: 증기 터빈 플랜트
2: 보일러
3: 증기 터빈 장치
4: 발전기
5: 복수기
6: 급수 펌프
7a: 증기 공급관
7b: 복수 공급관
7c: 보일러수 공급관
10: 증기 터빈
12: 로터
14A, 14B: 로터 디스크부
14a, 15b: 밀봉면
16, 18: 저면부
18P: 최심부
20: 케이싱
22: 내측 벽부
24: 외측 벽부
30A 내지 30E: 단락
32a 내지 32e: 정익
34a 내지 34e: 동익
40: 제1 단락
42: 제1단 정익
43, 63, 93: 정익 본체부
44: 제1단 동익
45, 65, 95: 구획판
45a, 65a, 95a: 외주면
46: 제1 캐비티
47: 제1 시일부
47A: 상류측 시일부
47B: 저면측 시일부
48: 제2 시일부
48A: 하류측 시일부
50: 제1단 관통 구멍
50a: 입구 개구
50b: 출구 개구
51: 제1단 관통 구멍 이외의 공간
52: 벽부측 관통 구멍
54: 제2단 관통 구멍
54a: 입구 개구
54b: 출구 개구
56: 접속 통로
56A: 접속 관로
56B: 관통 구멍
57: 제1단 환형 공간
58: 제2 벽부측 관통 구멍
59, 99: 외측 관통 구멍
60: 제2 단락
62: 제2단 정익
64: 제2단 동익
66: 제2 캐비티
70: 내측 공간
80: 외측 공간
86: 최종단 캐비티
90: 최종단 관통 구멍
93s: 슬릿
94: 습분 제거 유로
96, 106: 공동부
97: 최종단 환형 공간
98, 108: 분할판
100: 배기실

Claims

축선 주위로 회전하는 로터와,
상기 로터를 회전 가능하게 수용하는 케이싱과,
상기 케이싱의 내측 벽부에 고정되는 제1단 정익 및 상기 제1단 정익의 하류측에 있어서 상기 로터에 고정되는 제1단 동익을 포함하는 제1 단락을 구비하고,
상기 로터는, 상기 제1단 정익과 대면하는 부분에 형성된 오목형의 제1 캐비티이며, 상기 제1단 정익의 상류측에 있어서, 상기 내측 벽부와 상기 로터 사이에 획정되는 내측 공간과 연통하는 제1 캐비티를 갖고,
상기 제1단 정익은, 상기 제1 캐비티와 연통하고, 또한, 상기 제1단 정익을 직경 방향으로 관통하는 제1단 관통 구멍을 갖고,
상기 제1단 관통 구멍의 입구 개구를 통해 상기 제1 캐비티로부터 도입된 증기가, 상기 제1단 관통 구멍을 흐르도록 구성되는
증기 터빈.
제1항에 있어서, 상기 제1 단락은, 상기 증기 터빈의 최종 단락보다도 상류측에 위치하는 증기 터빈.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 단락은, 상기 내측 공간을 흐르는 주증기가 건증기로부터 습증기로 변화하는 변화 위치보다도 하류측의 영역인 습기 영역에 위치하고, 또한, 상기 습기 영역에 복수의 단락이 있는 경우에는, 상기 습기 영역에 있어서의 가장 상류측에 위치하는 단락인 증기 터빈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1단 정익은, 상기 내측 벽부로부터 상기 로터를 향하여 연장되는 정익 본체부와, 상기 정익 본체부의 선단부에 마련된 환형의 구획판을 포함하고,
상기 입구 개구는, 상기 구획판에 형성되어 있는
증기 터빈.
제4항에 있어서, 상기 구획판은, 상기 구획판과 상기 로터 사이를 시일하는 제1 시일부를 포함하고,
상기 입구 개구는, 상기 제1 시일부보다도 하류측에 형성되어 있거나, 또는, 상기 로터의 축선 방향에 있어서, 상기 제1 시일부가 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성되어 있는 증기 터빈.
제5항에 있어서, 상기 구획판은, 상기 제1 시일부보다도 하류측에 있어서, 상기 구획판과 상기 로터 사이를 시일하는 제2 시일부를 추가로 포함하고,
상기 입구 개구는, 상기 제2 시일부보다도 상류측에 형성되어 있거나, 또는, 상기 로터의 축선 방향에 있어서, 상기 제2 시일부가 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성되어 있는 증기 터빈.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱은, 상기 내측 공간의 외주측에 형성되는 외측 공간을, 상기 내측 벽부 사이에서 획정하는 외측 벽부를 추가로 포함하고,
상기 외측 공간은, 상기 로터의 축선 방향에 있어서, 상기 제1단 정익이 형성되어 있는 영역과 중복되는 위치에 형성됨과 함께, 상기 제1단 정익의 하류측에 있어서 상기 내측 공간과 연통하고,
상기 제1단 관통 구멍을 흐른 증기가, 상기 제1단 관통 구멍의 출구 개구로부터 상기 외측 공간으로 배출되도록 구성되는 증기 터빈.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증기 터빈은, 상기 내측 벽부에 고정되는 제2단 정익 및 상기 제2단 정익의 하류측에 있어서 상기 로터에 고정되는 제2단 동익을 포함하는 제2 단락이며, 상기 제1 단락보다도 하류측에 위치하는 제2 단락을 추가로 구비하고,
상기 로터는, 상기 제2단 정익과 대면하는 부분에 형성된 오목형의 제2 캐비티이며, 상기 제2단 정익의 상류측에 있어서 상기 내측 공간과 연통하는 제2 캐비티를 갖고,
상기 제2단 정익은, 상기 제2 캐비티와 연통하고, 또한, 상기 제2단 정익을 직경 방향으로 관통하는 제2단 관통 구멍을 갖고,
상기 증기 터빈은, 상기 제1단 관통 구멍과 상기 제2단 관통 구멍을 접속하는 접속 통로를 추가로 구비하고,
상기 제1단 관통 구멍을 흐른 상기 증기가, 상기 접속 통로 및 상기 제2단 관통 구멍을 흘러서, 상기 제2단 관통 구멍의 출구 개구로부터 상기 제2 캐비티로 배출되도록 구성되는 증기 터빈.
제8항에 있어서, 상기 제1 단락과 상기 제2 단락은 연속되는 단락인 증기 터빈.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1단 관통 구멍의 입구 개구의 면적을 A1, 상기 접속 통로의 유로 면적을 A2, 상기 제2단 관통 구멍의 출구 개구의 면적을 A3이라 한 경우에, A3>A1, A2인 증기 터빈.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2단 관통 구멍의 출구 개구는, 상기 로터의 축선 방향을 따른 단면에서 보아, 상기 제2 캐비티의 저면부에 있어서의 최심부를 향하여 개구되어 있는 증기 터빈.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2단 관통 구멍의 출구 개구는, 상기 로터의 회전 방향 하류측을 향하여 개구되어 있는 증기 터빈.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단락은, 상기 증기 터빈의 최종 단락보다도 상류측에 위치하고,
상기 최종 단락은, 상기 내측 벽부에 고정되는 최종단 정익 및 상기 최종단 정익의 하류측에 있어서 상기 로터에 고정되는 최종단 동익을 포함하고,
상기 로터는, 상기 최종단 정익과 대면하는 부분에 형성된 오목형의 최종단 캐비티이며, 상기 최종단 정익의 상류측에 있어서 상기 내측 공간과 연통하는 최종단 캐비티를 갖고,
상기 최종단 정익은, 상기 최종단 캐비티와 연통하고, 또한, 상기 최종단 정익을 직경 방향으로 관통하는 최종단 관통 구멍을 갖고,
상기 최종단 캐비티의 입구 개구로부터 도입된 증기가 상기 최종단 관통 구멍을 흐르도록 구성되는 증기 터빈.
제13항에 있어서, 상기 최종단 정익은, 판형의 배면부와, 상기 배면부 사이에서 공동부를 획정하는 판형의 배면부로 이루어지는 단면 중공형으로 형성되고,
상기 최종단 정익의 배면부에는, 상기 공동부와 연통하는 슬릿이 형성되고,
상기 최종단 정익은, 상기 슬릿과 연통하는 습분 제거 유로와, 상기 최종단 관통 구멍에 상기 공동부를 분할하는 분할판을 포함하는 증기 터빈.
제14항에 있어서, 상기 최종단 정익의 배면부 중, 스로트 위치보다도 하류측을 과냉각 배면부라고 정의한 경우에,
상기 최종단 관통 구멍은, 상기 최종단 정익의 내부에 있어서, 상기 과냉각 배면부에 면하도록 형성되는 증기 터빈.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1단 정익을 지지하는 상기 내측 벽부의 내부에는, 상기 제1단 관통 구멍과 연통하는 환형의 제1단 환형 공간이 형성되어 있는 증기 터빈.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1단 정익은, 판형의 배면부와, 상기 배면부 사이에서 공동부를 획정하는 판형의 배면부로 이루어지는 단면 중공형으로 형성되는 증기 터빈.
제17항에 있어서, 상기 제1단 정익은, 상기 제1단 관통 구멍과, 상기 제1단 관통 구멍 이외의 공간에 상기 공동부를 분할하는 분할판을 포함하고,
상기 제1단 정익의 배면부 중, 스로트 위치보다도 하류측을 과냉각 배면부라고 정의한 경우에,
상기 제1단 관통 구멍은, 상기 제1단 정익의 내부에 있어서, 상기 과냉각 배면부에 면하도록 형성되는 증기 터빈.