(57)【要約】【課題】タービン出口排気アニュラスの上側及び下側半分からの流れを垂直方向に分離する排気構成を提供すること。【解決手段】複流蒸気タービン（４０１）用排気構成（４００）は、第１のタービンセクション（３０５）の第１のタービン出口（３１５）の上側部分（３１６）から第１の凝縮器（３３０）への別個の外部排気経路（３２０）と、第１のタービンセクション（３０５）の第１のタービン出口（３１５）の下側部分（３１７）から第１の凝縮器（３３０）への別個の外部排気経路（３２５）とを提供する。また、第２のタービンセクション（４０５）のタービン出口（４１５）の上側部分（４１６）からの個別の外部排気経路（４２０）と、第２のタービンセクション（４０５）のタービン出口（４１５）の下側部分（４１７）からの個別の外部排気経路（４２５）とが提供される。【選択図】      図３Ａ
2010276020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービン（３０１）用の排気構成（３００）であって、当該排気構成が、
第１の凝縮器（３３０）と、
前記第１の凝縮器（３３０）と流体連通した第１のタービン出口（３１５）を含む第１のタービンセクション（３０５）と、
前記第１のタービン出口（３１５）の上側部分（３１６）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（３２０）と、
前記第１のタービン出口（３１５）の下側部分（３１７）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（３２５）と
を備えており、前記第１のタービン出口（３１５）の上側部分（３１６）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（３２０）が、前記第１の凝縮器（３３０）に流体連通して接続され、前記第１のタービン出口（３１５）の下側部分（３１７）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（３２５）が、前記第１の凝縮器（３３０）に流体連通して接続される、排気構成（３００）。
【請求項２】
前記第１のタービン出口（３１５）の上側部分（３１６）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（３２０）が、前記第１の凝縮器（３３０）と流体連通した第１の上側外部排気経路（３２１）と、前記第１の凝縮器（３３０）と流体連通した第２の上側外部排気経路（３２２）とを含んでおり、
前記第１のタービン出口（３１５）の下側部分（３１７）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（３２５）が、前記第１の凝縮器（３３０）への単一の外部排気経路を含む、請求項１記載の蒸気タービン（３０１）用排気構成（３００）。
【請求項３】
前記蒸気タービン（４０１）が、第２の凝縮器（４３０）と流体連通した第２のタービン出口（４１５）を有する複流蒸気タービンを備え、
前記第２のタービン出口（４１５）の上側部分（４１６）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（４２０）が、前記第２の凝縮器（４３０）と流体連通しており、前記第２のタービン出口（４１５）の下側部分（４１７）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（４２５）が、前記第２の凝縮器（４３０）と流体連通している、請求項１又は２記載の蒸気タービン（４０１）用排気構成（４００）。
【請求項４】
前記第２のタービン出口（４１５）の上側部分（４１６）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（４２０）が、
前記第２の凝縮器（４３０）と流体連通した第１の上側外部排気経路（４２１）と、前記第２の凝縮器（４３０）と流体連通した第２の上側外部排気経路（４２２）と、を含み、
前記第２のタービン出口（４１５）の下側部分（４１７）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（４２５）が、前記第２の凝縮器（４３０）への単一の外部排気経路を含む、請求項３記載の蒸気タービン（４０１）用排気構成（４００）。
【請求項５】
前記第１のタービンセクション（３０５）が、第２のタービンセクション（４０５）の最終段蒸気経路（４８０）区域よりも大きな最終段蒸気経路（３８０）区域を有し、
前記第１の凝縮器（３３０）が高真空凝縮器を含み、前記第２の凝縮器（４３０）が低真空凝縮器を含む、請求項４記載の蒸気タービン（４０１）用排気構成（４００）。
【請求項６】
前記第１の凝縮器（３３０）が複数の部分凝縮器（４９０）の一部を含み、前記第２の凝縮器（４３０）が該複数の部分凝縮器（４９０）の一部を含む、請求項５記載の蒸気タービン（４０１）用排気構成（４００）。
【請求項７】
前記第１の凝縮器（３３０）用の冷却水流（３７０）と、前記第２の凝縮器（４３０）用の冷却水流（４７０）とを更に備え、
前記第１の凝縮器（３３０）用の冷却水流（３７０）及び前記第２の凝縮器（４３０）用の冷却水流（４７０）が直列に結合される、請求項６記載の蒸気タービン（４０１）用排気構成（４００）。
【請求項８】
前記第１のタービン出口（３１５）の上側部分（３１６）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（３２０）が、前記第１のタービン出口（３１５）の下側部分（３１７）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（３２５）と流体連通して接続し、前記第１の凝縮器（３３０）への組み合わされた排気経路を形成し、
前記第２のタービン出口（４１５）の上側部分（４１６）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（４２０）が、前記第２のタービン出口（４１５）の下側部分（４１７）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（４２５）と流体連通して接続し、前記第２の凝縮器（４３０）への組み合わされた排気経路を形成する、請求項３記載の蒸気タービン（４０１）用排気構成（４００）。
【請求項９】
前記第１のタービン出口（３１５）に接続された前記第１の上側外部排気経路（３２１）及び前記第２の上側外部排気経路（３２２）が、前記第１のタービン出口（３１５）の下側部分（３１７）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（３２５）と流体連通して接続し、前記第１の凝縮器（３３０）への組み合わされた排気経路を形成し、
前記第２のタービン出口（４１５）に接続された前記第１の上側外部排気経路（４２１）及び第２の上側外部排気経路（４２２）が、前記第２のタービン出口（４１５）の下側部分（４１７）に接続された少なくとも１つの外部排気経路（４２５）と流体連通して接続し、前記第２の凝縮器（４３０）への組み合わされた排気経路を形成する、請求項４記載の蒸気タービン（４０１）用排気構成（４００）。
【請求項１０】
前記複流蒸気タービン（４０１）のロータシャフト（３５０）／（４５０）と回転可能に接続された共通ロータシャフト（６５０）を含む高圧タービン及び中圧タービン（６０１）のうちの少なくとも１つを更に備え、
前記高圧タービン及び中圧タービン（６０１）のうちの少なくとも１つが、前記共通ロータシャフト（６５０）に提示される推力（６６０）を生成し、
前記複流蒸気タービン（４０１）の第１のタービンセクション（３０５）が、前記複流蒸気タービン（４０１）の第２のタービンセクション（４０５）の最終段蒸気経路区域（４８０）よりも大きな最終段蒸気経路区域（３８０）を含み、これにより、組み合わされて、前記共通シャフト（６５０）に対し定格動作条件で正味推力を実質的に平衡化する推力（４９５）を生成する、請求項９記載の蒸気タービン（４０１）用排気構成（４００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的に蒸気タービンに関し、より具体的には、蒸気タービン排気構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸方向タービンからの排気蒸気の吐出、例えば、この排気蒸気の凝縮器への吐出では、蒸気の流れを可能な限り滑らかに提供し、渦流の集積によるエネルギー損失並びにこのような流れの乱流及び不均一性を最小限にすることが望ましい。通常、タービンからの排気は、排気フードに配向され、ここからタービンの軸線に本質的に垂直な方向でフードの吐出開口を通って凝縮器に入る。タービンの排気部における軸方向流から排気フードにおける半径方向流への円滑な移行、更に、これからこのフードの吐出開口での凝縮器への円滑な流れを達成することが望ましい。
【０００３】
軸流タービンなどと共に使用するのに有効な排気フードの構成において、利用される何れかのガイド手段内での加速度損失を避けることが望ましく、更に、タービンにおいてエネルギーを最も効率的に変換するため及び接続される凝縮器に排気蒸気を効率的に供給するために排気フードの吐出開口で比較的均一な流れ分布を得ることが望ましい。
【０００４】
また、最終段バケットの出口平面において比較的均一な円周方向及び半径方向の圧力分布を達成することにより、タービンからの排気の前にタービンの最終段バケットにおいて最適な効率を達成するのが望ましい。通常は、可能な限り軸方向長さの短いフードを利用して、タービントレインの軸方向サイズを制限するようにしながらこれらの成果を得るようにする試みがなされてきた。
【０００５】
従来技術では、タービンに接続された排気ダクトにおいて、蒸気の軸方向流れをほぼ半径方向流れに効果的に変えるために円滑に湾曲した表面を有するベーンを利用していた。タービンからの排気の軸方向流れを半径方向流れに変換するこのような構成の実施例は、Ｃｈｒｉｓｔ他による米国特許第３５５２８７７号で示されている。Ｈｅｒｚｏｇによる米国特許第４０１３３７８号などの軸流タービンの従来技術における排気フードの別の開発では、流れを更に円滑にするためにベーンの複数のセットを組み込んでいる。排気フードは、最終段バケットに隣接するタービンに接続された排気ダクトに配列されるガイドベーンの第１のセットを含む。これらのベーンは、蒸気流の軸方向からほぼ半径方向への比較的円滑な移行を可能にするよう湾曲している。ガイドリングは、ガイドベーンの第１のセットを円周方向に囲み、複数の２次ベーンは、このガイドベーンの周りに円周方向に間隔を置いて配置される。ベーンの第１のセットから２次ベーンに半径方向に吐出される蒸気は、２次ベーンによって排気フードの吐出開口に配向される。２次ベーンは、ガイドリングの周りに実質的に等間隔で配置され、これらのベーンから様々な角度の蒸気の吐出を生じるよう様々な角度で湾曲している。吐出角は、最終段バケットの出口平面にわたり、及び吐出開口の平面にわたり実質的に均一な流れ分布を得るように排気フードの吐出開口に向けて蒸気を配向するよう選択される。しかしながら、このようなベーンは、流れ条件の１つのセットについて最適化することができるが、他の流れでは著しく有効性が低い状態で作動している可能性がある。
【０００６】
例えば、ディフューザは蒸気タービンにおいて一般的に利用される。有効なディフューザは、タービン効率及び出力を改善することができる。残念ながら、このようなタービンに存在する複雑な流れパターン並びにスペース制限により生じる設計問題により、完全に効果的なディフューザの設計がほとんど不可能になる。多くの場合、その結果として、流れ面積の増大により蒸気速度が低下するので、静圧を上昇させるディフューザの能力を完全に又は部分的に無効にする流れ剥離が生じることになる。軸方向蒸気タービンと共に使用される下向きの排気フードでは、ディフューザ吐出から排気フード吐出への損失は、最上部から最下部まで変化する。最上部では、流れの大部分は１８０度転回して、ディフューザ及び内側ケーシングの上に置かれ、次いで下方に転回される。従って、最上部での圧力は、側部におけるよりも大きく、該側部の圧力は最下部におけるよりも大きい。
【０００７】
排気フードの機能に更に付加される複雑な問題は、二重流低圧蒸気タービンなどの二重流蒸気タービンにおいて対向するタービンセクションから個別の凝縮器への排気処理の課題である。複数の圧力凝縮器が一般的に使用され、これらは２つの基本的な理由から熱消費率を改善する。これら凝縮器は低い平均背圧をもたらし、凝縮器から出る凝縮物は単一の圧力凝縮器よりも高い温度を有する。複数の圧力ユニットの背圧は、凝縮器の単位長さ当たりの排熱がより均一である理由からより低くなる。熱力学的には、これは、より低い平均温度差で、すなわちより効率的に伝達されることを意味する。凝縮器への複数の流路を備えた複流蒸気タービンは公知である（Ｎｉｓｈｉｏｋａ、米国特許第４３０６４１８号）。
【０００８】
従来、二重軸流蒸気タービンの対向するセクションは、該対向するセクションを囲む共通の排気フードに排気し、次いで共通の凝縮器に排気する。複数の凝縮器の個別のセクションの個々の凝縮器への排気のために、排気フードを第１のタービンセクション及び第２のタービンセクションの各々に分割するバッフルを利用することは公知である。このバッフル処理は更に、凝縮器を個別のセクションに分割し、凝縮器の各個別のセクションは、排気フードの分割セクションの１つと流体連通している。従って、対向するタービンセクションは、異なる作動圧力で個別の凝縮器セクションに排気することができる（Ｓｉｌｖｅｒｓｔｒｉ他、米国特許第４５５７１１３号を参照）。
【０００９】
更に、複数蒸気タービンの対向するセクションの各々において出口からの排気流に垂直分割プレートを設けて、分割流を個別の凝縮器に配向することは公知である。より具体的には、垂直分割プレートは、内側流れガイドと外側流れガイドとの間に流れる流れを、タービン出口（タービンセクションのそれぞれの端部にある）のアニュラスから分離する。別の垂直分割プレートは、軸方向に沿って垂直に排気フードを分離する。次に、垂直に分割された排気フードは、個別の圧力の凝縮器と連通して配置され、タービンセクションからの排気の横方向の分離を可能にすることができる。横方向に分離された排気は、特定の凝縮器に配向することができる。
【００１０】
図１は、蒸気タービンの一部である、複流蒸気タービンの部分切り欠き斜視図を示す。図２は、排気流路を含む複流蒸気タービンの一部を示している。全体的に符号１０で示される蒸気タービンは、複数のタービンバケット１４を装着するロータ１２を含む。内側ケーシング１６はまた、複数のダイアフラム１８を装着するよう示されている。中心に配置されたほぼ半径方向蒸気入口２０は、タービンバケットとタービンの対向する軸方向側部上のステータブレードの各々に蒸気を加えてロータを駆動する。ダイアフラム１８のステータベーン及び軸方向に隣接するバケット１４は、タービンの種々の段を形成して１つの流路とし、更に、図示しない凝縮器に流すためにタービンの最終段から蒸気が排気されることは理解されるであろう。
【００１１】
また、外側排気フード２２が図示されており、該フードは、タービンの内側ケーシング並びに軸受のような他の部品を囲み且つ支持する。タービンは、１つ又はそれ以上の凝縮器に流すために、タービンから出口２６に排気する蒸気を案内する蒸気ガイド２４を含む。タービン、軸受、及び補助部品を支持する排気フードを使用すると、排気蒸気経路が蛇行して圧力損失を生じ易くなり、結果として性能及び効率の低下が生じる。複数の支持構造を排気フード２２内に設け、排気フードを固定して、蒸気排気流を誘導するのを助ける。例示的な支持構造３０は、蒸気タービン１０からの蒸気排気流３５を受け取り且つ配向するよう位置付けられる。蒸気の拡散は、排気フード２２内の容積に制限される。
【００１２】
垂直分割器を備えた上述の従来の排気フード構成は、タービン出口からの排気の横方向分離に対処する。しかしながら、従来の排気フード構成は、タービン出口からの排気流の垂直分割をもたらすことにはならない。従って、タービン出口排気アニュラスの上側及び下側半分からの流れを垂直方向に分離する排気構成を提供することが有利とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第７１１１８３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、タービンセクションの出口と凝縮器との間の蒸気タービンの排気構成に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の態様によれば、蒸気タービン用の排気構成が提供される。排気構成は、第１の凝縮器と、該第１の凝縮器と流体連通した第１のタービン出口を有する第１のタービンセクションとを含む。少なくとも１つの外部排気経路が第１のタービン出口の上側部分に接続され、少なくとも１つの外部排気経路が第１のタービン出口の下側部分に接続される。第１のタービン出口の上側部分に接続された少なくとも１つの外部排気経路は、第１の凝縮器に流体連通して接続され、第１のタービン出口の下側部分に接続された少なくとも１つの外部排気経路は、第１の凝縮器に流体連通して接続される。
【００１６】
本発明の第２の態様によれば、蒸気タービンシステムが提供される。蒸気タービンは、第１のタービン出口を有する第１のタービンセクションと、該第１のタービンセクションの第１のタービン出口と流体連通した第１の凝縮器とを含む。少なくとも１つの外部排気経路が第１のタービン出口の上側部分に接続され、少なくとも１つの外部排気経路が第１のタービン出口の下側部分に接続される。第１のタービン出口の上側部分に接続された少なくとも１つの外部排気経路は、第１の凝縮器に流体連通して接続される。第１のタービン出口の下側部分に接続された少なくとも１つの外部排気経路は、第１の凝縮器に流体連通して接続される。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、蒸気タービンシステムが提供される。蒸気タービンシステムは、第１のタービン出口を有する第１のタービンセクションと、第２のタービン出口を有する第２のタービンセクションとを備えた複流蒸気タービンを含む。高圧タービン、中圧タービン、又はその両方のタービンは、複流蒸気タービンのロータシャフトと回転加納に接続された共通のロータシャフトを含む。第１の凝縮器は、第１のタービンセクションの第１のタービン出口と流体連通して設けられ、第２の凝縮器は、第２のタービンセクションの第２のタービン出口と流体連通して設けられる。
【００１８】
少なくとも１つの外部排気経路は、第１のタービン出口の上側部分に接続され、更に、第１の凝縮器と流体連通して接続される。少なくとも１つの外部排気経路は、第１のタービン出口の下側部分に接続され、更に、第１の凝縮器と流体連通して接続される。少なくとも１つの外部排気経路は、第２のタービン出口の上側部分に接続され、更に、第２の凝縮器と流体連通して接続される。少なくとも１つの外部排気経路は、第２のタービン出口の下側部分に接続され、更に、第２の凝縮器と流体連通して接続される。
【００１９】
本発明のこれら及び他の目的並びに利点は、図面及び添付の請求項を併用しながら本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を詳細に検討することによって完全に理解され認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】蒸気タービンの一部である、複流蒸気タービンの部分切り欠き斜視図。
【図２】排気流路を含む複流蒸気タービンの一部の図。
【図３Ａ】蒸気タービンの第１のセクションからの排気構成についての第１の実施形態の側面図。
【図３Ｂ】蒸気タービンの第１のセクションからの排気構成についての第１の実施形態の端面図。
【図３Ｃ】蒸気タービンの第１のセクションからの排気構成についての第２の実施形態の端面図。
【図４Ａ】複流蒸気タービンの対向する端部からの排気構成についての第３の実施形態の側面図。
【図４Ｂ】複流蒸気タービンの排気構成についての第３の実施形態の端面図。
【図４Ｃ】複流蒸気タービンの排気構成についての第４の実施形態の端面図。
【図５Ａ】複流低圧蒸気タービンから凝縮器への従来の側方排気を示す図。
【図５Ｂ】複流蒸気タービンから側方凝縮器への排気流の第５の実施形態の端面図。
【図６】複流蒸気タービンの正味水力による単流タービンの推力平衡を提供する第６の実施形態の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の以下の実施形態は、タービン排気出口アニュラスの上側半分及び下側半分に対する個別の外部排気ディフューザ経路を提供し、これにより従来の排気フードにより制限されない外部排気経路を通るタービン排気の個別の上側及び下側半分の有利な拡散を可能にし、更に、外部排気経路を複数の凝縮器に排気できるようにすることを含む、多くの利点を有する。
【００２２】
図３Ａは、蒸気タービンの第１のセクションからの排気構成についての第１の実施形態の側面図を示している。タービン排気構成３００は、蒸気タービン３０１の第１のタービンセクション３０５を含み、該蒸気タービンは、図１及び図２で説明されるような、ロータ、ブレード、ダイアフラムケーシング、及び内部蒸気流路を含む。第１のタービンセクション３０５は、ロータにエネルギーを送給する蒸気入口流れ３１０を通し、第１のタービン出口３１５内に排気する。第１のタービン出口３１５は、上側部分３１６及び下側部分３１７を含むことができる。第１のタービン出口３１５の上側部分３１６は、排気蒸気の拡散のために１つ又はそれ以上の外部排気経路に排気することができる。第１のタービン出口３１５の下側部分３１７は、排気蒸気の拡散のために１つ又はそれ以上の外部排気経路に排気することができる。図３Ａは、第１のタービン出口３１５の上側部分３１６から第１の凝縮器３３０への単一の外部排気経路３２０と、第１のタービン出口３１５の下側部分３１７から第１の凝縮器３３０への単一の外部排気経路３２５とを示している。図３Ｂは、蒸気タービンの第１のセクションからの排気構成に対する第１の実施形態の端面図を示す。排気経路３２０及び３２５は、外部のタービンセクション３０５と流体連通することができる。
【００２３】
図３Ｃは、蒸気タービンの第１のセクションから排気構成３４５に対する第２の実施形態の端面図を示す。本明細書では第１のタービン出口３１５の上側部分は、第１の上側部分３１８及び第２の上側部分３１９を含む。第１の上側外部排気経路３２１は、第１の上側部分３１８から排気を引き込み、該排気を第１の凝縮器３３０に送給することができる。第２の上側外部排気経路３２２は、第２の上側部分３１９から排気を引き込み、該排気を第１の凝縮器３３０に送給することができる。単一の外部排気経路３２０を含むこの実施形態では、第１の凝縮器３３０と流体連通した第１のタービン出口３１５の下側部分からの排気を引き込むことができる。図示していないが、別の実施形態は、第１のタービン出口の複数の下側半分と第１の凝縮器との間に複数の外部排気経路を含むことができる。
【００２４】
外部排気経路３２０、３２１、３２２、３２５は、導管の種々の形状及びサイズを含む、蒸気タービンの外部にある排気導管を含むことができる。外部排気経路は、上述のようなタービン出口セクションと第１の凝縮器３３０との間で流体連通して設けられる。外部排気経路は更に、タイ３３５と蒸気タービンから下流側で流体連通して共につなぐことができる。外部排気構成の別の変形形態では、外部排気経路は、第１の凝縮器と流体連通している共通導管に蒸気タービンの外部で併合することができる。
【００２５】
図４Ａは、複流蒸気タービンの対向する端部からの排気構成に対する第３の実施形態の側面図を示す。複流蒸気タービン４０１の排気構成４００は、上述のように、第１のタービンセクション３０５及び関連する排気経路と、第２のタービンセクション４０５及び関連する排気経路を含む。第２のタービンセクション４０５は、図１及び図２に示すように、ロータ、ブレード、ダイアフラム、ケーシング、及び蒸気流路を含むことができる。第２のタービンセクション４０５は、エネルギーをロータ（ロータ）に送給する蒸気入口流れ４１０を通し、第２のタービン出口４１５内に排気する。第２のタービン出口４１５は、上側部分４１６及び下側半分４１７を含むことができる。第２のタービン出口４１５の上側部分４１６は、排気蒸気の拡散のために１つ又はそれ以上の外部排気経路に排気することができる。第２のタービン出口４１５の下側部分４１７は、排気蒸気の拡散のために１つ又はそれ以上の外部排気経路に排気することができる。図４Ａは、第２のタービン出口４１５の上側部分４１６から第２の凝縮器４３０への単一の外部排気経路４２０と、第２のタービン出口４１５の下側部分４１７から第２の凝縮器４３０への単一の外部排気経路４２５とを示している。図４Ｂは、蒸気タービンの第２のセクションからの排気構成に対する第３の実施形態の端面図を示す。図４Ｂは、第１のタービンセクション及び第２のタービンセクションの端面図を表しており、ここで第２のタービンセクションの参照符号は括弧内に提示される。タイ接続４３５は更に、第２のタービン出口４１５から下流側の外部排気経路４２０、４２５を流体連通して接続することができる。更に、タイ接続４３５から下流側では、外部排気経路４２０、４２５が第２の凝縮器４３０への共通の外部排気経路に併合することができる。
【００２６】
図４Ｃは、複流蒸気タービンの排気構成にタイする第３の実施形態の端面図を示している。図４Ｃは、第１のタービンセクション及び第２のタービンセクションの端面図を表し、ここで第２のタービンセクションの参照符号は括弧内に提示される。本明細書では、第２のタービン出口４１５の上側部分は、第１の上側部分４１８及び第２の上側部分４１９を含む。第１の外部排気経路４２１は、第１の上側部分４１８から排気を引き込み、第２の凝縮器４３０に排気を送給することができる。第２の外部排気経路４２２は、第２の上側部分４１９から排気を引き込み、第２の凝縮器４３０に排気を送給することができる。この実施形態において、単一の外部排気経路４２５を含むこの実施形態では、第１の凝縮器４３０と流体連通した第２のタービン出口４１５の下側部分から排気を引き込むことができる。図示していないが、別の実施形態は、第２のタービン出口の複数の下側半分と第２の凝縮器との間に複数の外部排気経路を含むことができる。図４Ｃの端面図はまた、第１のタービンセクションに対する排気構成を表すことができる。
【００２７】
本発明の別の態様において、図４Ｃで表される複流低圧タービンの各端部上の最終段バケットにおいて、異なるアニュラス区域を設けることができる。例えば、図４Ｃにおいて、第１のタービンセクション３０５は、第２のタービンセクション４０５における出口アニュラス区域４８０よりも大きな出口アニュラス区域３８０を含むことができる。大きなアニュラス区域では、第１のタービンセクション３０５は、より小さな出口アニュラス区域を有する第２のタービンセクション４０５よりも大きな出力及び推進力を生成することができる。第１のタービンセクションからの外部排気経路を第１の凝縮器に備えることができ、第２のタービンセクションからの外部排気経路を第２の凝縮器に備えることができ、ここで、それぞれの凝縮器の冷却表面のサイズ決定が既知であり、且つ冷却水の流量及び温度が選択可能であることにより、第１の凝縮器の真空は、第２の凝縮器の真空に比べてより高真空に維持することができる。更に、第１の凝縮器３３０及び第２の凝縮器４３０は、単一の統合凝縮器４９０の一部とすることができる。更にまた、第１の凝縮器３３０を通る冷却水流３７０及びび第２の凝縮器４３０を通る冷却水流４７０は、第１の凝縮器から第２の凝縮器を通って直列に流れることができる。
【００２８】
更にまた、前述の図がタービンの真下に位置付けられる凝縮器への排気を関連付けたのに対し、本発明は、側方排気の吐出を企図することができる点は理解できる。タービンから該タービンに隣接して装着される凝縮器への側方排気吐出は、これらの大型の構成要素の垂直方向の相当な積み重ねを避けるためであることが知られている。図５Ａは、複流低圧蒸気タービン５２０から、発電機５４５と共通の支持構造５４０上に装着された凝縮器５３０への従来の側方排気を示している。従来の側方排気フード５１０は、蒸気タービン５２０からの蒸気排気を凝縮器５３０に配向する。図５Ｂは、複流蒸気タービンから側方凝縮器への排気流の第５の実施形態の端面図を示している。排気フード５５０は、タービン出口５５５を密閉する。タービン出口５５５は、隣接部分５６０と、側方凝縮器（図５Ａ、５３０）との物理的関連で対向部分５６５とを含むことができる。対向部分５６５は更に、第１の対向部分５６６及び第２の対向部分５６７に分割することができる。排気流路５６５は、タービン出口５５５の隣接部分５６０から側方凝縮器５９０まで設けることができる。排気流路５７５は、タービン出口５５５の第１の対向部分５６６から側方凝縮器５９０まで設けることができ、排気経路５８０は、第２の対向部分５６７から側方凝縮器５９０まで設けることができる。
【００２９】
図６は、排気制御により可能にされた複流蒸気タービンの正味推力による単流タービンの推力平衡の側面図を示している。単流タービン６００のロータ６４０は、共通シャフト６５０により複流蒸気タービン４０１のロータ３５０、４５０と機械的に接続される。単流蒸気タービン６０１は、高圧蒸気タービン及び／又は中圧蒸気タービンを含むことができる。単流蒸気タービン６０１は、タービンセクション６０５を備え、該タービンセクションは、図１及び図２で説明するように、ロータ、ブレード、ダイアフラム、ケーシング、及び蒸気流路を含むことができる。タービンセクション６０５は、ロータにエネルギーを送給する蒸気入口流れ６１０を通し、タービン出口６１５内に排気する。ロータ６４０上の単流蒸気タービン６００の蒸気作用によって、共通シャフト６５０上に正味推力をもたらす。複流蒸気タービン４０１内では、蒸気流れ３１０が推力３９０をもたらし、蒸気流れ４１０が推力４９０をもたらす。推力３９９０、４９０は対向する方向にあるので、結果として正味推力４９５が得られ、共通シャフト６５０上のそれぞれのロータを通じて作用される。第１のタービンセクション３０５からの出口アニュラス区域３８０及び第２のタービンセクション４０５からの出口アニュラス区域４８０の選択的サイズ決定により、単流蒸気タービン６００に対する正味推力６００に対して大きさが等しく方向が反対であるように、正味推力４９５を設定可能にすることができる。組み合わされた蒸気単流タービン／蒸気複流タービンに対する平衡推力により、共通シャフト６５０用の大型で高価な推力軸受の必要性が排除される。
【００３０】
本発明の種々の実施形態について説明してきたが、本発明の態様は記載された実施形態の一部のみを含むことができる点を理解されたい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  蒸気ター
ビン
１２  ロータ
１４  バケット
１６  ケーシング
１８  ダイアフラム
２０  蒸気入口
２２  排気フード
２４  蒸気ガイド
２６  出口
３０  支持構造
３５  蒸気排気流
３００  タービン排気構成
３０１  蒸気タービン
３０５  第１のタービンセクション
３１０  入口蒸気流れ
３１５  第１のタービン出口
３１６  上側部分
３１７  下側部分
３１８  第１の上側部分
３１９  第２の上側部分
３２０  上側部分からの外部排気経路
３２１  第１の上側外部排気経路
３２２  第２の上側外部排気経路
３２５  下側部分からの外部排気経路
３３０  第１の凝縮器
３３１  第１の凝縮器の真空
３３５  タイ接続
３８０  最終段蒸気経路区域
３９０  第１のタービンセクションからの推力
４００  タービン排気構成
４０１  蒸気タービン
４０５  第２のタービンセクション
４１０  入口蒸気流れ
４１５  第２のタービン出口
４１６  上側部分
４１７  下側部分
４１８  第１の上側部分
４１９  第２の上側部分
４２０  上側部分からの外部排気経路
４２１  第１の上側外部排気経路
４２２  第２の上側外部排気経路
４２５  下側部分からの外部排気経路
４３０  第２の凝縮器
４３１  第２の凝縮器の真空
４３５  タイ接続
４８０  第２のタービンセクションの最終蒸気経路区域
４９０  第２のタービンセクションの推力
６０１  ＨＰ／ＩＰタービン
６０５  タービンセクション
６１０  ＨＰ／ＩＰ蒸気流れ
６１５  ＨＰ／ＩＰ出口
６４０  ＨＰ／ＩＰロータシャフト
６６０  ＨＰ／ＩＰ推力
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【外国語明細書】
2010276020000001.pdf