(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧蒸気を導く排気室に接続し入口中央部に抽気管と同抽気管へ接続するヒータ管を２本前後方向に並行配置すると共に下方へテーパ状に拡大して前記低圧蒸気を下方へ導く中間胴と、同中間胴下部に接続して同中間胴からの蒸気を冷却し復水させる復水器とからなる蒸気タービンの中間胴及び復水器において、前記２本のヒータ管は、前記排気室と接続する中間胴入口横方向寸法をＸ、同中間胴入口横方向の中心から前記各ヒータ管中心までの距離をＸ1 として、Ｘ1 ／Ｘ＞０．２となるようにそれぞれ配置されることを特徴とする蒸気タービンの中間胴及び復水器。
【請求項２】
低圧蒸気を導く排気室に接続し下方へ向かって横方向がテーパ状に拡大し前記低圧蒸気を下方へ導く中間胴と、同中間胴の下部に接続された復水器とからなり、同復水器は水平配置された管群を多数の支持板で支持し、同支持板は垂直に立設し横方向に所定の間隔を保って配列して前記管群を貫通して支持する構成の蒸気タービンの中間胴及び復水器において、前記復水器の横方向に配列した支持板は、左右両側寄りの特定の１枚がそれぞれ仕切板からなり、同仕切板は前記管群を貫通して支持すると共に前記復水器内壁の前後側壁面及び底壁面と密接し、横方向の側端側と中心側との間を仕切ることを特徴とする蒸気タービンの中間胴及び復水器。
【請求項３】
前記仕切板の横方向の位置は、横方向側端面より同側端面から中心までの距離のほぼ１／３〜１／４の距離となるように配置されることを特徴とする請求項２記載の蒸気タービンの中間胴及び復水器。
【請求項４】
前記仕切板は前記復水器内の底壁面とは密着し、同復水器の前後側壁面との間には所定の隙間を有することを特徴とする請求項２記載の蒸気タービンの中間胴及び復水器。
【請求項５】
前記仕切板の前後両方向の下方隅部には開閉扉が設けられていることを特徴とする請求項２記載の蒸気タービンの中間胴及び復水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸気タービンの中間胴及び復水器に関し、中間胴の抽気管やヒータの配列に工夫をし、又、復水器冷却管群構造に改善を加え、復水器へ流入する蒸気の流れの損失を少なくする構造としたものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の蒸気タービンの中間胴及び復水器の構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図において５０は排気室であり、低圧タービンを出た低温の蒸気が流入する入口である。５１は中間胴であり、低温水が流れるヒータ５４や、ヒータ５４で低温水を加熱するための蒸気を導く抽気管５３が収納される。５２は復水器であり、図示していないが多数の冷却チューブからなる管群が配列し、これら管群は後述するように多数の支持板により支持されている。
【０００３】
上記のような構造において、低圧蒸気タービンを出た低温の蒸気は、排気室５０に入り、中間胴５１を通って復水器５２へ流入し、復水器５２内に配列した多数の冷却用チューブに接して冷却されて復水して下部に溜まり、再びボイラ系へ導かれる。ここで、中間胴５１内部は主に補強管５５、抽気管５３、ヒータ５４、等の構造物が配置されており、前述のように蒸気は上流の排気室５０からの流れが中間胴５１のこれら構造物の間を通り下流の復水器５２へ流れる。近年では排気室５０や、中間胴５１、復水器５２を小型化する傾向にあり、排気室５０の小型化に伴い中間胴５１の入口の平均流速は増加することになり、中間胴５１内の圧力損失レベルがプラント性能に及ぼす影響が無視できなくなってきている。そこで中間胴５１内部の補強部材を簡素化し流路面積の確保を図ると共に、中間胴５１入口、出口間の面積比を拡大し中間胴５１内のディフューザ効果を高めることにより損失の低減を図っている。しかし、中間胴５１入口の流速が増加しているため、中間胴５１広がり部で流れが図中２点鎖線の６０で示すように壁面を沿うように逆流してしまい、領域Ｅでは逆流が生じ、ディフューザ効果が得られず中間胴内部の損失の低減には至っていない。
【０００４】
図７は上記に説明した復水器の一部を示す斜視図であり、図６（ａ）の右半分の部分のみを示している。図示のように復水器５２の内部には多数の支持板６１が平行に配列し、後述するように上下において復水器本体に支持されている。この支持板６１は、それぞれの面に多数のチューブを貫通して管群を支持するものである。又、各支持板６１の下端と復水器５２の底面との間には隙間６２が、又、各支持板６１間には隙間６３が、更に、復水器５２と支持板６１側端部との間には隙間６４，６５が、それぞれ存在し、これら隙間６２〜６５は互いに連通している。
【０００５】
図８は復水器の支持板６１の取付状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図７でも説明したように、多数の支持板６１は平行に配列し、上部は両端に固定された支持材に所定ピッチで吊り下げられ、下端と両側は、それぞれ復水器本体の底面と側面に所定ピッチで支持、固定され、中央部の側端は互いに所定ピッチで連結されている。これら多数の支持板６１により、図示していない水平多段配置しているチューブを貫通して支持している。
【０００６】
上記図８において、低温の蒸気は６０で示すように排気室５０から中間胴５１へ入り、更に復水器５２へ流入するが、復水器５２では各支持板６１間の隙間６３から支持板６１間を流れて底面の隙間６２を通り、両側の隙間６４，６５より上方へ流れて逆流し、中間胴５１まで達していた。このため、本来なら排気室５０からの流れが中間胴５１の壁面を沿うように広がり、圧力回復をすることで損失の低減を図っていたが、逆流により中間胴壁面付近の流れが押し流されて中間胴５１内のディフューザ効果がなく損失の増加を引き起こし、ひいては復水器性能の低下を招く原因となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来の中間胴及び復水器は、排気室５０から中間胴５１へ流入する低温蒸気の流れは復水器５２へ入り、復水器底面の隙間６２から両壁面の隙間６４，６５を通って逆流し、この逆流により中間胴５１の両壁面付近の流れが押し流されて中間胴５１内のディフューザ効果をなくして流れの損失が増加し、復水器性能の低下を招く結果となっており、何らかの対策が望まれていた。
【０００８】
そこで本発明は、中間胴の機器や配管の配列に改良を加え、又、復水器の冷却チューブ支持板間の隙間、支持板と復水器底面との隙間更には復水器両側壁面と支持板との間の隙間をなくするか、又は小さくするような構造とし、中間胴に生ずる逆流をなくするような構造の蒸気タービンの中間胴及び復水器を提供することを課題としてなされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決するために、次の（１）〜（５）の手段を提供する。
【００１０】
（１）低圧蒸気を導く排気室に接続し入口中央部に抽気管と同抽気管へ接続するヒータ管を２本前後方向に並行配置すると共に下方へテーパ状に拡大して前記低圧蒸気を下方へ導く中間胴と、同中間胴下部に接続して同中間胴からの蒸気を冷却し復水させる復水器とからなる蒸気タービンの中間胴及び復水器において、前記２本のヒータ管は、前記排気室と接続する中間胴入口横方向寸法をＸ、同中間胴入口横方向の中心から前記各ヒータ管中心までの距離をＸ1 として、Ｘ1 ／Ｘ＞０．２となるようにそれぞれ配置されることを特徴とする蒸気タービンの中間胴及び復水器。
【００１１】
（２）低圧蒸気を導く排気室に接続し下方へ向かって横方向がテーパ状に拡大し前記低圧蒸気を下方へ導く中間胴と、同中間胴の下部に接続された復水器とからなり、同復水器は水平配置された管群を多数の支持板で支持し、同支持板は垂直に立設し横方向に所定の間隔を保って配列して前記管群を貫通して支持する構成の蒸気タービンの中間胴及び復水器において、前記復水器の横方向に配列した支持板は、左右両側寄りの特定の１枚がそれぞれ仕切板からなり、同仕切板は前記管群を貫通して支持すると共に前記復水器内壁の前後側壁面及び底壁面と密接し、横方向の側端側と中心側との間を仕切ることを特徴とする蒸気タービンの中間胴及び復水器。
【００１２】
（３）前記仕切板の横方向の位置は、横方向側端面より同側端面から中心までの距離のほぼ１／３〜１／４の距離となるように配置されることを特徴とする（２）記載の蒸気タービンの中間胴及び復水器。
【００１３】
（４）前記仕切板は前記復水器内の底壁面とは密着し、同復水器の前後側壁面との間には所定の隙間を有することを特徴とする（２）記載の蒸気タービンの中間胴及び復水器。
【００１４】
（５）前記仕切板の前後両方向の下方隅部には開閉扉が設けられていることを特徴とする（２）記載の蒸気タービンの中間胴及び復水器。
【００１５】
本発明の（１）においては、中間胴上部の２本のヒータ管は中心からの距離Ｘ1 が中間胴入口寸法をＸとし、Ｘ1 ／Ｘ＞０．２となるように従来よりも左右横方向へ拡大配置されている。このような配置により、排気室からの下向きの蒸気の流れとヒータ管とが干渉し、外に広がる方向へ流れの向きが変わる。これにより中間胴の壁面を沿うように流れ剥離域が発生しにくくなり中間胴内のディフューザ効果を高めることが出来、圧力回復を増やすことで損失の低減を図ることが出来る。
【００１６】
本発明の（２）においては、支持板を復水器の横方向両端側の所定位置に配置するので、この支切板により復水器底面から横方向両端側への流れが遮断され、更に、前後方向両端側においても隙間がなく、この間の流れも遮断される。従って従来、これら隙間を通って逆流し中間胴まで達していた流れが遮断され、排気室からの流れはスムーズに中間胴壁面を沿うように流れ中間胴内のディフューザ効果を高めることが出来、圧力回復を増やすことで損失の低減を図る事が出来る。
【００１７】
本発明の（３）では、支持板の位置が横方向の端側面より、同端側面から中心までの距離のほぼ１／３〜１／４の位置に決定され最適化されるので上記（２）の発明の効果が確実に得られるものである。
【００１８】
本発明の（４）では、上記（２）の発明の支切板の前後両端部と復水器の前後側壁面との間には隙間を有するが、中心部は復水器内底壁面と密着して隙間がないので、底面を通る流れは遮断される。これだけでも中心部及び底面を通って逆流する流れがなくなるので、上記（２）の発明よりは性能が低下するが（２）の発明と同様の効果が得られる。
【００１９】
又、本発明の（５）では上記（２）の発明において、仕切板の前後両方向下方隅部には開閉扉を有するので、保守、点検が容易となり、上記（２）の発明の機能がより一層向上するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実施の第１形態に係る蒸気タービンの中間胴及び復水器を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図において、本実施の第１形態においては、符号５０，５１，５２，５３，５４の構造は基本的には図６〜図８に示す従来の構造と同じであり、本発明ではヒータ５４の取付位置を従来と比べて両側に移動し、両側の蒸気が流れる通路を狭くした構造である。
【００２１】
図１において、ヒータ５４は従来はヒータ中心線からＸ0 の位置に配置していたものをＸ1 とし（Ｘ1 ＞Ｘ0 ）、両側に拡大した配置としている。本実施の第１形態では中間胴５１の入口部長さをＸとしてＸ1 ／Ｘ＞０．２の配置とし排気室５０からの下向きの流れと干渉するように配置した。従来は、Ｘ0 ／Ｘ＜０．２であり本発明ではＸ1 をＸ0 よりも大きくしている。その他の復水器５２内の配置は従来と同じである。
【００２２】
上記の実施の第１形態の蒸気タービンの中間胴及び復水器によれば、ヒータ５４を従来と比べ外側に配置することにより排気室５０から流れてくる低温蒸気の下向きの流れが丁度ヒータ５４と干渉し、従来直進していた流れ方向が外側に広がる方向へ流れ、向きが変わる。これにより蒸気の流れは中間胴５１の壁面を沿うように流れ、従来の領域Ｅで発生していた剥離域が発生しにくくなり、中間胴５１内のディフューザ効果を高めることができ、圧力回復を増やすことで損失の低減を図ることができる。
【００２３】
図２は本発明の実施の第２形態に係る蒸気タービンの中間胴及び復水器で、復水器の一部斜視図を示す。図では復水器の一方の側（図１（ａ）の右側）部分を示し、復水器５２には多数の支持板６１が配列しており、水平配置される多数のチューブからなる管群を支持している。支持板６１の途中には支持板間を完全に両側に仕切る仕切板１が設けられる。支切板１は両側が復水器５２の内壁に密着して取付けられ、底面も復水器５２の底面に密着して取付けられ両側、底面の隙間を完全に閉ぐ構成である。
【００２４】
図３は上記に説明した本発明の実施の第２形態に係る仕切板の配置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図では仕切板の好ましい配置例を示し、Ｚ1 を中心からの距離、Ｚ2 を仕切板１の端からの距離とすると、Ｚ2 ／Ｚ1 ＝１／３〜１／４となるように配置とし、これにより蒸気流れの中間胴５１への逆流を防ぐのには最も効果的な配置となるものである。その他の中間胴５１、排気室５０の構造は従来例と同じである。
【００２５】
上記に説明の実施の第２形態によれば、特定の支持板６１を復水器５２内壁面との隙間をなくする仕切板に代える構造とし、仕切板１は復水器５２の両側にそれぞれ中心から１／３〜１／４程度の位置の支持板６１の代わりに設置するようにしたので、従来蒸気の流れが逆流して中間胴５１まで達していた流れが遮断され、排気室５０からの流れは図中７０，７１で示すようにスムーズに中間胴５１の壁面を沿うように流れ中間胴５１内のディフューザ効果を高めることができ、圧力回復を増やすことで損失の低減を図ることができる。
【００２６】
図４は本発明の実施の第３形態に係る蒸気タービンの中間胴及び復水器を示し、復水器の一部斜視図である。図において、本実施の第３形態では、図３，図４の実施の第２形態と同じく、仕切板１１を設けるものであるが、仕切板１１は復水器５２内壁両側には隙間６６，６７（寸法ｔ）を有するもので、その他の構造、配置は図３，図４に示す例と同じである。この仕切板１１は両側には隙間６６，６７を有するもので、この隙間は支持板６１の隙間６４，６５と同程度のものであり、支持板６１の機能を有すると共に中央部、底部の隙間を完全に閉じる構造である。その他の構造は実施の第２形態と同じである。
【００２７】
上記に説明の実施の第３形態によれば、特定の支持板６１を、復水器両内壁面とには隙間６６，６７を有するが、隙間を低減する構造の仕切板１１に代えたもので、その配置は図３と同じ配置としたので、従来、隙間を通って逆流し、中間胴５１まで達していた低温蒸気の流れを実施の第２形態と同様に遮断することができ、排気室５０からの流れはスムーズに中間胴５１の両壁面を沿うように流れ、中間胴５１内のディフューザ効果を高めることができ、圧力回復を増すことで損失の低減を図ることができる。
【００２８】
図５は本発明の実施の第４形態に係る蒸気タービンの中間胴及び復水器で、復水器の一部を示す斜視図である。本実施の第４形態では図２に示す実施の第２形態における仕切板１の両側低部に開閉扉１２，１３を設けた構造の仕切板２１としたものであり、その他の構造は実施の第２形態と同じである。このような仕切板２１とすることにより、復水器の保守、点検時に作業員が仕切板２１で仕切られた両側へ開閉扉等の出入口マンホール１２，１３を開けることにより出入可能となり、保守、点検が容易となるのである。もちろん、通常運転時には開閉扉は閉じて両側を密閉しておく。本実施の第４形態においても、実施の第２形態と同様の効果が得られるものである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の蒸気タービンの中間胴及び復水器は、（１）低圧蒸気を導く排気室に接続し入口中央部に抽気管と同抽気管へ接続するヒータ管を２本前後方向に並行配置すると共に下方へテーパ状に拡大して前記低圧蒸気を下方へ導く中間胴と、同中間胴下部に接続して同中間胴からの蒸気を冷却し復水させる復水器とからなる蒸気タービンの中間胴及び復水器において、前記２本のヒータ管は、前記排気室と接続する中間胴入口横方向寸法をＸ、同中間胴入口横方向の中心から前記各ヒータ管中心までの距離をＸ1 として、Ｘ1 ／Ｘ＞０．２となるようにそれぞれ配置されることを特徴としている。
【００３０】
上記構成により、排気室からの下向きの蒸気の流れとヒータ管とが干渉し、外に広がる方向へ流れの向きが変わる。これにより中間胴の壁面を沿うように流れ剥離域が発生しにくくなり中間胴内のディフューザ効果を高めることが出来、圧力回復を増やすことで損失の低減を図ることが出来る。
【００３１】
本発明の（２）は、低圧蒸気を導く排気室に接続し下方へ向かって横方向がテーパ状に拡大し前記低圧蒸気を下方へ導く中間胴と、同中間胴の下部に接続された復水器とからなり、同復水器は水平配置された管群を多数の支持板で支持し、同支持板は垂直に立設し横方向に所定の間隔を保って配列して前記管群を貫通して支持する構成の蒸気タービンの中間胴及び復水器において、前記復水器の横方向に配列した支持板は、左右両側寄りの特定の１枚がそれぞれ仕切板からなり、同仕切板は前記管群を貫通して支持すると共に前記復水器内壁の前後側壁面及び底壁面と密接し、横方向の側端側と中心側との間を仕切ることを特徴としている。
【００３２】
上記構成により、従来、これら隙間を通って逆流し中間胴まで達していた流れが遮断され、排気室からの流れはスムーズに中間胴壁面を沿うように流れ中間胴内のディフューザ効果を高めることが出来、圧力回復を増やすことで損失の低減を図る事が出来る。
【００３３】
本発明の（３）では、支切板の位置が横方向の端側面より同端側面から中心までの距離のほぼ１／３〜１／４の位置に決定され最適化されるので上記（２）の発明の効果が確実に得られるものである。
【００３４】
本発明の（４）では、上記（２）の発明の仕切板の前後両端部と復水器の前後側壁面との間には隙間を有するが、底面は復水器内底壁面と密着して隙間がないので、底面を通る流れは遮断される。これだけでも底面を通って逆流する流れがなくなるので、上記（２）の発明よりは性能が低下するが（２）の発明と同様の効果が得られる。
【００３５】
又、本発明の（５）では上記（２）の発明において、仕切板の前後両方向下方隅部には開閉扉を有するので、保守、点検が容易となり、上記（２）の発明の機能がより一層向上するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る蒸気タービンの中間胴及び復水器を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明の実施の第２形態に係る蒸気タービンの中間胴及び復水器における復水器管群支持板の一部斜視図である。
【図３】本発明の実施の第２形態に係る蒸気タービンの中間胴及び復水器を示し、（ａ）は復水器の正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の実施の第３形態に係る蒸気タービンの中間胴及び復水器における復水器管群支持板の一部斜視図である。
【図５】本発明の実施の第４形態に係る蒸気タービンの中間胴及び復水器における復水器管群支持板の一部斜視図である。
【図６】従来の蒸気タービンの中間胴及び復水器を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】従来の復水器の管群支持板の一部斜視図である。
【図８】従来の蒸気タービンの中間胴及び復水器を示し、（ａ）は復水器管群支持板の正面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１    仕切板
１２，１３        開閉扉
５０              排気室
５１              中間胴
５２              復水器
５４              ヒータ
６１              支持板
６２〜６７        隙間
【図１】
0003690973.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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