(57)【要約】【課題】ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間の環状開口部の一部の領域が閉止され、作動流体の高温化が可能な軸流タービンを提供する。【解決手段】実施の形態による軸流タービン１０は、複数のノズル構造体２０と複数の動翼構造体４０とを有している。少なくとも一つのノズル構造体２０は、ケーシング１１に支持されたダイアフラム外輪２１と、ダイアフラム外輪２１より内周側に設けられ、ダイアフラム外輪２１との間に周方向に延びる環状開口部２３を形成するダイアフラム内輪２２と、を備えている。環状開口部２３のうち周方向における一部の領域に、ノズルが設けられ、環状開口部２３のうち周方向における他の領域に、閉止部３０が設けられている。閉止部３０は、この他の領域を閉止し、他の領域への作動流体の流入を防止する。閉止部３０に、閉止部３０を冷却する冷却媒体が通流する閉止部媒体通路３３が設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングに支持された複数のノズル構造体と、前記ケーシングに対して回転自在なタービンロータに支持された複数の動翼構造体と、を有し、前記ノズル構造体と前記動翼構造体が、前記タービンロータの軸線方向に交互に配置された軸流タービンにおいて、
複数の前記ノズル構造体のうちの少なくとも一つの前記ノズル構造体は、
前記ケーシングに支持されたダイアフラム外輪と、
前記ダイアフラム外輪より内周側に設けられ、当該ダイアフラム外輪との間に周方向に延びる環状開口部を形成するダイアフラム内輪と、
前記環状開口部のうち周方向における一部の領域に設けられたノズルと、
前記環状開口部のうち周方向における他の領域に設けられた閉止部であって、当該他の領域を閉止し、当該他の領域への作動流体の流入を防止する閉止部と、
前記閉止部に設けられ、当該閉止部を冷却する冷却媒体が通流する閉止部媒体通路と、を備えたことを特徴とする軸流タービン。
【請求項２】
前記閉止部は、前記タービンロータの軸線方向に互いに離間した一対の閉止プレートを有し、
前記閉止プレートの内面または外面に、前記閉止部媒体通路を有する冷却配管が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の軸流タービン。
【請求項３】
前記閉止部は、前記タービンロータの軸線方向に互いに離間した一対の閉止プレートを有し、
一対の前記閉止プレートの間に、閉止空間が形成され、
前記閉止空間が、前記閉止部媒体通路として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸流タービン。
【請求項４】
前記閉止部媒体通路に、冷却媒体を供給する媒体供給管が連結されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軸流タービン。
【請求項５】
前記閉止部媒体通路に、当該閉止部媒体通路から冷却媒体を排出する媒体排出管が連結されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の軸流タービン。
【請求項６】
複数の前記ノズル構造体は、前記閉止部媒体通路をそれぞれ有し、
一の前記ノズル構造体の前記閉止部媒体通路と、他の前記ノズル構造体の前記閉止部媒体通路とは、媒体連通管を介して連結されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の軸流タービン。
【請求項７】
前記閉止部は、前記閉止プレートの周方向端部を連結する端部プレートを更に有し、
前記端部プレートの内面に、当該端部プレートを冷却する冷却媒体が通流する第２の閉止部媒体通路を有する第２の冷却配管が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の軸流タービン。
【請求項８】
前記第２の冷却配管は、前記タービンロータの半径方向に延びていることを特徴とする請求項７に記載の軸流タービン。
【請求項９】
前記ダイアフラム外輪に、当該ダイアフラム外輪を冷却する冷却媒体が通流する外輪媒体通路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の軸流タービン。
【請求項１０】
前記ダイアフラム内輪に、当該ダイアフラム内輪を冷却する冷却媒体が通流する内輪媒体通路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の軸流タービン。
【請求項１１】
前記閉止部は、周方向に分割された複数の閉止部分割体を有し、
前記閉止部媒体通路は、前記閉止部分割体の各々に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の軸流タービン。
【請求項１２】
前記閉止部に、前記閉止部媒体通路内の前記冷却媒体を、当該閉止部の外側に排出する排出孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の軸流タービン。
【請求項１３】
前記閉止部媒体通路に、当該閉止部媒体通路から冷却媒体を排出する媒体排出管が連結され、
前記媒体排出管は、前記ダイアフラム内輪と前記タービンロータとの間の領域に冷却媒体を排出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軸流タービン。
【請求項１４】
燃焼器により生成された燃焼ガスは、作動流体として、流体案内部によって、複数の前記ノズル構造体のうち最も上流側に配置された前記ノズル構造体の前記ノズルに案内され、
前記流体案内部は、シール連結部を介して前記ノズル構造体に連結され、
前記流体案内部は、出口側端部を有し、
前記シール連結部は、前記出口側端部から前記ダイアフラム外輪に延びる外輪側シールプレートと、前記出口側端部から前記ダイアフラム内輪に延びる内輪側シールプレートと、前記出口側端部から前記閉止部の周方向端部に延びる一対の端部側シールプレートと、を含むことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の軸流タービン。
【請求項１５】
窒素を除去することにより空気から酸素を抽出する酸素製造装置と、
燃料と、前記酸素製造装置により抽出された酸素とを燃焼させて、燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼器により生成された燃焼ガスが、作動流体として供給されて回転駆動する請求項１乃至１４のいずれかに記載の前記軸流タービンと、
前記軸流タービンの回転駆動によって発電を行う発電機と、
前記軸流タービンから排出された排出ガスを冷却する冷却器と、
前記冷却器により冷却された排出ガスの水分を分離して除去し、排出ガスを再生する湿分分離器と、
前記湿分分離器により再生された再生ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された再生ガスと、前記軸流タービンから前記冷却器に向う排出ガスとの間で熱交換を行う再生熱交換器と、を備え、
前記再生熱交換器により熱交換された再生ガスの一部が、前記燃焼器に供給され、当該再生ガスの残りが、冷却媒体として前記軸流タービンの前記閉止部媒体通路に供給されることを特徴とする発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、軸流タービンを備えた発電プラントにおいては、発電効率を改善するとともに、ＣＯ２、ＳＯｘ、ＮＯｘ等のガスの発生量を抑制し、地球温暖化の抑制を図ることが望まれている。
【０００３】
蒸気タービンやガスタービン等の軸流タービンを用いる火力発電プラントでは、発電効率を改善するための有効な手法として、軸流タービンに供給される作動流体の温度、すなわちタービン入口温度を上昇させることが行われている。
【０００４】
一方、軸流タービンに流入する作動流体の体積流量が小さい場合、ノズル（静翼）間のスロート面積（最小流路面積）を小さくすることが必要となる。このことにより、設計上、必然的にノズルの翼高さが小さくなる。この場合、ノズル間においては、二次流れが支配的になり、二次損失が増加して、軸流タービンの性能が低下するおそれが生じる。このため、作動流体の体積流量が小さい場合に、タービン性能の低下を抑制しつつ、二次流れの抑制を図ることが困難な場合がある。
【０００５】
ところで、蒸気タービンにおいては、作動流体の体積流量が小さい場合に二次流れの抑制を図るために、いわゆる部分挿入構造が適用されている（例えば、特許文献１参照）。通常、蒸気タービンのダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に形成された環状開口部の全周にわたって複数のノズルが配列されており、作動流体は、この環状開口部を全周にわたって流入されるようになっている。一方、部分挿入とは、この環状開口部の周方向における一部の領域に作動流体を流入させ、他の領域を閉止するという構造である。すなわち、環状開口部の周方向における一部の領域に複数のノズルが配列され、当該環状開口部の他の領域にはノズルを設けることなく、当該他の領域は、作動流体が流入することがないように閉止される。この場合、環状開口部のうち閉止する領域の割合を変えることにより、ノズルの翼高さを高くするように調整することができる。このため、作動流体の体積流量が小さい場合であっても、二次流れの抑制を図り、軸流タービンの性能低下を抑制することができる。このような部分挿入構造は、通常、蒸気タービンの調速段落に好適に用いられるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３０３６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した部分挿入構造は、作動流体の温度が一般に６００℃以下となる蒸気タービンには、比較的困難なく用いることができる。しかしながら、発電効率を改善させるとともにＣＯ２等のガスの発生量を抑制するために作動流体の温度を高くした場合、環状開口部を閉止する閉止部の温度が上昇し、当該閉止部が焼損する可能性が生じる。すなわち、部分挿入構造を有する軸流タービンにおいては、発電効率の改善とＣＯ２等のガスの発生量の抑制を図るために、作動流体の温度を上昇させることが困難になっている。
【０００８】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間の環状開口部の一部の領域が閉止された軸流タービンであって、作動流体の高温化が可能な軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施の形態による軸流タービンは、ケーシングに支持された複数のノズル構造体と、ケーシングに対して回転自在なタービンロータに支持された複数の動翼構造体と、を有している。ノズル構造体と動翼構造体は、タービンロータの軸線方向に交互に配置されている。複数のノズル構造体のうちの少なくとも一つのノズル構造体は、ケーシングに支持されたダイアフラム外輪と、ダイアフラム外輪より内周側に設けられ、当該ダイアフラム外輪との間に周方向に延びる環状開口部を形成するダイアフラム内輪と、を備えている。環状開口部のうち周方向における一部の領域に、ノズルが設けられ、環状開口部のうち周方向における他の領域に、閉止部が設けられている。閉止部は、当該他の領域を閉止し、当該他の領域への作動流体の流入を防止する。閉止部に、当該閉止部を冷却する冷却媒体が通流する閉止部媒体通路が設けられている。
【００１０】
また、実施の形態による発電プラントは、窒素を除去することにより空気から酸素を抽出する酸素製造装置と、燃料と、酸素製造装置により抽出された酸素とを燃焼させて、燃焼ガスを生成する燃焼器と、を備えている。燃焼器により生成された燃焼ガスは、軸流タービンに作動流体として供給されて、当該軸流タービンが回転駆動する。軸流タービンの回転駆動によって、発電機が発電を行う。軸流タービンから排出された排出ガスは、冷却器によって冷却される。冷却器により冷却された排出ガスの水分が、湿分分離器によって分離されて除去され、排出ガスが再生される。湿分分離器により再生された再生ガスは、圧縮機により圧縮される。圧縮機により圧縮された再生ガスと、軸流タービンから冷却器に向う排出ガスとの間で、再生熱交換器により熱交換が行われる。再生熱交換器により熱交換された再生ガスの一部は、燃焼器に供給され、当該再生ガスの残りが、冷却媒体として軸流タービンの閉止部媒体通路に供給される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における発電プラントの全体構成を示す図である。
【図２】図２は、図１の発電プラントで使用される軸流タービンの一例を示す全体図である。
【図３】図３は、図２の軸流タービンの部分断面図である。
【図４】図４は、図３のノズル構造体を、タービンロータの軸線方向から見た図である。
【図５】図５は、図３のノズル構造体の部分斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態における軸流タービンの部分断面図である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施の形態において、閉止部の周方向端部を示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第４の実施の形態において、ノズル構造体を示す部分斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第５の実施の形態において、ノズル構造体を、タービンロータの軸線方向から見た図である。
【図１０】図１０は、本発明の第６の実施の形態における軸流タービンの部分断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第７の実施の形態における軸流タービンの部分断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第８の実施の形態における軸流タービンの部分断面図である。
【図１３】図１３は、図１２のシール連結部を、上流側からみた断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１乃至図５を用いて、本発明の第１の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
【００１３】
まず、図１を用いて、発電プラント１について説明する。
【００１４】
図１に示すように、発電プラント１は、窒素を除去することにより空気から酸素を抽出する酸素製造装置２と、燃焼ガスを生成する燃焼器３と、燃焼器３により生成された燃焼ガスが作動流体として供給されて回転駆動するタービンロータ１２（図２参照）を有する軸流タービン１０と、を備えている。
【００１５】
このうち、燃焼器３には、酸素製造装置２により抽出された酸素が供給されるようになっており、燃焼器３は、この酸素と、燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成するようになっている。燃焼器３において使用される燃料としては、例えば、メタンガス等の窒素を含まない天然ガスを挙げることができる。燃料の燃焼には、窒素を除去した空気、すなわち酸素が使用されることから、燃焼器３において生成される燃焼ガスは、ＣＯ２ガスと水蒸気とを含んでいる。すなわち、燃焼ガスの成分は、ＣＯ２（二酸化炭素）と水になる。このため、燃焼ガスに、ＳＯｘ（硫黄酸化物）やＮＯｘ（窒素酸化物）等のガスが含まれることを抑制できる。
【００１６】
燃焼器３においては、高温の燃焼ガスが生成されるようになっており、例えば、６００℃以上の燃焼ガスが生成されることが好適である。このことにより、発電効率の改善とＣＯ２等のガスの発生量の抑制を図ることができる。なお、燃焼器３には、後述する再生熱交換器５から、当該再生熱交換器５において加熱された再生ガス（具体的には、ＣＯ２ガス、すなわち、ＣＯ２を成分とするガス）の一部が供給され、この供給された再生ガスとともに燃料の燃焼が行われるようになっている。
【００１７】
燃焼器３により生成された燃焼ガスは、作動流体として軸流タービン１０に供給され、後述する動翼４１（図３参照）に対して仕事を行い、タービンロータ１２を回転駆動する。軸流タービン１０のタービンロータ１２には、発電機４が連結されており、タービンロータ１２が回転駆動することによって発電機４が発電を行う。
【００１８】
軸流タービン１０において仕事を行った燃焼ガスは、排出ガスとして軸流タービン１０から排出される。なお、排出ガスは、ＣＯ２ガスと水蒸気とを含んでいる。すなわち、排出ガスの成分も、ＣＯ２と水になる。排出ガスは、軸流タービン１０の下流側に設けられた再生熱交換器５に供給される。また、再生熱交換器５には、後述するＣＯ２ポンプ（圧縮機）８から、比較的低温の再生ガスが供給されるようになっている。このことにより、再生熱交換器５において、再生ガスと排出ガスとが熱交換を行い、比較的高温の排出ガスは冷却される。
【００１９】
再生熱交換器５の下流側には、冷却器６が設けられている。この冷却器６には、再生熱交換器５から冷却された排出ガスが供給され、冷却器６は、この排出ガスを更に冷却する。
【００２０】
冷却器６の下流側には、湿分分離器７が設けられている。この湿分分離器７には、冷却器６により冷却された排出ガスが供給され、湿分分離器７は、この排出ガスの水分を分離して除去する。このことにより、ＣＯ２と水とを成分とする排出ガスから水分が除去され、排出ガスが再生される。すなわち、排出ガスは、ＣＯ２を成分とするガスとして再生ガスに再生される。
【００２１】
湿分分離器７の下流側には、ＣＯ２ポンプ８が設けられている。このＣＯ２ポンプ８には、湿分分離器７により再生された再生ガスが供給され、ＣＯ２ポンプ８は、この再生ガスを圧縮して、再生ガスの圧力が高められる。
【００２２】
圧縮された再生ガスは、上述した再生熱交換器５に供給される。再生熱交換器５においては、上述したように、ＣＯ２ポンプ８により圧縮された再生ガスと、軸流タービン１０から冷却器６に向う排出ガスとの間で熱交換が行われる。このことにより、比較的低温の再生ガスは、加熱される。なお、ＣＯ２ポンプ８により圧縮された再生ガスの一部は、再生熱交換器５に供給されることなく回収される。回収された再生ガスは、貯蔵されたり、他の用途（例えば、石油掘削量増大のための用途）で利用されたりする。
【００２３】
再生熱交換器５により加熱された再生ガスの一部は、燃焼器３に供給される。残りは、後述する軸流タービン１０の閉止部媒体通路３３に供給され、冷却媒体として使用される。
【００２４】
このように、図１に示す発電プラント１においては、燃焼によって生成されたＣＯ２と水を成分とする６００℃以上の燃焼ガスを用いて発電が行われ、ＣＯ２の大部分は循環されて再利用される。このことにより、有害ガスであるＮＯｘやＳＯｘが生成されることを防止できる。また、排出ガスからＣＯ２を分離して回収するための設備を不要とすることができる。さらに、回収されるＣＯ２の純度を高めることができ、発電以外の種々の用途に利用することが可能となる。
【００２５】
次に、図２を用いて、本実施の形態における軸流タービン１０について説明する。ここでは、軸流タービン１０として、燃焼ガスの圧力が比較的高い高圧タービンの例を示す。
【００２６】
図２に示すように、軸流タービン１０は、ケーシング１１と、ケーシング１１に対して回転自在に設けられたタービンロータ１２と、を備えている。このうち、ケーシング１１は、内部ケーシング１１ａと、内部ケーシング１１ａの外側に設けられた外部ケーシング１１ｂと、を有しており、二重構造のケーシングとなっている。
【００２７】
外部ケーシング１１ｂには、ガス供給管１３が連結されており、燃焼器３において生成された燃焼ガスが、作動流体として、軸流タービン１０に供給されるようになっている。軸流タービン１０に供給された作動流体は、ケーシング１１内に設けられたインレットスリーブ１４ａおよびノズルボックス１４ｂによって、後述する複数のタービン段落１５のうちの最も上流側のタービン段落１５に案内されるようになっている。タービンロータ１２には、上述した発電機４が連結されている。
【００２８】
ケーシング１１（より詳細には、内部ケーシング１１ａ）には、複数のノズル構造体２０が支持されている。タービンロータ１２には、複数の動翼構造体４０が支持されている。これらのノズル構造体２０と動翼構造体４０は、タービンロータ１２の軸線方向に交互に配置されている。そして、一のノズル構造体２０と、当該一のノズル構造体２０の下流側に隣り合って配置された一の動翼構造体４０とにより、一のタービン段落１５が構成されている。軸流タービン１０は、このようなタービン段落１５が、タービンロータ１２の軸方向に複数設けられている。このようにして、ガス供給管１３を介して供給された作動流体が複数のタービン段落１５を通過して、動翼４１に対して仕事を行い、タービンロータ１２が回転駆動されるようになっている。
【００２９】
最終段落の動翼４１を通過した作動流体は、排気流路１６を通って軸流タービン１０の外部へと排出されるようになっている。
【００３０】
次に、図３乃至図５を用いて、ノズル構造体２０について説明する。
【００３１】
図３に示すように、ノズル構造体２０は、ケーシング１１に支持されたダイアフラム外輪２１と、ダイアフラム外輪２１より内周側に設けられたダイアフラム内輪２２と、を有している。ダイアフラム外輪２１とダイアフラム内輪２２との間に、図３および図４に示すように、周方向に延びる環状開口部２３が形成されている。ダイアフラム外輪２１は、ケーシング１１に嵌合して固定されている。
【００３２】
ダイアフラム内輪２２の内周面には、ラビリンスパッキン２４が設けられている。このラビリンスパッキン２４は、ダイアフラム内輪２２とタービンロータ１２との間で、作動流体が下流側に流れて漏洩することを防止するためのものである。
【００３３】
図４に示すように、上述した環状開口部２３のうち周方向における一部の領域には、複数のノズル（静翼）２５が設けられている。複数のノズル２５は、当該領域において、周方向に列状に配置されている。このノズル２５が配置された領域は、扇形状のノズル開口部２６を形成しており、当該ノズル開口部２６に作動流体が流入するようになっている。
【００３４】
環状開口部２３のうち周方向における他の領域には、閉止部３０が設けられている。閉止部３０は、当該他の領域を閉止し、当該領域への作動流体が流入することを防止するためのものである。このような構造は、部分挿入構造と呼ばれているものである。なお、部分挿入構造は、各ノズル構造体２０に適用することが好適である。この場合、一のノズル構造体２０における閉止部３０の周方向位置は、当該一のノズル構造体２０より上流側のノズル構造体２０における閉止部３０の周方向位置よりも、タービンロータ１２の回転方向とは反対方向にずらして配置されていることが好適である。
【００３５】
本実施の形態においては、閉止部３０は、タービンロータ１２の軸線方向に互いに離間した一対の閉止プレート３１を有している。一方の閉止プレート３１は、上流側に配置され、他方の閉止プレート３１は、下流に配置されており、一対の閉止プレート３１の間に閉止空間３２が形成されている。
【００３６】
各閉止部３０に、閉止部３０を冷却する冷却媒体が通流する閉止部媒体通路３３が設けられている。本実施の形態においては、上述した閉止空間３２に、閉止部媒体通路３３を有する冷却配管３４が配置されている。すなわち、各閉止プレート３１の内面（他方の閉止プレート３１に対向する側の面）に、閉止部媒体通路３３を有する冷却配管３４が設けられている。この冷却配管３４は、冷却効率を向上させるために、対応する閉止プレート３１の内面に接していることが好適である。また、冷却配管３４は、周方向に延びるように形成されており、閉止部３０の一方の周方向端部から他方の周方向端部に延びるように形成されている。
【００３７】
図４に示すように、閉止部媒体通路３３を有する冷却配管３４に、冷却媒体を供給する媒体供給管３５が連結されている。この媒体供給管３５は、ダイアフラム外輪２１を半径方向に貫通するように形成されている。また、媒体供給管３５には、図１に示す再生熱交換器５から再生ガスの一部が供給されるようになっており、この供給された再生ガスが、冷却媒体として使用される。冷却媒体は、ＣＯ２を成分とするガスである。
【００３８】
また、閉止部媒体通路３３を有する冷却配管３４に、閉止部媒体通路３３から冷却媒体を排出する媒体排出管３６が連結されている。この媒体排出管３６は、ダイアフラム外輪２１を半径方向に貫通するように形成されている。媒体排出管３６により排出される冷却媒体は、図１に示す再生熱交換器５に、軸流タービン１０から排出される排出ガスとともに送られるようになっている。
【００３９】
図５に示す形態においては、各閉止プレート３１の内面に、複数の冷却配管３４が設けられている。この場合、各閉止プレート３１の冷却を均一化させることができる。これらの複数の冷却配管３４は、媒体供給管３５および媒体排出管３６に、並列的に連結されていてもよく、あるいは、直列的に連結されていてもよい。すなわち、複数の冷却配管３３に、冷却媒体が並列的に通流するようにしてもよく、あるいは、冷却媒体が直列的に（各冷却配管３３を順々に）通流するようにしてもよい。
【００４０】
次に、図３を用いて、動翼構造体４０について説明する。
【００４１】
図３に示すように、動翼構造体４０は、複数の動翼４１を有している。すなわち、タービンロータ１２には、外周側に突出する植込部１２ａが設けられ、この植込部１２ａに、動翼４１が固定されている。複数の動翼４１は、周方向に列状に配置されている。このような動翼４１が作動流体から仕事を受けることにより、回転エネルギを得て、タービンロータ１２が回転するようになっている。
【００４２】
動翼４１の外周側先端部には、スナッバ４２が設けられている。スナッバ４２は、タービンロータ１２の振動を抑制するためのものである。スナッバ４２の外周面には、シールフィン４３が配置されている。このシールフィン４３は、ダイアフラム外輪２１（より具体的には、ダイアフラム外輪２１の動翼４１側に延びる部分）とスナッバ４２との間で、作動流体が下流側に流れて漏洩することを防止するためのものである。なお、シールフィン４３は、ダイアフラム外輪２１に設けられることが好適である。
【００４３】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００４４】
図１に示す燃焼器３からガス供給管１３（図２参照）を介して軸流タービン１０に作動流体としての燃焼ガスが供給されると、供給された作動流体は、インレットスリーブ１４ａおよびノズルボックス１４ｂを通って、最も上流側のタービン段落１５（図３参照）に供給される。供給された作動流体は、当該タービン段落１５の動翼４１に対して仕事を行い、その後、下流側の各タービン段落１５の動翼４１に対しても仕事を行う。このようにして、タービンロータ１２が回転駆動される。
【００４５】
この間、６００℃以上の作動流体は、各タービン段落１５のノズル構造体２０のノズル開口部２６（図４参照）を通過する。この際、閉止部３０は、この高温の作動流体に曝される。
【００４６】
一方、冷却媒体（再生熱交換器５から供給される再生ガスの一部）が、媒体供給管３５を介して冷却配管３４の閉止部媒体通路３３（図５参照）に供給される。このことにより、閉止部媒体通路３３を通流する冷却媒体が閉止部３０を冷却する。なお、供給される冷却媒体は、上述したように再生熱交換器５から供給されたガスとなっている。これに対して、作動流体は、再生熱交換器５から燃焼器３に供給されて生成された６００℃以上の高温の燃焼ガスとなっている。このことから、温度が比較的低い冷却媒体によって、温度が比較的高い作動流体に曝される閉止部３０を効果的に冷却することができる。
【００４７】
閉止部媒体通路３３を通流した冷却媒体は、媒体排出管３６を介して、再生熱交換器５に送られる。再生熱交換器５には、軸流タービン１０から排出される排出ガスとともに送られる。
【００４８】
このように本実施の形態によれば、ダイアフラム外輪２１とダイアフラム内輪２２との間に形成された環状開口部２３の一部の領域に設けられた閉止部３０が、閉止部媒体通路３３を通流する冷却媒体によって冷却される。このことにより、高温の作動流体に曝される閉止部３０の閉止プレート３１の温度が上昇して、閉止プレート３１が焼損することを防止し、閉止プレート３１を健全に維持することができる。このため、作動流体の高温化が可能な、部分挿入構造を有する軸流タービン１０およびこれを備えた発電プラント１を得ることができる。
【００４９】
また、本実施の形態によれば、閉止部３０の閉止プレート３１を冷却する冷却媒体として、再生熱交換器５から供給されるＣＯ２を成分とする再生ガスを使用している。このことにより、冷却媒体を容易に調達でき、冷却媒体を調達するための設備等を設けることにより発電プラント１が複雑化されることを抑制できる。
【００５０】
なお、上述した本実施の形態においては、閉止部媒体通路３３を有する冷却配管３４が、閉止部３０の各閉止プレート３１の内面に設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、冷却配管３４は、各閉止プレート３１の外面に設けられていてもよい。この場合においても、閉止プレート３１の温度が上昇して、閉止プレート３１が焼損することを防止できる。
【００５１】
また、上述した本実施の形態においては、閉止部３０の一対の閉止プレート３１の間に形成された閉止空間３２に、閉止部媒体通路３３を有する冷却配管３４が配置されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、閉止空間３２が、閉止部媒体通路３３として構成されていてもよい。すなわち、閉止空間３２が、媒体供給管３５および媒体排出管３６に連結され、閉止空間３２内に冷却媒体が通流するようにしてもよい。この場合、各閉止プレート３１を直接的に冷却することができ、各閉止プレート３１の温度が上昇して、閉止プレート３１が焼損することをより一層防止できる。
【００５２】
さらに、上述した本実施の形態においては、閉止部３０が、一対の閉止プレート３１を有している例について説明した。しかしながら、閉止部３０は、環状開口部２３の一部の領域を閉止可能であれば、このような構造に限られることはない。
【００５３】
（第２の実施の形態）
次に、図６を用いて、本発明の第２の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
【００５４】
図６に示す第２の実施の形態においては、一のノズル構造体の閉止部媒体通路と、他のノズル構造体の閉止部媒体通路とが、媒体連通管を介して連結されている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図６において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５５】
図６に示すように、一のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３と、他のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３とは、媒体連通管５１を介して連結されている。この媒体連通管５１は、例えば、上流側のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３と、当該一のノズル構造体２０に下流側に隣り合って位置する他のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３とを連結することが好適である。この場合、媒体連通管５１の構成が複雑化されることを抑制できる。上流側のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３に、媒体供給管３５が連結され、下流側のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３に、媒体排出管３６が連結されている。媒体連通管５１は、媒体供給管３５または媒体排出管３６と同様にして、ダイアフラム外輪２１を半径方向に貫通するように形成されていることが好適である。なお、本実施の形態においては、閉止部媒体通路３３は、閉止部３０の一対の閉止プレート３１の間に形成された閉止空間３２によって構成されている。
【００５６】
図６に示す形態においては、媒体供給管３５を介して、上流側のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３に冷却媒体が供給され、当該ノズル構造体２０の閉止部３０が冷却される。上流側の閉止部３０を冷却した冷却媒体は、媒体連通管５１を通って、下流側のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３に供給され、当該ノズル構造体２０の閉止部３０が冷却される。下流側の閉止部３０を冷却した冷却媒体は、媒体排出管３６を介して排出される。なお、下流側のノズル構造体２０の閉止部３０を冷却するためには、閉止部媒体通路３３の流路断面積、媒体供給管３５の流路断面積および媒体排出管３６の流路断面積を大きくして、閉止部媒体通路３３を通流する冷却媒体の流量を増大させ、冷却能力を高めることが好適である。
【００５７】
このように本実施の形態によれば、上流側のノズル構造体２０の閉止部３０を冷却した冷却媒体が、下流側のノズル構造体２０の閉止部３０を冷却することができる。このことにより、軸流タービン１０の全ての閉止部３０を冷却するために使用される冷却媒体の総量を低減することができ、発電プラント１全体の効率を向上させることができる。
【００５８】
なお、上述した本実施の形態においては、媒体連通管５１が、一のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３と、当該ノズル構造体２０の下流側に隣り合う他のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３とを連結する例について説明した。しかしながら、媒体連通管５１によって連結される２つのノズル構造体２０が、互いに隣り合うことに限られることはない。また、媒体連通管５１が連結された下流側の閉止部媒体通路３３に、他の媒体連通管が連結されて、当該閉止部媒体通路３３より更に下流側の閉止部媒体通路３３に、冷却媒体が供給されるようにしてもよい。
【００５９】
また、上述した本実施の形態においては、上流側のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３に媒体供給管３５が連結され、下流側のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３に媒体排出管３６が連結されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、下流側のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３に媒体供給管３５が連結され、上流側のノズル構造体２０の閉止部媒体通路３３に媒体排出管３６が連結されるようにしてもよい。
【００６０】
（第３の実施の形態）
次に、図７を用いて、本発明の第３の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
【００６１】
図７に示す第３の実施の形態においては、閉止部の端部プレートの内面に、第２の閉止部媒体通路を有する第２の冷却配管が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図７において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６２】
図７に示すように、閉止部３０は、当該閉止部３０の周方向端部を画定する端部プレート５２を更に有している。より具体的には、一対の閉止プレート３１の周方向端部が、端部プレート５２によって連結されている。端部プレート５２は、隣り合うノズル２５の形状に沿うような翼形状を有していることが好適である。この場合、ノズル開口部２６を通過する作動流体に損失が生じることを抑制できる。
【００６３】
端部プレート５２の内面に、第２の閉止部媒体通路５３を有する第２の冷却配管５４が設けられている。第２の閉止部媒体通路５３には、端部プレート５２を冷却する冷却媒体が通流するようになっている。第２の冷却配管５４は、タービンロータ１２の半径方向に延びるように形成されていることが好適である。なお、冷却配管３４と第２の冷却配管５４とは、媒体供給管３５および媒体排出管３６に、並列的に連結されていてもよい。この場合、端部プレート５２を効果的に冷却することができる。しかしながら、冷却配管３４と第２の冷却配管５４とは、媒体供給管３５および媒体排出管３６に、直列的に連結されていてもよい。
【００６４】
このように本実施の形態によれば、閉止部３０の端部プレート５２が、第２の閉止部媒体通路５３を通流する冷却媒体によって冷却される。このことにより、ノズル開口部２６を通過する作動流体に曝されることにより、閉止部３０のうちでも比較的高温になり得る端部プレート５２を、効果的に冷却することができる。このため、閉止部３０をより一層健全に維持することができる。
【００６５】
また、本実施の形態によれば、第２の冷却配管５４は、タービンロータ１２の半径方向に延びている。このことにより、端部プレート５２の冷却能力を高めることができ、端部プレート５２をより一層効果的に冷却することができる。
【００６６】
（第４の実施の形態）
次に、図８を用いて、本発明の第４の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
【００６７】
図８に示す第４の実施の形態においては、ダイアフラム外輪の冷却のための外輪媒体通路と、ダイアフラム内輪の冷却のための内輪媒体通路とが設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図８において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６８】
図８に示すように、ダイアフラム外輪２１に、ダイアフラム外輪２１を冷却する冷却媒体が通流する外輪媒体通路５５が設けられている。外輪媒体通路５５は、図８に示すように、ダイアフラム外輪２１に複数設けられ、略周方向に延びるように形成されていることが好適である。なお、外輪媒体通路５５は、ダイアフラム外輪２１を効果的に冷却するために、ダイアフラム外輪２１の表面の近傍に配置されていることが好適である。また、ダイアフラム外輪２１は、周方向に分割された複数のダイアフラム外輪分割体により構成されていてもよく、この場合、外輪媒体通路５５を、各ダイアフラム外輪分割体に形成して、外輪媒体通路５５を、タービンロータ１２の軸線方向からみたときに略Ｖ字状に形成するようにしてもよい。ここで、図８は、ノズル構造体２０を、各種の冷却通路が見えるように切断した切断面を含む斜視図を示している。
【００６９】
同様に、ダイアフラム内輪２２に、ダイアフラム内輪２２を冷却する冷却媒体が通流する内輪媒体通路５６が設けられている。内輪媒体通路５６は、図８に示すように、ダイアフラム内輪２２に複数設けられ、略周方向に延びるように形成されていることが好適である。なお、内輪媒体通路５６は、ダイアフラム内輪２２を効果的に冷却するために、ダイアフラム内輪２２の表面の近傍に配置されていることが好適である。また、ダイアフラム内輪２２は、周方向に分割された複数のダイアフラム内輪分割体により構成されていてもよく、この場合、内輪媒体通路５６を、各ダイアフラム内輪分割体に形成して、内輪媒体通路５６を、タービンロータ１２の軸線方向からみたときに略Ｖ字状に形成するようにしてもよい。
【００７０】
外輪媒体通路５５および内輪媒体通路５６に、媒体供給管３５および媒体排出管３６が連結されている。外輪媒体通路５５と閉止部媒体通路３３は、媒体供給管３５および媒体排出管３６に、直列的に連結されていてもよい。この場合、使用する冷却媒体の総量を低減することができ、発電プラント１全体の効率を向上させることができる。あるいは、外輪媒体通路５５と閉止部媒体通路３３は、媒体供給管３５および媒体排出管３６に、並列的に連結されていてもよい。この場合、ダイアフラム外輪２１と閉止部３０とを効果的にそれぞれ冷却することができる。内輪媒体通路５６は、外輪媒体通路５５と同様にして、媒体供給管３５および媒体排出管３６に連結されることが好適である。
【００７１】
このように本実施の形態によれば、ダイアフラム外輪２１が、外輪媒体通路５５を通流する冷却媒体によって冷却される。このことにより、ダイアフラム外輪２１を冷却することができ、閉止部３０が温度上昇することをより一層防止できる。また、ダイアフラム内輪２２が、内輪媒体通路５６を通流する冷却媒体によって冷却される。このことにより、ダイアフラム内輪２２を冷却することができ、閉止部３０が温度上昇することをより一層防止できる。
【００７２】
（第５の実施の形態）
次に、図９を用いて、本発明の第５の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
【００７３】
図９に示す第５の実施の形態においては、閉止部が、周方向に分割された複数の閉止部分割体を有し、閉止部媒体通路が、各閉止部分割体に設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図９において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７４】
図９に示すように、閉止部３０は、周方向に分割された複数の閉止部分割体５７を有している。ここでは、複数の閉止部分割体５７は、連続して配置されている。
【００７５】
閉止部媒体通路３３は、各閉止部分割体５７に設けられている。各閉止部媒体通路３３には、媒体供給管３５および媒体排出管３６が連結されている。すなわち、各閉止部媒体通路３３は、媒体供給管３５および媒体排出管３６に、並列的に連結されている。なお、図９に示す形態においては、閉止部分割体５７は、ノズル２５の入口形状（または出口形状）に沿って形成されている例を示しているが、このことに限られることはない。例えば、閉止部分割体５７は、タービンロータ１２の半径方向に沿って形成されていてもよい。また、図９においては、図面を明瞭にするために、媒体排出管３６は省略されている。
【００７６】
このように本実施の形態によれば、周方向に分割された各閉止部分割体５７に、閉止部媒体通路３３がそれぞれ設けられている。このことにより、各閉止部分割体５７を、個別に冷却することができる。また、閉止部３０の交換が部分的に必要となった場合には、該当する閉止部分割体５７を交換すればよく、メンテナンス性を向上させることができる。
【００７７】
また、本実施の形態によれば、各閉止部媒体通路３３に、媒体供給管３５および媒体排出管３６が連結されている。このことにより、各閉止部分割体５７における冷却能力を、個別に調整することができる。例えば、各閉止部媒体通路３３の流路断面積を変えることにより、各閉止部媒体通路３３を通流する冷却媒体の流量を調整し、各閉止部分割体５７の冷却能力を個別に調整することができる。このため、温度上昇しやすい閉止部分割体５７における冷却媒体の流量を増大させて、当該閉止部分割体５７の冷却能力を高めることができる。この結果、閉止部３０をより一層効果的に冷却することができる。
【００７８】
なお、上述した本実施の形態においては、閉止部分割体５７が、連続して配置されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、閉止部分割体５７の間に、ノズル２５が配置されて周方向に複数のノズル開口部２６が形成され、各ノズル開口部２６に作動流体が流入するようにしてもよい。
【００７９】
（第６の実施の形態）
次に、図１０を用いて、本発明の第６の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
【００８０】
図１０に示す第６の実施の形態においては、閉止部の閉止プレートに、閉止部媒体通路内の冷却媒体を、当該閉止部の外側に排出する排出孔が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１０において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８１】
図１０に示すように、閉止部３０の閉止プレート３１に、排出孔５８が設けられている。排出孔５８は、閉止部媒体通路３３内の冷却媒体を、当該閉止部３０の外側に排出するようになっている。すなわち、本実施の形態においては、排出孔５８は、一対の閉止プレート３１のうち下流側の閉止プレート３１に設けられており、閉止部媒体通路３３内の冷却媒体を、当該閉止部３０の下流側に排出するようになっている。このことにより、閉止部３０の冷却を行った冷却媒体が、作動流体の主流に混合される。なお、本実施の形態においては、閉止部媒体通路３３に、媒体排出管３６は連結されていない。また、閉止部媒体通路３３は、閉止部３０の一対の閉止プレート３１の間に形成された閉止空間３２によって構成されている。
【００８２】
このように本実施の形態によれば、閉止部媒体通路３３を通流して閉止部３０の冷却を行った冷却媒体は、排出孔５８を通って、閉止部３０の外側に排出され、作動流体の主流に混合される。このことにより、軸流タービン１０の効率低下を抑制することができる。すなわち、閉止部３０の冷却を行った冷却媒体は、閉止部３０と熱交換を行うことにより加熱されて、その温度が上昇する。このことにより、温度上昇した冷却媒体を、動翼４１に対して仕事を行うことなく軸流タービン１０から排出すると熱エネルギの損失を生じ得る。このため、温度上昇した冷却媒体を、作動流体の主流と混合させることにより、冷却媒体の熱エネルギをタービンロータ１２の回転駆動に有効に利用することができ、軸流タービン１０の効率低下を抑制することができる。なお、本実施の形態においては、排出孔５８から排出される冷却媒体の温度を作動流体の温度に近づけるために、閉止部媒体通路３３の流路断面積、媒体供給管３５の流路断面積または媒体排出管３６の流路断面積を小さくして、閉止部媒体通路３３を通流する冷却媒体の流量を小さくし、閉止部３０の冷却能力を抑制することが好適である。
【００８３】
なお、上述した本実施の形態においては、排出孔５８は、閉止部３０の一対の閉止プレート３１の間に形成された閉止空間３２内の冷却媒体を排出する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、例えば、排出孔５８は、図５に示すような冷却配管３４の閉止部媒体通路３３を通流した冷却媒体を排出するようにしてもよい。この場合においても軸流タービン１０の効率低下を抑制することができる。
【００８４】
また、上述した本実施の形態において、図８に示す外輪媒体通路５５を通流してダイアフラム外輪２１の冷却を行った冷却媒体が、排出孔５８から外側に排出されるようにしてもよい。また、内輪媒体通路５６を通流してダイアフラム内輪２２の冷却を行った冷却媒体が、排出孔５８から外側に排出されるようにしてもよい。この場合においても、冷却媒体の熱エネルギを有効に利用して、軸流タービン１０の効率低下を抑制することができる。
【００８５】
（第７の実施の形態）
次に、図１１を用いて、本発明の第７の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
【００８６】
図１１に示す第７の実施の形態においては、媒体排出管が、ダイアフラム内輪とタービンロータとの間の領域に冷却媒体を排出する点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１１において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８７】
図１１に示すように、本実施の形態における媒体排出管３６は、ダイアフラム内輪２２とタービンロータ１２との間の領域に冷却媒体を排出するようになっている。媒体排出管３６は、ダイアフラム内輪２２を半径方向に貫通するように形成されている。このようにして、媒体排出管３６により排出される冷却媒体は、ラビリンスパッキン２４が形成された領域に排出される。なお、本実施の形態においては、閉止部媒体通路３３は、閉止部３０の一対の閉止プレート３１の間に形成された閉止空間３２によって構成されている。
【００８８】
このように本実施の形態によれば、閉止部媒体通路３３を通流して閉止部３０の冷却を行った冷却媒体は、媒体排出管３６を通って、ラビリンスパッキン２４が形成された領域に排出される。このことにより、ラビリンスパッキン２４が形成された領域における作動流体の下流側への流れを妨げることができる。すなわち、作動流体の漏洩量を低減させることができる。このことにより、ノズル開口部２６に流入する作動流体（主流）の流量を増大させることができ、軸流タービン１０の効率を向上させることができる。
【００８９】
なお、上述した本実施の形態においては、媒体排出管３６が、閉止部３０の一対の閉止プレート３１の間に形成された閉止空間３２内の冷却媒体を排出する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、例えば、排出孔５８は、図５に示すような冷却配管３４の閉止部媒体通路３３を通流した冷却媒体を排出するようにしてもよい。この場合においても、ノズル開口部２６に流入する作動流体の流量を増大させることができ、軸流タービン１０の効率を向上させることができる。
【００９０】
また、上述した本実施の形態においては、閉止部媒体通路３３を通流して閉止部３０の冷却を行った冷却媒体が、媒体排出管３６からラビリンスパッキン２４が形成されている領域に排出される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、外輪媒体通路５５を通流してダイアフラム外輪２１の冷却を行った冷却媒体が、媒体排出管３６からラビリンスパッキン２４が形成された領域に排出されるようにしてもよい。また、内輪媒体通路５６を通流してダイアフラム内輪２２の冷却を行った冷却媒体が、媒体排出管３６からラビリンスパッキン２４が形成された領域に排出されるようにしてもよい。この場合においても、ノズル開口部２６に流入する作動流体の流量を増大させることができ、軸流タービン１０の効率を向上させることができる。
【００９１】
（第８の実施の形態）
次に、図１２および図１３を用いて、本発明の第８の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
【００９２】
図１２および図１３に示す第８の実施の形態においては、燃焼器により生成された燃焼ガスを、最も上流側に配置されたノズル構造体のノズルに案内する流体案内部が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１２および図１３において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９３】
図１２に示すように、燃焼器３（図１参照）により生成された燃焼ガスは、作動流体として、複数のノズル構造体２０のうち最も上流側に配置されたタービン段落１５のノズル構造体２０のノズル２５（ノズル開口部２６）に、ガス案内部（流体案内部）６１によって案内されるようになっている。
【００９４】
ガス案内部６１は、ノズル構造体２０の側に設けられた出口側端部６１ａを有している。この出口側端部６１ａは、最も上流側のタービン段落１５のノズル構造体２０の近傍に配置されている。また、出口側端部６１ａは、シール連結部６２を介してノズル構造体２０に連結されている。
【００９５】
図１２および図１３に示すように、シール連結部６２は、ガス案内部６１の出口側端部６１ａからダイアフラム外輪２１に延びる外輪側シールプレート６２ａと、出口側端部６１ａからダイアフラム内輪２２に延びる内輪側シールプレート６２ｂと、出口側端部６１ａから閉止部３０の周方向端部に延びる一対の端部側シールプレート６２ｃと、を含んでいる。このことにより、ガス案内部６１から供給される作動流体が、閉止部３０に流れることを防止し、当該作動流体をノズル開口部２６に案内することができる。
【００９６】
外輪側シールプレート６２ａは、タービンロータ１２の軸線方向からみたときに、ダイアフラム外輪２１の曲率に沿って円弧状に形成されていることが好適である。同様に、内輪側シールプレート６２ｂは、タービンロータ１２の軸線方向からみたときに、ダイアフラム内輪２２の曲率に沿って円弧状に形成されていることが好適である。この場合、シール連結部６２は、タービンロータ１２の軸線方向からみたときに、扇形状のノズル開口部２６に対応するように、扇形状に形成される。なお、ガス案内部６１の出口側端部６１ａも、シール連結部６２と同様に、タービンロータ１２の軸線方向からみたときに、ノズル開口部２６に対応するように扇形状に形成されていることが好適である。
【００９７】
各シールプレート６２ａ、６２ｂ、６２ｃの一方の端部は、ガス案内部６１の出口側端部６１ａに設けられた対応する溝に差し込まれるようになっている。また、外輪側シールプレート６２ａの他方の端部は、ダイアフラム外輪２１に設けられた溝に差し込まれ、内輪側シールプレート６２ｂの他方の端部は、ダイアフラム内輪２２に設けられた溝に差し込まれ、端部側シールプレート６２ｃの他方の端部は、閉止部３０の上流側閉止プレート３１の周方向端部に設けられた溝に差し込まれるようになっている。このようにして、ガス案内部６１から最も上流側のタービン段落１５のノズル構造体２０のノズル開口部２６に供給される作動流体が、閉止部３０に流れることを抑制している。
【００９８】
このように本実施の形態によれば、燃焼器３により生成された燃焼ガスが、作動流体として、ガス案内部６１の出口側端部６１ａから、シール連結部６２を介して、最も上流側のタービン段落１５のノズル構造体２０のノズル開口部２６に供給される。シール連結部６２は、外輪側シールプレート６２ａと内輪側シールプレート６２ｂと端部側シールプレート６２ｃとを含み、外輪側シールプレート６２ａはダイアフラム外輪２１に連結され、内輪側シールプレート６２ｂはダイアフラム内輪２２に連結され、端部側シールプレート６２ｃは閉止部３０の上流側の閉止プレート３１の周方向端部に連結されている。このことにより、ガス案内部６１から最も上流側のタービン段落１５のノズル構造体２０のノズル開口部２６に供給される作動流体が、閉止部３０に流れることを抑制できる。このことにより、作動流体が閉止部３０に流れて圧力損失が生じることを抑制でき、軸流タービン１０の効率低下を抑制することができる。
【００９９】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明による軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントは、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。
【０１００】
なお、上述した各実施の形態においては、軸流タービン１０に供給される作動流体としての燃焼ガスを生成する燃焼器３が、酸素製造装置２から供給される酸素と、燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、燃焼器３は、空気と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成するようにしてもよい。また、上述した実施の形態における軸流タービン１０は、図１に示すような発電プラント１に限らず、任意の構成の発電プラントに適用することができる。さらに、冷却媒体には、閉止部を効果的に冷却可能であれば、種々の液体または気体（ガス）を用いることも可能ではあるが、気体を用いる場合には、温度上昇時に過度に膨張することを回避でき、好適である。
【符号の説明】
【０１０１】
１      発電プラント
２      酸素製造装置
３      燃焼器
４      発電機
５      再生熱交換器
６      冷却器
７      湿分分離器
８      ＣＯ２ポンプ
１０    軸流タービン
１１    ケーシング
１２    タービンロータ
２０    ノズル構造体
２１    ダイアフラム外輪
２２    ダイアフラム内輪
２３    環状開口部
２５    ノズル
３０    閉止部
３１    閉止プレート
３２    閉止空間
３３    閉止部媒体通路
３４    冷却配管    
３５    媒体供給管
３６    媒体排出管
４０    動翼構造体
５１    媒体連通管
５２    端部プレート
５３    第２の閉止部媒体通路
５４    第２の冷却配管
５５    外輪媒体通路
５６    内輪媒体通路
５７    閉止部分割体
５８    排出孔
６１    流体案内部
６１ａ  出口側端部
６２    シール連結部
６２ａ  外輪側シールプレート
６２ｂ  内輪側シールプレート
６２ｃ  端部側シールプレート
【図１】
2014173529.tif 000003
【図２】
2014173529.tif 000004
【図３】
2014173529.tif 000005
【図４】
2014173529.tif 000006
【図５】
2014173529.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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