(57)【要約】【課題】ロータ側と内側ケーシング側との間のクリアランスを適切な値に設定する。【解決手段】蒸気タービンは、軸線Ｏ回りに回転するロータ２と、径方向Ｄｒの外側からロータ２を覆い、ロータ２の外周面２ａとの間に蒸気が流通する第一主流路３１を画成している内側ケーシング３と、内側ケーシング３の内周面３ａに複数設けられ、複数の動翼２２とともに第一主流路３１内に配置されている静翼４と、内側ケーシング３を径方向Ｄｒの外側から覆い、第一主流路３１と連通して蒸気を流通する第二主流路５１を内側ケーシング３の外周面３ｂとの間に画成している外側ケーシング５と、第一主流路３１に蒸気を供給する主蒸気供給部８と、主蒸気供給部８から第一主流路３１に供給される蒸気の一部を分流させて加熱蒸気として内側ケーシング３に供給し、内側ケーシング３を加熱する内側ケーシング加熱部９と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に複数の動翼が設けられて、軸線回りに回転するロータと、
前記軸線を中心とする径方向の外側から前記ロータを覆い、前記ロータの外周面との間に蒸気が流通する第一主流路を画成している内側ケーシングと、
前記内側ケーシングの内周面に複数設けられ、前記複数の動翼とともに前記第一主流路内に配置されている静翼と、
前記内側ケーシングを前記径方向の外側から覆い、前記第一主流路と連通して前記蒸気を流通する第二主流路を前記内側ケーシングの外周面との間に画成している外側ケーシングと、
前記第一主流路に前記蒸気を供給する主蒸気供給部と、
前記主蒸気供給部から前記第一主流路に供給される前記蒸気の一部を分流させて加熱蒸気として前記内側ケーシングに供給し、前記内側ケーシングを加熱する内側ケーシング加熱部と、を備える蒸気タービン。
【請求項２】
前記内側ケーシング加熱部は、前記加熱蒸気の供給状態を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記蒸気が前記第一主流路に流入し始めてから、前記内側ケーシングと前記動翼とが接触しないとみなせる予め定めた規定条件を満たすまで前記加熱蒸気を供給させる請求項１に記載の蒸気タービン。
【請求項３】
前記内側ケーシング加熱部は、
前記主蒸気供給部から供給される前記蒸気とは異なる蒸気を加熱蒸気として供給する副蒸気供給部を有し、
前記副蒸気供給部は、前記主蒸気供給部から前記蒸気が前記第一主流路に供給されていない場合に、前記加熱蒸気を前記内側ケーシングに供給する請求項１または請求項２に記載の蒸気タービン。
【請求項４】
前記内側ケーシング加熱部は、
前記主蒸気供給部から供給される前記蒸気の一部を予め貯留する貯留部を有し、
前記貯留部は、前記主蒸気供給部から前記蒸気が前記第一主流路に供給されていない場合に、貯留していた前記蒸気の一部を前記加熱蒸気として前記内側ケーシングに供給する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項５】
前記内側ケーシング加熱部は、前記第二主流路を流通する蒸気に前記加熱蒸気を合流させる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項６】
前記内側ケーシング加熱部は、前記内側ケーシングの内部に前記加熱蒸気を流通させる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項７】
前記内側ケーシング加熱部は、前記内側ケーシングの外周面に対して、前記軸線の延びる軸線方向に離間して複数配置されて、前記内側ケーシングの外周面に沿って前記軸線を中心とする周方向に前記加熱蒸気を流通させる蒸気流通部を有している請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項８】
前記内側ケーシング加熱部は、前記内側ケーシングの外周面に向かって前記加熱蒸気を噴射させる蒸気噴射部を有している請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項９】
前記内側ケーシングは、前記内側ケーシングの外周面から前記径方向の外側に向かって突出し、前記第二主流路に配置される突起部を有している請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項１０】
前記内側ケーシングは、
前記第一主流路に前記蒸気を導入する内側導入口と、
前記内側導入口に対して前記第一主流路を流通する蒸気の流通方向の上流側で前記第一主流路と外部とを連通する入口連通部と、
前記入口連通部における前記蒸気の流通状態を調整する調整部とを有している請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項１１】
前記内側ケーシングを加熱するヒータを備えている請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンは、軸線を中心として回転するロータと、このロータを覆うケーシングとを備えている。ロータは、軸線を中心として軸方向に延びるロータ軸の周りに複数配置された動翼を有する。ケーシングには、動翼の上流側でロータ周りに複数配置された静翼が設けられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、静翼が取り付けられる内側ケーシングと、内側ケーシングを外側から覆う外側ケーシングとを有する蒸気タービンが記載されている。この蒸気タービンでは、外側ケーシングと内側ケーシングとの間に、内側ケーシングとロータとの間の作動蒸気流路を流れた作動蒸気を流通させる流路が形成されている。これにより、外側ケーシング及び内側ケーシングが、流路を流れる作動蒸気によって冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０７６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のように外側ケーシングと内側ケーシングとの間に蒸気の流通する流路を形成する場合であっても、蒸気タービンの運転状況によっては、動翼の先端と内側ケーシングの内周面とのクリアランスや、静翼の先端とロータとのクリアランスが不用意に狭まってしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ロータ側と内側ケーシング側との間のクリアランスを適切な値に設定することが可能な蒸気タービン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】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係る蒸気タービンは、外周面に複数の動翼が設けられて、軸線回りに回転するロータと、前記軸線を中心とする径方向の外側から前記ロータを覆い、前記ロータの外周面との間に蒸気が流通する第一主流路を画成している内側ケーシングと、前記内側ケーシングの内周面に複数設けられ、前記複数の動翼とともに前記第一主流路内に配置されている静翼と、前記内側ケーシングを前記径方向の外側から覆い、前記第一主流路と連通して前記蒸気を流通する第二主流路を前記内側ケーシングの外周面との間に画成している外側ケーシングと、前記第一主流路に前記蒸気を供給する主蒸気供給部と、前記主蒸気供給部から前記第一主流路に供給される前記蒸気の一部を分流させて加熱蒸気として前記内側ケーシングに供給し、前記内側ケーシングを加熱する内側ケーシング加熱部と、を備える。
【０００８】
このように構成することで、内側ケーシングは、第一主流路を流通する蒸気によって内周面を加熱され、加熱蒸気によっても加熱される。その結果、ロータに比べて、内側ケーシングを早く膨張させることができる。これにより、動翼の先端と内側ケーシングの内周面との間のクリアランスや、静翼の先端とロータの外周面との間のクリアランスが確保される。したがって、蒸気タービンの運転状況によって、動翼の先端と内側ケーシングの内周面とが接触したり、静翼の先端とロータの外周面とが接触したりすることを防ぐことができる。
【０００９】
本発明の第二態様に係る蒸気タービンでは、第一態様において、前記内側ケーシング加熱部は、前記加熱蒸気の供給状態を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記蒸気が前記第一主流路に流入し始めてから、前記内側ケーシングと前記動翼とが接触しないとみなせる予め定めた規定条件を満たすまで前記加熱蒸気を供給させてもよい。
【００１０】
このように構成することで、内側ケーシングと動翼とが接触しないとみなせるまで、内側ケーシングが加熱され続ける。その結果、動翼の先端と内側ケーシングの内周面との距離が狭まって接触してしまうことを高い精度で防ぐことができる。
【００１１】
本発明の第三態様に係る蒸気タービンでは、第一又は第二の態様において、前記内側ケーシング加熱部は、前記主蒸気供給部から供給される前記蒸気とは異なる蒸気を加熱蒸気として供給する副蒸気供給部を有し、前記副蒸気供給部は、前記主蒸気供給部から前記蒸気が前記第一主流路に供給されていない場合に、前記加熱蒸気を前記内側ケーシングに供給してもよい。
【００１２】
このように構成することで、第一主流路を流通する蒸気に曝されて動翼が膨張する前に、内側ケーシングが加熱蒸気で膨張する。これにより、動翼の先端と内側ケーシングの内周面との間のクリアランスを高い精度で広げることができる。
【００１３】
本発明の第四態様に係る蒸気タービンでは、第一から第三の態様の何れか一つにおいて、前記内側ケーシング加熱部は、前記主蒸気供給部から供給される前記蒸気の一部を予め貯留する貯留部を有し、前記貯留部は、前記主蒸気供給部から前記蒸気が前記第一主流路に供給されていない場合に、貯留していた前記蒸気の一部を前記加熱蒸気として前記内側ケーシングに供給してもよい。
【００１４】
このように構成することで、内側ケーシングが動翼よりも先に冷却されて、動翼の先端と内側ケーシングの内周面との間の間隔が狭まってしまうことを抑制することができる。
【００１５】
本発明の第五態様に係る蒸気タービンでは、第一から第四の態様の何れか一つにおいて、前記内側ケーシング加熱部は、前記第二主流路を流通する蒸気に前記加熱蒸気を合流させてもよい。
【００１６】
このように構成することで、第一主流路を流通してきた蒸気とともに内側ケーシングを加熱した加熱蒸気が第二主流路を流通する。そのため、第一主流路を流通してきた蒸気とともに加熱蒸気は蒸気タービンの外部に排出される。したがって、加熱蒸気を排出する構造を新たに設ける必要が無い。これにより、内側ケーシング加熱部を簡易な構成で形成することができる。
【００１７】
本発明の第六態様に係る蒸気タービンでは、第一から第四の態様の何れか一つにおいて、前記内側ケーシング加熱部は、前記内側ケーシングの内部に前記加熱蒸気を流通させてもよい。
【００１８】
このように構成することで、内側ケーシングの内周面に近い位置が加熱される。その結果、内側ケーシングの中でも内周面に近い領域を加熱して、内側ケーシングを膨張させることができる。その結果、内側ケーシングをより早く膨張させることができる。これにより、動翼の先端と内側ケーシングの内周面との間のクリアランスや、静翼の先端とロータの外周面との間のクリアランスが高い精度で確保される。
【００１９】
本発明の第七態様に係る蒸気タービンでは、第一から第四の態様の何れか一つにおいて、前記内側ケーシング加熱部は、前記内側ケーシングの外周面に対して、前記軸線の延びる軸線方向に離間して複数配置されて、前記内側ケーシングの外周面に沿って前記軸線を中心とする周方向に前記加熱蒸気を流通させる蒸気流通部を有していてもよい。
【００２０】
このように構成することで、第二主流路を流通する蒸気と合流することなく、加熱蒸気が内側ケーシングの外周面と接触する。そのため、加熱蒸気の温度が第二主流路を流通する蒸気によって低下することが抑えられる。その結果、内側ケーシングをより早く膨張させることができる。これにより、動翼の先端と内側ケーシングの内周面との間のクリアランスや、静翼の先端とロータの外周面との間のクリアランスが高い精度で確保される。
【００２１】
本発明の第八態様に係る蒸気タービンでは、第一から第四の態様の何れか一つにおいて、前記内側ケーシング加熱部は、前記内側ケーシングの外周面に向かって前記加熱蒸気を噴射させる蒸気噴射部を有していてもよい。
【００２２】
このように構成することで、第二主流路を流通する蒸気と合流することなく、加熱蒸気が内側ケーシングの外周面に向かって噴射される。そのため、加熱蒸気の温度が第二主流路を流通する蒸気によって低下することが抑えられる。また、噴流による高い伝熱効果が得られる。その結果、内側ケーシングをより早く膨張させることができる。これにより、動翼の先端と内側ケーシングの内周面との間のクリアランスや、静翼の先端とロータの外周面との間のクリアランスが高い精度で確保される。
【００２３】
本発明の第九態様に係る蒸気タービンでは、第一から第八の態様のいずれか一つにおいて、前記内側ケーシングは、前記内側ケーシングの外周面から前記径方向の外側に向かって突出し、前記第二主流路に配置される突起部を有していてもよい。
【００２４】
このように構成することで、内側ケーシングの外周面の表面積が増加する。したがって、加熱蒸気によって内側ケーシングを外周面側から効果的に加熱することができる。その結果、内側ケーシングをより早く膨張させることができる。これにより、動翼の先端と内側ケーシングの内周面との間のクリアランスや、静翼の先端とロータの外周面との間のクリアランスが高い精度で確保される。
【００２５】
本発明の第十態様に係る蒸気タービンでは、第一から第九の態様のいずれか一つにおいて、前記内側ケーシングは、前記第一主流路に前記蒸気を導入する内側導入口と、前記内側導入口に対して前記第一主流路を流通する蒸気の流通方向の上流側で前記第一主流路と外部とを連通する入口連通部と、前記入口連通部における前記蒸気の流通状態を調整する調整部とを有していてもよい。
【００２６】
このように構成することで、第一主流路に蒸気が流入されることで、入口連通部内に蒸気が流入する。そのため、内側ケーシングの中で内側導入部を形成する領域を加熱することができる。したがって、内側ケーシングの中で、特に温度の上がりにくい領域を加熱して膨張させることができる。
【００２７】
本発明の第十一態様に係る蒸気タービンでは、第一から第十の態様のいずれか一つにおいて、前記内側ケーシングを加熱するヒータを備えていてもよい。
【００２８】
このように構成することで、加熱蒸気とともにヒータで内側ケーシングを加熱することで、内側ケーシングを大幅に早く膨張させることができる。これにより、動翼の先端と内側ケーシングの内周面との間のクリアランスや、静翼の先端とロータの外周面との間のクリアランスが高い精度で確保される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ロータ側と内側ケーシング側との間のクリアランスを適切な値に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第一実施形態における蒸気タービンの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第二実施形態における蒸気タービンの構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第三実施形態における蒸気タービンの構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第四実施形態における蒸気タービンの構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第五実施形態における蒸気タービンの構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第六実施形態における蒸気タービンの構成を示す模式図である。
【図７】本発明の第七実施形態における蒸気タービンの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態における蒸気タービンを図面に基づき説明する。
《第一実施形態》
蒸気タービン１は、蒸気のエネルギーを回転動力として取り出す外燃機関であって、発電所における発電機等に用いられるものである。蒸気タービン１は、図１に示すように、ロータ２と、内側ケーシング３と、静翼４と、外側ケーシング５と、軸受部６と、シール部７と、主蒸気供給部８と、内側ケーシング加熱部９と、を備えている。
【００３２】
ロータ２は、軸線Ｏを中心として回転可能とされている。ロータ２は、軸線Ｏを中心として軸線方向Ｄａに延びているロータ本体２１と、このロータ本体２１に対する周方向Ｄｃに並んでロータ本体２１に固定されている複数の動翼２２とを有している。
【００３３】
なお、以下では、軸線Ｏが延びている方向を軸線方向Ｄａとする。軸線Ｏを基準とし、軸線Ｏに対して直交する方向を単に径方向Ｄｒとする。軸線Ｏを中心とするロータ２周りの方向を周方向Ｄｃとする。
【００３４】
ロータ本体２１は、動翼２２が固定された中間部分が内側ケーシング３の内部に収容されている。ロータ本体２１は、その両端部が、外側ケーシング５の外部に突出している。ロータ本体２１は、外側ケーシング５から外方に突出した両端部が、軸受部６により回転可能に支持されている。
【００３５】
動翼２２は、ロータ本体２１の径方向Ｄｒの外側を向く外周面２ａに対して、周方向Ｄｃに複数並んで配置されている。複数の動翼２２は、環状をなして軸線方向Ｄａに離間してロータ本体２１の外周面２ａに設けられている。動翼２２は、ロータ本体２１の軸線方向Ｄａに流れる蒸気の圧力を受けて軸線Ｏ回りにロータ２を回転させる。動翼２２の径方向Ｄｒの外側を向く先端は、内側ケーシング３の径方向Ｄｒの内側を向く内周面３ａと間隔を空けて対向している。
【００３６】
内側ケーシング３は、径方向Ｄｒの外側からロータ２を覆っている。本実施形態の内側ケーシング３は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。内側ケーシング３は、その内周面３ａとロータ２の外周面との間に蒸気が流通する第一主流路３１を画成している。
【００３７】
第一主流路３１は、内側ケーシング３の内周面３ａとロータ本体２１の外周面２ａとの間で軸線方向Ｄａに延びる蒸気の流通する流路である。第一主流路３１には、動翼２２及び静翼４が配置されている。本実施形態の第一主流路３１では、軸線方向Ｄａの一方側（第一側）を蒸気の流通方向の上流側とし、軸線方向Ｄａの他方側（第二側）を蒸気の流通方向の下流側として、蒸気が流通する。
【００３８】
内側ケーシング３は、第一主流路３１に蒸気を導入する内側導入口３２と、後述する第二主流路５１に蒸気を流入させる内側排出口３３とを有している。
【００３９】
内側導入口３２は、外側ケーシング５を介して導入される蒸気を第一主流路３１まで流入させる。内側導入口３２は、軸線方向Ｄａの一方側で第一主流路３１と連通している。内側導入口３２は、径方向Ｄｒの外側から内側に向かって第一主流路３１まで延びるように内側ケーシング３に形成されている。本実施形態の内側導入口３２は、周方向Ｄｃに離間して二カ所形成されている。
【００４０】
内側排出口３３は、第一主流路３１から蒸気を排出させる。内側排出口３３は、軸線方向Ｄａの他方側で第一主流路３１と連通している。本実施形態の内側排出口３３は、内側ケーシング３の軸線方向Ｄａの他方側の端部に形成された開口である。内側排出口３３は、第一主流路３１を流通してきた蒸気を後述する第二主流路５１に流入させる。
【００４１】
静翼４は、ロータ２の周方向Ｄｃに沿って並んで内側ケーシング３の内周面３ａに複数設けられている。静翼４は、ロータ本体２１の外周面２ａに対して径方向Ｄｒに間隔を空けて配置されている。静翼４の径方向Ｄｒの内側を向く先端は、ロータ本体２１の外周面２ａと間隔を空けて対向している。
【００４２】
外側ケーシング５は、径方向Ｄｒの外側から内側ケーシング３を覆っている。本実施形態の外側ケーシング５は、軸線Ｏを中心とする有底筒状をなしている。外側ケーシング５は、径方向Ｄｒの内側を向く内周面５ａと、内側ケーシング３の外周面３ｂとの間に蒸気が流通する第二主流路５１を画成している。
【００４３】
第二主流路５１は、外側ケーシング５の内周面５ａと内側ケーシング３の外周面３ｂとの間を軸線方向Ｄａに延びる蒸気の流路である。第二主流路５１は、第一主流路３１と連通している。第二主流路５１には、第一主流路３１を流通した蒸気が流通する。本実施形態の第二主流路５１では、軸線方向Ｄａの一方側を蒸気の流通方向の下流側とし、軸線方向Ｄａの他方側を蒸気の流通方向の上流側として、蒸気が流通する。
【００４４】
外側ケーシング５は、内側導入口３２に蒸気を導入する外側導入口５２と、第二主流路５１を流通した蒸気を外部に排出する外側排出口５３とを有している。
【００４５】
外側導入口５２は、主蒸気供給部８から供給される蒸気を外側ケーシング５内に流入させる。本実施形態の外側導入口５２は、外側ケーシング５の内部と外部と連通する貫通孔である。外側導入口５２は、軸線方向Ｄａの位置が内側導入口３２と同じ位置で外側ケーシング５に形成されている。外側導入口５２は、内側導入口３２の径方向Ｄｒの外側に形成されている。外側導入口５２は、周方向Ｄｃの位置が内側導入口３２と同じ位置となるように、周方向Ｄｃに離間して二カ所形成されている。したがって、外側導入口５２は、主蒸気供給部８から供給される蒸気を内側導入口３２に流入させる。
【００４６】
外側排出口５３は、外側導入口５２よりも軸線方向Ｄａの一方側で外側ケーシング５に形成されている。本実施形態の外側排出口５３は、外側ケーシング５の内部と外部と連通する貫通孔である。外側排出口５３は、第二主流路５１から径方向Ｄｒの外側に蒸気を排出させる。外側排出口５３は、周方向Ｄｃの位置が外側導入口５２と同じ位置となるように離間して二カ所形成されている。
【００４７】
軸受部６は、ロータ２を軸線Ｏ回りに回転可能に支持している。軸受部６は、外側ケーシング５の外部であって、ロータ本体２１の両端部にそれぞれ設けられている。
【００４８】
シール部７は、ロータ本体２１と内側ケーシング３との間や、ロータ本体２１と外側ケーシング５との間から蒸気が流出しないようにシールしている。本実施形態のシール部７は、内側ケーシング３とロータ本体２１との間をシールする内側シール部７１と、外側ケーシング５とロータ本体２１との間をシールする外側シール部７２と、を有する。
【００４９】
内側シール部７１は、第一主流路３１よりも軸線方向Ｄａの一方側で、ロータ本体２１と内側ケーシング３との間をシールしている。内側シール部７１は、軸線方向Ｄａの一方側から第二主流路５１に、第一主流路３１を流通する蒸気が流出しないように封止している。内側シール部７１は、内側導入口３２よりも軸線方向Ｄａの一方側に設けられている。
【００５０】
外側シール部７２は、第二主流路５１よりも軸線方向Ｄａの外側で、ロータ本体２１と外側ケーシング５との間をシールしている。外側シール部７２は、軸線方向Ｄａの両端から外側ケーシング５の外部に、第二主流路５１を流通する蒸気が流出しないように封止している。外側シール部７２は、軸受部６よりも軸線方向Ｄａの内側に設けられている。
【００５１】
主蒸気供給部８は、不図示の供給源から蒸気を第一主流路３１に供給している。本実施形態の主蒸気供給部８は、主蒸気配管８１と、主蒸気弁部８２とを有している。
【００５２】
主蒸気配管８１は、不図示の供給源から蒸気を外側導入口５２まで送る。主蒸気配管８１は、外側導入口５２に接続されている配管である。主蒸気供給部８は、供給源と外側導入口５２とを接続している。
【００５３】
主蒸気弁部８２は、主蒸気配管８１を流通する蒸気の流通状態を調整可能としている。主蒸気弁部８２は、主蒸気配管８１の途中に設けられている。主蒸気弁部８２は、後述する制御部２００から入力される起動スケジュール又は停止スケジュールの信号を受けて開放又は閉塞される。主蒸気弁部８２としては、例えば、電磁弁が用いられる。
【００５４】
内側ケーシング加熱部９は、主蒸気供給部８から第一主流路３１に供給される蒸気（主蒸気）の一部を分流させて加熱蒸気として内側ケーシング３に供給し、内側ケーシング３を加熱する。ここで、加熱蒸気とは、内側ケーシング３を加熱するために供給される蒸気である。本実施形態の内側ケーシング加熱部９は、第二主流路５１を流通する蒸気に加熱蒸気を合流させている。これにより、内側ケーシング加熱部９は、間接的に内側ケーシング３に加熱蒸気を供給し、内側ケーシング３を加熱する。内側ケーシング加熱部９は、加熱蒸気導入部９７と、副蒸気供給部９８と、貯留部９９と、第一供給配管９１と、第二供給配管９２と、第三供給配管９３と、第四供給配管９４と、第五供給配管９５と、第一弁部１０１と、第二弁部１０２と、第三弁部１０３と、第四弁部１０４と、第五弁部１０５と、温度計測部１００と、制御部２００とを有している。
【００５５】
加熱蒸気導入部９７は、加熱蒸気を外側ケーシング５の内部に供給する供給口である。本実施形態の加熱蒸気導入部９７は、第二主流路５１に径方向Ｄｒの外側から蒸気を供給させる。加熱蒸気導入部９７は、外側導入口５２よりも軸線方向Ｄａの他方側で外側ケーシング５に形成されている。加熱蒸気導入部９７は、外側ケーシング５の内部と外部と連通する貫通孔である。加熱蒸気導入部９７は、周方向Ｄｃの位置が外側導入口５２と同じ位置となるように、周方向Ｄｃに離間して二カ所形成されている。加熱蒸気導入部９７は、軸線方向Ｄａの位置が内側ケーシング３の外周面３ｂと対向する位置に形成されている。加熱蒸気導入部９７は、軸線方向Ｄａの位置が内側排出口３３と近い位置に形成されていることが好ましい。つまり、加熱蒸気導入部９７の軸線方向Ｄａの位置は、第二主流路５１の蒸気の流通方向に対して可能な限り上流側であることが好ましい。
【００５６】
副蒸気供給部９８は、主蒸気供給部８から供給される蒸気とは異なる蒸気を加熱蒸気として供給する。副蒸気供給部９８は、主蒸気供給部８から蒸気が第一主流路３１に供給されていない場合に、加熱蒸気を内側ケーシング３に供給する。本実施形態の副蒸気供給部９８は、主蒸気供給部８から供給される蒸気よりも温度の低い蒸気を加熱蒸気として供給している。副蒸気供給部９８としては、例えば、補助ボイラや、遠心圧縮機や、他の蒸気タービンが挙げられる。
【００５７】
なお、副蒸気供給部９８は、本実施形態では一つのみ設けられているが、このような構成に限定されるものではない。例えば、副蒸気供給部９８は、補助ボイラと別で設置された遠心圧縮機とのよう、一つの蒸気タービン１に対して複数設けられていてもよい。
【００５８】
貯留部９９は、主蒸気供給部８から供給される蒸気の一部を予め貯留している。貯留部９９は、主蒸気供給部８から蒸気が第一主流路３１に供給されている間に、この蒸気の一部を溜めている。貯留部９９は、主蒸気供給部８から蒸気が第一主流路３１に供給されていない場合に、貯留していた蒸気の一部を加熱蒸気として内側ケーシング３に供給する。本実施形態の貯留部９９は、主蒸気配管８１を流通する蒸気の一部が分流して供給されることで、蒸気を貯留している。
【００５９】
第一供給配管９１は、主蒸気供給部８から供給される蒸気の一部を加熱蒸気導入部９７まで送る。第一供給配管９１は、主蒸気配管８１と加熱蒸気導入部９７とを繋ぐ配管である。第一供給配管９１の一方の端部は、主蒸気配管８１の途中に接続されている。具体的には、第一供給配管９１の一方の端部は、主蒸気弁部８２よりも蒸気の供給源側で主蒸気配管８１から分岐するように蒸気配管に接続されている。第一供給配管９１の他方の端部は、加熱蒸気導入部９７に接続されている。
【００６０】
第二供給配管９２は、副蒸気供給部９８から供給される加熱蒸気を加熱蒸気導入部９７まで送る。第二供給配管９２は、副蒸気供給部９８と第一供給配管９１とを繋ぐ配管である。第二供給配管９２の一方の端部は、第一供給配管９１に合流するように第一供給配管９１の途中に接続されている。第二供給配管９２の他方の端部は、副蒸気供給部９８に接続されている。
【００６１】
第三供給配管９３は、主蒸気供給部８から供給される蒸気の一部を貯留部９９まで送る。第三供給配管９３は、主蒸気配管８１と貯留部９９とを繋ぐ配管である。第三供給配管９３の一方の端部は、第一供給配管９１よりも蒸気の供給源に近い位置で主蒸気配管８１から分岐するように、主蒸気配管８１に接続されている。第三供給配管９３の他方の端部は、貯留部９９に接続されている。
【００６２】
第四供給配管９４は、貯留部９９から供給される加熱蒸気を加熱蒸気導入部９７まで送る。第四供給配管９４は、貯留部９９と第一供給配管９１とを繋ぐ配管である。第四供給配管９４の一方の端部は、貯留部９９に接続されている。第四供給配管９４の他方の端部は、第二供給配管９２と同じ位置で第一供給配管９１に合流するように、第一供給配管９１に接続されている。
【００６３】
第五供給配管９５は、第一供給配管９１と第四供給配管９４とを繋ぐ配管である。第五供給配管９５の一方の端部は、第一供給配管９１と第三供給配管９３との間で主蒸気配管８１から分岐するように、主蒸気配管８１に接続されている。第五供給配管９５の他方の端部は、第四供給配管９４に合流するように、第四供給配管９４の途中に接続されている。
【００６４】
第一弁部１０１は、第一供給配管９１を流通する蒸気の流通状態を調整可能としている。第一弁部１０１は、第一供給配管９１の途中に設けられている。具体的には、第一弁部１０１は、第二供給配管９２との接続位置と主蒸気配管８１との接続位置との間で第一供給配管９１に取り付けられている。第一弁部１０１は、後述する制御部２００からの信号を受けて開放又は閉塞される。第一弁部１０１としては、例えば、電磁弁が用いられる。
【００６５】
第二弁部１０２は、第二供給配管９２を流通する蒸気の流通状態を調整可能としている。第二弁部１０２は、第二供給配管９２の途中に設けられている。第二弁部１０２は、後述する制御部２００からの信号を受けて開放又は閉塞される。第二弁部１０２としては、例えば、電磁弁が用いられる。
【００６６】
第三弁部１０３は、第三供給配管９３を流通する蒸気の流通状態を調整可能としている。第三弁部１０３は、第三供給配管９３の途中に設けられている。第三弁部１０３は、後述する制御部２００からの信号を受けて開放又は閉塞される。第三弁部１０３としては、例えば、電磁弁が用いられる。
【００６７】
第四弁部１０４は、第四供給配管９４を流通する蒸気の流通状態を調整可能としている。第四弁部１０４は、第四供給配管９４の途中に設けられている。第四弁部１０４は、後述する制御部２００からの信号を受けて開放又は閉塞される電磁弁である。第四弁部１０４としては、例えば、電磁弁が用いられる。
【００６８】
第五弁部１０５は、第五供給配管９５を流通する蒸気の流通状態を調整可能としている。第五弁部１０５は、第五供給配管９５の途中に設けられている。第五弁部１０５は、後述する制御部２００からの信号を受けて開放又は閉塞される。第五弁部１０としては、例えば、電磁弁が用いられる。
【００６９】
温度計測部１００は、主蒸気供給部８から第一主流路３１に供給される蒸気の温度を計測している。温度計測部１００は、主蒸気弁部８２よりも第一供給配管９１との接続部分側で、主蒸気配管８１に取り付けられている。温度計測部１００は、主蒸気配管８１に蒸気が流通することで蒸気の温度を計測可能とされている。温度計測部１００は、計測した蒸気の温度情報を制御部２００に送る。
【００７０】
制御部２００は、加熱蒸気の供給状態を制御する。これにより、制御部２００は、内側ケーシング加熱部９による内側ケーシング３の加熱状態を制御する。本実施形態の制御部２００は、加熱蒸気導入部９７への加熱蒸気の供給状態を制御する。制御部２００は、加熱蒸気導入部９７への加熱蒸気の供給状態だけでなく、外側導入口５２への蒸気の供給状態も制御する。具体的には、制御部２００は、起動前に、外側導入口５２へ蒸気を供給せずに、副蒸気供給部９８から加熱蒸気導入部９７へ加熱蒸気を供給させる。制御部２００は、起動初期まで、加熱蒸気導入部９７へ加熱蒸気を供給させながら、主蒸気供給部８から外側導入口５２へ蒸気を供給させる。制御部２００は、定格運転時には、加熱蒸気導入部９７へ加熱蒸気を供給させずに、主蒸気供給部８から外側導入口５２へ蒸気を供給させる。制御部２００は、停止時や緊急時に貯留部９９から加熱蒸気を加熱蒸気導入部９７へ供給させる。
【００７１】
制御部２００は、このような蒸気及び加熱蒸気の供給状態の調整を第一弁部１０１から第五弁部１０５までの開放又は閉塞させる制御を行うことで実施している。制御部２００は、入力部２０１と、判定部２０２と、主蒸気弁出力部２０３と、第一弁出力部２０４と、第二弁出力部２０５と、第三弁出力部２０６と、第四弁出力部２０７と、第五弁出力部２０８とを有している。
【００７２】
ここで、起動前とは、作業者が操作盤を操作する等によって、蒸気タービン１の運転を開始するとの操作信号が入力された後であって、第一主流路３１に蒸気が流入し始める前の状態である。起動前では、蒸気タービン１の運転が開始されているがロータ２が回転しておらず、第一主流路３１や第二主流路５１が真空状態となっている。起動前は、蒸気タービン１において蒸気を受けいれる準備を行っている状態である。
【００７３】
また、起動初期とは、主蒸気供給部８から供給された蒸気が第一主流路３１に流入し始めてから、内側ケーシング３とロータ２とのクリアランスが確保されているとみなせる予め定めた規定条件を満たした状態である。したがって、制御部２００は、蒸気が第一主流路３１に流入し始めてから、規定条件を満たすまで加熱蒸気を加熱蒸気導入部９７へ供給させる。
【００７４】
規定条件とは、内側ケーシング３の内周面３ａと動翼２２の先端との距離や、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面２ａとの距離が接触しないとみなせる程、十分に広がっている状態と言える条件である。したがって、規定条件を満たした場合、内側ケーシング３と動翼２２とが接触せず、また、静翼４とロータ本体２１とが接触しないとみなせる。本実施形態の規定条件は、例えば、定格出力に対する蒸気タービン１の出力の比率が挙げられる。より具体的には、規定条件としては、例えば、蒸気タービン１の定格出力の１０％〜４０％となっているとみなせる所定時間が挙げられる。
【００７５】
なお、規定条件として時間を用いることに限定されるものではない。規定条件は、外側排出口５３から排出される蒸気の圧力を測定する等の別手段によって出力を直接測定して利用してもよい。
【００７６】
また、停止時及び緊急時は、蒸気供給部から第一主流路３１に蒸気が供給できない状態である。停止時は、蒸気タービン１の運転を停止するとの操作信号が入力された後であって、蒸気タービン１を停止させる際に、蒸気タービン１の出力が規定値を下回った状態である。緊急時とは、何らかの不具合によってトリップ信号が発せられて緊急停止を行う状態である。
【００７７】
入力部２０１は、温度計測部１００が計測した温度情報が入力される。入力部２０１は、蒸気タービン１を運転する際に作業者が操作する操作盤（不図示）から操作信号が入力される。入力部２０１は、外部からトリップ信号が入力される。入力部２０１は、入力された温度情報、操作信号、及びトリップ信号を判定部２０２に出力する。
【００７８】
判定部２０２は、入力された温度情報、操作信号、及びトリップ信号に基づいて、主蒸気弁部８２、第一弁部１０１、第二弁部１０２、第三弁部１０３、第四弁部１０４、及び第五弁部１０５を開放又は閉塞させる信号を出力する。判定部２０２は、主蒸気弁部８２を開放又は閉塞させる信号を主蒸気弁出力部２０３に出力する。判定部２０２は、第一弁部１０１を開放又は閉塞させる信号を第一弁出力部２０４に出力する。判定部２０２は、第二弁部１０２を開放又は閉塞させる信号を第二弁出力部２０５に出力する。判定部２０２は、第三弁部１０３を開放又は閉塞させる信号を第三弁出力部２０６に出力する。判定部２０２は、第四弁部１０４を開放又は閉塞させる信号を第四弁出力部２０７に出力する。判定部２０２は、第五弁部１０５を開放又は閉塞させる信号を第五弁出力部２０８に出力する。
【００７９】
具体的には、判定部２０２は、蒸気タービン１の運転を開始するとの操作信号が入力されたか否かを判定する。判定部２０２は、蒸気タービン１の運転を開始するとの操作信号が入力されたと判定すると、主蒸気弁部８２、第一弁部１０１、第三弁部１０３、第四弁部１０４、及び第五弁部１０５を閉塞させる信号を出力する。判定部２０２は、蒸気タービン１の運転を開始するとの操作信号が入力されたと判定すると、第二弁部１０２を開放させる信号を出力する。
【００８０】
判定部２０２は、温度計測部１００が蒸気の温度の計測を開始し、温度情報が入力されたか否かを判定する。判定部２０２は、温度情報が入力されたと判定すると、主蒸気弁部８２、第二弁部１０２、第三弁部１０３、及び第五弁部１０５を開放させる信号を出力する。判定部２０２は、温度情報が入力されたと判定すると、第一弁部１０１及び第四弁部１０４を閉塞させる信号を出力する。
【００８１】
判定部２０２は、入力された温度情報が基準値を満たしているか否かを判定する。本実施形態の基準値とは、副蒸気供給部９８から供給される加熱蒸気の温度の値である。したがって、判定部２０２は、第一主流路３１に供給される蒸気の温度が加熱蒸気の温度を超えているか否かを判定している。判定部２０２は、温度情報が基準値を超えたと判定すると、主蒸気弁部８２、第一弁部１０１、第三弁部１０３、及び第五弁部１０５を開放させる信号を出力する。判定部２０２は、温度情報が基準値を超えたと判定すると、第二弁部１０２及び第四弁部１０４を閉塞させる信号を出力する。
【００８２】
判定部２０２は、蒸気タービン１の出力が定格出力の１０％〜４０％に達したとみなせる所定時間が経過したか否かを判定する。判定部２０２は、蒸気タービン１の運転を開始するとの操作信号が入力されてから所定時間を超えたと判定すると、主蒸気弁部８２、第三弁部１０３、及び第五弁部１０５を開放させる信号を出力する。判定部２０２は、所定時間を超えたと判定すると、第一弁部１０１、第二弁部１０２、及び第四弁部１０４を閉塞させる信号を出力する。
【００８３】
判定部２０２は、蒸気タービン１の運転を停止するとの操作信号が入力されたか否かを判定する。判定部２０２は、蒸気タービン１の運転を停止するとの操作信号が入力されたと判定すると、主蒸気弁部８２、第一弁部１０１、第二弁部１０２、第三弁部１０３、及び第五弁部１０５を閉塞させる信号を出力する。判定部２０２は、蒸気タービン１の運転を停止するとの操作信号が入力されたと判定すると、第四弁部１０４を開放させる信号を出力する。
【００８４】
判定部２０２は、トリップ信号が入力されたか否かを判定する。判定部２０２は、トリップ信号が入力されたと判定すると、主蒸気弁部８２、第一弁部１０１、第二弁部１０２、第三弁部１０３、及び第五弁部１０５を閉塞させる信号を出力する。判定部２０２は、トリップ信号が入力されたと判定すると、第四弁部１０４を開放させる信号を出力する。
【００８５】
主蒸気弁出力部２０３は、判定部２０２から主蒸気弁部８２を開放させる信号又は閉塞させる信号が入力される。主蒸気弁出力部２０３は、入力された信号に基づいて、主蒸気弁部８２を開放又は閉塞させる。
【００８６】
第一弁出力部２０４は、判定部２０２から第一弁部１０１を開放させる信号又は閉塞させる信号が入力される。第一弁出力部２０４は、入力された信号に基づいて、第一弁部１０１を開放又は閉塞させる。
【００８７】
第二弁出力部２０５は、判定部２０２から第二弁部１０２を開放させる信号又は閉塞させる信号が入力される。第二弁出力部２０５は、入力された信号に基づいて、第二弁部１０２を開放又は閉塞させる。
【００８８】
第三弁出力部２０６は、判定部２０２から第三弁部１０３を開放させる信号又は閉塞させる信号が入力される。第三弁出力部２０６は、入力された信号に基づいて、第三弁部１０３を開放又は閉塞させる。
【００８９】
第四弁出力部２０７は、判定部２０２から第四弁部１０４を開放させる信号又は閉塞させる信号が入力される。第四弁出力部２０７は、入力された信号に基づいて、第四弁部１０４を開放又は閉塞させる。
【００９０】
第五弁出力部２０８は、判定部２０２から第五弁部１０５を開放させる信号又は閉塞させる信号が入力される。第五弁出力部２０８は、入力された信号に基づいて、第五弁部１０５を開放又は閉塞させる。
【００９１】
このような蒸気タービン１では、完全に停止されている状態から運転が開始するために操作盤が操作される。これにより、蒸気タービン１は起動前の状態となり、蒸気タービン１の運転を開始するとの操作信号が入力部２０１を介して判定部２０２に入力される。判定部２０２は、蒸気タービン１の運転を開始するとの操作信号が入力されたと判定する。
【００９２】
その結果、主蒸気弁部８２を閉塞させる信号が、判定部２０２から主蒸気弁出力部２０３に入力される。第一弁部１０１を閉塞させる信号が、判定部２０２から第一弁出力部２０４に入力される。第二弁部１０２を開放させる信号が、判定部２０２から第二弁出力部２０５に入力される。第三弁部１０３を閉塞させる信号が、判定部２０２から第三弁出力部２０６に入力される。第四弁部１０４を閉塞させる信号が、判定部２０２から第四弁出力部２０７に入力される。第五弁部１０５を閉塞させる信号が、判定部２０２から第五弁出力部２０８に入力される。
【００９３】
これにより、主蒸気弁部８２、第一弁部１０１、第三弁部１０３、第四弁部１０４、及び第五弁部１０５が閉塞される。主蒸気弁部８２が閉塞されていることで、主蒸気配管８１から外側導入口５２への蒸気の流通が遮断されて第一主流路３１内へ蒸気が流入しない。同様に、第一供給配管９１、第三供給配管９３、第四供給配管９４、及び第五供給配管９５での蒸気の流通が遮断される。一方、第二弁部１０２のみが開放されることで、第二供給配管９２での蒸気の流通が開放される。そのため、副蒸気供給部９８から供給される加熱蒸気が第二供給配管９２を流れて、加熱蒸気導入部９７に送られる。これにより、加熱蒸気が第二主流路５１に流入する。第二主流路５１を流通した加熱蒸気は、外側排出口５３から外部に排出される。
【００９４】
第一主流路３１に蒸気が流通する前に加熱蒸気が第二主流路５１に供給されることで、第二主流路５１を加熱蒸気が流通する。この加熱蒸気によって、内側ケーシング３の外周面３ｂが加熱される。その結果、内側ケーシング３は加熱蒸気の熱で膨張する。一方、第一主流路３１に蒸気が流通していないことで、ロータ本体２１や動翼２２は熱でほとんど膨張しない。その結果、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの間のクリアランスや、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面２ａとの間のクリアランスが大きくなる。
【００９５】
その後、供給源から供給された蒸気が温度計測部１００まで到達することで、温度計測部１００は蒸気の温度の計測を開始する。温度計測部１００が蒸気の温度の計測を開始することで、入力部２０１を介して判定部２０２に温度情報が入力される。判定部２０２は、温度情報が入力されたと判定する。上記条件に加え、プラント側の起動条件が整った後、下記のような操作が開始される。
【００９６】
その結果、主蒸気弁部８２を開放させる信号が、判定部２０２から主蒸気弁出力部２０３に入力される。第一弁部１０１を閉塞させる信号が、判定部２０２から第一弁出力部２０４に入力される。第二弁部１０２を開放させる信号が、判定部２０２から第二弁出力部２０５に入力される。第三弁部１０３を開放させる信号が、判定部２０２から第三弁出力部２０６に入力される。第四弁部１０４を閉塞させる信号が、判定部２０２から第四弁出力部２０７に入力される。第五弁部１０５を開放させる信号が、判定部２０２から第五弁出力部２０８に入力される。
【００９７】
これにより、第二弁部１０２に加えて、新たに主蒸気弁部８２、第三弁部１０３、及び第五弁部１０５が開放される。主蒸気弁部８２が開放されていることで、主蒸気配管８１を介して外側導入口５２に蒸気が供給される。外側導入口５２に供給された蒸気は、内側導入口３２を介して第一主流路３１に流入する。第一主流路３１内に流入した蒸気は、ロータ２を回転させつつ、温度が徐々に下がりながら内側排出口３３に到達する。内側排出口３３に到達した蒸気は第二主流路５１内に流入する。
【００９８】
また、第二弁部１０２が開放されたままであることで、副蒸気供給部９８から供給される加熱蒸気は、第二供給配管９２を流れて加熱蒸気導入部９７から第二主流路５１に流入し続ける。第二主流路５１に流入した加熱蒸気は、第一主流路３１を流通した蒸気と合流する。合流した加熱蒸気及び蒸気は、第二主流路５１を流れて外側排出口５３から外部に排出される。
【００９９】
加熱蒸気が第二主流路５１に供給されることで、第一主流路３１を流通した蒸気よりも高い温度で内側ケーシング３の外周面３ｂが加熱される。その結果、第一主流路３１を流通した蒸気のみに曝された場合に比べて、内側ケーシング３は早く膨張する。これにより、内側ケーシング３の方が動翼２２やロータ本体２１よりも早く膨張する。したがって、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの間のクリアランスや、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面２ａとの間のクリアランスが狭まることなく確保される。
【０１００】
また、第三弁部１０３及び第五弁部１０５が開放されていることで、第三供給配管９３及び第五供給配管９５を介して、主蒸気配管８１を流通する蒸気の一部が貯留部９９に供給される。貯留部９９では、供給された蒸気が溜められる。そのため、主蒸気供給部８から蒸気が第一主流路３１に流入している間、この蒸気の一部が貯留部９９に溜められ続ける。
【０１０１】
次に、蒸気タービン１の出力が定格出力に近づくにしたがって、主蒸気配管８１を介して外側導入口５２に供給される蒸気は、徐々にその温度が上昇する。蒸気の温度が上昇することで、温度計測部１００が計測して入力部２０１に入力される温度情報の値が上昇する。その結果、入力された温度情報が副蒸気供給部９８から供給されている加熱蒸気の温度を超えていると判定部２０２が判定する。
【０１０２】
その結果、主蒸気弁部８２を開放させる信号が、判定部２０２から主蒸気弁出力部２０３に入力される。第一弁部１０１を開放させる信号が、判定部２０２から第一弁出力部２０４に入力される。第二弁部１０２を閉塞させる信号が、判定部２０２から第二弁出力部２０５に入力される。第三弁部１０３を開放させる信号が、判定部２０２から第三弁出力部２０６に入力される。第四弁部１０４を閉塞させる信号が、判定部２０２から第四弁出力部２０７に入力される。第五弁部１０５を開放させる信号が、判定部２０２から第五弁出力部２０８に入力される。
【０１０３】
これにより、開放されていた第二弁部１０２が閉塞されるとともに、新たに第一弁部１０１が開放される。第一弁部１０１が開放されていることで、第一供給配管９１を介して主蒸気配管８１を流通する蒸気の一部が加熱蒸気として加熱蒸気導入部９７に供給される。加熱蒸気導入部９７に供給された加熱蒸気は、第二主流路５１に流入して、第一主流路３１を流通した蒸気と合流する。
【０１０４】
一方、第二弁部１０２が閉塞されていることで、第二供給配管９２での蒸気の流通が遮断される。そのため、副蒸気供給部９８から加熱蒸気導入部９７への加熱蒸気の供給は停止される。
【０１０５】
したがって、副蒸気供給部９８から供給されていた加熱蒸気よりも温度が高く、第一主流路３１を流通していない蒸気が加熱蒸気として第二主流路５１に供給される。そのため、第一主流路３１を流通した蒸気や副蒸気供給部９８から供給されていた加熱蒸気よりも高い温度で内側ケーシング３の外周面３ｂが加熱される。その結果、第一主流路３１を流通した蒸気のみに曝された場合や副蒸気供給部９８から供給されていた加熱蒸気に曝されたに比べて、内側ケーシング３は膨張する。これにより、第一主流路３１に流入する蒸気の温度が上昇しても、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの間のクリアランスや、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面２ａとの間のクリアランスが狭まることなく確保される確保される。
【０１０６】
その後、蒸気タービン１の運転を開始してから所定時間経過することで、蒸気タービン１の出力が定格出力の１０％〜４０％に達する。そのため、判定部２０２は、蒸気タービン１の運転を開始するとの操作信号が入力されてから所定時間を超えたと判定する。
【０１０７】
その結果、主蒸気弁部８２を開放させる信号が、判定部２０２から主蒸気弁出力部２０３に入力される。第一弁部１０１を閉塞させる信号が、判定部２０２から第一弁出力部２０４に入力される。第二弁部１０２を閉塞させる信号が、判定部２０２から第二弁出力部２０５に入力される。第三弁部１０３を開放させる信号が、判定部２０２から第三弁出力部２０６に入力される。第四弁部１０４を閉塞させる信号が、判定部２０２から第四弁出力部２０７に入力される。第五弁部１０５を開放させる信号が、判定部２０２から第五弁出力部２０８に入力される。
【０１０８】
これにより、新たに第一弁部１０１が閉塞される。第一弁部１０１が閉塞されていることで、主蒸気配管８１を流通する蒸気の一部が加熱蒸気導入部９７に供給されなくなる。その結果、加熱蒸気導入部９７から第二主流路５１への加熱蒸気の流入が停止される。したがって、加熱蒸気による内側ケーシング３の加熱が停止される。そのため、主蒸気配管８１を流通する蒸気の全てが蒸気タービン１を運転するために使用される。これにより、蒸気タービン１を効率的に運転することができる。
【０１０９】
また、蒸気タービン１の運転を停止するために操作盤が操作される。これにより、蒸気タービン１の運転を停止するとの操作信号が入力部２０１を介して判定部２０２に入力される。判定部２０２は、蒸気タービン１の運転を停止するとの操作信号が入力されたと判定する。
【０１１０】
その結果、主蒸気弁部８２を閉塞させる信号が、判定部２０２から主蒸気弁出力部２０３に入力される。第一弁部１０１を閉塞させる信号が、判定部２０２から第一弁出力部２０４に入力される。第二弁部１０２を閉塞させる信号が、判定部２０２から第二弁出力部２０５に入力される。第三弁部１０３を閉塞させる信号が、判定部２０２から第三弁出力部２０６に入力される。第四弁部１０４を開放させる信号が、判定部２０２から第四弁出力部２０７に入力される。第五弁部１０５を閉塞させる信号が、判定部２０２から第五弁出力部２０８に入力される。
【０１１１】
これにより、主蒸気弁部８２、第三弁部１０３、及び第五弁部１０５が閉塞されるとともに、新たに第四弁部１０４が開放される。第四弁部１０４が開放されることで、貯留部９９に貯留されていた蒸気が第四供給配管９４を流れて、加熱蒸気として加熱蒸気導入部９７から第二主流路５１に流入する。
【０１１２】
第一主流路３１に蒸気が流通していない状況で加熱蒸気が第二主流路５１に供給される。その結果、内側ケーシング３の外周面３ｂが加熱され、内側ケーシング３は加熱蒸気の熱で膨張する。一方、第一主流路３１に蒸気が流通していないことで、ロータ本体２１や動翼２２は収縮し始める。これにより、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの間のクリアランスや、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面との間のクリアランスが確保される。
【０１１３】
また、蒸気タービン１の運転が緊急停止されて緊急時となった場合も、停止時と同じように、貯留部９９に貯留されていた蒸気が第四供給配管９４を流れて、加熱蒸気として加熱蒸気導入部９７から第二主流路５１に流入する。
【０１１４】
上記のような第一実施形態の蒸気タービン１によれば、主蒸気配管８１を流通する蒸気の一部が、加熱蒸気として、第一供給配管９１を介して加熱蒸気導入部９７に供給される。そのため、第二主流路５１に流入した加熱蒸気によって、内側ケーシング３の外周面３ｂが加熱される。したがって、内側ケーシング３は、第一主流路３１を流通する蒸気によって内周面３ａを加熱されるだけでなく、第二主流路５１を流通する加熱蒸気によって外周面３ｂも加熱される。その結果、第一主流路３１を流通する蒸気のみに曝される動翼２２やロータ本体２１に比べて、内側ケーシング３を早く膨張させることができる。これにより、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの間のクリアランスや、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面２ａとの間のクリアランスが確保される。
【０１１５】
特に、蒸気タービン１を一度停止させた場合、外側ケーシング５及び内側ケーシング３の温度が十分に下がっているものの、ロータ２の温度が十分に下がっていない状態が生じる。このような状態で、蒸気タービン１を再起動させた場合、第一主流路３１を流通する高温の蒸気に曝されながら回転する動翼２２が、遠心力及び熱伸びによって内側ケーシング３よりも膨張してしまう。そのため、再起動した際に、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの距離が小さくなって、接触する可能性がある。しかしながら、第一主流路３１に蒸気が供給される場合に、この蒸気の一部を内側ケーシング３に加熱蒸気として供給して加熱することで、内側ケーシング３を動翼２２よりも早く膨張させることができる。したがって、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの距離が狭まってしまうことを抑制することができる。
【０１１６】
したがって、蒸気タービン１の運転状況によって、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとが接触したり、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面２ａとが接触したりすることを防ぐことができる。そのため、ロータ２側と内側ケーシング３側との間のクリアランスを予め大きく取り必要が無くなり、適切な値に設定することができる。
【０１１７】
また、副蒸気供給部９８から第二主流路５１に起動前から加熱蒸気が供給されることで、第一主流路３１に蒸気が供給される前に第二主流路５１に加熱蒸気が流通する。そのため、第一主流路３１を流通する蒸気に曝されて動翼２２が膨張する前に、第二主流路５１を流通する加熱蒸気で内側ケーシング３が加熱されて膨張する。これにより、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの間のクリアランスを起動前に高い精度で広げることができる。したがって、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとが接触したり、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面２ａとが接触したりすることを高い精度で防ぐことができる。
【０１１８】
また、第二主流路５１に加熱蒸気を供給することで、第一主流路３１を流通してきた蒸気とともに内側ケーシング３を加熱した加熱蒸気は、第二主流路５１を外側排出口５３に向かって流れる。そのため、第一主流路３１を流通してきた蒸気とともに、加熱蒸気は外側排出口５３から蒸気タービン１の外部に排出される。したがって、加熱蒸気を排出する構造を新たに蒸気タービン１に設ける必要が無い。これにより、主蒸気供給部８から供給される蒸気の一部を利用して内側ケーシング３を加熱する内側ケーシング加熱部９を簡易な構成で形成することができる。
【０１１９】
また、主蒸気配管８１を流通する蒸気の温度が、副蒸気供給部９８から供給される加熱蒸気の温度よりも高くなるまで、副蒸気供給部９８から加熱蒸気を供給し続けている。そのため、運転開始直後のように、主蒸気配管８１を流通する蒸気の温度が十分高くない場合であっても、安定して内側ケーシング３を加熱することができる。
【０１２０】
また、規定条件を満たす起動初期まで加熱蒸気を第二主流路５１に供給することで、内側ケーシング３と動翼２２とが接触しないとみなせるまで、内側ケーシング３が加熱され続ける。具体的には、蒸気タービン１の定格出力の１０％〜４０％となるまで内側ケーシング３が加熱され続ける。その結果、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの距離が狭まって接触してしまうことを高い精度で防ぐことができる。
【０１２１】
また、主蒸気配管８１を介して第一主流路３１に蒸気が供給され続けている間に貯留部９９では蒸気の一部が溜められている。そのため、停止時や緊急時のように、第一主流路３１への蒸気の供給が停止された場合に、内側ケーシング３が加熱蒸気で加熱されて膨張する。これにより、内側ケーシング３が動翼２２よりも先に冷却されて、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの間の間隔が狭まってしまうことを抑制することができる。
【０１２２】
なお、本実施形態では、起動前に、副蒸気供給部９８から加熱蒸気を供給したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、再起動時のように貯留部９９に既に蒸気が溜められている場合には、副蒸気供給部９８の代わりに、起動前に貯留部９９から加熱蒸気を供給してもよい。また、本実施形態では、停止時や緊急時に、貯留部９９から加熱蒸気を供給したが、このような構成に限定されるものではない。停止時や緊急時に、副蒸気供給部９８が運転可能な場合には、貯留部９９の代わりに、副蒸気供給部９８から加熱蒸気を供給してもよい。
【０１２３】
《第二実施形態》
次に、本発明の蒸気タービンの第二実施形態について説明する。第二実施形態で示す蒸気タービンは、内側ケーシング加熱部が一部異なっている。したがって、第二実施形態の説明においては、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。つまり、第一実施形態で説明した構成と共通する蒸気タービンの構成については、その説明を省略する。
【０１２４】
第二実施形態の内側ケーシング加熱部９Ａでは、加熱蒸気は第二主流路５１には供給されない。内側ケーシング加熱部９Ａでは、図２に示すように、内側ケーシング３の内部に加熱蒸気を流通させる。具体的には、内側ケーシング加熱部９Ａは、第一内部流路部３０１と、第二内部流路部３０２と、第三内部流路部３０３と、加熱蒸気排出部３０４とを有している。
【０１２５】
第一内部流路部３０１は、加熱蒸気導入部９７から内側ケーシング３の内部まで加熱蒸気を供給している。第一内部流路部３０１は、外側ケーシング５の内周面５ａと内側ケーシング３の外周面３ｂとを繋ぐ配管である。第一内部流路部３０１は、加熱蒸気導入部９７の外側ケーシング５の内周面５ａの開口と繋がれている。第一内部流路部３０１は、軸線方向Ｄａの位置が内側排出口３３と近い位置で、内側ケーシング３の外周面３ｂと繋がれている。第一内部流路部３０１は、内側ケーシング３の外周面３ｂの最も軸線方向Ｄａの他方側と対向する位置で接続されていることが好ましい。
【０１２６】
第二内部流路部３０２は、内側ケーシング３の内部を軸線方向Ｄａに延びている。第二内部流路部３０２は、軸線方向Ｄａに離間した位置で外周面３ｂに開口する貫通孔である。第二内部流路部３０２の軸線方向Ｄａの一方の開口は、第一内部流路部３０１と接続されている。第二内部流路部３０２の軸線方向Ｄａの他方の開口は、第三内部流路部３０３と接続されている。
【０１２７】
第三内部流路部３０３は、内側ケーシング３の内部を流通した加熱蒸気を外側ケーシング５まで供給している。第三内部流路部３０３は、外側ケーシング５の内周面５ａと内側ケーシング３の外周面３ｂとを繋ぐ配管である。第三内部流路部３０３は、加熱蒸気排出部３０４と第二内部流路部３０２とを繋いでいる。
【０１２８】
加熱蒸気排出部３０４は、加熱蒸気を外側ケーシング５の外部に排出する排出口である。加熱蒸気排出部３０４は、外側ケーシング５に形成されている。加熱蒸気排出部３０４は、第三内部流路部３０３に接続されている。本実施形態の加熱蒸気排出部３０４は、加熱蒸気導入部９７よりも軸線方向Ｄａの他方側に形成されている。加熱蒸気排出部３０４は、外側ケーシング５の内部と外部と連通する貫通孔である。
【０１２９】
上記のような第二実施形態の蒸気タービン１Ａによれば、加熱蒸気導入部９７まで供給された加熱蒸気は、第一内部流路部３０１を介して第二内部流路部３０２まで流入する。第二内部流路部３０２を流通した加熱蒸気は、第三内部流路部３０３を介して加熱蒸気排出部３０４から外部に排出される。
【０１３０】
第二内部流路部３０２を流通することで、加熱蒸気は内側ケーシング３の内部を流通することとなる。そのため、第二主流路５１に加熱蒸気を流通させた場合に比べて、内側ケーシング３の内周面３ａに近い位置が加熱される。その結果、内側ケーシング３の中でも内周面３ａに近い領域を加熱して、内側ケーシング３を膨張させることができる。その結果、動翼２２やロータ本体２１に比べて、内側ケーシング３をより早く膨張させることができる。これにより、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの間のクリアランスや、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面２ａとの間のクリアランスが高い精度で確保される。
【０１３１】
《第三実施形態》
次に、本発明に係る蒸気タービンの第三実施形態について説明する。以下に説明する第三実施形態においては、内側ケーシング加熱部が一部異なっている。したがって、第三実施形態の説明においては、第一実施形態及び第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。つまり、第一実施形態及び第二実施形態で説明した構成と共通する蒸気タービンの構成については、その説明を省略する。
【０１３２】
第三実施形態の内側ケーシング加熱部９Ｂでは、第二主流路５１には蒸気を供給せずに、内側ケーシング３の外周面３ｂに加熱蒸気を直接接触させている。つまり、第三実施形態の内側ケーシング加熱部９Ｂは、第二主流路５１を流通する蒸気と合流させることなく、加熱蒸気を内側ケーシング３の外周面３ｂに接触させている。内側ケーシング加熱部９Ｂは、図３に示すように、蒸気流通部４０１と、蒸気分岐管４０２と、蒸気合流管４０３と、加熱蒸気排出部４０４とを有している。
【０１３３】
蒸気流通部４０１は、内側ケーシング３の外周面３ｂに沿って周方向Ｄｃに加熱蒸気を流通させる。蒸気流通部４０１は、環状をなして内側ケーシング３の外周面３ｂに取り付けられている。蒸気流通部４０１は、内側ケーシング３の外周面３ｂに対して、軸線方向Ｄａに離間して複数（本実施形態では三つ）配置されている。
【０１３４】
蒸気分岐管４０２は、加熱蒸気導入部９７から供給された加熱蒸気を分岐させて複数の蒸気流通部４０１までそれぞれ供給している。蒸気分岐管４０２は、外側ケーシング５の内周面５ａと蒸気流通部４０１とを繋ぐ配管である。蒸気分岐管４０２は、加熱蒸気導入部９７の外側ケーシング５の内周面５ａの開口と繋がれている。
【０１３５】
蒸気合流管４０３は、蒸気流通部４０１を流通した加熱蒸気を合流させて外側ケーシング５まで供給している。蒸気合流管４０３は、外側ケーシング５の内周面５ａと外側ケーシング５の内周面５ａとを繋ぐ配管である。
【０１３６】
加熱蒸気排出部４０４は、加熱蒸気を外側ケーシング５の外部に排出する排出口である。加熱蒸気排出部４０４は、外側ケーシング５に形成されている。加熱蒸気排出部４０４は、蒸気合流管４０３に接続されている。第三実施形態の加熱蒸気排出部４０４は、加熱蒸気導入部９７と軸線方向Ｄａの位置が同じであって、周方向Ｄｃに１８０°離間した位置に形成されている。したがって、例えば、加熱蒸気排出部４０４は、第一実施形態及び第二実施形態における加熱蒸気導入部９７の一方であって、外側ケーシング５の内部と外部と連通する貫通孔である。
【０１３７】
上記のような第三実施形態の蒸気タービン１Ｂによれば、加熱蒸気導入部９７まで供給された加熱蒸気は、蒸気分岐管４０２を介して複数の蒸気流通部４０１までそれぞれ流入する。蒸気流通部４０１内では加熱蒸気は、内側ケーシング３の外周面３ｂに直接接しながら周方向Ｄｃに流れる。蒸気流通部４０１内を流通した加熱蒸気は、蒸気合流管４０３によって合流されて加熱蒸気排出部４０４から外部に排出される。
【０１３８】
蒸気流通部４０１内を加熱蒸気が流通することで、第二主流路５１を流通する蒸気と合流することなく、加熱蒸気が内側ケーシング３の外周面３ｂと接触する。そのため、加熱蒸気の温度が第二主流路５１を流通する蒸気によって低下することが抑えられる。その結果、より高い温度の加熱蒸気で内側ケーシング３の外周面３ｂを加熱して膨張させることができる。その結果、動翼２２やロータ本体２１に比べて、内側ケーシング３をより早く膨張させることができる。これにより、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの間のクリアランスや、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面との間のクリアランスが高い精度で確保される。
【０１３９】
なお、複数の蒸気流通部４０１に供給される加熱蒸気は、本実施形態のように全て同じであることに限定されるものではない。例えば、複数の蒸気流通部４０１の供給される加熱蒸気の温度に変化を持たせてもよい。具体的には、軸線方向Ｄａの他方側に配置されている蒸気流通部４０１に供給される加熱蒸気の温度が、軸線方向Ｄａの一方側に配置されている蒸気流通部４０１に供給される加熱蒸気の温度よりも低くされていてもよい。この際、軸線方向Ｄａの他方側に向かうにしたがって徐々に温度が低くなるように加熱蒸気の温度が調整されても良い。
【０１４０】
《第四実施形態》
次に、本発明に係る蒸気タービンの第四実施形態について説明する。以下に説明する第四実施形態においては、内側ケーシング加熱部が一部異なっている。したがって、第四実施形態の説明においては、第一実施形態から第三実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。つまり、第一実施形態から第三実施形態で説明した構成と共通する蒸気タービンの構成については、その説明を省略する。
【０１４１】
第四実施形態の内側ケーシング加熱部９Ｃでは、内側ケーシング３の外周面３ｂに加熱蒸気を直接噴射させて接触させている。内側ケーシング加熱部９Ｃでは、第二主流路５１を流通する蒸気に噴射後の加熱蒸気を合流させている。内側ケーシング加熱部９Ｃは、図４に示すように、蒸気噴射部５０１と、噴射部接続管５０２とを有している。
【０１４２】
蒸気噴射部５０１は、内側ケーシング３の外周面３ｂに向かって加熱蒸気を噴射させる。本実施形態の蒸気噴射部５０１は、軸線方向Ｄａの両側が開口された筒状をなしている。蒸気噴射部５０１には、その内周面と外周面との間に加熱蒸気を周方向Ｄｃに流通させることが可能な空間が形成されている。蒸気噴射部５０１は、内側ケーシング３を径方向Ｄｒの外側から覆っている。蒸気噴射部５０１は、内側ケーシング３の外周面３ｂの軸線方向Ｄａの長さと対応するよう形成されている。蒸気噴射部５０１には、内側ケーシング３の外周面３ｂと対向する面に複数の噴射孔が形成されている。噴射孔は、軸線方向Ｄａ及び周方向Ｄｃに離間して複数形成されている。したがって、蒸気噴射部５０１の内部を周方向Ｄｃに流れる加熱蒸気は、噴射孔から内側ケーシング３の外周面３ｂに向かって噴射される。
【０１４３】
噴射部接続管５０２は、加熱蒸気導入部９７から供給された加熱蒸気を蒸気噴射部５０１まで供給している。噴射部接続管５０２は、外側ケーシング５の内周面５ａと蒸気噴射部５０１とを繋ぐ配管である。噴射部接続管５０２は、加熱蒸気導入部９７から径方向Ｄｒの内側に向かって延びている。
【０１４４】
上記のような第四実施形態の蒸気タービン１Ｃによれば、加熱蒸気導入部９７まで供給された加熱蒸気は、噴射部接続管５０２を介して蒸気噴射部５０１の内部に流入する。蒸気噴射部５０１内を周方向Ｄｃに流通する加熱蒸気は、噴射孔から内側ケーシング３の外周面３ｂに向かって噴射される。噴射された加熱蒸気は、軸線方向Ｄａの両側の開口から第二主流路５１に合流する。合流した加熱蒸気及び蒸気は、第二主流路５１を流れて外側排出口５３から外部に排出される。
【０１４５】
蒸気タービン１Ｃでは、第二主流路５１を流通する蒸気と合流することなく、加熱蒸気が内側ケーシング３の外周面３ｂに向かって噴射される。そのため、加熱蒸気の温度が第二主流路５１を流通する蒸気によって低下する前に、内側ケーシング３の外周面３ｂに加熱蒸気を接触させることができる。また、高い伝熱効果が得られる。その結果、より高い温度の加熱蒸気で内側ケーシング３の外周面３ｂを加熱して膨張させることができる。その結果、動翼２２やロータ本体２１に比べて、内側ケーシング３をより早く膨張させることができる。これにより、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの間のクリアランスや、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面２ａとの間のクリアランスが高い精度で確保される。
【０１４６】
また、蒸気噴射部５０１が軸線方向Ｄａの両側が開口された筒状をなしている。そのため、内側ケーシング３の外周面３ｂに向かって噴射された加熱蒸気は、軸線方向Ｄａの両側の開口から第二主流路５１に合流する。そのため、第一主流路３１を流通してきた蒸気とともに、加熱蒸気は外側排出口５３から蒸気タービン１Ｃの外部に排出される。したがって、加熱蒸気を排出する構造を新たに蒸気タービン１Ｃに設ける必要が無い。これにより、主蒸気供給部８から供給される蒸気の一部を利用して内側ケーシング３を加熱する内側ケーシング加熱部９Ｃを簡易な構成で形成することができる。
【０１４７】
《第五実施形態》
次に、本発明に係る蒸気タービンの第五実施形態について説明する。以下に説明する第五実施形態においては、内側ケーシングが突起部を有する点が一部異なっている。したがって、第五実施形態の説明においては、第一実施形態から第四実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。つまり、第一実施形態から第四実施形態で説明した構成と共通する蒸気タービンの構成については、その説明を省略する。
【０１４８】
第五実施形態の内側ケーシング３Ｄは、図５に示すように、突起部３５を有している。突起部３５は、内側ケーシング３Ｄの外周面３ｂから径方向Ｄｒの外側に向かって突出している。突起部３５は、第二主流路５１に配置されている。本実施形態の突起部３５は、内側ケーシング３Ｄの外周面３ｂに対して周方向Ｄｃに延びる環状をなしている。突起部３５は、軸線方向Ｄａに離間して複数設けられている。
【０１４９】
上記のような第五実施形態の蒸気タービン１Ｄによれば、内側ケーシング３Ｄの外周面３ｂに突起部３５が設けられている。そのため、内側ケーシング３Ｄの外周面３ｂの表面積が増加する。したがって、第二主流路５１に供給された加熱蒸気の温度を、外周面３ｂ側から内側ケーシング３Ｄに効果的に伝えることができる。これにより、加熱蒸気を効果的に利用されて内側ケーシング３Ｄが加熱される。その結果、動翼２２やロータ本体２１に比べて、内側ケーシング３Ｄをより早く膨張させることができる。これにより、動翼２２の先端と内側ケーシング３Ｄの内周面３ａとの間のクリアランスや、静翼４の先端とロータ本体２１の外周面２ａとの間のクリアランスが高い精度で確保される。
【０１５０】
なお、第五実施形態の突起部３５は、内側ケーシング３Ｄの外周面３ｂに対して周方向Ｄｃに延びる環状をなしていることに限定されるものではなく、内側ケーシング３Ｄの外周面３ｂから突出していればよい。したがって、例えば、突起部３５は、内側ケーシング３Ｄの外周面３ｂに対して軸線方向Ｄａに延びる板状をなして、周方向Ｄｃに離間して複数設けられていてもよい。
【０１５１】
また、突起部３５は、軸線方向Ｄａの他方側に向かうにしたがって、内側ケーシング３Ｄの外周面３ｂからの突出量が小さくなるようにしてもよい。
【０１５２】
《第六実施形態》
次に、本発明に係る蒸気タービンの第六実施形態について説明する。以下に説明する第六実施形態においては、内側ケーシングが内側導入口を加熱する入口連通部を有する点が一部異なっている。したがって、第六実施形態の説明においては、第一実施形態から第五実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。つまり、第一実施形態から第五実施形態で説明した構成と共通する蒸気タービンの構成については、その説明を省略する。
【０１５３】
第六実施形態の内側ケーシング３Ｅは、図６に示すように、内側導入口３２を形成している領域を加熱している。内側ケーシング３Ｅは、入口連通部３７と、調整部３８とを有している。
【０１５４】
入口連通部３７は、内側ケーシング３Ｄの中で部分的に厚くなっている領域に、第一主流路３１を流通する蒸気の一部を流通可能としている。具体的には、入口連通部３７は、内側ケーシング３Ｄの中で内側導入口３２を形成している領域内に蒸気を流通させる。内側導入口３２に対して第一主流路３１を流通する蒸気の流通方向の上流側で第一主流路３１と外部とを連通している。つまり、入口連通部３７は、内側導入口３２よりも軸線方向Ｄａの一方側で内側ケーシング３Ｅを径方向Ｄｒに貫通している。
【０１５５】
調整部３８は、入口連通部３７における蒸気の流通状態を調整している。本実施形態の調整部３８は、外側ケーシング５の外部で入口連通部３７に取り付けられている。調整部３８は、例えば、作業者によって開放又は閉塞される。なお、調整部３８は、他の弁部と同様に、制御部２００によって制御される電磁弁であってもよい。
【０１５６】
第六実施形態の蒸気タービン１Ｅによれば、調整部３８が開放されていることで、入口連通部３７内で蒸気が流通可能となる。この状態で、第一主流路３１に蒸気が流入されることで、入口連通部３７内に蒸気が流入する。そのため、内側ケーシング３Ｅの中で内側導入口３２を形成する領域を加熱することができる。したがって、内側ケーシング３Ｅの中で、特に温度の上がりにくい領域を加熱して膨張させることができる。
【０１５７】
《第七実施形態》
次に、本発明に係る蒸気タービンの第七実施形態について説明する。以下に説明する第七実施形態においては、内側ケーシングを温めるヒータを有する点が一部異なっている。したがって、第七実施形態の説明においては、第一実施形態から第六実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。つまり、第一実施形態から第六実施形態で説明した構成と共通する蒸気タービンの構成については、その説明を省略する。
【０１５８】
第七実施形態の蒸気タービン１Ｆでは、内側ケーシング加熱部９とは別に、内側ケーシング３を加熱するヒータ９０を備えている。
【０１５９】
ヒータ９０は、外部の電源部９０ａから電力が供給されることで加熱される。本実施形態のヒータ９０は、例えば、抵抗加熱や誘導加熱等を利用した電気ヒータである。ヒータ９０は、内側ケーシング３の外周面３ｂに固定されている。ヒータ９０は、周方向Ｄｃに延びる環状をなして内側ケーシング３の外周面３ｂに取り付けられている。ヒータ９０は、内側ケーシング３の外周面３ｂに対して、軸線方向Ｄａに離間して複数（本実施形態では二つ）配置されている。
【０１６０】
第七実施形態の蒸気タービン１Ｆによれば、内側ケーシング加熱部９だけでなく、ヒータ９０でも内側ケーシング３を加熱して膨張させることができる。そのため、加熱蒸気と共にヒータ９０で内側ケーシング３を加熱することで、動翼２２よりも内側ケーシング３を大幅に早く膨張させることができる。これにより、動翼２２の先端と内側ケーシング３の内周面３ａとの間のクリアランスや、静翼４の先端とロータ２の外周面との間のクリアランスが高い精度で確保される。
【０１６１】
なお、ヒータ９０は、内側ケーシング３の外周面３ｂに固定されることに限定されるものではない。ヒータ９０は、例えば、内側ケーシング３内に埋め込まれていてもよい。また、ヒータ９０は、制御部２００に接続されて、加熱蒸気の供給状態に応じて内側ケーシング３を加熱する構造とされていてもよい。
【０１６２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【０１６３】
なお、本発明は、上記の各実施形態の構成のみに限定されるものではない。したがって、例えば、第五実施形態の突起部３５を、第二実施形態から第四実施形態及び第六実施形態から第七実施形態の何れかに設けてもよい。同様に、第六実施形態の蒸気連通部を、第二実施形態から第五実施形態及び第七実施形態の何れかに設けてもよい。同様に、第七実施形態のヒータ９０を、第二実施形態から第六実施形態の何れかに設けてもよい。
【符号の説明】
【０１６４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ…蒸気タービン  Ｏ…軸線  Ｄａ…軸線方向  Ｄｒ…径方向  Ｄｃ…周方向  ２…ロータ  ２ａ…ロータの外周面  ２１…ロータ本体  ２２…動翼  ３、３Ｄ、３Ｅ…内側ケーシング  ３ａ…内側ケーシングの内周面  ３ｂ…内側ケーシングの外周面  ３１…第一主流路  ３２…内側導入口  ３３…内側排出口  ４…静翼  ５…外側ケーシング  ５ａ…外側ケーシングの内周面  ５１…第二主流路  ５２…外側導入口  ５３…外側排出口  ６…軸受部  ７…シール部  ７１…内側シール部  ７２…外側シール部  ８…主蒸気供給部  ８１…主蒸気配管  ８２…主蒸気弁部  ９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ…内側ケーシング加熱部  ９７…加熱蒸気導入部  ９８…副蒸気供給部  ９９…貯留部  ９１…第一供給配管  ９２…第二供給配管  ９３…第三供給配管  ９４…第四供給配管  ９５…第五供給配管  １０１…第一弁部  １０２…第二弁部  １０３…第三弁部  １０４…第四弁部  １０５…第五弁部  １００…温度計測部  ２００…制御部  ２０１…入力部  ２０２…判定部  ２０３…主蒸気弁出力部  ２０４…第一弁出力部  ２０５…第二弁出力部  ２０６…第三弁出力部  ２０７…第四弁出力部  ２０８…第五弁出力部  ３０１…第一内部流路部  ３０２…第二内部流路部  ３０３…第三内部流路部  ３０４、４０４…加熱蒸気排出部  ４０１…蒸気流通部  ４０２…蒸気分岐管  ４０３…蒸気合流管  ５０１…蒸気噴射部  ５０２…噴射部接続管  ３５…突起部  ３７…入口連通部  ３８…調整部  ９０…ヒータ  ９０ａ…電源部
【図１】
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【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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