(57)【要約】【課題】設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備及びこれを備えたコンバインドサイクルプラントを提供する。【解決手段】蒸気タービン設備は、ロータシャフトと、前記ロータシャフトを回転可能に支持する一対のラジアル軸受と、前記一対のラジアル軸受の軸受スパン内において前記ロータシャフトに設けられた一対の低圧タービン翼列と、前記一対の低圧タービン翼列の間に位置するように、前記軸受スパン内にて前記ロータシャフトに設けられた高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列と、を備える。【選択図】  図１
2019218878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータシャフトと、
前記ロータシャフトを回転可能に支持する一対のラジアル軸受と、
前記一対のラジアル軸受の軸受スパン内において前記ロータシャフトに設けられた一対の低圧タービン翼列と、
前記一対の低圧タービン翼列の間に位置するように、前記軸受スパン内にて前記ロータシャフトに設けられた高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列と、
を備えることを特徴とする蒸気タービン設備。
【請求項２】
前記一対の低圧タービン翼列のうち一方である第１低圧タービン翼列を流れる蒸気の一部を、前記一対の低圧タービン翼列のうち他方である第２低圧タービン翼列の入口に導くための分岐流路をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン設備。
【請求項３】
前記高圧タービン翼列及び前記中圧タービン翼列を収容する内側ケーシングと、
前記内側ケーシングと前記一対の低圧タービン翼列の少なくとも一部とを収容する外側ケーシングと、をさらに備え、
前記分岐流路は、前記内側ケーシングの外周面及び前記外側ケーシングの内周面よって少なくとも部分的に形成される
ことを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービン設備。
【請求項４】
前記内側ケーシングの前記外周面に断熱材が設けられた
ことを特徴とする請求項３に記載の蒸気タービン設備。
【請求項５】
前記高圧タービン翼列及び前記中圧タービン翼列を収容する内側ケーシングと、
前記内側ケーシングと前記一対の低圧タービン翼列の少なくとも一部とを収容する外側ケーシングと、をさらに備え、
前記分岐流路は、前記外側ケーシングの外部を通る配管によって少なくとも部分的に形成される
ことを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービン設備。
【請求項６】
前記分岐流路に接続され、前記第１低圧タービン翼列の入口の蒸気の圧力よりも低圧の蒸気を前記分岐流路に導入するための蒸気導入路をさらに備える
ことを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載の蒸気タービン設備。
【請求項７】
前記高圧タービン翼列を流れる蒸気と、前記中圧タービン翼列を流れる蒸気とは、軸方向において互いに逆向きに流れるように構成され、
前記一対の低圧タービン翼列のそれぞれを流れる蒸気は、前記軸方向において互いに逆向きに流れるように構成された
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の蒸気タービン設備。
【請求項８】
前記一対の低圧タービン翼列からの蒸気を復水器に向けて排出するための排気室をさらに備え、
前記排気室は、該排気室の側方に位置する排気室出口を有する
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の蒸気タービン設備。
【請求項９】
前記一対の低圧タービン翼列からの蒸気を凝縮させるための復水器をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の蒸気タービン設備。
【請求項１０】
ガスタービン設備と、
前記ガスタービン設備からの排ガスの熱によって蒸気を生成するためのボイラと、
請求項１乃至９の何れか一項に記載の蒸気タービン設備と、を備え、
前記蒸気タービン設備は、前記ボイラで生成された蒸気によって駆動されるように構成された
ことを特徴とするコンバインドサイクルプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蒸気タービン設備及びコンバインドサイクルプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンバインドサイクルプラント等で用いられる蒸気タービンとして、圧力レベルの異なる蒸気で駆動される高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンを含む蒸気タービンが用いられることがある。
【０００３】
特許文献１には、一軸型コンバインドサイクルプラント用の蒸気タービンとして、高圧タービン、中圧タービン、及び、複流排気式の低圧タービンを含む蒸気タービンが開示されている。この蒸気タービンでは、高圧タービン及び中圧タービンと、低圧タービンとが別々の車室（ケーシング）に収容されており、中圧タービンからの蒸気は、これらの車室間を接続する気筒連絡管を介して低圧タービンに導入されるようになっている。
【０００４】
一方、特許文献１には、一軸型コンバインドサイクルプラント用の蒸気タービンにおいて、高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンを単一の車室に収容するとともに、単流排気式の低圧タービンを採用した構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５２９４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高圧タービン及び中圧タービンの車室と、低圧タービンの車室を別々に設ける場合に比べ、高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンを単一の車室に収容した単車室の蒸気タービンでは、車室間を接続する気筒連絡管が不要となり、また、車室間に設けられる軸受等を削減可能であることから蒸気タービンの全長を短縮することができる。よって、単車室の蒸気タービンを採用することで、構成を簡素化することができ、また、設置スペースを低減することができるため、設備コストの低減を図ることができる。
【０００７】
ところで、単流排気式の低圧タービンでは、蒸気の体積流量の増大に対応するため、複流排気式の場合に比べて、特に最終段の翼を長大化させる必要がある。しかしながら、タービン翼を長大化させるほどタービン翼の強度の確保が難しくなり、単車室かつ単流排気の構成を大出力の蒸気タービンに適用するのは難しいのが現状である。
【０００８】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備及びこれを備えたコンバインドサイクル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】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る蒸気タービン設備は、
ロータシャフトと、
前記ロータシャフトを回転可能に支持する一対のラジアル軸受と、
前記一対のラジアル軸受の軸受スパン内において前記ロータシャフトに設けられた一対の低圧タービン翼列と、
前記一対の低圧タービン翼列の間に位置するように、前記軸受スパン内にて前記ロータシャフトに設けられた高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列と、
を備える。
【００１０】
上記（１）の構成によれば、一対のラジアル軸受の軸受スパン内に、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を設け、かつ、一対の低圧タービン翼列の間に高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列を配置したので、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を単一の車室（ケーシング）に収容するとともに、一対の低圧タービンから排気する複流排気式とすることができる。
すなわち、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を単一の車室（ケーシング）に収容する単車室構造とすることで、例えば、車室間を接続する気筒連絡管や車室間に設けられる軸受等を削減可能することができ、蒸気タービン設備の構成の簡素化又は設置スペースの削減を図ることができる。また、一対の低圧タービンを含む複流排気式とすることで、低圧タービンの翼長大化を抑制してタービン翼の強度低下を抑制できるため、大出力の蒸気タービン設備に対応可能となる。よって、上記（１）の構成によれば、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備を実現可能である。
【００１１】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記蒸気タービン設備は、
前記一対の低圧タービン翼列のうち一方である第１低圧タービン翼列を流れる蒸気の一部を、前記一対の低圧タービン翼列のうち他方である第２低圧タービン翼列の入口に導くための分岐流路をさらに備える。
【００１２】
上記（２）の構成によれば、一対の低圧タービン翼列のうち第１低圧タービン翼列を流れる蒸気の一部を、分岐流路を介して第２低圧タービン翼列の入口に導くようにしたので、一対の低圧タービン翼列の両方から蒸気を排出することが可能となり、すなわち、一対の低圧タービンから蒸気が排気される複流式の蒸気タービン設備を実現することができる。
【００１３】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記蒸気タービン設備は、
前記高圧タービン翼列及び前記中圧タービン翼列を収容する内側ケーシングと、
前記内側ケーシングと前記一対の低圧タービン翼列の少なくとも一部とを収容する外側ケーシングと、をさらに備え、
前記分岐流路は、前記内側ケーシングの外周面及び前記外側ケーシングの内周面よって少なくとも部分的に形成される。
【００１４】
上記（３）の構成によれば、外側ケーシングに、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を収容するとともに、外側ケーシング及び該外側ケーシングの内側に位置する内側ケーシングを利用して分岐流路を形成したので、簡素な構成で、複流排気式かつ単車室構造の蒸気タービン設備を実現することができる。よって、上記（１）で述べたように、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備を実現可能である。
【００１５】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、前記内側ケーシングの前記外周面に断熱材が設けられる。
【００１６】
上記（４）の構成によれば、内側ケーシングの外周面に断熱材を設けたので、高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列を収容する比較的高温の内側ケーシングから、比較的低温の蒸気が流れる分岐流路への放熱を抑制することができる。よって、このような放熱に起因する蒸気タービン設備の効率低下を抑制することができる。
なお、幾つかの実施形態では、前記外側ケーシングの内周面に断熱材が設けられていてもよい。
【００１７】
（５）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記蒸気タービン設備は、
前記高圧タービン翼列及び前記中圧タービン翼列を収容する内側ケーシングと、
前記内側ケーシングと前記一対の低圧タービン翼列の少なくとも一部とを収容する外側ケーシングと、をさらに備え、
前記分岐流路は、前記外側ケーシングの外部を通る配管によって少なくとも部分的に形成される。
【００１８】
上記（５）の構成によれば、外側ケーシングに、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を収容するとともに、外側ケーシングの外部を通る配管によって分岐流路を形成したので、簡素な構成で、複流排気式かつ単車室構造の蒸気タービン設備を実現することができる。よって、上記（１）で述べたように、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備を実現可能である。
【００１９】
（６）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（５）の何れかの構成において、
前記蒸気タービン設備は、
前記分岐流路に接続され、前記第１低圧タービン翼列の入口の蒸気の圧力よりも低圧の蒸気を前記分岐流路に導入するための蒸気導入路をさらに備える。
【００２０】
上記（６）の構成では、分岐流路に接続される上述の蒸気導入路を設けたので、第２低圧タービンには、分岐流路を介して、第１低圧タービン翼列の入口に流入する蒸気（例えば、中圧タービンからの排気や、ボイラの低圧ドラム又は低圧蒸発器からの蒸気）の一部に加えて、蒸気導入路から分岐流路に導入されるより低圧の蒸気が導かれる。よって、上記（６）の構成によれば、蒸気タービン設備の出力を向上させることができる。
【００２１】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記高圧タービン翼列を流れる蒸気と、前記中圧タービン翼列を流れる蒸気とは、軸方向において互いに逆向きに流れるように構成され、
前記一対の低圧タービン翼列のそれぞれを流れる蒸気は、前記軸方向において互いに逆向きに流れるように構成される。
【００２２】
上記（７）の構成によれば、高圧タービン翼列を流れる蒸気と、中圧タービン翼列を流れる蒸気とが軸方向において互いに逆向きの流れとなるように、かつ、一対の低圧タービン翼列のそれぞれを流れる蒸気が軸方向において互いに逆向きの流れとなるように、それぞれのタービン翼列を配置したので、ロータシャフトに作用するスラスト荷重をバランスさせることができる。
【００２３】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、
前記蒸気タービン設備は、
前記一対の低圧タービン翼列からの蒸気を復水器に向けて排出するための排気室をさらに備え、
前記排気室は、該排気室の側方に位置する排気室出口を有する。
【００２４】
上記（８）の構成によれば、低圧タービン翼列を通過した蒸気は、排気室の側方に設けられた排気室出口を介して復水器に向けて側方に排気される。すなわち、復水器を排気室の側方に配置することができるので、復水器を排気室の下方に位置させる場合に比べて、蒸気タービン設備の高さ方向のサイズを低減させることができる。よって、蒸気タービン設備にかかる設備コストをより効果的に削減することができる。
【００２５】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの構成において、
蒸気タービン設備は、
前記一対の低圧タービン翼列からの蒸気を凝縮させるための復水器をさらに備える。
【００２６】
上記（９）の構成によれば、一対のラジアル軸受の軸受スパン内に、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を設け、かつ、一対の低圧タービン翼列の間に高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列を配置したので、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を単一の車室（ケーシング）に収容するとともに、一対の低圧タービンから排気する複流排気式とすることができる。このため、上記（１）で述べたように、蒸気タービン設備の構成の簡素化又は設置スペースの削減を図ることができるとともに、大出力の蒸気タービン設備に対応可能となる。よって、上記（９）の構成によれば、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備を実現可能である。
【００２７】
（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係るコンバインドサイクルプラントは、
ガスタービン設備と、
前記ガスタービン設備からの排ガスの熱によって蒸気を生成するためのボイラと、
上記（１）乃至（９）の何れかに記載の蒸気タービン設備と、を備え、
前記蒸気タービン設備は、前記ボイラで生成された蒸気によって駆動されるように構成される。
【００２８】
上記（１０）の構成によれば、一対のラジアル軸受の軸受スパン内に、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を設け、かつ、一対の低圧タービン翼列の間に高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列を配置したので、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を単一の車室（ケーシング）に収容するとともに、一対の低圧タービンから排気する複流排気式とすることができる。このため、上記（１）で述べたように、蒸気タービン設備の構成の簡素化又は設置スペースの削減を図ることができるとともに、大出力の蒸気タービン設備に対応可能となる。よって、上記（１０）の構成によれば、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備を実現可能である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備及びこれを備えたコンバインドサイクルプラントが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの概略構成図である。
【図２】一実施形態に係る蒸気タービン設備の軸方向に沿った概略断面図である。
【図３】一実施形態に係る蒸気タービン設備の軸方向に沿った概略断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３２】
まず、図１を参照して、幾つかの実施形態に係る蒸気タービン設備が適用されるコンバインドサイクルプラントについて説明する。
図１は、一実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの概略構成図である。同図に示すように、コンバインドサイクルプラント１は、ガスタービン設備２と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）６（ボイラ）と、蒸気タービン設備４と、を備えたガスタービン複合発電（ＧＴＣＣ）プラントである。
【００３３】
図１に示すガスタービン設備２は、圧縮機１０と、燃焼器１２と、タービン１４と、を備えている。圧縮機１０は、空気を圧縮して圧縮空気を生成するように構成される。燃焼器１２は、圧縮機１０からの圧縮空気と燃料（例えば天然ガス等）との燃焼反応により燃焼ガスを発生させるように構成される。タービン１４は、燃焼器１２からの燃焼ガスにより回転駆動されるように構成される。タービン１４には回転シャフト１６を介して発電機１８が連結されており、タービン１４の回転エネルギーによって発電機１８が駆動されて電力が生成されるようになっている。タービン１４で仕事を終えた燃焼ガスは、排ガスとしてタービン１４から排出されるようになっている。
【００３４】
排熱回収ボイラ６は、ガスタービン設備２からの排ガスの熱によって、蒸気を生成するように構成されている。
排熱回収ボイラ６は、ガスタービン設備２からの排ガスが導入されるダクト（不図示）と、該ダクトの内部を通過するように設けられた熱交換器(不図示)と、を有する。熱交換器には、後述する蒸気タービン設備４の復水器３４からの復水が導入されるようになっており、この熱交換器において、復水と、上述のダクトを流れる排ガスとの熱交換により、蒸気が生成されるようになっている。
なお、排熱回収ボイラ６のダクト内を流れて熱交換器を通過した排ガスは、煙突（不図示）等から排出されるようになっていてもよい。
【００３５】
図１に示す蒸気タービン設備４は、複数のタービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂを含み、排熱回収ボイラ６からの蒸気によって駆動されるように構成されている。
蒸気タービン設備６には、排熱回収ボイラ６で生成した蒸気が導かれるようになっており、この蒸気によって蒸気タービン設備６が回転駆動される。また、蒸気タービン設備６には、ロータシャフト２８を介して発電機３２が接続されており、発電機３２は、蒸気タービン設備６によって回転駆動されて、電力を生成するようになっている。
【００３６】
以下、幾つかの実施形態に係る蒸気タービン設備４について、より詳細に説明する。
図２及び図３は、それぞれ、一実施形態に係る蒸気タービン設備４の軸方向に沿った概略断面図である。なお、図２に示す実施形態と、図３に示す実施形態とでは、後述する分岐流路６２を除いて、基本的には同じ構造を有している。
【００３７】
図１〜図３に示すように、蒸気タービン設備４は、ロータシャフト２８と、ロータシャフト２８を回転可能に支持する一対のラジアル軸受３０Ａ，３０Ｂと、ロータシャフト２８に設けられるタービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂと、外側ケーシング２０及び内側ケーシング３６と、を備えている。
【００３８】
上述のタービン翼列は、ボイラ（上述した排熱回収ボイラ等）からの高圧蒸気が導入される高圧タービン翼列２２、より低圧の蒸気（中圧蒸気）が導入される中圧タービン翼列２４、及び、さらに低圧の蒸気（低圧蒸気）が導入される一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを含む。
【００３９】
高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４は、軸方向において一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの間に位置している。
一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂは、軸方向において中圧タービン翼列２４の隣に設けられる第１低圧タービン翼列２６Ａと、軸方向において高圧タービン翼列２２の隣に設けられる第２低圧タービン翼列２６Ｂと、を含む。
【００４０】
一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂは、上述した一対のラジアル軸受３０Ａ，３０Ｂの軸受スパン内に設けられている。すなわち、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂ、及び、これらの一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの間に位置する高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４は、一対のラジアル軸受３０Ａ，３０Ｂの軸受スパン内に設けられている。
【００４１】
なお、軸方向において、一対のラジアル軸受３０Ａ，３０Ｂの軸受スパン内には（即ち、ラジアル軸受３０Ａとラジアル軸受３０Ｂとの間には）、他のラジアル軸受は設けられていない。
【００４２】
図２及び図３に示す例示的な実施形態において、高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４は、内側ケーシング３６に収容されており、第１低圧タービン翼列２６Ａの上流側部分２６Ａａも内側ケーシング３６に収容されている。また、第１低圧タービン翼列２６Ａの下流側部分２６Ａｂ及び第２低圧タービン翼列２６Ｂは、外側ケーシング２０に収容されている。
すなわち、蒸気タービン設備４のタービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂのそれぞれが、外側ケーシング２０の内部に設けられている。
【００４３】
タービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂは、それぞれ、複数の静翼７及び動翼８を含む。複数の静翼７及び動翼８は、それぞれ、周方向に配列されて列を形成しており、軸方向において、静翼７の列と動翼８の列とが交互に配列されている。
なお、タービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂの各々は、静翼７の列と動翼８の列の組を複数有していてもよい。
【００４４】
各タービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂの静翼７は、静止部材である内側ケーシング３６又は外側ケーシング２０に支持されている。
図２及び図３に示す例示的な実施形態では、高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４の静翼７は、内側ケーシング３６に支持されている。また、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂのうち、第１低圧タービン翼列２６Ａのうちの上流側部分２６Ａａは内側ケーシング３６内に収容されており、第１低圧タービン翼列２６Ａのうち下流側部分２６Ａｂ及び第２低圧タービン翼列２６Ｂは、外側ケーシング内に収容されている。
【００４５】
また、各タービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂの動翼８は、ロータシャフト２８に取り付けられており、ロータシャフト２８とともに回転するようになっている。
【００４６】
高圧タービン翼列２２、中圧タービン翼列２４、及び第１低圧タービン翼列２６Ａの入口には、高圧入口管３８、中圧入口管４２及び低圧入口管４４がそれぞれ接続されている。また、高圧タービン翼列２２の出口には、高圧出口管４０が接続されている。
【００４７】
高圧タービン翼列２２、中圧タービン翼列２４、及び第１低圧タービン翼列２６Ａの入口には、高圧入口管３８、中圧入口管４２及び低圧入口管４４を介して、それぞれ、高圧蒸気、中圧蒸気、及び、低圧蒸気が導入されるようになっている。
【００４８】
高圧入口管３８、中圧入口管４２及び低圧入口管４４を介して各タービン翼列に導入される蒸気は、上述のボイラで生成されたものであってもよい。また、高圧タービン翼列２２を通過して高圧出口管４０から排出された蒸気は、再熱器等で再加熱された後、中圧入口管４２を介して中圧タービン翼列２４に導入されるようになっていてもよい。また、図２及び図３に示すように、第１低圧タービン翼列２６Ａの入口には、中圧タービン翼列２４を通過した蒸気が直接流入するようになっていてもよく、また、中圧タービン翼列２４からの蒸気と、低圧入口管４４からの蒸気とが合流して流入するようになっていてもよい。
【００４９】
なお、径方向においてロータシャフト２８と内側ケーシング３６との間には、流体漏れを抑制するためのシール部が設けられていてもよい。例えば、図２及び図３に示すように、高圧タービン翼列２２と中圧タービン翼列２４との間での流体漏れを抑制するシール部６０や、高圧タービン翼列２２と第２低圧タービン翼列２６Ｂとの間での流体漏れを抑制するシール部６１が設けられていてもよい。
【００５０】
図２及び図３に示す蒸気タービン設備４は、軸方向に沿って静翼７及び動翼８が交互に並ぶ蒸気流路から分岐して設けられる分岐流路６２を有する。分岐流路６２は、軸方向において、第１低圧タービン翼列２６Ａの上流側部分２６Ａａと下流側部分２６Ａｂの間の位置（分岐点）において、上述の蒸気流路から分岐して設けられている。第１低圧タービン翼列２６Ａを流れる蒸気の一部は、該分岐流路６２を介して第２低圧タービン翼列２６Ｂの入口に導かれるようになっている。
【００５１】
なお、第２低圧タービン翼列の段数（静翼７の列と動翼８の列の組の数）は、上述の分岐点よりも下流側の第１低圧タービン翼列の下流側部分２６Ａｂの段数と同じであってもよい。図２及び図３に示す例示的な実施形態では、第１低圧タービン翼列の下流側部分２６Ａｂ及び第２低圧タービン翼列の段数は１段である。
【００５２】
このような蒸気タービン設備４において、各タービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂに蒸気が導入されると、蒸気が静翼７を通過する際に膨張して増速され、こうして増速された蒸気が動翼８に対して仕事をしてロータシャフト２８を回転させるようになっている。
【００５３】
また、蒸気タービン設備４は、一対の排気室５０を備えている。一対の排気室５０は、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの下流側にそれぞれ位置するように設けられる。一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを通過した蒸気は、フローガイド５４に案内されて排気室５０に流入し、排気室５０の内部を通って、排気室５０に設けられた排気室出口５１（図４参照）を介して排出されるようになっている。
【００５４】
排気室出口５１の下流側には復水器３４（図１参照）が設けられており、排気室出口５１から排出された蒸気は、復水器３４に流入するようになっている。復水器３４では、冷却水との熱交換により蒸気が冷却されて凝縮し、凝縮水（復水）が生成される。
【００５５】
幾つかの実施形態では、排気室５０の下方側に排気室出口５１が設けられるとともに、排気室の下方に復水器３４が設けられていてもよい。また、幾つかの実施形態では、排気室５０の側方に排気室出口５１が設けられるとともに、排気室５０の側方に復水器３４が設けられていてもよい。
【００５６】
上述した蒸気タービン設備４では、一対のラジアル軸受３０Ａ，３０Ｂの軸受スパン内に、高圧タービン翼列２２、中圧タービン翼列２４及び一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを設け、かつ、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの間に高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４が配置されている。この構成により、高圧タービン翼列２２、中圧タービン翼列２４及び一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを単一の車室（外側ケーシング２０）に収容することができ、また、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂのそれぞれを介して蒸気が排出される複流排気式の蒸気タービン設備とすることができる。
【００５７】
すなわち、高圧タービン翼列２２、中圧タービン翼列２４及び一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを単一の車室（外側ケーシング２０）に収容する単車室構造とすることで、例えば、車室間を接続する気筒連絡管やタービン翼列間に設けられるグランドシールを削減可能することができ、蒸気タービン設備４の構成の簡素化又は設置スペースの削減を図ることができる。また、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを含む複流排気式とすることで、低圧タービンの翼長大化を抑制してタービン翼の強度低下を抑制できるため、蒸気タービン設備４が大容量の蒸気発生装置（ボイラ等）に対応可能となる。また、このように、低圧タービンのタービン翼の長大化が抑制され、タービン翼を比較的短くできるので、低圧タービンの最終段翼で発生し得るリービングロスを低減して、タービン性能を向上させることができる。
よって、上述した蒸気タービン設備４によれば、設備コストを低減しながら、大容量の蒸気発生装置（ボイラ等）への対応が可能となる。
【００５８】
また、上述の蒸気タービン設備４では、第１低圧タービン翼列２６Ａを流れる蒸気の一部を、分岐流路６２を介して第２低圧タービン翼列２６Ｂの入口に導くようにしたので、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの両方から蒸気を排出することが可能となり、すなわち、複流式の蒸気タービン設備４を実現することができる。
【００５９】
図２に示す例示的な実施形態では、分岐流路６２は、内側ケーシング３６の外周面３６ａ及び外側ケーシング２０の内周面２０ａよって少なくとも部分的に形成された環状の流路である。
このように、外側ケーシング２０及び内側ケーシング３６を利用して分岐流路６２を形成することにより、簡素な構成で、複流排気式かつ単車室構造の蒸気タービン設備４を実現することができる。
また、分岐流路６２を環状の流路とすることで、分岐流路６２の流路面積を大きく確保しやすい。
【００６０】
外側ケーシング２０は、板金から作製されたものであってもよい。また、内側ケーシング３６は鋳物として作製されたものであってもよい。
低圧タービン翼列２６Ａの途中から分岐して設けられる分岐流路６２を流れる蒸気は温度が比較的低く、この比較的低圧の蒸気の圧力と、外側ケーシング２０の外側の圧力（通常は大気圧）との差は比較的小さいため、外側ケーシング２０を板金で作製しても必要な強度を持たせることができる。よって、外側ケーシング２０を板金で作製することにより、蒸気タービン設備４として必要とされる強度を持たせながら、上述の複流排気式かつ単車室構造の蒸気タービン設備４を比較的低コストで実現することができる。
【００６１】
図２に示す実施形態では、外側ケーシング２０よりも径方向内側、かつ、内側ケーシング３６よりも径方向外側に、分岐流路６２における蒸気の流れを案内するためのガイド部材４８が設けられている。ガイド部材４８は、蒸気タービン設備４の軸方向において、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの間の中央位置に向かうにつれてロータシャフト２８の中心軸Ｏから徐々に遠ざかるように、軸方向に対して傾斜して設けられている。
【００６２】
また、図２に示す実施形態では、内側ケーシング３６の外周面３６ａは、軸方向に沿った断面において、径方向外側に向かって突出する凸曲面を含む、滑らかな形状を有している。
【００６３】
上述したガイド部材４８を設けることにより、又は、上述のように内側ケーシング３６の外周面３６ａを滑らかな形状とすることにより、分岐流路６２における蒸気流れの乱れを低減することができ、よって、流体損失を低減することができる。
【００６４】
分岐流路６２を形成する部材、あるいは、分岐流路６２内に設けられる部材の表面には、断熱材が設けられていてもよい。例えば、図２に示す実施形態では、分岐流路６２を形成する内側ケーシング３６の外周面３６ａに断熱材５６が設けられている。また、高圧入口管３８のうち分岐流路６２を通過する部分に断熱材５８が設けられている。また、図２に示すように、分岐流路６２を形成する外側ケーシング２０の内周面２０ａに断熱材５９が設けられていてもよい。
【００６５】
上述した断熱材を設けることで、比較的高温の蒸気が流れる内側ケーシング３６や高圧入口管３８等から、比較的低温の蒸気が流れる分岐流路６２への放熱を抑制することができる。よって、このような放熱に起因する蒸気タービン設備４の効率低下を抑制することができる。
【００６６】
図３に示す例示的な実施形態では、分岐流路６２は、外側ケーシング２０の外部を通る配管６６によって少なくとも部分的に形成されている。また、外側ケーシング２０の内部には、第１低圧タービン翼列の上流側部分２６Ａａから上述の配管６６へと蒸気流れを導くガイド部材６４Ａ、及び、配管６６から第２低圧タービン翼列へと蒸気流れを導くガイド部材６４Ｂと、が設けられている。
【００６７】
このように、外側ケーシング２０の外部を通る配管６６によって分岐流路６２を形成することにより、簡素な構成で、複流排気式かつ単車室構造の蒸気タービン設備４を実現することができる。
【００６８】
図２及び図３に示す例示的な実施形態では、分岐流路６２に蒸気導入路４６が接続されている。蒸気導入路４６は、第１低圧タービン翼列２６Ａの入口の蒸気の圧力よりも低圧の蒸気を分岐流路６２に導入するように構成されている。
【００６９】
このように、蒸気導入路４６を介して、第１低圧タービン翼列２６Ａの入口の蒸気の圧力よりも低圧の蒸気を分岐流路６２に導入することにより、第２低圧タービン翼列２６Ｂには、第１低圧タービン翼列２６Ａの入口に流入する蒸気（例えば、中圧タービンからの排気や、ボイラの低圧ドラム又は低圧蒸発器からの蒸気）の一部に加えて、蒸気導入路４６から分岐流路６２に導入されるより低圧の蒸気が導かれる。よって、蒸気タービン設備４の出力を向上させることができる。
【００７０】
なお、図２及び図３に示す実施形態では、外側ケーシング２０や、外側ケーシング２０の外部を通る配管６６を利用して分岐流路６２を形成しているので、外側ケーシング２０の外部において、分岐流路６２に対して蒸気導入路４６を容易に接続することができる。
【００７１】
また、図２及び図３に示す例示的な実施形態では、高圧タービン翼列２２を流れる蒸気と、中圧タービン翼列２４を流れる蒸気とが、軸方向において互いに逆向きに流れるように高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４が配置されているとともに、第１低圧タービン翼列２６Ａを流れる蒸気と、第２低圧タービン翼列２６Ｂを流れる蒸気とが、軸方向において互いに逆向きに流れるように、第１低圧タービン翼列２６Ａ及び第２低圧タービン翼列２６Ｂが配置されている。
【００７２】
このように、高圧タービン翼列２２を流れる蒸気と、中圧タービン翼列２４を流れる蒸気とが軸方向において互いに逆向きの流れとなるように、かつ、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂのそれぞれを流れる蒸気が軸方向において互いに逆向きの流れとなるように、それぞれのタービン翼列を配置することにより、ロータシャフト２８に作用するスラスト荷重をバランスさせることができる。
【００７３】
図４は、一実施形態に係る蒸気タービン設備４の排気室５０の概略断面図であり、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
幾つかの実施形態では、図４に示すように、蒸気タービン設備４の排気室５０は、該排気室５０の側方に位置する排気室出口５１を有していてもよい。
ここで、排気室５０の側方とは、排気室５０軸方向視したとき（図４参照）、ロータシャフト２８の中心軸Ｏから水平方向に離れる方向のことをいう。
【００７４】
この場合、低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを通過した蒸気は、排気室５０の側方に設けられた排気室出口５１を介して復水器３４に向けて側方に排気される。すなわち、復水器３４を排気室５０の側方に配置することができるので、復水器３４を排気室５０の下方に位置させる場合に比べて、蒸気タービン設備４の高さ方向のサイズを低減させることができる。よって、蒸気タービン設備４にかかる設備コストをより効果的に削減することができる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【００７６】
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【００７７】
１        コンバインドサイクルプラント
２        ガスタービン設備
４        蒸気タービン設備
６        排熱回収ボイラ
７        静翼
８        動翼
１０      圧縮機
１２      燃焼器
１４      タービン
１６      回転シャフト
１８      発電機
２０      外側ケーシング
２０ａ    内周面
２２      高圧タービン翼列
２４      中圧タービン翼列
２６Ａ    第１低圧タービン翼列
２６Ａａ  上流側部分
２６Ａｂ  下流側部分
２６Ｂ    第２低圧タービン翼列
２８      ロータシャフト
３０Ａ    ラジアル軸受
３０Ｂ    ラジアル軸受
３２      発電機
３４      復水器
３６      内側ケーシング
３６ａ    外周面
３８      高圧入口管
４０      高圧出口管
４２      中圧入口管
４４      低圧入口管
４６      蒸気導入路
４８      ガイド部材
５０      排気室
５１      排気室出口
５４      フローガイド
５６      断熱材
５８      断熱材
５９      断熱材
６０      シール部
６１      シール部
６２      分岐流路
６４Ａ    ガイド部材
６４Ｂ    ガイド部材
６６      配管
【図１】
2019218878.tif 000003
【図２】
2019218878.tif 000004
【図３】
2019218878.tif 000005
【図４】
2019218878.tif 000006