(57)【要約】 【課題】パッキンヘッドの接合面における蒸気漏洩を抑制することである。【解決手段】本実施形態によれば、蒸気タービンのパッキンヘッドは、タービンロータの軸方向に配置される高圧タービンと中圧タービンとに供給される蒸気を分断するスチームジョイント面を有する蒸気タービンのパッキンヘッドであって、フランジ状の二つの第１平端面を有し、タービンロータの周りに配置される半円環状の第１構造体と、対応するフランジ状の二つの第１平端面に面接接合される二つの第２平端面を有する半円環状の第２構造体と、を備え、高圧タービン側の軸方向端面からスチームジョイント面を含む基準平面までの軸方向距離Ｌ１と、中圧タービン側の軸方向端面から基準平面までの軸方向距離Ｌ２とが、Ｌ１＞Ｌ２の関係を有する、蒸気タービンのパッキンヘッド。  【選択図】  図１
2019148195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンロータの軸方向に配置される高圧タービンと中圧タービンとに供給される蒸気を分断するスチームジョイント面を有する蒸気タービンのパッキンヘッドであって、
フランジ状の二つの第１平端面を有し、前記タービンロータの周りに配置される半円環状の第１構造体と、
対応する前記二つの第１平端面に面接合されるフランジ状の二つの第２平端面を有する半円環状の第２構造体と、を備え、
前記高圧タービン側の軸方向端面から前記スチームジョイント面を含む基準平面までの軸方向距離Ｌ１と、中圧タービン側の軸方向端面から前記基準平面までの軸方向距離Ｌ２とが、Ｌ１＞Ｌ２の関係を有する、蒸気タービンのパッキンヘッド。
【請求項２】
前記二つの第１平端面及び前記二つの第２平端面の内の少なくとも一つの面に配置され、前記タービンロータ側に蒸気を逃がす溝を設けている、請求項１に記載の蒸気タービンのパッキンヘッド。
【請求項３】
前記基準平面は、前記タービンロータの回転軸に直交する面であり、
前記溝は、前記中圧タービン側の軸方向端面から前記基準平面までの内面に開口を有し、前記開口から前記基準平面を超えるように配置されている、請求項２に記載の蒸気タービンのパッキンヘッド。
【請求項４】
接合前の前記二つの第１平端面および前記二つの第２平端面は非平行である、請求項１に記載の蒸気タービンのパッキンヘッド。
【請求項５】
タービンロータの軸方向に配置される高圧タービンと中圧タービンとに供給される蒸気を分断するスチームジョイント面を有する蒸気タービンのパッキンヘッドであって、
フランジ状の二つの第１平端面を有し、前記タービンロータの周りに配置される半円環状の第１構造体と、
対応する前記二つの第１平端面に面接接合されるフランジ状の二つの第２平端面を有する半円環状の第２構造体と、を備え、
前記二つの第１平端面及び前記二つの第２平端面の内の少なくとも一つの面に配置され、前記タービンロータ側に蒸気を逃がす溝を設けている、蒸気タービンのパッキンヘッド。
【請求項６】
接合前の前記二つの第１平端面および前記二つの第２平端面は非平行である、請求項５に記載の蒸気タービンのパッキンヘッド。
【請求項７】
タービンロータの軸方向に配置される高圧タービンと中圧タービンとに供給される蒸気を分断するスチームジョイント面を有する蒸気タービンのパッキンヘッドであって、
フランジ状の二つの第１平端面を有し、前記タービンロータの周りに配置される半円環状の第１構造体と、
対応する前記二つの第１平端面に面接接合されるフランジ状の二つの第２平端面を有する半円環状の第２構造体と、を備え、
接合前の前記二つの第１平端面および前記二つの第２平端面は非平行である、蒸気タービンのパッキンヘッド。
【請求項８】
高圧タービンと、
前記高圧タービンと同一のタービンロータに配置される中圧タービンと、
前記高圧タービンと、前記中圧タービンとを収納するケーシングと、
前記ケーシングの対向する面と面接合することにより、前記高圧タービンに蒸気を供給する第１空間と前記中圧タービンに蒸気を供給する第２空間とを分断するスチームジョイント面を有するパッキンヘッドと、を備え、
前記パッキンヘッドは、
フランジ状の二つの第１平端面を有し、前記タービンロータの周りに配置される半円環状の第１構造体と、
対応する前記二つの第１平端面に面接接合されるフランジ状の二つの第２平端面を有する半円環状の第２構造体と、を有し、
前記パッキンヘッドの前記高圧タービン側の軸方向端面から前記スチームジョイント面を含む基準平面までの軸方向距離Ｌ１と、前記パッキンヘッドの中圧タービン側の軸方向端面から前記基準平面までの軸方向距離Ｌ２とが、Ｌ１＞Ｌ２の関係を有する、蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蒸気タービンのパッキンヘッド、及び蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
高中圧対向流のタービンでは、同一のケーシング内に高圧タービンと中圧タービンが対向して配置される。ボイラから供給される蒸気は、ケーシング中央付近において、主蒸気配管から高圧タービンへ、再熱蒸気配管から中圧タービンへそれぞれ供給される。このケーシング内部において、高圧タービンと中圧タービンを隔てるためにパッキンヘッドが設置されている。このパッキンヘッドの中圧タービン側の外面では、ケーシングとパッキンヘッドにより再熱蒸気室が作られ、供給された再熱蒸気が再熱蒸気室を流れて中圧タービンの翼列へと流入する。また、パッキンヘッドの内側にはパッキンリングが設置され、パッキンリングとロータの間の微小な間隙を通って、高圧タービンから中圧タービンの向きに蒸気が流れる。パッキンヘッドは上半の構造体と下半の構造体に分かれており、両者はボルトにより締め付けることでそれぞれの平端面を密着させている。パッキンヘッドの平端面には２種類の開口力が働く。１つは圧力による開口力で、もう１つは温度差により生じる伸び差による開口力である。
【０００３】
パッキンヘッドの内面の圧力は、高圧タービンの圧力から徐々に減少して中圧タービンの圧力になる。一方パッキンヘッドの外面の圧力は、高圧タービン側は高圧タービンの圧力、中圧タービン側は中圧タービンの圧力となる。このため、高圧タービン側では外面の圧力の方が内面の圧力より高いため開口力は生じない。これに対し、中圧タービン側では内面の圧力の方が外面の圧力より高いため開口力が生じる。
【０００４】
次に温度だが、中圧タービンに供給される再熱蒸気温度は、通常高圧タービンの主蒸気温度と同等または、再熱蒸気温度の方が高い。また、高圧タービンからパッキンヘッド内側を通って中圧タービンに流れ込む蒸気は、圧力低下により高圧タービン側から流入する蒸気温度から徐々に低下していく。さらに、高圧タービンと中圧タービンの間の部分に、より低温の蒸気を導入して中圧タービンのロータや羽根植込み部の冷却に使うこともある。従って、パッキンヘッドの内側は低温の蒸気が流れ、パッキンヘッドの外側は高温の蒸気が流れるため、内外面に温度差が生じる。このとき、外面は熱膨張が大きく、内面は熱膨張が小さいため、内面側を開口させる開口力が生じる。内外面の温度差は中圧タービン側の方が大きいため、温度差による開口力は特に中圧タービン側で大きくなる。近年ではサイクル効率を向上させるために主蒸気や再熱蒸気の温度が高くなってきているが、ロータや羽根植込み部も冷却する必要があるためパッキンヘッド内外面の温度差が大きくなる傾向にある。
【０００５】
開口力が大きいとボルトによる締め付け力が不十分となり水平面から蒸気が漏洩する。開口力を上回る締め付け力を与えられればよいが、ボルトの締め付け力を増やすためにボルトに大きな応力を発生させて締め付けると、初めは水平面を密着させることができるが、クリープ変形が早く進み締め付け力が不十分となってしまう。このため、応力を増やさずに締め付け力を増やすにはボルトサイズを大きくすればよいが、パッキンヘッドは径方向の幅が狭いためボルトサイズにも限界が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３６３１９０１号公報
【特許文献２】特開平１０−２０５３０６公報
【特許文献３】特開平１０−８９０１２公報
【特許文献４】特開平１０−３０６７０７号公報
【特許文献５】特開平１０−２６００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明が解決しようとする課題は、パッキンヘッドの接合面における蒸気漏洩を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態によれば、蒸気タービンのパッキンヘッドは、タービンロータの軸方向に配置される高圧タービンと中圧タービンとに供給される蒸気を分断するスチームジョイント面を有する蒸気タービンのパッキンヘッドであって、
フランジ状の二つの第１平端面を有し、前記タービンロータの周りに配置される半円環状の第１構造体と、
対応する前記二つの第１平端面に面接接合されるフランジ状の二つの第２平端面を有する半円環状の第２構造体と、を備え、
前記高圧タービン側の軸方向端面から前記スチームジョイント面を含む基準平面までの軸方向距離Ｌ１と、中圧タービン側の軸方向端面から前記基準平面までの軸方向距離Ｌ２とが、Ｌ１＞Ｌ２の関係を有する、蒸気タービンのパッキンヘッド。
【発明の効果】
【０００９】
本実施形態によれば、パッキンヘッドの接合面における蒸気漏洩を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る蒸気タービンの概略縦断面図。
【図２】パッキンヘッドを構成する下半及び上半の構造体の上面図。
【図３】溝により構成される溝部を示す図。
【図４】図１のＡ−Ａ断面を示す図。
【図５】パッキンヘッドの外面及び内面に係る圧力特性を示す図。
【図６】図４におけるＣ−Ｃ断面における断面図。
【図７】二つの第２平端面をそれぞれ延在させた面が交わる角度を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る蒸気タービンのパッキンヘッド、及び蒸気タービンについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
（一実施形態）
【００１２】
図１は、本実施形態に係る蒸気タービン１の概略縦断面図である。本実施形態に係る蒸気タービン１には、一つのケーシング２内のタービンロータ３の軸方向に高圧タービン６と中圧タービン８とが対向して配置される。すなわち、この蒸気タービン１は、一つのケーシング２に高圧タービン６と中圧タービン８とを収容する高中圧対向流の高中圧一体型構造になっている。ケーシング２は、高中圧一体外部ケーシング２ａと、高中圧一体内部ケーシング２ｂと、中圧内部ケーシング２ｃと、を備えて構成されている。高中圧一体外部ケーシング２ａは、高圧タービン６と中圧タービン８を収納する。高中圧一体内部ケーシング２ｂは、後述する複数のタービン段落１４と、複数のタービン段落２６の内の前段２６ａを収納する。中圧内部ケーシング２ｃは、複数のタービン段落２６の内の後段２６ｂを収納する。
【００１３】
高圧タービン６は、主蒸気管４に連通された高圧タービンノズルボックス７から蒸気の供給を受ける翼列を有している。すなわち、この高圧タービン６は、静翼１０と動翼１２とを組とする段落１４を複数有している。これら複数の段落１４は、タービンロータ３の回転軸Ｚの軸方向に沿って配置されている。
【００１４】
このように、主蒸気管４を介して供給された主蒸気は高圧タービンノズルボックス７から複数のタービン段落１４に供給される。これにより、複数のタービン段落１４により主蒸気を膨張仕事させて、回転エネルギを発生させる。膨張仕事を終えた主蒸気の高圧タービン排気は、高圧タービン排気室１６及び排管１７を介して、ボイラの再熱器に供給される。
【００１５】
中圧タービン８は、再熱蒸気管１８に連通された再熱蒸気室２０から蒸気の供給を受ける翼列を有している。すなわち、この中圧タービン８は、回転エネルギを生成する静翼２２と動翼２４とを組とする段落２６を複数有している。これら複数の段落２６は、タービンロータ３の回転軸Ｚの軸方向に沿って配置されている。
【００１６】
再熱蒸気管１８を介して供給された再熱蒸気は再熱蒸気室２０から複数のタービン段落２６の内の前段２６ａに供給される。複数のタービン段落２６により再熱蒸気を膨張仕事させて、タービンロータ３に動力を発生させる。膨張仕事を終えた再熱蒸気の中圧タービン排気は、中圧タービン排気室２８を介して排出される。
【００１７】
また、第１空間Ａ１には主蒸気管４から供給される蒸気が流入する。すなわち、第１空間Ａ１は、高圧タービン６における蒸気の主経路及び高圧タービン排気室１６などに連通する空間である。一方、再熱蒸気室２０（第２空間Ａ２）には再熱蒸気管１８から供給される蒸気が流入する。すなわち、第２空間Ａ２は、中圧タービン８における蒸気の主経路及び中圧タービン排気室２８などに連通する空間である。
【００１８】
パッキンヘッド３２は、高圧タービン６と中圧タービン８とに供給される蒸気を分断するスチームジョイント面を有する。このパッキンヘッド３２は、高圧タービン６に蒸気を供給する第１空間Ａ１と中圧タービンに蒸気を供給する第２空間Ａ２とを分断している。また、このパッキンヘッド３２の中圧タービン８側の外面では、高中圧一体内部ケーシング２ｂとパッキンヘッド３２により再熱蒸気室２０（第２空間Ａ２）が構成されている。
【００１９】
ここで、図２に基づいて、本実施形態に係るパッキンヘッド３２の詳細な構成を説明する。図２は、パッキンヘッド３２を構成する下半の構造体３２ａと上半の構造体３２ｂの上面図であり、（ａ）が下半の構造体３２ａの上面図であり、（ｂ）が上半の構造体３２ｂの上面図である。図２では、下半の構造体３２ａにはａを付し、上半の構造体３２ｂにはｂを付し、共通する構造には同一の番号を付して、説明を省略する。
【００２０】
図２に示すように、パッキンヘッド３２は、一対の下半の構造体３２ａと、上半の構造体３２ｂとを備えて構成されている。下半の構造体３２ａと、上半の構造体３２ｂとは、タービンロータ３（図１）の周りで接合され、円環状のパッキンヘッド３２を構成する。構成されたパッキンヘッド３２の内面とタービンロータ３の軸表面とにより蒸気の漏洩を防ぐシールリングを構成する。なお、本実施形態に係る下半の構造体３２ａが第１構造体に対応し、上半の構造体３２ｂが第２構造体に対応する。
【００２１】
下半の構造体３２ａは、タービンロータ３の周りに配置される半円環状の構造体であり、二つの第１平端面３４ａ、３６ａと、複数のセグメント３８ａと、溝４０ａ乃至４６ａと、スチームジョイント面４８ａを有するスチームジョイント面部５０ａと、を備えて構成されている。図２では、更に、ボルト穴５１ａ乃至５６ａが図示されている。上半の構造体３２ｂも下半の構造体３２ａと同等の構図であり、二つの第２平坦面３４ｂ、３６ｂと、溝４０ｂ乃至４６ｂと、スチームジョイント面４８ｂを有するスチームジョイント面部５０ｂと、を備えて構成されている。図２では、更に、ボルト穴５１ｂ乃至５６ｂが図示されている。  
【００２２】
二つの第１平端面３４ａ、３６ａと、対応する二つの第２平坦面３４ｂ、３６ｂは面接合される。すなわち、下半の構造体３２ａの第１平端面３４ａと、上半の構造体３２ｂの第２平端面３４ｂとが密着して接合され、下半の構造体３２ａの第１平端面３６ａと、上半の構造体３２ｂの第２平端面３６ｂとが密着して接合される。この場合、ボルト穴５１ａ乃至５６ａとボルト穴５１ｂ乃至５６ｂとは、対応する番号のボルト穴が一致し、それぞれのボルト穴にボルトが挿入され、ボルトにより締め付けられる。これにより、タービンロータ３の周りにパッキンヘッド３２が構成される。これにより、スチームジョイント面４８ａとスチームジョイント面４８ｂとによりスチームジョイント面が構成される。同様に、スチームジョイント面部５０ａとスチームジョイント面部５０ｂとによりスチームジョイント面部が構成される。
【００２３】
セグメント３８ａは、Ｔ字脚を有し、下半の構造体３２ａの溝５８ａにはめ込まれている。セグメント３８ａは、コイルばねあるいは帯状の板バネにより裏面から支えられている。これにより、セグメント３８ａが有するフィンがタービンロータ３と接しても、接触荷重が制限される。セグメント３８ａが有するフィンと、このフィンと対応するタービンロータ３（図１）の表面構造により、蒸気の漏洩を防ぐシールリングが構成される。このシールリングは、例えば、ラビリンス型、スプリングバックシール、リーフシール、ブラシシールなどの一般的な構造であり、詳細な説明は省略する。
【００２４】
図３は、溝４０ａ、４０ｂにより構成される溝部４０を示す図である。図３は、下半の構造体３２ａと、上半の構造体３２ｂとを接合した場合の図２におけるＢ−Ｂ断面とＢ１−Ｂ１断面を見た図である。この図３に示すように、溝４０ａと、溝４０ｂとは、下半の構造体３２ａの第１平端面３４ａと、上半の構造体３２ｂの第２平端面３４ｂとが接合されることにより、溝部４０を構成する。溝部４０は、パッキンヘッド３２のタービンロータ３側の内面に開口部を有する。これにより、溝部４０は、第１平端面３４ａと、第２平端面３４ｂとの隙間を漏洩した漏洩蒸気を回収し、パッキンヘッド３２のタービンロータ３側の内面に構成される開口部から排出する。
【００２５】
同様に、溝４２ａ乃至４６ａと、溝４２ｂ乃至４６ｂとは、下半の構造体３２ａの第１平端面３４ａと、上半の構造体３２ｂの第２平端面３４ｂとが接合されることにより、複数の溝部を構成する。複数の溝部のそれぞれは、第１平端面３４ａと、第２平端面３４ｂとの隙間、又は第１平端面３６ａと、第２平端面３６ｂとの隙間を漏洩した漏洩蒸気を回収し、パッキンヘッド３２のタービンロータ３側の内面に構成される開口部から排出する。このように、二つの第１平端面３４ａ、３６ａ及び二つの第２平端面３４ｂ、３６ｂの内の少なくとも一つの面に配置され、タービンロータ３側に蒸気を逃がす溝４２ａ乃至４６ａと、溝４２ｂ乃至４６ｂとを設けている。これにより、第１平端面３４ａと、第２平端面３４ｂとの隙間、又は第１平端面３６ａと、第２平端面３６ｂとの隙間を介して蒸気が漏洩することを防ぐことができる。
【００２６】
次に、図４及び図５に基づき、蒸気タービン１の動作時におけるパッキンヘッド３２の圧力特性について説明する。図４は、図１のＡ−Ａ断面を示す図である。すなわち、下半の構造体３２ａの上端面３４ａと、高中圧一体内部ケーシング２ｂ（図１）とが図示されている。図５はパッキンヘッド３２の外面及び内面に係る圧力特性を示す図である。縦軸は圧力を示し、横軸はパッキンヘッド３２の端面間の距離を示している。
【００２７】
図４に示すように、基準平面ＲＰは、スチームジョイント面４８ａ、４８ｂ（図２）を含む
平面である。この基準平面ＲＰは、タービンロータ３の軸Ｚに直交する面であり、ケーシング２が有する高中圧一体内部ケーシング２ｂの対向する面２０２ｂに接する。すなわち、パッキンヘッド３２が有するスチームジョイント面４８ａは、ケーシング２が有する高中圧一体内部ケーシング２ｂの対向する面２０２ｂに接することで、高圧タービン６に蒸気を供給する第１空間Ａ１と中圧タービン８に蒸気を供給する第２空間Ａ２とを分断する。パッキンヘッド３２の高圧側タービンの軸方向端面６６ａから基準平面ＲＰまでの距離をＬ１とし、中圧側タービンの軸方向端面６８ａから基準平面ＲＰまでの距離をＬ２とする。
【００２８】
図４に示すように、第１空間Ａ１には主蒸気管４（図１）から供給される蒸気が流入する。一方、第２空間Ａ２には再熱蒸気管１８（図１）から供給される蒸気が流入する。第１空間Ａ１内の蒸気圧Ｐ１＞第２空間Ａ２内の蒸気圧Ｐ２の関係があるので、パッキンヘッド３２には矢印６０ａに示すように、高圧タービン側から中圧タービン側に向かう押圧力がかかる。
【００２９】
この押圧力により、パッキンヘッド３２のスチームジョイント面４８ａは、ケーシング２が有する高中圧一体内部ケーシング２ｂの対向する面２０２ｂに押圧される。これにより、高圧タービン用の蒸気が流入する第１空間Ａ１と中圧タービン用の蒸気が流入する第２空間Ａ２とは分離される。
【００３０】
また、第１空間Ａ１内の蒸気圧Ｐ１＞第２空間Ａ２内の蒸気圧Ｐ２の関係があるので、矢印６２ａ、６４ａで示すように、パッキンヘッド３２とタービンロータ３で構成するシールリングの微小な間隙を通って、高圧タービンから中圧タービンの向きに蒸気が流れる。
【００３１】
図５に示すように、高圧側タービンの端面６２ａから基準平面ＲＰまでのパッキンヘッド３２の外側の面には圧力Ｐ１がかかる。これに対して、基準平面ＲＰから中圧側タービンの軸方向端面６８ａまでのパッキンヘッド３２の外側の面には圧力Ｐ２がかかる。このため、パッキンヘッド３２の外側の圧力は基準平面ＲＰを境に、高圧側の圧力はＰ１、中圧側の圧力はＰ２となるので、実線で示すような軸方向変化となる。一方で、パッキンヘッド内側の圧力は、高圧側のＰ１から中圧側のＰ２にかけて徐々に圧力が変化していくため、１点鎖線で示すような軸方向変化となる。
【００３２】
ここで、パッキンヘッド３２の外側の圧力変化を示す実線と、パッキンヘッド内側の圧力変化を示す１点鎖線と、基準平面ＲＰ（図４）の位置を示す点線と、の交点をａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅとする。Ｌ１で示す範囲では、パッキンヘッド３２の外側の圧力がパッキンヘッド３２の内側の圧力よりも高い状態となるため、ａ、ｂ、ｃが囲む三角形の面積がパッキンヘッド３２の開口を抑える力の大きさを表している。Ｌ２で示す範囲では、パッキンヘッド内側の圧力がパッキンヘッド外側の圧力よりも高い状態となるため、ｃ、ｄ、ｅが囲む三角形の面積がパッキンヘッド３２の開口力の大きさを表している。三角形ａ、ｂ、ｃおよび三角形ｃ、ｄ、ｅの面積の大きさはそれぞれＬ１およびＬ２の大きさと比例関係にあるため、Ｌ１＞Ｌ２の関係式を満たすパッキンヘッド３２の構造においては、三角形ａ、ｂ、ｃの面積が三角形ｃ、ｄ、ｅの大きさよりも大きくなり、パッキンヘッドの開口を抑える力がパッキンヘッドの開口力よりも大きくなるため、パッキンヘッド３２（図２）の下半の構造体３２ａと上半の構造体３２ｂの接合面３４ａと３４ｂの間、及び接合面３６ａと３６ｂの開口力を低減することができる。
【００３３】
ここで、溝のより詳細な構成を説明する。図５に示すように、パッキンヘッド３２の内側におけるＬ１の範囲の圧力は、パッキンヘッド３２の外側におけるＬ２の範囲の圧力よりも高くなる。これから分かるように、図４に示すパッキンヘッド３２の内側におけるＬ１の範囲からパッキンヘッド３２の外側におけるＬ２の範囲へ向けて蒸気は漏洩しやすくなる。すなわち、図４の矢印２０４ｂに示すように、スチームジョイント面４８ａを含む基準平面ＲＰを通過する方向へ蒸気漏洩は生じやすくなっている。このため、図２及び図４に示す、例えば溝４０ａ、４２ａに示すように、パッキンヘッド３２の内側におけるＬ２の範囲に開口を設け、この開口から点線２０６ｂの近辺まで達する溝を設けることで、スチームジョイント面４８ａを２０４ｂの経路で通過する漏洩蒸気をパッキンヘッド３２の内側に、より効率よく回収することができる。
【００３４】
図６は、図４におけるＣ−Ｃ断面における断面図である。すなわち、図６は、パッキンヘッド３２のタービンロータの回転軸Ｚに垂直な断面であり、ボルト締めする前の状態を示している。この図６に示すように、接合前の二つの第１平端面３４ａ、３６ａをそれぞれ延在させた面が交わる角度はαであり、αは１８０度未満である。
【００３５】
図７は、図４におけるＣ−Ｃ断面における断面図であり、接合前の二つの第２平端面３４ｂ、３６ｂをそれぞれ延在させた面が交わる角度を示す図である。接合前の二つの第１平端面３４ａ、３６ａと同様に、接合前の二つの第２平端面３４ｂ、３６ｂをそれぞれ延在させた面が交わる角度はβであり、βは１８０度未満である。このように、接合前の二つの第１平端面３４ａ、３６ａおよび二つの第２平端面３４ｂ、３６ｂは非平行である。
【００３６】
パッキンヘッド３２の外側は高温蒸気が流れ、パッキンヘッド内側は低温蒸気が流れるので、外側の熱膨張と内側の熱膨張の大きさが異なる。このため、あらかじめ外側と内側の熱膨張の差分だけ第１平端面３４ａと３６ａの間、又は第２平端面３４ｂと３６ｂの間に傾斜を設けておくことで、運転時の熱膨張差による開口力の発生を防ぐことができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、パッキンヘッド３２を高圧タービン側の端面６２ａから基準平面ＲＰまでの軸方向距離Ｌ１と、中圧タービン側の軸方向端面６４ａから基準平面ＲＰまでの軸方向距離Ｌ２とが、Ｌ１＞Ｌ２の関係を有するように構成した。これにより、パッキンヘッド３２の外面にかかる圧力が、パッキンヘッド３２の内面にかかる圧力よりも大きくなり、パッキンヘッド３２の上半の構造体３２ａと下半の構造体３２ｂの接合面３４ａと３４ｂの間、及び接合面３６ａと３６ｂの間における蒸気漏洩をより低減できる。
【００３８】
また、二つの第１平端面３４ａ、３６ａ及び二つの第２平端面３４ｂ、３６ｂの内の少なくとも一つの面にタービンロータ３に対向する内面に開口を有する溝４０ａ乃至４６ａと溝４０ｂ乃至４６ｂを設けている。これにより、接合面３４ａと３４ｂの間、及び接合面３６ａと３６ｂの間における漏洩蒸気を回収でるので、接合面３４ａと３４ｂの間、及び接合面３６ａと３６ｂの間における蒸気漏洩をより低減できる。
【００３９】
さらにまた、接合前の二つの第１平端面３４ａ、３６ａおよび二つの第２平端面３４ｂ、３６ｂは非平行とした。すなわち、接合前の二つの第１平端面３４ａ、３６ａをそれぞれ延在させた場合、及び接合前の二つの第２平端面３４ｂ、３６ｂをそれぞれ延在させた場合に交わる角度を１８０度未満とした。このように、パッキンヘッド３２の外側と内側の熱膨張の差分だけ予め第１平端面３４ａと３６ａの間、又は第２平端面３４ｂと３６ｂの間に傾斜を設けておくことで、運転時の熱膨張差による開口力の発生を防ぐことができる。
【００４０】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１：蒸気タービン、２：ケーシング、３：タービンロータ、６：高圧タービン、８：中圧タービン、３２：パッキンヘッド、３２ａ：下半の構造体、３２ｂ：上半の構造体、３４ａ：第１平端面、３４ｂ：第２平端面、３６ａ：第１平端面、３６ｂ：第２平端面、４０ａ〜４６ａ：溝、４０ｂ〜４６ｂ：溝、４８ａ：スチームジョイント面、４８ｂ：スチームジョイント面、５０ａ：スチームジョイント面部、５０ｂ：スチームジョイント面部、６６ａ：高圧タービン側の軸方向端面、６８ａ：中圧タービン側の軸方向端面、Ａ１：第１空間、Ａ２：第２空間、ＲＰ：基準平面
【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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