(57)【要約】【課題】蒸気タービンのシール構造に関するメンテナンス作業を簡略化して、当該メンテナンスに要する期間およびコストを低減でき、メンテナンス性を向上できるようにする。【解決手段】ロータ軸の外周に設けられる複数段の環状の動翼翼列と、隣接する動翼翼列の間の位置において、ロータ軸の外周面に設けられるロータ側シール部と、動翼翼列に対向するようにタービンケーシングに設けられる環状の静翼翼列と、ロータ側シール部に対向するように静翼翼列の内周面に設けられる静翼側シール部と、を備えている。ロータ側シール部は、静翼側シール部に設けられたシールフィンに対向するようにロータ軸の軸方向に交互に並んだ凹部と凸部とを有し、ロータ側シール部と静翼側シール部とでラビリンスシールを形成しており、少なくともロータ側シール部は、ロータ軸に対して着脱自在に設けられる。【選択図】図３
2015124753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンケーシングと、
ロータ軸と、
前記ロータ軸の周りに複数段の環状の動翼翼列を形成するように、前記ロータ軸の外周に設けられる複数本の動翼と、
隣接する前記動翼翼列の間の位置において、前記ロータ軸の外周面に設けられるロータ側シール部と、
前記動翼翼列に対向する環状の静翼翼列を形成するように、前記タービンケーシングに設けられる複数本の静翼と、
前記ロータ側シール部に対向するように、前記静翼翼列の内周面に設けられる静翼側シール部と、を備え、
前記ロータ側シール部は、前記静翼側シール部に設けられたシールフィンに対向するように前記ロータ軸の軸方向に交互に並んだ凹部と凸部とを有し、前記ロータ側シール部と前記静翼側シール部とでラビリンスシールを形成しており、
少なくとも前記ロータ側シール部は、前記ロータ軸に対して着脱自在に設けられることを特徴とする蒸気タービン。
【請求項２】
前記ロータ軸は、
ロータ軸本体と、
前記ロータ軸本体の外周側に設けられ、前記動翼翼列を保持するためのロータディスクと、
前記ロータ側シール部を含む着脱可能部材と、を備え、
前記着脱可能部材は、隣接する前記ロータディスクの間における前記ロータ軸本体の外周を覆うように、前記ロータ軸の軸方向に沿って延在するスリーブ部を含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
【請求項３】
前記着脱可能部材は、前記ロータ軸に対し締結部材を介して固定されたことを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービン。
【請求項４】
前記着脱可能部材は、前記スリーブ部の両端側に設けられ、隣接する前記ロータディスクのそれぞれの側面を覆うように前記ロータ軸の半径方向に沿って延在する一対のフランジ部を更に含み、
前記スリーブ部および前記一対のフランジ部を含む前記着脱可能部材が、前記ロータ軸に対して着脱自在となるように、前記フランジ部の各々が前記ロータディスクの側面に対し締結部材を介して固定されたことを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービン。
【請求項５】
前記フランジ部の各々と前記ロータディスクの前記側面との隙間を、前記蒸気タービンの蒸気流通空間から隔離するための押さえ板を更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の蒸気タービン。
【請求項６】
前記着脱可能部材は、周方向に複数に分割して形成されることを特徴とする請求項２〜５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し、例えばマグマ等の地熱源から得られた地熱蒸気等の地熱エネルギーを利用する地熱発電システムに用いられる蒸気タービンに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の地熱発電システムは、例えば地下深部のマグマ等の地熱源によって加熱された地熱蒸気を導入し、この地熱蒸気を作動流体として利用することで回転動力を得る蒸気タービンを備えている。かかる蒸気タービンは、例えば周知の軸流式蒸気タービンであり、タービンロータと、このタービンロータを回転自在に収容するタービンケーシングと、を備えている。さらに、このタービンロータには、発電機のロータが連結されている。そして、蒸気タービンに導入された蒸気によって回転されるタービンロータが、連結された発電機のロータを回転させることで電力を取り出すようになっている。
【０００３】
ここで、蒸気タービンにおいて、タービンロータは、ロータ軸と、その外周に複数段の環状翼列を形成するように設けられる複数本の動翼と、これら隣接する環状翼列の間の位置にて、ロータ軸の外周面に設けられるロータ側シール部と、を備えている。
また、タービンケーシングは、上記動翼によって形成される環状翼列に対向する環状の翼列を形成するように設けられる複数本の静翼と、上記ロータ側シール部に対向するように、静翼の先端に設けられる静翼側シール部と、を備えている。
そして、ロータ側シール部は、静翼側シール部に設けられたシールフィンに対向するようにロータ軸の軸方向に交互に並んだ凹部と凸部とを有しており、これらロータ側シール部と静翼側シール部とでラビリンスシールを形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１の蒸気タービンでは、タービンケーシング内に設けられる静翼内輪と、この静翼内輪の内周面にタービンロータの外周面と対向するように配設されるシール部材とを二分割で構成している。このとき、これら静翼内輪とシール部材とは、タービンロータの軸中心を通る水平面を分割面としており、例えば上下に分割されることでタービンロータに対して着脱自在に設けられるようになっている。
【０００５】
なお、このような蒸気タービンにおいては、タービンケーシングの主蒸気入口側および出口側に、回転するタービンロータと静止しているタービンケーシングとの隙間から、タービンロータを回転させるためにタービンケーシング内に導入した主蒸気の漏洩や、外部から蒸気タービン内への空気の侵入を防止するためのラビリンスシールを備えたグランド部が設けられている。そして、グランド部において、静翼側に設けられるシールフィンと、タービンロータ側に形成される段付の凹凸部と、によって構成されるラビリンス構造によりシール性を確保しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
この特許文献２の蒸気タービンでは、タービンケーシング側に、タービンロータの軸中心に向けて突出するシールフィンを設け、当該シールフィンと共にラビリンスシールを構成する保護キャップをタービンロータの拡径部に着脱自在に設け、シールフィンと接触した場合には、保護キャップがタービンロータの軸中心へ向けて変形するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−５００４４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６４０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、シールフィンとタービンロータとの接触が大きくなるなど、経年劣化による摩擦によって、これらシールフィンやロータ側シール部の凹部と凸部が摩耗し、シール性が低下したり、当該摩擦によって熱が生じることに起因して、タービンロータが熱変形を起したりする場合がある。このような場合、タービンロータを交換したり、ロータ側シール部に対して溶射または肉盛溶接等の手法を用いて補修したりするメンテナンスが必要となる。
【０００９】
ところが、タービンロータがロータ軸部分と、動翼によって形成される環状翼列を保持するためのロータディスクと、を一体に形成されている構造の場合、補修すべきロータ側シール部の位置する段間部の間隔が狭く、またシール部（凹部および凸部）が段間部の奥まった部位に位置するため、溶射に使用する溶射ガンと補修箇所との距離が十分に縮められない上、当該溶射ガンを動かす作業が難しいため、溶射の施工が困難であった。また、肉盛溶接によって補修する場合、局所的に熱が加わることによるロータ軸の変形や、応力腐食割れ等を引き起こすリスクが懸念されていた。
【００１０】
そして、これら溶射や肉盛溶接による補修の施工に際しては、溶射設備または溶接設備と、ロータ軸を回転させる回転装置とが必要となるため、蒸気タービンが設置されている発電所内等での施工は難しい場合が多かった。そのため、タービンロータを補修できる工場に搬出しなければならず、補修に要する期間やコストが増大する問題があった。
【００１１】
しかしながら、特許文献１の蒸気タービンでは、静翼側を二分割で構成し、シールフィンを容易に交換できるものの、タービンロータ側の構造は従来と何ら変わりはなく、ロータ側シール部（凹部および凸部）におけるメンテナンスに関しては、詳細が不明なため、困難であることに変わりはないものと思われる。
【００１２】
また、特許文献２の蒸気タービンでは、グランド部においてラビリンスシールを備えた構成となっており、タービンロータとタービンケーシングとの隙間から、タービンロータを回転させるために導入された主蒸気の漏洩や、外部から蒸気タービン内への空気の侵入を防止することに関するものである。従って、上述したような動翼の段間におけるラビリンスシールとは構成が異なっているため、上述したようなロータ側シール部のメンテナンスに関しての詳細が不明である。
【００１３】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、蒸気タービンのシール構造に関するメンテナンス作業を簡略化して、当該メンテナンスに要する期間およびコストを低減でき、メンテナンス性を向上できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、タービンケーシングと、
ロータ軸と、
前記ロータ軸の周りに複数段の環状の動翼翼列を形成するように、前記ロータ軸の外周に設けられる複数本の動翼と、
隣接する前記動翼翼列の間の位置において、前記ロータ軸の外周面に設けられるロータ側シール部と、
前記動翼翼列に対向する環状の静翼翼列を形成するように、前記タービンケーシングに設けられる複数本の静翼と、
前記ロータ側シール部に対向するように、前記静翼翼列の内周面に設けられる静翼側シール部と、を備え、
前記ロータ側シール部は、前記静翼側シール部に設けられたシールフィンに対向するように前記ロータ軸の軸方向に交互に並んだ凹部と凸部とを有し、前記ロータ側シール部と前記静翼側シール部とでラビリンスシールを形成しており、
少なくとも前記ロータ側シール部は、前記ロータ軸に対して着脱自在に設けられることを特徴とする。
【００１５】
かかる発明によれば、経年使用においてメンテナンスが必要となるロータ軸に設けられたロータ側シール部が、当該ロータ軸に対して着脱自在に設けられるので、蒸気タービンのシール構造に関するメンテナンス作業を簡略化できると共に、当該メンテナンス時にタービンロータを搬出したり、溶射などの補修のための別途装置を必要としたりしないため、当該メンテナンスに要する期間およびコストを低減でき、メンテナンス性を向上できる。
【００１６】
また、本発明において好ましくは、
前記ロータ軸は、
ロータ軸本体と、
前記ロータ軸本体の外周側に設けられ、前記動翼翼列を保持するためのロータディスクと、
前記ロータ側シール部を含む着脱可能部材と、を備え、
前記着脱可能部材は、隣接する前記ロータディスクの間における前記ロータ軸本体の外周を覆うように、前記ロータ軸の軸方向に沿って延在するスリーブ部を含むことを特徴とする。
【００１７】
このように、ロータ軸がロータ軸本体と、その外周側に設けられ、動翼翼列を保持するためのロータディスクと、ロータ側シール部を含む着脱可能部材と、を備え、当該着脱可能部材が、隣接するロータディスクの間におけるロータ軸本体の外周を覆うようにロータ軸の軸方向に沿って延在するスリーブ部を含むので、ロータ軸に対して着脱可能部材を着脱する単純な作業でロータ側シール部のメンテナンスができる。
【００１８】
さらに、本発明において好ましくは、
前記着脱可能部材は、前記ロータ軸に対し締結部材を介して固定されたことを特徴とする。
【００１９】
このような蒸気タービンによれば、着脱可能部材がロータ軸に対し締結部材を介して固定されることにより、当該締結部材の取付け・取外しのみの簡単な作業でロータ側シール部を含む着脱可能部材を交換補修できるため、このようなロータ側シール部を交換するメンテナンス作業を格段に簡略化できる。
【００２０】
さらに、本発明において好ましくは、
前記着脱可能部材は、前記スリーブ部の両端側に設けられ、隣接する前記ロータディスクのそれぞれの側面を覆うように前記ロータ軸の半径方向に沿って延在する一対のフランジ部を更に含み、
前記スリーブ部および前記一対のフランジ部を含む前記着脱可能部材が、前記ロータ軸に対して着脱自在となるように、前記フランジ部の各々が前記ロータディスクの側面に対し締結部材を介して固定されたことを特徴とする。
【００２１】
このように、着脱可能部材が、スリーブ部の両端側に設けられ、隣接するロータディスクのそれぞれの側面を覆うようにロータ軸の半径方向に沿って延在する一対のフランジ部を更に含み、当該着脱可能部材が、ロータ軸に対して着脱自在となるように、フランジ部の各々がロータディスクの側面に対し締結部材を介して固定されるので、ロータ軸に対して着脱可能部材を着脱する単純なメンテナンス作業において、締結部材の取付け・取外しのみの簡単な作業で当該着脱可能部材に含まれるロータ側シール部を補修できるため、当該ロータ側シール部を交換するメンテナンス作業を更に簡略化できる。
しかも、着脱可能部材が締結部材によってロータディスクの側面に固定されるので、ロータ軸の疲労強度を確保できる。
【００２２】
さらに、本発明において好ましくは、
前記フランジ部の各々と前記ロータディスクの前記側面との隙間を前記蒸気タービンの蒸気流通空間から隔離するための押さえ板を更に備えたことを特徴とする。
【００２３】
このように、フランジ部の各々とロータディスクの側面との隙間を蒸気タービンの蒸気流通空間から隔離する押さえ板を更に備えるようにしたので、フランジ部を含む着脱可能部材と、ロータディスクとの間の取付構造を複雑にして、これら着脱可能部材とロータディスクとの間における蒸気などの水分の浸透を許容し得る隙間を完全に閉塞できる。従って、当該隙間から蒸気（水分）が入り込み、ロータディスクのロータ軸側に位置する付け根まで浸透して応力腐食割れを誘発する等の不具合が生じることを未然に回避できる。
【００２４】
このとき、前記着脱可能部材部は、周方向に複数に分割して形成されることが好ましい。
このような蒸気タービンによれば、着脱可能部材が周方向に複数に分割して形成されることによって、当該着脱可能部材をロータ軸に対して半径方向外方に取外したり、半径方向外方から取付けたりする着脱が容易になり、メンテナンス時におけるロータ側シール部を有する着脱可能部材の交換作業の容易化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、蒸気タービンのシール構造に関するメンテナンス作業を簡略化して、当該メンテナンスに要する期間およびコストを低減でき、メンテナンス性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の蒸気タービンを用いた地熱発電システムを概略的に示した構成図である。
【図２】図１の蒸気タービンを概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る蒸気タービンの要部を示す拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る蒸気タービンの要部を示す拡大図である。
【図５】図４における蒸気タービンの要部をＡ−Ａ方向から見て示す部分的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る蒸気タービンの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。また、以下では、本発明に係る蒸気タービンを地熱発電システムのタービンとして適用する一例について説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
【００２８】
（地熱発電システム）
ここでまず、本発明に係る蒸気タービンが用いられる地熱発電システムの一例について、図１を参照しながら説明する。
【００２９】
図１に示すように、地熱発電システム１は、地下深部の熱源により高温高圧の熱水を発生する生産井２と、この高温高圧の熱水を生産井２から地上まで導き、沸騰した熱水を蒸気と分離させるセパレータ３と、当該セパレータ３で分離された熱水を戻す還元井４と、分離された蒸気により回転する蒸気タービン５と、蒸気タービン５に接続される発電機６と、蒸気タービン５を通過した蒸気を温水化する復水器７と、温水を冷却する冷却塔８とを備えている。
【００３０】
生産井２からセパレータ３へは、熱水取出し流路９を通じて熱水が取り出される。熱水取出し流路９には流量調節弁１０が介在される。
セパレータ３は、例えばサイクロン型気水分離器であり、セパレータ容器上部側に蒸気、容器下部側に熱水を集めることで熱水から蒸気を分離するようにしている。セパレータ３で分離された蒸気は蒸気流路１１を通じて蒸気タービン５に送り込まれるようになっている。ここで蒸気流路１１中には、セパレータ３で分離された蒸気に飛沫同伴する液滴・液膜（以下、ミスト）を捕捉して、加熱によってミストを蒸発する機能を有するデミスタ部１２が介在されていても良い。
なお、セパレータ３の容器下部側に集められた熱水は、還流路１３を通じて還元井４に戻されるようになっている。
【００３１】
蒸気タービン５は、軸流式蒸気タービンであり、例えば図２に示すように、ロータ軸としてのタービンロータ５ａ側に取り付けられる動翼５ｂとタービンケーシング５ｃ側に取り付けられる静翼（ノズル）５ｄとが、多段的に交互に対向するように列設されている。タービンロータ５ａのロータ軸本体５ａａには、発電機６のロータ（不図示）が連結されており、蒸気流路１１を通じて蒸気タービン５に送り込まれる（デミスタ部１２を介して）蒸気は、蒸気入口から初段ノズル５ｄを通じて導入される。そして、蒸気は多段の動翼５ｂ、静翼５ｄ間を通過して蒸気排出口から放出される。このとき、動翼５ｂが回転することでタービンロータ５ａのロータ軸本体５ａａが回転され、発電機６のロータを回転させて、電力を取り出すようになっている。
【００３２】
復水器７は、蒸気タービン５を通過した蒸気を凝縮して温水化するもので、この場合、復水器７は蒸気を凝縮するために冷却塔８で冷却された水を用いている。
そして、冷却塔８には、復水器７からの温水が復水流路１４に介在されるポンプ１５により、当該復水流路１４を通じて導入されるようになっている。
冷却塔８は、復水器７からの温水を、冷却塔８内で送風機１６により強制的に送り込んだ外気と接触させて冷却するようにしている。このとき、復水は、一部が蒸発することにより、この蒸発のための潜熱で温水を効果的に冷却する。
【００３３】
次に、上述したような地熱発電システム１に用いられる蒸気タービン５について実施形態を挙げ、図２および図３を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
（第１実施形態）
図２は、上述したように、地熱発電システム１に用いられる蒸気タービン５の一例を示しており、図３は、本発明の第１実施形態に係る蒸気タービンの要部（すなわち、後述する動翼翼列５０，５０間）を拡大して示している。
具体的に、蒸気タービン５は、蒸気によって回転するロータ軸としてのタービンロータ５ａと、このタービンロータ５ａを回転自在に収容するタービンケーシング５ｃと、を備えている。
【００３５】
このタービンロータ５ａは、ロータ軸本体５ａａの周りに環状に形成された複数段の動翼翼列５０…を備えている。これら動翼翼列５０…は、それぞれ複数本の動翼５ｂ…がロータ軸本体５ａａの外周に設けられることによって構成されている。
また、タービンロータ５ａは、動翼５ｂ…によって形成された動翼翼列５０を保持するためのロータディスク５１を有する。このロータディスク５１は、ロータ軸本体５ａａの外周側に上記動翼翼列５０の段数に応じて複数段で設けられている。
そして、複数段の動翼翼列５０…のうち、隣接する動翼翼列５０，５０間（すなわち、ロータディスク５１，５１間）の位置において、ロータ軸本体５ａａの外周面には、ロータ側シール部５２を含んで構成される着脱自在な着脱可能部材５３が設けられている。
【００３６】
この着脱可能部材５３は、ロータ軸本体５ａａとの熱膨張差に起因する不具合の発生を回避すべく、ロータ軸本体５ａａと同材質（例えば、ＣｒＭｏＶ鋼）で形成されることが好ましい。もしくは、ロータ側シール部５２の表面に、例えばタングステンカーバイトの溶射等による耐摩耗表面処理を予め施したものであっても良い。
また、この着脱可能部材５３は、隣接するロータディスク５１，５１の間におけるロータ軸本体５ａａの外周を覆うように、タービンロータ５ａ（すなわち、ロータ軸本体５ａａ）の軸方向に沿って延在するスリーブ部５３ａを有している。
【００３７】
さらに、タービンケーシング５ｃには、動翼５ｂによって形成される動翼翼列５０に対向するように、それぞれ複数本の静翼５ｄ…によって環状に形成される複数段の静翼翼列５４…が設けられている。これら静翼翼列５４…の内周面には、ロータ側シール部５２に対向するように静翼側シール部５５が設けられている。これらロータ側シール部５２と静翼側シール部５５とにより、後述するラビリンスシールが形成されている。
【００３８】
より具体的に、静翼翼列５４の内周側には、ロータ軸５ａａの外周面に位置するロータ側シール部５２との間に配置され、当該静翼翼列５４の内周面を構成するパッキング５５ｂが設けられている。このパッキング５５ｂの内周面には、ロータ軸５ａａの外周面に位置するロータ側シール部５２との間に複数状のシールフィン５５ａ…が断面櫛歯状に設けられている。
【００３９】
本実施形態の場合、ロータ側シール部５２は、静翼側シール部５５に設けられた複数のシールフィン５５ａ…に対向するように、着脱可能部材５３のスリーブ部５３ａに配置され、ロータ軸本体５ａａに対し締結部材としてのボルト２０を介して固定されている。
よって、少なくともロータ側シール部５２は、着脱可能部材５３によりタービンロータ５ａに対して着脱自在に設けられている。
また、ロータ側シール部５２は、着脱可能部材５３のスリーブ部５３ａにおける外表面に、ロータ軸本体５ａａの軸方向に交互に並んだ凹凸状の溝である凹部５２ａおよび凸部５２ｂを有している。これら凹部５２ａおよび凸部５２ｂは、静翼側シール部５５に設けられた複数のシールフィン５５ａ…に対向して配置されている。
そして、これら静翼側シール部５５のシールフィン５５ａ…と、ロータ側シール部５２の凹部５２ａおよび凸部５２ｂとの間には微小な間隙が形成されており、ラビリンス構造の蒸気シールであるラビリンスシールを構成している。このラビリンスシールによって、蒸気タービン５はタービンロータ５ａからの蒸気の漏洩を防止し得るようになっている。
【００４０】
このとき、着脱可能部材５３は、周方向に複数（例えば、二つ〜六つ）に分割して形成されることが好ましい。これにより、着脱可能部材５３は周方向に複数に分割できる。よって、当該着脱可能部材５３をタービンロータ５ａに対して半径方向外方に取外したり、半径方向外方から取付けたりする着脱が容易になり、メンテナンス時におけるロータ側シール部５２を有する着脱可能部材５３の交換作業の容易化を図ることが可能となる。
【００４１】
以上、説明したように、第１実施形態の蒸気タービン５によれば、経年使用においてメンテナンスが必要となるタービンロータ５ａのロータ軸本体５ａａに設けられたロータ側シール部５２が、当該タービンロータ５ａ（ロータ軸本体５ａａ）に対して着脱自在に設けられるので、蒸気タービン５のシール構造に関するメンテナンス作業を簡略化できると共に、当該メンテナンス時にタービンロータ５ａを搬出したり、溶射などの補修の施工に際し当該タービンロータ５ａを回転させるための回転装置などの別途装置を必要としたりしないため、当該メンテナンスに要する期間およびコストを低減でき、メンテナンス性を向上できる。
【００４２】
また、ロータ側シール部５２が周方向に複数に分割して形成されることによって、当該ロータ側シール部５２をタービンロータ５ａ（ロータ軸本体５ａａ）に対して着脱し易くなり、メンテナンス時におけるロータ側シール部５２の交換作業の容易化を図れる。
【００４３】
さらに、ロータ側シール部５２がタービンロータ５ａのロータ軸本体５ａａに対し、ボルト２０等の締結部材を介して固定されることにより、当該ボルト２０の取付け・取外しのみの簡単な作業で当該ロータ側シール部５２を交換補修できるため、このようなロータ側シール部５２を交換するメンテナンス作業を格段に簡略化できる。
【００４４】
このとき、タービンロータ５ａがロータ軸本体５ａａと、その外周側に設けられ、動翼５ｂによって形成される動翼翼列５０を保持するためのロータディスク５１と、ロータ側シール部５２を含む着脱可能部材５３と、を備えており、当該着脱可能部材５３が、隣接するロータディスク５１，５１の間におけるロータ軸本体５ａａの外周を覆うようにタービンロータ５ａの軸方向に沿って延在するスリーブ部５３ａを有しているので、タービンロータ５ａに対して着脱可能部材５３を着脱する単純な作業でロータ側シール部５２のメンテナンスができる。
【００４５】
（第２実施形態）
図３との対応部分に同一符号を付した図４は、本発明の第２実施形態に係る蒸気タービン５の要部（すなわち、動翼翼列５０，５０間）を拡大して示すものである。また、図５は、図４のタービンロータにおけるＡ−Ａ視の構成を概略的に示すものである。
なお、以下の実施形態において、対応する前出の図と同一部分については同一符号を付し、構成の異なる部分のみ詳細に説明するものとし、同一部分についての詳細な説明は割愛するものとする。
【００４６】
図４および図５に示すように、本実施形態の場合においても、着脱可能部材５３は、蒸気タービン５の動翼翼列５０，５０間（すなわち、隣接するロータディスク５１，５１間）におけるロータ軸本体５ａａの外周を覆うように、ロータ軸本体５ａａの軸方向に沿って延在するスリーブ部５３ａを有している。また、着脱可能部材５３は、スリーブ部５３ａの両端側に設けられ、隣接するロータディスク５１，５１のそれぞれの側面を覆うようにタービンロータ５ａの半径方向に沿って延在する一対のフランジ部５３ｂ，５３ｂを更に備えている。
【００４７】
すなわち、上述の第１実施形態においては、着脱可能部材５３がスリーブ部５３ａを有して半径方向における断面略平板状に構成されていたのに対し、本実施形態では、スリーブ部５３ａの両端側にフランジ部５３ｂ，５３ｂを有して半径方向における断面略Ｕ字状に形成されている。
【００４８】
また、このようなスリーブ部５３ａおよび一対のフランジ部５３ｂ，５３ｂを含む着脱可能部材５３は、タービンロータ５ａに対して着脱自在となるように、フランジ部５３ｂ，５３ｂの各々がロータディスク５１，５１の側面に対しボルト２０を介して固定されている。
【００４９】
さらに、この場合、着脱可能部材５３は、フランジ部５３ｂ，５３ｂの外周縁にそれぞれ押さえ板５６，５６を配設し、当該押さえ板５６，５６をロータディスク５１，５１の側面に対しボルト２０によって締結することで、フランジ部５３ｂ、５３ｂをタービンロータ５ａに固定している。これにより、フランジ部５３ｂ，５３ｂの各々とロータディスク５１，５１の側面との隙間を押さえ板５６によって閉塞し、蒸気タービン５の蒸気流通空間から隔離すると共に、これらフランジ部５３ｂ，５３ｂの各々とロータディスク５１，５１の側面との取付構造を複雑にすることが可能となる。
【００５０】
なお、本実施形態の場合、上述したように分割可能な着脱可能部材５３は、それぞれロータ軸本体５ａａの中心を通る水平面を分割面５３ｃとして複数（ここでは、四つ）に分割されている。このとき、分割された着脱可能部材５３は、それぞれ隣接する他の着脱可能部材５３との間で、スリーブ部５３ａ，５３ａ同士がロータ軸本体５ａａにおける半径方向の嵌め合い関係を形成するテーパ部５３ｄを有していることが好ましい。これにより、分割された着脱可能部材５３，５３同士を組み合わせた際のシール性を確保し得る利点を兼ね備えることができる。
【００５１】
以上、説明したように、第２実施形態の蒸気タービン５によれば、着脱可能部材５３が、スリーブ部５３ａの両端側に設けられ、隣接するロータディスク５１，５１のそれぞれの側面を覆うようにタービンロータ５ａの半径方向に沿って延在する一対のフランジ部５３ｂ，５３ｂを更に含み、当該着脱可能部材５３が、タービンロータ５ａに対して着脱自在となるように、フランジ部５３ｂ，５３ｂの各々がロータディスク５１，５１の側面に対しボルト２０を介して固定されるので、タービンロータ５ａに対して着脱可能部材５３を着脱する単純なメンテナンス作業において、ボルト２０の取付け・取外しのみの簡単な作業で当該着脱可能部材５３の有するロータ側シール部５２を交換補修できるため、当該ロータ側シール部５２を交換するメンテナンス作業を更に簡略化できる。
しかも、着脱可能部材５３がボルト２０によってロータディスク５１，５１の側面に固定されるので、ロータ軸本体５ａａの疲労強度を確保できる。
【００５２】
しかも、フランジ部５３ｂ，５３ｂの各々とロータディスク５１，５１の側面との隙間を蒸気タービン５の蒸気流通空間から隔離する押さえ板５６を更に備えるようにしたので、フランジ部５３ｂ，５３ｂを更に含む着脱可能部材５３と、ロータディスク５１，５１との間の取付構造を複雑にして、これら着脱可能部材５３とロータディスク５１，５１との間における蒸気などの水分の浸透を許容し得る隙間を完全に閉塞できる。従って、当該隙間から蒸気（水分）が入り込み、ロータディスク５１のロータ軸本体５ａａ側に位置する付け根まで浸透して応力腐食割れを誘発する等の不具合が生じることを未然に回避できる。
【００５３】
かくして、上述した第１および第２実施形態の蒸気タービン５によれば、シール構造に関するメンテナンス作業を簡略化して、当該メンテナンスに要する期間およびコストを低減でき、メンテナンス性を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、蒸気タービンのシール構造に関するメンテナンス作業を簡略化して、当該メンテナンスに要する期間およびコストを低減でき、メンテナンス性を向上できるので、例えばマグマ等の地熱源から得られた地熱蒸気等の地熱エネルギーを利用する地熱発電システムに用いられる蒸気タービンに好適である。
【符号の説明】
【００５５】
１  地熱発電システム
５  蒸気タービン
５ａ  タービンロータ（ロータ軸）
５ａａ  ロータ軸本体
５ｂ  動翼
５ｃ  タービンケーシング
５ｄ  静翼（ノズル）
５０  動翼翼列
５１  ロータディスク
５２  ロータ側シール部
５２ａ  凹部
５２ｂ  凸部
５３  着脱可能部材
５３ａ  スリーブ部
５３ｂ  フランジ部
５３ｃ  分割面
５３ｄ  テーパ部
５４  静翼翼列
５５  静翼側シール部
５６  押さえ板
２０  ボルト（締結部材）
【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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