(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンロータ軸を中心として周方向に複数の静翼を備えて環状に構成される蒸気タービンの静翼翼列であって、
前記静翼翼列が、静翼構造体および前記静翼構造体を支持する環状の支持構造体を備え、
前記静翼構造体が、
蒸気を通過させる静翼部と、
前記静翼部の外周側に構成され、周方向に亘って貫通し、上流側の端面または下流側の端面に周方向に亘って開口を有する嵌合溝が形成された外周側構成部と
を備え、
前記支持構造体が、
前記外周側構成部の嵌合溝に嵌合する嵌合部を有し、前記嵌合部からタービンロータ軸方向に延設された環状支持部を備え、
前記環状支持部に周方向に亘って複数の前記静翼構造体が支持されていることを特徴とする静翼翼列。
【請求項２】
前記静翼構造体が、周方向に少なくとも１つの静翼部を備えていることを特徴とする請求項１記載の静翼翼列。
【請求項３】
前記外周側構成部の下流側の端面に開口を有する前記嵌合溝が形成され、かつ前記環状支持部が動翼翼列の外周まで延設されている場合、前記環状支持部の動翼翼列に対向する内周側に、蒸気シール構造が備えられていることを特徴とする請求項１または２記載の静翼翼列。
【請求項４】
タービンロータに対向する前記静翼部の内周側に、ブロック構造体からなる内周側構成部がさらに備えられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の静翼翼列。
【請求項５】
前記内周側構成部のタービンロータに対向する内周側に、蒸気シール構造が備えられていることを特徴とする請求項４記載の静翼翼列。
【請求項６】
前記環状支持部が、上半側および下半側の２分割構造で構成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１項記載の静翼翼列。
【請求項７】
下半側の前記環状支持部に嵌合される前記静翼構造体のうち、水平端部側に位置する前記静翼構造体の外周側構成部に、下半側のケーシングの水平端部側に形成された段部に係止する、半径方向外側に突出した係止部が備えられていることを特徴とする請求項６記載の静翼翼列。
【請求項８】
前記係止部が、水平端部側に位置する前記静翼構造体の外周側構成部を半径方向外側に延設して形成されていることを特徴とする請求項７記載の静翼翼列。
【請求項９】
前記係止部が、水平端部側に位置する前記静翼構造体の外周側構成部の外周に係止部材を接合して形成されていることを特徴とする請求項７記載の静翼翼列。
【請求項１０】
下半側の前記環状支持部に嵌合される前記静翼構造体のうち、最下部に位置する前記静翼構造体の外周側構成部の外周端面に、この外周端面と対向する下半側のケーシングの内周に形成された凹部との間に嵌合部材を備えるための凹部が形成されていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項記載の静翼翼列。
【請求項１１】
ケーシングと、
前記ケーシングに貫設されたタービンロータと、
前記タービンロータの周方向に複数の動翼を植設して構成され、タービンロータ軸方向に複数段備えられた動翼翼列と、
周方向に複数の静翼を備えて構成され、タービンロータ軸方向に、前記動翼翼列と交互に複数段備えられる静翼翼列と
を具備する蒸気タービンであって、
前記静翼翼列の少なくとも一段が、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の静翼翼列で構成されていることを特徴とする蒸気タービン。
【請求項１２】
前記外周側構成部の少なくとも一部が、前記ケーシングの内壁に周方向に亘って形成された溝に、少なくともタービンロータ軸方向に移動可能に嵌合されていることを特徴とする請求項１１記載の蒸気タービン。
【請求項１３】
タービンロータ軸を中心として周方向に複数の静翼を備えて環状に構成される蒸気タービンの静翼翼列の組立方法であって、
前記静翼翼列が、静翼構造体および前記静翼構造体を支持する環状の支持構造体を備え、
前記静翼構造体が、
蒸気を通過させる静翼部と、
前記静翼部の外周側に構成され、周方向に亘って貫通し、上流側の端面または下流側の端面に周方向に亘って開口を有する嵌合溝が形成された外周側構成部と、
タービンロータに対向する前記静翼部の内周側に備えられたブロック構造体からなる内周側構成部と
を備え、
前記支持構造体が、
前記外周側構成部の嵌合溝に嵌合する嵌合部を有し、前記嵌合部からタービンロータ軸方向に延設され、上半側および下半側の２分割構造で構成された環状支持部を備え、
下半側の前記環状支持部の嵌合部に、前記静翼構造体の嵌合溝を嵌合させ、周方向に複数の前記静翼構造体を設置する工程と、
下半側の前記環状支持部の水平端部からの前記静翼構造体の離脱を防止する下半用離脱防止部材を取り付ける工程と、
下半側の前記環状支持部に嵌合された前記静翼構造体のうち、水平端部側に位置する前記静翼構造体の外周側構成部に形成された半径方向外側に突出した係止部を下半側のケーシングの水平端部側に形成された段部に係止するとともに、下半側の前記環状支持部に嵌合された前記静翼構造体のうち、最下部に位置する前記静翼構造体の外周側構成部の外周端面に形成された凹部と下半側のケーシングの内周に形成された凹部との間に嵌合部材を嵌合させる工程と、
動翼翼列が構成されたタービンロータを、タービンロータ軸方向において、前記動翼翼列が下半側の前記環状支持部と交互に配置されるように設置する工程と、
上半側の前記環状支持部の嵌合部に、前記静翼構造体の嵌合溝を嵌合させ、周方向に複数の前記静翼構造体を設置する工程と、
上半側の前記環状支持部の水平端部からの前記静翼構造体の離脱を防止する上半用離脱防止部材を取り付ける工程と、
上半用離脱防止部材が取り付けられた上半側の前記環状支持部を下半側の前記環状支持部上に設置して、環状の静翼翼列を形成する工程と
を具備することを特徴とする静翼翼列の組立方法。
【請求項１４】
前記静翼構造体が、周方向に少なくとも１つの静翼部を備えていることを特徴とする請求項１３記載の静翼翼列の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、静翼翼列、静翼翼列の組立方法および蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンにおいて、静翼翼列と動翼翼列とからなるタービン段落を、蒸気が流れるタービンロータ軸方向に複数段配置して構成される軸流形式の蒸気タービンが広く使用されている。このような蒸気タービンにおいて、スペース効率を向上させる観点から、コンパクト化が要求されている。
【０００３】
蒸気タービンにおける動翼翼列は、タービンロータの周方向に複数の動翼を植設することで構成されている。一方、静翼翼列は、ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に周方向に複数の静翼を配置して構成されるものや、ケーシングの内周の周方向に複数の静翼を配置して構成されるものなどがある。
【０００４】
図２２は、ダイアフラム外輪３１２とダイアフラム内輪３１４との間に静翼翼列３１０を備える従来の蒸気タービンの中心軸を含む子午断面を示す図である。この図２２には、静翼翼列３１０と動翼翼列３２０とからなる一段のタービン段落を示している。
【０００５】
静翼翼列３１０は、内径側に開口し、その周方向に連続した溝３１１を有するダイアフラム外輪３１２と、外径側に開口し、その周方向に連続した溝３１３を有するダイアフラム内輪３１４との間に構成されている。静翼３１５の外周側には、ダイアフラム外輪用植込み部３１６を備え、このダイアフラム外輪用植込み部３１６が、溝３１１に嵌合されている。
【０００６】
静翼３１５の内周側には、ダイアフラム内輪用植込み部３１７を備え、このダイアフラム内輪用植込み部３１７が、溝３１３に嵌合されている。すなわち、静翼３１５は、ダイアフラム外輪３１２やダイアフラム内輪３１４に溶接されずに、嵌合によって支持されている。また、ダイアフラム外輪３１２の外周には、ケーシング３３０が備えられ、高温、高圧の蒸気が外部に漏れ出すのを防止している。
【０００７】
図２３は、ケーシング３５０の内周の周方向に静翼翼列３５５を備える従来の蒸気タービンの中心軸を含む子午断面を示す図である。図２３に示すように、ケーシング３５０の内周の周方向に亘って嵌合溝３５１が形成されている。この嵌合溝３５１に、静翼３５２の嵌合部３５３を嵌合させて、静翼３５２をケーシング３５０に固定し、静翼翼列３５５を構成している。また、静翼３５２をケーシング３５０に強固に固定するため、加圧ピン３５４によって半径方向内側に押圧している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許４０４０９２２号公報
【特許文献２】特許４６２４７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ダイアフラム外輪３１２とダイアフラム内輪３１４との間に静翼翼列３１０を備える従来の蒸気タービンにおいて、図２２に示すように、ケーシング３３０と、ダイアフラム外輪３１２との間には熱膨張を許容するための間隙δｒを有している。すなわち、ケーシング３３０の内径は、静翼３１５の外径、ダイアフラム外輪３１２の半径方向の厚さ、間隙δｒなどにより決定される。
【００１０】
ここで、静翼３１５の外径は、蒸気流量、蒸気条件により性能を最適化するために設定される寸法であり、間隙δｒは、熱膨張を許容するために設定されるものであり、大幅な変更はできない。
【００１１】
また、例えば溝３１１とダイアフラム外輪用植込み部３１６との間には、周方向に亘って若干の隙間が形成される。そこで、上半側および下半側の２分割で構成されるダイアフラム外輪３１２の水平端面（水平継手面）には、蒸気の漏洩を防止するために、上半側と下半側を締め付ける締付ボルト、位置決めのためのピンやキーなどを設ける必要がある。しかし、ダイアフラム外輪３１２の半径方向の厚さを薄くすると、締付ボルト、ピン、キーなどを小さくしなければならず、締付力や位置決めが不十分となり、水平端面において蒸気が漏洩しやすくなるといった問題が生じる。
【００１２】
このように、ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に静翼翼列を備える従来の蒸気タービンにおいては、小型化を図ることは困難であった。
【００１３】
ケーシング３５０の内周の周方向に静翼翼列３５５を備える従来の蒸気タービンでは、熱膨張時において、図２３に示す矢印のように、静翼翼列３５５は、半径方向内側へ、タービンロータ３５６およびケーシング３５０は、半径方向外側へ膨張する。この際、ケーシング３５０の膨張は小さいが、静翼翼列３５５およびタービンロータ３５６の膨張は大きい。そのため、静翼翼列３５５とタービンロータ３５６との隙間が小さくなり、それぞれが接触して大事故を引き起こす危険性がある。
【００１４】
本発明が解決しようとする課題は、小型化を図ることでスペース効率を向上させるとともに、熱膨張の際にもケーシングなどの変形に拘束されずに構造を維持することができる静翼翼列、この静翼翼列の組立方法およびこの静翼翼列を備えた蒸気タービンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
実施形態の静翼翼列は、タービンロータ軸を中心として周方向に複数の静翼を備えて環状に構成される蒸気タービンの静翼翼列である。前記静翼翼列は、静翼構造体および前記静翼構造体を支持する環状の支持構造体を備える。前記静翼構造体は、蒸気を通過させる静翼部と、前記静翼部の外周側に構成され、周方向に亘って貫通し、上流側の端面または下流側の端面に周方向に亘って開口を有する嵌合溝が形成された外周側構成部とを備える。前記支持構造体は、前記外周側構成部の嵌合溝に嵌合する嵌合部を有し、前記嵌合部からタービンロータ軸方向に延設された環状支持部を備える。そして、前記環状支持部に周方向に亘って複数の前記静翼構造体が支持されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態の静翼翼列を備える蒸気タービンの、タービンロータの中心軸を含む子午断面を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の静翼翼列の子午断面を示す図である。
【図３】第１の実施の形態の静翼翼列を構成する静翼構造体を示す斜視図である。
【図４】第１の実施の形態の静翼翼列を構成する、下半側の支持構造体を示す斜視図である。
【図５】第１の実施の形態において、支持構造体に蒸気シール構造を備えた静翼翼列の子午断面を示す図である。
【図６】第１の実施の形態の下半側の静翼翼列を示す斜視図である。
【図７】第１の実施の形態の静翼翼列を示す斜視図である。
【図８】第１の実施の形態の下半側の静翼翼列が、下半側の内部ケーシングに設置されたときの、水平端部側の、タービンロータ軸方向に垂直な断面の一部を示す図である。
【図９】第１の実施の形態の下半側の静翼翼列が、下半側の内部ケーシングに設置されたときの、水平端部側の、タービンロータ軸方向に垂直な断面の一部を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態の下半側の静翼翼列が、下半側の内部ケーシングに設置されたときの、最下部の、タービンロータ軸方向に垂直な断面の一部を示す図である。
【図１１】第１の実施の形態の下半側の静翼翼列が、下半側の内部ケーシングに設置されたときの、最下部の、タービンロータ軸方向に垂直な断面の一部を示す図である。
【図１２】第１の実施の形態の静翼翼列の組立方法の組立工程の概要を示した図である。
【図１３】第１の実施の形態の静翼翼列の子午断面を示す図であり、支持構造体の嵌合部と外周側構成部の嵌合溝との嵌合構造の他の構成を示している。
【図１４】第１の実施の形態の静翼翼列の子午断面を示す図であり、支持構造体の嵌合部と外周側構成部の嵌合溝との嵌合構造の他の構成を示している。
【図１５】第１の実施の形態の静翼翼列の子午断面を示す図であり、外周側構成部の嵌合溝および支持構造体の他の形状を示している。
【図１６】第１の実施の形態の静翼翼列の子午断面を示す図であり、外周側構成部の嵌合溝および支持構造体の他の形状を示している。
【図１７】第１の実施の形態の静翼翼列の子午断面を示す図であり、外周側構成部の嵌合溝および支持構造体の他の形状を示している。
【図１８】第１の実施の形態の静翼翼列を構成する他の構成の静翼構造体を示す斜視図である。
【図１９】第２の実施の形態の静翼翼列の子午断面を示す図である。
【図２０】第３の実施の形態の静翼翼列の子午断面を示す図である。
【図２１】第４の実施の形態の静翼翼列の子午断面を示す図である。
【図２２】ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に静翼翼列を備える従来の蒸気タービンの中心軸を含む子午断面を示す図である。
【図２３】ケーシングの内周の周方向に静翼翼列を備える従来の蒸気タービンの中心軸を含む子午断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の静翼翼列２９を備える蒸気タービン１０の、タービンロータの中心軸を含む子午断面を示す図である。なお、以下において、同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
【００１９】
また、以下において、蒸気タービン１０として、高圧タービンを例示して説明するが、低圧タービン、中圧タービン、さらには超高圧タービンにも本実施の形態の構成を適用することができる。また、ここでは、ケーシングとして二重構造のケーシングを備える一例に基づいて説明するが、ケーシングは、一重の単ケーシングであってもよい。
【００２０】
図１に示すように、蒸気タービン１０は、内部ケーシング２０とその外側に設けられた外部ケーシング２１とから構成される二重構造のケーシングを備えている。内部ケーシング２０内には、タービンロータ２２が貫設されている。このタービンロータ２２には、タービンロータ軸方向に複数段のロータディスク２３が形成されている。各ロータディスク２３には、複数の動翼２４が周方向に植設され、動翼翼列２５を構成している。
【００２１】
内部ケーシング２０の内周側には、支持構造体４０に複数の静翼構造体５０を支持して構成される静翼翼列２９が備えられている。この静翼翼列２９は、タービンロータ軸方向に、動翼翼列２５と交互に複数段備えられている。静翼翼列２９とこの直下流側に備えられた動翼翼列２５とで一段のタービン段落を構成している。なお、静翼翼列２９の構成については、後に詳しく説明する。
【００２２】
ここで、下流側とは、主蒸気が流れる方向に対する下流側を意味し、上流側とは、主蒸気が流れる方向に対する上流側を意味する（以下において同じ）。
【００２３】
静翼構造体５０とタービンロータ２２との間には、蒸気シール構造３０を備え、静翼構造体５０とタービンロータ２２との間から下流側への蒸気の漏洩を抑制している。
【００２４】
また、蒸気タービン１０には、蒸気入口管３１が、外部ケーシング２１および内部ケーシング２０を貫通して設けられ、蒸気入口管３１の端部が、ノズルボックス３２に連通して接続されている。なお、初段（第１段）の静翼翼列２９は、ノズルボックス３２の出口の周方向に静翼２８を取り付けて構成され、下流側の静翼翼列２９の構造とは異なる構造となっている。
【００２５】
ノズルボックス３２が備えられる位置よりも外側（タービンロータ２２に沿う方向の外側であり、図１ではノズルボックス３２よりも左側）の内部ケーシング２０および外部ケーシング２１の内周には、タービンロータ軸方向に沿って、複数のグランドラビリンスシール３３が設けられている。これらによって内部ケーシング２０および外部ケーシング２１とタービンロータ２２との間における、蒸気の外部への漏洩が防止される。
【００２６】
このような構成を備える蒸気タービン１０では、蒸気入口管３１を経て、ノズルボックス３２内に流入した蒸気は、各タービン段落を通過しながら、膨張仕事を行い、タービンロータ２２を回転させる。そして、膨張仕事をした蒸気は、排気通路（図示しない）を通り、蒸気タービン１０の外部へ排気される。
【００２７】
ここで、第１の実施の形態の静翼翼列２９の構成について詳しく説明する。
【００２８】
図２は、第１の実施の形態の静翼翼列２９の子午断面を示す図である。図３は、第１の実施の形態の静翼翼列２９を構成する静翼構造体５０を示す斜視図である。図４は、第１の実施の形態の静翼翼列２９を構成する、下半側の支持構造体４０を示す斜視図である。図５は、第１の実施の形態において、支持構造体４０に蒸気シール構造を備えた静翼翼列２９の子午断面を示す図である。図６は、第１の実施の形態の下半側の静翼翼列２９を示す斜視図である。図７は、第１の実施の形態の静翼翼列２９を示す斜視図である。
【００２９】
図２に示すように、静翼翼列２９は、静翼構造体５０およびこの静翼構造体５０を支持する環状の支持構造体４０を備えている。静翼構造体５０は、静翼部５１と、外周側構成部５２と、内周側構成部５３とを備えている。
【００３０】
静翼部５１は、図２および図３に示すように、蒸気を通過させる流路を形成するものであり、上流側端部が前縁、下流側端部が後縁となる翼型形状を有している。
【００３１】
外周側構成部５２は、静翼部５１の外周側に形成され、環状ブロック構造体で構成されている。外周側構成部５２には、周方向に亘って貫通し、下流側の端面５４に周方向に亘って開口５５を有する嵌合溝５６が形成されている。嵌合溝５６は、図２に示すように、半径方向の所定の溝幅を有し、上流側（図２では左側）では、溝が半径方向外側に広がり、溝幅が増加するように形成されている。すなわち、図２に示す断面において、嵌合溝５６は、Ｌ字状に形成されている。
【００３２】
外周側構成部５２は、図１に示すように、外周側構成部５２の半径外側の一部が、内部ケーシング２０の内壁に周方向に亘って形成された溝２０ｃに、タービンロータ軸方向および半径方向外側に移動可能に嵌合される。蒸気タービンの運転時には、外周側構成部５２の下流側の端面５４が、溝２０ｃの下流側の端面と当接し、静翼翼列２９のタービンロータ軸方向への移動が抑制される。
【００３３】
内周側構成部５３は、静翼部５１の内周側に形成され、環状ブロック構造体で構成されている。内周側構成部５３の内周側には、例えば、蒸気シール構造が備えられている。蒸気シール構造としては、例えば、ラビリンスパッキンなどが挙げられる。内周側構成部５３の内周側には、例えば、タービンロータ２２の表面に設けられたシールフィン６０（図１参照）に対向して設けられる凹凸構造が形成されている。
【００３４】
ここで、上記構成を備える静翼構造体５０は、例えば、精密鋳造や機械加工により形成され、静翼部５１、外周側構成部５２および内周側構成部５３は、一体的に形成される。このように、溶接などを使用せずに構成されるため、寸法誤差を機械加工公差の集積の範囲とすることができ、さらに溶接における費用などを削減することができる。
【００３５】
支持構造体４０は、図２および図４に示すように、外周側構成部５２の嵌合溝５６に嵌合する嵌合部４１を有する環状支持部４２を備えている。支持構造体４０は、図４に示すように、例えば、上半側および下半側の２分割構造で構成されている。すなわち、支持構造体４０は、水平継手位置で２分割された２つの半円環で構成されている。嵌合部４１の形状は、外周側構成部５２の嵌合溝５６の形状と同様の形状を有し、一方の端縁（上流側の端縁）が半径方向外側に突出する突条部４３を備えている。すなわち、図２に示す断面において、支持構造体４０は、Ｌ字状に形成されている。
【００３６】
なお、ここでは、支持構造体４０が上半側および下半側の２分割構造で構成された一例を示しているが、支持構造体４０は、これに限らず、さらに多くに分割された構造であってもよい。この場合、複数に分割された支持構造体４０を連結して、上半側の支持構造体４０、下半側の支持構造体４０がそれぞれ構成される。
【００３７】
環状支持部４２は、図２に示すように、タービンロータ軸方向に延設されており、例えば、静翼翼列２９の直下流に配置される動翼翼列の周囲を覆うように、タービンロータ軸方向に延設されてもよい。この場合、図１および図５に示すように、環状支持部４２の動翼翼列２５に対向する内周側に、蒸気シール構造を備えることができる。例えば、図５に示すように、環状支持部４２の動翼翼列２５に対向する内周側に周方向に亘って形成された嵌合溝７０に、ラビリンスパッキン７１を装着することができる。
【００３８】
ここで、図２に示すように、蒸気の漏洩を防止するため、運転時において、支持構造体４０の突条部４３の下流側の端面４３ａが嵌合溝５６の内壁面５６ａに当接し、環状支持部４２の内周側の端面４２ａが嵌合溝５６の内壁面５６ｂに当接する。この際、突条部４３（嵌合部４１）の上流側の端面４３ｂと嵌合溝５６の内壁面５６ｃとの間の隙間、および環状支持部４２の半径方向外側の端面４２ｂと嵌合溝５６の内壁面５６ｄとの間の隙間は、０．０３〜０．１２ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。隙間を０．０３ｍｍよりも狭くすると、組立てを容易に行うことができず、隙間を０．１２ｍｍよりも広くすると、運転中にガタツキが発生する。なお、これら隙間寸法は、ＦＥＭ（有限要素法）解析、モックアップ試験などでも最も適正値であることが確認されている。
【００３９】
上記した静翼構造体５０の嵌合溝５６を支持構造体４０の嵌合部４１に嵌合させ、周方向に複数の静翼構造体５０を装着することで、図６に示すような、下半側の静翼翼列２９を構成することができる。また、この下半側の静翼翼列２９上に、下半側の静翼翼列２９と同様に組み立てられた上半側の静翼翼列２９を設置することで、図７に示すような環状の静翼翼列２９を構成することができる。
【００４０】
ここで、下半側の静翼翼列２９を下半側の内部ケーシング２０において支持する構成について説明する。
【００４１】
図８および図９は、第１の実施の形態の下半側の静翼翼列２９が、下半側の内部ケーシング２０に設置されたときの、水平端部側の、タービンロータ軸方向に垂直な断面の一部を示す図である。図１０および図１１は、第１の実施の形態の下半側の静翼翼列２９が、下半側の内部ケーシング２０に設置されたときの、最下部の、タービンロータ軸方向に垂直な断面の一部を示す図である。
【００４２】
図８および図９に示すように、下半側の環状支持部４２の嵌合部４１に嵌合される静翼構造体５０のうち、水平端部側に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２には、下半側の内部ケーシング２０の水平端部側に形成された段部２０ａに係止する、半径方向外側に突出した係止部５７が備えられている。この係止部５７を段部２０ａに係止することにより、下半側の静翼翼列２９の鉛直方向の位置決めがなされるとともに、下半側の静翼翼列２９が下半側の内部ケーシング２０に支持される。
【００４３】
ここで、水平端部とは、換言すれば、２分割された上半側および下半側のそれぞれの水平継手部（水平継手面）である。また、水平端部側に位置する静翼構造体５０とは、最も水平継手面側に位置する静翼構造体５０をいう。
【００４４】
例えば、図８に示すように、水平端部側に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２を半径方向外側に延設して、係止部５７を構成することができる。また、例えば、図９に示すように、水平端部側に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の外周に、半径方向外側に突出する係止部材５８を接合して、係止部５７を構成することもできる。係止部材５８の接合は、例えば、ボルト締結や溶接などで行うことができる。図９には、静翼翼列２９の水平端部側において、半径方向外側から、係止部材５８、外周側の外周側構成部５２にボルト８５を締結した一例を示している。
【００４５】
また、図１０に示すように、下半側の環状支持部４２の嵌合部４１に嵌合される静翼構造体５０のうち、最下部に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の外周端面には、例えば、円筒状の凹状溝からなる凹部５９が形成されている。また、この凹部５９に対向する、内部ケーシング２０の内周面には、凹部５９と同じ形状の凹部２０ｂが形成されている。
【００４６】
下半側の静翼翼列２９を下半側の内部ケーシング２０に支持する際、凹部５９と凹部２０ｂとに嵌合する嵌合部材８０を取り付ける。嵌合部材８０は、例えば、凹部５９と凹部２０ｂとに嵌合する円柱状のピン部材などで構成される。このように、凹部５９と凹部２０ｂとに嵌合する嵌合部材８０を取り付けることで、周方向、およびタービンロータ軸方向に垂直かつ水平な方向（図１０では左右方向）の位置決めがなされる。
【００４７】
このように、下半側の静翼翼列２９は、主として係止部５７を介して下半側の内部ケーシング２０に支持され、水平端部側以外の静翼構造体５０の外周側構成部５２と内部ケーシング２０と間には、半径方向に所定の隙間δａを有している。
【００４８】
ここで、最下部に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の構成は、これに限られるものではなく、図１１に示す構成としてもよい。すなわち、最下部に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の外周端面に、所定の厚さを有する平板状のブロック部材９５を溶接またはボルト締結し、このブロック部材９５に、上記した円筒状の凹状溝からなる凹部５９を形成してもよい。
【００４９】
この場合、図１１に示すように、ブロック部材９５に対向する内部ケーシング２０の内周面には、半径方向外側に向かう溝部９６が構成される。そして、凹部２０ｂは、溝部９６を構成する内部ケーシング２０の内周面に形成される。
【００５０】
このように構成することで、外周側構成部５２には凹部５９が形成されず、外周側構成部５２の半径方向の厚さが局所的に薄くなり、強度が低下するのを防止することができる。
【００５１】
なお、凹部５９を有するブロック部材９５は、最下部に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の上流側の端面に備えられてもよい。この場合、外周側構成部５２の外周端面から半径方向外側にブロック部材９５が突出しないように構成することができるため、内部ケーシング２０の内周面に溝部９６を形成する必要はない。そのため、静翼構造体５０の外径や内部ケーシング２０の外径を増大することなく、位置決め構造を備えることができる。
【００５２】
ここで、外周側構成部５２の下流側の端面５４にブロック部材９５を備えないのは、後述する内部ケーシング２０の内壁に形成された溝２０ｃの下流側の端面と、端面５４との接触を妨げないためである。
【００５３】
また、下半側の静翼翼列２９が下半側の内部ケーシング２０に支持された際、水平端部側の静翼構造体５０が、環状支持部４２の嵌合部４１から離脱するのを防止するために、図８および図９に示すように、下半側の水平端部側には、離脱防止部材９０が備えられている。
【００５４】
離脱防止部材９０は、例えば次のように構成することができる。図８および図９に示すように、環状支持部４２および環状支持部４２よりも半径方向外側に位置する外周側構成部５２の水平端部に亘って凹部９１を形成する。外周側構成部５２側の凹部底面および環状支持部４２の凹部底面のいずれにも接触する、離脱防止部材９０として機能するブロック構成部材を、例えばボルトなどによって環状支持部４２に固定する。
【００５５】
このように離脱防止部材９０が外周側構成部５２側の凹部底面および環状支持部４２の凹部底面のいずれにも接触することで、水平端部側の静翼構造体５０が、環状支持部４２の嵌合部４１から離脱するのを防止することができる。
【００５６】
上記した離脱防止部材９０は、上半側の静翼翼列２９において、水平端部側の静翼構造体５０が、環状支持部４２の嵌合部４１から離脱するのを防止するために、上半側の水平端部側にも備えられている。
【００５７】
また、図６に示すように、下半側の水平端部側に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の水平端面５２ａには、上半側の静翼翼列２９を下半側の静翼翼列２９上に設置する際に位置決めをするための位置決め穴８１が形成されている。また、図示しないが、上半側の水平端部側に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の水平端面には、例えば、位置決め穴８１に嵌合する位置決めピンが備えられている。このような位置決めピンを備える部分を確保するため、図７に示すように、上半側の水平端部側に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２は、半径方向外側に突出した構造となっている。
【００５８】
なお、上半側の水平端部側に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２にも、位置決め穴を形成し、双方の位置決め穴に位置決めピンを嵌合する構成としてもよい。また、上半側の水平端部側の外周側構成部５２と下半側の水平端部側の外周側構成部５２とを、例えばボルトによって締結することで、位置決めおよび固定を行ってもよい。
【００５９】
次に、静翼翼列２９の組立方法について説明する。
【００６０】
図１２は、第１の実施の形態の静翼翼列２９の組立方法の組立工程の概要を示した図である。ここでは、上記した静翼翼列２９を構成する構成部品を組み立てる工程について説明する。
【００６１】
まず、下半側の環状支持部４２の嵌合部４１に、静翼構造体５０の嵌合溝５６を嵌合させ、周方向に複数の静翼構造体５０を設置する（ステップＳ１）。静翼構造体５０は、例えば、下半側の環状支持部４２の水平端部から嵌合され、摺動させながら周方向に移動され、周方向に密に備えられる。
【００６２】
続いて、下半側の環状支持部４２の水平端部からの静翼構造体５０の離脱を防止する離脱防止部材９０を取り付ける（ステップＳ２）。なお、離脱防止部材９０の取り付け方法については、前述したとおりである。これにより、下半側の内部ケーシング２０に取り付け可能な下半側の静翼翼列２９が完成する。
【００６３】
続いて、下半側の静翼翼列２９を内部ケーシング２０に取り付ける（ステップＳ３）。ここで、前述したように、下半側の環状支持部４２に嵌合された静翼構造体５０のうち、水平端部側に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２に形成された係止部５７を下半側の内部ケーシング２０の水平端部側に形成された段部２０ａに係止する。また、静翼翼列２９を段部２０ａに係止する際、下半側の環状支持部４２に嵌合された静翼構造体５０のうち、最下部に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の外周端面に形成された凹部５９と下半側の内部ケーシング２０の内周に形成された凹部２０ｂとの間に嵌合部材８０を嵌合させる。
【００６４】
上記した工程と同様の工程で、タービンロータ軸方向に設置すべき下半側の静翼翼列２９を複数段設置する。
【００６５】
続いて、静翼翼列２９に対応して動翼翼列２５が構成されたタービンロータ２２を、タービンロータ軸方向において、動翼翼列２５が下半側の環状支持部４２、すなわち下半側の静翼翼列２９と交互に配置されるように設置する（ステップＳ４）。
【００６６】
続いて、上半側の環状支持部４２の嵌合部４１に、静翼構造体５０の嵌合溝５６を嵌合させ、周方向に複数の静翼構造体５０を設置する（ステップＳ５）。静翼構造体５０は、例えば、上半側の環状支持部４２の水平端部から嵌合され、摺動させながら周方向に移動され、周方向に密に備えられる。
【００６７】
続いて、上半側の環状支持部４２の水平端部からの静翼構造体５０の離脱を防止する離脱防止部材９０を取り付ける（ステップＳ６）。なお、離脱防止部材９０の取り付け方法については、前述したとおりである。これにより、設置された下半側の静翼翼列２９上に取り付け可能な上半側の静翼翼列２９が完成する。
【００６８】
なお、この上半側の静翼翼列２９を組み立てる工程は、ここで行われることに限られず、例えば、静翼翼列２９の組立工程の当初に行ってもよい。すなわち、下半側の静翼翼列２９を組み立てる工程とともに、上半側の静翼翼列２９を組み立てる工程を行ってもよい。
【００６９】
続いて、離脱防止部材９０が取り付けられた上半側の環状支持部４２、すなわち上半側の静翼翼列２９を下半側の静翼翼列２９上に設置して、環状の静翼翼列２９を形成する（ステップＳ７）。環状の静翼翼列２９は、例えば図７に示す構成となる。なお、図７では、下半側の内部ケーシング２０や、動翼翼列２５が備えられたタービンロータ２２の記載は省略されている。
【００７０】
この際、例えば、上半側の水平端部側に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の水平端面に備えられた位置決めピン（図示しない）を、下半側の水平端部側に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の水平端面に形成された位置決め穴８１に嵌合して、位置決めを行う。
【００７１】
上記した上半側の静翼翼列２９の組立工程と同様の工程で、下半側の静翼翼列２９に対応してタービンロータ軸方向に設置すべき上半側の静翼翼列２９を複数段設置する。
【００７２】
以上の工程を経て、タービンロータ軸方向に複数段の環状の静翼翼列２９を形成することができる。なお、蒸気タービンにおいて、本実施の形態の静翼翼列２９は、少なくとも一段備えられていればよい。そのため、ノズルボックス３２に備えられる初段の静翼翼列２９以外の静翼翼列２９をすべて本実施の形態の静翼翼列２９の構成としてもよいし、一部の静翼翼列２９のみを本実施の形態の静翼翼列２９の構成としてもよい。
【００７３】
上記した第１の実施の形態の静翼翼列２９によれば、ダイアフラム外輪を有さずに、ケーシングの内側に備えられた支持構造体４０によって静翼構造体５０を支持することができる。そのため、静翼翼列２９および内部ケーシング２０の外径を小さくすることができ、スペース効率を向上させることができる。
【００７４】
また、支持構造体４０は、下半側の内部ケーシング２０に支持され、水平端部側以外の静翼構造体５０の外周側構成部５２と内部ケーシング２０と間には所定の隙間δａを有している。そのため、熱膨張の際にもケーシングなどの変形に拘束されずに構造を維持することができる。
【００７５】
ここで、第１の実施の形態の静翼翼列２９の構成は、上記した構成に限られるものではなく、以下に示す第１の実施の形態の他の構成を備えてもよい。なお、以下に示す構成を備える場合においても、前述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００７６】
上記した第１の実施の形態において、静翼構造体５０とタービンロータ２２との間の蒸気シール構造、および環状支持部４２の動翼翼列２５に対向する内周側と動翼翼列２５の外周面との間の蒸気シール構造は、それぞれ図１、図５に示された構造に限られるものではない。蒸気シール構造は、特に限定されるものではなく、これらの間隙からの蒸気の漏洩を抑制できる構造であればよい。
【００７７】
例えば、いずれか一方の面にシールフィンを設け、これに対向する他方の面を凹凸構造としてもよい。この場合、他方の面の凹凸構造の表面に、シールフィンが接触しても切削されるアブレイダブル層などの軟質層を形成してもよい。軟質層は、軟質材を凹凸構造の表面に溶射することで形成される。さらに、蒸気シール構造に、例えばブラシシールをさらに備えて、蒸気の漏洩の低減を図ってもよい。
【００７８】
図１３および図１４は、第１の実施の形態の静翼翼列２９の子午断面を示す図であり、支持構造体４０の嵌合部４１と外周側構成部５２の嵌合溝５６との嵌合構造の他の構成を示している。
【００７９】
図１３に示すように、突条部４３（嵌合部４１）の上流側の端面４３ｂおよび半径方向外側の端面４３ｃに、周方向に亘って溝部１００、１０１を形成し、これの溝部１００、１０１に周方向に亘って板状の締め付け部材１０２を挿入してもよい。これによって、突条部４３が下流側および半径方向内側に押圧され、突条部４３の下流側の端面４３ａが嵌合溝５６の内壁面５６ａに当接し、環状支持部４２の内周側の端面４２ａが嵌合溝５６の内壁面５６ｂに当接する。
【００８０】
なお、溝部１００、１０１および締め付け部材１０２からなる構成は、上記したように双方に構成されることが好ましいが、いずれか一方に構成されてもよい。
【００８１】
また、図１４に示すように、突条部４３の下流側の端面４３ａが嵌合溝５６の内壁面５６ａに当接するように、ねじなどの押し付け部材１１０によって突条部４３を下流側に押し付ける構成としてもよい。
【００８２】
これらの場合には、突条部４３の上流側の端面４３ｂと嵌合溝５６の内壁面５６ｃとの間の隙間、および環状支持部４２の半径方向外側の端面４２ｂと嵌合溝５６の内壁面５６ｄとの間の隙間は、０．０３〜０．１２ｍｍの範囲に設定されなくても、運転中のガタツキなどを防止することができる。また、これらの隙間を０．０３〜０．１２ｍｍの範囲に厳密に設定する必要がないため、製造コストを削減することができる。
【００８３】
また、支持構造体４０の形状は、上記したＬ字状に限られるもではない。図１５〜図１７は、第１の実施の形態の静翼翼列２９の子午断面を示す図であり、外周側構成部５２の嵌合溝５６および支持構造体４０の他の形状を示している。
【００８４】
図１５に示すように、支持構造体４０の嵌合部４１は、一方の端縁（上流側の端縁）が半径方向内側に突出する突条部４３を備えている。すなわち、図１５に示す断面において、嵌合部４１は、Ｌ字状に形成されている。また、この嵌合部４１の形状に対応して外周側構成部５２の嵌合溝５６が形成されている。
【００８５】
ここで、図１５に示すように、蒸気の漏洩を防止するため、運転時において、支持構造体４０の突条部４３の下流側の端面４３ａが嵌合溝５６の内壁面５６ａに当接し、環状支持部４２の内周側の端面４２ａが嵌合溝５６の内壁面５６ｂに当接する。この際、突条部４３（嵌合部４１）の上流側の端面４３ｂと嵌合溝５６の内壁面５６ｃとの間の隙間、および環状支持部４２の半径方向外側の端面４２ｂと嵌合溝５６の内壁面５６ｄとの間の隙間は、０．０３〜０．１２ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。隙間を０．０３ｍｍよりも狭くすると、組立てを容易に行うことができず、隙間を０．１２ｍｍよりも広くすると、運転中にガタツキが発生する。なお、これら隙間寸法は、ＦＥＭ（有限要素法）解析、モックアップ試験などでも最も適正値であることが確認されている。
【００８６】
図１６に示すように、支持構造体４０の嵌合部４１は、一方の端縁（上流側の端縁）が半径方向外側および半径方向内側に突出する突条部４４、４５を備えている。すなわち、図１６に示す断面において、嵌合部４１は、Ｔ字状に形成されている。また、この嵌合部４１の形状に対応して外周側構成部５２の嵌合溝５６が形成されている。
【００８７】
ここで、図１６に示すように、蒸気の漏洩を防止するため、運転時において、支持構造体４０の突条部４４の下流側の端面４４ａが嵌合溝５６の内壁面５６ａに当接し、支持構造体４０の突条部４５の内周側の端面４５ａが嵌合溝５６の内壁面５６ｂに当接する。この際、嵌合部４１の上流側の端面４１ａと嵌合溝５６の内壁面５６ｃとの間の隙間、および環状支持部４２の半径方向外側の端面４２ｂと嵌合溝５６の内壁面５６ｄとの間の隙間は、０．０３〜０．１２ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。隙間を０．０３ｍｍよりも狭くすると、組立てを容易に行うことができず、隙間を０．１２ｍｍよりも広くすると、運転中にガタツキが発生する。なお、これら隙間寸法は、ＦＥＭ（有限要素法）解析、モックアップ試験などでも最も適正値であることが確認されている。
【００８８】
図１７に示すように、支持構造体４０の嵌合部４１は、一方の端縁（上流側の端縁）が半径方向外側または半径方向内側に突出することなく、タービンロータ軸方向に延設されている。すなわち、支持構造体４０は、タービンロータ軸方向に亘って外径および内径が一定の円環で構成されている。そのため、図１７に示す断面において、嵌合部４１は、Ｉ字状に形成される。また、この嵌合部４１の形状に対応して外周側構成部５２の嵌合溝５６が形成されている。
【００８９】
ここで、図１７に示すように、蒸気の漏洩を防止するため、運転時において、支持構造体４０の嵌合部４１の内周側の端面４１ｂが嵌合溝５６の内壁面５６ｂに当接する。この際、支持構造体４０の嵌合部４１の外周側の端面４１ｃと嵌合溝５６の内壁面５６ｄとの間の隙間は、０．０３〜０．１２ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。隙間を０．０３ｍｍよりも狭くすると、組立てを容易に行うことができず、隙間を０．１２ｍｍよりも広くすると、運転中にガタツキが発生する。なお、これら隙間寸法は、ＦＥＭ（有限要素法）解析、モックアップ試験などでも最も適正値であることが確認されている。
【００９０】
また、図１８は、第１の実施の形態の静翼翼列２９を構成する他の構成の静翼構造体５０を示す斜視図である。上記した静翼構造体５０は、外周側構成部５２と内周側構成部５３との間に、１つの静翼部５１を備えた一例を示したが、この構成に限られない。図１８に示すように、外周側構成部５２と内周側構成部５３との間に、周方向に複数（ここでは３つ）の静翼部５１を備えてもよい。
【００９１】
（第２の実施の形態）
図１９は、第２の実施の形態の静翼翼列２９の子午断面を示す図である。なお、図１９には、内部ケーシング２０の一部も示されている。
【００９２】
ここでは、支持構造体４０の環状支持部４２が、タービンロータ軸方向に延設されず、嵌合部４１として主に機能する構成について説明する。図１９に示すように、支持構造体４０の下流側の端面４０ａは、外周側構成部５２の下流側の端面５４に形成された開口５５とほぼ同じタービンロータ軸方向位置となっている。
【００９３】
そのため、ここでは、静翼翼列２９の直下流側の内部ケーシング２０の内周側に、周方向に亘って嵌合溝１２０を形成し、この嵌合溝１２０にラビリンスパッキン７１を装着している。このラビリンスパッキン７１は、静翼翼列２９の直下流側に配置される動翼翼列２５の外周を、所定の間隔をあけて覆うように備えられている。このように、ラビリンスパッキン７１を備えることで、動翼翼列２５と内部ケーシング２０との間から漏洩する蒸気の流量を抑制することができる。
【００９４】
第２の実施の形態の静翼翼列２９によれば、ダイアフラム外輪を有さずに、ケーシングの内側に備えられた支持構造体４０によって静翼構造体５０を支持することができる。そのため、静翼翼列２９および内部ケーシング２０の外径を小さくすることができ、スペース効率を向上させることができる。
【００９５】
また、支持構造体４０は、下半側の内部ケーシング２０に支持され、水平端部側以外の静翼構造体５０の外周側構成部５２と内部ケーシング２０と間には所定の隙間δａを有している。そのため、熱膨張の際にもケーシングなどの変形に拘束されずに構造を維持することができる。
【００９６】
ここでは、支持構造体４０の下流側の端面４０ａを、外周側構成部５２の下流側の端面５４に形成された開口５５とほぼ同じタービンロータ軸方向位置とした一例を示している。支持構造体４０の下流側の端面４０ａのタービンロータ軸方向位置、すなわち支持構造体４０の下流側への長さを調整することによって、支持構造体４０（環状支持部４２）の固有振動数を調整し、共振を回避することができる。これにより、信頼性の高いタービン段落を提供することが可能となる。
【００９７】
ここで、支持構造体４０の強度維持の観点から、支持構造体４０の下流側の端面４０ａのタービンロータ軸方向位置は、外周側構成部５２の下流側の端面５４に形成された開口５５と同じか、またはそれよりも下流側にあることが好ましい。
【００９８】
なお、外周側構成部５２の嵌合溝５６および支持構造体４０の嵌合部４１の形状などは、第１の実施の形態におけるこれらの形状と同じである。また、動翼翼列２５と内部ケーシング２０との間の蒸気シール構造は、ラビリンスパッキン７１からなる構造に限られず、第１の実施の形態で示した蒸気シール構造を採用することができる。
【００９９】
（第３の実施の形態）
図２０は、第３の実施の形態の静翼翼列２９の子午断面を示す図である。なお、図２０には、内部ケーシング２０の一部も示されている。
【０１００】
図２０に示すように、外周側構成部５２は、静翼部５１の外周側に形成され、環状ブロック構造体で構成されている。外周側構成部５２には、周方向に亘って貫通し、上流側の端面１３０に周方向に亘って開口５５を有する嵌合溝５６が形成されている。嵌合溝５６は、図２０に示すように、半径方向の所定の溝幅を有し、下流側（図２０では右側）では、溝が半径方向外側に広がり、溝幅が増加するように形成されている。すなわち、図２０に示す断面において、嵌合溝５６は、Ｌ字状に形成されている。
【０１０１】
外周側構成部５２は、図２０に示すように、外周側構成部５２の外周の一部が、内部ケーシング２０の内壁に周方向に亘って形成された溝２０ｃに、タービンロータ軸方向および半径方向外側に移動可能に嵌合される。蒸気タービンの運転時には、外周側構成部５２の下流側の端面５４が、溝２０ｃの下流側の端面２０ｄと当接し、静翼翼列２９のタービンロータ軸方向への移動が抑制される。
【０１０２】
支持構造体４０は、図２０に示すように、外周側構成部５２の嵌合溝５６に嵌合する嵌合部４１を有する環状支持部４２を備えている。嵌合部４１の形状は、外周側構成部５２の嵌合溝５６の形状と同様の形状を有し、一方の端縁（下流側の端縁）が半径方向外側に突出する突条部４３を備えている。すなわち、図２０に示す断面において、支持構造体４０は、Ｌ字状に形成されている。
【０１０３】
支持構造体４０の環状支持部４２は、タービンロータ軸方向に延設されず、嵌合部４１として主に機能している。ここでは、図２０に示すように、支持構造体４０の上流側の端面４０ｂを、外周側構成部５２の上流側の端面１３０に形成された開口５５とほぼ同じタービンロータ軸方向位置とした一例を示している。
【０１０４】
支持構造体４０の上流側の端面４０ｂのタービンロータ軸方向位置、すなわち支持構造体４０の上流側への長さを調整することによって、支持構造体４０（環状支持部４２）の固有振動数を調整し、共振を回避することができる。これにより、信頼性の高いタービン段落を提供することが可能となる。
【０１０５】
ここで、支持構造体４０の強度維持の観点から、支持構造体４０の上流側の端面４０ｂのタービンロータ軸方向位置は、外周側構成部５２の上流側の端面１３０に形成された開口５５と同じか、またはそれよりも上流側にあることが好ましい。
【０１０６】
また、静翼翼列２９の直下流側の内部ケーシング２０の内周側に、周方向に亘って嵌合溝１２０を形成し、この嵌合溝１２０にラビリンスパッキン７１を装着している。このラビリンスパッキン７１は、静翼翼列２９の直下流側に配置される動翼翼列２５の外周を、所定の間隔をあけて覆うように備えられている。このように、ラビリンスパッキン７１を備えることで、動翼翼列２５と内部ケーシング２０との間から漏洩する蒸気の流量を抑制することができる。
【０１０７】
ここで、図２０に示すように、蒸気の漏洩を防止するため、運転時において、支持構造体４０の嵌合部４１の下流側の端面４１ｄが嵌合溝５６の内壁面５６ｅに当接し、嵌合部４１の内周側の端面４１ｅが嵌合溝５６の内壁面５６ｂに当接する。この際、突条部４３の上流側の端面４３ｂと嵌合溝５６の内壁面５６ｃとの間の隙間、および嵌合部４１の半径方向外側の端面４１ｃと嵌合溝５６の内壁面５６ｄとの間の隙間は、０．０３〜０．１２ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。隙間を０．０３ｍｍよりも狭くすると、組立てを容易に行うことができず、隙間を０．１２ｍｍよりも広くすると、運転中にガタツキが発生する。なお、これら隙間寸法は、ＦＥＭ（有限要素法）解析、モックアップ試験などでも最も適正値であることが確認されている。
【０１０８】
第３の実施の形態の静翼翼列２９においては、外周側構成部５２の上流側の端面１３０に開口５５が形成されているため、最下部に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の構成は、図１１に示す構成とすることが好ましい。すなわち、最下部に位置する静翼構造体５０の外周側構成部５２の外周端面にブロック部材９５を備え、このブロック部材９５に凹部５９を形成する構成とすることが好ましい。
【０１０９】
このように構成することで、ブロック部材９５と環状支持部４２との干渉を防止することができる。なお、静翼構造体５０の外径の増大をできる限り抑えるため、ブロック部材９５の厚さは、強度を維持できる範囲で可能な限り薄くすることが好ましい。
【０１１０】
第３の実施の形態の静翼翼列２９によれば、ダイアフラム外輪を有さずに、ケーシングの内側に備えられた支持構造体４０によって静翼構造体５０を支持することができる。そのため、静翼翼列２９および内部ケーシング２０の外径を小さくすることができ、スペース効率を向上させることができる。
【０１１１】
また、支持構造体４０は、下半側の内部ケーシング２０に支持され、水平端部側以外の静翼構造体５０の外周側構成部５２と内部ケーシング２０と間には所定の隙間δａを有している。そのため、熱膨張の際にもケーシングなどの変形に拘束されずに構造を維持することができる。
【０１１２】
なお、外周側構成部５２の嵌合溝５６および支持構造体４０の嵌合部４１の形状などは、第１の実施の形態におけるこれらの形状と同じである。また、動翼翼列２５と内部ケーシング２０との間の蒸気シール構造は、ラビリンスパッキン７１からなる構造に限られず、第１の実施の形態で示した蒸気シール構造を採用することができる。
【０１１３】
（第４の実施の形態）
図２１は、第４の実施の形態の静翼翼列２９の子午断面を示す図である。
【０１１４】
図２１に示された構成は、第１の実施の形態の静翼翼列２９の内周側にダイアフラム内輪１４０を備えた構成である。すなわち、図２１には、静翼構造体５０およびこの静翼構造体５０を支持する支持構造体４０を備えた第４の実施の形態の静翼翼列２９と、この静翼翼列２９の内周側に、ダイアフラム内輪１４０が備えた構成が示されている。ダイアフラム内輪１４０は、環状支持部４２と同様に、上半側と下半側とに２分割されて構成された環状部材で構成されている。
【０１１５】
静翼翼列２９の内周側構成部５３の内周側には、半径方向内側に突出する突出部５３ａが周方向に形成されている。一方、ダイアフラム内輪１４０の内周側には、内周側構成部５３の突出部５３ａと嵌合する凹部１４０ａが周方向に形成されている。ダイアフラム内輪１４０は、例えば、水平端部においてボルト締結などによって内周側構成部５３に固定されている。
【０１１６】
ダイアフラム内輪１４０の内周側には、周方向に亘って嵌合溝１４１が形成され、この嵌合溝１４１にラビリンスパッキン１５０が装着されている。このラビリンスパッキン１５０は、このラビリンスパッキン１５０に対向するタービンロータ２２の外周を、所定の間隔をあけて覆うように備えられている。
【０１１７】
なお、図２１には示していないが、第１の実施の形態で示したように、静翼翼列２９の直下流に配置される動翼翼列２５の周囲を覆うように、環状支持部４２がタービンロータ軸方向に延設されているため、環状支持部４２の動翼翼列２５に対向する内周側に、蒸気シール構造を備えることができる。なお、蒸気シール構造については、第１の実施の形態で示したとおりである。
【０１１８】
第４の実施の形態の静翼翼列２９の組立方法について説明する。
【０１１９】
上記した第１の実施の形態の静翼翼列２９の組立方法における、下半側の内部ケーシング２０に取り付け可能な下半側の静翼翼列２９を完成させる工程に、下半側のダイアフラム内輪１４０を内周側構成部５３に嵌合して、固定する工程が加えられる。
【０１２０】
すなわち、下半側の環状支持部４２の嵌合部４１に、静翼構造体５０の嵌合溝５６を嵌合させ、周方向に複数の静翼構造体５０を設置する。続いて、内周側構成部５３の突出部５３ａと下半側のダイアフラム内輪１４０の内周側の凹部１４０ａとを嵌合させる。続いて、下半側の環状支持部４２の水平端部からの静翼構造体５０の離脱を防止する離脱防止部材９０を取り付けるとともに、下半側のダイアフラム内輪１４０を、例えば、水平端部においてボルト締結などによって内周側構成部５３に固定する。
【０１２１】
なお、下半側の環状支持部４２に静翼構造体５０を設置する工程と、内周側構成部５３の突出部５３ａと下半側のダイアフラム内輪１４０の凹部１４０ａとを嵌合させる工程とを同時に行ってもよい。
【０１２２】
また、前述した第１の実施の形態の静翼翼列２９の組立方法における、下半側の内部ケーシング２０に取り付け可能な上半側の静翼翼列２９を完成させる工程に、上半側のダイアフラム内輪１４０を内周側構成部５３に嵌合して、固定する工程が加えられる。
【０１２３】
すなわち、上半側の環状支持部４２の嵌合部４１に、静翼構造体５０の嵌合溝５６を嵌合させ、周方向に複数の静翼構造体５０を設置する。続いて、内周側構成部５３の突出部５３ａと上半側のダイアフラム内輪１４０の内周側の凹部１４０ａとを嵌合させる。続いて、上半側の環状支持部４２の水平端部からの静翼構造体５０の離脱を防止する離脱防止部材９０を取り付けるとともに、上半側のダイアフラム内輪１４０を、例えば、水平端部においてボルト締結などによって内周側構成部５３に固定する。
【０１２４】
なお、上半側の環状支持部４２に静翼構造体５０を設置する工程と、内周側構成部５３の突出部５３ａと上半側のダイアフラム内輪１４０の凹部１４０ａとを嵌合させる工程とを同時に行ってもよい。
【０１２５】
上記した工程以外は、前述した第１の実施の形態の静翼翼列２９の組立方法と同じ工程である。
【０１２６】
第４の実施の形態の静翼翼列２９によれば、ダイアフラム外輪を有さずに、ケーシングの内側に備えられた支持構造体４０によって静翼構造体５０を支持することができる。そのため、静翼翼列２９および内部ケーシング２０の外径を小さくすることができ、スペース効率を向上させることができる。
【０１２７】
また、支持構造体４０は、下半側の内部ケーシング２０に支持され、水平端部側以外の静翼構造体５０の外周側構成部５２と内部ケーシング２０と間には所定の隙間δａを有している。そのため、熱膨張の際にもケーシングなどの変形に拘束されずに構造を維持することができる。
【０１２８】
ダイアフラム内輪１４０を備えることで、静翼翼列２９の入口と出口との差圧が大きいタービン段落においても剛性を維持することができ、広範囲の蒸気条件における運転が可能となる。
【０１２９】
なお、外周側構成部５２の嵌合溝５６および支持構造体４０の嵌合部４１の形状などは、第１の実施の形態におけるこれらの形状と同じである。また、第２または第３の実施の形態の構成も適用することができる。
【０１３０】
以上説明した実施形態によれば、小型化を図ることでスペース効率を向上させるとともに、熱膨張の際にもケーシングなどの変形に拘束されずに構造を維持することが可能となる。
【０１３１】
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され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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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】
【０１３２】
１０…蒸気タービン、２０…内部ケーシング、２０ａ…段部、２０ｂ，５９，９１，１４０ａ…凹部、２０ｃ…溝、２０ｄ，４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ，４５ａ，５４，１３０…端面、２１…外部ケーシング、２２…タービンロータ、２３…ロータディスク、２４…動翼、２５…動翼翼列、２８…静翼、２９…静翼翼列、３０…蒸気シール構造、３１…蒸気入口管、３２…ノズルボックス、３３…グランドラビリンスシール、４０…支持構造体、４１…嵌合部、４２…環状支持部、４３，４４，４５…突条部、５０…静翼構造体、５１…静翼部、５２…外周側構成部、５２ａ…水平端面、５３…内周側構成部、５３ａ…突出部、５５…開口、５６，７０，１２０，１４１…嵌合溝、５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６ｅ…内壁面、５７…係止部、５８…係止部材、６０…シールフィン、７１…ラビリンスパッキン、８０…嵌合部材、８１…位置決め穴、８５…ボルト、９０…離脱防止部材、９５…ブロック部材、９６，１００，１０１…溝部、１０２…締め付け部材、１１０…押し付け部材、１４０…ダイアフラム内輪、１５０…ラビリンスパッキン。
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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