(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービン（１００）用の環状静止部品であって、
その内部に画成された第１のプレナム（２６２）及び前記第１のプレナムと結合していて前記第１のプレナムから延びる複数の通路（２６４）を含む第１のリング（２２８）と、
その内部に画成された第２のプレナム（２４２）及び１以上の出口（２４４）を含む第２のリング（２２６）と、
第１のリングと第２のリングの間に延在する１以上の翼形部（２１２）と
を備えており、第２のプレナム（２４２）が前記１以上の出口（２４４）と流体連通して結合しており、第２のリング（２２６）が第１のリング（２２８）の半径方向内側に配置されており、前記１以上の翼形部が、翼形部を貫通して翼形部の第１の端部から翼形部の第２の端部まで延びる通路（２８０）を含んでいて、前記翼形部の通路（２８０）が第１のリングの複数の通路（２６４）のうちの少なくとも１つの通路と結合しているとともに前記第２のプレナム（２４２）と結合しており、前記第１のリングの複数の通路（２６４）が第１の直径（Ｄ0）を有しており、前記翼形部の通路（２８０）が、前記第１の直径（Ｄ0）よりも小さい第２の直径（ＤA）を有している、静止部品。
【請求項２】
第１のプレナム（２６２）が第１のリングの半径方向外表面（２６８）に形成され、第２のプレナム（２４２）が第２のリングの半径方向外表面（２４８）に形成されている、請求項１記載の静止部品。
【請求項３】
第１のリング（２２８）の複数の通路（２６４）が、第１のプレナム（２６２）から第１のリングの半径方向内表面（２７６）まで延びる、請求項１又は請求項２記載の静止部品。
【請求項４】
前記翼形部の通路（２８０）が前記第１のリングの通路（２６４）と同軸に整列している、請求項３記載の静止部品。
【請求項５】
前記１以上の出口（２４４）が、当該静止部品の下流のホイールスペース（２１６）に冷却流体（２３６）を吐出するように構成されている、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の静止部品。
【請求項６】
第２のリング（２２６）が、第２のリングを貫通して画成された複数の出口（２４４）を含んでおり、その出口の数が、第１のリング（２２８）と第２のリング（２２６）の間に延在する翼形部（２１２）の数に対応している、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の静止部品。
【請求項７】
前記第１のリングの複数の通路（２６４）、前記翼形部の通路（２８０）及び前記第２のリングの複数の出口（２４４）が、冷却流体の流路を構成する、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の静止部品。
【請求項８】
ロータシャフト（１４０）と、
前記ロータシャフトに結合した１以上のロータホイール（２０６）と、
前記１以上のロータホイールに結合した複数のバケット（２０２）と、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の静止部品であって、蒸気タービンケーシングに結合しかつ前記複数のバケットの上流に結合して、前記ロータホイールの上流面（２１８）と前記静止部品の下流面（２２０）との間にホイールスペース（２１６）を画成する静止部品と、
少なくとも第１のリング、１以上の翼形部及び第２のリングを貫通して画成される冷却流体流路（２６４）であって、上記ホイールスペースに冷却流体を送るように構成された冷却流体流路（２６４）と
を備える蒸気タービン（１００）。
【請求項９】
第１のリング（２２８）が、第１のプレナム（２６２）と主蒸気流路（２１４）との間に結合したシール（２５２）を備えており、前記主蒸気流路が、前記複数のバケット（２０２）及び静止部品を貫通して画成される、請求項８記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項１０】
前記前記第２のリングの複数の出口（２４４）が、前記第２のプレナム（２４２）から前記ホイールスペース（２１６）まで延びている、請求項８又は請求項９記載の蒸気タービン（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には回転部品を冷却することに関し、より具体的には、蒸気タービン段内のホイールスペースを冷却することに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンエンジン内に見られる少なくとも幾つかの公知の静止及び回転部品は、通常運転時に温度、圧力及び遠心荷重を受ける。公知の蒸気タービンエンジンの高圧（ＨＰ）及び／又は中圧（ＩＰ）セクションの設計は、蒸気タービンに供給される蒸気の高い温度及び圧力のためにまたそのような部品が受けるクリープのために複雑なものとなる可能性がある。既知の温度及び圧力が、少なくとも幾つかの公知のタービンにおける空気力学的及び熱力学的設計要件を満たすには、それに対応する許容可能な機械設計解決策を必要とする。公知の設計解決策では、バケット及びロータの材料及び／又は幾何学形状、蒸気タービンの作動温度及び／又は圧力、並びに／或いは蒸気流路の外部の配管解決法に焦点を合わせている。
【０００３】
幾つかの公知の蒸気タービン部品における許容可能な機械設計を達成するために、幾つかの公知の設計では、そのような部品が同じ部品が公知のタービンセクションの通常運転時に一般的に曝されることになるよりも低い温度である蒸気温度に曝されることを必要とする。しかしながら、タービン内部での作動温度及び圧力を制限することは、熱力学的設計空間を限定することになり、タービン性能の低下を引き起こす可能性がある。
【０００４】
１つの公知の設計解決策には、ロータの幾何学形状及び材料を変更して、外部冷却を行わずに長期間運転を受け入れ可能なロータを製作することが含まれる。しかしながら、そのような幾何学形状は一般的に、より多くの費用がかかり、段効率を低下させ、また／又は適切な冷却スキームを使用する設計よりも高価かつより優れた機能材料を必要とする。１つの公知の冷却スキームは、蒸気流路内に配管されたパイプを使用して冷却蒸気流を供給する。例えば、そのようなパイプは、第１の再熱複流タブ段の内部に配置することができる。しかしながら、そのようなパイプは、主蒸気流内で障害物を形成し、またシステムに複雑さを付加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７００７４８８号明細書
【特許文献２】米国特許第５６４５３９７号明細書
【特許文献３】米国特許第６３９７６０４号明細書
【特許文献４】米国特許第４４６６２３９号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００６／０００５５４６号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００７／０１３７２１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
１つの態様では、蒸気タービン内部の回転部品を冷却する方法を提供する。本方法は、蒸気タービンの静止部品内に形成された外側プレナムを通して冷却流体を流すステップと、静止部品の翼形部内に形成された通路を通して外側プレナムから冷却流体を送るステップとを含む。冷却流体は、翼形部通路から静止部品の内側プレナムを通して吐出されて、隣接する回転部品を冷却するのを可能にする。
【０００７】
別の態様では、蒸気タービンで使用する環状の静止部品を提供する。本静止部品は、その内部に画成された第１のプレナムを有する第１のリングと、その内部に画成された第２のプレナム及び１以上の出口を有する第２のリングとを含む。第２のプレナムは、出口と流体連通して結合し、また第２のリングは、第１のリングの半径方向内側に配置される。本静止部品はさらに、第１のリングと第２のリングの間に延在する１以上の翼形部を含む。翼形部は、翼形部を貫通して翼形部の第１の端部から翼形部の第２の端部まで延びる通路を含む。翼形部通路は、第１のプレナム及び第２のプレナムと流体連通している。
【０００８】
さらに別の態様では、蒸気タービンを提供する。本蒸気タービンは、複数のバケットが結合したロータシャフトを備える。本蒸気タービンはさらに、蒸気タービンケーシングに結合した静止部品を含み、静止部品はバケットの上流に結合して、バケットと当該静止部品との間にホイールスペースを形成する。静止部品は、蒸気タービンに結合した第１のリングと、第１のリングの半径方向内側で蒸気タービンに結合した第２のリングと、第１のリングと第２のリングの間に延在する１以上の翼形部とを含む。蒸気タービンは、少なくとも第１のリング、翼形部及び第２のリングを貫通して画成された冷却流体流路を含む。冷却流体流路は、ホイールスペースに冷却流体を送るように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な蒸気タービンエンジンの概略図。
【図２】図１に示す蒸気タービンで使用することができる例示的な第１タービン段の断面図。
【図３】図２に示すタービン段で使用することができる例示的な静止部品の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、高圧（ＨＰ）セクション１０２及び中圧（ＩＰ）セクション１０４を備えた例示的な対向流蒸気タービンエンジン１００の概略図である。ＨＰシェルすなわちケーシング１０６は、それぞれ軸線方向に上部及び下部半セクション１０８及び１１０に分割される。同様に、ＩＰシェル１１２は、それぞれ軸線方向に上部及び下部半セクション１１４及び１１６に分割される。この例示的な実施形態では、シェル１０６及び１１２は、内側ケーシングである。それに代えて、シェル１０６及び１１２は、外側ケーシングである。この例示的な実施形態では、シェル１０６及び１１２は、周囲空気がエンジン１００内に入らないようにシールされる。ＨＰセクション１０２及びＩＰセクション間に設置された中央セクション１１８は、高圧蒸気入口１２０及び中圧蒸気入口１２２を含む。
【００１１】
環状のセクション仕切り壁１３４が、ＨＰセクション１０２とＩＰセクション１０４との間に延在するロータシャフト１４０に向かって中央セクション１１８から半径方向内向きに延びる。より具体的には、仕切り壁１３４は、第１のＨＰセクション入口ノズル１３６と第１のＩＰセクション入口ノズル１３８との間でロータシャフト１４０の一部分の周りに円周方向に延びる。仕切り壁１３４は、溝１４２内に受けられる。
【００１２】
運転時に、高圧蒸気入口１２０は、例えば発電ボイラ（図示せず）などの蒸気源から高圧力／高温度蒸気１４４を受ける。蒸気１４４は、入口ノズル１３６からＨＰセクション１０２を通して送られ、ＨＰセクション１０２において、ロータシャフト１４０に結合した複数のタービンブレード又はバケット２０２（図２及び図３に示す）を介して蒸気１４４から仕事を抽出してロータシャフト１４０を回転させる。各バケット２０２の組は、関連するバケット２０２に対して蒸気１４４を送るのを可能にする対応するダイアフラム２０４（図２及び図３に示す）を含む。蒸気１４４は、ＨＰセクション１０２から流出し、ボイラに戻され、ボイラにおいて、蒸気は再加熱される。再熱蒸気１４６は次に、中圧蒸気入口１２２に送られ、ＨＰセクションに１０２に流入する蒸気よりも低い圧力ではあるが、ＨＰセクション１０２に流入する蒸気１４４の温度にほぼ等しい温度で入口ノズル１３８を介してＩＰセクション１０４に戻される。ＩＰセクション１０４において、ＨＰセクション１０２において使用したものとほぼ同じ方法で回転及び静止部品のシステムにより蒸気１４６から仕事が抽出される。従って、ＨＰセクション１０２内での作動圧力は、ＩＰセクション１０４内での作動圧力よりも高くなって、ＨＰセクション１０２内の蒸気１４４は、ＨＰセクション１０２とＩＰセクション１０４との間に生じる可能性がある漏洩通路を通ってＩＰセクション１０４に向かって流れる傾向をもつ。
【００１３】
この例示的な実施形態では、蒸気タービンエンジン１００は、対向流高圧及び中圧蒸気タービン複合体である。それに代えて、蒸気タービンエンジン１００は、それに限定されないが低圧タービンを含むあらゆる個々のタービンで使用することができる。さらに、本発明は、対向流蒸気タービンで使用することに限定されるものではなく、むしろ、それに限定されないが単流及び複流タービンを含む蒸気タービン構成で使用することができる。
【００１４】
図２は、蒸気タービンエンジン１００で使用することができる例示的な第１タービン段２００の断面図である。図３は、タービン段２００で使用することができるダイアフラム２０４の斜視図である。この例示的な実施形態では、ダイアフラム２０４は、例えば１２％クロム（Ｃｒ）のような合金鋼、又はより良好な鍛造品、又は棒状金属材料で製作される。さらに、この例示的な実施形態では、ダイアフラム２０４の外部幾何学形状は、蒸気タービン内部の静止部品に合わせたあらゆる公知の外部幾何学形状である。
【００１５】
この例示的な実施形態では、タービン段２００は、第１の高圧セクション入口ノズル１３６を含む。本明細書では、高圧蒸気タービン内で使用する第１タービン段として、タービン段２００を説明しているが、本明細書で説明する実施形態は、第１段で使用することだけに限定されるものでなく、むしろ、あらゆるタービン段及び／又はタービン段に適用される冷却流体流を有するあらゆる蒸気タービンで使用することができる。この例示的な実施形態では、タービン段２００は、ロータホイール２０６とダイアフラム２０４とを含む。ロータホイール２０６は、バケット２０２の列２０８を含み、ダイアフラム２０４は、翼形部２１２の列２１０を含む。主流路２１４が、高圧セクション１０２（図１に示す）を貫通して画成されて、蒸気１４４（図１に示す）がタービン運転時に翼形部２１２及びバケット２０２を通って流れる。より具体的には、各翼形部２１２は、軸方向に隣接するバケット２０２を通して蒸気１４４を下流方向に導く。さらに、ホイール２０６の上流面２１８とダイアフラム２０４の下流面２２０との間にホイールスペース２１６が形成される。この例示的な実施形態では、ホイール２０６は、ロータシャフト１４０（図１に示す）に結合し、各バケット２０２は、蒸気１４４がバケット２０２と接触すると、ホイール２０６及びロータシャフト１４０を回転させる。この例示的な実施形態では、各バケット２０２は、バケット先端２４に結合したシール２２２を含む。
【００１６】
この例示的な実施形態では、ダイアフラム２０４は、静止内側リングと静止外側リング２２８とを含む。翼形部２１２の内側端部２３２は、内側リング２２６に結合し、また翼形部２１２の外側端部２３０は、外側リング２２８に結合している。この例示的な実施形態では、内側リング２２６は、ロータシャフト１４０に隣接して配置されて、蒸気１４４及び／又は冷却流体２３６が内側リング２２６とロータシャフト１４０との間を流れるのを防止するのを可能にするロータシール２３４を含む。この例示的な実施形態では、冷却流体２３６は、冷却蒸気である。それに代えて、冷却流体２３６は、タービン段２００を冷却するのに適しかつ本明細書で説明したように蒸気タービンエンジン２００が機能するのを可能にするあらゆる好適な流体である。
【００１７】
さらに、この例示的な実施形態では、内側リング２２６はまた、上流側ホイール突出部２４０に隣接して配置されて、蒸気１４４が主流路２１４からホイールスペース２１６内に流れるのを防止するのを可能にするホイールシール２３８を含む。内側リング２２６はまた、冷却流体内側プレナム２４２及び複数の冷却流体出口２４４を含む。この例示的な実施形態では、内側プレナム２４２は、内側リング２２６の外表面２４８内に形成された環状スロット２４６である。さらに、この例示的な実施形態では、内側プレナム２４２及び各出口２４４は、内側リング内に一体形に形成される。１つの実施形態では、内側リング２２６は、単一部品である。別の実施形態では、内側リング２２６は、複数のセグメント（図示せず）から形成される。さらに、この例示的な実施形態では、各冷却流体出口２４４は、内側プレナム２４２からダイアフラム下流面２２０を貫通して延びる。この例示的な実施形態では、出口２４４の中心線２５０は、タービン半径Ｒ（図１に示す）に対してほぼ垂直方向に配向される。別の実施形態では、出口中心線２５０は、タービン半径Ｒに対して斜めに配向される。
【００１８】
この例示的な実施形態では、外側リング２２８は、高圧蒸気入口１２０（図１に示す）に隣接して配置されて、蒸気１４４が外側リング２２８とシェル１０６（図１に示す）との間を流れるのを防止するのを可能にする蒸気シール２５２を含む。蒸気シール２５２は、ダイアフラム２０４の内部に又はダイアフラム２０４とシェル１０６との間に形成されたインタフェース２５４に配置することができる。この例示的な実施形態では、外側リングはまた、下流面上に配置されたホイールシール２５６と、内表面に結合したバケットシール２６０とを含む。シール２５６及び２６０により、蒸気１４４が主流路２１４からシェル１０６内に流れるのを防止することが可能になる。より具体的には、この例示的な実施形態では、バケットシール２６０は、バケット先端シール２２２と係合するように構成される。
【００１９】
外側リング２２８はまた、冷却流体外側プレナム２６２及び複数の冷却流体通路２６４を含む。この例示的な実施形態では、外側プレナム２６２は、外側リング２２８の外表面２６８内に形成された環状スロット２６６である。さらに、この例示的な実施形態では、外側プレナム２６２は、外側リング２２８の第１の部分２７０内に形成されるのみである。外側リング２２８の第２の部分２７４内にはチャネル２７２が形成され、第２の部分２７４は、第１の部分２７０内には含まれない外側リング２２８の部分である。
【００２０】
この例示的な実施形態では、外側プレナム２６２及び各通路２６４は、外側リング２２８と一体形に形成される。１つの実施形態では、外側リング２２８は、単一部品である。別の実施形態では、外側リング２２８は、複数のセグメント（図示せず）を含む。さらに、この例示的な実施形態では、各冷却流体通路２６４は、外側プレナム２６２から外側リング２２８及び外側リング内表面２７６を貫通して延びる。この例示的な実施形態では、通路２６４の中心線２６４は、タービン半径Ｒとほぼ平行に配向される。別の実施形態では、通路中心線２７８は、タービン半径Ｒに対して斜めに配向される。さらに、この例示的な実施形態では、各通路２６４は、同一の直径Ｄ０を有する。それに代えて、各通路２６４は、エンジン１００が本明細書で説明したように機能するのを可能にするあらゆる形状、寸法及び／又は配向を有することができる。
【００２１】
この例示的な実施形態では、各翼形部２１２は、翼形部通路２８０を含む。各翼形部通路２８０の中心線２８２は、タービン半径Ｒとほぼ平行に配向される。それに代えて、通路中心線２８２は、タービン半径Ｒに対して斜めに配向される。この例示的な実施形態では、通路２８０は、各翼形部２１２の最大幅部分２８４を貫通して画成されて、翼形部２１２の外部幾何学形状が通路２８０によって変化しないようにする。それに代えて、通路２８０は、エンジン１００が本明細書で説明したように機能するのを可能にするまた／又は翼形部２１２の外部幾何学形状が通路２８０に依存しないことを保証するあらゆる好適な位置において翼形部２１２内に形成することができる。
【００２２】
さらに、この例示的な実施形態では、各通路２８０は、同一の直径ＤＡを有する。それに代えて、各通路２８０は、エンジン１００が本明細書で説明したように機能するのを可能にするあらゆる形状、寸法及び／又は配向を有することができる。この例示的な実施形態では、直径ＤＡは、直径Ｄ０よりも小さい。他の実施形態では、直径ＤＡは、直径Ｄ０よりも大きいものとするか又は直径Ｄ０とほぼ等しいものとすることができる。さらに、この例示的な実施形態では、翼形部通路２８０の入口２８６は、外側リング通路２６４の出口２８８とほぼ整列しており、また翼形部通路２８０の出口２９０は、内側プレナム２４２と流体連通している。より具体的には、この例示的な実施形態では、翼形部通路中心線２８２は、外側リング通路中心線２７８とほぼ同軸である。それに代えて、中心線２８２は、中心線２７８に対してオフセットさせることができかつ／又は中心線２７８に対して斜めに配向することができる。
【００２３】
この例示的な実施形態では、外側リング出口２８８の数は、外側リング第１の部分２７０内に結合した翼形部２１２の数に等しい。同様に、出口２４４の数は、外側リング第１の部分２７０内に結合した翼形部２１２の数に等しい。別の実施形態では、外側リング出口２８８の数は、外側リング第１の部分２７０内に結合した翼形部２１２の数よりも多いか又はそれよりも少なく、また／或いは出口２４４の数は、外側リング第１の部分２７０内に結合した翼形部２１２の数よりも多いか又はそれよりも少ない。別の実施形態では、外側リング出口２８８の数は、外側リング第１の部分２７０内に結合した翼形部２１２の数に等しく、また／或いは出口２４４の数は、ダイアフラム２０４内に結合した翼形部２１２の数に等しい。さらに別の実施形態では、外側リング出口２８８の数及び／又は出口２４４の数は、翼形部２１２の数に依存しない。それに代えて、プレナム２４２及び／又は２６２、通路２８０、通路２６４、出口２４４並びに／或いはそれを貫通した通路２８０を含む翼形部２１２の数及び／又は寸法は、段２００に供給される冷却流体２３６の量並びに／或いは通路２８０、通路２６４及び／又は出口２４４における流体２３６の速度を制御するように選択することができる。
【００２４】
エンジン１００の運転時に、蒸気１４４は、高圧蒸気入口１２０を通してかつ主流路２１４に沿って高圧セクション１０２に送られ、また冷却蒸気のような冷却流体２３６は、外側リング２２８の近くでシェル１０６を貫通した１つ又はそれ以上のパイプ又は通路（図示せず）を介して段２００に送られる。蒸気シール２５２により、蒸気１４４が外側プレナム２６２に流入するのを防止することが可能になり、かつ／又は流体２３６が外側プレナム２６２から主流路２１４内に吐出されるのを防止することが可能になる。蒸気１４４は、翼形部２１２間をバケット２０２に送られて、ロータシャフト１４０を回転させる。シール２２２、２６０及び／又は２３８は、蒸気１４４が主流路２１４に沿って移動するのを保証するのを可能にし、さらに高圧セクション１０２内での漏洩を防止するのを可能にする。
【００２５】
冷却流体２３６は、例えばシェル１０６及び／又は１１２の外部の冷却蒸気源、下流段（図示せず）、及び／又はエンジン１００内の漏洩流などのようなあらゆる好適な冷却流体源から送ることができる。この例示的な実施形態では、冷却流体２３６は、外側プレナム２６２及び／又はチャネル２７２に流入し、通路２６４を通って外側リング２２８から吐出される。通路２６４から吐出された冷却流体２３６は、翼形部通路２８０に流入し、次に翼形部通路２８０を通して送られた後に、出口２９０から吐出される。冷却流体２３６は、通路２８０から内側プレナム２４２に流入する。冷却流体２３６は次に、出口２４４を通してホイールスペース２１６内に送られて、ホイール２０６及び／又はホイールスペース２１６を冷却するのを可能にする。この例示的な実施形態では、冷却流体２３６は、冷却流体２３６がロータシール２３４、シール２３８及び／又はバランス孔（図示せず）を通して主流路２１４に流入するのを可能にするあらゆる好適な漏洩流路に沿って、及び／又はエンジン１００が本明細書で説明したように機能するのを可能にするあらゆるその他の好適な通路に沿ってホイールスペース２１６から吐出される。
【００２６】
上記の方法及び装置では、部品の外部幾何学形状、部品材料、並びに／或いは蒸気温度及び／又は圧力を変更せずに、蒸気タービン内部の回転部品を冷却することが可能になる。より具体的には、上記のダイアフラムは、バケット式蒸気タービンロータの信頼性がある長期間にわたる運転を可能にするのに必要な冷却蒸気を供給しながら、流路の物理的幾何学形状を制限するが物理的幾何学形状には何ら悪影響も与えない。
【００２７】
さらに、蒸気タービンのＨＰ及びＩＰセクションにおいて使用する翼形部は伝統的に無孔セクションとなっていたが、上記の翼形部は、それを通して冷却流体を半径方向内向きに流すことができる通路を含む。従って、上記の翼形部により、流路内に蒸気流を阻害する配管を必要とせずに回転部品を冷却することが可能になる。さらに、翼形部の内部の通路は、翼形部の外部輪郭に影響を与えることはない。さらに、プレナム、通路、流路、並びに／或いは出口寸法及び／又はそれを貫通する通路を含む翼形部の数は、供給する冷却流体の量及び／又は通路、流路及び／又は出口における流体の速度を制御するように選択することができる。
【００２８】
さらに、上記のダイアフラムにより、ホイールスペース内の温度の一層の低下によって回転部品に隣接するホイールスペース内の流体を冷却することが可能になる。そのようなホイールスペース温度の低下により、隣接する回転部品の全体温度が低下する。さらに、ダイアフラムの半径方向外表面から外側リング、翼形部及び内側リングを通して半径方向内向きに冷却流体を送ることによって、それを貫通する冷却流体流路を含まないダイアフラムと比較して、外側リング、翼形部及び／又は内側リングの温度を低下させることが可能になる。上記の冷却流体流路では、未改良の公知の段幾何学形状により冷却蒸気流を供給してロータホイールを冷却する。
【００２９】
シール式外側及び／又は内側シェルの外側から流路におけるホイールスペースに冷却蒸気を持ち込む上記の方法では、蒸気流路内に配置されたパイプを含む設計と比較して、蒸気流路に対する幾何学形状の影響を最小にすることによってタービン性能に与える悪影響を最小化することが可能になる。
【００３０】
以上、蒸気タービン内の回転部品を冷却するための方法及び装置の例示的な実施形態について、詳細に説明している。本方法及び装置は、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、本方法及び装置の部品は、本明細書で説明した他の部品から独立してかつ別個に利用することができる。例えば、ダイアフラムはまた、他の蒸気タービンシステム及び方法と組合せて使用することができ、本明細書で説明したような高圧蒸気タービンセクションだけでの実施に限定されるものではない。むしろ、本発明は、多くの他の蒸気タービン冷却用途と組合せて実施しかつ利用することができる。
【００３１】
様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施することができることは当業者には分かるであろう。
【符号の説明】
【００３２】
１００  蒸気タービンエンジン
１０２  高圧セクション
１０４  中圧（ＩＰ）セクション
１０６  シェル
１０８  下部半セクション
１１２  シェル
１１０  半セクション
１１４  下部半セクション
１１６  半セクション
１１８  中央セクション
１２０  高圧蒸気入口
１２２  中圧蒸気入口
１３４  環状のセクション仕切り壁
１３６  ＨＰセクション入口ノズル
１３８  ＩＰセクション入口ノズル
１４０  ロータシャフト
１４２  溝
１４４  高温度蒸気
１４６  再熱蒸気
２００  第１タービン段
２０２  バケット
２０４  ダイアフラム
２０６  ロータホイール
２０８  列
２１０  列
２１２  翼形部
２１４  主流路
２１６  ホイールスペース
２１８  上流面
２２０  下流面
２２２  バケット先端シール
２２４  バケット先端
２２６  内側リング
２２８  外側リング
２３０  外側端部
２３２  内側端部
２３４  ロータシール
２３６  冷却流体
２３８  ホイールシール
２４０  上流側ホイール突出部
２４２  内側プレナム
２４４  出口
２４６  環状スロット
２４８  外表面
２５０  出口中心線
２５２  蒸気シール
２５４  インタフェース
２５６  ホイールシール
２５８  下流面
２６０  バケットシール
２６２  外側プレナム
２６４  冷却流体通路
２６６  環状スロット
２６８  外表面
２７０  外側リング第１の部分
２７２  チャネル
２７４  第２の部分
２７６  外側リング内表面
２７８  外側リング通路中心線
２８０  翼形部通路
２８２  通路中心線
２８４  最大幅部分
２８６  入口
２８８  外側リング出口
２９０  出口
【図１】
0005692966.tif 000002
【図２】
0005692966.tif 000003
【図３】
0005692966.tif 000004