(57)【要約】  本発明は、中圧スラスト補償ピストン（６）を有するターボ機械であって、リング室（１７）内にある排出蒸気によって、スラスト補償ピストン（６）の上流にある蒸気が、ロータ（２）とインナーハウジング（３）との間に出てくることが妨げられているターボ機械に関する。
2011530670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れ方向（９）に沿って形成されかつ回転軸（１）を中心に回転可能なロータ（２）と、インナーハウジング（３）と、アウターハウジング（４）とを備えるターボ機械であって、
前記インナーハウジング（３）は前記ロータ（２）の周りに設けられており、
前記アウターハウジング（４）は前記インナーハウジング（３）の周りに設けられており、
前記ロータ（２）は、中圧スラスト補償ピストン（６）の周りに設けられた外側面（７）を備える該中圧スラスト補償ピストン（６）を備えており、
前室（１０）が前記インナーハウジング（３）と前記中圧スラスト補償ピストン（６）との間に形成されており、
蒸気を前記前室（１０）に供給するための第１蒸気管（１２）が前記インナーハウジング（３）に形成されているターボ機械において、
流体技術的に排出蒸気用空間（１１）と接続されている、前記インナーハウジング（３）に設けられたリング室（１７）が備わっており、
該リング室（１７）は前記外側面（７）と向かい合って設けられていることを特徴とするターボ機械。
【請求項２】
前記インナーハウジング（３）と前記ロータ（２）との間に設けられかつ前記流れ方向に形成されたタービン翼列を備え、
前記流れ方向（９）で見て前記タービン翼列の下流に、流体技術的に前記排出蒸気用空間（１１）と接続されている翼列・排出蒸気用空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のターボ機械。
【請求項３】
前記インナーハウジング（３）は、前記流れ方向（９）で見て前記中圧スラスト補償ピストン（６）の下流に設けられている分離突起部（１５）を備えていることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のターボ機械。
【請求項４】
前記分離突起部（１５）と前記中圧スラスト補償ピストン（６）との間に、前記前室（１０）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のターボ機械。
【請求項５】
前記第１蒸気管（１２）は、熱い再燃器蒸気管と流体技術的に接続可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のターボ機械。
【請求項６】
前記第１蒸気管（１２）は、中圧翼列上流の空間と流体技術的に接続可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のターボ機械。
【請求項７】
前記排出蒸気用空間（１１）を前記リング室（１７）と流体技術的に接続する第１孔（１８）が、前記インナーハウジング（３）内に備わっていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のターボ機械。
【請求項８】
前記第１孔（１８）を前記リング室（１７）と接続する第２孔（１９）が、前記インナーハウジング（３）内に備わっていることを特徴とする請求項７に記載のターボ機械。
【請求項９】
前記第１孔（１８）は前記回転軸（１）に対してほぼ平行に形成されており、前記第２孔（１９）は前記回転軸（１）に対してほぼ垂直に形成されていることを特徴とする請求項８に記載のターボ機械。
【請求項１０】
前記第１孔（１８）は、該第１孔（１８）を流体技術的に塞ぐための充填物（２３）を備えていることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のターボ機械。
【請求項１１】
前記インナーハウジング（３）と前記中圧スラスト補償ピストン（６）との間に、ラビリンスパッキングが設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のターボ機械。
【請求項１２】
前記分離突起部（１５）と前記ロータ（２）との間に、パッキング（１６）が設けられていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のターボ機械。
【請求項１３】
前記パッキング（１６）は、ラビリンスパッキングとして形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のターボ機械。
【請求項１４】
前記パッキング（１６）は、ブラシパッキングとして形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流れ方向に沿って形成されかつ回転軸を中心に回転可能なロータと、インナーハウジングと、アウターハウジングとを備えるターボ機械であって、インナーハウジングはロータの周りに設けられており、アウターハウジングはインナーハウジングの周りに設けられており、ロータは、中圧スラスト補償ピストンの周りに設けられた外側面を備える中圧スラスト補償ピストンを備えており、前室がインナーハウジングと中圧スラスト補償ピストンとの間に形成されており、蒸気を前室に供給するための第１蒸気管がインナーハウジングに形成されているターボ機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械の実施例としての蒸気タービンは、高温の生蒸気が供給されかつ高圧が印加され、生蒸気の熱エネルギーを機械的な回転エネルギーに変換する。回転エネルギーは、トルクを伝達してターボ機械に設けられている発電機を介して、電気エネルギーに変換される。蒸気タービンに流入する生蒸気は通常、蒸気タービンから再び出てくる蒸気よりも高温である。蒸気タービンは実質的に、ロータとインナーハウジングと、場合によってはアウターハウジングとを備えている。これらの部材の熱負荷は、流れ方向に沿って蒸気の温度を下げることにより異なる。たとえば、高圧部分タービンにおいては、流入領域において材質に高い耐熱特性が要求され、流れ方向で見て、高圧部分タービンの下流部分においては材質のより高い耐寒特性が要求される。
【０００３】
単流蒸気タービンでは通常、スラスト補償ピストンが備えられており、当該スラスト補償ピストンは、アキシアル軸受の能力を維持するために、翼列を介する圧力差に起因するスラストに反作用力を当てる。そのために、蒸気が供給される前室が、スラスト補償ピストンとインナーハウジングとの間に形成され、それによって力が、スラスト補償ピストンひいてはロータ全体に作用する。この前室内にある蒸気は通常、高温で高圧である。回転可能に実施されるロータは、パッキングを介してインナーハウジングに対して密封される。パッキングが良好であっても、前室内にある蒸気の一部はパッキングを介して、インナーハウジングとアウターハウジングとの間の空間に漏れ出す。通常、インナーハウジングとアウターハウジングとの間の空間には、生蒸気と比べて低温かつ低圧の排出蒸気がある。スラスト補償ピストンとインナーハウジングとの間で流出する比較的熱い蒸気によって、この箇所でアウターハウジングは熱負荷がかけられる。それゆえアウターハウジング用の材質には、より価値の高い材料が選ばれる。
【０００４】
しかしながら、価値の高い材料を選べば、蒸気タービン全体がコストのかかる構成になる。アウターハウジングとインナーハウジングとの間の空間で、スラスト補償ピストンとインナーハウジングとの間で流れる蒸気による熱負荷が低減されれば望ましかろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この立場で、コスト的に有利な蒸気タービンを提供するという課題を有する本発明が始まっている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、流れ方向に沿って形成されかつ回転軸を中心に回転可能なロータと、インナーハウジングと、アウターハウジングとを備えるターボ機械であって、インナーハウジングはロータの周りに設けられており、アウターハウジングはインナーハウジングの周りに設けられており、ロータは、中圧スラスト補償ピストンの周りに設けられた外側面を備える中圧スラスト補償ピストンを備えており、前室がインナーハウジングと中圧スラスト補償ピストンとの間に形成されており、蒸気を前室に供給するための第１蒸気管がインナーハウジングに形成されており、インナーハウジングには、流体技術的に排出蒸気用空間と接続されているリング室が設けられており、リング室は外側面と向かい合って設けられているターボ機械によって解決される。
【０００７】
本発明は、前室内の蒸気よりも温度が低い蒸気を、中圧スラスト補償ピストンの外側面とインナーハウジングとの間の間隙に供給することを提案している。この間隙に流れ込む蒸気は、一方ではアウターハウジングの方向に、他方では前室の方向に流れる。前室の方向に流れる蒸気の一部は、前室から流出する蒸気と逆に流れる。前室内にある蒸気は、スラスト補償ピストンに対する力を生じさせるために用いられる。比較的熱いこの蒸気は、中圧スラスト補償ピストンとインナーハウジングとの間の間隙に、アウターハウジングの方向に流れ込むのを妨げられる。なぜなら、リング室を介して、反対の流れ方向へ流れる蒸気が供給されるからである。比較的冷たいこの蒸気は、部分的にアウターハウジングの方向に流れ、前室内にある蒸気と比べると、アウターハウジングにかける熱的負担がより軽い。それによってアウターハウジングはこの箇所で、より低温に適応された材料で作られ得る。それによってこの箇所では、前室内の蒸気の温度に適した価値の高い材料をアウターハウジングのために選ぶという必要がなくなる。それによって、この蒸気タービンをコスト的により有利に製造することができる。
【０００８】
有利なさらなる形態は、従属請求項において述べられている。有利なさらなる形態の１つにおいては、インナーハウジングとロータとの間に、ターボ機械に形成された内部翼列が設けられており、流れ方向で見てタービン翼列の下流に、流体技術的に排出蒸気用空間と接続されている翼列・排出蒸気用空間が形成されている。
【０００９】
それによって、排出蒸気用空間のために適した蒸気を調達するという、比較的容易な可能性が挙げられている。中圧スラスト補償ピストンとインナーハウジングとの間の間隙に流れ込む蒸気はそれゆえ、外部の管を介して供給される必要はなく、タービン翼列を通って生蒸気が貫流した後に、排出蒸気の一部が排出蒸気用空間に運ばれることによって、蒸気タービン自体から調達され得る。排出蒸気の大部分は、冷たい再熱器蒸気として再熱器に運ばれ、より高温に加熱される。
【００１０】
有利なさらなる形態の１つにおいては、インナーハウジングは、流れ方向で見て中圧スラスト補償ピストンの下流に設けられている分離突起部を備えている。
【００１１】
中圧スラスト補償ピストンに対して力が作用することができるようにするために、蒸気が、閉じられた空間、ここでは前室にあることが必要である。この前室で作られた圧力は、直接中圧スラスト補償ピストンに対して作用する。本発明に従えば、インナーハウジングの分離突起部によってこの前室を形成するよう提案される。それによって、中圧スラスト補償ピストンに対して適した圧力を生じさせる、コスト的に有利な可能性が提供される。
【００１２】
さらなる有利な形態においては、第１蒸気管は、HZU(ユーウムラウト)蒸気管と流体技術的に接続可能である。HZU(ユーウムラウト)蒸気管とは、熱い再熱器蒸気管のことである。高圧部分タービンから流出する蒸気は、冷たい再熱器蒸気として再熱器に導かれ、そこでより高温に加熱されて、熱い再熱器蒸気として中圧部分タービンに再び供給される。熱い再熱器蒸気を使用することによって、適した圧力の蒸気を利用することができる。
【００１３】
さらなる有利な形態においては、第１蒸気管が、中圧翼列上流の空間と接続されている。この空間内にある蒸気は、適した圧力を備えている。
【００１４】
さらなる有利な形態においては、排出蒸気用空間をリング室と流体技術的に接続する第１孔が、インナーハウジング内に備わっている。
【００１５】
有利には、第１孔をリング室と接続する第２孔が、インナーハウジング内に備わっている。
【００１６】
さらなる有利な形態においては、第１孔は回転軸に対してほぼ平行に形成されており、第２孔は回転軸に対してほぼ垂直に形成されている。それによって、排出蒸気用空間にある蒸気をリング室に運ぶ容易な可能性が、製造に条件付けられて、提供されている。回転軸に対して平行かつ垂直に実施される孔は、比較的簡単かつ迅速に製造可能である。
【００１７】
本発明は、図における実施例に基づいてより詳細に表される。図に示されるのは以下である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術に従った蒸気タービンの一部である。
【図２】本発明に従って実施される蒸気タービンの一部である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、従来技術に従った蒸気タービンの一部を示している。蒸気タービンは、回転軸１を中心に回転可能に軸受けされたロータ２を備えている。ロータ２の周りに、インナーハウジング３が設けられている。インナーハウジング３の周りに、アウターハウジング４が設けられている。補償ピストン領域５において、ロータは中圧スラスト補償ピストン６を備えている。この中圧スラスト補償ピストン６は、補償ピストン領域５の外側にあるロータ２よりも半径が大きい。中圧スラスト補償ピストン６は、表面にある外側面７を備えている。外側面７とインナーハウジング３との間には、間隙８が形成されている。蒸気タービンに流れ込む生蒸気は、ガイドブレードとロータブレードとを備える、詳細に表されていないタービン翼列領域を通って、流れ方向９に流れる。蒸気は流れ方向９での途中で緩和して冷却し、排出蒸気の一部が排出蒸気用空間１１に運ばれる。インナーハウジング３内にある第１蒸気管１２を介して、熱い再熱器蒸気が前室１０に運ばれる。この熱い再熱器蒸気は、前室１０内で中圧スラスト補償ピストン６に対して圧力をかけ、当該中圧スラスト補償ピストン１０は、流れ方向とは反対の方向に力が発生するようにする。しかしながら、前室１０内にある熱い再熱器蒸気の一部は間隙８に流れ込み、インナーハウジング３へと流れ、それによってこの箇所で熱負荷がかかる。外側面７とインナーハウジング３との間には、パッキング１４、特にラビリンスパッキングが設けられている。同様にブラシパッキングが設けられていてよい。
【００２０】
インナーハウジング３は、分離突起部１５を備えている。分離突起部１５は同じように、パッキング１６を介してロータ２に対して密封される。パッキング１６は、たとえばラビリンスパッキングあるいはブラシパッキングとして実施されていてよい。
【００２１】
図２に表されている、蒸気タービンの部分は、本発明に係る構成を示している。図２の実施形態が図１の実施形態と本質的に異なるのは、排出蒸気用空間１１と流体技術的に接続されているインナーハウジング３にリング室１７が備わっていることである。そのために、インナーハウジング３内には第１孔１８と第２孔１９とが備わっている。第１孔１８はここでは、回転軸１に対してほぼ平行に形成されており、第２孔１９は回転軸１に対してほぼ垂直に形成されている。排出蒸気用空間１１にある蒸気は、第１孔１８と第２孔１９とを介してリング室１７へと運ばれる。この蒸気の第１部分２０はアウターハウジング４の方向に流れ、蒸気の第２部分２１は前室１０の方向に流れる。それによって、前室１０から第３の方向２２に流れる蒸気がいわば押し止められ、それによってもはや、熱い再燃器からの温度を伴ってアウターハウジング４へ流れる可能性がなくなる。
【００２２】
リング室１７はここでは、外側面７と向かい合って設けられている。さらに、第１孔１８を密封する充填物２３が備えられている。リング室１７はここでは、インナーハウジング３に方向を変えられる。図２に従って表された、本発明に係る構成によって、冷たい再燃器蒸気よりも圧力が低い、第１蒸気管１２内にある熱い再燃器蒸気が、アウターハウジング４から遮断される。ロータ２にある凹部２５は、小さい中間床と呼ばれる。蒸気タービンの信頼性のある始動を保証するために、パッキング１６は小さい中間床２４で、たとえば、研磨層あるいはブラシパッキングによって良好に密封される。第１孔１８と第２孔１９とは、第１蒸気管１２と衝突しないように作られるべきである。空運転時には排出蒸気の温度は上昇するが、しかし熱い再燃器温度と呼ばれる、第１蒸気管１２内の蒸気温度よりも明らかに低いままである。中圧スラスト補償ピストン６の前後の圧力は、この駆動状態の間ほとんど同じである。リング室１７の軸方向の構成ゆえに、排出蒸気は主に前室１０に流れ込む。この駆動状態の間、アウターハウジング４は、図１のアウターハウジングと似たような負荷がかかる。
【００２３】
それゆえリング室１７によって、第１蒸気管１２内にある熱い再燃器蒸気の温度が、アウターハウジングの材質に影響を及ぼすことが妨げられる。それによって、コスト的に有利な蒸気タービンが製造され得る。
【符号の説明】
【００２４】
１  回転軸
２  ロータ
３  インナーハウジング
４  アウターハウジング
５  補償ピストン領域
６  中圧スラスト補償ピストン
７  外側面
８  間隙
９  流れ方向
１０  前室
１１  排出蒸気用空間
１２  第１蒸気管
１３  
１４  パッキング
１５  分離突起部
１６  パッキング
１７  リング室
１８  第１孔
１９  第２孔
２０  蒸気の第１部分
２１  蒸気の第２部分
２２  第３の方向
２３  充填物
２４  中間床
２５  凹部
【図１】
2011530670.tif 000003
【図２】
2011530670.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月18日(2010.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れ方向（９）に沿って形成されかつ回転軸（１）を中心に回転可能なロータ（２）と、インナーハウジング（３）と、アウターハウジング（４）とを備えるターボ機械であって、
前記インナーハウジング（３）は前記ロータ（２）の周りに設けられており、
前記アウターハウジング（４）は前記インナーハウジング（３）の周りに設けられており、
前記ロータ（２）は、中圧スラスト補償ピストン（６）の周りに設けられた外側面（７）を備える該中圧スラスト補償ピストン（６）を備えており、
前室（１０）が前記インナーハウジング（３）と前記中圧スラスト補償ピストン（６）との間に形成されており、
蒸気を前記前室（１０）に供給するための第１蒸気管（１２）が前記インナーハウジング（３）に形成されており、
流体技術的に排出蒸気用空間（１１）と接続されている、前記インナーハウジング（３）に設けられたリング室（１７）が備わっており、
該リング室（１７）は前記外側面（７）と向かい合って設けられているターボ機械において、
前記排出蒸気用空間（１１）を前記リング室（１７）と流体技術的に接続する第１孔（１８）が、前記インナーハウジング（３）内に備わっており、
前記第１孔（１８）を前記リング室（１７）と接続する第２孔（１９）が、前記インナーハウジング（３）内に備わっていることを特徴とするターボ機械。
【請求項２】
前記インナーハウジング（３）と前記ロータ（２）との間に設けられかつ前記流れ方向に形成されたタービン翼列を備え、
前記流れ方向（９）で見て前記タービン翼列の下流に、流体技術的に前記排出蒸気用空間（１１）と接続されている翼列・排出蒸気用空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のターボ機械。
【請求項３】
前記インナーハウジング（３）は、前記流れ方向（９）で見て前記中圧スラスト補償ピストン（６）の下流に設けられている分離突起部（１５）を備えていることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のターボ機械。
【請求項４】
前記分離突起部（１５）と前記中圧スラスト補償ピストン（６）との間に、前記前室（１０）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のターボ機械。
【請求項５】
前記第１蒸気管（１２）は、熱い再燃器蒸気管と流体技術的に接続可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のターボ機械。
【請求項６】
前記第１蒸気管（１２）は、中圧翼列上流の空間と流体技術的に接続可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のターボ機械。
【請求項７】
前記第１孔（１８）は前記回転軸（１）に対してほぼ平行に形成されており、前記第２孔（１９）は前記回転軸（１）に対してほぼ垂直に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のターボ機械。
【請求項８】
前記第１孔（１８）は、該第１孔（１８）を流体技術的に塞ぐための充填物（２３）を備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のターボ機械。
【請求項９】
前記インナーハウジング（３）と前記中圧スラスト補償ピストン（６）との間に、ラビリンスパッキングが設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のターボ機械。
【請求項１０】
前記分離突起部（１５）と前記ロータ（２）との間に、パッキング（１６）が設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のターボ機械。
【請求項１１】
前記パッキング（１６）は、ラビリンスパッキングとして形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のターボ機械。
【請求項１２】
前記パッキング（１６）は、ブラシパッキングとして形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のターボ機械。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流れ方向に沿って形成されかつ回転軸を中心に回転可能なロータと、インナーハウジングと、アウターハウジングとを備えるターボ機械であって、インナーハウジングはロータの周りに設けられており、アウターハウジングはインナーハウジングの周りに設けられており、ロータは、中圧スラスト補償ピストンの周りに設けられた外側面を備える中圧スラスト補償ピストンを備えており、前室がインナーハウジングと中圧スラスト補償ピストンとの間に形成されており、蒸気を前室に供給するための第１蒸気管がインナーハウジングに形成されているターボ機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械の実施例としての蒸気タービンは、高温の生蒸気が供給されかつ高圧が印加され、生蒸気の熱エネルギーを機械的な回転エネルギーに変換する。回転エネルギーは、トルクを伝達してターボ機械に設けられている発電機を介して、電気エネルギーに変換される。蒸気タービンに流入する生蒸気は通常、蒸気タービンから再び出てくる蒸気よりも高温である。蒸気タービンは実質的に、ロータとインナーハウジングと、場合によってはアウターハウジングとを備えている。これらの部材の熱負荷は、流れ方向に沿って蒸気の温度を下げることにより異なる。たとえば、高圧部分タービンにおいては、流入領域において材質に高い耐熱特性が要求され、流れ方向で見て、高圧部分タービンの下流部分においては材質のより高い耐寒特性が要求される。
【０００３】
単流蒸気タービンでは通常、スラスト補償ピストンが備えられており、当該スラスト補償ピストンは、アキシアル軸受の能力を維持するために、翼列を介する圧力差に起因するスラストに反作用力を当てる。そのために、蒸気が供給される前室が、スラスト補償ピストンとインナーハウジングとの間に形成され、それによって力が、スラスト補償ピストンひいてはロータ全体に作用する。この前室内にある蒸気は通常、高温で高圧である。回転可能に実施されるロータは、パッキングを介してインナーハウジングに対して密封される。パッキングが良好であっても、前室内にある蒸気の一部はパッキングを介して、インナーハウジングとアウターハウジングとの間の空間に漏れ出す。通常、インナーハウジングとアウターハウジングとの間の空間には、生蒸気と比べて低温かつ低圧の排出蒸気がある。スラスト補償ピストンとインナーハウジングとの間で流出する比較的熱い蒸気によって、この箇所でアウターハウジングは熱負荷がかけられる。それゆえアウターハウジング用の材質には、より価値の高い材料が選ばれる。
【０００４】
しかしながら、価値の高い材料を選べば、蒸気タービン全体がコストのかかる構成になる。アウターハウジングとインナーハウジングとの間の空間で、スラスト補償ピストンとインナーハウジングとの間で流れる蒸気による熱負荷が低減されれば望ましかろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この立場で、コスト的に有利な蒸気タービンを提供するという課題を有する本発明が始まっている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、流れ方向に沿って形成されかつ回転軸を中心に回転可能なロータと、インナーハウジングと、アウターハウジングとを備えるターボ機械であって、インナーハウジングはロータの周りに設けられており、アウターハウジングはインナーハウジングの周りに設けられており、ロータは、中圧スラスト補償ピストンの周りに設けられた外側面を備える中圧スラスト補償ピストンを備えており、前室がインナーハウジングと中圧スラスト補償ピストンとの間に形成されており、蒸気を前室に供給するための第１蒸気管がインナーハウジングに形成されており、インナーハウジングには、流体技術的に排出蒸気用空間と接続されているリング室が設けられており、リング室は外側面と向かい合って設けられており、排出蒸気用空間をリング室と流体技術的に接続する第１孔が、インナーハウジング内に備わっており、第１孔をリング室と接続する第２孔が、インナーハウジング内に備わっているターボ機械によって解決される。
【０００７】
本発明は、前室内の蒸気よりも温度が低い蒸気を、中圧スラスト補償ピストンの外側面とインナーハウジングとの間の間隙に供給することを提案している。この間隙に流れ込む蒸気は、一方ではアウターハウジングの方向に、他方では前室の方向に流れる。前室の方向に流れる蒸気の一部は、前室から流出する蒸気と逆に流れる。前室内にある蒸気は、スラスト補償ピストンに対する力を生じさせるために用いられる。比較的熱いこの蒸気は、中圧スラスト補償ピストンとインナーハウジングとの間の間隙に、アウターハウジングの方向に流れ込むのを妨げられる。なぜなら、リング室を介して、反対の流れ方向へ流れる蒸気が供給されるからである。比較的冷たいこの蒸気は、部分的にアウターハウジングの方向に流れ、前室内にある蒸気と比べると、アウターハウジングにかける熱的負担がより軽い。それによってアウターハウジングはこの箇所で、より低温に適応された材料で作られ得る。それによってこの箇所では、前室内の蒸気の温度に適した価値の高い材料をアウターハウジングのために選ぶという必要がなくなる。それによって、この蒸気タービンをコスト的により有利に製造することができる。
【０００８】
有利なさらなる形態は、従属請求項において述べられている。有利なさらなる形態の１つにおいては、インナーハウジングとロータとの間に、ターボ機械に形成された内部翼列が設けられており、流れ方向で見てタービン翼列の下流に、流体技術的に排出蒸気用空間と接続されている翼列・排出蒸気用空間が形成されている。
【０００９】
それによって、排出蒸気用空間のために適した蒸気を調達するという、比較的容易な可能性が挙げられている。中圧スラスト補償ピストンとインナーハウジングとの間の間隙に流れ込む蒸気はそれゆえ、外部の管を介して供給される必要はなく、タービン翼列を通って生蒸気が貫流した後に、排出蒸気の一部が排出蒸気用空間に運ばれることによって、蒸気タービン自体から調達され得る。排出蒸気の大部分は、冷たい再熱器蒸気として再熱器に運ばれ、より高温に加熱される。
【００１０】
有利なさらなる形態の１つにおいては、インナーハウジングは、流れ方向で見て中圧スラスト補償ピストンの下流に設けられている分離突起部を備えている。
【００１１】
中圧スラスト補償ピストンに対して力が作用することができるようにするために、蒸気が、閉じられた空間、ここでは前室にあることが必要である。この前室で作られた圧力は、直接中圧スラスト補償ピストンに対して作用する。本発明に従えば、インナーハウジングの分離突起部によってこの前室を形成するよう提案される。それによって、中圧スラスト補償ピストンに対して適した圧力を生じさせる、コスト的に有利な可能性が提供される。
【００１２】
さらなる有利な形態においては、第１蒸気管は、HZU(ユーウムラウト)蒸気管と流体技術的に接続可能である。HZU(ユーウムラウト)蒸気管とは、熱い再熱器蒸気管のことである。高圧部分タービンから流出する蒸気は、冷たい再熱器蒸気として再熱器に導かれ、そこでより高温に加熱されて、熱い再熱器蒸気として中圧部分タービンに再び供給される。熱い再熱器蒸気を使用することによって、適した圧力の蒸気を利用することができる。
【００１３】
さらなる有利な形態においては、第１蒸気管が、中圧翼列上流の空間と接続されている。この空間内にある蒸気は、適した圧力を備えている。
【００１４】
さらなる有利な形態においては、第１孔は回転軸に対してほぼ平行に形成されており、第２孔は回転軸に対してほぼ垂直に形成されている。それによって、排出蒸気用空間にある蒸気をリング室に運ぶ容易な可能性が、製造に条件付けられて、提供されている。回転軸に対して平行かつ垂直に実施される孔は、比較的簡単かつ迅速に製造可能である。
【００１５】
本発明は、図における実施例に基づいてより詳細に表される。図に示されるのは以下である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術に従った蒸気タービンの一部である。
【図２】本発明に従って実施される蒸気タービンの一部である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、従来技術に従った蒸気タービンの一部を示している。蒸気タービンは、回転軸１を中心に回転可能に軸受けされたロータ２を備えている。ロータ２の周りに、インナーハウジング３が設けられている。インナーハウジング３の周りに、アウターハウジング４が設けられている。補償ピストン領域５において、ロータは中圧スラスト補償ピストン６を備えている。この中圧スラスト補償ピストン６は、補償ピストン領域５の外側にあるロータ２よりも半径が大きい。中圧スラスト補償ピストン６は、表面にある外側面７を備えている。外側面７とインナーハウジング３との間には、間隙８が形成されている。蒸気タービンに流れ込む生蒸気は、ガイドブレードとロータブレードとを備える、詳細に表されていないタービン翼列領域を通って、流れ方向９に流れる。蒸気は流れ方向９での途中で緩和して冷却し、排出蒸気の一部が排出蒸気用空間１１に運ばれる。インナーハウジング３内にある第１蒸気管１２を介して、熱い再熱器蒸気が前室１０に運ばれる。この熱い再熱器蒸気は、前室１０内で中圧スラスト補償ピストン６に対して圧力をかけ、当該中圧スラスト補償ピストン１０は、流れ方向とは反対の方向に力が発生するようにする。しかしながら、前室１０内にある熱い再熱器蒸気の一部は間隙８に流れ込み、インナーハウジング３へと流れ、それによってこの箇所で熱負荷がかかる。外側面７とインナーハウジング３との間には、パッキング１４、特にラビリンスパッキングが設けられている。同様にブラシパッキングが設けられていてよい。
【００１８】
インナーハウジング３は、分離突起部１５を備えている。分離突起部１５は同じように、パッキング１６を介してロータ２に対して密封される。パッキング１６は、たとえばラビリンスパッキングあるいはブラシパッキングとして実施されていてよい。
【００１９】
図２に表されている、蒸気タービンの部分は、本発明に係る構成を示している。図２の実施形態が図１の実施形態と本質的に異なるのは、排出蒸気用空間１１と流体技術的に接続されているインナーハウジング３にリング室１７が備わっていることである。そのために、インナーハウジング３内には第１孔１８と第２孔１９とが備わっている。第１孔１８はここでは、回転軸１に対してほぼ平行に形成されており、第２孔１９は回転軸１に対してほぼ垂直に形成されている。排出蒸気用空間１１にある蒸気は、第１孔１８と第２孔１９とを介してリング室１７へと運ばれる。この蒸気の第１部分２０はアウターハウジング４の方向に流れ、蒸気の第２部分２１は前室１０の方向に流れる。それによって、前室１０から第３の方向２２に流れる蒸気がいわば押し止められ、それによってもはや、熱い再燃器からの温度を伴ってアウターハウジング４へ流れる可能性がなくなる。
【００２０】
リング室１７はここでは、外側面７と向かい合って設けられている。さらに、第１孔１８を密封する充填物２３が備えられている。リング室１７はここでは、インナーハウジング３に方向を変えられる。図２に従って表された、本発明に係る構成によって、冷たい再燃器蒸気よりも圧力が低い、第１蒸気管１２内にある熱い再燃器蒸気が、アウターハウジング４から遮断される。ロータ２にある凹部２５は、小さい中間床と呼ばれる。蒸気タービンの信頼性のある始動を保証するために、パッキング１６は小さい中間床２４で、たとえば、研磨層あるいはブラシパッキングによって良好に密封される。第１孔１８と第２孔１９とは、第１蒸気管１２と衝突しないように作られるべきである。空運転時には排出蒸気の温度は上昇するが、しかし熱い再燃器温度と呼ばれる、第１蒸気管１２内の蒸気温度よりも明らかに低いままである。中圧スラスト補償ピストン６の前後の圧力は、この駆動状態の間ほとんど同じである。リング室１７の軸方向の構成ゆえに、排出蒸気は主に前室１０に流れ込む。この駆動状態の間、アウターハウジング４は、図１のアウターハウジングと似たような負荷がかかる。
【００２１】
それゆえリング室１７によって、第１蒸気管１２内にある熱い再燃器蒸気の温度が、アウターハウジングの材質に影響を及ぼすことが妨げられる。それによって、コスト的に有利な蒸気タービンが製造され得る。
【符号の説明】
【００２２】
１  回転軸
２  ロータ
３  インナーハウジング
４  アウターハウジング
５  補償ピストン領域
６  中圧スラスト補償ピストン
７  外側面
８  間隙
９  流れ方向
１０  前室
１１  排出蒸気用空間
１２  第１蒸気管
１３  
１４  パッキング
１５  分離突起部
１６  パッキング
１７  リング室
１８  第１孔
１９  第２孔
２０  蒸気の第１部分
２１  蒸気の第２部分
２２  第３の方向
２３  充填物
２４  中間床
２５  凹部
【国際調査報告】
2011530670.tif 000005
2011530670.tif 000006
2011530670.tif 000007
2011530670.tif 000008