(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気が内部を流通すると共にタービンロータ並びに前記タービンロータの軸方向に直交する径方向に延在する静翼及び動翼が内部に配置される蒸気通路から、前記蒸気の凝縮水を排出する、蒸気タービンの凝縮水排出構造であって、
前記蒸気通路を内部に形成すると共に前記軸方向に隣接する２つの構造体が座金を介在して締結部材により締結され、前記座金の厚さ寸法に応じて規定される所定間隔の相互隙間として、前記静翼の基端部に隣接する部位から前記径方向外側に延在して形成され、前記凝縮水を排出する排出溝と、
前記排出溝の前記所定間隔の相互隙間に設けられ、前記所定間隔の相互隙間により規定される前記排出溝の流路断面積を調整するスペーサとを備えて構成された
ことを特徴とする、蒸気タービンの凝縮水排出構造。
【請求項２】
前記スペーサは、前記排出溝の周囲方向に所定の間隔を空けて配置された複数のスペーサ分割体を備えて構成された
ことを特徴とする、請求項１に記載の蒸気タービンの凝縮水排出構造。
【請求項３】
前記スペーサは、少なくとも一部が、前記軸方向に関する厚さ寸法を、前記排出溝の前記ロータ軸方向に関する幅寸法よりも薄く設定された
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の蒸気タービンの凝縮水排出構造。
【請求項４】
前記スペーサには、前記締結部材との干渉を避けるための孔部が形成された
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の蒸気タービンの凝縮水排出構造。
【請求項５】
前記孔部が、前記スペーサの外周縁又は内周縁に形成された切欠きである
ことを特徴とする、請求項４に記載の蒸気タービンの凝縮水排出構造。
【請求項６】
蒸気が内部を流通すると共にタービンロータ並びに前記タービンロータの軸方向に直交する径方向に延在する静翼及び動翼が内部に配置される蒸気通路から、前記径方向外側に延在して形成され、前記軸方向に隣接する２つの構造体が座金を介在して締結部材により締結され、前記座金の厚さ寸法に応じて規定される所定間隔の相互隙間として、前記蒸気の凝縮水を前記蒸気通路から排出する排出溝に対して、前記排出溝の流路断面積を調整する、蒸気タービンの排出溝の流路断面積の調整方法であって、
前記排出溝の流路断面積を、蒸気タービンの型式に基づいて、前記蒸気の湿り度が余裕代を含む、前記静翼及び前記動翼にエロージョンの生じるおそれの低い湿り度となる標準値に設定する、流路断面積設定ステップと、
前記排出溝にスペーサを設けて、前記静翼及び前記動翼にエロージョンの生じるおそれの低い前記蒸気の湿り度の範囲で前記排出溝の流路断面積を減少方向に調整する、流路断面積調整ステップとを備える
ことを特徴とする、蒸気タービンの排出溝の流路断面積の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンロータ及び翼体が内部に配置され蒸気が流通する蒸気通路から凝縮水を排出する蒸気タービンの凝縮水排出構造及び排出溝の流路断面積の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンでは、静翼で熱落差を持たせており、特に蒸気タービンの蒸気出口側の静翼である最終段静翼において蒸気が凝縮されて多くの凝縮水（ドレン）が発生する。最終段静翼において発生したドレンが最終段静翼の後方（下流側）の最終段動翼に衝突すると、最終段動翼にエロージョンが発生するおそれがある。
このため、最終段動翼の手前（上流側）にはドレンキャッチャが設けられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。ドレンキャッチャによりドレンの捕集と排出とを行って蒸気の湿り度を低下させることで、最終段動翼へのドレンの付着量を減少させることができる。
ドレンキャッチャにより捕集されたドレンは、タービンケーシングに設けられたドレン排出溝を介してタービンケーシング外へと真空排気される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実願平０２−４０４０９５号（実開平０４−０９１２０４号）のマイクロフィルム
【特許文献２】特開平０９−０２５８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、蒸気タービンでは、蒸気エネルギの回収率増加による高効率化のために翼体（動翼および静翼）の長翼化が進んでおり、長翼化に伴い特に最終段動翼において蒸気エネルギが低下し蒸気の湿り度が上昇する。蒸気の湿り度の上昇により、特に最終段静翼と動翼へ付着するドレン量の増加、ひいてはドレンの衝突による最終段動翼へのエロージョンリスクが増加する傾向にある。このため、特に最終段静翼へ付着したドレンを除去して蒸気の湿り度をエロージョンリスクが低くなる湿り度まで確実に低下させる必要がある。一方、最終段動翼の蒸気の湿り度を適切な湿り度に低く抑えることができるよう、ドレン排出溝のサイズには、余裕代を設けて大きめに設定する場合もある。
しかしながら、余裕代を設けてドレン排出溝のサイズを大きめに設定し過ぎた場合のドレン排出溝には、ドレンのみでなく、本来であれば動翼に送られてタービンの回転駆動に使用されるはずの蒸気の一部も流れ込み、タービンケーシング外へ排出されてしまう。そのため、タービン出力の低下を招いてしまうことがある。
このため、余分な蒸気の排出を抑制しつつ、最終段動翼において過剰なドレンを排出し適切な蒸気の湿り度まで低下するように、蒸気タービン毎に、ドレン排出溝のサイズ等を個別に設計し製作することが好ましいが、設計コストや製作コストの増大を招く。また、統一した仕様により、蒸気タービン毎の各種条件の相違や長期運用による蒸気タービン内の条件の変化をカバーしてエロージョンリスクを回避しようとすると、タービン出力を多少低下させてもドレン排出溝に余裕代を設けてサイズを大きめに設定せざるを得ない。
【０００５】
本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、排出溝（ドレン排出溝）のサイズを標準化して設計の効率化を図りつつ、排出溝から排出される蒸気量を抑制してタービン効率を向上させると共に、蒸気の湿り度が適切な湿り度まで低下するように過剰なドレンを排出溝から確実に排出してエロージョンリスクを低くすることができるようにした、蒸気タービンの凝縮水排出構造及び蒸気タービンの排出溝の流路断面積の調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記の目的を達成するために、本発明の蒸気タービンの凝縮水排出構造は、蒸気が内部を流通すると共にタービンロータ並びに前記タービンロータの軸方向に直交する径方向に延在する静翼及び動翼が内部に配置される蒸気通路から、前記蒸気の凝縮水を排出する、蒸気タービンの凝縮水排出構造であって、前記蒸気通路を内部に形成すると共に前記軸方向に隣接する２つの構造体が座金を介在して締結部材により締結され、前記座金の厚さ寸法に応じて規定される所定間隔の相互隙間として、前記静翼の基端部に隣接する部位から前記径方向外側に延在して形成され、前記凝縮水を排出する排出溝と、前記排出溝の前記所定間隔の相互隙間に設けられ、前記所定間隔の相互隙間により規定される前記排出溝の流路断面積を調整するスペーサとを備えて構成されたことを特徴としている。
【０００７】
（２）前記スペーサは、前記排出溝の周囲方向に所定の間隔を空けて配置された複数のスペーサ分割体を備えて構成されることが好ましい。
【０００８】
（３）前記スペーサは、少なくとも一部が、前記軸方向に関する厚さ寸法を、前記排出溝の前記ロータ軸方向に関する幅寸法よりも薄く設定されることが好ましい。
【０００９】
（４）前記スペーサには、前記締結部材との干渉を避けるための孔部が形成されることが好ましい。
【００１０】
（５）前記孔部が、前記スペーサの外周縁又は内周縁に形成された切欠きであることが好ましい。
【００１１】
（６）上記の目的を達成するために、本発明の蒸気タービンの排出溝の流路断面積の調整方法は、蒸気が内部を流通すると共にタービンロータ並びに前記タービンロータの軸方向に直交する径方向に延在する静翼及び動翼が内部に配置される蒸気通路から、前記径方向外側に延在して形成され、前記軸方向に隣接する２つの構造体が座金を介在して締結部材により締結され、前記座金の厚さ寸法に応じて規定される所定間隔の相互隙間として、前記蒸気の凝縮水を前記蒸気通路から排出する排出溝に対して、前記排出溝の流路断面積を調整する、蒸気タービンの排出溝の流路断面積の調整方法であって、前記排出溝の流路断面積を、蒸気タービンの型式に基づいて、前記蒸気の湿り度が余裕代を含む、前記静翼及び前記動翼にエロージョンの生じるおそれの低い湿り度となる標準値に設定する、流路断面積設定ステップと、前記排出溝にスペーサを設けて、前記静翼及び前記動翼にエロージョンの生じるおそれの低い前記蒸気の湿り度の範囲で前記排出溝の流路断面積を減少方向に調整する、流路断面積調整ステップとを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、タービンロータの軸方向に対して隣接する２つの構造体の相互隙間として形成される排出溝の流路断面積を、スペーサにより調整することができるので、排出溝のサイズを標準化して設計の効率化を図ることができる。
さらには、排出溝の流路断面積を、スペーサの仕様を調整するだけで、翼体のエロージョンの抑制しつつ、排出溝から排出される蒸気排出量を抑制してタービン効率を向上させると共に、蒸気の湿り度が適切な湿り度まで低下するように過剰なドレンを排出溝から確実に排出してエロージョンリスクを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の各実施形態に係る蒸気タービンの構成を示す模式的な縦断面図である（断面を示すハッチは省略している）。
【図２】本発明の第１実施形態としてのドレン排出構造の構成を示す模式的な縦断面図であって、図１のＸ部を示す図である（断面を示すハッチは省略している）。
【図３】本発明の第１実施形態に係るスペーサの構成を示す模式的な正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態としてのドレン排出溝の流路断面積の調整方法を説明するための模式図であって、ドレン排出溝からの蒸気排出流量Ｆｏｕｔを共通の横軸として、タービン出力Ｌｔと最終段動翼における蒸気の湿り度Ｍをそれぞれ縦軸とするグラフを並べて示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るスペーサの構成を示す模式図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）はスペーサを構成するスペーサ分割体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の各実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の各実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができると共に、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
また、以下の説明において、「上流」及び「下流」とは、特段の説明を行わない限り、蒸気通路の蒸気の流通方向における「上流」及び「下流」を意味するものとする。また、以下の説明において、「軸方向」とは「タービンロータの軸方向」を意味するものとする。さらに、以下の説明において、「径方向」とはタービンロータの軸方向と直交する「タービンロータの径方向」を意味するものとし、「外周側」とは径方向における外側、「内周側」とは径方向における内側を意味するものとする。
【００１５】
［１．第１実施形態］
本発明の第１実施形態のとしての蒸気タービンの凝縮水排出構造について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１６】
［１−１．蒸気タービンの構成］
蒸気タービン５０は、図１に一部のみ示すが、軸心線ＣＬを中心に回転するタービンロータ１を内包するタービン内部車室（以下、「内部車室とも呼ぶ」）２と、タービンロータ１の軸受（図示せず）を取り囲むように設置された軸受コーン３と、タービン内部車室２の下流側に取り付けられたフローガイド４と、タービン内部車室２、軸受コーン３、及びフローガイド４の全てを取り囲むタービン外部車室（以下、「外部車室」とも呼ぶ）５とを備えている。
蒸気タービン５０は、組立ならびにメンテナンスにあたり、タービン内部車室２とタービン外部車室５とが、軸心線ＣＬを含む水平面（もしくはこの水平面に平行で鉛直方向上下に多少ずれた水平面）で、鉛直上下方向に対して半割れ分割されるようになっていて、図示しないフランジ面を設けて接合することで、蒸気１００が外部へ漏れないように構成されている。すなわち、タービン内部車室２は、鉛直上側の半割れである上内部車室２ａと、鉛直下側の半割れである下内部車室２ｂとで構成される。
【００１７】
また、蒸気タービン５０のタービンロータ１と、タービン内部車室２及びフローガイド４との間には、タービンロータ１を回転駆動する蒸気が矢印１００（そこで以下「蒸気１００」とも表記する）で示すように流通する蒸気通路１０が形成されている。この蒸気通路１０内には、軸方向Ａに沿って、径方向Ｒに延在する動翼６と静翼７とが所定間隔を空けて交互に複数配設されている。各動翼６はそれぞれタービンロータ１の外周に取り付けられ、各静翼７はそれぞれ静翼支持部（図示せず）を介して内部車室２の内周に取り付けられている。以下、複数の動翼６の内で最下流側の動翼６を、他の動翼６と特に区別する場合には、最終段動翼６Ｆと表記する。同様に、複数の静翼７の内で最下流側の静翼７を、他の静翼７と特に区別する場合には、最終段静翼７Ｆと表記する。
【００１８】
フローガイド４は、最終段動翼６Ｆの下流側における蒸気の流れの乱れを防ぎ、蒸気タービン５０のタービン内部車室２からスムーズに蒸気を排気するためものである。フローガイド４は、略円錐台形状の筒体であり、軸受コーン３の外周面と同様に下流側に大径側を向けた姿勢で、最終段動翼６Ｆよりも下流側に設置され、タービン内部車室２の内周に連続するようにして設置されている。
【００１９】
［１−２．ドレン排出構造］
背景技術の欄でも上述したように、最終段静翼７Ｆにおいて、蒸気の湿り度が高くなり凝縮水（以下「ドレン」と呼ぶ）が多く発生する。そこで、図２に示すように、最終段静翼７Ｆの下流側に配置された最終段動翼６Ｆへドレンが多く衝突して最終段動翼６Ｆにエロージョンが発生しないようにするため、最終段静翼７Ｆの下流側且つ最終段動翼６Ｆの上流側にドレンキャッチャ１１（図１では省略）が設けられている。
【００２０】
ドレンキャッチャ１１は、構造体２１と、この構造体２１に対し軸方向Ａに隣設された構造体４１とに跨って形成されたポケット形状のものであり、その開口１３を蒸気通路１０に向けて設置されている。構造体２１は、タービン内部車室２の下流端を構成するものであり、構造体４１は、フローガイド４の上流端を構成するものである。また構造体２１はタービン内部車室２の蒸気１００の流れをガイドしている。
蒸気１００の一部が最終段静翼７Ｆでの熱落差により凝縮してドレンとなり、遠心力により矢印１０１で示すように外周側に偏って流れ（そこで以下「ドレン１０１」とも表記する）、ドレン１０１はドレンキャッチャ１１に回収される。
【００２１】
構造体２１の径方向に広がる一端面２１ａと、構造体４１の径方向に広がる他端面４１ａとの間には全周に亘って（すなわちリング状の）相互隙間１４が、最終段静翼７Ｆの翼根（基端部）７１の近傍から径方向Ｒで外側に延設されている。この相互隙間１４は、その内周側がドレンキャッチャ１１の内部空間１２の外周側に連通すると共に、その外周側が、タービン外部車室５の径方向内側に設けた蒸気通路１０と連通する内部空間５２を介して図示しない真空吸引装置に接続している。これにより、ドレンキャッチャ１１に回収された（内部空間１２内の）ドレン１０１は、相互隙間１４、ドレン排出溝の出口１４ｏｕｔ、及び内部空間５２を介して真空吸引装置により吸引されて、ドレンキャッチャ１１から排出・除去されるようになっている。したがって、全周に亘る相互隙間１４によりリング状のドレン排出溝（排出溝）が構成されている。そこで、以下、相互隙間１４を「ドレン排出溝１４」とも表記する
【００２２】
構造体２１と構造体４１とは何れも環状に形成されており、周方向に所定の隙間間隔を空けて複数のボルト（締結部材）９により構造体４１が構造体２１に固定されている。また、ドレン排出溝１４を画成する構造体２１の径方向に広がる一端面（以下、「平坦面」と呼ぶ）２１ａと構造体４１の径方向に広がる他端面（以下、「平坦面」と呼ぶ）４１ａとはそれぞれ径方向に沿って互いに略平行な平坦面として構成されている。この平坦面２１ａ，４１ａの相互間すなわちドレン排出溝１４内には、各ボルト９に挿通された座金９１が配置されており、この座金９１の厚さによりドレン排出溝１４の軸方向Ａの寸法（以下、「溝幅寸法」とも呼ぶ）が所定寸法値（以下、「溝幅寸法値」とも呼ぶ）に設定されている。つまり、各ボルト９を、各座金９１が構造体２１と構造体４１とに挟持されるまでねじ込むことにより、各座金９１の厚さ寸法値Ｔがドレン排出溝１４の溝幅寸法として規定されるようになる。なお、図２では、便宜的に、座金９１の厚さ（溝幅寸法）Ｔを大きめに示している。
【００２３】
この幅寸法Ｔは、個々の蒸気タービン５０に対して個別設計されてもよいが、一般には蒸気タービン５０の型式によって標準化されることが多く、蒸気タービン５０の型式が同一のものについては、同一の寸法値が溝幅寸法値Ｔとして設定されていてもよい。
ここで、蒸気タービンの型式とは、一例としてタービンの形式（タイプ）と排気の分流数と最終段動翼の翼長を表した記号のことを指していて（タービンの形式（タイプ）と排気の分流数と最終段動翼の翼長とに規定されるものであって）、定格出力とは必ずしも同一にならないものである。
【００２４】
そして、本発明の特徴であるが、ドレン排出溝１４の内部には、ドレン排出溝１４の所定間隔の相互隙間により規定される流路断面積の一部を塞ぐように、スペーサ８が設けられている。スペーサ８について図２及び図３を参照して説明する。
スペーサ８は、図３に示すように、一定の径方向寸法Ｗを有するリング状のプレートにより構成されており、蒸気タービン５０の軸心線ＣＬ（図１参照）上に、その円中心Ｏｓを一致させて、蒸気タービン５０へ取り付けられる。また、スペーサ８は、蒸気タービン５０へ取り付けた際に、ドレン排出溝１４内に位置するように内径Ｄｉｎ及び外形Ｄｏｕｔが設定されている。
また、スペーサ８は、水平面に対して鉛直上下方向に上スペーサ８ａと下スペーサ８ｂとに２分割されており、上スペーサ８ａと下スペーサ８ｂとが、それぞれが、内部車室２ａと下内部車室２ｂに対応して設けられる。
さらに、スペーサ８には、厚み方向（軸方向Ａ）に略平行に貫通する貫通穴（孔部）８１が周方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられている。この貫通穴８１は、スペーサ８を、蒸気タービン５０へ取り付けた際に、ボルト９（図２参照）が挿通するとともに、座金９１が嵌め込まれて固定されるように設けられたものであり、ボルト９の配置と一致するようボルト９と同ピッチで配置されている。
【００２５】
スペーサ８は、図２に示すように、構造体２１の平坦面２１ａと構造体４１の平坦面４１ａとの何れか一方（本実施形態では平坦面２１ａ）に固定される。本実施形態では、スペーサ８の固定は、上スペーサ８ａと下スペーサ８ｂとを、上内部車室２ａの構造体２１と下内部車室２ｂの構造体２１とに対して、上スペーサ８ａと下スペーサ８ｂとの貫通穴８１に座金９１が入り込む位置で、上スペーサ８ａと下スペーサ８ｂとの外周端面又は内周端面の一部を構造体２１に点付溶接することにより行われる。このため、スペーサ８の材質には、構造体２１と溶接し易いように構造体２１と同じ材質（例えば炭素鋼であるＳＳ４００）を使用するのが好ましい。但し、スペーサ８の材質は、構造体２１と同じ材質に限定されるものではない。
また、スペーサ８は均一の厚さを有しており、図２に示すように、溝幅寸法値Ｔよりも小さな一定の厚さ寸法値ｔを有している。したがって、ドレン排出溝１４の実質的な溝幅寸法である有効溝幅寸法値Ｔａは、溝幅寸法値Ｔから、スペーサ８の厚さ寸法値ｔを減じた厚さとなる（Ｔａ＝Ｔ−ｔ）。すなわち、ドレン排出溝１４の流路断面積（ドレン排出溝１４の入口１４ｉｎから出口１４ｏｕｔに向かって流れるドレン１０１の流通方向に対して垂直な断面）がスペーサ８によって調整されている。
【００２６】
［１−３．ドレン排出溝の流路断面積の調整方法］
本発明の第１実施形態の溝幅寸法値Ｔ及びスペーサ８の厚さ寸法値ｔの設定方法（ドレン排出溝の流路断面積の調整方法）について図４を参照して説明する。
図４は、ドレン排出溝１４からの蒸気排出流量Ｆｏｕｔを共通の横軸として、タービン出力Ｌｔと最終段動翼６Ｆにおける蒸気の湿り度Ｍをそれぞれ縦軸とするグラフを並べて示す模式図である。最終段動翼６Ｆに到着するドレン量ＤＲと最終段動翼６Ｆを通過する蒸気５０の湿り度Ｍとは相関関係があるので、縦軸の湿り度Ｍをドレン量ＤＲに置き換えることもできる。
湿り度Ｍ１は、最終段動翼６Ｆにエロージョンが発生するおそれが低い湿り度である。湿り度Ｍ２は、蒸気タービンの仕様（出力）や運用条件（蒸気条件や真空排気条件）などに相違があっても湿り度Ｍ１を越えないように余裕代ΔＭを減じた値である。
ここで、蒸気タービンの仕様や運用条件（蒸気条件や真空排気条件）などの相違とは、蒸気タービンの型式が同一である場合において、仕様や運用条件に相違があっても溝幅寸法値Ｔを同一寸法とした蒸気タービン間における前記相違のことである。また、同一の蒸気タービンにおいて長期運用による当該蒸気タービンの種々の条件の変化による相違も含まれるものである。
【００２７】
溝幅寸法値（標準値）Ｔは、上述したように標準化されており、この余裕代ΔＭを見込んだ湿り度Ｍ２に基づいて設定される。詳しくは、蒸気通路１０を流通する蒸気流量と湿り度Ｍ２とから決まるドレン量ＤＲを排出できるように決定される。つまり、溝幅寸法値Ｔ（ひいてはドレン排出溝１４の流路断面積）を、湿り度Ｍが湿り度Ｍ２となるように大きめに設定する。（以上、流路断面積設定ステップ。）
ここで、溝幅寸法を溝幅寸法値Ｔに設定するとドレン排出溝１４から排出される蒸気排出流量Ｆｏｕｔは、蒸気排出流量値Ｓ２となり、タービン出力Ｌｔはタービン出力値Ｌｔ２となる。これに対して、余裕代ΔＭを見込まない湿り度Ｍ１では、蒸気排出流量Ｆｏｕｔは、蒸気排出流量値Ｓ２よりも少ない蒸気排出流量値Ｓ１となり、タービン出力Ｌｔは、タービン出力値Ｌｔ２よりも大きなタービン出力値Ｌｔ１となる。
【００２８】
これは、標準化された溝幅寸法値Ｔは、湿り度Ｍに、蒸気タービンの仕様や運用条件などの相違を吸収するための余裕代を見込んで大きく設定されているため、この分、ドレン排出溝１４から排出されてしまう蒸気量が増えてタービン出力ＬｔがΔＬｔだけ低下してしまうことを示している。
そこで、蒸気排出流量Ｆｏｕｔが、動翼６Ｆにエロージョンが生じるおそれのない範囲において最適設定点である蒸気排出流量値Ｓ１にできるだけ近づくように、スペーサ８を使用することで、ドレン排出溝１４の流路断面積を容易に減少させる方向に調節することができる。（以上、流路断面積調整ステップ。）また、蒸気タービンの仕様や運用条件などの相違が発生した場合には、スペーサ８を別のものに交換することで、容易にドレン排出溝１４の流路断面積の再調整が可能である。
【００２９】
［１−４．効果］
本発明の第１実施形態によれば、ドレン排出溝１４の溝幅寸法を標準化できる。これにより、ドレン排出溝１４の溝幅寸法に関連する部分（例えばフローガイド４）を、蒸気タービン毎に個別に設計することが不要となるので、設計の効率化を図ることができる。
さらには、ドレン排出溝１４の流路断面積を、スペーサ８の板厚ｔを調整するだけで、最終段動翼６Ｆのエロージョンの発生を抑制しつつ、蒸気タービン５０の回転駆動に寄与することなくドレン排出溝１４から排出されてしまう蒸気排出量Ｆｏｕｔを抑制してタービン効率を向上させると共に、蒸気の湿り度が適切な湿り度まで低下するように、過剰なドレンを排出溝１４から排出してエロ―ジョンリスクを低くすることができる。
また、蒸気タービン５０の運用開始後に、蒸気条件や真空排気条件などの運用条件が変更され、ドレン排出溝１４の流路断面積の調整が必要になった場合でも、適切な板厚ｔのスペーサ８に交換するだけで（スペーサ８がそもそも取り付けられていない場合にはスペーサ８を追設するだけで）対応が可能となる。
また、貫通穴８１を設けることで、構造体２１,４１を接続するボルト９、及び、構造体２１と構造体４１とで挟持される座金９１への干渉を防止することができると共に、貫通穴８１とボルト９及び座金９１との位置をあわせることで構造体４１に対するスペーサ８の位置決めを容易に行える。
【００３０】
［１−５．その他］
【００３１】
（１）上記実施形態では、スペーサ８の固定は、スペーサ８の外周と構造体２１とを溶接することにより行ったが、ボルト９により構造体２１，４１と伴締めするようにしてもよい。具体的には、貫通穴８１をボルト９がちょうど挿入できる径とし、座金９１によりスペーサ８の平坦面（構造体２１の平坦面２１ａまたは構造体４１の平坦面４１ａと面する平面）を押えるようにする。ここで座金の厚さは、ドレン排出溝１４の実質的な溝幅寸法である有効溝幅寸法値Ｔａと同じであるものを用いる。したがって、座金９１の厚さ＝有効溝幅寸法値Ｔａ＝（溝幅寸法値Ｔ−スペーサ８の厚さ寸法値ｔ）となる。
これにより、構造体２１，４１の接続とスペーサ８の固定とを一体に行うことができる。
【００３２】
（２）上記実施形態ではスペーサ８を２分割体として構成したが、施工性などを考慮して、周方向に対して更に分割（例えば上下に加えて左右にも分割）して、複数の分割体（以下、「スペーサ分割体」と呼ぶ）により構成してもよい。この場合、スペーサ分割体ごとにスペーサ８の厚さ寸法値を変更することで、蒸気タービンの周方向位置に応じて有効溝幅を変更することができる。例えば、ドレンは、重力の影響で蒸気通路１０の鉛直下方側に集中しやすいので、鉛直上方に配置されるスペーサ分割体の板厚を厚めにして有効溝幅を狭くし、鉛直下方に配置されるスペーサ分割体の板厚を薄めにして有効溝幅を広めにことにより、上方においては蒸気の排出の抑制を優先し、下方においてはドレンの排出を優先することができる。
【００３３】
［２．第２実施形態］
［２−１．ドレン排出構造］
本発明の第２実施形態としてのドレン排出構造について、図５（ａ），（ｂ）を参照して説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
本発明の第２実施形態としてのドレン排出構造は、第１実施形態のドレン排出構造（図２参照）において、スペーサ８に替えて、図５（ａ），（ｂ）に示すスペーサ８Ａを使用する。
スペーサ８Ａは、図５（ａ）に示すように、周方向に対して複数（本実施形態では８個）のスペーサ分割体８２に分割されている。これらのスペーサ分割体８２は、蒸気タービン５０へ取り付けた際には、各相互間に隙間δ（本実施形態では同一幅の隙間δ）が設けられるようになっている。
各スペーサ分割体８２は、図５（ｂ）に示すように、厚さ寸法を、ドレン排出溝１４の幅寸法と同じ寸法値Ｔに設定しており、蒸気タービン５０への取り付け時に、平坦面２１ａ，４１ａ（図２参照）により挟みつけられるようにしている。このため、各スペーサ分割体８２の厚さの製作公差はプラス公差として、スペーサ分割体８２と平坦面２１ａとの相互間及びスペーサ分割体８２と平坦面４１ａとの相互間に隙間が発生しないようにするのが好ましい。
【００３５】
また、本実施形態では、スペーサ８Ａは、ボルト９（図２参照）の位置に応じて分割されている（図５（ａ）では、各スペーサ分割体８２はボルト９の位置にあわせて８個配置される）。このため、各スペーサ分割体８２には、図５（ｂ）に示すように、外周縁の周方向中央に、蒸気タービン５０へ取り付ける際に、ボルト９や座金９１（図２参照）と干渉しないようにＵ型の切欠き（孔部）８２ａが設けられている。図５（ａ）では、各スペーサ分割体８２の数量もボルト９の数量もそれぞれ８個の例を示しているが、実機の多くは、ボルト９の数量が、より多数になるので、各スペーサ分割体８２に対してＵ型の切欠き（孔部）８２ａを１カ所に限らず２箇所設けてもよいし、切欠き８２ａが１カ所のスペーサ分割体８２と、切欠き８２ａが２箇所のスペーサ分割体８２とを組合せてもよい。但し、ドレンの排出を円周方向に均一にする場合は、スペーサ８Ａの円中心Ｏｓに対して対称となるように配置すること（周方向にスペーサ分割体８２が均等に配置され、周方向に隙間δが均等に配置されること）がこのましい。
なお、各スペーサ分割体８２の数量とボルト９の数量とは必ずしも一致しなくてもよい。
【００３６】
さらに、スペーサ８Ａには貫通穴８２ｂが設けられている。貫通穴８２ｂは、この配置に限定されるものでないが、本実施形態では、切欠き８２ａの周方向両側それぞれに設けられている。これらの貫通穴８２ｂは、各スペーサ分割体８２を蒸気タービン５０へ取り付ける際に、各スペーサ分割体８２を、平坦面２１ａ及び平坦面４１ａの少なくとも一方に溶接するためのものである。すなわち、例えば、貫通穴８２ｂを画成する内周面（貫通穴８２ｂの周囲の壁面）８２ｃと、平坦面２１ａとの相互間を、スポット溶接（例えば図５（ｂ）における上下２箇所でのスポット溶接）又は全周溶接することで、各スペーサ分割体８２が蒸気タービン５０へ固定される。貫通穴８２ｂを画成する前記内周面８２ｃには開先を形成するのが好ましい。
【００３７】
各スペーサ分割体８２は、上述した通り、厚さ寸法が、ドレン排出溝１４の幅寸法と同じ寸法値Ｔに設定されているので、ドレン排出溝１４を部分的に塞ぐことになるが、各スペーサ分割体８２の相互間に隙間δが設けられているので、この隙間δを通ってドレン１０１が排出される。この際のドレン排出溝１４の実質的な断面積（有効流路断面積Ｓａ）は、スペーサ分割体８２の厚さ寸法値Ｔ，隙間δの長さ寸法値Ｌ及び隙間δの個数ｎを使用して下式（１）より求まる。
Ｓａ＝Ｔ×Ｌ×ｎ      …（１）
したがって、この隙間δの長さ寸法値Ｌを適宜の寸法値に設定することで（換言すればスペーサ分割体８２の周長を適宜の寸法値に設定することで）、ドレン排出溝１４の流路断面積を最適に調整できる。
この他の構成は、上記第１実施形態と同様のであるので説明を省略する。
【００３８】
［２−２．効果］
本発明の第２実施形態によれば、各スペーサ分割体８２の相互間の隙間δを変更することで、容易にドレン排出溝１４の流路断面積を最適に調整できるので上記第１実施形態と同様の効果が得られる。また取り付けるスペーサ分割体８２の取り付けピッチを変更して、取り付け枚数を変更することもできる。例えば上記第２実施形態では、ボルト９の１本毎にスペーサ分割体８２を取り付けたが、ボルト９の２本毎に（１本おきに）スペーサ分割体８２を取り付けるようにして、取り付け枚数を半分にすることができる。したがって、スペーサ分割体８２の取り付け枚数を変更することで、隙間δの大きさや、周方向の隙間δの配置位置の変更ひいてはドレン排出溝１４の流路断面積の調整を容易に行える。また、同様に、スペーサ分割体８２の周長を変更するだけで隙間δの大きさの変更ひいてはドレン排出溝１４の流路断面積の調整を容易に行える。
【００３９】
［２−３．その他］
（１）上記第２実施形態では、複数のスペーサ分割体８２を同一形状としてその相互間の隙間δの幅寸法を同じ寸法としたが、隙間δの幅寸法を周方向位置に応じて変更することもできる。例えば、スペーサ分割体８２として周長が長いものと短いものとを二種類用意して、ある範囲では、周長の長いスペーサ分割体８２を並べ、その他の範囲では周長の短いスペーサ分割体８２を並べることで隙間δの幅寸法を周方向位置によって変更することができる。
或いは、切欠き８２ａの幅寸法を大きめにして、ボルト９と切欠き８２ａとの間に遊びを設けて、ボルト９に対するスペーサ分割体８２の取り付け位置を調整できるようにしても良い。ボルト９に対する取り付け位置をスペーサ分割体８２毎に設定することで、隙間δの幅寸法を周方向位置によって変更することができる。
【００４０】
隙間δの幅寸法を周方向位置によって変更することでドレンの排出に分布を持たせることができるので、使用方法を多様化できる。例えば、ドレンは、重力の影響で蒸気通路１０の鉛直下方に集中しやすいので、鉛直上方に配置されるスペーサ分割体８２の相互間の隙間δを狭くし、鉛直下方に配置されるスペーサ分割体８２の相互間の隙間δを狭くすることにより、上方においては蒸気の排出の抑制を優先し、下方においてはドレンの排出を優先することができる。
【００４１】
（２）上記第２実施形態では、ボルト９や座金９１との干渉を防止するための切欠き８２ａを、図５（ａ），（ｂ）に示すように、スペーサ分割体８２の外周縁に設けたが、スペーサ分割体８２の内周縁に設けてもよい。
【００４２】
（３）上記第２実施形態では、図５（ａ），（ｂ）に示すように、スペーサ分割体８２に溶接用の貫通穴８２ｂを設けたが、貫通穴８２ｂを省略しても良い。この場合、スペーサ分割体８２の外周面（外側円周面）又は内周面（内側円周面）を、構造体２１又は構造体４１（図２参照）に直接又は当て板を介して点付溶接することで、スペーサ分割体８２を構造体２１又は構造体４１に固定することができる。
この場合、ボルト９や座金９１（図２参照）との干渉を防止するための孔を、外周縁に開口した切欠き８２ａにより形成していることもあって、構造体２１と構造体４１（フローガイド４）とを組み付けたまま、スペーサ分割体８２を蒸気タービン５０に固定することができる。つまり、構造体２１，４１を組み付けた状態で、スペーサ分割体８２を、切欠き８２ａ内にボルト９や座金９１が収まるように、内周側から構造体２１，４１の間に挿入し、その後、タービン内部車室２の外側又は内側から、スペーサ分割体８２と構造体２１又は構造体４１とを溶接することができる。したがって、既設の蒸気タービン５０に対してスペーサ分割体８２の取り付けが容易になる。
【００４３】
［３．その他］
（１）上記第１実施形態では、ドレン排出溝１４に対して周方向に隙間なく設けたスペーサ８の厚みｔにより、ドレン排出溝１４の流路断面積を調整し、上記第２実施形態では、ドレン排出溝１４に対して厚さ方向（軸方向Ａ）に隙間なく設けた複数のスペーサ分割体８２の相互間隙間の長さ寸法δにより、ドレン排出溝１４の流路断面積を調整したが、流路断面積の調整手法はこれらに限定されない。
例えば、上記第１実施形態において、スペーサ８に厚肉部と薄肉部とを周方向に交互に並べてもよいし、上記第２実施形態において、スペーサ分割体８２の厚さ寸法を、ドレン排出溝１４の溝幅寸法値Ｔよりも薄く設定してもよい。
要するに、ドレン排出溝１４の流路断面積を変更できるものであれば（異なる表現をすればドレン排出溝１４の入口１４ｉｎと出口１４ｏｕｔとの連通状態を保持しつつ、ドレン排出溝１４におけるドレン１０１の流通に抵抗を付与するものであれば）、スペーサやスペーサ分割体の形状は何ら限定されない。
【００４４】
（２）上記各実施形態では、スペーサ８及びスペーサ８Ａ（スペーサ分割体８２）と別体に、ドレン排出溝１４の溝幅寸法を規定する座金９１を使用したが、スペーサ８及びスペーサ８Ａ（スペーサ分割体８２）に、溝幅寸法を規定する凸部を一体に設けてもよい。具体的な構成としては、スペーサ８の貫通穴８１の周囲にリング状の凸部を設けたり、スペーサ８ＡのＵ型の切欠き８２ａの周囲にＵ型の凸部を設けたりする構成が例示される。
【００４５】
（３）上記各実施形態では、最終段動翼６Ｆに対して設けられたドレンキャッチャ１１及びドレン排出溝１４に、本発明を適用した例を説明したが、本発明はこれに限定されない。地熱発電用の蒸気タービンでは、蒸気温度が低いことから、最終段動翼よりも上流側でドレンが多く発生するので、最終段動翼よりも上流側の動翼に対してドレンキャッチャ及びドレン排出溝が設けられる。本発明は、このような最終段動翼よりも上流側の動翼に対して設けられたドレンキャッチャ及びドレン排出溝にも適用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１  タービンロータ
２  タービン内部車室
５  タービン外部車室
６  動翼
６Ｆ  最終段動翼
７  静翼
７Ｆ  最終段静翼
８，８Ａ  スぺーサ
９  ボルト
１０  蒸気通路
１１  ドレンキャッチャ
１２  ドレンキャッチャ１１の内部空間
１３  開口
１４  相互隙間，ドレン排出溝（排出溝）
１４ｉｎ  ドレン排出溝の入口
１４ｏｕｔ  ドレン排出溝の出口
２１  構造体
２１ａ  平坦面
４１  構造体
４１ａ  平坦面
５０  蒸気タービン
７１  最終段静翼７Ｆの翼根（基端部）
８１  貫通穴（孔部）
８２  スペーサ分割体
８２ａ  切欠き（孔部）
８２ｂ  貫通穴
８２ｃ  貫通穴８２ｂを画成する内周面
９１  座金
１００  蒸気
１０１  凝縮水（ドレン）
Ａ  軸方向
ＣＬ  蒸気タービン５０の軸心線
Ｄｉｎ  スペーサ８の内径
Ｄｏｕｔ  スペーサ８の外径
Ｌ  隙間δの長さ寸法値
Ｍ  蒸気１００の湿り度
Ｍ１  エロージョンが発生するおそれのない湿り度
Ｍ２  余裕代ΔＭを含んだ湿り度
ΔＭ  余裕代ΔＭ
Ｒ  径方向
Ｔ  座金９１の厚さ寸法値，溝幅寸法値，標準値
ｔ  スペーサ８の厚さ寸法値
Ｔａ  有効溝幅寸法値
Ｗ  スペーサ８の径方向寸法
Ｏｓ  スペーサ８の円中心
δ  スペーサ分割体８２の相互間の隙間
【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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