(57)【要約】【課題】ディフューザのより高い静圧回復力の向上を図るとともに、組立、分解作業の迅速化を図るタービン排気室を備える蒸気タービンを提供する【解決手段】本発明に係る蒸気タービンは、タービンケーシング２０を外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、内部ケーシングの出口側にチップフローガイド２６、ルートフローガイド２７およびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザ２９を備え、このディフューザ２９の出口側に外部ケーシングと前記ベアリングコーン３２とで囲われるタービン排気室３４を備えた蒸気タービンにおいて、チップフローガイド２６のうち、チップフローガイド上半部２６ａを第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２とに二分割し、分割した第１チップフローガイド２６ａ１を内部ケーシング上半部２６ａに固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイド２６ａ２をストラット３３で支持する構成にしたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドをストラットで支持する構成にしたことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項２】
ストラットは、ベアリングコーンから延設して第２チップフローガイドを支持する構成にしたことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項３】
ストラットは、第２チップフローガイドの周方向に沿い、横断中心線を基点に角度４５°以上の左右に振り分けた位置に配設させたことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項４】
タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記外部ケーシングのうち、外部ケーシング上半部に固設する補強リブで支持する構成にしたことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項５】
タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記外部ケーシングのうち、外部ケーシング上半部に固設する整流板で支持する構成にしたことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項６】
タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記外部ケーシングのうち、外部ケーシング上半部に固設する補強リブおよび整流板で支持する構成にしたことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項７】
補強リブは、第２チップフローガイドとの間に位置決め部を備えたことを特徴とする請求項４または６記載の蒸気タービン。
【請求項８】
タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記第１チップフローガイドとの間にシール部を装着したボックス部を備えたことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項９】
タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記第１チップフローガイドに着脱自在に接続する着脱部材を備えたことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項１０】
タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記第１チップフローガイドに着脱自在に組み込む嵌合部を備えたことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項１１】
タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記第１チップフローガイドに開閉自在に装着する蝶番部を備えたことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項１２】
タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部の一端部を内部ケーシング上半部に固設するとともに、チップフローガイド上半部の他端部の前記タービン排気室側の縁辺にベアリングコーン干渉回避部を形成したことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項１３】
ベアリングコーン干渉回避部は、短形状の切欠凹陥部であることを特徴とする請求項１２記載の蒸気タービン。
【請求項１４】
ベアリングコーン干渉回避部は、正弦曲線形状の切欠凹陥部であることを特徴とする請求項１２記載の蒸気タービン。
【請求項１５】
ベアリングコーン干渉回避部は、直線部分と曲線部分とを組み合わせた切欠凹陥部であることを特徴とする請求項１２記載の蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービンに係り、特に、膨張仕事を終えたタービン排気を下方（底部）から復水器に排出させる下方（底部）排出型のタービン排気室を備えた蒸気タービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の火力発電所等に適用される蒸気タービンでは、性能向上の強化が見直されており、その一つにタービン排気室がある。
【０００３】
このタービン排気室は、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器に供給するものであり、この構成として図１３に示すものがある。
【０００４】
図１３は、火力発電所等で最も多く使用されている２つのタービン段落が１つのタービンケーシングにまとめられたダブルフロー型（対向流型）と称する低圧タービンの例を示している。
【０００５】
この低圧タービンは、横断中心線Ｈを境にタービンケーシング１を二分割構造にする外部ケーシング上半部１ａ１および内部ケーシング上半部１ｂ１と、外部ケーシング下半部１ａ２および内部ケーシング下半部１ｂ２とを備える、いわゆる二重タービンケーシング構造になっている。
【０００６】
二重タービンケーシング構造の低圧タービンは、縦断中心線Ｖの頭部側に位置する蒸気入口部２に接続するクロスオーバ管等の連絡管３を備えるとともに、蒸気入口部２に交差し、横断面中心線Ｈに沿って延びるタービンロータ４を収容し、このタービンロータ４と内部ケーシング上半部１ｂ１および内部ケーシング下半部１ｂ２との間に蒸気が左右に分流して流れるダブルフロー型式の蒸気通路５ａ，５ｂを形成している。
【０００７】
ダブルフロー型式の蒸気通路５ａ，５ｂには、タービンロータ４の周方向に沿って環状列に配置するタービンノズル６ａとタービン動翼７ａとを組み合わせたタービン段落８ａがタービンロータ４の軸長方向に向って複数段落に亘って設けられている。
【０００８】
なお、複数に亘って設けられたタービン段落８ａのうち、タービンノズル６ａ１とタービン動翼７ａ１とを組み合わせた最初の段落をタービン初段落８ａ１と称し、タービンノズル６ａ２とタービン動翼７ａ２とを組み合わせた最終の段落をタービン最終段落８ａ２と称す。
【０００９】
タービン最終段落８ａ２の出口側には、その頂部に設けたチップフローガイド９と、その根元部に設けたルートフローガイド１０とで構成され、膨張仕事を終えたタービン排気１１の案内通路として使用する曲面拡開状のディフューザ１２と、タービンロータ４を軸支する軸受１３を覆設するベアリングコーン１４とが設けられている。ディフューザ１２とベアリングコーン１４とは、タービン最終段落８ａ２からのタービン排気１１を１箇所に集め反転させ復水器（図示せず）に案内するタービン排気室１５に連通している。
【００１０】
タービン排気１１の案内通路として使用されるディフューザ１２は、図１４に示すように、タービン排気１１を減速して静圧を回復させるものであり、静圧を回復させるために面積比Ａ２／Ａ１（ディフューザ１２の環状出口面積Ａ２とタービン最終段落８ａ２の環状開口面積Ａ１との面積比）を大きくしている。
【００１１】
しかし、面積比Ａ２／Ａ１を大きくすると、ディフューザ１２は、タービン排気１１の流れに剥離を発生させ、静圧の回復の妨げとなるので、ディフューザ長さＬ０Ｄ０と面積比Ａ２／Ａ１との制約を勘案して許される最大限の範囲内で面積比を確保し、効果的な静圧の回復を図っている。
【００１２】
一方、ディフューザ１２に連通するタービン排気室１５は、補強リブ１６を備えた外部ケーシング上半部１ａ１と外部ケーシング下半部１ａ２とで囲われて広い空間部を形成し、ディフューザ１２から外部ケーシング上半部１ａ１に流れたタービン排気１１を反転させ、反転させたタービン排気１１にディフューザ１２から外部ケーシング下半部１ａ２に流れたタービン排気１１と合流させ、その合流タービン排気を復水器（図示せず）に供給している。
【００１３】
このような構成を備える蒸気タービンにおいて、例えば、クロスオーバ管等の連絡管３から蒸気入口部２に供給された主蒸気（駆動蒸気）は、タービン段落８ａで膨張仕事をした後、復水器（図示せず）に供給されている間にタービン内部損失を発生させている。
【００１４】
タービン内部損失には、翼の形状に起因する翼型損失、翼列間を蒸気が通過する際に発生する二次流れ損失、膨張仕事中に発生する蒸気の湿り損失、クロスオーバ管等の連絡管３から発生する管路損失、ディフューザからタービン排気室を経て復水器に流れるタービン排気のタービン排気損失等がある。
【００１５】
これらの損失の中で、タービン排気損失は、全タービン内部損失の１０％〜２０％と非常に大きな割合を占めている。
【００１６】
タービン排気損失を少なくさせる発明には、例えば、特開平８−２６０９０４号公報（特許文献１参照）、特開平１１−２００８１４号公報（特許文献２参照）および特表２００２−５１０７６９号公報（特許文献３参照）等、数多く開示されているが、未だ完成の域に達しておらず、幾つかの問題が残されている。
【００１７】
タービン排気損失を如何にしてより一層少なくさせるかは、エネルギ資源の有効活用になり、ひいてはＣＯ２排出量等の環境破壊防止に寄与するだけに、現在、研究開発が進められているものの、模索中である。
【００１８】
【特許文献１】
特開平８−２６０９０４号公報
【００１９】
【特許文献２】
特開平１１−２００８１４号公報
【００２０】
【特許文献３】
特表２００２−５１０７６９号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、タービン排気損失には、リービング損失、フード損失、環状面積制限損失、ターンナップ損失等がある。
【００２２】
これらの損失のうち、フード損失は、タービン排気室から復水器までの圧力損失であり、タービン排気室の型式、形状、サイズ等に大きく依存する。
【００２３】
一般に、圧力損失は流速の二乗に比例すると言われているため、許される範囲で、タービン排気室のサイズを大きくして流速を低減することこそが効果が出るものの、タービン排気室のサイズにはコストや収容する建屋の大きさなどから種々の制約を受ける。
【００２４】
また、フード損失は、軸流速度、すなわちタービン排気室１５を通過する体積流量に依存する。
【００２５】
図１５は、縦軸に各タービン排気損失を表わし、横軸に軸流速度を表わした損失線図である。この損失線図において、フード損失は、ディフューザを含めたタービン排気室１５の設計に依存するものであるが、圧力損失を少なくさせるためには、許される範囲内でそのサイズを大きくすることが必要とされる。
【００２６】
図１４は、許される範囲内でタービン排気室を大きくしたものである。この場合、チップフローガイド９は、一端面を内部ケーシング上半部１ｂ１にボルト等の固定手段１７で固設する一方、その他端面とグランド部１８に係合するベアリングコーン１４の端面との間に隙間Ｘｇを設け、組立時の据付誤差等による調整を図っている。
【００２７】
ところが、最近のように、蒸気タービンの大容量化が求められてくると、タービン排気室１５は、性能向上の観点からより一層の圧力損失の低減化が必要とされている。このため、チップフローガイド９は、破線で示す延長させた部分Ｙまでディフューザ長さＬ１Ｄ１を長くし、静圧の回復力をより大きくさせようとすると、組立時、外部ケーシング上半部１ａ１を外部ケーシング下半部１ａ２に据え付けるとき、あるいは、分解時、外部ケーシング上半部１ａ１を外部ケーシング下半部１ａ２から離してクレーン等で吊り上げるとき、延長させた部分Ｙのチップフローガイド９に接触・干渉する等の問題があり、その作業に多くの労苦を要していた。
【００２８】
このため、蒸気タービンには、チップフローガイド９のディフューザ長さＬ１Ｄ１を長くして静圧回復力をより大きく確保させるとともに、外部ケーシング上半部１ａ１の外部ケーシング下半部１ａ２に対する組立・分解作業を容易に行なえるタービン排気室１５の実現が求められていた。
【００２９】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、ディフューザのより高い静圧回復力の向上を図るとともに、組立、分解作業の容易化との相反する機能を同時に満たすタービン排気室を備える蒸気タービンを提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設させるとともに、分割した残りの第２チップフローガイドをストラットで支持する構成にしたものである。
【００３１】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、ストラットは、ベアリングコーンから延設して第２チップフローガイドを支持する構成にしたものである。
【００３２】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、ストラットは、第２チップフローガイドの周方向に沿い、横断中心線を基点に角度４５°以上の左右に振り分けた位置に配設させたものである。
【００３３】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記外部ケーシングのうち、外部ケーシング上半部に固設する補強リブで支持する構成にしたものである。
【００３４】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記外部ケーシングのうち、外部ケーシング上半部に固設する整流板で支持する構成にしたものである。
【００３５】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記外部ケーシングのうち、外部ケーシング上半部に固設する補強リブおよび整流板で支持する構成にしたものである。
【００３６】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、補強リブは、第２チップフローガイドとの間に位置決め部を備えたものである。
【００３７】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記第１チップフローガイドとの間にシール部を装着したボックス部を備えたものである。
【００３８】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記第１チップフローガイドに着脱自在に接続する着脱部材を備えたものである。
【００３９】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１０に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記第１チップフローガイドに着脱自在に組み込む嵌合部を備えたものである。
【００４０】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１１に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設するとともに、分割した残りの第２チップフローガイドを前記第１チップフローガイドに開閉自在に装着する蝶番部を備えたものである。
【００４１】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１２に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記内部ケーシングの出口側にチップフローガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部の一端部を内部ケーシング上半部に固設するとともに、チップフローガイド上半部の他端部の前記タービン排気室側の縁辺にベアリングコーン干渉回避部を形成したものである。
【００４２】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１３に記載したように、ベアリングコーン干渉回避部は、短形状の切欠凹陥部であることを特徴とするものである。
【００４３】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１４に記載したように、ベアリングコーン干渉回避部は、正弦曲線形状の切欠凹陥部であることを特徴とするものである。
【００４４】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１５に記載したように、ベアリングコーン干渉回避部は、直線部分と曲線部分とを組み合わせた切欠凹陥部であることを特徴とするものである。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸気タービンの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００４６】
図１は、本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態を示す一部切欠上半部部分概念図である。
【００４７】
本実施形態に係る蒸気タービンは、横断中心線Ｈを境にタービンケーシング２０を二分割構造にする外部ケーシング上半部２０ａ１および内部ケーシング上半部２０ｂ１と、外部ケーシング下半部および内部ケーシング下半部（共に図示せず）とを備える、いわゆる二重タービンケーシング構造になっている。
【００４８】
二重タービンケーシング構造の蒸気タービンは、内部ケーシング上半部２０ｂ１に収容され、横断中心線Ｈに沿って軸方向に延びるタービンロータ２１を備えている。このタービンロータ２１と内部ケーシング上半部２０ｂ１との間に形成する蒸気通路２２には、タービンロータ２１に対して環状列に配置するタービンノズル２３とタービン動翼２４とを組み合わせて構成するタービン最終段落２５が設けられている。なお、外部ケーシング、内部ケーシング等の構成部品は、ほぼ軸対象になっているので、外部ケーシング下半部、内部ケーシング下半部等の説明は省略する。
【００４９】
タービン最終段落２５の出口側には、その頂部に設けた二分割構造のチップフローガイド２６と、その根元部に設けた二分割構造のルートフローガイド２７等とで構成され、膨張仕事を終え、蒸気通路２２から排出されるタービン排気２８の案内通路として使用する曲面拡開状のディフューザ２９と、タービンロータ２１を軸支する軸受３０を覆設し、端面ＥＷをグランド部３１で支持させた二分割構造のベアリングコーン３２とが設けられている。なお、二分割構造のベアリングコーン３２のそれぞれは、外部ケーシング上半部２０ａ１および外部ケーシング下半部２０ａ２のそれぞれに溶接等で接続し、一体構造にしている。
【００５０】
また、チップフローガイド２６は、チップフローガイド上半部２６ａを第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２とに二分割し、二分割した第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２との合わせ面ＪＳを、単に当接させるだけの無拘束にさせている。なお、第１第１チップフローガイド２６ａ１の他端面は、内部ケーシング上半部２０ｂ１にボルト等の固定手段２６ａ３で固設されている。
【００５１】
一方、第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２とに二分割するチップフローガイド２６、ルートフローガイド２７およびベアリングコーン３２等とで構成するディフューザ２９には、ベアリングコーン３２に固設され、第２チップフローガイド２６ａ２を支持する板状のストラット（支柱）３３が設けられている。
【００５２】
このストラット（支柱）３３は、ベアリングコーン３２の端面ＥＷから第２チップフローガイド２６ａ２の上流側の斜め前方に向って延び、第２チップフローガイド２６ａ２を支持している。
【００５３】
また、ストラット３３は、図２および図３に示すように、チップフローガイド上半部２６ａの周方向に沿い、横断中心線Ｈ１を基点に角度θ＝４５°以上左右に振り分け斜線部分Ｐの位置に配置される。この角度θ＝４５°以上は、タービン排気２８の旋回流等の乱れに伴って発生する振動等にも充分に抗し得るもので、実験で確認した好ましい設置位置である。なお、符号３６は蒸気入口部を、また、符号２６ｂは、チップフローガイド２６のうち、チップフローガイド下半部をそれぞれ示している。
【００５４】
一方、ディフューザ２９の出口側には、タービン排気室３４が設けられている。
【００５５】
このタービン排気室３４は、補強リブ３５を備える外部ケーシング上半部２０ａ１と、軸受３０を覆設するベアリングコーン３２とで囲われた広い空間を形成し、この広い空間で、ディフューザ２９から排出されたタービン排気２８を反転させて下方向に位置する復水器（図示せず）に供給している。
【００５６】
このような構成を備える蒸気タービンは、クロスオーバ管等の連絡管３７から蒸気入口部３６に供給される主蒸気（タービン駆動蒸気）をタービン段落で膨張仕事をさせ、タービン最終段落２５で膨張仕事を終えたタービン排気２８をディフューザ２９を介して外部ケーシング上半部２０ａ１等で囲われたタービン排気室３４と外部ケーシング下半部２０ａ２等で囲われたタービン排気室３４とに供給され、外部ケーシング上半部２０ａ１等で囲われたタービン排気室３４に供給されたタービン排気２８を反転させ、反転させたタービン排気２８を外部ケーシング下半部２０ａ２等で囲われたタービン排気室３４に供給されたタービン排気と合流させ、その合流タービン排気を復水器に供給している。
【００５７】
その際、蒸気タービンは、チップフローガイド２６ａのうち、チップフローガイド上半部２６ａを第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２とに二分割し、二分割した第１チップフローガイド２６ａ１の一端面を内部ケーシング上半部２６ｂ１にボルト等の固定手段２６ａ３で固設する一方、二分割した残りの第２チップフローガイド２６ａ２をストラット３３で支持させ、第２チップフローガイド２６ａ２を第１チップフローガイド２６ａ１との合わせ面ＪＳから下流側に向って距離Ｘｇに延設し、ディフューザ長さＬ１Ｄ１を従来に較べてより一層長くする構成にしたので、より一層高い静圧の回復力を確保することができ、タービン排気２８にストラット３３から与えられる整流効果とともに、安定した流れを与えてタービン排気損失をより一層少なくさせることができる。
【００５８】
また、本実施形態は、ディフューザ２９を構成するチップフローガイド上半部２６ａを第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２とに二分割し、二分割したチップフローガイド上半部２６ａのうち、第２チップフローガイド２６ａ２をベアリングコーン３２に固設するストラット３３で支持させたので、外部ケーシング上半部２０ａ１と一緒に第２チップフローガイド２６ａ２を移動させることができ、組立、分解作業の迅速化を図ることができる。
【００５９】
なお、本実施形態は、チップフローガイド上半部２６ａの端部ｑをベアリングコーン３２の端面ＥＷから下流側に向って距離Ｘｇに延設させるために、チップフローガイド上半部２６ａをストラット３３で支持させたが、この例に限らず、例えば、図４に示すように、外部ケーシング上半部２０ａ１に設けた補強リブ３５を延設し、延設した補強リブ３５を利用して二分割した第２チップフローガイド２６ａ２を接続させ、この第２チップフローガイド２６ａ２の端部ｑを図示のように延設し、ディフューザ長さＬ１Ｄ１を長くしてもよい。この場合、補強リブ３５と二分割した第２チップフローガイド２６ａ２とは、位置決め部３８で据付調整した後、接続部３９で互いが固設される。なお、二分割した他方の第１チップフローガイド２６ａ１は、内部ケーシング上半部２０ｂ１にボルト等の固定手段２６ａ３で固設される。
【００６０】
また、別の例として、例えば、図５に示すように、整流板４０単独または整流板４０と補強リブ３５との組み合わせのうち、少なくともいずれか一方でチップフローガイド上半部２６ａのうち、第２チップフローガイド２６ａ２を支持させてもよい。
【００６１】
従来、蒸気タービンは、ディフューザ２９から出るタービン排気のうち、チップフローガイド上半部２６ａ側から出たタービン排気２８が外部ケーシング上半部２０ａ１に向う際、内部ケーシング上半部２０ｂ１の入口側に向うタービン排気２８の流れを防止し、良好に反転させて下方（外部ケーシング下半部側）に向わせるために、外部ケーシング上半部２０ａ１に整流板４０を設けることがある。
【００６２】
本例は、この点に着目したもので、ディフューザ長さＬ１Ｄ１を長くしたチップフローガイド上半部２６ａのうち、第２チップフローガイド２６ａ２を整流板４０単独または整流板４０と補強リブ３５との組み合わせのうち、少なくともいずれか一方で支持させたものである。
【００６３】
したがって、本例でも、外部ケーシング上半部２０ａ１と一緒に第２チップフローガイド２６ａ２を移動させることができるので、ディフューザ長さＬ１Ｄ１を長くしても、その組立、分解作業を容易に行うことができる。
【００６４】
図６は、本発明に係る蒸気タービンの第４実施形態を示す部分概念図である。
【００６５】
本実施形態に係る蒸気タービンは、チップフローガイド上半部２６ａを第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２とに二分割することに伴って形成され微細な隙間Ｌに、第１チップフローガイド２６ａ１の端部と第２チップフローガイド２６ａ２の端部とでボックス部４１ａを形成し、このボックス部４１ａに弾性部材等のシール部４１を装着し、タービン排気２８の逆流によるディフューザ２９への流入を防止したものである。
【００６６】
本実施形態に係る蒸気タービンは、ディフューザ２９から出るタービン排気の静圧回復力をより一層高めるため、ディフューザ長さＬ１Ｄ１をより長くし、長くしたディフューザ２９を構成するチップフローガイド上半部２６ａを第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２とに二分割し、二分割した第１チップフローガイド２６ａ１の一端面を固定手段２６ａ３で内部ケーシング上半部２６ｂ１に固設し、二分割した残りの第２チップフローガイド２６ａ２をストラット３３で支持すると、第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２との間に微細な隙間Ｌができる。
【００６７】
この場合、ディフューザ２９の入口側における静圧Ｐ１とディフューザの出口側における静圧Ｐ２とは、Ｐ１＜Ｐ２の関係になっているから、タービン排気２８は第２チップフローガイド２６ａ２の出口の外側から隙間Ｌに向って逆流し、この隙間Ｌからディフューザ２９内に流入することが考えられる。
【００６８】
しかも、隙間Ｌが半径方向に向っていると、ディフューザ２９に流入するタービン排気の流れは、チップフローガイド上半部２６ａの内壁面の流れを引き剥し、逆流させ、境界層をより一層発達させる要因になる。
【００６９】
本実施形態は、この点を考慮したもので、チップフローガイド上半部２６ａを、第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２とに二分割し、二分割した第１チップフローガイド２６ａ１の端面と第２チップフローガイド２６ａ２の端面とのうち、いずれか一方にボックス部４１ａを形成し、ボックス部４１ａにシール部４１を装着し、第１チップフローガイド２６ａ１の端面と、第２チップフローガイド２６ａ２の端面との間に形成される隙間Ｌに逆流するタービン排気２８の流入を防止したものである。
【００７０】
したがって、本実施形態によれば、チップフローガイド上半部２６ａの内壁面側を流れるタービン排気２８の剥離を抑制でき、これに伴って静圧回復力をより一層向上させることができる。
【００７１】
図７は、本発明に係る蒸気タービンの第５実施形態を示す部分概念図である。
【００７２】
本実施形態に係る蒸気タービンは、チップフローガイド上半部２６ａを第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２とに二分割し、二分割した第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２の全長を長くし、タービン排気２８の静圧をより一層多く回復させる場合、外部ケーシング上半部（図示せず）を据付・分解移動させる際、二分割した第２チップフローガイド２６ａ２に衝突・干渉が起こることを防止したもので、内部ケーシング上半部２０ｂ１に固定手段２６ａ３で固設した第１チップフローガイド２６ａ１に第２チップフローガイド２６ａ２を着脱自在に取り付けることのできる、例えば、ボルト等の着脱部材４１ｂを備えたものである。
【００７３】
このように、本実施形態は、チップフローガイド上半部２６ａを第１チップフローガイド２６ａ１と第２チップフローガイド２６ａ２とに二分割し、二分割した第１チップフローガイド２６ａ１に第２チップフローガイド２６ａ２を着脱自在に取り付けられる着脱部材４１ｂを備え、第２チップフローガイド２６ｂ２の取付・取外しを容易にする構成にしたので、外部ケーシング上半部の据付、開放を容易に行わせることができる。
【００７４】
なお、第２チップフローガイド２６ａ２は、外部ケーシング上半部の据付後、着脱部材４１ｂを介して第１チップフローガイド２６ａ１に取り付けられる。また、外部ケーシング上半部の分解の際、第２チップフローガイド２６ａ２は、先に取り外される。
【００７５】
また、本実施形態は、第２チップフローガイド２６ａ２が第１チップフローガイド２６ａ１に容易に取付・取外しが行えるように、着脱部材４１ｂを設けたが、この例に限らず、例えば、図８に示すように、第１チップフローガイド２６ａ１および第２チップフローガイド２６ａ２に凸部４２、凹部４３を形成する嵌合部４４にしてもよく、さらに、例えば、図９に示すように、蝶番部４５を設けてもよい。
【００７６】
図１０は、本発明に係る蒸気タービンの第８実施形態を示す部分概念図である。
【００７７】
本実施形態に係る蒸気タービンは、ディフューザ２９を構成する曲面拡開状のチップフローガイド２６の横断中心線Ｈｏで分割したチップフローガイド上半部２６ａとチップフローガイド下半部２６ｂとのうち、チップフローガイド上半部２６ａのタービン排気２８の出口側で、横断中心線Ｈｏと交差する側の縁辺４６にベアリングコーン干渉回避部４７を形成し、チップフローガイド２６の組立、分解の際、ベアリングコーン３２との衝突、干渉を防止させたものである。
【００７８】
このベアリングコーン干渉回避部４７は、チップフローガイド上半部２６ａの軸方向長さＸｓに対し、距離Ｘｓｎまで切り込んだ短形状の切欠凹陥部４８になっている。
【００７９】
このように、本実施形態はチップフローガイド上半部２６ａのタービン排気２８の出口側で、横断中心線Ｈｏと交差する側の縁辺４６にベアリングコーン干渉回避部４７を形成し、チップフローガイド２６の組立、分解の際、ベアリングコーン３２との衝突、干渉を防止させる構成にしたので、チップフローガイド２６またはベアリングコーン３２と一体結合の外部ケーシング上半部の組立、分解の際、作業者の労力をより一層軽減させることができる。
【００８０】
なお、本実施形態は、チップフローガイド上半部２６ａのタービン排気２８の出口側で、横断中心線Ｈｏと交差する側の縁辺４６に切込み距離Ｘｓｎのベアリングコーン干渉回避部４７を設けたが、この例に限らず、例えば図１１に示すように、ベアリングコーン干渉回避部４７を切込み距離Ｘｓｎの正弦曲線形状の切欠凹陥部４８に形成してもよく、また、図１２に示すように、ベアリングコーン干渉回避部４７を切込み距離Ｘｓｎの直線部分ＳＬと曲線部分ＣＬとを組み合わせた切欠凹陥部４８にしてもよい。
【００８１】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る蒸気タービンは、タービン最終段落の出口側に設けたタービン排気室のディフューザを構成するルートフローガイド、ベアリングコーン、チップフローガイドのうち、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、二分割した第１チップフローガイドを内部ケーシング上半部に固設し、二分割した残りの第２チップフローガイドをベアリングコーンに固設させたストラットで支持させ、ディフューザ長さをより一層長くさせる構成にしたので、タービン排気の静圧回復力をより一層向上させてタービン排気損失を少なくさせることができる。
【００８２】
また、本実施形態は、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、二分割した第１チップフローガイドに残りの第２チップフローガイドを着脱させる際、構造簡易な着脱手段を備えたので、第２チップフローガイドの組立分解を容易に行うことができ、作業者の労力を軽減させることができる。
【００８３】
また、本実施形態は、チップフローガイド上半部を第１チップフローガイドと第２チップフローガイドとに二分割し、二分割した第２チップフローガイドにベアリングコーン干渉回避部を形成したので、ベアリングコーンを一体結合の外部ケーシング上半部を据付け、分割するとき、その作業を容易に行うことができ、作業者の労力を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態を示す一部切欠上半部部分概念図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視方向から見た切断断面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視方向から切断した平面図。
【図４】本発明に係る蒸気タービンの第２実施形態を示す一部切欠上半部部分概念図。
【図５】本発明に係る蒸気タービンの第３実施形態を示す一部切欠上半部部分概念図。
【図６】本発明に係る蒸気タービンの第４実施形態を示す部分概念図。
【図７】本発明に係る蒸気タービンの第５実施形態を示す部分概念図。
【図８】本発明に係る蒸気タービンの第６実施形態を示す部分概念図。
【図９】本発明に係る蒸気タービンの第７実施形態を示す部分概念図。
【図１０】本発明に係る蒸気タービンの第８実施形態を示す概念図。
【図１１】本発明に係る蒸気タービンの第９実施形態を示す概念図。
【図１２】本発明に係る蒸気タービンの第１０実施形態を示す概念図。
【図１３】従来の蒸気タービンのうち、低圧タービンを示す縦断面図。
【図１４】従来のタービン排気室を示す一部切欠上半部部分概念図。
【図１５】タービン排気損失中、その内訳を表わしたタービン排気の損失線図。
【符号の説明】
１  タービンケーシング
１ａ１  外部ケーシング上半部
１ａ２  外部ケーシング下半部
１ｂ１  内部ケーシング上半部
１ｂ２  内部ケーシング下半部
２  蒸気入口部
３  連絡管
４  タービンロータ
５ａ，５ｂ  蒸気通路
６ａ，６ａ１，６ａ２  タービンノズル
７ａ，７ａ１，７ａ２  タービン動翼
８ａ  タービン段落
８ａ１  タービン初段落
８ａ２  タービン最終段落
９  チップフローガイド
１０  ルートフローガイド
１１  タービン排気
１２  ディフューザ
１３  軸受
１４  ベアリングコーン
１５  タービン排気室
１６  補強リブ
１７  固定手段
１８  グランド部
２０  タービンケーシング
２０ａ１  外部ケーシング上半部
２０ａ２  外部ケーシング下半部
２０ｂ１  内部ケーシング上半部
２１  タービンロータ
２２  蒸気通路
２３  タービンノズル
２４  タービン動翼
２５  タービン最終段落
２６  チップフローガイド
２６ａ  チップフローガイド上半部
２６ａ１  第１チップフローガイド
２６ａ２  第２チップフローガイド
２６ａ３  固定手段
２６ｂ  チップフローガイド下半部
２７  ルートフローガイド
２８  タービン排気
２９  ディフューザ
３０  軸受
３１  グランド部
３２  ベアリングコーン
３３  ストラット
３４  タービン排気室
３５  補強リブ
３６  蒸気入口部
３７  連絡管
３８  位置決め部
３９  接続部
４０  整流板
４１  シール部
４１ａ  ボックス部
４１ｂ  着脱部材
４２  凸部
４３  凹部
４４  嵌合部
４５  蝶番部
４６  縁辺
４７  ベアリングコーン干渉回避部
４８  切欠凹陥部
【図１】
2005023809.tif 000003
【図２】
2005023809.tif 000004
【図３】
2005023809.tif 000005
【図４】
2005023809.tif 000006
【図５】
2005023809.tif 000007
【図６】
2005023809.tif 000008
【図７】
2005023809.tif 000009
【図８】
2005023809.tif 000010
【図９】
2005023809.tif 000011
【図１０】
2005023809.tif 000012
【図１１】
2005023809.tif 000013
【図１２】
2005023809.tif 000014
【図１３】
2005023809.tif 000015
【図１４】
2005023809.tif 000016
【図１５】
2005023809.tif 000017