(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンに取り付けられるように構成される統合された抽気調整装置システムであって、前記統合された抽気調整装置システムが、ダイヤフラムに類似した固定部分（１１）であって、インナリング（１２２）とアウタリング（１２１）との間に分配羽根（１２、２１）の下流側部分（１２）を含む固定部分（１１）と、前記固定部分（１１）の上流側の可動部分であって、インナリング（２２）とアウタリング（２３）との間に前記分配羽根（１２、２１）の上流側部分（２１）を備える調整ディスク（１５、３１、５１）から成る可動部分とを備え、前記統合された抽気調整装置システムにおいて、前記調整ディスクは、角位置により、全体的に、あるいは部分的に、上流側において、下流方向に前記蒸気の通路を妨げるか、あるいは全くそれを妨げず、前記インナおよびアウタリング（２２、２３）の前記調整ディスク（１５）の下流側の表面は、上流側圧力（Ｐ１）となり、前記統合された抽気調整装置システムは、調整ディスク（１５、３１、５１）のインナおよびアウタリング（２２、２３）によって形成されるアセンブリの上流側表面の少なくとも一部が、圧力が下流側圧力（Ｐ２）である分配羽根（２１、１２）の上流側部分（２１）の下流側スペースと連通するように、手段（１１０、１１４、１１５；３１０、３１１、３１５；５２、５１２、５１４、５３、５１１、５１３）が設けられていることを特徴とする統合された抽気調整装置システム。
【請求項２】
前記手段が、前記調整ディスク（１５、３１、５１）のインナおよびアウタリング（２２、２３）によって形成されるアセンブリの上流側表面の少なくとも一部と共に、小さな作用隙間（１１６；３１６；５５）を有する対抗側壁を形成する、少なくとも１つの部分（１１０；３１０；５２、５３）を備え、前記調整ディスク（１５、３１、５１）が、前記対抗側壁部分に面する側に開口される少なくとも１つの環状溝（１１４；３１１；５１１、５１２）を備え、そして少なくとも１つの通路（１１５；３１５；５１３、５１４）が、前記溝を、圧力が下流側圧力（Ｐ２）である調整ディスク（１５、３１、５１）の前記分配羽根（１２、２１）の前記上流側部分（２１）の下流側スペースに接続することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記通路（１１５；３１５；５１３、５１４）が、調整ディスク（１５、３１、５１）の分配羽根の前記上流側部分（２１）の下流側の下流側くぼみ（１１３）に開口することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンの分野に関する。
【０００２】
より正確に言うと、本発明は、通常、制御された抽気蒸気タービン（ｂｌｅｅｄ  ｓｔｅａｍ  ｔｕｒｂｉｎｅ）と呼ばれる、制御されたエクストラクション蒸気タービンと称されるタイプの蒸気タービンに取り付けられるように想定されるシステムに関する。
【０００３】
言及されるタイプのタービンは、蒸気ネットワークにおける電力の生成と圧力の調整とを組み合わせる、多数の産業上のプロセスで見られる。蒸気ネットワークは、タービンの膨張段から蒸気を抽気させることによって送り込まれる。このために、抽気制御ユニットは、制御ユニット近傍において、あるいはネットワークの比較的遠い点において、それを調整するために、測定されることが可能な抽気圧力を制御する。
【０００４】
従来技術において、抽気制御ユニットは、タービンのタイプに適合する様々なタイプのものであり、特に、制御バルブまたはゲートバルブから成ることができる。
【０００５】
制御バルブは、蒸気の流れの外側にあり、標準の制御バルブのように作用する。理論上、この制御バルブには、抽気圧力を限定する制限はないが、それにもかかわらず、無視できないヘッド損失を生成する、軸方向にかなりの長さを持つバルブを配設するためのスペースを必要とする欠点を有する。
【０００６】
ゲートバルブは、固定部分と回転部分とを有する。それは、タービンの２つの連続する段の間に挿入される。ゲートバルブを示す図１を参照すると、回転部分（調整ディスク）２ａは、２つの同心状のリング、すなわち、それらの間に分配羽根２２ａの上流側部分を有するインナリング２１ａとアウタリング２０ａとで形成されている。固定部分は、ダイヤフラムに似ているが、アウタリング１２１とインナリング１２２との間に分配羽根の下流側部分１２のみを備えている。完全に開口するとき、ゲートバルブは、標準のダイヤフラムに似ている。この構成は、図２（完全に開口）、図３（部分的に開口）および図４（完全に閉鎖）に示される、ゲートバルブ分配羽根の展開断面図に示されている。矢印ｆは、蒸気の方向を示している。
【０００７】
Ｐ１が、上流側圧力（図１を参照）であり、そしてＰ２が、調整ディスク２ａ後方の蒸気の流れにおける下流側圧力である場合、羽根２２ａの下流側（後）面のみが、下流側圧力Ｐ２に曝され、そして調整ディスク２ａの全ての残りの後面および前面（上流側面）は、上流側圧力Ｐ１に曝される。
【０００８】
ディスク２ａが、図２に示されるように完全に開口されるとき、上流側と下流側の圧力は、同一であり、それが固定羽根１２と接触した状態となっているとしても、羽根２２ａの下流側面が曝されるのは、この圧力にである。しかし、蒸気の流れが、わずかに妨げられる場合（図３）、ヘッド損失が生成され、下流側圧力Ｐ２が上流側圧力Ｐ１より低くなり、上流側圧力Ｐ１は、ゲートバルブの固定部分に接するように調整ディスクを押し付ける。これは、例えば、下流側圧力Ｐ２が、コンデンサ圧力である、完全に閉鎖された状態（図４）において特に重要である。
【０００９】
したがって、上記の種類の抽気調整システムは、ほぼ１０から１２バールの抽気圧力に制限されるという重大な欠点を有する。これは、図１に示される現行の構成において、調整ディスク２ａに作用する圧力が、調整ディスク２ａと固定部分との間の摩擦表面によって吸収されるので、抽気圧力があまり高くなると、回転により受け入れられない比圧力が誘導されることになる。
【００１０】
本発明の目的は、この欠点を解消することである。
【００１１】
本発明は、したがって、蒸気タービンに取り付けられるように構成される統合された抽気調整装置システムを提供し、そのシステムは、ダイヤフラムに似ている固定部分であって、インナリングとアウタリングとの間に分配羽根の下流側部分を含む固定部分と、前記固定部分の上流側の可動部分であって、インナリングとアウタリングとの間に前記分配羽根の上流側部分を備える調整ディスクから成る可動部分とを備え、その統合された抽気調整装置システムにおいて、前記調整ディスクは、角位置により、全体的に、あるいは部分的に、上流側において、下流方向への蒸気の通路を妨げるか、あるいは全くそれを妨げず、前記インナおよびアウタリングの前記調整ディスク下流側の表面は、上流側圧力であり、その統合された抽気調整装置システムは、調整ディスクのインナおよびアウタリングによって形成されるアセンブリの上流側表面の少なくとも一部が、圧力が下流側圧力である分配羽根の上流側部分の下流側スペースと連通するように手段が設けられていることをことを特徴とする。
【００１２】
本発明の１つの実施形態において、前記手段は、小さな作用隙間を有する前記調整ディスクのインナおよびアウタリングによって形成される、アセンブリの上流側表面の少なくとも一部を有する対抗側壁を形成する少なくとも１つの部分を備え、前記調整ディスクが、前記対抗側壁部分に面する側に開口される少なくとも１つの環状溝を備え、そして少なくとも１つの通路は、前記溝を、圧力が下流側圧力である調整ディスクの前記分配羽根の前記上流側部分の下流側スペースに接続する。
【００１３】
本発明の別の特徴によれば、前記通路は、調整ディスクの分配羽根の前記上流側部分の下流側の下流側くぼみに開口する。
【００１４】
このように、本発明において、蒸気抽気調整装置システムが正確に作動することができる程度まで最大圧力を増大することが可能である。
【００１５】
そのうえに、本発明は、標準のゲートバルブと比べて、全体のサイズをわずかだけ大きくすることを含む。
【００１６】
本発明の第１実施形態において、前記対抗側壁部分は、前記固定部分の周辺にある。
【００１７】
本発明の第２実施形態において、前記対抗側壁部分は、前記固定部分の内腔高さにある。
【００１８】
本発明の第３実施形態において、前記システムは、２つの対抗側壁部分を備え、その１つは、前記固定部分の周辺にあり、もう１つは、その中央領域の高さにある。
【００１９】
本発明のその他の特徴および利点は、本発明の３つの好ましい実施形態の下記の記述を読むと明らかであり、その記述は、例として、制約されない例としてのみ、添付図面を参照にして示されている。
【００２０】
本発明による抽気調整装置システムの第１の実施形態１０が、図５および図６の簡易化された図を参照にして記述される。
【００２１】
概して、この記述の残りにおいて、流体は、左から蒸気抽気調整装置システムに入り、右側に出るものと仮定される。言い換えると、このシステムの上流側面が、システムの左手の面であり、その下流側面が、右手の面である。
【００２２】
普通の方法において、蒸気（矢印ｆによって示される方向に流れる）の抽気を調整するためのシステム１０は、ダイヤフラムに似た固定部分１１を有する。その固定部分１１は、分配羽根の下流側部分１２のみを含む。ダイヤフラムは、アウタリング１２１とインナリング１２２とを備えるリング構造を有する。
【００２３】
分配羽根の下流側部分１２は、アウタリング１２１およびインナリング１２２に固定されている。インナリング１２２の内腔には、蒸気の下流への漏出を制限するためにシール１３が装備されている。リング１２１の周辺は、タービン内に統合された調整装置システム１０を配置するための外側肩部１４を有する。システム１０はさらに、調整ディスク１５から成る可動部分を有する。
【００２４】
その一部が図６において単独で、そして斜視図で示される調整ディスク１５は、２つの同心状リング、すなわち、それらの間に分配羽根１２、２１の上流部分２１を有するインナリング２２とアウタリング２２とを備えている。
【００２５】
固定部分１１と調整ディスク１５とから成るシステム１０は、回転閉鎖システムを構成する。
【００２６】
調整ディスク１５は、機械の軸周りに回転して、固定部分１１のガイド１７によって支持されている。上流側において下流側方向に作用する圧力は、調整ディスク１５を固定部分１１に押し付け、固定部分１１のインナの環状摩擦ベアリング表面１９、およびアウタの環状摩擦ベアリング表面１８に接するようにする。
【００２７】
圧力バランス孔１６のために、調整ディスク１５のインナリング２２の後面に作用する圧力は、上流側圧力Ｐ１となる。
【００２８】
本発明によれば、調整ディスク１５のインナリング２２とアウタリング２３の組合せの上流側面の少なくとも一部に作用する圧力は、分配羽根１２、２１の上流側部分２１の蒸気の流れの下流側圧力Ｐ２となり、そして、これにより、分配羽根の上流部分２１の上流側と下流側の面との間での圧力差Ｐ１−Ｐ２によって、上流側において下流側方向に、調整ディスク１５に印加される力を部分的に、あるいは全体的に相殺し、あるいは過剰相殺さえする。その相殺は、下流側圧力Ｐ２が作用する領域に依存する。
【００２９】
この目的のために、調整ディスク１５のアウタリング２３の上流側面における環状溝１１４が、通路１１５によって、分配羽根の上流部分２１の蒸気の流れの下流側の部分に接続され、そこで圧力が、圧力Ｐ２となる（図５参照）。分配羽根の上流側部分２１の下流側面は、下流側くぼみ１１３を有利に含み、通路１１５は、そのくぼみ１１３で終端している。アウタリング２３の外側に面する側に開口されている環状溝１１４は、固定部分１１に連結されて、アウタディスク２３の上流側面の一部を覆う部分対抗側壁１１０によって、小さな作用隙間１１６を有するように閉じられている。
【００３０】
その部分１１０における１つ以上の通路１１２のために、アウタリング２３の後面に作用する圧力は、上流側圧力Ｐ１となる。その部分１１０は、ねじ１１１によって固定部分１１に固定されている。溝１１４を「閉じている」対抗側壁部分１１０は、それらの間に溝１１４を有するアウタの環状表面１１７とインナの環状表面１１８に沿って、小さな隙間１１６を有するようにアウタリング２３の上流側面を覆っている。
【００３１】
したがって、本発明によれば、溝１１４内の圧力は、下流側圧力Ｐ２となり、溝１１４の領域は、圧力が、図４に示される全閉鎖の構成において最大である下流側圧力Ｐ２となり、分配羽根の上流部分２１の下流側領域よりも低いか、等しいか、あるいは高くなるように算出される。
【００３２】
それ故上流側において、ディスクに対して下流方向に作用する力を、部分的に相殺し、あるいは過剰相殺さえし、それによって、ディスク１５によってベアリング表面１８、１９に印加される圧力を軽減することが可能となる。これにより、抽気圧力を増大させることができる。
【００３３】
明らかに必要である小さな作用隙間１１６は、通路１１５を介して排出される不変の流体漏出をもたらす。この不変の漏出は、調整ディスク１５の閉鎖の程度とは無関係に、タービンのさらに下流段での加熱を防げる流体の流れを保証する利点を有する。
【００３４】
本発明によるシステムの第２実施形態３０を、図７および図８の簡易化された図を参照してここで記述する。
【００３５】
図５を参照して既に記述された構成要素は、同じ参照符号を保持する。この第２実施形態に特有の態様のみがここに記述される。
【００３６】
本発明のこの実施形態において、対抗側壁部分３１０は、固定部分１１のガイド１７の高さ、すなわち、可動調整ディスク３１の内腔の高さにある。調整ディスク３１の周辺は、それ故に開放されている。時には、そして、特に、中心における全体のサイズが小さい場合、例えば、調整ディスク３１を回転するのに必要な駆動アームが、ここに設けられることさえ可能である。上流側の環状溝３１１は、それ故、可動調整ディスク３１の中心領域、すなわち、インナリング２２に、そしてアウタの中心環状の上流側表面３１３とインナの中心環状の上流側表面３１４の間に配設される。
【００３７】
対抗側壁部分３１０を貫通するバランス通路３１２は、実質的に調整ディスク３１のインナリング２２のバランス孔１６と同じ高さであり、それによって、対抗側壁部分３１０の上流側とインナリング２２の下流側との間での流体の交換を容易にする。
【００３８】
隙間３１６は、アウタの下部の環状上流側表面３１３とインナの下部の環状上流側表面３１４の高さで、対抗側壁部分３１０と調整ディスク３１との間に設けられている。
【００３９】
固定部分１１および対抗側壁部分３１０は、単一の構成要素を構成する。したがって、これら２つの部分を互いに固定する固定手段は必要ない。このシステム３０は、２つの部分（すなわち、対抗側壁部分３１０と固定部分１１）を互いに固定するステップを省くので、取り付けがより早くなる。
【００４０】
調整ディスク３１を貫通する通路３１０のために、環状溝３１１の圧力は、下流側くぼみ１１３内の圧力と同じ下流側圧力Ｐ２となる。
【００４１】
環状溝３１１は、調整ディスク３１のインナリング２２の上流側面にある。
【００４２】
本発明によるシステムの第３実施形態５０を、図９および図１０の簡易化された図を参照してここで記述する。
【００４３】
図５を参照して既に記述された構成要素は、同じ参照符号を保持する。本発明の第３実施形態に特有の態様のみがここに記述される。
【００４４】
本発明のこの第３実施形態は、上述の本発明の第１と第２実施形態の組合せである。
【００４５】
より正確に言うと、抽気調整装置システム５０は、２つの対抗側壁部分５２、５３を備えている。調整ディスク５１の内腔の高さに配設された第１対抗側壁部分５２および部分１１は、単一の構成要素を構成する。第２対抗側壁部分５３は、固定部分１１の周辺に、例えば、ねじ５４によって固定されている。このシステム５０は、もし調整ディスク５１の周辺高さと調整ディスクの内腔高さに同じだけの空間があれば、たとえ使用できる空間が小さくても、取り付けることができる。
【００４６】
上記種類の抽気調整装置システムは、調整ディスク５１のインナリング２２とアウタリング２３に対して、上流側における下流側方向への圧力のほぼ均等な配分を可能する利点を有する。また、２つの対抗側壁部分５２、５３は、それらの作動面（すなわち、調整ディスク５１に対面する面）に対して、下流側における上流側方向への圧力をほぼ均等に配分する。
【００４７】
隙間５５は、それぞれのアウタの環状の上流側表面５６、５７、インナの環状の上流側表面５８、５９の高さで、２つの対抗側壁部分５２、５３と可動調整ディスク５１との間に設けられている。
【００４８】
各対抗側壁部分５２、５３は、それを貫通するそれぞれのバランス通路５１０ｂ、５１０ａを１つ以上有する。
【００４９】
調整ディスク５１のアウタリング２３は、その上流側面に、アウタ環状溝５１１を有し、インナリング２２は、その上流側の面に、インナ環状溝５１２を有する。その溝は、きわめて重要な作用隙間５５を有して、対抗側壁５３、５２によって「閉じ」られている。アウタの上流側の環状溝５１１、インナの上流側の環状溝５１２のそれぞれは、少なくとも１つの向心的な第１通路５１３と、少なくとも１つの遠心的な第２通路５１４とを介して、少なくとも１つの下流側くぼみ１１３と連通する。
【００５０】
したがって、先の実施形態のように、下流側くぼみ１１３と調整ディスク５１の羽根部分２１の下流側面での下流側圧力Ｐ２は、溝５１１と５１２内に存在し、そして、それ故に、調整ディスク５１の上流側表面の一部上に存在する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  現行の抽気調整装置システムを示す図である。
【図２】  ゲートバルブ分配羽根の展開断面図であり、ゲートバルブが完全に開口している状態を示す図である。
【図３】  ゲートバルブ分配羽根の展開断面図であり、ゲートバルブが部分的に開口している状態を示す図である。
【図４】  ゲートバルブ分配羽根の展開断面図であり、ゲートバルブが完全に閉鎖している状態を示す図である。
【図５】  本発明の蒸気抽気調整装置システムの第１実施形態の簡易化された概略側面図である。
【図６】  図５に示されるシステムの可動部分の１つの実施形態の簡易化された概略斜視図である。
【図７】  本発明のシステムの第２実施形態の簡易化された概略側面図である。
【図８】  図７に示されるシステムの可動部分の１つの実施形態の簡易化された概略斜視図である。
【図９】  本発明によるシステムの第３実施形態の簡易化された概略側面図である。
【図１０】  図９に示されるシステムの可動部分の１つの実施形態の簡易化された概略斜視図である。
【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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