(57)【要約】【課題】低圧蒸気管の出口端から流入する蒸気と、主蒸気とが合流する合流部での圧力変動を低減させることができて、当該合流部における騒音を低減させることができる蒸気タービンを提供すること。【解決手段】ボイラの低圧過熱器から低圧蒸気管７を介して低圧の過熱蒸気が供給される低圧タービン５と、クロスオーバ管６を介して前記低圧タービン５に主蒸気を供給するタービン４とを備えた蒸気タービン２であって、前記低圧蒸気管７の出口側端部が、前記タービン４の、前記クロスオーバ管６の側に位置するタービン車室に接続されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの低圧過熱器から低圧蒸気管を介して低圧の過熱蒸気が供給される低圧タービンと、クロスオーバ管を介して前記低圧タービンに主蒸気を供給するタービンとを備えた蒸気タービンであって、
前記低圧蒸気管の出口側端部が、前記タービンの、前記クロスオーバ管の側に位置するタービン車室に接続されていることを特徴とする蒸気タービン。
【請求項２】
前記低圧蒸気管の出口側端部が、前記タービン車室の下半部底部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
【請求項３】
前記低圧蒸気管の出口側端部が、複数本の細管を有するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸気タービン。
【請求項４】
前記低圧蒸気管の出口端に、板厚方向に貫通した複数個の穴を有する多孔板が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項５】
前記低圧蒸気管の出口側端部に、当該出口側端部で発生する騒音を低減させるサイレンサが設けられてい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蒸気タービン。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載された蒸気タービンを具備してなることを特徴とするコンバインド発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンに関するものであり、特に、ボイラの低圧過熱器から低圧蒸気管を通って低圧の過熱蒸気が供給される低圧蒸気タービンを備えた蒸気タービンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラの低圧過熱器から低圧蒸気管を通って低圧の過熱蒸気が供給される低圧蒸気タービンを備えた蒸気タービンとしては、例えば、特許文献１に示すものが知られている。
【特許文献１】特開２００２−３７１８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
低圧蒸気管の一端部は、ボイラの低圧過熱器に接続されているとともに、その他端部は、中圧蒸気タービンを通過した蒸気を低圧蒸気タービンに導くクロスオーバ管に接続されている。そのため、低圧蒸気管の出口端から流入する蒸気と、クロスオーバ管内を通過する主蒸気とが合流する合流部で圧力変動が生じ、この圧力変動がクロスオーバ管を介して周囲に伝播して、当該合流部近傍に騒音が発生してしまうといった問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、低圧蒸気管の出口端から流入する蒸気と、主蒸気とが合流する合流部での圧力変動を低減させることができて、当該合流部における騒音を低減させることができる蒸気タービン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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明による蒸気タービンは、ボイラの低圧過熱器から低圧蒸気管を介して低圧の過熱蒸気が供給される低圧タービンと、クロスオーバ管を介して前記低圧タービンに主蒸気を供給するタービンとを備えた蒸気タービンであって、前記低圧蒸気管の出口側端部が、前記タービンの、前記クロスオーバ管の側に位置するタービン車室に接続されている。
このような蒸気タービンによれば、低圧蒸気管が、クロスオーバ管よりも十分に肉厚なタービン車室に接続（連結）されているので、低圧タービンの上流側に位置するタービン（例えば、中圧蒸気タービン）を通過した主蒸気と、低圧蒸気管を通過した蒸気とが合流する（互いにぶつかり合う）合流部における圧力変動が、この合流部近傍の部材（すなわち、タービン車室）を介して周囲に伝播することを防止することができ、当該合流部近傍における騒音を低減させることができる。
【０００６】
上記蒸気タービンにおいて、前記低圧蒸気管の出口側端部が、前記タービン車室の下半部底部に接続されているとさらに好適である。
このような蒸気タービンによれば、低圧蒸気管が接続されたタービン（例えば、中圧蒸気タービン）を開放して保守点検する場合に、クロスオーバ管を取り外すだけでタービン車室の上半部を開放することができることとなるので、保守点検時における附帯作業を減らすことができて、整備性を向上させることができる。
【０００７】
上記蒸気タービンにおいて、前記低圧蒸気管の出口側端部が、複数本の細管を有するように構成されているとさらに好適である。
このような蒸気タービンによれば、低圧蒸気管から合流部に流入する蒸気が細流化され（複数の小さな流れに分けられ）、タービン（例えば、中圧蒸気タービン）を通過した主蒸気の流れと、低圧蒸気管を通過した蒸気の流れとの干渉が低減することとなるので、当該合流部における圧力変動を低減させることができ、騒音をさらに低減させることができる。
【０００８】
上記蒸気タービンにおいて、前記低圧蒸気管の出口端に、板厚方向に貫通した複数個の穴を有する多孔板が設けられているとさらに好適である。
このような蒸気タービンによれば、低圧蒸気管から合流部に流入する蒸気が細流化され（複数の小さな流れに分けられ）、タービン（例えば、中圧蒸気タービン）を通過した主蒸気の流れと、低圧蒸気管を通過した蒸気の流れとの干渉が低減することとなるので、当該合流部における圧力変動を低減させることができ、騒音をさらに低減させることができる。
【０００９】
上記蒸気タービンにおいて、前記低圧蒸気管の出口側端部に、当該出口側端部で発生する騒音を低減させるサイレンサが設けられているとさらに好適である。
このような蒸気タービンによれば、サイレンサにより、低圧蒸気管の出口側端部から上流側に向かう騒音発生原因音波が有効に減衰させられることとなり、合流部における騒音がさらに低減されることとなる。
【００１０】
本発明によるコンバインド発電プラントには、上記蒸気タービンが具備されている。
このようなコンバインド発電プラントによれば、低圧蒸気管の出口端から流入する蒸気と、主蒸気とが合流する合流部での圧力変動を低減させることができて、当該合流部における騒音を低減させることができる蒸気タービンを備えているので、コンバインド発電プラント全体の騒音を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低圧蒸気管の出口端から流入する蒸気と、中圧蒸気タービンを通過した主蒸気とが合流する合流部での圧力変動を低減させることができて、当該合流部における騒音を低減させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による蒸気タービンの第１実施形態について、図１および図２を参照しながら説明する。
図１は本実施形態による蒸気タービンを備えたコンバインド発電プラントの要部概略構成図であり、図２は図１の要部拡大断面図である。
図１に示すように、コンバインド発電プラント１は、ガスタービン（図示せず）と、ボイラ（図示せず）と、蒸気タービン２と、発電機３とを備えている。
【００１３】
ガスタービンは、図示しない燃焼器から供給される燃焼ガスによって動力を発生するものであり、燃焼器には図示しない圧縮機から加圧された燃焼用空気が供給されるようになっている。
ボイラは、例えば、低圧加熱系（図示せず）、中圧加熱系（図示せず）、高圧加熱系（図示せず）、および再熱器（図示せず）を備えた排熱回収ボイラ（HRSG：Heat Recovery Steam Generator）である。低圧加熱系、中圧加熱系、高圧加熱系はそれぞれ、節炭器（図示せず）、蒸発器（図示せず）、および過熱器（図示せず）を備えている。
【００１４】
節炭器は、ガスタービンで仕事をした燃焼ガスを利用してボイラ給水を予熱するもの、蒸発器は、節炭器で予熱されたボイラ給水を蒸発させて、蒸気を発生させるものであり、過熱器は、蒸発器で発生した飽和蒸気を過熱蒸気にするものである。
再熱器は、高圧蒸気タービン（図示せず）で仕事をし、湿り蒸気に近い状態となった蒸気を、ガスタービンで仕事をした燃焼ガスと熱交換させることにより再度過熱蒸気にするものである。
なお、これら節炭器、蒸発器、過熱器、および再熱器との熱交換を終えた燃焼ガス（排ガス）は、排ガスダクト（図示せず）を通って下流側に設けられた脱硝・脱硫等の排煙処理装置（図示せず）で窒素酸化物や硫黄酸化物等を除去した後、空気予熱器（図示せず）で燃焼に用いる空気を加熱してから大気へ放出されるようになっている。
【００１５】
蒸気タービン２は、高圧蒸気タービン（図示せず）と、中圧蒸気タービン４と、低圧蒸気タービン５とを備えている。
高圧蒸気タービンは、高圧加熱系を構成する過熱器を通過した過熱蒸気が導入されて動力を発生するものであり、高圧蒸気タービンで仕事をした蒸気は、再熱器に送り込まれるようになっている。
【００１６】
中圧蒸気タービン４は、再熱器を通過した過熱蒸気が導入されて動力を発生するものであり、中圧蒸気タービン４で仕事をした蒸気は、クロスオーバ管６を通って低圧蒸気タービン５へ導かれるようになっている。
また、図２に示すように、中圧蒸気タービン４の、クロスオーバ管６の側に位置するタービン車室の下半部底部には、低圧蒸気管（「低圧蒸気供給管」または「混気管」ともいう。）７の一端部が接続されており、低圧加熱系を構成する過熱器を通過した過熱蒸気が、中圧蒸気タービン４の蒸気出口部（蒸気流出部）４ａ（中圧蒸気タービン４を通過した蒸気をクロスオーバ管６に導くように構成された部分）内に導かれるようになっている。
なお、図２において、符号４ｂはタービン・ロータ、符号４ｃはタービン・ブレード（動翼）、符号４ｄはステータ（静翼）である。
【００１７】
低圧蒸気タービン５は、クロスオーバ管６を通って導入された蒸気により動力を発生するものであり、低圧蒸気タービン５で仕事をした蒸気は、復水器（図示せず）へ導かれてボイラ給水に戻されるようになっている。
【００１８】
発電機３の回転軸（図示せず）は、回転軸８を介して高圧蒸気タービン、中圧蒸気タービン４、および低圧蒸気タービン５に直結されており、高圧蒸気タービン、中圧蒸気タービン４、および低圧蒸気タービン５でなされた仕事が、発電機３により電力に変換されて出力されるようになっている。
【００１９】
本実施形態による蒸気タービン２によれば、低圧蒸気管７が、クロスオーバ管６よりも十分に肉厚なタービン車室の下半部底部に接続（連結）されているので、中圧蒸気タービン４を通過した蒸気と、低圧蒸気管７を通過した蒸気とが合流する（互いにぶつかり合う）合流部（すなわち、蒸気出口部４ａ）における圧力変動が、この合流部近傍の部材（すなわち、蒸気出口部４ａの近傍に位置するタービン車室）を介して周囲に伝播することを防止することができ、当該合流部近傍における騒音を低減させることができる。
また、中圧蒸気タービン４を開放して保守点検する場合には、クロスオーバ管６を取り外すだけでタービン車室の上半部を開放することができることとなるので、保守点検時における附帯作業を減らすことができて、整備性を向上させることができる。
さらに、低圧蒸気管７の長さを短くすることができるので、その分のコストダウンを図ることができる。
【００２０】
本発明による蒸気タービンの第２実施形態を、図３を用いて説明する。
本実施形態における蒸気タービン２２は、低圧蒸気管７の出口端に、板厚方向に貫通した複数個の穴２３を有する平面視円形状を呈する多孔板（「パンチングメタル」または「整流板」ともいう。）２４が配置された中圧蒸気タービン２５を備えているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００２１】
本実施形態による蒸気タービン２２によれば、低圧蒸気管７から合流部（すなわち、蒸気出口部４ａ）に流入する蒸気が細流化され（複数の小さな流れに分けられ）、中圧蒸気タービン４を通過した蒸気の流れと、低圧蒸気管７を通過した蒸気の流れとの干渉が低減することとなるので、当該合流部における圧力変動を低減させることができ、騒音をさらに低減させることができる。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００２２】
本発明による蒸気タービンの第３実施形態を、図４を用いて説明する。
本実施形態における蒸気タービン３２は、中圧蒸気タービン３３の、クロスオーバ管６の側に位置するタービン車室の下半部底部に、その一端部（出口側端部）が複数本（本実施形態では２本）の細管３４に枝分かれした低圧蒸気管３７（あるいは、複数本（本実施形態では２本）の細管３４からなる低圧蒸気管３７）が接続されているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００２３】
本実施形態による蒸気タービン３２によれば、低圧蒸気管３７から合流部（すなわち、蒸気出口部４ａ）に流入する蒸気が細流化され（複数の小さな流れに分けられ）、中圧蒸気タービン３３を通過した蒸気の流れと、低圧蒸気管３７を通過した蒸気の流れとの干渉が低減することとなるので、当該合流部における圧力変動を低減させることができ、騒音をさらに低減させることができる。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００２４】
本発明による蒸気タービンの第４実施形態を、図５を用いて説明する。
本実施形態における蒸気タービン４２は、低圧蒸気管３７の出口端に、板厚方向に貫通した複数個の穴２３を有する平面視円形状を呈する多孔板（「パンチングメタル」または「整流板」ともいう。）２４が配置された中圧蒸気タービン４３を備えているという点で前述した第３実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第３実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第３実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００２５】
本実施形態による蒸気タービン４２によれば、低圧蒸気管３７から合流部（すなわち、蒸気出口部４ａ）に流入する蒸気がさらに細流化され（さらに複数の小さな流れに分けられ）、中圧蒸気タービン４を通過した蒸気の流れと、低圧蒸気管３７を通過した蒸気の流れとの干渉が低減することとなるので、当該合流部における圧力変動をさらに低減させることができ、騒音をより一層低減させることができる。
その他の作用効果は、前述した第３実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００２６】
本発明による蒸気タービンの第５実施形態を、図６を用いて説明する。
本実施形態における蒸気タービン５２は、低圧蒸気管７の一端部（出口側端部）に、サイレンサ（アクティブ・ノイズ・コントローラ（active noise controller：積極的騒音制御器））５３が配置された中圧蒸気タービン５４を備えているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００２７】
サイレンサ（以下、「ＡＮＣ」という。）５３は、マイクロフォン（以下、「マイク」という。）５５と、音響計算器５６と、スピーカ５７とを備えている。
マイク５５は、低圧蒸気管７の出口端から合流部（すなわち、蒸気出口部４ａ）に交叉的に流入する蒸気流れの主たる音波波長（図６において「Ａ」で示す音波波長）を検出し、その検出結果を音響計算器５６に出力するものである。音響計算器５６は、マイク５５から送られてきた検出結果に基づいて、スピーカ５７に信号を出力するものである。スピーカ５７は、音響計算器５６から送られてきた信号に基づいて、マイク５５で検出された主たる音波波長と逆位相の干渉音波（図６において「Ｂ」で示す消去音波）を生成するものである。そして、低圧蒸気管７の一端部から上流側に向かう騒音発生原因音波は、スピーカ５７から低圧蒸気管７の一端部に発射された干渉音波Ｂにより減衰させられて、図６において「Ｃ」で示す波となって低圧蒸気管７の一端部から上流側に向かうこととなる。
【００２８】
本実施形態による蒸気タービン５２によれば、低圧蒸気管７の一端部に取り付けられたＡＮＣ５３により、低圧蒸気管７の一端部から上流側に向かう騒音発生原因音波が有効に減衰させられることとなるので、合流部における騒音をさらに低減させることができる。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００２９】
本発明による蒸気タービンの第６実施形態を、図７を用いて説明する。
本実施形態における蒸気タービン６２は、低圧蒸気管７の出口端に、板厚方向に貫通した複数個の穴２３を有する平面視円形状を呈する多孔板（「パンチングメタル」または「整流板」ともいう。）２４が配置された中圧蒸気タービン６３を備えているという点で前述した第５実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第５実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第５実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００３０】
本実施形態による蒸気タービン６２によれば、低圧蒸気管７から合流部（すなわち、蒸気出口部４ａ）に流入する蒸気が細流化され（複数の小さな流れに分けられ）、中圧蒸気タービン６３を通過した蒸気の流れと、低圧蒸気管７を通過した蒸気の流れとの干渉が低減することとなるので、当該合流部における圧力変動を低減させることができ、騒音をさらに低減させることができる。
その他の作用効果は、前述した第５実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００３１】
本発明による蒸気タービンの第７実施形態を、図８を用いて説明する。
本実施形態における蒸気タービン７２は、中圧蒸気タービン７３の、クロスオーバ管６の側に位置するタービン車室の下半部底部に、その一端部（出口側端部）が複数本（本実施形態では２本）の細管３４に枝分かれした低圧蒸気管３７（あるいは、複数本（本実施形態では２本）の細管３４からなる低圧蒸気管３７）が接続されているとともに、各細管３４の一端部（出口側端部）に、ＡＮＣ５３が配置されているという点で前述した第５実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第５実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第５実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００３２】
本実施形態による蒸気タービン７２によれば、低圧蒸気管３７から合流部（すなわち、蒸気出口部４ａ）に流入する蒸気が細流化され（複数の小さな流れに分けられ）、中圧蒸気タービン７３を通過した蒸気の流れと、低圧蒸気管３７を通過した蒸気の流れとの干渉が低減することとなるので、当該合流部における圧力変動を低減させることができ、騒音をさらに低減させることができる。
その他の作用効果は、前述した第５実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００３３】
本発明による蒸気タービンの第８実施形態を、図９を用いて説明する。
本実施形態における蒸気タービン８２は、低圧蒸気管３７の出口端に、板厚方向に貫通した複数個の穴２３を有する平面視円形状を呈する多孔板（「パンチングメタル」または「整流板」ともいう。）２４が配置された中圧蒸気タービン８３を備えているという点で前述した第７実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第７実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第７実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００３４】
本実施形態による蒸気タービン８２によれば、低圧蒸気管３７から合流部（すなわち、蒸気出口部４ａ）に流入する蒸気がさらに細流化され（さらに複数の小さな流れに分けられ）、中圧蒸気タービン８３を通過した蒸気の流れと、低圧蒸気管３７を通過した蒸気の流れとの干渉が低減することとなるので、当該合流部における圧力変動をさらに低減させることができ、騒音をより一層低減させることができる。
その他の作用効果は、前述した第７実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００３５】
なお、本発明は上述した実施形態のものに限定されるものではなく、適宜必要に応じて変更実施可能である。例えば、ＡＮＣ５３は、上述の構成を有するものに限定されるものではなく、同様の原理を用いたものであればいかなる構成を有するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による蒸気タービンを備えたコンバインド発電プラントの要部概略構成図である。
【図２】本発明による蒸気タービンの第１実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明による蒸気タービンの第２実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明による蒸気タービンの第３実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明による蒸気タービンの第４実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明による蒸気タービンの第５実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明による蒸気タービンの第６実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図８】本発明による蒸気タービンの第７実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図９】本発明による蒸気タービンの第８実施形態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  コンバインド発電プラント
２  蒸気タービン
４  中圧タービン（タービン）
５  低圧タービン
６  クロスオーバ管
７  低圧蒸気管
２２  蒸気タービン
２３  穴
２４  多孔板
２５  中圧タービン（タービン）
３２  蒸気タービン
３３  中圧タービン（タービン）
３４  細管
３７  低圧蒸気管
４２  蒸気タービン
４３  中圧タービン（タービン）
５２  蒸気タービン
５３  ＡＮＣ（サイレンサ）
５４  中圧タービン（タービン）
６２  蒸気タービン
６３  中圧タービン（タービン）
７２  蒸気タービン
７３  中圧タービン（タービン）
８２  蒸気タービン
８３  中圧タービン（タービン）
【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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