(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主蒸気を車室内の高圧タービン部へ導く主蒸気インレット管及び再熱蒸気を車室内の中圧タービン部に導く再熱蒸気インレット管とを有し、同再熱蒸気インレット管の下端部には再熱蒸気を導く開口を有し同再熱蒸気インレット管下端部周囲を車室内の蒸気から熱遮蔽するサーマルシールド板を設けてなる高中圧蒸気タービンにおいて、前記再熱蒸気インレット管は管内周囲に環状溝を形成する二重管とし、一端周囲が同二重管の内管部下端周囲と摺動可能に重なり、他端周囲が前記サーマルシールドの開口周囲に固定された円筒状部材と、同円筒状部材と前記再熱蒸気インレット管の内管部下端との間に介装されたシールリングとを具備してなることを特徴とする高中圧蒸気タービンのフレキシブルインレット管。
【請求項２】
前記再熱蒸気インレット管の環状溝内には再熱蒸気よりも低温の蒸気を導き、内部に対流させることを特徴とする請求項１記載の高中圧蒸気タービンのフレキシブルインレット管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高中圧蒸気タービンのフレキシブルインレット管に関し、再熱蒸気のインレット管を二重管のフレキシブルな構造とすると共に蒸気による冷却も施し、車室への熱的影響を抑えるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の高中圧蒸気タービンの蒸気入口部分の断面図である。図において１１はタービン全体を覆う車室、１２はロータであり、シール部１３で車室１１の両端がシールされている。１４は主蒸気インレット管であり、先端部１４ａが溶接２２で取付けられ、基部は車室１１に固定、もしくは一体に形成され、車室１１内部に主蒸気を導入する。１５は再熱蒸気インレット管であり、車室１１と一体的に形成され、再熱蒸気を車室１１内に導く。
【０００３】
１６は高圧タービン静止部、１７は高圧タービン部であり、図示省略しているがロータ１２に取付けられた動翼と高圧タービン静止部１６に固定された静翼が多段に配置され、蒸気通路を形成している。１８は中圧タービン静止部、１９は中圧タービン部であり、高圧タービン部１７と同様にロータ１２に取付けられた動翼と中圧タービン静止部１８に固定された静翼とが多段に配置され、蒸気通路を形成している。２０はシールリングであり、高圧タービン部１７と中圧タービン部１９とをロータ１２周囲でシールし、区分するものである。２１はサーマルシールドであり、中圧タービン部１９の蒸気通路に流入した蒸気からの熱で車室１１の再熱蒸気インレット管１５の基部が加熱されるのを防止すると共に開口部２４を有し、再熱蒸気３１を蒸気通路内に導くものである。２３は車室１１と高圧タービン静止部１６との間の空間、２５は主蒸気インレット管１４から導かれる主蒸気３１のノズル室である。
【０００４】
上記構成の高中圧蒸気タービンにおいて、高圧の主蒸気３０は主蒸気インレット管１４より車室１１内に導かれ、ノズル室２５のノズルより高圧タービン部１７の蒸気通路に入り、動翼、静翼間を通って図示省略の排気系へ流れ、ロータ１２を駆動する。更に、再熱蒸気３１は再熱蒸気インレット管１５より車室１１内に導かれ、サーマルシールド２１の開口部２４より中圧タービン部１９の蒸気通路へ入り、動翼、静翼間を通って排気系へ流れ、ロータ１２を駆動する。
【０００５】
上記の再熱蒸気インレット管１５は車室１１と一体構造であり、サーマルシールド２１が設けられているが、導入する再熱蒸気３１で管側壁が加熱され、インレット管１５の基部、即ち管台の温度が上昇し、これと一体構造の車室１１もこの温度上昇により高温となるので、高温度の熱応力に耐えることのできる高強度材が使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように従来の高中圧タービンにおいては再熱蒸気インレット管１５は車室１１と一体構造であり、再熱蒸気３１はインレット管１５の管台を通して一体構造の車室１１を直接加熱することになる。従って、再熱蒸気３１の温度が上昇すると管台の温度も上昇し、車室１１に大きな熱応力を与えるので、車室１１の材料は高強度を有し、クロムの含有量の多い１２Ｃr 系の材料を使用しなければならず、高コストの原因となっていた。
【０００７】
そこで本発明は、高中圧タービンの再熱蒸気インレット管の構造を改良し、熱による変化を吸収できる構造とし、又蒸気冷却もできる構造としてインレット管と一体構造の車室の温度上昇を抑え、それによって車室の材料も安価な低合金鋼と同等な材料を用いることができるようにすることを課題としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決するために次の（１），（２）の手段を提供する。
【０００９】
（１）主蒸気を車室内の高圧タービン部へ導く主蒸気インレット管及び再熱蒸気を車室内の中圧タービン部に導く再熱蒸気インレット管とを有し、同再熱蒸気インレット管の下端部には再熱蒸気を導く開口を有し同再熱蒸気インレット管下端部周囲を車室内の蒸気から熱遮蔽するサーマルシールド板を設けてなる高中圧蒸気タービンにおいて、前記再熱蒸気インレット管は管内周囲に環状溝を形成する二重管とし、一端周囲が同二重管の内管部下端周囲と摺動可能に重なり、他端周囲が前記サーマルシールドの開口周囲に固定された円筒状部材と、同円筒状部材と前記再熱蒸気インレット管の内管部下端との間に介装されたシールリングとを具備してなることを特徴とする高中圧蒸気タービンのフレキシブルインレット管。
【００１０】
（２）上記（１）の発明において、前記再熱蒸気インレット管の環状溝内には再熱蒸気よりも低温の蒸気を導き、内部に対流させることを特徴とする高中圧蒸気タービンのフレキシブルインレット管。
【００１１】
本発明の（１）においては、再熱蒸気インレット管は二重管構造で、かつ内部には環状溝を有している。又、二重管の内管部下端は、サーマルシールドに固定された円筒状部材と端部周囲が重なり、その間にシールリングが介装されており、上下に摺動可能であると共に流入する再熱蒸気が環状溝に流入するのを防止している。インレット管に流入する再熱蒸気は二重管構造の内部を通り、周囲は環状溝で隔離されているので周囲の壁面から車室壁に熱が伝わるのを遮蔽することになり、又、二重管部が加熱により熱伸びが生じても二重管部は円筒状部材とシールリングを介し摺動可能であり、熱伸びは容易に吸収される。従って、本発明の（１）のフレキシブルインレット管では再熱蒸気により車室側の温度上昇を環状溝により周囲に伝えにくくすると共に熱伸びも吸収するので、従来車室の材料として用いていた高強度材である１２Ｃr 等の高価な材料を用いずに、例えば２（１／２）Ｃr 等の安価な材料を用いることができる。
【００１２】
本発明の（２）では環状溝内に、例えば車室内の空間と環状溝の一端とを穴で連通させ、再熱蒸気よりも低温の蒸気を流入させ、環状溝内に対流を生じせしめ、例えば環状溝の閉じているサーマルシールド板に穴をあけて内部の蒸気通路と連通させて流出させるようにして環状溝を冷却することができるので上記（１）の冷却効果が一層確実なものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実施の一形態に係る高中圧蒸気タービンのフレキシブルインレット管を示す断面図である。図１において、符号１１乃至１４，１６乃至２５，３０，３１は図３に示す従来のものと同じであるので詳しい説明は省略し、そのまま引用して説明するが、本発明の特徴となる構造部分は符号１乃至８で示す部分であり、以下に詳しく説明する。
【００１４】
図１において、１は再熱蒸気インレット管であり、車室１１と一体構造となっている。２はインレット管１内部に形成された二重管部であり、管内の内側周面と所定の間隔を有する環状溝３を形成している。４は二重管部２下端の拡大径部である。５はサーマルシールド２１に溶接等で固定された円筒状のフランジであり、二重管部３の拡大径部４の内径部に所定の隙間を保持して係合している。
【００１５】
６はシールリングであり、拡大径部４とサーマルシールド２１に設けたフランジ５との係合部隙間に介装され、両者の間をシールすると共に再熱蒸気インレット管１とサーマルシールド２１のフランジ５とが熱伸びを生じた場合に、上下に修復可能にしている。
【００１６】
上記のような構造の再熱蒸気インレット管１では再熱蒸気３１は二重管部２内を通り、周囲は環状溝３で空洞となっており、周囲の車室１１と一体の壁面から隔離されて熱を伝えにくくしている。又、後述するように二重管部２の環状溝３内には再熱蒸気３１より低温の蒸気を導き、蒸気の対流により冷却する構造となっている。
【００１７】
又、二重管部２が再熱蒸気３１により加熱されて熱伸びが生じたとしても、その下端の拡大径部４とサーマルシールド２１のフランジ５との間はシールリング６を介して上下に摺動し、熱伸びが吸収される構造となっている。
【００１８】
図２は再熱蒸気インレット管１の拡大図であり、再熱蒸気インレット管１の冷却構造を示している。図において高圧タービン静止部１６と車室１１と間は車室内空間２３が形成されており、この車室内空間２３内には後述するように低温、低圧の蒸気が導入されている。
【００１９】
高圧タービン静止部１６の再熱蒸気インレット管１の基部との取付フランジ１６ａには穴７が設けられ、車室内空間２３と再熱蒸気インレット管１の環状溝３と連通するようにし、又この環状溝３はサーマルシールド２１に設けられた穴８を介して中圧タービン部１９の蒸気通路にも連通している。
【００２０】
上記のようなインレット管１において、再熱蒸気３１は約６００℃程度の高温であり、再熱蒸気インレット管１に導入されるが、その周囲は二重管部２の環状溝３で車室１１と一体構造のインレット管周囲壁面から隔離されており、熱を周囲に伝えにくくしている。流入した約６００℃の高温蒸気はフランジ５を通り、サーマルシールド２１の開口部２４から中圧タービン部１９の蒸気通路に導かれ、中圧タービン部１９で仕事をする。
【００２１】
再熱蒸気３１により二重管部２が加熱され、熱伸びにより二重管部２が変化したとしても、拡大径部４とサーマルシールド２１のフランジ５との間はシールリング６を介して上下に摺動できるのでその変化は吸収されると共に、シールリング６により環状溝３内に高温の再熱蒸気がもれるのが防止される。
【００２２】
一方、車室１１と高圧タービン静止部１６との間の車室内空間２３には約３８０℃で約４２kg/cm2程度の圧力の低温低圧の蒸気が導かれており、この蒸気は穴７より再熱蒸気インレット管１の環状溝３内に流入し、内部を対流して穴８より中圧タービン部１９の蒸気通路内に流出し、流入した再熱蒸気と一緒になり、蒸気通路へ導かれ、仕事に供される。この対流により二重管部２と周囲の壁面を冷却し、又再熱蒸気からの熱を周囲に伝えにくいようにシールドする。
【００２３】
以上、説明のように本実施の形態のフレキシブルインレット管によれば、再熱蒸気インレット管１内部を二重管部２として環状溝３を設け、二重管部２の下端部には拡大径部４を設けてサーマルシールド２１に設けたフランジ５とシールリング６を介して上下に摺動可能として熱伸びを吸収できる構造とし、環状溝３内に低温蒸気を対流させて内部を冷却するような構造としたので、高温の再熱蒸気により一体構造の車室１１の温度上昇を防止することができる。これにより車室１１の材料を高強度を有する１２Ｃr 系から安価な２（１／４）Ｃr Ｍo 鋼等の材料を使用することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の（１）の高中圧蒸気タービンのフレキシブルインレット管は、主蒸気を車室内の高圧タービン部へ導く主蒸気インレット管及び再熱蒸気を車室内の中圧タービン部に導く再熱蒸気インレット管とを有し、同再熱蒸気インレット管の下端部には再熱蒸気を導く開口を有し同再熱蒸気インレット管下端部周囲を車室内の蒸気から熱遮蔽するサーマルシールド板を設けてなる高中圧蒸気タービンにおいて、前記再熱蒸気インレット管は管内周囲に環状溝を形成する二重管とし、一端周囲が同二重管の内管部下端周囲と摺動可能に重なり、他端周囲が前記サーマルシールドの開口周囲に固定された円筒状部材と、同円筒状部材と前記再熱蒸気インレット管の内管部下端との間に介装されたシールリングとを具備してなることを特徴としている。このような構造により、インレット管に流入する再熱蒸気は二重管構造の内部を通り、周囲は環状溝で隔離されており車室壁へ熱が伝わりにくくし、二重管部が加熱により熱伸びが生じても二重管部はシールリングを介して円筒状部材と摺動して熱伸びの変化を容易に吸収できる。従って車室の材料も従来の高強度材料である高クロム含有の材料からクロム含有率の低い安価な材料を用いることができる。
【００２５】
（２）本発明の（２）は、上記（１）の発明において、前記再熱蒸気インレット管の環状溝内には再熱蒸気よりも低温の蒸気を導き、内部に対流させることを特徴としている。このような構成により、環状溝内に再熱蒸気より低い温度の蒸気が対流し、これにより溝内を冷却するので上記（１）での冷却効果が一層確実なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る高中圧蒸気タービンのフレキシブルインレット管近辺の断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る高中圧蒸気タービンのフレキシブルインレット管の冷却構造を示す断面図である。
【図３】従来の高中圧蒸気タービンのインレット管近辺の断面図である。
【符号の説明】
１        再熱蒸気インレット管
２        二重管部
３        環状溝
４        拡大径部
５        フランジ
６        シールリング
７，８    穴
１１      車室
１２      ロータ
１３      シール部
１４      主蒸気インレット管
１６      高圧タービン静止部
１７      高圧タービン部
１８      中圧タービン静止部
１９      中圧タービン部
２０      シールリング
２１      サーマルシールド
２３      車室内空間
２４      開口部
２５      ノズル室
３０      主蒸気
３１      再熱蒸気
３２      冷却蒸気
【図１】
0004015282.tif 000002
【図２】
0004015282.tif 000003
【図３】
0004015282.tif 000004