(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧タービンまたは中圧タービンの最終段出口から流出した排気（蒸気）を内部ケーシングの外面と外部ケーシングの内面との間に形成された排気室を経て排気口に導くようにした蒸気タービンにおいて、
上記内部ケーシングの外面に、上記排気を案内する上部フローガイド及び下部フローガイドを、同内部ケーシングの外周を覆うように設けて、同内部ケーシングのフランジへの取付部においてそれぞれの端面を突き合せ、上記排気室を、上記上部フローガイド及び下部フローガイドの外面と上記外部ケーシングの内面との間に形成したことを特徴とする蒸気タービンの排気装置。
【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おける高圧タービンあるいは中圧タービンのケーシング内排気通路の構造、特に排気流の案内手段を備えた蒸気タービンの排気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、共通の外部ケーシング及び内部ケーシングに、高圧タービン及び中圧タービンを設けてなる高、中圧タービンのタービンロータ軸心線に沿う要部断面図である。
【０００３】
図２において、３０は高圧タービン、４０は中圧タービン、１は外部ケーシング、２は内部ケーシングであり、上記高圧タービン３０及び中圧タービン４０は共通の上記外部ケーシング１及び内部ケーシング２内に設けられている。
１１′は上記高圧タービン３０への主蒸気が導入される主蒸気入口、６は上記高圧タービン３０からの高圧排気が導出される高圧排気口、７はボイラ（図示省略）からの再熱蒸気を中圧タービン４０に導入するための再熱蒸気入口、８は中圧タービン４０からの排気からの中圧排気が導出される中圧排気口である。
【０００４】
また、５及び４は上記高圧タービン３０を構成する高圧静翼及び高圧動翼、１１及び１２は上記中圧タービン４０を構成する中圧静翼及び中圧動翼であり、これらの静翼及び動翼を複数段組合せて上記高圧タービン３０及び中圧タービン４０が構成される。
【０００５】
９ａ，９ｂ，９ｃは高圧タービン３０の排気室であり、図３に示されるように、内部ケーシング２の外周と外部ケーシング１の内周との間に形成され、同排気室は、上部側の排気室９ａ、上記高圧排気口６に接続される下部側の排気室９ｂ及び、上記上部側の排気室９ａと下部側の排気室９ｂとを接続する側部側の排気室９ｃにより構成される。
２ａ，２ｂは上下２つ割りにされた上記内部ケーシング２の上下結合用のフランジ、１５は同フランジ２ａに挿通された結合用のボルトである。
【０００６】
上記蒸気タービンの運転時において、主蒸気入口１１′から高圧タービン３０に導入された主蒸気は、高圧静翼５及び高圧動翼４からなる高圧翼段にて膨張仕事をなした後、排気室９ａ，９ｃ，９ｂを通って高圧排気口６に至り、同高圧排気口６からボイラ（図示省略）に送られ、同ボイラにて再熱加温される。
【０００７】
この再熱蒸気は再熱蒸気入口７から中圧タービン４０に入り、中圧静翼１１及び中圧動翼１２からなる中圧翼段にて膨張仕事をなした後、排気室１２′を通って中圧排気口８に至り、同中圧排気口８から低圧タービン（図示省略）に送られる。
【０００８】
上記作動時において、上記高圧タービン３０の最終段の高圧動翼４にて膨張仕事をなした蒸気、つまり高圧排気は、図２，３に示すように高圧段出口２ｄから内部ケーシング２の外周側の排気室９ａ，９ｃ，９ｂに流出する。
【０００９】
下部側の排気室９ｂに流出した高圧排気は、その大部分がそのまま高圧排気口６に流れるが、上部側の排気室９ａに流出した高圧排気は内部ケーシング２の外面に沿って、側部側の排気室９ｃに流れ、ここで上記高圧段出口２ｄからこの側部側の排気室９ｃに流出した高圧排気と合流して下部側の排気室９ｂに流れ、上記高圧段出口２ｄから流出した高圧排気の一部と合流して高圧排気口６へと流れる。
【００１０】
然るに、図３に示すような従来の排気室構造を有する蒸気タービンの排気装置にあっては、高圧段出口２ｄから上部側の排気室９ａに流出した排気は内部ケーシング２のフランジ２ａ，２ｂが側部側の排気室９ｃ側に突出して流路抵抗となっているため、上部側の排気室９ａから側部側の排気室９ｃへとスムーズに流れず、フランジ２ａの上側の窪み部で渦２１′を生ずる。
また、側部側の排気室９ｃから下部側の排気室９ｂに流れる高圧排気も、フランジ２ｂの下部に窪み部が形成されるため、この窪み部で渦２０′を生ずる。
【００１１】
従って、上記従来の排気室構造からなる蒸気タービンの排気装置にあっては、上記窪み部にて渦２０′，２１′が形成されて流れが乱されるため、高圧段出口２ｄから高圧排気口６への排気の流れがスムーズな流れとならず、圧力損失が増大してタービン性能の低下をもたらす。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題点を解決するもので、その目的とするところは、高圧タービンあるいは中圧タービンから送出される排気が通流する排気通路を、渦の発生の無い滑らかな流れとして、圧力損失を低減し、タービン性能の低下を防止した蒸気タービンの排気装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記のような問題点を解決するもので、その要旨とする手段は、高圧タービンまたは中圧タービンの最終段出口から流出した排気（蒸気）を内部ケーシングの外面と外部ケーシングの内面との間に形成された排気室を経て排気口に導くようにした蒸気タービンにおいて、
上記内部ケーシングの外面に、上記排気を案内する上部フローガイド及び下部フローガイドを、同内部ケーシングの外周を覆うように設けて、同内部ケーシングのフランジへの取付部においてそれぞれの端面を突き合せ、上記排気室を、上記上部フローガイド及び下部フローガイドの外面と上記外部ケーシングの内面との間に形成したことを特徴とする蒸気タービンの排気装置にある。
【００１４】
上記手段によれば、高圧タービンあるいは中圧タービンの最終段から流出した排気（蒸気）は、上部フローガイド及び下部フローガイドの外面と外部ケーシングの内面との間に形成された排気室に流出した後、上記上部フローガイド及び下部フローガイドの外面に案内されて排気室内を流れ、排気口に導かれる。
【００１５】
従って、上記手段によれば、内部ケーシングの外側に上部フローガイド及び下部フローガイドを設けることにより、内部ケーシングのフランジの上部及び下部等に形成される窪み部が排気室に臨むことが無くなって、上部フローガイド及び下部フローガイドの外側に形成される排気室が凹凸の無い滑らかな排気流路となる。
これにより、従来のもののような窪み部の形成に起因する排気の渦の形成が回避され、流路抵抗の少ない滑らかな排気流となり、排気の圧力損失を低減できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図１〜図２を参照して本発明の実施形態につき詳細に説明する。
図２は本発明が適用される高、中圧タービンの要部縦断面図であり、同図において、３０は高圧タービン、４０は中圧タービン、１は外部ケーシング、２は内部ケーシングであり、上記高圧タービン３０及び中圧タービン４０は共通の上記外部ケーシング１及び内部ケーシング２内に設けられている。
【００１７】
１１′は上記高圧タービン３０への主蒸気が導入される主蒸気入口、６は上記高圧タービン３０からの高圧排気が導出される高圧排気口、７はボイラ（図示省略）からの再熱蒸気を中圧タービン４０に導入するための再熱蒸気入口、８は中圧タービン４０からの排気から中圧排気が導出される中圧排気口である。
【００１８】
また、５及び４は上記高圧タービン３０を構成する高圧静翼及び高圧動翼、１１及び１２は上記中圧タービン４０を構成する中圧静翼及び中圧動翼であり、これらの静翼及び動翼を複数段組合せて上記高圧タービン３０及び中圧タービン４０が構成される。
【００１９】
９ａ，９ｂ，９ｃは高圧タービン３０の排気室であり、図１に示されるように、内部ケーシング２の外周と外部ケーシング１の内周との間に形成され、同排気室は上部側の排気室９ａ、上記高圧排気口６に接続される下部側の排気室９ｂ、及び、上記上部側の排気室９ａと下部側の排気室９ｂとを接続する側部側の排気室９ｃにより構成される。
２ａ，２ｂは上下２つ割りにされた上記内部ケーシング２の上下結合用のフランジ、１５は同フランジ２ａに挿通された結合用のボルトである。
【００２０】
以上に示す高、中圧タービンの構成は従来のものと同様である。
図１は本発明の実施形態に係る高圧タービンの排気室部の横断面図であり、同図において、２０は板材からなる上部フローガイド、２１は板材からなる下部フローガイドである。上記上部フローガイド２０は、内部ケーシング２の上半分の外周を覆うように設けられ、上面部を内部ケーシング２の外周上面に取付ねじ２２にて固定され、側面部を取付ねじ２２にてフランジ２ａの側面２ｃに固定される。また下部フローガイド２１は内部ケーシング２の下半分の外周に沿い、かつ上部フローガイド２０よりも下方に延びて膨らむように形成され、下面部を、内部ケーシング２から下方に突設された取付ボス２３に取付ねじ２２にて固定され、側面部を内部ケーシング２のフランジ２ｂの側面２ｃに取付ねじ２２にて固定されている。
【００２１】
上記上部フローガイド２０と下部フローガイド２１とはフランジ２ａ，２ｂへの取付部においてそれぞれの端面を突き合わせ、また、タービンロータ３のロータ中心１０方向においては、排気室９ａ，９ｂ，９ｃ全体、少なくとも図２においてＢの範囲に亘って設けられる。
【００２２】
上記のように構成され、排気室構造を備えた蒸気タービンの運転時において、主蒸気入口１１′から高圧タービン３０に導入された主蒸気は、高圧静翼５及び高圧動翼４からなる高圧翼段にて膨張仕事をなした後、排気室９ａ，９ｃ，９ｂを通って高圧排気口６に至り、同高圧排気口６からボイラ（図示省略）に送られ、同ボイラにて再熱加温される。
【００２３】
この再熱蒸気は再熱蒸気入口７から中圧タービン４０に入り、中圧静翼１１及び中圧動翼１２からなる中圧翼段にて膨張仕事をなした後、排気室１２′を通って中圧排気口８に至り、同中圧排気口８から低圧タービン（図示省略）に送られる。
【００２４】
上記作動時において、上記高圧タービン３０の最終段の高圧動翼４にて膨張仕事をなした蒸気、つまり高圧排気は、図２に示すように高圧段出口２ｄから内部ケーシング２の外周側の排気室９ａ，９ｃ，９ｂに流出する。
【００２５】
下部側の排気室９ｂに流出した高圧排気はその大部分がそのまま高圧排気口６に流れる。
一方、上部側の排気室９ａに流出した排気は上部フローガイド２０の外面に案内されて側部側の排気室９ｃに流れ、ここで上記高圧段出口２ｄから側部側の排気室９ｃに流出した高圧排気と合流し、下部フローガイド２１の外面に案内されて下部側の排気室９ｂに流れ、さらに上記高圧段出口２ｄから下部側の排気室９ｂに流出した高圧排気の一部と合流して高圧排気口６へと流れる。
【００２６】
上記高圧排気の流動時において、内部ケーシング２の上下面及びフランジ２ａ，２ｂの外側に上部フローガイド２０及び下部フローガイド２１を設けることにより、フランジ２ａ，２ｂの上部及び下部に窪み部が無くなり、上部側の排気室９ａから側部側の排気室９ｃを経て下部側の排気室９ｂに至る排気流路が凹凸の無い滑らかな流路となる。
これにより、従来のもののような窪み部の形成に起因する渦２０，２１の形成が回避され、流路抵抗の少ない滑らかな排気流となり、圧力損失が低減される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、本発明によれば、内部ケーシングの外側に上部フローガイド及び下部フローガイドを設けることにより、内部ケーシングのフランジの上部及び下部等に形成される窪み部が排気室に臨むことが無くなって、上部フローガイド及び下部フローガイドの外側に形成される排気室が凹凸の無い滑らかな排気流路となる。
【００２８】
これにより、従来のもののような窪み部の形成に起因する排気の渦の形成が回避され、流路抵抗の少ない滑らかな排気流となり、排気の圧力損失を低減でき、従来のものよりもタービン性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る高中圧タービンの排気室部の横断面図。
【図２】  本発明が適用される高、中圧タービンの要部縦断面図。
【図３】  従来例を示す図１応当図。
【符号の説明】
１                外部ケーシング
２                内部ケーシング
２ａ，２ｂ        フランジ
２ｄ              高圧段出口
３                タービンロータ
４                高圧動翼
５                高圧静翼
６                高圧排気口
７                再熱蒸気入口
８                中圧排気口
９ａ，９ｂ，９ｃ  排気室
１０              ロータ中心
１１              中圧静翼
１２              中圧動翼
１１′            主蒸気入口
１２′            排気室（中圧）
２０              上部フローガイド
２１              下部フローガイド
２２              取付ねじ
２３              取付ボス
３０              高圧タービン
４０              中圧タービン
【図１】
0004107766.tif 000002
【図２】
0004107766.tif 000003
【図３】
0004107766.tif 000004