(57)【要約】【課題】複流タービン第１段冷却のための装置及び方法を提供する。【解決手段】複流蒸気タービンを冷却する本方法は、タービンのセクションの各ノズルに蒸気流を供給するステップと、各蒸気流の一部分を反転させて各セクションの後方側から前方側への逆向き蒸気流を形成するステップとを含む。各逆向き蒸気流は、ロータ及びタブ間の環状空間に導かれる。本方法はさらに、環状空間の位置にある第１の圧力の第１の端部と該第１の圧力よりも低い第２の圧力の第２の端部とを有するパイプを通して逆向き蒸気流を除去するステップを含む。本複流蒸気タービンは、その各々がタービンのセクションに設けられた一対のノズルと、セクションのバケットを支持したロータと、一対のノズルを支持したタブと、タブ及びロータ間の環状空間から延びるパイプとを含む。パイプは、環状空間の位置にある第１の端部と第２の端部とを有する。パイプの第１の端部における圧力は、第２の端部における圧力よりも大きい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複流蒸気タービン（２）を冷却する方法であって、
前記タービン（２）のセクションの各ノズル（１８）に蒸気流を供給するステップと、
各蒸気流（４）の一部分を反転させて各セクションの後方側から前方側への逆向き蒸気流（２６）を形成しかつ各逆向き蒸気流（２６）をロータ（６）及びタブ（８）間の環状空間（１６）に導くステップと、
前記環状空間（１６）の位置にある第１の圧力の第１の端部と前記第１の圧力よりも低い第２の圧力の第２の端部とを有するパイプ（２０）を通して前記逆向き蒸気流（２６）を除去するステップと、を含む、
方法。
【請求項２】
前記逆向き蒸気流（２６）が、蒸気バランス孔（２８）を通して供給される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記蒸気バランス孔（２８）が、各セクションの第１段のロータ（６）及びバケット（１２）の少なくとも１つ内に設けられる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
各セクションの第１段が、根元反作用を行うように構成される、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記セクションの第１段が、同一の根元反作用を行うように構成される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
複流蒸気タービンであって、
その各々が該タービンのセクションに設けられた一対のノズル（１８）と、
前記セクションのバケット（１２）を支持したロータ（６）と、
前記一対のノズル（１８）を支持したタブ（８）と、
前記タブ（８）及びロータ（６）間の環状空間（１６）から延びかつ前記環状空間の位置にある第１の端部と第２の端部とを有するパイプ（２０）と、を含み、
前記パイプの第１の端部における圧力が、前記第２の端部における圧力よりも大きい、
複流蒸気タービン。
【請求項７】
各ノズル（１８）に供給された蒸気流（４）の一部分（２６）が、反転して、蒸気バランス孔（２８）を通って各セクションの後方側から前方側に流れる、請求項６記載の複流蒸気タービン。
【請求項８】
前記蒸気バランス孔（２８）が、各セクションの第１段のロータ（６）及びバケット（１２）の少なくとも１つ内に設けられる、請求項７記載の複流蒸気タービン。
【請求項９】
各セクションの第１段が、根元反作用を行うように構成される、請求項６記載の複流蒸気タービン。
【請求項１０】
前記セクションの第１段が、同一の根元反作用を行うように構成される、請求項９記載の複流蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には蒸気タービンに関し、より具体的には、複流タービンの第１段及びタブ領域を冷却することに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンは、境界を定めた蒸気通路を有し、この蒸気通路は、直列流れ関係で蒸気入口、タービン及び蒸気出口を備えている。蒸気タービン内の幾つかの区域は、蒸気流に対して淀んだ状態になる可能性がある。例えば、タービンの全ての区域内に十分な冷却蒸気流を供給するには推進力が不十分となる可能性がある。その結果、蒸気流が淀んだ区域は、高い温度になるおそれがある。
【０００３】
蒸気タービンでは、第１段ホイールを蒸気冷却する根元反作用を備えるようにその第１段を設計することが一般的である。根元反作用は、第１段ホイール孔を通して幾らかの漏洩を発生させる。複流蒸気タービンでは、根元反作用を備えるように設計した両タービン端部を有することが可能である。しかしながら、幾らかの蒸気はタブ領域内に捕捉されることになると予測される。従って、複流蒸気タービン内のタブ領域は、蒸気流に対して淀んだ状態になる可能性がある。両端部が同一の根元反作用又は僅かに異なる根元反作用を有する場合には、一方の端部から他方の端部へのクロス流を生じさせる推進力が不十分となる。その結果、淀んだ蒸気のウィンデージ加熱により、タブ領域内に高温が発生する可能性がある。この高温により、ロータの有効寿命が短縮され、蒸気タービンの損傷を招くおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／００６５２７３号明細書
【特許文献２】米国特許第５５７５６２０号明細書
【特許文献３】米国特許第５５９３２７３号明細書
【特許文献４】米国特許第６２３４７４６号明細書
【特許文献５】米国特許第６３３１０９７号明細書
【特許文献６】米国特許第６３６４６１３号明細書
【特許文献７】米国特許第７０４０８６１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの実施形態によると、複流蒸気タービンを冷却する本方法は、タービンのセクションの各ノズルに蒸気流を供給するステップと、各蒸気流の一部分を反転させて各セクションの後方側から前方側への逆向き蒸気流を形成するステップとを含む。各逆向き蒸気流は、ロータ及びタブ間の環状空間に導かれる。本方法はさらに、環状空間の位置にある第１の圧力の第１の端部と該第１の圧力よりも低い第２の圧力の第２の端部とを有するパイプを通して逆向き蒸気流を除去するステップを含む。
【０００６】
別の実施形態によると、本複流蒸気タービンは、その各々がタービンのセクションに設けられた一対のノズルと、セクションのバケットを支持したロータと、一対のノズルを支持したタブと、タブ及びロータ間の環状空間から延びるパイプとを含む。パイプは、環状空間の位置にある第１の端部と第２の端部とを有する。パイプの第１の端部における圧力は、第２の端部における圧力よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の１つの実施形態による複流蒸気タービンを概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、複流すなわち対向流蒸気タービン２は、該タービン２のセクションにノズルすなわちダイアフラム１８を含む。図１に示すように、蒸気４は、複流蒸気タービン２の両ノズル１８に供給される。蒸気４の流れについての以下の説明は、複流蒸気タービン２の両ノズル１８にも同様に当てはまることを理解されたい。
【０００９】
再び図１を参照すると、蒸気４は、各圧力セクションのノズル１８に流入する。各ノズル１８は、内側リングすなわちウェブ２２によって支持されたノズル外側リング１４で形成される。内側リング２２は、複流蒸気タービン２のロータホイール６に対して相対的に静止した状態になった中心アニュラスすなわちタブ８によって支持される。蒸気４は、ロータホイールダブテール突出部１０によって支持されたバケット１２を通って流れる。蒸気４の一部分２６は、反転して、第１段タービンホイールの後方から前方側に流れ、次にロータホイール６及びタブ８間の環状空間１６に進む。逆向き蒸気流部分２６は、例えばバケット１２及び／又はロータホイールダブテール突出部１０のいずれかを貫通した蒸気バランス孔２８によって供給することができる。
【００１０】
蒸気タービンでは、第１段ホイールに冷却蒸気を供給する根元反作用を備えるようにその第１段を設計することが一般的である。
【００１１】
複流蒸気タービン２では、根元反作用を備えるように両タービン端部を設計することが可能であり、逆向き蒸気流部分２６は、タブ８の領域における環状空間１６内に捕捉されることになる。一方の端部から他方の端部への冷却蒸気のクロス流を生じさせる十分な推進力を得るために、タブ８を貫通させてパイプ２０が設けられる。パイプ２０は、環状空間１６から低圧の領域まで延びて、淀んだ蒸気を環状空間１６から排出するのを可能にする。環状空間１６と低圧部位との間の圧力差により、逆向き蒸気流部分２６が矢印２４で示すようにパイプ２０を通って強制的に流れてウィンデージ加熱を回避する。
【００１２】
複流蒸気タービンは、例えば脱塩法で使用するような複流復水器なしタービンとすることができる。しかしながら、本発明は、タブ領域の冷却を必要とするあらゆる複流蒸気タービンで使用することができることを理解されたい。
【００１３】
現時点で最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるものに関して本発明を説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されるものではなく、逆に特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内に含まれる様々な改良及び均等な構成を保護しようとするものであることを理解されたい。
【符号の説明】
【００１４】
２  複流蒸気タービン
４  蒸気
６  ロータホイール
８  タブ
１０  ロータホイールダブテール突出部
１２  バケット
１４  ノズル外側リング
１６  環状空間
１８  ノズル
２０  パイプ
２２  ウェブ
２６  逆向き蒸気流部分
２８  蒸気バランス孔
【図１】
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