(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン軸の軸方向に沿ってタービンノズルとタービン動翼とを組み合せたタービン段落を複数段にして配置し、上記タービンノズルを支持するダイアフラム外輪に設けたドレンキャッチャーでタービン駆動蒸気に含まれるドレンを捕獲し、捕獲したドレンを通路を介して外部に排出させる蒸気タービンのドレン分離構造において、噴出孔の出口側に断面Ｖ字状のスリットを形成したスプレーノズルを上記通路の出口側に挿着したことを特徴とする蒸気タービンのドレン分離構造。
【請求項２】
タービン軸の軸方向に沿ってタービンノズルとタービン動翼とを組み合せたタービン段落を複数段にして配置し、上記タービンノズルを支持するダイアフラム外輪に設けたドレンキャッチャーでタービン駆動蒸気に含まれるドレンを捕獲し、捕獲したドレンを通路を介して外部に排出させる蒸気タービンのドレン分離構造において、上記通路の出口端に断面Ｖ字状のスリットを形成したことを特徴とする蒸気タービンのドレン分離構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービン駆動蒸気がタービン段落を通過中に生成されるドレンを良好に処理する蒸気タービンのドレン分離構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、火力用の蒸気タービンや原子力用の蒸気タービンは、タービン駆動蒸気がタービンノズルとタービン動翼とを組み合せたタービン段落を通過する際、膨張仕事をして熱エネルギを失うので、タービン駆動蒸気の中に湿分や水滴を含むことが多い。特に、原子力用の蒸気タービンは、タービン駆動蒸気が飽和蒸気であるから、火力用に較べて湿分や水滴が多い。
【０００３】
このような雰囲気の中、タービン動翼を回転させていると、湿分や水滴が周辺に飛散し、タービン動翼の前縁部は無論のこと、タービンケーシング等は浸食を受け、不具合を誘発する要因になっていた。このため、火力用の蒸気タービンや原子力用の蒸気タービンは、タービン段落にドレンキャッチャー（ドレン捕集口）を設け、このドレンキャッチャに水滴等を吸い込ませて、ケーシング等の浸食を防止させていた。
【０００４】
図８は、従来から実施されている蒸気タービンのドレン分離構造を示す一例である。
【０００５】
蒸気タービンは、タービン駆動蒸気ＤＳの流れ方向に沿ってタービン段落１を複数段に亘って配置している。
【０００６】
タービン段落１は、タービン駆動蒸気に速度エネルギを与えるタービンノズル２と、タービン駆動蒸気ＤＳの流れを転向させてタービン軸４に回転トルクを発生させるタービン動翼３とを組み合せて構成されている。
【０００７】
タービンノズル２は、頭部側にダイアフラム外輪５を、底部側にダイアフラム内輪６をそれぞれ備え、タービン軸４の周方向に沿って環状列に配置されている。また、タービン動翼３は、その底部側に設けた植込み部７を介してタービン軸４に環状列に植設されている。
【０００８】
また、ダイアフラム外輪５は、ドレンキャッチャー（捕集口）８を形成し、タービン前段落のタービン動翼の遠心力により飛来する水滴等や、壁面９に沿って流れる水滴等をドレンキャッチャー８で捕獲し、捕獲した水滴等を通路１０からタービン排気室を介して復水器（ともに図示せず）に排出させている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図８で示した従来の蒸気タービンには、ドレンキャッチャー８で吸い込んだ水滴等をタービン排気室に排出して処理する際、不具合・不都合があった。すなわち、ドレンキャッチャー８は、捕集した水滴等をタービン排気室に排出させる際、通路１０を設けている。この通路１０はダイアフラム外輪５の外側に向って傾斜状の直線として形成しているため、水滴等がタービン排気室に流出する際、流出速度が比較的速く、また粒径も大きくなっている。
【００１０】
このため、水滴等は、通路１０を出るとき、その慣性力により次段落のダイアフラム外輪１１に衝突し、長年の実施の結果、浸食を引き起す問題点があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、ドレンキャッチャーで捕集した水滴等をタービン排気室に案内する際、次段落のダイアフラム外輪に浸食を発生させないように適切に処理させる蒸気タービンのドレン分離構造を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造は、上記目的を達成するために、請求項１に記載したように、タービン軸の軸方向に沿ってタービンノズルとタービン動翼とを組み合せたタービン段落を複数段にして配置し、上記タービンノズルを支持するダイアフラム外輪に設けたドレンキャッチャーでタービン駆動蒸気に含まれるドレンを捕獲し、捕獲したドレンを通路を介して外部に排出させる蒸気タービンのドレン分離構造において、噴出孔の出口側に断面Ｖ字状のスリットを形成したスプレーノズルを上記通路の出口側に挿着したものである。
【００１７】
本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造は、上記目的を達成するために、請求項２に記載したように、タービン軸の軸方向に沿ってタービンノズルとタービン動翼とを組み合せたタービン段落を複数段にして配置し、上記タービンノズルを支持するダイアフラム外輪に設けたドレンキャッチャーでタービン駆動蒸気に含まれるドレンを捕獲し、捕獲したドレンを通路を介して外部に排出させる蒸気タービンのドレン分離構造において、上記通路の出口端に断面Ｖ字状のスリットを形成したものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造の実施形態を示す概略一部切欠部分縦断面図である。
【００２１】
本実施形態に係る蒸気タービンは、タービン駆動蒸気ＤＳの流れ方向に沿ってタービン段落１２を複数段に亘って配置している。
【００２２】
タービン段落１２は、タービンノズル１３とタービン動翼１４とを組み合せて構成している。
【００２３】
タービンノズル１３は、頭部側をダイアフラム外輪１５で固定支持され、底部側をダイアフラム内輪１６で固定支持されるとともに、タービン軸１７の周方向に環状列にして配置されている。
【００２４】
タービン動翼１４は、底部側に設けた植込み部１８を介してタービン軸１７に環状列に植設されている。
【００２５】
一方、ダイアフラム外輪１５は、ドレンキャッチャー（捕集口）１９を形成するとともに、ドレンキャッチャー１９に通路２１を設けている。この通路２１は、図２に示すように、入口側を比較的断面積の小さい開口２２に形成し、出口側に向って断面積が徐々に大きくなる拡開口２３に形成する、いわゆるディフューザ形状になっている。
【００２６】
このような構成を備えたタービン外輪１５において、タービン前段落のタービン動翼の遠心力により飛来し、あるいは壁面２０に沿って流れてくる水滴等を捕獲したドレンキャッチャー１９は、水滴等を通路２１を介して排出させる際、断面積を大きくした拡開口２３で水滴等の流速を低くさせるとともに圧力を回復させている。流速の低くなった水滴等は、速度エネルギの低下に伴う噴流力も低くなるので、次段落のダイアフラム外輪２４に衝突するとき、その衝撃力も従来に較べて大幅に低くなる。
【００２７】
このように、本実施形態はドレンキャッチャー１９で捕獲した水滴等をタービン排気室に排出させる通路２１をディフューザ状に形成し、水滴等の流速を低くさせたので、通路２１から次段落のダイアフラム外輪２４に水滴等が衝突してもその衝撃力を低く抑えることができ、次段落のダイアフラム外輪２４に発生する浸食を従来よりも低く抑えることができる。
【００２８】
図３は、本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造の第２実施形態を示す部分図である。
【００２９】
本実施形態は、ドレンキャッチャー１９で捕獲した水滴等をタービン排気室に排出させる通路２１に口径の小さい透口２５を備えた整流板２６を設けたものである。なお、通路２１は直線状であってもよく、第１実施形態で示したディフューザ状であってもよい。
【００３０】
本実施形態では、通路２１に透口２５を形成した整流板２６を設け、水滴を整流板２６の透口２５で衝突させて細くするとともに流速を下げるので、通路２１から次段落のダイアフラム外輪２４に水滴等が衝突してもその衝撃力を低く抑えることができ、次段落のダイアフラム外輪２４に発生する浸食を従来よりも低く抑えることができる。
【００３１】
図４は、本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造の第３実施形態を示す部分図である。
【００３２】
本実施形態は、ドレンキャッチャー１９で捕獲した水滴等をタービン排気室に排出させる通路２１の中間部分を絞り部２７で形成するとともに、その出口側を断面積の大きい拡開口２８で形成したものである。
【００３３】
本実施形態は、通路２１の中間部分を絞り部２７で形成し、その出口側を拡開口２８で形成し、絞り部２７で一旦水滴等の粒径を細くさせた後、拡開口２８で圧力を回復させたので、通路２１から次段落のダイアフラム外輪２４にドレンが衝突してもその衝撃力を低く抑えることができ、次段落のダイアフラム外輪２４に発生する浸食を従来よりも低く抑えることができる。
【００３４】
図５は、本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造の第４実施形態を示す部分図である。
【００３５】
なお、図５中、（ａ）は、本実施形態に適用されるスプレーノズルの側面図を示し、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視方向から見た正面図を示す。
【００３６】
本実施形態は、ドレンキャッチャー１９で捕獲した水滴等をタービン排気室に排出させる通路２１の出口側にスプレーノズル３１を挿着したものである。
【００３７】
このスプレーノズル３１は、噴出孔２９の出口側に断面Ｖ字状のスリット３０を形成している。
【００３８】
本実施形態は、通路２１の出口側に、断面Ｖ字状のスリット３０を形成したスプレーノズル３１を挿着し、スプレーノズル３１から噴出する水滴等をスリット３０により霧状にするので、次段落のダイアフラム外輪２４にドレンが衝突してもその衝撃力を低く抑えることができ、次段落のダイアフラム外輪２４に発生する浸食を従来よりも低く抑えることができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、通路２１の出口側にスプレーノズル３１を挿着したが、この例に限らず、図６の（ａ），（ｂ）に示すように、通路２１の噴出孔２９の出口側に断面Ｖ字状のスリット３０を形成し、噴出する水滴等をスリット３０で霧状にしても良く、また、図７の（ａ），（ｂ）に示すように、通路２１の出口側にオリフィス３２を設け、噴出する水滴等をオリフィス３２で霧状にしても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造は、ダイアフラム外輪に設けられたドレンキャッチャーで捕獲された水滴等を含むドレンを通路からタービン排気室に排出させる際、通路にドレンの流速を低くして圧力を回復させる手段や水滴等を霧状に微粒化する手段を設けたので、通路から次段落のダイアフラム外輪にドレンが衝突してもその衝撃力を低く抑えて浸食の発生を少なくさせたることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造の第１実施形態を示す概略一部切欠部分縦断面図。
【図２】図１のＡ部を示す部分拡大図。
【図３】本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造の第２実施形態を示す部分図。
【図４】本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造の第３実施形態を示す部分図。
【図５】本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造の第４実施形態を示す部分図。
【図６】本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造の第４実施形態における第１変形例を示す部分図。
【図７】本発明に係る蒸気タービンのドレン分離構造の第４実施形態における第２変形例を示す部分図。
【図８】従来の蒸気タービンのドレン分離構造を示す概略一部切欠部分縦断面図。
【符号の説明】
１  タービン段落
２  タービンノズル
３  タービン動翼
４  タービン軸
５  ダイアフラム外輪
６  ダイアフラム内輪
７  植込み部
８  ドレンキャッチャー
９  壁面
１０  通路
１１  ダイアフラム外輪
１２  タービン段落
１３  タービンノズル
１４  タービン動翼
１５  ダイアフラム外輪
１６  ダイアフラム内輪
１７  タービン軸
１８  植込み部
１９  ドレンキャッチャー
２０  壁面
２１  通路
２２  開口
２３  拡開口
２４  ダイアフラム外輪
２５  透口
２６  整流板
２７  絞り部
２８  拡開口
２９  噴出孔
３０  スリット
３１  スプレーノズル
３２  オリフィス
【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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