JP4619849B2 - タービン排気装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施の形態に係るタービン排気装置の軸方向に沿った垂直断面を表す断面図である。
図1に示した本発明のタービン排気装置は、蒸気タービン(タービンロータ1)を通過した蒸気流を蒸気タービン1の下方に設けた復水器(図示せず)に導くもので、主な構成要素として排気室10とフローガイド30を備えている。本実施の形態において、タービンロータ1は水平に配置されている。
先に説明したフローガイド30を製作する一つの方法は、フローガイド30を複数の部分30aに区分し、この部分30aを平板で形成して図5の状態とする。そして、各部分30aを設定の曲率半径を持つように円弧状に曲成し、隣接するもの同士を溶接等の手段により接合する。このとき、各部分30aの4つの角の角度(角度α,β等)や辺の長さ(長さl1,l2等)を隣接する部分30aとの間で調整し、目的とする曲率変化、半径方向の長さを得る。このようにフローガイド30を製作した場合、曲率半径Rは周方向変化に対して段階的に変化する。勿論、図5及び図6のものに限らず種々の制作方法が考えられ、例えばプレス加工等の機械加工や鋳造により曲率半径Rが周方向変化に対して連続的に変化するように精密な三次元局面を形成することも可能であり、本発明の原理に基づく限りにおいては、そのようにフローガイド30を製作することがより好ましい。
図8はフローガイド30を比較的狭い範囲にのみ設けた場合であり、主に半径方向の流れに対して圧力回復が得られる。図9はフローガイド30を下方に延長し、半径方向の流れにだけでなく方向が変わり下方に向かう流れに対しても圧力回復を得ることを意図している。図10のようにフローガイド30の下半側が上半側に対してより長くなるようにするには、例えば周方向角度θの変化に対する曲率の変化率を大きくし、吹き出し中心線Fからフローガイド30の最外周部までの距離L(θ)の変化率も大きくすれば良い。図10の構成は、例えば中心軸Cと吹き出し中心線Fとの距離δが大きく上向きの流量に対して下向きの流量が大きい場合に特に有効である。
蒸気流入管14から流入した蒸気は、分配室15で周方向に分配されて蒸気流路12に導かれる。内ケーシング11の内周側の蒸気流路12を通過した蒸気は環帯から排気室10に吹き出す。排気室10に吹き出すことにより流路断面積が拡大されるため、蒸気は減速しつつ下方に転向して復水器に導かれる。
前述したように、タービン建屋等も含めたスペースの制約からタービン軸5より上半部ではタービン段落から排気室天井13aまでのスパンが短い場合が多い。そのため、図10ではフローガイド30’を通過した蒸気の通路を確保すべく、フローガイド30’の上半部分を短縮して排気室天井13aとフローガイド30’との隙間を拡大している。
第1の実施の形態ではフローガイド30の断面を曲率半径Rの円弧形状としていたが、必ずしも円弧形状である必要はない。本実施の形態では、フローガイド30Aの断面の曲率を半径方向位置(吹き出し中心線Fからの距離)によっても変化させている。フローガイド30Aの断面は全周に亘って概ね相似形をなしている。内ケーシング11との接続部分の断面の接線がタービン軸線となす角度(始まり角)φ0を決め、フローガイド30Aの断面上のある接点でフローガイド断面に接する接線とタービン軸線とがなす角度φ、及びそのフローガイド断面を含む面の周方向の角度(断面の周方向位置)θをパラメータとするフローガイド断面上の点における曲率半径R(θ,φ)を与えることで、よりフローガイド30A内の蒸気の流れを最適化することができる。
本実施の形態は、フローガイド30から復水器側への蒸気の流れの圧力を回復させるディフューザ流路を設け、より高い蒸気圧力回復能力を確保した実施の形態である。
10 排気室
11 内ケーシング
13b 端壁
16 上半側ケーシング
17 下半側ケーシング
18 支持板
30 フローガイド
30A フローガイド
30B フローガイド
30Ba 延在部
F 吹き出し中心線
R 曲率半径
Claims (7)
- 蒸気タービンのロータを通過した蒸気流を前記蒸気タービンの下方に設けた復水器に導くタービン排気装置において、
前記蒸気タービンのロータを包囲する内ケーシングを内部に有し、前記復水器の上部に連接した排気室と、
前記内ケーシングに連設され、前記タービンロータを通過した蒸気流が前記排気室内に放射状に吹き出すように前記タービンロータの軸方向から半径方向外側に湾曲して形成されており、前記タービンロータの中心軸を含む面内の断面がその接線と前記中心軸がなす角度の増大に伴って曲率を小さくし、なおかつ前記タービンロータの中心軸を含む面内の断面の曲率が前記中心軸を含む垂直面内の上半部の断面で最大となり断面位置が前記復水器側に向かうにつれて単調に減少するように形成されたフローガイドと
を備えたことを特徴とするタービン排気装置。 - 請求項1に記載のタービン排気装置において、前記フローガイドの断面の曲率が断面位置の周方向変化に対して段階的に変化することを特徴とするタービン排気装置。
- 請求項1に記載のタービン排気装置において、前記フローガイドに対向するタービン軸方向を向く前記排気室の端壁は、前記フローガイドの最外周部が描く楕円を含む面の傾斜方向に傾斜していることを特徴とするタービン排気装置。
- 請求項1に記載のタービン排気装置において、前記蒸気タービンは水平に配置され、かつ前記排気室が上下二分割されており、上半側ケーシングを取外すことにより前記タービンロータの上半部が露出するように構成されていることを特徴とするタービン排気装置。
- 請求項1に記載のタービン排気装置において、前記排気室の下半側にて前記フローガイドの先端部を前記復水器側にさらに延在し、この延在部によりタービン軸方向を向く前記排気室の前記フローガイドとの対向端壁との間にディフューザを形成することを特徴とするタービン排気装置。
- 請求項5に記載のタービン排気装置において、前記フローガイドの延在部を前記内ケーシング中の蒸気流れ方向上流側に反らせ、なおかつこのフローガイドの延在部に対向し前記延在部との間にディフューザを形成する前記排気室の補強用の支持板を備えたことを特徴とするタービン排気装置。
- 請求項1に記載のタービン排気装置において、
前記フローガイドが、前記排気室の下半側にて前記復水器側に延在した部分とタービン軸方向を向く前記排気室の当該フローガイドとの対向端壁との間にディフューザを形成し、前記延在部を前記内ケーシング中の蒸気流れ方向上流側に反らせていること、
前記フローガイドの延在部に対向し前記延在部との間にディフューザを形成する前記排気室の補強用の支持板をさらに備えていること
を特徴とするタービン排気装置。
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