JP6550004B2 - 蒸気タービン - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、蒸気タービンに関する。

一般的に、火力発電所などで用いられている蒸気タービンには、作動流体としての蒸気の圧力の違いに応じて高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンといった種類が存在しているが、このうち中圧タービンは、高圧タービンと一体に形成されてタービン組合体を構成している場合がある。この場合の中圧タービンの蒸気入口通路周辺の構造を図１３に示す。

図１３に示すように、中圧タービン１００は、車室１０２と、車室１０２に回転可能に設けられたタービンロータ１０３と、を有している。車室１０２には、タービンロータ１０３との間でグランド空間１０４を形成する静止部材１０５が支持されており、車室１０２の被当接面１０６に静止部材１０５の当接面１０７が当接して嵌合している。また、静止部材１０５は、その下流側に設けられた鍵形の静止部材鍵形部１０８を有しており、後述の静翼内輪鍵形部１１４を係止するようになっている。

また、車室１０２には、静翼外輪１０９が支持されており、車室１０２の被当接面１１０に静翼外輪１０９の当接面１１１が当接して嵌合している。静翼外輪１０９には、静翼１１２を介して静翼内輪１１３が支持されている。静翼内輪１１３は、その下流側に設けられた鍵形の静翼内輪鍵形部１１４を有しており、上述の静止部材鍵形部１０８に係止されている。そして、静止部材鍵形部１０８の被当接面１１５に静翼内輪鍵形部１１４の当接面１１６が当接して嵌合している。このようにして、静翼内輪１１３は、静翼１１２および静翼外輪１０９を介して車室１０２に支持されるとともに、静止部材１０５を介して車室１０２に支持されている。

ところで、図１３には示されていない高圧タービンからの高圧の主蒸気が、静止部材１０５とタービンロータ１０３との間および静翼内輪１１３とタービンロータ１０３との間で形成されるグランド空間１０４にクーリング蒸気ＣＳとして流入する。上述の静止部材１０５の被当接面１１５に静翼内輪１１３の当接面１１６を当接させる構造は、このグランド空間１０４に流入したクーリング蒸気ＣＳが、グランド空間１０４よりも圧力が低い蒸気入口通路１０１に流入することを抑制するためのものである。すなわち、静止部材１０５の被当接面１１５に静翼内輪１１３の当接面１１６が当接することにより、静止部材１０５の被当接面１１５と静翼内輪１１３の当接面１１６との間に隙間が形成されることを防止して、グランド空間１０４内のクーリング蒸気ＣＳが蒸気入口通路１０１へ漏洩することを抑制している。

また、中圧タービン１００の蒸気入口通路１０１に流入する再熱蒸気ＲＳの高温化に伴い、静翼外輪１０９、静翼１１２および静翼内輪１１３の温度は上昇し得る。さらに、当該再熱蒸気ＲＳの高圧化に伴い、静翼外輪１０９、静翼１１２および静翼内輪１１３の上流側と下流側との差圧が大きくなる。このため、静翼外輪１０９、静翼１１２および静翼内輪１１３の歪量が経年的に増加する傾向にあり、静翼内輪１１３のクリープ変形量が増加し得る。これに対して、上述のように静翼内輪１１３の当接面１１６を静止部材１０５の被当接面１１５に当接させることにより、静翼内輪１１３が静止部材１０５に支持されるため、静翼内輪１１３のクリープ変形量の増加を抑制することが可能となる。

静止部材１０５および静翼内輪１１３を組み立てる場合には、まず車室１０２に静止部材１０５が取り付けられ、車室１０２の被当接面１０６に静止部材１０５の当接面１０７を当接させて嵌合させる。次に静翼外輪１０９に静翼１１２および静翼内輪１１３が取り付けられる。その後、静翼１１２および静翼内輪１１３が取り付けられた静翼外輪１０９が車室１０２に取り付けられる。この際、車室１０２の被当接面１１０に静翼外輪１０９の当接面１１１が当接して嵌合する。これと並行して、静翼内輪鍵形部１１４が静止部材鍵形部１０８に係止される。すなわち、静止部材鍵形部１０８の被当接面１１５に静翼内輪鍵形部１１４の当接面１１６が当接して嵌合し、静翼内輪１１３が静止部材１０５に支持される。このようにして、静止部材１０５および静翼内輪１１３が組み立てられる。

特開平８−２４６８０５号公報 特開２０１２−６２８２８号公報

しかしながら、車室１０２の２つの被当接面１０６、１１０の間の寸法のずれや、静止部材１０５の当接面１０７と被当接面１１５との間の寸法のずれ、静翼外輪１０９の当接面１１１と静翼内輪１１３の当接面１１６との間の寸法のずれが大きくなると、組立が困難になり得る。すなわち、寸法のずれが生じると、静翼内輪鍵形部１１４が静止部材鍵形部１０８と干渉し、静翼内輪鍵形部１１４が静止部材鍵形部１０８に係止できない場合がある。あるいは、静翼内輪鍵形部１１４の当接面１１６と静止部材鍵形部１０８の被当接面１１５との間に隙間が形成される場合もある。この隙間が形成される場合、グランド空間１０４内のクーリング蒸気ＣＳが、当該隙間を通って蒸気入口通路１０１に流入するという問題が生じる。

そこで、静翼内輪鍵形部１１４が静止部材鍵形部１０８に干渉する場合や、静翼内輪鍵形部１１４の当接面１１６と静止部材鍵形部１０８の被当接面１１５との間に隙間が形成される場合には、当接面１１１、１１６や被当接面１１０、１１５の調整加工が行われる。この場合、組立工期が長期化してしまう可能性があった。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、組立工期の長期化を回避するとともに、グランド空間から蒸気入口通路への蒸気の流入を抑制しつつ、かつ静翼内輪のクリープ変形を抑制できる蒸気タービンを提供することを目的とする。

実施の形態による蒸気タービンは、車室と、車室に回転可能に設けられたタービンロータと、を有している。この蒸気タービンは、車室に支持され、蒸気入口通路の一部を画定するとともにタービンロータとの間でグランド空間を画定する静止部材を備えている。また、この蒸気タービンは、蒸気入口通路より下流側に設けられた第１段静翼を介して車室に支持され、静止部材との間に、蒸気入口通路とグランド空間とを連通した隙間を介在させた静翼内輪を備えている。さらに、この蒸気タービンは、隙間に設けられたシール部材を備えている。静止部材は、静止本体部と、静止本体部より下流側に設けられ、タービンロータの軸方向に直交する方向に延びる静止延長部と、を有している。静翼内輪は、内輪本体部と、内輪本体部より上流側に設けられ、タービンロータの軸方向に直交する方向に延びる内輪延長部と、を有している。静止延長部は、その上流側に設けられた静止対向面を含み、内輪延長部は、その下流側に設けられた、静止対向面に隙間を介して対向する内輪対向面を含んでいる。

本発明によれば、組立工期の長期化を回避するとともに、グランド空間から蒸気入口通路への蒸気の流入を抑制しつつ、かつ静翼内輪のクリープ変形を抑制できる。

図１は、本発明の第１の実施の形態におけるタービン組合体の構造の一例を示す断面図である。 図２は、図１の静止部材および静翼内輪を拡大して示す断面図である。 図３は、図２の静止延長部および内輪延長部を拡大して示す断面図である。 図４は、第２の実施の形態において、静止延長部および内輪延長部を拡大して示す断面図である。 図５は、第３の実施の形態において、静止延長部および内輪延長部を拡大して示す断面図である。 図６は、第４の実施の形態において、静止延長部および内輪延長部を拡大して示す断面図である。 図７は、第５の実施の形態において、静止延長部および内輪延長部を拡大して示す断面図である。 図８は、図７の変形例を示す断面図である。 図９は、図７の変形例を示す断面図である。 図１０は、第６の実施の形態において、静止延長部および内輪延長部を拡大して示す断面図である。 図１１は、図１０の変形例を示す断面図である。 図１２は、図１０の変形例を示す断面図である。 図１３は、一般的なタービン組合体における静止部材および静翼内輪を拡大して示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図３を用いて、本発明の実施の形態における蒸気タービンについて説明する。ここではまず、本実施の形態による蒸気タービンとしての中圧タービンが適用可能な、タービン組合体について説明する。

図１に示すように、タービン組合体１は、図示しないボイラから供給される主蒸気ＭＳの膨張仕事を取り出す高圧タービン１０と、当該ボイラから供給される再熱蒸気ＲＳの膨張仕事を取り出す中圧タービン３０と、を備えている。また、タービン組合体１は、車室２と、車室２に対して回転可能に設けられたタービンロータ３と、を備えている。本実施の形態においては、高圧タービン１０の車室と中圧タービン３０の車室とが一体に形成されて上述した車室２を構成している。この車室２は、内部車室２ａと、内部車室２ａの外側に設けられた外部車室２ｂと、を有しており、二重構造の車室となっている。また、本実施の形態においては、高圧タービン１０のタービンロータと中圧タービン３０のタービンロータとが一体に形成されて上述したタービンロータ３を構成している。このタービンロータ３には、図示しない発電機が連結されている。

外部車室２ｂには、高圧蒸気入口管１１および中圧蒸気入口管３１が連結されている。図示しないボイラからの主蒸気ＭＳは、高圧蒸気入口管１１を介して高圧タービン１０に供給され、当該ボイラからの再熱蒸気ＲＳは、中圧蒸気入口管３１を介して中圧タービン３０に供給されるようになっている。

高圧タービン１０に供給された主蒸気ＭＳは、例えば、車室２内に設けられたインレットスリーブ１２ａおよびノズルボックス１２ｂによって、複数のタービン段落１３のうちの最も上流側のタービン段落１３に案内されるようになっている。タービン段落１３は、静翼１４と動翼１５とを有しており、各タービン段落１３を通過する主蒸気ＭＳは動翼１５に対して膨張仕事を行い、タービンロータ３が回転駆動される。動翼１５に対して膨張仕事を行った主蒸気ＭＳは、排気流路１６から排出され、ボイラに供給されて再熱蒸気ＲＳとなる。

また、主蒸気ＭＳの一部は、グランド空間４（後述）に供給され、クーリング蒸気ＣＳとして中圧タービン３０のクーリングを行う。

中圧タービン３０に供給された再熱蒸気ＲＳは、車室２内に設けられた蒸気入口通路３２によって、複数のタービン段落３３のうち最も上流側のタービン段落３３に案内されるようになっている。タービン段落３３は、静翼５０と動翼３４とを有しており、各タービン段落３３を通過する再熱蒸気ＲＳは動翼３４に対して膨張仕事を行い、タービンロータ３が回転駆動される。動翼３４に対して膨張仕事を行った再熱蒸気ＲＳは、排気流路３５から排出され、図示しない低圧タービンに供給される。動翼３４は、タービンロータ３に設けられたロータディスク３ａに植設されて固定されている。

次に、本実施の形態による中圧タービン３０についてより詳細に説明する。図２および図３に示すように、中圧タービン３０は、内部車室２ａに支持された静止部材４０と、内部車室２ａに支持された静翼内輪５１と、を備えている。このうち静止部材４０は、蒸気入口通路３２の一部を画定するとともにタービンロータ３との間でグランド空間４を画定している。静翼内輪５１は、蒸気入口通路３２より下流側に設けられた最も上流側のタービン段落３３の静翼（第１段静翼、以下単に静翼と記す）５０を介して内部車室２ａに支持されている。ここで、上流側および下流側との用語は、中圧タービン３０内での再熱蒸気ＲＳの主流方向（図２では、左から右に向かうタービンロータ３の軸方向に沿った方向）に対する上流側および下流側をそれぞれ意味するものとして用いている。

静止部材４０は、静止本体部４１と、静止本体部４１より下流側に設けられ、タービンロータ３の軸方向に直交する方向（径方向）に延びる静止延長部４２と、を有している。このうち静止本体部４１は、内部車室２ａの第１被当接面５に当接する静止当接面４３を含んでいる。図２に示すように、静止当接面４３は径方向に延びるとともに、下流側に面している。このようにして、静止本体部４１の下流側への移動防止を図っている。

静止延長部４２は、タービンロータ３の軸方向に延びる静止連結部４５によって、静止本体部４１と連結されている。静止延長部４２は、その上流側に設けられた第１静止対向面４６ａを含んでいる。この第１静止対向面４６ａは、径方向に延びるとともに、上流側に面し、後述する静翼内輪５１の第１内輪対向面５９ａと対向する。また、静止延長部４２は、静止本体部４１（より具体的には静止連結部４５）から内周側に向かって延びており、静止本体部４１と静止延長部４２との間に、後述する内輪延長部５６が収容される内輪収容空間４７を画定している。内輪収容空間４７は、内周側に開口しており、後述する内輪延長部５７が内周側から挿入可能になっている。このような静止延長部４２および静止連結部４５は、全体として鍵形状（またはＬ字状）に形成されている。

静翼内輪５１は、静翼５０および静翼外輪５２を介して内部車室２ａに支持されている。このうち静翼５０は、静翼内輪５１と静翼外輪５２との間に設けられている。このようにして静翼５０、静翼内輪５１および静翼外輪５２を含む静翼組立体５３が形成されている。静翼外輪５２は、内部車室２ａの第２被当接面６に当接する外輪当接面５４を含んでいる。図２に示すように、外輪当接面５４は、径方向に延びるとともに、下流側に面している。このようにして静翼外輪５２の下流側への移動防止を図っている。

静翼内輪５１は、内輪本体部５５と、内輪本体部５５より上流側に設けられ、タービンロータ３の軸方向に直交する方向に延びる内輪延長部５６と、を有している。このうち内輪本体部５５の内周側には、ノズルパッキン５７が設けられている。

内輪延長部５６は、タービンロータ３の軸方向に延びる内輪連結部５８によって、内輪本体部５５と連結されている。内輪延長部５６は、その下流側に設けられた第１内輪対向面５９ａを含んでいる。この第１内輪対向面５９ａは、径方向に延びるとともに、下流側に面し、上述した静止部材４０の第１静止対向面４６ａに対向する。また、内輪延長部５６は、内輪本体部５５（より具体的には内輪連結部５８）から外周側に向かって延びており、内輪本体部５５と内輪延長部５６との間に、上述した静止延長部４２が収容される静止部材収容空間６０を画定している。この静止部材収容空間６０は、外周側に開口しており、静止延長部４２が外周側から挿入可能になっている。すなわち、静止部材４０に対して静翼内輪５１を内周側から近づけた場合に、静止延長部４２が、内周側から近づいてくる静止部材収容空間６０に収容されるようになっている。このような内輪延長部５６および内輪連結部５８は、全体として鍵形状（またはＬ字状）に形成されている。

図３に示すように、上述した静止部材４０の第１静止対向面４６ａと静翼内輪５１の第１内輪対向面５９ａとの間に、隙間３８が介在されている。この隙間３８は、蒸気入口通路３２とグランド空間４とを連通している。すなわち、隙間３８は、静止部材４０と静翼内輪５１との間で、蒸気入口通路３２からグランド空間４まで延びている。より具体的には、隙間３８は、静止本体部４１と内輪延長部５６との間の部分、静止連結部４５と内輪延長部５６との間の部分、静止延長部４２と内輪延長部５６との間の部分、静止延長部４２と内輪連結部５８との間の部分、および静止延長部４２と内輪本体部５５との間の部分によって構成されている。

この隙間３８に、シール部材７０が設けられている。本実施の形態によるシール部材７０は、シールフィン７１を有している。このシールフィン７１は、隙間３８のうち静止延長部４２と内輪連結部５８との間の部分に配置されており、静止部材４０の静止延長部４２に取り付けられている。より詳細には、シールフィン７１は、静止延長部４２の内周側に取り付けられている。なお、シール部材としては、所望のシール機能を有していれば、シールフィンでなくてもよい。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここでは、静止部材４０と静翼内輪５１とを組み立てる方法について説明する。

まず、内部車室２ａに静止部材４０が取り付けられる。この際、内部車室２ａの第１被当接面５に、静止部材４０の静止当接面４３が当接して嵌合する。続いて、静止部材４０は、図示しないボルト等によって内部車室２ａに固定される。

次に、内部車室２ａに静翼内輪５１が取り付けられる。この場合、まず、静翼外輪５２に静翼５０および静翼内輪５１が取り付けられて、静翼外輪５２、静翼５０および静翼内輪５１を含む静翼組立体５３が得られる。その後、静翼組立体５３が内部車室２ａに取り付けられる。この際、内部車室２ａの第２被当接面６に、静翼外輪５２の外輪当接面５４が当接して嵌合する。続いて、静翼組立体５３の静翼外輪５２は、図示しないボルト等によって内部車室２ａに固定される。

静翼組立体５３を内部車室２ａに取り付ける際、静止本体部４１と静止延長部４２との間に形成された内輪収容空間４７に、内輪本体部５５から外周側に向かって延びている内輪延長部５６が内周側から挿入され、内輪収容空間４７に内輪延長部５６が収容される。

また、第１内輪対向面５９ａと第１静止対向面４６ａとの間に隙間３８が介在されるため、内輪延長部５６が内輪収容空間４７に容易に収容される構造となっている。とりわけ、内部車室２ａの被当接面５、６の間の寸法のずれや、静止部材４０の静止当接面４３と第１静止対向面４６ａとの間の寸法のずれ、静翼内輪５１の第１内輪対向面５９ａと静翼外輪５２の外輪当接面５４との間の寸法のずれが生じた場合であっても、静翼内輪５１の内輪延長部５６が、静止部材４０の静止延長部４２に干渉することを抑制できる。このため、干渉した場合に行われていた調整加工を不要とすることができ、組立工期の長期化を抑制することができる。

このようにして、静止部材４０と静翼内輪５１とが内部車室２ａに取り付けられ、蒸気入口通路３２を有する中圧タービン３０が得られる。

ところで、グランド空間４に供給されたクーリング蒸気ＣＳの圧力は、中圧タービン３０の蒸気入口通路３２に供給される再熱蒸気ＲＳよりも高くなっている。このことにより、クーリング蒸気ＣＳの一部が、静止部材４０と静翼内輪５１との間の隙間３８を通って、蒸気入口通路３２に流入しようとする。しかしながら、上述したように、当該隙間３８には、シールフィン７１が設けられているため、グランド空間４から隙間３８を通って蒸気入口通路３２にクーリング蒸気ＣＳが流入することを抑制できる。

また、中圧タービン３０の運転中、蒸気入口通路３２に流入する再熱蒸気ＲＳによって、静翼外輪５２、静翼５０および静翼内輪５１の温度が上昇する。さらに、当該再熱蒸気ＲＳの高圧下に伴って、静翼外輪５２、静翼５０および静翼内輪５１の上流側と下流側との差圧が大きくなる。このため、静翼内輪５１が下流側にクリープ変形し得る。この場合、静翼内輪５１の第１内輪対向面５９ａと、静止部材４０の第１静止対向面４６ａとの間に隙間３８が形成されているため、初期的には静翼内輪５１のクリープ変形に伴い、静翼内輪５１が下流側に変位する。その後、第１内輪対向面５９ａが第１静止対向面４６ａに当接して、静翼内輪５１が静止部材４０に係止され、静翼内輪５１の下流側へのクリープ変形が防止され得る。

このように本実施の形態によれば、静翼内輪５１の第１内輪対向面５９ａと静止部材４０の第１静止対向面４６ａとの間に、隙間３８が介在されている。このことにより、静止部材４０と静翼内輪５１とを組み立てる際に、静翼内輪５１が静止部材４０に干渉することを防止できる。このため、干渉した場合に行われていた調整加工を不要とすることができ、組立工期の長期化を抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、静翼内輪５１と静止部材４０との間の隙間３８にはシールフィン７１が設けられている。このことにより、グランド空間４から隙間３８を通る蒸気入口通路３２へのクーリング蒸気ＣＳの流入を抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、静翼内輪５１の第１内輪対向面５９ａが、静止部材４０の第１静止対向面４６ａに隙間３８を介して対向している。このことにより、静翼内輪５１が下流側にクリープ変形した場合であっても、静翼内輪５１の第１内輪対向面５９ａが静止部材４０の第１静止対向面４６ａに当接し、静翼内輪５１の変形を防止することができる。このため、静翼内輪５１のクリープ変形量の増加を抑制できる。

また、本実施の形態によれば、静止延長部４２は静止本体部４１から内周側に向かって延び、内輪延長部５６は内輪本体部５５から外周側に向かって延びている。このため、静止部材４０と静翼内輪５１とを組み立てる際には、静止部材４０を先に内部車室２ａに取り付けて、その後に静翼内輪５１を内部車室２ａに取り付けることができる。すなわち、質量が比較的大きい静止部材４０を先に内部車室２ａに取り付けることができ、その後に、質量が比較的小さい静翼外輪５２、静翼５０および静翼内輪５１の静翼組立体５３を内部車室２ａに取り付けることができる。このため、質量が比較的小さい静翼組立体５３の位置を調整しながら、静翼内輪５１の内輪延長部５６を静止部材４０の内輪収容空間４７に収容することができる。このため、静止部材４０と静翼内輪５１の組立性を向上させることができ、組立工期の短縮化を図ることができる。

なお、上述した本実施の形態においては、シールフィン７１が、静止延長部４２の内周側に取り付けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、シールフィン７１が、内輪連結部５８の外周側に取り付けられていてもよい。この場合においても、グランド空間４から隙間３８を通って蒸気入口通路３２にクーリング蒸気ＣＳが流入することを抑制できる。

（第２の実施の形態）
次に、図４を用いて、本発明の第２の実施の形態における蒸気タービンについて説明する。

図４に示す第２の実施の形態においては、シールフィンが、隙間のうち内輪延長部と静止連結部との間の部分に配置されている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図４において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態においては、図４に示すように、シールフィン７１が、隙間３８のうち内輪延長部５６と静止連結部４５との間の部分に配置されている。より詳細には、シールフィン７１は、静止連結部４５の内周側に取り付けられている。

このように本実施の形態によれば、シールフィン７１は、隙間３８のうち内輪延長部５６と静止連結部４５との間の部分に配置されている。このことにより、グランド空間４から隙間３８を通る蒸気入口通路３２へのクーリング蒸気ＣＳの流入を抑制することができる。また、シールフィン７１を、内輪収容空間４７の奥まった位置に配置することができ、静止部材４０と静翼内輪５１とを組み立てる際に、シールフィン７１が損傷を受ける可能性を低減でき、信頼性を向上させることができる。

なお、上述した本実施の形態においては、シールフィン７１が、静止連結部４５の内周側に取り付けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、シールフィン７１が、内輪延長部５６の外周側に取り付けられていてもよい。この場合においても、グランド空間４から隙間３８を通って蒸気入口通路３２にクーリング蒸気ＣＳが流入することを抑制できる。

（第３の実施の形態）
次に、図５を用いて、本発明の第３の実施の形態における蒸気タービンについて説明する。

図５に示す第３の実施の形態においては、静止延長部が、静止本体部から外周側に向かって延び、内輪延長部が、内輪本体部から内周側に向かって延びている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図５において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態においては、図５に示すように、静止延長部４２が、静止本体部４１（より具体的には静止連結部４５）から外周側に向かって延びている。静止本体部４１と静止延長部４２との間に画定された内輪収容空間４７は、外周側に開口しており、内輪延長部５６が外周側から挿入可能になっている。すなわち、静翼内輪５１に対して静止部材４０を内周側から近づけた場合に、内輪延長部５６が、内周側から近づいてくる内輪収容空間４７に収容されるようになっている。なお、本実施の形態においても、静止延長部４２および静止連結部４５は、全体として鍵形状（またはＬ字状）に形成されている。

また、内輪延長部５６は、内輪本体部５５（より具体的には内輪連結部５８）から内周側に向かって延びている。内輪本体部５５と内輪延長部５６との間に画定された静止部材収容空間６０は、内周側に開口しており、静止延長部４２が内周側から挿入可能になっている。なお、本実施の形態においても、内輪延長部５６および内輪連結部５８は、全体として鍵形状（またはＬ字状）に形成されている。

本実施の形態においては、シールフィン７１は、隙間３８のうち静止延長部４２と内輪連結部５８との間の部分に配置されており、静翼内輪５１の内輪連結部５８に取り付けられている。より詳細には、シールフィン７１は、内輪連結部５８の内周側に取り付けられている。

図５に示す静止部材４０と静翼内輪５１とを組み立てる際には、まず、内部車室２ａに静翼内輪５１が取り付けられる。この場合、まず、静翼外輪５２に静翼５０および静翼内輪５１が取り付けられて、静翼外輪５２、静翼５０および静翼内輪５１を含む静翼組立体５３が得られる。その後、静翼組立体５３が内部車室２ａに取り付けられる。この際、内部車室２ａの第２被当接面６に、静翼外輪５２の外輪当接面５４が当接して嵌合する。続いて、静翼組立体５３の静翼外輪５２は、図示しないボルト等によって内部車室２ａに固定される。

次に、内部車室２ａに静止部材４０が取り付けられる。この際、内部車室２ａの第１被当接面５に、静止部材４０の静止当接面４３が当接して嵌合する。続いて、静止部材４０は、図示しないボルト等によって内部車室２ａに固定される。

静止部材４０を内部車室２ａに取り付ける際、内輪本体部５５と内輪延長部５６との間に形成された静止部材収容空間６０に、静止本体部４１から外周側に向かって延びている静止延長部４２が内周側から挿入され、静止部材収容空間６０に静止延長部４２が収容される。

また、第１静止対向面４６ａと第１内輪対向面５９ａとの間に隙間３８が介在されるため、静止延長部４２が静止部材収容空間６０に容易に収容される構造となっている。とりわけ、内部車室２ａの被当接面５、６の間の寸法のずれや、静止部材４０の静止当接面４３と第１静止対向面４６ａとの間の寸法のずれ、静翼内輪５１の第１内輪対向面５９ａと静翼外輪５２の外輪当接面５４との間の寸法のずれが生じた場合であっても、静止部材４０の静止延長部４２が、静翼内輪５１の内輪延長部５６に干渉することを抑制できる。このため、干渉した場合に行われていた調整加工を不要とすることができ、組立工期の長期化を抑制することができる。

このようにして、静翼内輪５１と静止部材４０とが内部車室２ａに取り付けられ、蒸気入口通路３２を有する中圧タービン３０が得られる。

このように本実施の形態によれば、内輪延長部５６は内輪本体部５５から内周側に向かって延び、静止延長部４２は静止本体部４１から外周側に向かって延びている。このため、静翼内輪５１と静止部材４０とを組み立てる際には、静翼内輪５１を先に内部車室２ａに取り付けて、その後に静止部材４０を内部車室２ａに取り付けることができる。

また、本実施の形態によれば、シールフィン７１は、隙間３８のうち静止延長部４２と内輪連結部５８との間の部分に配置されている。このことにより、グランド空間４から隙間３８を通る蒸気入口通路３２へのクーリング蒸気ＣＳの流入を抑制することができる。また、シールフィン７１を、静止部材収容空間６０の奥まった位置に配置することができ、静止部材４０と静翼内輪５１とを組み立てる際に、シールフィン７１が損傷を受ける可能性を低減でき、信頼性を向上させることができる。

なお、上述した本実施の形態においては、シールフィン７１が、内輪連結部５８の内周側に取り付けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、シールフィン７１が、静止延長部４２の外周側に取り付けられていてもよい。この場合においても、グランド空間４から隙間３８を通って蒸気入口通路３２にクーリング蒸気ＣＳが流入することを抑制できる。

（第４の実施の形態）
次に、図６を用いて、本発明の第４の実施の形態における蒸気タービンについて説明する。

図６に示す第４の実施の形態においては、シールフィンが、隙間のうち内輪延長部と静止連結部との間の部分に配置されている点が主に異なり、他の構成は、図５に示す第３の実施の形態と略同一である。なお、図６において、図５に示す第３の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態においては、図６に示すように、シールフィン７１が、隙間３８のうち内輪延長部５６と静止連結部４５との間の部分に配置されている。より詳細には、シールフィン７１は、内輪延長部５６の内周側に取り付けられている。

このように本実施の形態によれば、シールフィン７１は、隙間３８のうち内輪延長部５６と静止連結部４５との間の部分に配置されている。このことにより、グランド空間４から隙間３８を通る蒸気入口通路３２へのクーリング蒸気ＣＳの流入を抑制することができる。また、シールフィン７１を、内輪収容空間４７の奥まった位置に配置することができ、静止部材４０と静翼内輪５１とを組み立てる際に、シールフィン７１が損傷を受ける可能性を低減でき、信頼性を向上させることができる。

なお、上述した本実施の形態においては、シールフィン７１が、内輪延長部５６の内周側に取り付けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、シールフィン７１が、静止連結部４５の外周側に取り付けられていてもよい。この場合においても、グランド空間４から隙間３８を通って蒸気入口通路３２にクーリング蒸気ＣＳが流入することを抑制できる。

（第５の実施の形態）
次に、図７を用いて、本発明の第５の実施の形態における蒸気タービンについて説明する。

図７に示す第５の実施の形態においては、シールフィンが、隙間のうち静止本体部と内輪延長部との間の部分に配置されている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図７において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態においては、図７に示すように、シールフィン７１が、隙間３８のうち静止本体部４１と内輪延長部５６との間の部分に配置されている。より詳細には、シールフィン７１は、静止本体部４１の内輪延長部５６側に取り付けられている。すなわち、静止本体部４１は、内輪延長部５６に対向するとともに半径方向に延びる第２静止対向面４６ｂを含んでいる。内輪延長部５６は、第２静止対向面４６ｂに対向するとともに半径方向に延びる第２内輪対向面５９ｂを含んでいる。図７に示すシールフィン７１は、第２静止対向面４６ｂに取り付けられており、隙間３８のうち、半径方向に延びる部分に配置されている。

このように本実施の形態によれば、シールフィン７１は、隙間３８のうち静止本体部４１と内輪延長部５６との間の部分に配置されている。このことにより、グランド空間４から隙間３８を通る蒸気入口通路３２へのクーリング蒸気ＣＳの流入を抑制することができる。

なお、上述した本実施の形態においては、シールフィン７１が、静止本体部４１の第２静止対向面４６ｂに取り付けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、シールフィン７１が、内輪延長部５６の第２内輪対向面５９ｂに取り付けられていてもよい。この場合においても、グランド空間４から隙間３８を通って蒸気入口通路３２にクーリング蒸気ＣＳが流入することを抑制できる。

また、上述した本実施の形態においては、シールフィン７１が、隙間３８のうち静止本体部４１と内輪延長部５６との間の部分に配置されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図８に示すように、シールフィン７１が、隙間３８のうち静止延長部４２と内輪延長部５６との間の部分に配置されていてもよい。この場合、シールフィン７１は、静止延長部４２の第１静止対向面４６ａまたは内輪延長部５６の第１内輪対向面５９ａに取り付けられることができる。

また、図９に示すように、シールフィン７１が、隙間３８のうち静止延長部４２と内輪本体部５５との間の部分に配置されていてもよい。すなわち、静止延長部４２は、内輪本体部５５に対向するとともに半径方向に延びる第３静止対向面４６ｃを含んでいる。内輪本体部５５は、第３静止対向面４６ｃに対向するとともに半径方向に延びる第３内輪対向面５９ｃを含んでいる。図９に示すシールフィン７１は、第３静止対向面４６ｃに取り付けられており、隙間３８のうち、半径方向に延びる部分に配置されている。また、シールフィン７１は、内輪延長部５６の第３内輪対向面５９ｃに取り付けられていてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、静止延長部４２が、静止本体部４１（より具体的には静止連結部４５）から内周側に向かって延びており、内輪延長部５６が、内輪本体部５５（より具体的には内輪連結部５８）から外周側に向かって延びている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図５および図６に示すように、静止延長部４２が、静止本体部４１（より具体的には静止連結部４５）から外周側に向かって延びており、内輪延長部５６が、内輪本体部５５（より具体的には内輪連結部５８）から内周側に向かって延びていてもよい。この場合においても、図７乃至図９に示すような位置にシール部材７０を配置してもよい。

（第６の実施の形態）
次に、図１０を用いて、本発明の第６の実施の形態における蒸気タービンについて説明する。

図１０に示す第６の実施の形態においては、シール部材が、静止部材と静翼内輪との間に延びるリング部材を有している点が主に異なり、他の構成は、図７に示す第５の実施の形態と略同一である。なお、図１０において、図７に示す第５の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態によるシール部材７０は、静止部材４０から静翼内輪５１にわたって延びるリング部材７２を有している。このリング部材７２は、周方向の全域において、静止本体部４１と内輪延長部５６との間の部分に取り付けられており、後述する静止凹部４８および内輪凹部６１に入り込み、嵌合している。リング部材７２は、シールフィン７１と同様に、グランド空間４から隙間３８を通って蒸気入口通路３２にクーリング蒸気ＣＳが流入することを抑制できるが、シールフィン７１よりもクーリング蒸気ＣＳの流入をより一層抑制できる。

本実施の形態による静止本体部４１の第２静止対向面４６ｂには、静止凹部４８が設けられている。この静止凹部４８は、静止本体部４１の周方向に沿って設けられており、静止本体部４１の周方向全域に設けられている。

内輪延長部５６の第２内輪対向面５９ｂには、内輪凹部６１が設けられている。この内輪凹部６１は、内輪延長部５６の周方向に沿って設けられており、内輪延長部５６の周方向全域に設けられている。

ところで、リング部材７２は、周方向に少なくとも２つに分割されていることが好適である。この場合、リング部材７２は、静止部材４０と静翼内輪５１とが組み立てられた後に、静止凹部４８および内輪凹部６１の周方向端部のうちの一方から挿入されて、周方向に送り込まれて、静止凹部４８および内輪凹部６１に取り付けられるようになっている。

このように本実施の形態によれば、リング部材７２が静翼部材４０および静翼内輪４１の周方向の全域において、静止本体部４１と内輪延長部５６との間に延びている。このことにより、グランド空間４から隙間３８を通る蒸気入口通路３２へのクーリング蒸気ＣＳの流入を抑制することができる。

なお、上述した本実施の形態においては、シール部材７０が、静止本体部４１と内輪延長部５６との間に延びている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図１１に示すように、シール部材７０が、静止延長部４２と内輪延長部５６との間に延びていてもよい。また、図１２に示すように、シール部材７０が、静止延長部４２と内輪本体部５５との間に延びていてもよい。また、シール部材７０が、静止延長部４２と内輪連結部５８との間に延びていてもよい。さらに、シール部材７０が、静止連結部４５と内輪延長部５６との間に延びていてもよい。この場合においても、グランド空間４から隙間３８を通って蒸気入口通路３２にクーリング蒸気ＣＳが流入することを抑制できる。

また、上述した本実施の形態においては、静止延長部４２が、静止本体部４１（より具体的には静止連結部４５）から内周側に向かって延びており、内輪延長部５６が、内輪本体部５５（より具体的には内輪連結部５８）から外周側に向かって延びている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図５および図６に示すように、静止延長部４２が、静止本体部４１（より具体的には静止連結部４５）から外周側に向かって延びており、内輪延長部５６が、内輪本体部５５（より具体的には内輪連結部５８）から内周側に向かって延びていてもよい。この場合においても、図１０乃至図１２に示すような位置にシール部材７０を配置してもよい。

以上述べた実施の形態によれば、組立工期の長期化を回避するとともに、グランド空間から蒸気入口通路への蒸気の流入を抑制しつつ、かつ静翼内輪のクリープ変形を抑制できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２：車室、３：タービンロータ、４：グランド空間、３０：中圧タービン、３２：蒸気入口通路、３８：隙間、４０：静止部材、４１：静止本体部、４２：静止延長部、４５：静止連結部、４６ａ：第１静止対向面、５０：静翼、５１：静翼内輪、５５：内輪本体部、５６：内輪延長部、５８：内輪連結部、５９ａ：第１内輪対向面、７０：シール部材、７１：シールフィン、７２：リング部材

Claims (12)

1. 車室と、前記車室に回転可能に設けられたタービンロータと、を有する蒸気タービンであって、
   前記車室に支持され、蒸気入口通路の一部を画定するとともに前記タービンロータとの間でグランド空間を画定する静止部材と、
   前記蒸気入口通路より下流側に設けられた第１段静翼を介して前記車室に支持され、前記静止部材との間に、前記蒸気入口通路と前記グランド空間とを連通した隙間を介在させた静翼内輪と、
   前記隙間に設けられたシール部材と、を備え、
   前記静止部材は、静止本体部と、前記静止本体部より下流側に設けられ、前記タービンロータの軸方向に直交する方向に延びる静止延長部と、を有し、
   前記静翼内輪は、内輪本体部と、前記内輪本体部より上流側に設けられ、前記タービンロータの軸方向に直交する方向に延びる内輪延長部と、を有し、
   前記静止延長部は、その上流側に設けられた第１静止対向面を含み、
   前記内輪延長部は、その下流側に設けられた、前記第１静止対向面に前記隙間を介して対向する第１内輪対向面を含んでいることを特徴とする蒸気タービン。
2. 前記静止延長部は、前記静止本体部から内周側に向かって延び、
   前記内輪延長部は、前記内輪本体部から外周側に向かって延びていることを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
3. 前記内輪本体部と前記内輪延長部とが、前記タービンロータの軸方向に延びる内輪連結部によって連結され、
   前記シール部材は、前記隙間のうち前記静止延長部と前記内輪連結部との間の部分に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービン。
4. 前記静止本体部と前記静止延長部とが、前記タービンロータの軸方向に延びる静止連結部によって連結され、
   前記シール部材は、前記隙間のうち前記内輪延長部と前記静止連結部との間の部分に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービン。
5. 前記静止延長部は、前記静止本体部から外周側に向かって延び、
   前記内輪延長部は、前記内輪本体部から内周側に向かって延びていることを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
6. 前記内輪本体部と前記内輪延長部とが、前記タービンロータの軸方向に延びる内輪連結部によって連結され、
   前記シール部材は、前記隙間のうち前記静止延長部と前記内輪連結部との間の部分に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の蒸気タービン。
7. 前記静止本体部と前記静止延長部とが、前記タービンロータの軸方向に延びる静止連結部によって連結され、
   前記シール部材は、前記隙間のうち前記内輪延長部と前記静止連結部との間の部分に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の蒸気タービン。
8. 前記シール部材は、前記隙間のうち前記静止本体部と前記内輪延長部との間の部分に配置されていることを特徴とする請求項２または５に記載の蒸気タービン。
9. 前記シール部材は、前記隙間のうち前記静止延長部と前記内輪延長部との間の部分に配置されていることを特徴とする請求項２または５に記載の蒸気タービン。
10. 前記シール部材は、前記隙間のうち前記静止延長部と前記内輪本体部との間の部分に配置されていることを特徴とする請求項２または５に記載の蒸気タービン。
11. 前記シール部材は、シールフィンを有していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
12. 前記シール部材は、前記静止部材から前記静翼内輪にわたって延びるリング部材を有していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の蒸気タービン。

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