JPH04132407U - 混圧蒸気タービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高圧蒸気と低圧蒸気とを混合させて作動蒸気
として混圧蒸気タービンで使用する場合、低圧蒸気を何
ら強制的に調整することなく高圧蒸気に混合させるこ
と。 【構成】 二分割されたタービンケーシングであって、
これらタービンケーシングのうち、上半部タービンケー
シング１２には高圧蒸気入口部を、また下半部タービン
ケーシング１３には低圧蒸気入口部を備え、上半部ター
ビンケーシングに覆設されるタービンロータＲには高圧
蒸気入口部に連なり、通口の一部が仕切りによって塞が
れたカーチス段落部を有し、また下半部タービンケーシ
ングに覆設されるタービンロータには低圧蒸気入口部壁
を境に一側にカーチス段落部ＣＳＴＧの一つである動翼
列６，８を、他側に低圧蒸気入口部壁から連なって突き
出された外被によって覆われたラトー段落部ＲＳＴＧを
有するとともに、カーチス段落部、ラトー段落部の出口
側には高圧蒸気と低圧蒸気とを混合させる混合室ＭＲを
設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

［考案の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、高圧蒸気と低圧蒸気とを混合させて作動蒸気として使用する場合 、低圧蒸気を何ら強制的制限を加えることなく高圧蒸気と混合せしめる混圧蒸気 タービンに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は、従来から使用されている混圧蒸気タービンを示し、タービンケーシン グＣＡには軸線Ｃを境に二分割され、上半部タービンケーシング１２と下半部タ ービンケーシング１３とを有し、軸線Ｃ上で上半部タービンケーシング１２と下 半部タービンケーシング１３とは重ね合わされ、タービンロータＲを覆設してい る。

【０００３】 タービンロータＲを覆設する上半部タービンケーシング１２は、一側に高圧蒸 気を受ける高圧蒸気入口部１６ａを有する。この高圧蒸気入口部１６ａに連なる 段落部は半環状に配するノズル５、タービンロータＲに全周環状に植設する動翼 列６、半環状に配する案内翼７、タービンロータＲに環状に植設する動翼列８か らなるカーチス段落部ＣＴを形成している。

【０００４】 他方、タービンロータＲを覆設する下半部タービンケーシング１３の段落部は 、上述上半部タービンケーシング１２の段落部とは一部非対象であって、半環状 のバリア６ａを境に、一側を上述動翼列６が、他側を上述動翼列８がそれぞれ配 されている。

【０００５】 ところで上述動翼列８の出口側は、上下半部タービンケーシング１２、１３と 対象位置に混合室ＭＲが開設され、この混合室ＭＲに低圧蒸気を導く低圧蒸気入 口部１６ｂが設けられている。また、混合室ＭＲから軸線Ｃに沿って後流側には 、上下半部タービンケーシング１２、１３の対象位置にノズル１０ａ、動翼１１ ａからなる第二段落部ＳＳＴＧ、ノズル１０ｂ、動翼１１ｂからなる第三段落部 ＴＳＴＧが次順に配されている。

【０００６】 しかして、上記構成の混圧蒸気タービンにおいて、高圧蒸気入口部１６ａから の高圧蒸気は、カーチス段落部ＣＴのうち、ノズル５で大部分仕事をし、動翼列 ６、案内翼７、動翼列８で蒸気流れを変えて後流側に送り出している。また、カ ーチス段落部ＣＴを通過する高圧蒸気は、下半部タービンケーシング１３に覆設 される動翼列６、８にも流れるが、当該列は流れ込んできた蒸気をただ攪拌して いるだけである。

【０００７】 上記カーチス段落部ＣＴを通過した高圧蒸気は、混合室ＭＲに至り、ここで低 圧蒸気入口部１６ｂからの蒸気と混合し、混合蒸気は第二段落部ＳＳＴＧ、第三 段落部ＴＳＴＧを通過し、この間、蒸気エネルギを仕事に換えている。

【０００８】 このようにして、高圧蒸気、低圧蒸気を巧みに使いわけた混圧蒸気タービンは 、高低圧の蒸気エネルギをあますところなく活用し、小型タイプの割合には大出 力を得るようにしている。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

一般に、この種タイプの蒸気タービンは、一つの段落部を通過する蒸気は約半 分の圧力に低下することが知られており、例えば高圧蒸気が１００ｋｇ／ｃｍ² で、低圧蒸気が５０ｋｇ／ｃｍ² の場合、カーチス段落部通過後の高圧蒸気に低 圧蒸気を加えると望ましい仕事効率を得ることが経験されている。このため、低 圧蒸気の圧力が低く、高圧蒸気との圧力差が半分以上であると、タービン段落部 を増加させ、低圧蒸気を後部の適宜な段落部から送入し、高圧蒸気と混合させる こともある。

【００１０】 ところが、例えば高圧蒸気圧が１５０ｋｇ／ｃｍ² で、低圧蒸気圧が１００ｋ ｇ／ｃｍ² の場合、従来の混圧蒸気タービンでは、低圧蒸気のエネルギをそのま ま活用すると、仕事効率が思った以上に高まらず、このため低圧蒸気の圧力を強 制的に減圧せざるを得ず、せっかくの低圧蒸気の圧力をそのまま活用できないと いう不都合があった。

【００１１】 そこでこの考案は上記事情にもとずき、高圧蒸気に低圧蒸気を混入させる際、 低圧蒸気の圧力を何ら調整することなく混入させ、高い仕事効率を得るように改 良を加えた混圧蒸気タービンを公表することを目的とする。 ［考案の構成］

【００１２】

【課題を解決するための手段】

この発明は、二分割されたタービンケーシングであって、これらタービンケー シングのうち、上半部タービンケーシングには高圧蒸気入口部を、また下半部タ ービンケーシングには低圧蒸気入口部を備え、上半部タービンケーシングに覆設 されるタービンロータには上記高圧蒸気入口部に連なるとともに、通口の一部が 仕切りによって塞がれたカーチス段落部を配する一方、下半部タービンケーシン グに覆設されるタービンロータには低圧蒸気入口壁を境に一側に上記カーチス段 落部の一つである動翼列を配し、他側に低圧蒸気入口壁から連なって突き出され た外被によって覆われたラトー段落部を配し、上記カーチス段落部、ラトー段落 部の出口側には高圧蒸気と低圧蒸気とを混合せしめる混合室を形成するものであ る。

【００１３】

【作用】

上記構成によれば、高圧蒸気入口部からカーチス段落部に流れる高圧蒸気は、 カーチス段落部の一部通口が仕切りによって塞がれているので、その流量制限を 受けるものの、速度エネルギは高まる。このため、カーチス段落部のノズルでは 、高い速度エネルギにもとずいて蒸気膨張させることができるので、高い仕事を 得、その蒸気圧も大幅に下る。

【００１４】 一方、低圧蒸気入口部からの低圧蒸気は、ラトー段落部を通過するとき、ノズ ルによる蒸気膨張するが、その仕事および蒸気圧低下はカーチス段落部のそれに くらべて高くない。この場合、ラトー段落部の動翼列を通過する低下蒸気と、上 記カーチス段落部の動翼列を通過する高圧蒸気とは、ほぼ均圧になるようラトー 段落部のノズル設置調整、例えば各ノズル間のスロート面積を好ましい値に選定 してある。

【００１５】 したがって、ラトー段落部の動翼列を通過する低圧蒸気の圧力と上記カーチス 段落部の動翼列を通過する高圧蒸気の圧力とは、ほぼ均圧になって混合室に流れ 、混合室以後の後段落部での仕事は倍加し、高い仕事効率を得ることができる。

【００１６】

【実施例】

以下、この考案にかかる混圧蒸気タービンの一実施例を図面を参照して説明す る。

【００１７】 図１は、この考案にかかる混圧蒸気タービンの概略図で、上半部タービンケー シング１２、下部タービンケーシング１３が示されている。上半部タービンケー シング１２、下半部タービンケーシング１３は、図２に示すように、横断軸線Ｃ₁ で重ね合わされ、図１のタービンロータＲの長手軸線Ｃ₂ に沿って覆設する、 いわゆる軸流タイプである。また、上半部タービンケーシング１２の一側には高 圧蒸気を受ける高圧蒸気入口部１６が設けられ、さらに下半部タービンケーシン グ１３にも上記高圧蒸気入口部１６と非対称にして低圧蒸気入口部１７を設けて いる。

【００１８】 上半部タービンケーシング１２によって覆設されるタービンロータＲには、高 圧蒸気入口部１６から次順に、ノズル５、動翼列６、案内翼７、動翼列８からな るカーチス段落部ＣＳＴＧが配されている。他方、下半部タービンケーシング１ ３に覆設されるタービンロータＲには、低圧蒸気入口部壁１７ａを境に、一側に 上記動翼列６が、他側にノズル９、動翼列８からなるラトー段落部ＲＳＴＧが配 されている。ここで、ラトー段落部ＲＳＴＧとカーチス段落部ＣＳＴＧとの配置 関係は、図３に示すように、カーチス段落部ＣＳＴＧのノズル５は、タービンロ ータＲに対して一部的環状に配され、残部は仕切り５ａによって塞がれている。 また、動翼列６はタービンロータＲに対して全周環状として植設されている。他 方、カーチス段落部ＣＳＴＧの案内翼７に対するラトー段落部ＲＳＴＧのノズル ９との配置関係は、図示のように外被７ａに覆われて隔離されており、こうして 高圧蒸気Ｈと低圧蒸気Ｌとは互いに別々に流れ、次の動翼列８では、カーチス段 落部ＣＳＴＧ、ラトー段落部ＲＳＴＧとでの動翼列が共通になっていることもあ って平行流として流れる。

【００１９】 上記カーチス段落部ＣＳＴＧ、ラトー段落部ＲＳＴＧの共通の動翼列８の出口 側には、図１に示すように、高圧蒸気Ｈと低圧蒸気Ｌとを混合せしめる混合室Ｍ ＲがタービンロータＲに対し全周環状として形成されている。また、この混合室 ＭＲの出口側は、タービンロータＲの長手軸Ｃ₂ に沿って環状に配されるノズル 列１０ａ、動翼列１１ａからなる第２段落部ＳＳＴＧ、環状配置のノズル列１０ ｂ、動翼列１１ｂからなる第３段落部ＴＳＴＧが設けられている。

【００２０】 しかして上記構成において、高圧蒸気入口部１６からの高圧蒸気Ｈは、カーチ ス段落部ＣＳＴＧのノズル５を経る間に蒸気膨張して高い仕事を得、その蒸気圧 を大幅に低下させて次の動翼列６に流れる。ここで、下半部タービンケーシング １３に覆設される動翼列６にも若干量の高圧蒸気Ｈが流れるが、ここではその蒸 気を攪拌するのみである。そして、上半部タービンケーシング１２に覆設された 動翼列６を出た高圧蒸気Ｈは、案内翼７を経てカーチス段落部ＣＳＴＧ、ラトー 段落部ＲＳＴＧ共通して扱われる動翼列８に流れる。

【００２１】 一方、低圧蒸気入口部１７からの低圧蒸気Ｌは、ラトー段落部ＲＳＴＧのノズ ル９を経る間に蒸気膨張して仕事をするも、カーチス段落部ＣＳＴＧの仕事ほど には高くない。この場合、ノズル９を通過した低圧蒸気Ｌが動翼列８に流れると き、上述カーチス段落部ＣＳＴＧの動翼列８を通る高圧蒸気Ｈの蒸気圧とほぼ均 圧になるよう、ラトー段落部ＲＳＴＧの各ノズル９では各スロート面積を好まし い値に選定してある。したがって、この考案にかかる混圧蒸気タービンでは、図 ３にも示すように、カーチス段落部ＣＳＴＧ、ラトー段落部ＲＳＴＧ共通として 扱う動翼列８を通過する高圧蒸気Ｈ、低圧蒸気Ｌが、ともにほぼ均圧のもとで平 行流として混合室ＭＲに流れるので、低圧蒸気Ｌの強制的減圧、例えば蒸気加減 弁による不必要な絞り込みがなく、低圧蒸気Ｌの保有する圧力エネルギをあます ところなく活用することができる。

【００２２】 こうして低圧蒸気Ｌの保有する圧力エネルギをあますところなく活用しつつ低 圧蒸気Ｌと高圧蒸気Ｈとはほぼ均圧となって混合室ＭＲで合流し、以後、第２段 落部、第３段落部でもその圧力エネルギを仕事に換えているので、この種タイプ のものは比較的小型の割合には高い仕事を得ることができる。

【００２３】

【考案の効果】

以上の説明のとおり、この考案にかかる混圧蒸気タービンは、上半部タービン ケーシングと下半部タービンケーシングとで覆設されるタービンロータの長手軸 線の上下半分に異なる段落部を形成して高圧蒸気の圧力を大幅に低下せしめ、低 圧蒸気の圧力をさほど低下させないで高圧蒸気とほぼ同圧にして混合室で合流さ せたので、高圧蒸気と低圧蒸気とは無駄なく使用することができ、大出力を得る ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案にかかる混圧蒸気タービンの一実施例
を示す概略側断面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿い矢視方向から見る切
断断面図。

【図３】カーチス段落部とラトー段落部との関係を示す
展開平面図。

【図４】従来の混圧蒸気タービンの一実施例を示す概略
側断面図。

【符号の説明】

５，９…ノズル、６，８…動翼列、７…案内翼、１２…
上半部タービンケーシング、１３…下半部タービンケー
シング、ＭＲ…混合室、ＣＳＴＧ…カーチス段落部、Ｒ
ＳＴＧ…ラトー段落部、Ｒ…タービンロータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 二分割されたタービンケーシングであっ
   て、これらタービンケーシングのうち、上半部タービン
   ケーシングには高圧蒸気入口部を、また下半部タービン
   ケーシングには低圧蒸気入口部を備え、上半部タービン
   ケーシングに覆設されるタービンロータには上記高圧蒸
   気入口部に連なるとともに、通口の一部が仕切りによっ
   て塞がれたカーチス段落部を配する一方、下半部タービ
   ンケーシングに覆設されるタービンロータには低圧蒸気
   入口部壁を境に一側に上記カーチス段落部の一つである
   動翼列を配し、他側に低圧蒸気入口部壁から連なって突
   き出された外被によって覆われたラトー段落部を配し、
   上記カーチス段落部、ラトー段落部の出口側には高圧蒸
   気と低圧蒸気とを混合せしめる混合室を形成することを
   特徴とする混圧蒸気タービン。