トップインレット型の低圧蒸気タービン
【課題】内車室内の蒸気及び蒸気入口部内の蒸気の放熱ロスを低減可能なトップインレット型の低圧蒸気タービンを提供する。
【解決手段】低圧蒸気タービン１は、内車室２と、内車室２を覆うように内車室２の外側に設けられる外車室４と、外車室４を上方から貫通して設けられ、内車室２に蒸気を導入する蒸気入口部２４と、を備えている。外車室４の外周に沿って、窪み部１４がロータ軸直交方向に延設されている。クロスオーバー管６２が窪み部１４内に完全に収納されている。窪み部１４のロータ軸直交に沿って形成された側壁１６は、蒸気入口部２４とディフューザ８との間の位置に形成されている。側壁１６は、内車室２を通過した後、ディフューザ８によって案内されて、外車室４と内車室２との間を通って蒸気入口部２４へ向かう低温の蒸気の流れを遮る整流板としての機能を有している。
【解決手段】低圧蒸気タービン１は、内車室２と、内車室２を覆うように内車室２の外側に設けられる外車室４と、外車室４を上方から貫通して設けられ、内車室２に蒸気を導入する蒸気入口部２４と、を備えている。外車室４の外周に沿って、窪み部１４がロータ軸直交方向に延設されている。クロスオーバー管６２が窪み部１４内に完全に収納されている。窪み部１４のロータ軸直交に沿って形成された側壁１６は、蒸気入口部２４とディフューザ８との間の位置に形成されている。側壁１６は、内車室２を通過した後、ディフューザ８によって案内されて、外車室４と内車室２との間を通って蒸気入口部２４へ向かう低温の蒸気の流れを遮る整流板としての機能を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電所や原子力発電所等で用いられるトップインレット型の低圧蒸気タービンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントにおいては、原子炉で発生した熱エネルギーを蒸気として取り出すための蒸気発生器で発生した蒸気は高圧蒸気タービンに送られる。そして、高圧蒸気タービンで仕事をした蒸気は、湿分分離加熱器で再び加熱され、クロスオーバー管を通って低圧蒸気タービンに送られる。
【０００３】
図７は、原子力発電プラントにおける低圧蒸気タービン近傍の斜視図である。図７に示すように、原子力発電プラントにおいては、湿分分離加熱器６０は２つ設けられ、２つの湿分分離加熱器６０が低圧蒸気タービン５８を挟むようにして低圧蒸気タービン５８の横に配置されている。そして、それぞれの湿分分離加熱器６０で加熱された蒸気が流れるクロスオーバー管６２が設けられている。クロスオーバー管６２は、低圧蒸気タービン５８内部に連通しており、クロスオーバー管６２を流れる蒸気は低圧蒸気タービン５８に導入されるようになっている。つまり、低圧蒸気タービン５８には、２つのクロスオーバー管６２から蒸気が導入されることとなる。このように、低圧蒸気タービン５８の上方から蒸気を導入する構造をトップインレット型という。
【０００４】
トップインレット型の低圧蒸気タービンは、図８に示すように、内車室８０と、内車室８０を覆うように設けられた外車室８２と、外車室８２を上方から貫通して設けられ、内車室８０に蒸気を導入する蒸気入口部８４と、内車室８０を通過した後の蒸気を案内するディフューザ８６と、を備えている（例えば、特許文献１）。低圧蒸気タービン内に導入された高温の蒸気は、蒸気入口部８４を通って内車室８０に導入される。内車室８０を通過した後の低温の蒸気は、ディフューザ８６に案内されて内車室８０の周囲に沿って下方へ流れて外車室８２の下端から排出される。
【０００５】
また、特許文献２には、中央部に窪み部を設けたトップインレット型の蒸気タービンが開示されている。この蒸気タービンのタービン本体内には、タービンロータに沿って配置された内部蒸気円筒管が設けられており、蒸気タービン内に導入された高温の蒸気は、蒸気入口部を通って高圧部の翼段落列で仕事をした後、内部蒸気円筒管内を通過して低圧部の翼段落列に送給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−９３６１４号公報
【特許文献２】特開平８−３０３２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載したトップインレット型の低圧蒸気タービンにおいては、内車室を通過した後の低温の蒸気が、ディフューザに案内されて内車室の周囲に沿って下方へ流れるとともに、蒸気入口部付近まで回り込むため、内車室内の高温の蒸気及び蒸気入口部内の高温の蒸気が有する熱の一部が、内車室の外周及び蒸気入口部の外周を介して放熱され、内車室を通過した後の低温の蒸気に移ってしまうことによる放熱ロスが生じる。即ち内車室内の高温の蒸気及び蒸気入口部内の高温の蒸気が、内車室を通過した後の蒸気と熱交換して冷却されてしまうという問題があった。
また、特許文献２に記載の蒸気タービンの内部蒸気円筒管は、蒸気入口部と交差するように配置されているため、蒸気入口部内の高温の蒸気が、内部蒸気円筒管を通過する蒸気と熱交換して冷却されるおそれがある。そして、窪み部にクロスオーバー管等の蒸気管を収容する旨の記載も無い。
ところで、近年、原子力発電プラントの大型化に伴い、低圧蒸気タービンの大型化が進んでいる。低圧蒸気タービンを大型化するためには外車室及び内車室を大型化する必要がある。内車室としては、静翼が翼環を介して内部に支持される壁部材で構成されている一重内車室構造や、内車室を第１内車室と第２内車室の二重構造として第１内車室と第２内車室の間に抽気室が形成される二重内車室構造が知られている。二重内車室構造は、内車室内の高温の蒸気から内車室を介して放熱する放熱量が、一重内車室構造と比較すると少ないためエネルギーのロスが少ないという利点がある。しかしながら、二重内車室構造を大型化すると製作コスト、メンテナンスコストが膨大になるため、内車室の大型化にあたっては一重内車室構造が用いられている。この一重内車室構造を用いた場合、上述した熱交換による放熱ロスが著しいという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は係る従来技術の問題点に鑑み、内車室内の蒸気及び蒸気入口部内の蒸気の放熱ロスを低減可能なトップインレット型の低圧蒸気タービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決する本発明に係るトップインレット型の低圧蒸気タービンは、
内車室と、前記内車室を覆うように前記内車室の外側に設けられた外車室と、
前記外車室を上方から貫通して設けられ、前記内車室に蒸気を導入する蒸気入口部と、
前記内車室を通過した後の蒸気を案内するディフューザと、
前記蒸気入口部と前記ディフューザとの間の位置に設けられ、前記ディフューザによって案内されて、前記外車室と前記内車室との間を通って前記蒸気入口部へ向かう蒸気の流れを遮る整流板と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記トップインレット型の低圧蒸気タービンによれば、蒸気入口部とディフューザとの間の位置に整流板を備えているため、内車室を通過した後の低温の蒸気が蒸気入口部へ向かって流れることを抑制できる。これにより、内車室の中央部付近及び蒸気入口部近傍を通過する低温の蒸気量が減少するために、内車室内の蒸気及び蒸気入口部内の蒸気の放熱ロスを低減することができる。したがって、整流板を設けることにより、放熱ロスの少ない大型の低圧蒸気タービンを製作することができる。
また、整流板は、補強材としての機能も有するため、整流板が取り付けられている外車室又は内車室の補強材の数を低減することができる。
【００１１】
また、前記蒸気入口部に接続された蒸気管を更に備え、
前記外車室の外周に沿って、前記蒸気管の少なくとも一部を収納する窪み部がロータ軸直交方向に延設されており、
前記窪み部のロータ軸直交に沿った側壁によって前記整流板が形成されていてもよい。
【００１２】
このように、外車室の外周に沿って窪み部が延設されているため、蒸気管の少なくとも一部を窪み部内に収納することができる。これにより、トップインレット型の低圧蒸気タービンの高さを従来のものよりも低くすることができる。
ところで、外車室は、一般的に水平分割面において上半部と下半部とに分割することができる。定期点検時等には上半部を吊り上げて外車室を開放する場合があるが、この上半部を移動させるためには、上半部を例えば、蒸気管（例えば、クロスオーバー管）を超える高さまで吊り上げる必要がある。そのため、低圧蒸気タービンの大型化にともない、天井の高さによっては既設の建屋の天井を高くしなければならない可能性が生じるとともに、新規に建屋を建設する場合にも建屋の天井高さを高くする必要があり建屋の建設費用が高額になる。しかし、本発明では、蒸気管の少なくとも一部が窪み部内に収納されていることにより、上半部を吊り上げる高さを従来のトップインレット型の低圧蒸気タービンを用いた場合よりも低くすることができる。これにより、タービンを大型化してもタービンが設置される建屋の天井高さを変更する必要がない。
また、窪み部のロータ軸直交に沿った側壁を整流板として用いることにより、新たに整流板を設置しなくてもよい。これにより、設置の手間や材料費を削減することができる。
【００１３】
また、前記外車室は、互いに対向する前記整流板としての一対の前記側壁の位置において３分割されていてもよい。
【００１４】
このように、外車室は、整流板としての側壁の位置で３分割されるため、外車室の組立て及び分解が容易となり、メンテナンス性に優れている。
【００１５】
また、前記外車室には、前記窪み部の前記側壁の外表面に補強用リブが設けられていてもよい。
【００１６】
このように、窪み部の側壁の外表面には補強用リブが設けられているため、真空荷重負荷時における側壁の変形を防止することができる。
【００１７】
また、前記蒸気入口部の上方において、前記蒸気管が前記窪み部内に完全に収納されていてもよい。
【００１８】
このように、蒸気管が窪み部内に完全に収納されているため、低圧蒸気タービンの最も高い位置は、外車室の頂上となる。これにより、トップインレット型の低圧蒸気タービンを用いる場合には建屋を大きく構築しなければならないという従来の欠点が無くなる。さらに、蒸気管が窪み部内に完全に収納されていても、トップインレット型の低圧蒸気タービンは、サイドインレット型の低圧蒸気タービンよりも点検や分解が容易であるという利点はそのまま維持することができる。
また、従来、低圧蒸気タービンの点検時において部品を取り外す際に、当該部品を外車室よりも高く吊り上げても、蒸気管（例えば、クロスオーバー管）が邪魔になり点検位置へ移動させることができない場合には、点検の必要が無い蒸気管を取り外さなければならなかったが、本発明では、蒸気管が窪み部内に完全に収納されているため、無駄な蒸気管の脱着を無くすことができる。
【００１９】
また、前記内車室は、静翼が翼環を介して内部に支持される壁部材で構成される一重内車室構造であることとしてもよい。
【００２０】
一重内車室構造は、多重構造の車室と比較すると構造が簡単で製作コスト、メンテナンスコストが安い。これにより、低圧蒸気タービンを大型化しても製造コストの増加を抑制することができる。
【００２１】
また、前記外車室は、水平分割面において上半部と下半部とに分割可能であり、
前記整流板は、前記上半部の周方向全体にわたって、前記外車室と前記内車室との間の空間に設けられており、前記水平分割面に位置する両端から中央に向かうにしたがって拡幅されていてもよい。
【００２２】
このように、整流板は、上半部の周方向全体にわたって、外車室と内車室との間の空間に設けられており、水平分割面に位置する両端から中央に向かうにしたがって拡幅されているため、内車室を通過した後の低温の蒸気が蒸気入口部へ向かって流れることを効果的に抑制できる。これによって、放熱ロスを大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、内車室内の蒸気及び蒸気入口部内の蒸気の放熱ロスを低減可能なトップインレット型の低圧蒸気タービンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一実施形態に係るトップインレット型の低圧蒸気タービンが適用される原子力発電プラントの概略図である。
【図２】低圧蒸気タービンの概略断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図であり、外車室と整流板との取合い関係を示す図である。
【図４】整流板の他の例を示す図である。
【図５】整流板の他の例を示す図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る低圧蒸気タービンの概略断面図である。
【図７】従来の原子力発電プラントにおける低圧蒸気タービン近傍の斜視図である。
【図８】従来の低圧蒸気タービンの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。なお、以下の説明では、本発明に係るトップインレット型の低圧蒸気タービンを原子力発電プラントに適用した例について説明するが、これに限定されるものではなく、火力発電プラント等の他のプラントにも適用可能である。また、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２６】
図１は、本発明の第一実施形態に係るトップインレット型の低圧蒸気タービンが適用される原子力発電プラントの概略図である。
図１に示すように、原子力発電プラント５０は、原子炉で発生した熱エネルギーを蒸気として取り出すための蒸気発生器５２を備えている。蒸気発生器５２で発生した蒸気は主蒸気管５４を経て高圧蒸気タービン５６に送られる。高圧蒸気タービン５６に送られた蒸気は高圧蒸気タービン５６を駆動した後、湿分分離加熱器６０で加熱され、クロスオーバー管６２を通ってトップインレット型の低圧蒸気タービン１（以下、トップインレット型の低圧蒸気タービンを単に低圧蒸気タービンという）に送られる。
【００２７】
低圧蒸気タービン１のタービンシャフトには発電機６４の回転軸が連結されており、低圧蒸気タービン１に送られた蒸気は低圧蒸気タービン１を駆動した後、復水器６６で蒸気から水（以下、復水という）に戻される。復水器６６には復水ポンプ６８の吸込み口が復水ポンプ入口管７０を介して接続されており、復水は復水ポンプ６８で昇圧された後、低圧給水加熱器７２に供給される。
【００２８】
低圧給水加熱器７２に供給された復水は、低圧給水加熱器７２で加熱された後、給水ポンプ７４にて高圧給水加熱器７６に送られる。高圧給水加熱器７６で加熱された復水は、蒸気発生器５２に供給される。
【００２９】
湿分分離加熱器６０は２つ設けられ（図７参照）、２つの湿分分離加熱器６０が低圧蒸気タービン１を挟むようにして低圧蒸気タービン１の横に配置されている。
【００３０】
次に、図２及び図３に基づいて、本実施形態に係る低圧蒸気タービン１内の構造について説明する。
図２は、低圧蒸気タービン１の概略断面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、外車室と側壁との取合い関係を示す概略図である。
図２及び図３に示すように、低圧蒸気タービン１は、内車室２と、内車室２を覆うように内車室２の外側に設けられる外車室４と、外車室４を上方から貫通して設けられ、内車室２に蒸気を導入する蒸気入口部２４と、を備えている。そして内車室２と外車室４との間には空間１４が形成される。
【００３１】
内車室２は、ロータ６と、内車室２内を通過した後の蒸気の流れを案内するディフューザ８とを含んで構成されている。また、内車室２は、一重内車室構造である。
【００３２】
ロータ６は、外車室４外で軸受部１２によって回転自在に支持されている。また、ロータ６には、複数本の動翼（図示しない）が植え込まれて固定されており、ロータ６の動翼が植え込まれた部分及び動翼は内車室２内に収納されている。
【００３３】
内車室２内には、翼環１１を介してロータ６側の動翼と対向するように、複数本の静翼（図示しない）が取り付けられている。
外車室４は、ロータ６を通る水平分割面５において上半部４ａと下半部４ｂとに分割可能に構成されている。
【００３４】
さらに、本発明に特徴的な構成として、外車室４の外周に沿って、窪み部１４がロータ軸直交方向に延設されている。
蒸気入口部２４の上方及びその近傍において、クロスオーバー管６２は窪み部１４内に完全に収納されている。即ちクロスオーバー管６２よりも外車室４の上端が高い位置にある。蒸気入口部２４の上方に、２つのクロスオーバー管６２及び蒸気入口部２４に接続されたＴ字管１３が配されている。これにより、２つのクロスオーバー管６２それぞれを流れる湿分分離加熱器６０からの高温の蒸気は、Ｔ字管１３内を通って蒸気入口部２４に導入される。
【００３５】
窪み部１４のロータ軸直交に沿って形成された側壁１６は、蒸気入口部２４とディフューザ８との間の位置に形成されている。窪み部１４のロータ軸方向の長さ（即ち窪み部１４の側壁１６間の長さ）Ｌ１は、内車室２のロータ軸方向の長さＬ２よりも短く形成されている。
【００３６】
窪み部１４の側壁１６は、図３に示すように、外車室４の上半部４ａの周方向全体にわたって、外車室４と内車室２との間の空間に設けられており、水平分割面５に位置する両端から中央に向かうにしたがって円弧状に拡幅するように形成されている。内車室２を通過した後の低温の蒸気が、ディフューザ８によって案内されて、外車室４と内車室２との間を通って蒸気入口部２４へ向かって流れることを遮る整流板としての機能を、この側壁１６は有している。
窪み部１４を設けたことにより、内車室２を通過した後の蒸気が、外車室４と内車室２との間を通って蒸気入口部２４へ近づくことを抑制できる。
【００３７】
側壁１６の外表面には、複数のＩ型の補強リブ１８が溶接等により接続されている。これにより、真空荷重負荷時における側壁１６の変形を防止することができる。
【００３８】
また、外車室４は、互いに対向する一対の側壁１６の位置において３分割可能に構成されている。即ち外車室４は、窪み部１４の底面２０を外周に含む中央部２５と、この中央部２５の両側にそれぞれ接続されて、側壁１６を含む一対の端部２６、２７と、中央部２５と各端部２６、２７とをそれぞれ固定する固定手段２８、２９と、から構成されている。
【００３９】
中央部２５のロータ軸方向の長さは、窪み部１４の底面２０のロータ軸方向の長さＬ１と同じになるように形成されている。
【００４０】
固定手段２８、２９は、中央部２５と各端部２６、２７とが低圧蒸気タービン１の運転時等に分割しないように固定できればよく、本実施形態では、ボルト等の締結部にて接続されている。
【００４１】
次に、上述した構成からなる低圧蒸気タービン１の動作について説明する。
低圧蒸気タービン１において、外部より導入される蒸気は、クロスオーバー管６２及び蒸気入口部２４を通って内車室２内に導入される。内車室２に導入された蒸気は、静翼を通過しながら膨張して増速され、動翼に対して仕事をしてロータ６を回転させる。
【００４２】
内車室２を通過した後の蒸気の一部は、図２にＡで示した流れのようにディフューザ８に沿って内車室２の上方に流れた後、蒸気入口部２４近傍及び内車室２中央部付近へ近づくことなく側壁１６に沿って内車室２の周囲に流れて外車室４下部の排出部（不図示）から排出される。
【００４３】
上述したように、本実施形態に係る低圧蒸気タービン１によれば、窪み部１４を備えているため、内車室２を通過した後の低温の蒸気が蒸気入口部２４へ向かって流れることを抑制できる。これにより、内車室２の中央部付近及び蒸気入口部２４近傍を通過する低温の蒸気量が減少するために、内車室２内の蒸気及び蒸気入口部２４内の蒸気の放熱ロスを低減することができる。さらに、側壁１６は、上半部４ａの周方向全体にわたって、水平分割面５に位置する両端から中央に向かうにしたがって拡幅するように形成されているため、内車室２を通過した後の低温の蒸気が蒸気入口部２４へ向かって流れることを効果的に抑制できる。これによって、放熱ロスの少ない大型の低圧蒸気タービン１を製作することができる。
【００４４】
また、外車室４の外周に沿って窪み部１４が延設されているため、クロスオーバー管６２を窪み部１４内に収納することができる。これにより、トップインレット型の低圧蒸気タービン１の高さを従来のものよりも低くすることができる。さらに、クロスオーバー管６２が窪み部１４内に収納されていることにより、上半部４ａや部品等を吊り上げる高さを従来のトップインレット型の低圧蒸気タービン１よりも低くすることができる。これにより、低圧蒸気タービン１を大型化しても低圧蒸気タービン１が設置される建屋の天井高さを変更する必要がない。そして、従来、点検時において部品等を取り外す際に、当該部品等を外車室４よりも高く吊り上げて、クロスオーバー管６２が邪魔になり点検位置へ移動させることができない場合には、点検の必要が無いクロスオーバー管６２を取り外さなければならなかったが、本発明では、クロスオーバー管６２が窪み部１４内に完全に収納されているため、無駄なクロスオーバー管６２の脱着を無くすことができる。
【００４５】
また、クロスオーバー管６２が窪み部１４内に完全に収納されているため、トップインレット型の低圧蒸気タービン１の最も高い位置は、外車室４の頂上となる。これにより例えば、同一出力条件の下では、トップインレット型の低圧蒸気タービン１の高さをサイドインレット型の低圧蒸気タービンの高さと同程度にすることができるため、トップインレット型の低圧蒸気タービン１を用いる場合には建屋を大きく構築しなければならないという従来の欠点が無くなる。さらに、クロスオーバー管６２が窪み部１４内に完全に収納されていても、トップインレット型の低圧蒸気タービン１は、サイドインレット型の低圧蒸気タービンよりも点検や分解が容易であるという利点はそのまま維持することができる。
【００４６】
また、窪み部１４のロータ軸直交に沿った側壁１６を整流板として用いることにより、新たな整流板を設置しなくてもよい。これにより、設置の手間や材料費を削減することができる。
【００４７】
また、側壁１６は、補強材としての機能も有するため、外車室４の補強リブの数を低減することができる。さらに、側壁１６の外表面には補強リブ１８が設けられているため、真空荷重負荷時における側壁１６の変形を防止することができる。
【００４８】
また、外車室４は、側壁１６の位置で３分割されているため、外車室４の組立て及び分解が容易となり、メンテナンス性に優れている。
【００４９】
また、一重内車室構造は、多重構造の車室と比較すると構造が簡単で製作コスト、メンテナンスコストが安い。これにより、低圧蒸気タービン１を大型化しても製造コストの上昇を抑制することができる。
【００５０】
なお、本実施形態においては、側壁１６として、水平分割面５に位置する両端から中央に向かうにしたがって円弧状に拡幅する形状のものを用いた場合について説明したが、この形状に限定されるものでない。例えば、図４に示すように、水平分割面５に位置する両端から中央に向かうにしたがって円弧状に拡幅し、中央部が水平になる形状の側壁１７や、図５に示すように、上半部４ａの肩部から中央に向かって水平な略扇形の側壁１９を用いてもよい。
【００５１】
また、本実施形態においては、クロスオーバー管６２が窪み部１４内に完全に収納されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、クロスオーバー管６２の一部が窪み部１４内に収納されていればよい。クロスオーバー管６２の一部が窪み部１４内に収納されていることにより、本実施形態に係る低圧蒸気タービン１の高さを、従来の低圧蒸気タービンよりも低くすることができる。
【００５２】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。以下の説明において、上記の実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
第二実施形態は、第一実施形態で設けた窪み部１４の代わりに、外車室の内周面に整流板を設けたものである。
【００５３】
図６は、本発明の第二実施形態に係る低圧蒸気タービンの概略断面図である。
図６に示すように、低圧蒸気タービン４１は、内車室２と、外車室４４と、外車室４４を上方から貫通して設けられ、内車室２に蒸気を導入する蒸気入口部４８と、蒸気入口部２４とディフューザ８との間に設けられた整流板４６と、を備えている。
整流板４６は、外車室４４の内周面に、外車室４４から内車室２側へ向かって突出するように設けられている。この整流板４６によって、内車室２を通過した後の蒸気が、外車室４４と内車室２との間を通って、内車室２の中央部付近や蒸気入口部４８近傍まで流れることを抑制することができる。整流板４６は、第一実施形態の側壁１６と同様の形状を有している。勿論、整流板４６として、第一実施形態の側壁１７や側壁１９と同様の形状のものを用いてもよい。
【００５４】
内車室２を通過した後の蒸気の一部は、図６にＣで示した流れのようにディフューザ８に沿って内車室２の上方に流れた後、内車室２の中央部付近及び蒸気入口部４８近傍へ近づくことなく整流板４６に沿って内車室２の周囲に流れて外車室４４下部の排出部（不図示）から排出される。
【００５５】
なお、本実施形態においては、整流板４６を、外車室４４の内周面から内車室２側へ向かって突出するように設けたが、これに限定されるものではなく、内車室２の外周面から外車室４４側へ向かって突出するように整流板４６を設けてもよい。要は、外車室４４と内車室２との間を通って蒸気入口部４８へ向かう蒸気の流れを遮るように、蒸気入口部４８とディフューザ８との間の位置に設けられていればよい。
【００５６】
上述したように、本実施形態に係る低圧蒸気タービン４１によれば、蒸気入口部４８とディフューザ８との間の位置に整流板４６を備えているため、内車室２を通過した後の低温の蒸気が蒸気入口部４８へ向かって流れることを抑制できる。これにより、内車室２の中央部付近及び蒸気入口部４８近傍を通過する低温の蒸気量が減少するために、内車室２内の蒸気及び蒸気入口部４８内の蒸気の放熱ロスを低減することができる。
また、整流板４６は、補強材としての機能も有するため、整流板４６が取り付けられている外車室４４の補強リブの数を低減することができる。
【００５７】
なお、上述した各実施形態においては、蒸気入口部２４、４８に蒸気を供給する蒸気管としてクロスオーバー管６２を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、１本や３本以上の蒸気管であってもよい。要は、低圧蒸気タービン１、４１の蒸気入口部２４、４８に蒸気を供給可能な蒸気管であればよい。
【符号の説明】
【００５８】
１ 低圧蒸気タービン
２ 内車室
４ 外車室
４ａ 上半部
４ｂ 下半部
５ 水平分割面
６ ロータ
８ ディフューザ
１１ 翼環
１２ 軸受部
１３ Ｔ字管
１４ 窪み部
１６ 側壁
１７ 側壁
１８ 補強リブ
１９ 側壁
２０ 底面
２４ 蒸気入口部
２５ 中央部
２６ 端部
２７ 端部
２８ 固定手段
２９ 固定手段
４１ 低圧蒸気タービン
４４ 外車室
４６ 整流板
４８ 蒸気入口部
５０ 原子力発電プラント
５２ 蒸気発生器
５４ 主蒸気管
５６ 高圧蒸気タービン
５８ 低圧蒸気タービン
６０ 湿分分離加熱器
６２ クロスオーバー管
６４ 発電機
６６ 復水器
６８ 復水ポンプ
７０ 復水ポンプ入口管
７２ 低圧給水加熱器
７４ 給水ポンプ
７６ 高圧給水加熱器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電所や原子力発電所等で用いられるトップインレット型の低圧蒸気タービンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントにおいては、原子炉で発生した熱エネルギーを蒸気として取り出すための蒸気発生器で発生した蒸気は高圧蒸気タービンに送られる。そして、高圧蒸気タービンで仕事をした蒸気は、湿分分離加熱器で再び加熱され、クロスオーバー管を通って低圧蒸気タービンに送られる。
【０００３】
図７は、原子力発電プラントにおける低圧蒸気タービン近傍の斜視図である。図７に示すように、原子力発電プラントにおいては、湿分分離加熱器６０は２つ設けられ、２つの湿分分離加熱器６０が低圧蒸気タービン５８を挟むようにして低圧蒸気タービン５８の横に配置されている。そして、それぞれの湿分分離加熱器６０で加熱された蒸気が流れるクロスオーバー管６２が設けられている。クロスオーバー管６２は、低圧蒸気タービン５８内部に連通しており、クロスオーバー管６２を流れる蒸気は低圧蒸気タービン５８に導入されるようになっている。つまり、低圧蒸気タービン５８には、２つのクロスオーバー管６２から蒸気が導入されることとなる。このように、低圧蒸気タービン５８の上方から蒸気を導入する構造をトップインレット型という。
【０００４】
トップインレット型の低圧蒸気タービンは、図８に示すように、内車室８０と、内車室８０を覆うように設けられた外車室８２と、外車室８２を上方から貫通して設けられ、内車室８０に蒸気を導入する蒸気入口部８４と、内車室８０を通過した後の蒸気を案内するディフューザ８６と、を備えている（例えば、特許文献１）。低圧蒸気タービン内に導入された高温の蒸気は、蒸気入口部８４を通って内車室８０に導入される。内車室８０を通過した後の低温の蒸気は、ディフューザ８６に案内されて内車室８０の周囲に沿って下方へ流れて外車室８２の下端から排出される。
【０００５】
また、特許文献２には、中央部に窪み部を設けたトップインレット型の蒸気タービンが開示されている。この蒸気タービンのタービン本体内には、タービンロータに沿って配置された内部蒸気円筒管が設けられており、蒸気タービン内に導入された高温の蒸気は、蒸気入口部を通って高圧部の翼段落列で仕事をした後、内部蒸気円筒管内を通過して低圧部の翼段落列に送給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−９３６１４号公報
【特許文献２】特開平８−３０３２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載したトップインレット型の低圧蒸気タービンにおいては、内車室を通過した後の低温の蒸気が、ディフューザに案内されて内車室の周囲に沿って下方へ流れるとともに、蒸気入口部付近まで回り込むため、内車室内の高温の蒸気及び蒸気入口部内の高温の蒸気が有する熱の一部が、内車室の外周及び蒸気入口部の外周を介して放熱され、内車室を通過した後の低温の蒸気に移ってしまうことによる放熱ロスが生じる。即ち内車室内の高温の蒸気及び蒸気入口部内の高温の蒸気が、内車室を通過した後の蒸気と熱交換して冷却されてしまうという問題があった。
また、特許文献２に記載の蒸気タービンの内部蒸気円筒管は、蒸気入口部と交差するように配置されているため、蒸気入口部内の高温の蒸気が、内部蒸気円筒管を通過する蒸気と熱交換して冷却されるおそれがある。そして、窪み部にクロスオーバー管等の蒸気管を収容する旨の記載も無い。
ところで、近年、原子力発電プラントの大型化に伴い、低圧蒸気タービンの大型化が進んでいる。低圧蒸気タービンを大型化するためには外車室及び内車室を大型化する必要がある。内車室としては、静翼が翼環を介して内部に支持される壁部材で構成されている一重内車室構造や、内車室を第１内車室と第２内車室の二重構造として第１内車室と第２内車室の間に抽気室が形成される二重内車室構造が知られている。二重内車室構造は、内車室内の高温の蒸気から内車室を介して放熱する放熱量が、一重内車室構造と比較すると少ないためエネルギーのロスが少ないという利点がある。しかしながら、二重内車室構造を大型化すると製作コスト、メンテナンスコストが膨大になるため、内車室の大型化にあたっては一重内車室構造が用いられている。この一重内車室構造を用いた場合、上述した熱交換による放熱ロスが著しいという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は係る従来技術の問題点に鑑み、内車室内の蒸気及び蒸気入口部内の蒸気の放熱ロスを低減可能なトップインレット型の低圧蒸気タービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決する本発明に係るトップインレット型の低圧蒸気タービンは、
内車室と、前記内車室を覆うように前記内車室の外側に設けられた外車室と、
前記外車室を上方から貫通して設けられ、前記内車室に蒸気を導入する蒸気入口部と、
前記内車室を通過した後の蒸気を案内するディフューザと、
前記蒸気入口部と前記ディフューザとの間の位置に設けられ、前記ディフューザによって案内されて、前記外車室と前記内車室との間を通って前記蒸気入口部へ向かう蒸気の流れを遮る整流板と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記トップインレット型の低圧蒸気タービンによれば、蒸気入口部とディフューザとの間の位置に整流板を備えているため、内車室を通過した後の低温の蒸気が蒸気入口部へ向かって流れることを抑制できる。これにより、内車室の中央部付近及び蒸気入口部近傍を通過する低温の蒸気量が減少するために、内車室内の蒸気及び蒸気入口部内の蒸気の放熱ロスを低減することができる。したがって、整流板を設けることにより、放熱ロスの少ない大型の低圧蒸気タービンを製作することができる。
また、整流板は、補強材としての機能も有するため、整流板が取り付けられている外車室又は内車室の補強材の数を低減することができる。
【００１１】
また、前記蒸気入口部に接続された蒸気管を更に備え、
前記外車室の外周に沿って、前記蒸気管の少なくとも一部を収納する窪み部がロータ軸直交方向に延設されており、
前記窪み部のロータ軸直交に沿った側壁によって前記整流板が形成されていてもよい。
【００１２】
このように、外車室の外周に沿って窪み部が延設されているため、蒸気管の少なくとも一部を窪み部内に収納することができる。これにより、トップインレット型の低圧蒸気タービンの高さを従来のものよりも低くすることができる。
ところで、外車室は、一般的に水平分割面において上半部と下半部とに分割することができる。定期点検時等には上半部を吊り上げて外車室を開放する場合があるが、この上半部を移動させるためには、上半部を例えば、蒸気管（例えば、クロスオーバー管）を超える高さまで吊り上げる必要がある。そのため、低圧蒸気タービンの大型化にともない、天井の高さによっては既設の建屋の天井を高くしなければならない可能性が生じるとともに、新規に建屋を建設する場合にも建屋の天井高さを高くする必要があり建屋の建設費用が高額になる。しかし、本発明では、蒸気管の少なくとも一部が窪み部内に収納されていることにより、上半部を吊り上げる高さを従来のトップインレット型の低圧蒸気タービンを用いた場合よりも低くすることができる。これにより、タービンを大型化してもタービンが設置される建屋の天井高さを変更する必要がない。
また、窪み部のロータ軸直交に沿った側壁を整流板として用いることにより、新たに整流板を設置しなくてもよい。これにより、設置の手間や材料費を削減することができる。
【００１３】
また、前記外車室は、互いに対向する前記整流板としての一対の前記側壁の位置において３分割されていてもよい。
【００１４】
このように、外車室は、整流板としての側壁の位置で３分割されるため、外車室の組立て及び分解が容易となり、メンテナンス性に優れている。
【００１５】
また、前記外車室には、前記窪み部の前記側壁の外表面に補強用リブが設けられていてもよい。
【００１６】
このように、窪み部の側壁の外表面には補強用リブが設けられているため、真空荷重負荷時における側壁の変形を防止することができる。
【００１７】
また、前記蒸気入口部の上方において、前記蒸気管が前記窪み部内に完全に収納されていてもよい。
【００１８】
このように、蒸気管が窪み部内に完全に収納されているため、低圧蒸気タービンの最も高い位置は、外車室の頂上となる。これにより、トップインレット型の低圧蒸気タービンを用いる場合には建屋を大きく構築しなければならないという従来の欠点が無くなる。さらに、蒸気管が窪み部内に完全に収納されていても、トップインレット型の低圧蒸気タービンは、サイドインレット型の低圧蒸気タービンよりも点検や分解が容易であるという利点はそのまま維持することができる。
また、従来、低圧蒸気タービンの点検時において部品を取り外す際に、当該部品を外車室よりも高く吊り上げても、蒸気管（例えば、クロスオーバー管）が邪魔になり点検位置へ移動させることができない場合には、点検の必要が無い蒸気管を取り外さなければならなかったが、本発明では、蒸気管が窪み部内に完全に収納されているため、無駄な蒸気管の脱着を無くすことができる。
【００１９】
また、前記内車室は、静翼が翼環を介して内部に支持される壁部材で構成される一重内車室構造であることとしてもよい。
【００２０】
一重内車室構造は、多重構造の車室と比較すると構造が簡単で製作コスト、メンテナンスコストが安い。これにより、低圧蒸気タービンを大型化しても製造コストの増加を抑制することができる。
【００２１】
また、前記外車室は、水平分割面において上半部と下半部とに分割可能であり、
前記整流板は、前記上半部の周方向全体にわたって、前記外車室と前記内車室との間の空間に設けられており、前記水平分割面に位置する両端から中央に向かうにしたがって拡幅されていてもよい。
【００２２】
このように、整流板は、上半部の周方向全体にわたって、外車室と内車室との間の空間に設けられており、水平分割面に位置する両端から中央に向かうにしたがって拡幅されているため、内車室を通過した後の低温の蒸気が蒸気入口部へ向かって流れることを効果的に抑制できる。これによって、放熱ロスを大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、内車室内の蒸気及び蒸気入口部内の蒸気の放熱ロスを低減可能なトップインレット型の低圧蒸気タービンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一実施形態に係るトップインレット型の低圧蒸気タービンが適用される原子力発電プラントの概略図である。
【図２】低圧蒸気タービンの概略断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図であり、外車室と整流板との取合い関係を示す図である。
【図４】整流板の他の例を示す図である。
【図５】整流板の他の例を示す図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る低圧蒸気タービンの概略断面図である。
【図７】従来の原子力発電プラントにおける低圧蒸気タービン近傍の斜視図である。
【図８】従来の低圧蒸気タービンの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。なお、以下の説明では、本発明に係るトップインレット型の低圧蒸気タービンを原子力発電プラントに適用した例について説明するが、これに限定されるものではなく、火力発電プラント等の他のプラントにも適用可能である。また、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２６】
図１は、本発明の第一実施形態に係るトップインレット型の低圧蒸気タービンが適用される原子力発電プラントの概略図である。
図１に示すように、原子力発電プラント５０は、原子炉で発生した熱エネルギーを蒸気として取り出すための蒸気発生器５２を備えている。蒸気発生器５２で発生した蒸気は主蒸気管５４を経て高圧蒸気タービン５６に送られる。高圧蒸気タービン５６に送られた蒸気は高圧蒸気タービン５６を駆動した後、湿分分離加熱器６０で加熱され、クロスオーバー管６２を通ってトップインレット型の低圧蒸気タービン１（以下、トップインレット型の低圧蒸気タービンを単に低圧蒸気タービンという）に送られる。
【００２７】
低圧蒸気タービン１のタービンシャフトには発電機６４の回転軸が連結されており、低圧蒸気タービン１に送られた蒸気は低圧蒸気タービン１を駆動した後、復水器６６で蒸気から水（以下、復水という）に戻される。復水器６６には復水ポンプ６８の吸込み口が復水ポンプ入口管７０を介して接続されており、復水は復水ポンプ６８で昇圧された後、低圧給水加熱器７２に供給される。
【００２８】
低圧給水加熱器７２に供給された復水は、低圧給水加熱器７２で加熱された後、給水ポンプ７４にて高圧給水加熱器７６に送られる。高圧給水加熱器７６で加熱された復水は、蒸気発生器５２に供給される。
【００２９】
湿分分離加熱器６０は２つ設けられ（図７参照）、２つの湿分分離加熱器６０が低圧蒸気タービン１を挟むようにして低圧蒸気タービン１の横に配置されている。
【００３０】
次に、図２及び図３に基づいて、本実施形態に係る低圧蒸気タービン１内の構造について説明する。
図２は、低圧蒸気タービン１の概略断面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、外車室と側壁との取合い関係を示す概略図である。
図２及び図３に示すように、低圧蒸気タービン１は、内車室２と、内車室２を覆うように内車室２の外側に設けられる外車室４と、外車室４を上方から貫通して設けられ、内車室２に蒸気を導入する蒸気入口部２４と、を備えている。そして内車室２と外車室４との間には空間１４が形成される。
【００３１】
内車室２は、ロータ６と、内車室２内を通過した後の蒸気の流れを案内するディフューザ８とを含んで構成されている。また、内車室２は、一重内車室構造である。
【００３２】
ロータ６は、外車室４外で軸受部１２によって回転自在に支持されている。また、ロータ６には、複数本の動翼（図示しない）が植え込まれて固定されており、ロータ６の動翼が植え込まれた部分及び動翼は内車室２内に収納されている。
【００３３】
内車室２内には、翼環１１を介してロータ６側の動翼と対向するように、複数本の静翼（図示しない）が取り付けられている。
外車室４は、ロータ６を通る水平分割面５において上半部４ａと下半部４ｂとに分割可能に構成されている。
【００３４】
さらに、本発明に特徴的な構成として、外車室４の外周に沿って、窪み部１４がロータ軸直交方向に延設されている。
蒸気入口部２４の上方及びその近傍において、クロスオーバー管６２は窪み部１４内に完全に収納されている。即ちクロスオーバー管６２よりも外車室４の上端が高い位置にある。蒸気入口部２４の上方に、２つのクロスオーバー管６２及び蒸気入口部２４に接続されたＴ字管１３が配されている。これにより、２つのクロスオーバー管６２それぞれを流れる湿分分離加熱器６０からの高温の蒸気は、Ｔ字管１３内を通って蒸気入口部２４に導入される。
【００３５】
窪み部１４のロータ軸直交に沿って形成された側壁１６は、蒸気入口部２４とディフューザ８との間の位置に形成されている。窪み部１４のロータ軸方向の長さ（即ち窪み部１４の側壁１６間の長さ）Ｌ１は、内車室２のロータ軸方向の長さＬ２よりも短く形成されている。
【００３６】
窪み部１４の側壁１６は、図３に示すように、外車室４の上半部４ａの周方向全体にわたって、外車室４と内車室２との間の空間に設けられており、水平分割面５に位置する両端から中央に向かうにしたがって円弧状に拡幅するように形成されている。内車室２を通過した後の低温の蒸気が、ディフューザ８によって案内されて、外車室４と内車室２との間を通って蒸気入口部２４へ向かって流れることを遮る整流板としての機能を、この側壁１６は有している。
窪み部１４を設けたことにより、内車室２を通過した後の蒸気が、外車室４と内車室２との間を通って蒸気入口部２４へ近づくことを抑制できる。
【００３７】
側壁１６の外表面には、複数のＩ型の補強リブ１８が溶接等により接続されている。これにより、真空荷重負荷時における側壁１６の変形を防止することができる。
【００３８】
また、外車室４は、互いに対向する一対の側壁１６の位置において３分割可能に構成されている。即ち外車室４は、窪み部１４の底面２０を外周に含む中央部２５と、この中央部２５の両側にそれぞれ接続されて、側壁１６を含む一対の端部２６、２７と、中央部２５と各端部２６、２７とをそれぞれ固定する固定手段２８、２９と、から構成されている。
【００３９】
中央部２５のロータ軸方向の長さは、窪み部１４の底面２０のロータ軸方向の長さＬ１と同じになるように形成されている。
【００４０】
固定手段２８、２９は、中央部２５と各端部２６、２７とが低圧蒸気タービン１の運転時等に分割しないように固定できればよく、本実施形態では、ボルト等の締結部にて接続されている。
【００４１】
次に、上述した構成からなる低圧蒸気タービン１の動作について説明する。
低圧蒸気タービン１において、外部より導入される蒸気は、クロスオーバー管６２及び蒸気入口部２４を通って内車室２内に導入される。内車室２に導入された蒸気は、静翼を通過しながら膨張して増速され、動翼に対して仕事をしてロータ６を回転させる。
【００４２】
内車室２を通過した後の蒸気の一部は、図２にＡで示した流れのようにディフューザ８に沿って内車室２の上方に流れた後、蒸気入口部２４近傍及び内車室２中央部付近へ近づくことなく側壁１６に沿って内車室２の周囲に流れて外車室４下部の排出部（不図示）から排出される。
【００４３】
上述したように、本実施形態に係る低圧蒸気タービン１によれば、窪み部１４を備えているため、内車室２を通過した後の低温の蒸気が蒸気入口部２４へ向かって流れることを抑制できる。これにより、内車室２の中央部付近及び蒸気入口部２４近傍を通過する低温の蒸気量が減少するために、内車室２内の蒸気及び蒸気入口部２４内の蒸気の放熱ロスを低減することができる。さらに、側壁１６は、上半部４ａの周方向全体にわたって、水平分割面５に位置する両端から中央に向かうにしたがって拡幅するように形成されているため、内車室２を通過した後の低温の蒸気が蒸気入口部２４へ向かって流れることを効果的に抑制できる。これによって、放熱ロスの少ない大型の低圧蒸気タービン１を製作することができる。
【００４４】
また、外車室４の外周に沿って窪み部１４が延設されているため、クロスオーバー管６２を窪み部１４内に収納することができる。これにより、トップインレット型の低圧蒸気タービン１の高さを従来のものよりも低くすることができる。さらに、クロスオーバー管６２が窪み部１４内に収納されていることにより、上半部４ａや部品等を吊り上げる高さを従来のトップインレット型の低圧蒸気タービン１よりも低くすることができる。これにより、低圧蒸気タービン１を大型化しても低圧蒸気タービン１が設置される建屋の天井高さを変更する必要がない。そして、従来、点検時において部品等を取り外す際に、当該部品等を外車室４よりも高く吊り上げて、クロスオーバー管６２が邪魔になり点検位置へ移動させることができない場合には、点検の必要が無いクロスオーバー管６２を取り外さなければならなかったが、本発明では、クロスオーバー管６２が窪み部１４内に完全に収納されているため、無駄なクロスオーバー管６２の脱着を無くすことができる。
【００４５】
また、クロスオーバー管６２が窪み部１４内に完全に収納されているため、トップインレット型の低圧蒸気タービン１の最も高い位置は、外車室４の頂上となる。これにより例えば、同一出力条件の下では、トップインレット型の低圧蒸気タービン１の高さをサイドインレット型の低圧蒸気タービンの高さと同程度にすることができるため、トップインレット型の低圧蒸気タービン１を用いる場合には建屋を大きく構築しなければならないという従来の欠点が無くなる。さらに、クロスオーバー管６２が窪み部１４内に完全に収納されていても、トップインレット型の低圧蒸気タービン１は、サイドインレット型の低圧蒸気タービンよりも点検や分解が容易であるという利点はそのまま維持することができる。
【００４６】
また、窪み部１４のロータ軸直交に沿った側壁１６を整流板として用いることにより、新たな整流板を設置しなくてもよい。これにより、設置の手間や材料費を削減することができる。
【００４７】
また、側壁１６は、補強材としての機能も有するため、外車室４の補強リブの数を低減することができる。さらに、側壁１６の外表面には補強リブ１８が設けられているため、真空荷重負荷時における側壁１６の変形を防止することができる。
【００４８】
また、外車室４は、側壁１６の位置で３分割されているため、外車室４の組立て及び分解が容易となり、メンテナンス性に優れている。
【００４９】
また、一重内車室構造は、多重構造の車室と比較すると構造が簡単で製作コスト、メンテナンスコストが安い。これにより、低圧蒸気タービン１を大型化しても製造コストの上昇を抑制することができる。
【００５０】
なお、本実施形態においては、側壁１６として、水平分割面５に位置する両端から中央に向かうにしたがって円弧状に拡幅する形状のものを用いた場合について説明したが、この形状に限定されるものでない。例えば、図４に示すように、水平分割面５に位置する両端から中央に向かうにしたがって円弧状に拡幅し、中央部が水平になる形状の側壁１７や、図５に示すように、上半部４ａの肩部から中央に向かって水平な略扇形の側壁１９を用いてもよい。
【００５１】
また、本実施形態においては、クロスオーバー管６２が窪み部１４内に完全に収納されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、クロスオーバー管６２の一部が窪み部１４内に収納されていればよい。クロスオーバー管６２の一部が窪み部１４内に収納されていることにより、本実施形態に係る低圧蒸気タービン１の高さを、従来の低圧蒸気タービンよりも低くすることができる。
【００５２】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。以下の説明において、上記の実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
第二実施形態は、第一実施形態で設けた窪み部１４の代わりに、外車室の内周面に整流板を設けたものである。
【００５３】
図６は、本発明の第二実施形態に係る低圧蒸気タービンの概略断面図である。
図６に示すように、低圧蒸気タービン４１は、内車室２と、外車室４４と、外車室４４を上方から貫通して設けられ、内車室２に蒸気を導入する蒸気入口部４８と、蒸気入口部２４とディフューザ８との間に設けられた整流板４６と、を備えている。
整流板４６は、外車室４４の内周面に、外車室４４から内車室２側へ向かって突出するように設けられている。この整流板４６によって、内車室２を通過した後の蒸気が、外車室４４と内車室２との間を通って、内車室２の中央部付近や蒸気入口部４８近傍まで流れることを抑制することができる。整流板４６は、第一実施形態の側壁１６と同様の形状を有している。勿論、整流板４６として、第一実施形態の側壁１７や側壁１９と同様の形状のものを用いてもよい。
【００５４】
内車室２を通過した後の蒸気の一部は、図６にＣで示した流れのようにディフューザ８に沿って内車室２の上方に流れた後、内車室２の中央部付近及び蒸気入口部４８近傍へ近づくことなく整流板４６に沿って内車室２の周囲に流れて外車室４４下部の排出部（不図示）から排出される。
【００５５】
なお、本実施形態においては、整流板４６を、外車室４４の内周面から内車室２側へ向かって突出するように設けたが、これに限定されるものではなく、内車室２の外周面から外車室４４側へ向かって突出するように整流板４６を設けてもよい。要は、外車室４４と内車室２との間を通って蒸気入口部４８へ向かう蒸気の流れを遮るように、蒸気入口部４８とディフューザ８との間の位置に設けられていればよい。
【００５６】
上述したように、本実施形態に係る低圧蒸気タービン４１によれば、蒸気入口部４８とディフューザ８との間の位置に整流板４６を備えているため、内車室２を通過した後の低温の蒸気が蒸気入口部４８へ向かって流れることを抑制できる。これにより、内車室２の中央部付近及び蒸気入口部４８近傍を通過する低温の蒸気量が減少するために、内車室２内の蒸気及び蒸気入口部４８内の蒸気の放熱ロスを低減することができる。
また、整流板４６は、補強材としての機能も有するため、整流板４６が取り付けられている外車室４４の補強リブの数を低減することができる。
【００５７】
なお、上述した各実施形態においては、蒸気入口部２４、４８に蒸気を供給する蒸気管としてクロスオーバー管６２を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、１本や３本以上の蒸気管であってもよい。要は、低圧蒸気タービン１、４１の蒸気入口部２４、４８に蒸気を供給可能な蒸気管であればよい。
【符号の説明】
【００５８】
１ 低圧蒸気タービン
２ 内車室
４ 外車室
４ａ 上半部
４ｂ 下半部
５ 水平分割面
６ ロータ
８ ディフューザ
１１ 翼環
１２ 軸受部
１３ Ｔ字管
１４ 窪み部
１６ 側壁
１７ 側壁
１８ 補強リブ
１９ 側壁
２０ 底面
２４ 蒸気入口部
２５ 中央部
２６ 端部
２７ 端部
２８ 固定手段
２９ 固定手段
４１ 低圧蒸気タービン
４４ 外車室
４６ 整流板
４８ 蒸気入口部
５０ 原子力発電プラント
５２ 蒸気発生器
５４ 主蒸気管
５６ 高圧蒸気タービン
５８ 低圧蒸気タービン
６０ 湿分分離加熱器
６２ クロスオーバー管
６４ 発電機
６６ 復水器
６８ 復水ポンプ
７０ 復水ポンプ入口管
７２ 低圧給水加熱器
７４ 給水ポンプ
７６ 高圧給水加熱器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内車室と、
前記内車室を覆うように前記内車室の外側に設けられた外車室と、
前記外車室を上方から貫通して設けられ、前記内車室に蒸気を導入する蒸気入口部と、
前記内車室を通過した後の蒸気を案内するディフューザと、
前記蒸気入口部と前記ディフューザとの間の位置に設けられ、前記ディフューザによって案内されて、前記外車室と前記内車室との間を通って前記蒸気入口部へ向かう蒸気の流れを遮る整流板と、を備えることを特徴とするトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項２】
前記蒸気入口部に接続された蒸気管を更に備え、
前記外車室の外周に沿って、前記蒸気管の少なくとも一部を収納する窪み部がロータ軸直交方向に延設されており、
前記窪み部のロータ軸直交に沿った側壁によって前記整流板が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項３】
前記外車室は、互いに対向する前記整流板としての一対の前記側壁の位置において３分割されていることを特徴とする請求項２に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項４】
前記外車室には、前記窪み部の前記側壁の外表面に補強用リブが設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項５】
前記蒸気入口部の上方において、前記蒸気管が前記窪み部内に完全に収納されていることを特徴とする請求項２から４のうち何れか一項に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項６】
前記内車室は、静翼が翼環を介して内部に支持される壁部材で構成される一重内車室構造であることを特徴する請求項１から５のうち何れか一項に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項７】
前記外車室は、水平分割面において上半部と下半部とに分割可能であり、
前記整流板は、前記上半部の周方向全体にわたって、前記外車室と前記内車室との間の空間に設けられており、前記水平分割面に位置する両端から中央に向かうにしたがって拡幅されていることを特徴とする請求項１から６のうち何れか一項に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項１】
内車室と、
前記内車室を覆うように前記内車室の外側に設けられた外車室と、
前記外車室を上方から貫通して設けられ、前記内車室に蒸気を導入する蒸気入口部と、
前記内車室を通過した後の蒸気を案内するディフューザと、
前記蒸気入口部と前記ディフューザとの間の位置に設けられ、前記ディフューザによって案内されて、前記外車室と前記内車室との間を通って前記蒸気入口部へ向かう蒸気の流れを遮る整流板と、を備えることを特徴とするトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項２】
前記蒸気入口部に接続された蒸気管を更に備え、
前記外車室の外周に沿って、前記蒸気管の少なくとも一部を収納する窪み部がロータ軸直交方向に延設されており、
前記窪み部のロータ軸直交に沿った側壁によって前記整流板が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項３】
前記外車室は、互いに対向する前記整流板としての一対の前記側壁の位置において３分割されていることを特徴とする請求項２に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項４】
前記外車室には、前記窪み部の前記側壁の外表面に補強用リブが設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項５】
前記蒸気入口部の上方において、前記蒸気管が前記窪み部内に完全に収納されていることを特徴とする請求項２から４のうち何れか一項に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項６】
前記内車室は、静翼が翼環を介して内部に支持される壁部材で構成される一重内車室構造であることを特徴する請求項１から５のうち何れか一項に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【請求項７】
前記外車室は、水平分割面において上半部と下半部とに分割可能であり、
前記整流板は、前記上半部の周方向全体にわたって、前記外車室と前記内車室との間の空間に設けられており、前記水平分割面に位置する両端から中央に向かうにしたがって拡幅されていることを特徴とする請求項１から６のうち何れか一項に記載のトップインレット型の低圧蒸気タービン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３６４２０（Ｐ２０１３−３６４２０Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７４２４７（Ｐ２０１１−１７４２４７）
【出願日】平成２３年８月９日（２０１１．８．９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月９日（２０１１．８．９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
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