JP4627217B2 - Turbine exhaust system - Google Patents
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Description
本発明は、蒸気タービンの最終段を通過した蒸気流を下方に設けた復水器に導くタービン排気装置に関する。 The present invention relates to a turbine exhaust device that guides a steam flow that has passed through the final stage of a steam turbine to a condenser that is provided below.
特許文献1等に記載されているように、復水器を有する蒸気タービン設備において、一般にタービン内部で仕事をした蒸気(排気)は、タービン排気装置に導かれ、タービンロータの最終段出口環帯の内周部及び外周部からそれぞれ延びるベアリングコーンとスチームガイドにより形成された環状ディフューザを通過して拡散した後、下方に偏向して復水器に導かれ水に戻される。排気室内で蒸気は圧力回復するが、復水器の内圧は冷却水の温度と流量で概ね規定されるため、排気室での圧力回復幅が大きいほどタービン出口圧力が低くなり、それだけタービンでの仕事量が増加してタービン効率が向上する。したがって排気室の圧力回復性能はタービンプラント性能に大きく影響を与える。
As described in
このような構成のタービン排気装置において、環状ディフューザを効率良く作用させるためには適正な面積の拡大に伴うロータ軸方向長さの確保が必要となるが、実際にはタービン設備全体の軸長短縮のため排気室の軸長を長くとることができず、低圧タービン最終段を出た蒸気流は短い距離で軸方向から径方向へと転向させられる。 In the turbine exhaust system configured as described above, it is necessary to secure the axial length of the rotor along with the expansion of the appropriate area in order to make the annular diffuser work efficiently. In practice, however, the axial length of the entire turbine equipment is shortened. For this reason, the axial length of the exhaust chamber cannot be made long, and the steam flow leaving the final stage of the low-pressure turbine is turned from the axial direction to the radial direction at a short distance.
低圧タービン最終段を出た蒸気流は排気室の上半ケーシング側に流れる上方流れ、排気室の幅方向へと流れる側方流れ、下方にある復水器に向かって流れる下方流れに大別できる。上方流れはスチームガイドを出てタービン入口側へと反転した後、排気室外部ケーシングに沿って下方流れと合流する。側方流れも排気室幅方向へ広がりつつ下方流れに合流し復水器に導かれる。このように、排気室外部ケーシングの下部開口部では、スチームガイドを出てから直接復水器に向かう下方流れの流通領域以外は上方流れや側方流れが混在した流れ場となっており、流れの淀みや合流領域の干渉などにより圧力損失が発生し易い。 The steam flow leaving the last stage of the low-pressure turbine can be broadly divided into an upward flow that flows to the upper half casing side of the exhaust chamber, a lateral flow that flows in the width direction of the exhaust chamber, and a downward flow that flows toward the condenser located below. . The upper flow exits the steam guide and reverses toward the turbine inlet side, and then merges with the lower flow along the exhaust chamber outer casing. The side flow also spreads in the exhaust chamber width direction, joins the lower flow, and is guided to the condenser. In this way, the lower opening of the exhaust chamber outer casing is a flow field in which the upper flow and the side flow are mixed except for the flow region of the lower flow that goes out of the steam guide and goes directly to the condenser. Pressure loss is likely to occur due to stagnation and interference in the merge area.
本発明の目的は、排気室内の排気の流れの淀みや干渉を抑え、タービン効率を向上させることができるタービン排気装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a turbine exhaust device that can suppress the stagnation and interference of the exhaust flow in the exhaust chamber and improve the turbine efficiency.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、 蒸気タービンの最終段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タービンロータの上方を包囲する上半ケーシングと、この上半ケーシングの下部側に連接された下半ケーシングとからなる排気室外部ケーシングを備え、前記下半ケーシングは、下方に向かうにつれて拡幅する連結胴を介して前記復水器に連結され、前記タービンロータの軸線と直交する方向にとった前記復水器の幅をWc、前記蒸気タービンの最終段動翼の翼長方向中央部により描かれる円の直径をPCDとした場合、同方向にとった前記下半ケーシングの排気室幅Wが、W<Wc,W/PCD≧3という条件を満たすように構成されていることを特徴とする。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a turbine exhaust device for guiding a steam flow that has passed through a final stage of a steam turbine to a condenser provided below the steam turbine, wherein the turbine rotor of the steam turbine is provided. An exhaust chamber outer casing composed of an upper half casing surrounding the upper half of the upper half casing and a lower half casing connected to the lower side of the upper half casing. The lower half casing is connected via a connecting cylinder that expands downward. The width of the condenser connected to the condenser and taken in a direction perpendicular to the axis of the turbine rotor is Wc, and the diameter of the circle drawn by the blade length direction center of the last stage rotor blade of the steam turbine Is the PCD, the exhaust chamber width W of the lower half casing taken in the same direction is configured to satisfy the conditions of W <Wc, W / PCD ≧ 3 To do.
(2)上記(1)において、好ましくは、前記排気室幅Wとタービン最終段動翼翼高さ中央直径PCDとの比W/PCDを3未満に設定した排気室外部ケーシングを基準とする場合、前記上半ケーシングは、高さ寸法が前記基準と同程度であり、なおかつ前記タービンロータの軸線に直交する面に沿った断面の曲率半径が前記基準よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする。 (2) In the above (1), preferably, based on an exhaust chamber outer casing in which a ratio W / PCD of the exhaust chamber width W and the turbine final stage blade height central diameter PCD is set to less than 3, The upper half casing is formed so that a height dimension is substantially the same as the reference, and a radius of curvature of a cross section along a plane orthogonal to the axis of the turbine rotor is larger than the reference. Features.
(3)上記(1)において、また好ましくは、前記排気室幅Wとタービン最終段動翼翼高さ中央直径PCDとの比W/PCDを3未満に設定した排気室外部ケーシングを基準とする場合、前記上半ケーシングは、天井面の幅方向中央部に平端部を介設することにより、高さ寸法を前記基準程度に保ったまま幅方向寸法を前記基準よりも大きく確保していることを特徴とする。 (3) In the above (1), preferably, an exhaust chamber outer casing in which a ratio W / PCD of the exhaust chamber width W to the turbine final stage blade height central diameter PCD is set to less than 3 is used as a reference. The upper half casing has a width direction dimension larger than the reference while maintaining a height dimension at the reference level by providing a flat end portion in the center of the width direction of the ceiling surface. Features.
(4)上記(1)において、また好ましくは、前記タービンロータを内包した排気室内部ケーシングの出口内周部に連続して設けられ、前記タービンロータの回転中心から放射状に伸びる線が前記タービンロータの出口環帯外周部と前記外部ケーシングの内壁面にそれぞれ交差する二点を結ぶ線分の二等分位置よりも前記タービンロータ寄りに最外周部が位置するように形成されたスチームガイドを備えていることを特徴とする。 (4) In the above (1), and preferably, a line extending radially from the center of rotation of the turbine rotor is provided continuously to the inner peripheral portion of the outlet of the casing inside the exhaust chamber containing the turbine rotor. A steam guide formed so that an outermost peripheral portion is positioned closer to the turbine rotor than a bisection position of a line segment connecting two points intersecting the outer peripheral portion of the outlet ring zone and the inner wall surface of the outer casing. It is characterized by.
本発明によれば、流れの干渉等を抑制して圧力損失を低減することができ、排気室内の排気の流れの淀みや干渉を抑え、タービン効率を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the pressure loss by suppressing the flow interference and the like, suppress the stagnation and interference of the exhaust flow in the exhaust chamber, and improve the turbine efficiency.
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るタービン排気装置の側断面図、図2は図1中の右側から見た外観を一部透視して表した正面図であり、図2においては復水器を併せて図示してある。
図示したタービン排気装置は、タービンロータ1を駆動させ蒸気タービンの最終段を通過した蒸気流を蒸気タービンの下方に設けた復水器20に導くものである。このタービン排気装置は、タービンロータ1を内包する排気室内部ケーシング2、タービンロータ1の軸受(図示せず)を覆うベアリングコーン3、排気室内部ケーシング2とベアリングコーン3とともに復水器に接続する排気室4を形成する排気室外部ケーシング5、及び環状のディフューザ流路をベアリングコーン3との間に形成するスチームガイド6を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side sectional view of a turbine exhaust system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view showing a part of the appearance viewed from the right side in FIG. The vessel is also shown.
The illustrated turbine exhaust device is configured to drive the
上記排気室内部ケーシング2は、その内周側にダイヤフラム外輪と内輪によって支持される静翼(最終段静翼7のみ図示)を備えており、タービンロータ1に設置された動翼(最終段動翼8のみ図示)とともにタービン段落を形成している。一般に排気室内部ケーシング2の内周側には、静翼の取り付け部であるダイヤフラム(図示せず)が環状に設けられている。環状に配置された静止側のダイヤフラムと回転側のタービンロータ1は適当な間隙を介して対向している。
The exhaust chamber
上記排気室外部ケーシング5は、排気室内部ケーシング2及びベアリングコーン3を覆っており、タービンロータ1の上方を包囲する上半ケーシング10と上半ケーシング10の下部側に連接された下半ケーシング11とからなっている。これら上半ケーシング10と下半ケーシング11は、タービンロータ1の中心軸を含む水平面付近の高さで上下に分割されている。上半ケーシングの外壁面は、図2に示したようにタービンロータ1の軸心(中心軸)Oに直交する面に沿った断面で見ると天井部が弧状に形成されている。一方の下半ケーシングは、水平断面が矩形で断面積が鉛直方向に一定の枠体で形成されており、下方に向かうにつれて拡径する連結胴21を介して復水器20に連結している。前述した排気室4は、この排気室外部ケーシング5と排気室内部ケーシング2及びベアリングコーン3とで囲われて形成されている。
The exhaust chamber
上記ベアリングコーン3はタービンロータ1の最終段動翼8の出口環帯13の内周部に連続して設けられている。上記スチームガイド6は、このベアリングコーン3の外周側を囲うようにして最終段動翼出口環帯13の外周部に連続して設けられている。このスチームガイド6とベアリングコーン3との間に形成された環状のディフューザ流路は、タービンロータ1を駆動して最終段動翼8の出口環帯13を通過した排気を排気室4に吹き出させる。またスチームガイド6とベアリングコーン3とで形成されたディフューザ流路は徐々に流路面積が拡大されており、このディフューザ流路を通過する際に排気が減速し減速分のエネルギーが圧力に変換されて排気の圧力が回復するようになっている。
The
上記構成の本実施形態に係るタービン排気装置の大きな特徴は排気室外部ケーシング5の構成にある。具体的には、排気室外部ケーシング5は、タービンロータ1の軸線Oと直交する方向にとった下半ケーシング11の排気室幅Wが、同方向にとった復水器20の幅をWc、最終段動翼8の翼長BHの長さ方向中心部により描かれる円Cの直径をPCDとした場合、
W<Wc ・・・(式1)
W/PCD≧3 ・・・(式2)
という2つの条件を満たすように構成されており、これにより排気室外部ケーシング5の下部開口部を広く流路面積を十分に確保してある。
A major feature of the turbine exhaust device according to this embodiment having the above-described configuration is the configuration of the exhaust chamber
W <Wc (Formula 1)
W / PCD ≧ 3 (Formula 2)
Thus, the lower opening of the exhaust chamber
本実施形態のタービン排気装置において、スチームガイド6から排気室4に吹き出す排気は放射状に広がる。スチームガイド6の下半側から吹き出した排気(下方流れ30)は、進行方向をそれほど変えることなくほぼそのまま下方の復水器20に向かう。一方、スチームガイド6の上半側から吹き出した排気(上方流れ31)はスチームガイド6を出てからタービン入口側へと進行方向を反転させ、その後上半ケーシング10に沿って下方に転向し下方流れ30に合流して復水器20に向かう。図示していないが、スチームガイド6を出て水平方向に向かう側方流れは、排気室4内にて幅方向へ広がりつつ下方に転向した後、下方流れに合流し復水器20に導かれる。
In the turbine exhaust device of the present embodiment, the exhaust gas blown from the
このように、排気室外部ケーシング5の下部開口部では下方流れ30の流通領域以外は上方からの流れや側方流れが混在する傾向にあり、流れの淀みや合流領域の干渉などにより圧力損失が発生し易いが、本実施形態では、上記(式1)及び(式2)の条件を満足するように排気室外部ケーシング5を形成したので、下部開口部の流路面積が十分に確保され、なおかつ排気室4と復水器20が下方に向かうにつれて拡径する連結胴21により接続することができ、拡大流路を形成することができる。そのため、スチームガイド6を出た後の上方流れや側方流れを効率良く下方に向けて転向させ、流れの干渉等を抑制して圧力損失を低減することができ、これにより高い圧力回復係数が得られタービン効率を向上させることができる。
Thus, in the lower opening of the exhaust chamber
排気室幅Wの選定について説明する。
一般にタービン建屋は狭隘でスペースに余裕がないため、排気室の天井部とタービン出口環帯との距離を十分にとることは難しく、排気室の天井部とタービン出口環帯との距離は短くなりがちである。一般に、排気室の天井部とタービン出口環帯との距離が短いほど、排気室を出る流れの多くがスチームガイドの下半側より流出する。
The selection of the exhaust chamber width W will be described.
In general, because the turbine building is narrow and does not have enough space, it is difficult to ensure a sufficient distance between the exhaust chamber ceiling and the turbine exit annulus, and the distance between the exhaust chamber ceiling and the turbine exit annulus becomes short. Tend to. In general, the shorter the distance between the ceiling of the exhaust chamber and the turbine outlet ring zone, the more of the flow exiting the exhaust chamber flows out from the lower half side of the steam guide.
そこで、本実施形態においては、まずスチームガイド6の下端からこれと軸方向に対向する下半ケーシング11の端面までの距離Lを短辺、排気室幅Wを長辺とする矩形の領域を下方流れ30が流通する流路として定義する。また、下方流れ30の流路の流出面積をAo(=L×W)、最終段動翼8の翼高さBHと翼高さ中心直径PCDと円周率πの積で求められる最終段動翼出口環帯13の面積をAi(=π×PCD×BH)とする。このとき、上記流路面積Aoが最終段出口環帯面積Aiよりも大きければ、スチームガイド6の下半側から流出する流れは他の流れに干渉することなくスムーズに復水器20に送り込まれる。
Therefore, in the present embodiment, first, a rectangular region having a short side as the distance L from the lower end of the
以上のことから、次の(式3)が成立する。
Ao/Ai=L×W/(π×PCD×BH)>1・・・(式3)
また、一般にBHがLとほぼ同じであるので、(式3)は次式のように一般化することができる。
Ao/Ai=W/(π×PCD)>1・・・(式4)
(式4)において円周率πを3とすると、上記(式2)が得られる。
From the above, the following (Formula 3) is established.
Ao / Ai = L × W / (π × PCD × BH)> 1 (Equation 3)
Further, since BH is generally the same as L, (Equation 3) can be generalized as the following equation.
Ao / Ai = W / (π × PCD)> 1 (Formula 4)
In Equation (4), when the circumference ratio π is 3, the above (Formula 2) is obtained.
また、排気室幅Wと復水器幅Wcの関係について説明する。
仮に排気室幅Wが復水器幅Wcよりも大きければ(W>Wc)、排気室4から復水器20に導入される排気の流路面積が下方に向かって縮径し、排気を圧縮することになるので好ましくない。一方、排気室幅Wが復水器幅Wcに等しい場合(W=Wc)、排気室4の側壁面と復水器20の壁面が連続するストレートな壁面を構成することになる。この場合には、排気室4からケーシング側壁面に沿って転向し流出する排気がそのまま連結胴21及び復水器20の側壁面に沿って流れ、壁面付近に排気が偏流する恐れがある。
The relationship between the exhaust chamber width W and the condenser width Wc will be described.
If the exhaust chamber width W is larger than the condenser width Wc (W> Wc), the flow area of the exhaust introduced into the
それに対し本実施形態のようにW<Wcとすると、連結胴21が圧縮流路になることはなく、排気室4からケーシング側壁面に沿って転向し流出する排気の流量分布が連結胴21に流入する際に均一化される。このことから、上記(式1)(式2)を満足するように排気室外部ケーシング5を形成することによって、高い圧力回復係数が得られタービン効率を向上させることができる。
On the other hand, when W <Wc as in the present embodiment, the connecting
さらに、本実施形態における効果は流れ解析によっても検証されている。
図3は排気室幅Wを調整しW/PCDの範囲が2.5〜4.5の範囲で変化させた場合の圧力回復係数Cpの値の変動を表すグラフである。
この図3に示すように、解析の結果、W/PCD<3の範囲では圧力回復係数Cpの値が低く、W/PCDの値が3に近付くにつれてCpが向上し、W/PCD>3の範囲でCpがほぼ一定となった。このことによっても上記(式1)(式2)を満たすように排気室外部ケーシング5を形成することにより高い圧力回復計数が得られることが分かる。
Furthermore, the effect in this embodiment is verified also by the flow analysis.
FIG. 3 is a graph showing fluctuations in the value of the pressure recovery coefficient Cp when the exhaust chamber width W is adjusted and the range of W / PCD is changed in the range of 2.5 to 4.5.
As shown in FIG. 3, as a result of the analysis, the value of the pressure recovery coefficient Cp is low in the range of W / PCD <3, Cp improves as the value of W / PCD approaches 3, and W / PCD> 3. Cp was almost constant over the range. This also shows that a high pressure recovery count can be obtained by forming the exhaust chamber
図4(b)は本発明の他の実施形態に係るタービン排気装置の軸方向から見た概観構造を表す模式図であり、図4(a)はその説明のための図である。これらの図において先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
本実施形態においては、W/PCDを3未満に設定した排気室外部ケーシング(図4(a)参照)を基準とする場合、上半ケーシング10は、高さ寸法Hを基準の高さ寸法と同程度としたまま、タービンロータの軸線に直交する面に沿った断面の曲率半径R2が基準の曲率半径R1よりも大きくなるように形成されている。
FIG. 4B is a schematic diagram showing an overview structure viewed from the axial direction of a turbine exhaust device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4A is a diagram for explaining the structure. In these drawings, the same parts as those in the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the present embodiment, when the exhaust chamber outer casing (see FIG. 4A) with W / PCD set to less than 3 is used as a reference, the upper half casing 10 has a height dimension H as a reference height dimension. While maintaining the same level, the curvature radius R2 of the cross section along the plane orthogonal to the axis of the turbine rotor is formed to be larger than the reference curvature radius R1.
すなわち、排気室幅を基準のW1からW2(>W1)へ拡幅する際、上半ケーシング10の曲率半径が基準のR1からR2(>R1)へ変化し、かつ高さ寸法Hが変わらないように曲率中心Sを下方に移動させている。他の構成は図1及び図2と同様である。 That is, when the exhaust chamber width is increased from the reference W1 to W2 (> W1), the curvature radius of the upper half casing 10 is changed from the reference R1 to R2 (> R1), and the height dimension H is not changed. The curvature center S is moved downward. Other configurations are the same as those in FIGS.
このようにすることで、高さ寸法を一般のものと同程度としたまま上記(式2)を満たす排気室外部ケーシングを容易に形成することができる。したがって、上記(式1)を満足する範囲に排気室幅W2を収めることにより、図1及び図2に示した実施形態と同様の効果を得ることができる。 By doing in this way, the exhaust chamber outer casing which satisfy | fills said (Formula 2) can be easily formed, making a height dimension comparable as a general thing. Therefore, by putting the exhaust chamber width W2 in a range that satisfies the above (Formula 1), the same effect as the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 can be obtained.
図5(b)は本発明のさらに他の実施形態に係るタービン排気装置の軸方向から見た概観構造を表す模式図であり、図5(a)はその説明のための図である。これらの図において先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
本実施形態においては、W/PCDを3未満に設定した排気室外部ケーシング(図5(a)参照)を基準とする場合、上半ケーシング10は、天井面の幅方向中央部に平端部15を介設することにより、高さ寸法Hを基準の高さ寸法程度に保ったまま幅方向寸法W2を基準の幅寸法W1よりも大きくしてある。
FIG. 5B is a schematic diagram showing an overview structure viewed from the axial direction of a turbine exhaust device according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 5A is a diagram for explaining the structure. In these drawings, the same parts as those in the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the present embodiment, when the exhaust chamber outer casing (see FIG. 5A) with W / PCD set to less than 3 is used as a reference, the upper half casing 10 has a
すなわち、本実施形態では、基準となる図5(a)の一般構成を幅方向中央部で2分割し、その間に平端部15を有する部分を介設した寸法構成である。したがって、平端部15の両側に位置する部分16の曲率半径は図5(a)の基準と同様の曲率半径R1であり、排気室幅W2は平端部15の幅Bだけ基準の幅W1より広い(W2=W1+B)。他の構成は図1及び図2と同様である。
That is, in this embodiment, the general configuration of FIG. 5A serving as a reference is divided into two at the central portion in the width direction, and a size configuration having a
このように構成しても、高さ寸法を拡大することなく排気室幅を大きくすることができ、上記(式2)を満たす排気室外部ケーシングを容易に形成することができる。したがって、上記(式1)を満足する範囲に排気室幅W2を収めることにより、図1及び図2に示した実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、本実施形態の場合、図4(b)の実施形態(図5(b)に点線で示した)に比して排気室の内部空間を大きくすることができるため、上半ケーシング10内での流れの損失をさらに低減することができる。 Even if comprised in this way, an exhaust chamber width | variety can be enlarged without enlarging a height dimension, and the exhaust chamber outer casing which satisfy | fills said (Formula 2) can be formed easily. Therefore, by putting the exhaust chamber width W2 in a range that satisfies the above (Formula 1), the same effect as the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 can be obtained. Moreover, in the case of the present embodiment, the internal space of the exhaust chamber can be made larger than that of the embodiment of FIG. 4B (shown by the dotted line in FIG. 5B). Can further reduce the flow loss.
図6は本発明のさらに他の実施形態に係るタービン排気装置の軸方向から見た概観構造を表す模式図である。この図において先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
本実施形態において、スチームガイド6は、排気室内部ケーシング2の出口内周部(最終段動翼出口環帯13の外周部)に連続して設けられ、タービンロータ1の回転中心Oから放射状に伸びる線が最終段動翼出口環帯13の外周部と排気室外部ケーシング5の内壁面にそれぞれ交差する二点を結ぶ線分の二等分位置よりもタービンロータ1寄りに最外周部が位置するように形成されている。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an overview structure viewed from the axial direction of a turbine exhaust device according to still another embodiment of the present invention. In this figure, parts similar to those in the previous figures are given the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the present embodiment, the
例えばタービンロータ1の回転中心(中心軸)Oに直交する面内で回転中心Oから排気室外部ケーシング5を結んだ線上において、最終段動翼出口環帯13の外周部(スチームガイド6の内径)との交点αと排気室外部ケーシング5の内面との交点βの中間点をγとする。すると、交点βを排気室外部ケーシング5の一方の側壁下端部から天井部を介して他方の側壁下端部に移動させていくと、中間点γは図6中に点線で示したような軌跡Aを描く。なお、排気室外部ケーシング5の下部開口部には内壁面が存在しないので、排気室外部ケーシング5の下端部近傍では、排気室外部ケーシング5の側壁面が下方にさらに長いものと仮定して中間点γの軌跡を想定する。本実施形態では、最外周部をこの軌跡Aの内側に収まるようにスチームガイド6を形成してある。その他の構成は先の各実施形態と同様である。
For example, on the line connecting the exhaust chamber
本実施形態によれば、前述した各実施形態と同様の効果が得られるとともに、スチームガイド6が軌跡Aから突出しないようにすることで、最終段動翼出口環帯13を出た蒸気流が軸方向から径方向へと転向した後、スチームガイド6の裏側(タービン入口側)へと廻り込むための流路面積を十分に確保することができるため、流れの閉塞を低減することができる。よって、排気室4内での流れの損失を低減することができ、タービン効率をより向上させることができる。
According to the present embodiment, the same effects as those of the respective embodiments described above can be obtained, and the steam flow that has exited the final stage rotor blade outlet
このことについて図7を用いて説明する。
図7は本実施形態におけるタービン排気装置上半部の側断面図である。
図7において、スチームガイド6に沿って排気室4に流出しようとする流れをa、排気室に流出後スチームガイド6の外壁部分に向かう流れをb、スチームガイド6の裏側へと廻りこんでタービン入口側に進む流れをcとする。
This will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a side cross-sectional view of the upper half of the turbine exhaust device in the present embodiment.
In FIG. 7, a flow that flows out to the
スチームガイド6をディフューザとして使うには径を大きくとった方が圧力回復をより促進することができるが、排気室外部ケーシング5は大きさに制限を受けるのでスチームガイド6の径を大きくすればそれだけ流れb,cを通す流路面積を狭め、流れの閉塞や極端な流路面積の絞りによる局所的な高流速域を発生させ、却って性能を低下させてしまう恐れがある。そこで、本実施形態では、上記の軌跡Aよりも外側の部分を流れb,cの流路として確保することにより、流れの閉塞を確実に防止することができる。また軌跡Aの範囲内でスチームガイド6の径をできるだけ大きくとることで圧力回復の効果も十分に期待できる。よって、ディフューザとしてのスチームガイド6の性能と排気室全体の性能の双方を確保しタービン排気装置としての性能をより高めることができる。
In order to use the
1 タービンロータ
5 排気室外部ケーシング
10 上半ケーシング
11 下半ケーシング
13 最終段動翼出口環帯
14 天井面
15 平端部
20 復水器
21 連結胴
BH 最終段動翼翼高さ
H 上半ケーシングの高さ寸法
O 回転中心
PCD 最終段動翼翼高さ中心直径
R1,2 曲率半径
W 排気室幅
Wc 復水器の幅
α 交点
β 交点
γ 中間点
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記蒸気タービンのタービンロータの上方を包囲する上半ケーシングと、この上半ケーシングの下部側に連接された下半ケーシングとからなる排気室外部ケーシングを備え、
前記下半ケーシングは、下方に向かうにつれて拡幅する連結胴を介して前記復水器に連結され、
前記タービンロータの軸線と直交する方向にとった前記復水器の幅をWc、前記蒸気タービンの最終段動翼の翼長方向中央部により描かれる円の直径をPCDとした場合、同方向にとった前記下半ケーシングの排気室幅Wが、
W<Wc,
W/PCD≧3
という条件を満たす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。 In the turbine exhaust device for guiding the steam flow that has passed through the final stage of the steam turbine to a condenser provided below the steam turbine,
An exhaust chamber outer casing comprising an upper half casing surrounding the turbine rotor of the steam turbine and a lower half casing connected to the lower side of the upper half casing;
The lower half casing is connected to the condenser via a connecting cylinder that widens downward.
When the width of the condenser taken in the direction perpendicular to the axis of the turbine rotor is Wc, and the diameter of the circle drawn by the blade length direction center of the last stage rotor blade of the steam turbine is PCD, the same direction The exhaust chamber width W of the lower half casing taken is
W <Wc,
W / PCD ≧ 3
A turbine exhaust system that is configured to satisfy the following condition.
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