KR20120090789A

KR20120090789A - 증기 터빈의 배기 장치

Info

Publication number: KR20120090789A
Application number: KR1020120003981A
Authority: KR
Inventors: ？스께 미즈미; 고오지 오가따; 다께시 구도오; 노리요 니시지마; 요시아끼 온다
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2012-08-17
Also published as: EP2476868B1; US20120183397A1; CN102588017B; JP2012145081A; US9033656B2; EP2476868A3; JP5499348B2; CN102588017A; EP2476868A2

Abstract

본 발명의 과제는 고압 터빈이나 중압 터빈의 환형상 플로우 가이드의 기능을 높임으로써, 배기실 내의 흐름의 흐트러짐을 억제하여, 결과적으로 압력 손실을 보다 저감시키고, 터빈 플랜트 효율을 향상시킬 수 있는 증기 터빈의 배기 장치를 제공하는 것이다.
종래 기술의 플로우 가이드(5A)의 형상(상하 대칭)을, 플로우 가이드 하류부(5d)의 길이가, 플로우 가이드 상류부(5u)의 길이보다 길어지는 플로우 가이드(5)의 형상(상하 비대칭)으로 하였다. 수치 해석에 의해, 종래 기술의 플로우 가이드 점유비의 최적값 및 대응하는 전체 압력 손실 계수를 기준값으로 하였다. 또한, 전체 압력 손실 계수가 기준값 미만으로 되도록, 플로우 가이드 상류부(5u)의 플로우 가이드 점유비를 0.4로, 플로우 가이드 하류부(5d)의 플로우 가이드 점유비를 0.7로 설정하였다. 이에 의해, 환형상 플로우 가이드의 정류 기능을 높일 수 있다.

Description

증기 터빈의 배기 장치{EXHAUST SYSTEM OF STEAM TURBINE}

본 발명은 증기 터빈의 로터를 통과한 증기류를 배기관으로부터 배출하는 터빈 배기 장치에 관한 것으로, 특히 고압 또는 중압 터빈의 배기 장치에 관한 것이다.

보일러 등의 증기 발생기에서 발생하는 증기로 터빈을 회전시켜 발전하는 발전 플랜트는, 일반적으로 고압 터빈, 중압 터빈이나 저압 터빈 등, 증기 압력에 따른 복수의 터빈으로 구성되어 있다. 고압 터빈으로부터 저압 터빈까지 순서대로 통과시켜 회전 일을 종료한 증기는, 최종적으로 복수기(condenser)로 도입되고, 그곳에서 응축하여 복수(condensate)로 되고, 다시 증기 발생기로 환류한다.

고ㆍ중ㆍ저압 터빈 각각의 출구 바로 뒤에는, 보다 저압측의 터빈이나 복수기 등의 후단의 설비로 유도하는 터빈 배기 장치가 구비되어 있다. 터빈 배기 장치는 터빈 로터를 덮는 내부 케이싱과 내부 케이싱을 또한 덮는 외부 케이싱 사이에 형성된 증기실을 갖고 있고, 터빈 로터를 통과한 증기는 이 배기실을 통해 후단의 설비로 유도된다.

일반적으로 이 배기실은 터빈으로부터 유출되어 온 축류 방향의 증기류를, 그것과 직각의 방향으로 매우 짧은 거리로 전향시키는 구조를 이루고 있으므로, 증기의 흐름을 어지럽혀 압력 손실이 발생하기 쉽다. 특히, 고압 터빈이나 중압 터빈의 배기실은 저압 터빈의 배기실에 비해 유로 치수가 작고, 또한 압력에 견딜 수 있도록 고압 터빈이나 중압 터빈의 각 부재는 저압 터빈의 각 부재에 비해 두껍게 되어 있고, 그 결과, 고압 터빈이나 중압 터빈의 배기실은 저압 터빈의 각 부재에 비해 플랜지 등 내부 부재의 영향도 받기 쉽다.

그것에 대해 예를 들어, 터빈 최종단 동익 출구부의 날개 선단측에 연속되도록 환형상의 플로우 가이드를 설치하고, 이 플로우 가이드에 의해 증기류를 안내함으로써 증기류의 흐트러짐의 경감을 도모한 종래 기술이 있다(특허 문헌 1). 특허 문헌 1의 플로우 가이드는 볼록형 곡선 형상의 플랜지와 원반 형상의 스팀 가이드를 조합하여 환형상 플로우 가이드로 하고 있지만, 실제 기기에 있어서는, 나팔 형상의 환형상 플로우 가이드를 사용하는 경우도 많다.

그런데, 저압 터빈의 플로우 가이드는 운동 에너지를 압력 에너지로 변환하는 디퓨저로서의 기능을 갖고 있다. 또한, 저압 터빈의 배기실은 고압 터빈이나 중압 터빈의 배기실에 비해 공간적인 제약이 적다. 따라서, 디퓨저 기능을 향상시키도록, 상하 비대칭(하측이 길다)의 플로우 가이드가 제안되어 있다(특허 문헌 2).

일본 특허 출원 공개 제2007-40228호 공보 일본 특허 3776580호 공보

한편, 고압 터빈이나 중압 터빈의 배기실은 저압 터빈의 배기실에 비해 공간적인 제약(유로 치수, 각 부재 두께)이 많다. 환형상 플로우 가이드를 지나치게 크게(길게) 하면 유로를 폐색하여, 성능 열화의 요인이 된다. 그로 인해, 종래의 고압 터빈이나 중압 터빈의 플로우 가이드의 대부분은 둘레 방향으로 대략 동일(상하 대상)한 단면 형상을 이루고 있고, 이 형상을 변경하려고 하는 발상은 일어나기 어려웠다.

또한, 고압 터빈이나 중압 터빈의 배기실은 저압 터빈의 배기실에 비해, 축 방향의 거리가 짧아, 충분한 디퓨저 기능이 얻어지지 않는다. 따라서, 종래 기술에 있어서, 저압 터빈의 플로우 가이드에 있어서 형상 변경이 제안되어 있어도, 즉시 고압 터빈이나 중압 터빈의 플로우 가이드에 적용한다고 하는 발상은 일어나기 어려웠다.

그러나, 본원 발명자는 이 점에 착안하여, 상세한 3차 원류체 해석을 행한 바, 플로우 가이드의 유로 공간에 대한 점유비가 플로우 가이드의 압력 손실 저감 성능에 큰 영향을 미치고 있고, 종래의 플로우 가이드는 그 기능이 최대한으로 발휘되어 있지 않다고 하는 과제를 발견하였다.

본 발명의 목적은 고압 터빈이나 중압 터빈의 환형상 플로우 가이드의 기능을 높임으로써, 배기실 내의 흐름의 흐트러짐을 억제하여, 결과적으로 압력 손실을 보다 저감시키고, 터빈 플랜트 효율을 향상시킬 수 있는 증기 터빈의 배기 장치를 제공하는 데 있다.

(1) 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 터빈 로터를 내포하는 배기실 내부 케이싱과, 이 배기실 내부 케이싱을 둘러싸고 배기실을 형성하는 배기실 외부 케이싱과, 터빈 로터에 고정된 최종 단락을 구성하는 동익의 하류에, 상기 배기실 내부 케이싱의 외주부에 연속해서 설치된 환형상의 플로우 가이드를 구비하고, 고압 터빈 또는 중압 터빈을 구동시킨 후의 배기를 배기관을 통해 후방의 터빈으로 유도하는 증기 터빈의 배기 장치에 있어서, 상기 플로우 가이드는 배기관측에 있는 플로우 가이드 하류부와, 배기관 반대측에 있는 플로우 가이드 상류부를 갖고, 상기 플로우 가이드 하류부의 길이는 상기 플로우 가이드 상류부의 길이보다 길어지도록 형성되어 있다.

배기실 상류측에 비해 배기실 하류측에서는, 배기관과의 접합부가 있으므로, 공간적인 제약이 적어, 플로우 가이드를 길게 해도 유로가 폐색되는 경우는 없다. 따라서, 플로우 가이드 하류부의 길이를 길게 할 수 있다. 그 결과, 플로우 가이드의 정류 기능을 높일 수 있다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 로터축으로 직행하는 단면 상의 로터 중심으로부터 방사상으로 그은 가상선 상에 있어서, 상기 플로우 가이드의 베이스부로부터 선단부까지의 거리를 제1 거리, 상기 플로우 가이드의 베이스부로부터 배기실 외부 케이싱 내벽면까지의 거리를 제2 거리라고 정의하고, 제2 거리에 대한 제1 거리의 비를 플로우 가이드 점유비라고 정의하고, 상기 플로우 가이드는 상기 플로우 가이드 하류부에 있어서의 플로우 가이드 점유비가, 상기 플로우 가이드 상류부에 있어서의 점유비보다 커지도록 형성되어 있다.

이에 의해, 플로우 가이드의 정류 기능을 높일 수 있다.

(3) 상기 (2)에 있어서, 바람직하게는, 상기 플로우 가이드 하류부와 상기 플로우 가이드 상류부 사이의 플로우 가이드 점유비는 연속되어 있다.

플로우 가이드 하류부와 플로우 가이드 상류부 사이의 플로우 가이드 점유비가 불연속이면, 돌기 형상 등으로 되어, 증기류의 방해가 된다. 연속되어 있음으로써, 이와 같은 문제는 발생하지 않는다.

(4) 상기 (2)에 있어서, 바람직하게는, 상기 플로우 가이드 하류부에 있어서의 플로우 가이드 점유비는 0.6 이상 0.7 이하이고, 상기 플로우 가이드 상류부에 있어서의 플로우 가이드 점유비는 0.3 이상 0.6 이하이다.

이와 같이 플로우 가이드 점유비를 설정함으로써, 종래 기술에 비해, 압력 손실을 저감시킬 수 있다.

(5) 상기 (4)에 있어서, 바람직하게는, 상기 플로우 가이드 상류부에 있어서의 플로우 가이드 점유비는 0.5 이상 0.6 이하이다.

본 발명에 따르면, 고압 터빈이나 중압 터빈의 환형상 플로우 가이드의 기능을 높임으로써, 배기실 내의 흐름의 흐트러짐을 억제하여, 결과적으로 압력 손실을 보다 저감시키고, 터빈 플랜트 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 증기 터빈의 고중압부의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 배기실의 상세 구성을 도시하는 종단면도.
도 3은 배기실의 상세 구성을 도시하는 횡단면도(제1 실시 형태).
도 4는 배기실의 상세 구성을 도시하는 횡단면도(종래 기술).
도 5는 수치 해석 결과(해석 1)를 나타내는 도면.
도 6은 배기실 확대 종단면도.
도 7은 배기실 확대 횡단면도.
도 8은 수치 해석 결과(해석 2)를 나타내는 도면.
도 9는 수치 해석 결과에 기초하는 플로우 가이드의 형상의 일례를 도시하는 도면(제1 실시 형태).
도 10은 수치 해석 결과에 기초하는 플로우 가이드의 형상의 일례를 도시하는 도면(제2 실시 형태).
도 11은 배기실의 상세 구성을 도시하는 횡단면도(제2 실시 형태).
도 12는 수치 해석 결과에 기초하는 플로우 가이드의 형상의 일례를 도시하는 도면(제3 실시 형태).
도 13은 배기실의 상세 구성을 도시하는 횡단면도(제3 실시 형태).
도 14는 수치 해석 결과에 기초하는 플로우 가이드의 형상의 일례를 도시하는 도면(제4 실시 형태).
도 15는 배기실의 상세 구성을 도시하는 횡단면도(제4 실시 형태).

<제1 실시 형태>

~구성~

도 1은 본 발명이 적용되는 증기 터빈의 고중압부의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 고압 입구부(11)로부터 유입된 증기는 고압 터빈 단락(14)에서 일을 하고 고압 배기실(12)을 거쳐서 고압 배기관(13)으로 유출된다. 고압 배기관(13)을 거쳐서 고압 배기실(12)로부터 유출된 증기는 보일러(도시하지 않음)를 거쳐서 재열 입구관(21)으로부터 중압 터빈 단락(24)으로 유입되고, 중압 터빈 단락(24)에서 일을 한 후, 중압 배기실(22)을 거쳐서 중압 배기관(23)으로 유출된다. 한편, 추기관(25)을 통해 추기 된 증기는 가열기로 유도되어 가열된다.

배기 장치는 증기 터빈의 터빈 로터(3)를 덮는 내부 케이싱(2)과, 이 내부 케이싱(2)을 덮는 외부 케이싱(1)을 구비하고 있다.

고압 배기실(12) 및 중압 배기실(22)은 외부 케이싱(1)과 내부 케이싱(2) 사이에 형성되어 있다. 이하, 고압 배기실(12)에 대해 설명하지만, 중압 배기실(22)에 대해서도 마찬가지이다.

도 2는 배기실(12)의 상세 구성을 도시하는 종단면도이고, 도 3은 배기실(12)의 상세 구성을 도시하는 횡단면도이다.

배기실(12)은 터빈 로터(3)를 구동시킨 후의 배기를, 배기실(12)의 하류측에 설치된 2개의 배기관(13)을 통해, 하류측의 터빈으로 유도한다. 터빈 로터(3)에 고정된 최종 단락을 구성하는 동익(4)의 하류측에는 터빈으로부터 배출된 증기의 혼합에 의한 압력 손실을 저감시키는 목적으로, 내부 케이싱(2)의 외주부에 연속해서 설치된 환형상의 플로우 가이드(5)가 설치되어 있다.

플로우 가이드(5)는 내부 케이싱(2)에 연접하는 베이스부로부터, 소정의 곡률로 하류측 및 축외 방향으로 돌출됨으로써, 나팔 형상으로 형성된다.

본 실시 형태의 특징은 플로우 가이드(5)의 형상에 있다. 플로우 가이드(5)는 배기관(13)측에 있는 플로우 가이드 하류부(5d)의 길이가, 배기관(13) 반대측에 있는 플로우 가이드 상류부(5u)의 길이보다 길어지도록 형성되어 있다.

~동작~

최종 단락 동익(4)으로부터 유출된 증기류는 플로우 가이드(5)에 의해 유도된다. 플로우 가이드 상류부(5u)에 의해 유도된 증기류는 외부 케이싱(1) 내벽면을 따라서 하류로 유도되고, 또한 배기관(13)으로 유도된다. 플로우 가이드 하류부(5d)에 의해 유도된 증기류는 배기관(13)으로 유도된다. 이때, 플로우 가이드 하류부(5d)는 흐름의 혼합을 방지한다(정류 기능).

~수치 해석~

본원 발명자는 플로우 가이드(5)의 형상에 착안하여 상세한 수치 해석(CFD 해석)을 행하였다.

도 4는 종래 기술에 관한 상하 대칭의 플로우 가이드(5A)를 구비한 배기실(12)의 상세 구성을 도시하는 횡단면도이다. 우선, 종래 기술에 관한 플로우 가이드(5A)의 최적의 크기(길이)를 검토하였다(해석 1).

도 5는 해석 1의 결과를 나타내는 도면이다. 횡축에는 플로우 가이드 점유비가, 종축에는 전체 압력 손실 계수가 기재되어 있다. 단, 도시한 전체 압력 손실 계수는 최대값을 기준으로 하여 규격화(각 값/최대값)되어 있다.

플로우 가이드 점유비는 이하에 설명하는 본 실시 형태의 중요 개념이다.

도 6은 플로우 가이드 점유비를 설명하기 위한, 배기실 확대 종단면도이고, 도 7은 배기실 확대 횡단면도이다.

도 7에 있어서, 로터 중심으로부터 방사상으로 가상선(I)을 긋는다. 도 6에 있어서, 가상선(I) 상에 투영되는, 플로우 가이드의 베이스부로부터 선단부까지의 거리를 제1 거리(a)라고 하고, 가상선(I) 상에 투영되는, 플로우 가이드의 베이스부로부터 외부 케이싱(1) 내벽면까지의 거리를 제2 거리(b)라고 정의한다. 또한, 제2 거리에 대한 제1 거리의 비(a/b)를 플로우 가이드 점유비라고 정의한다. 즉, 플로우 가이드 점유비는 플로우 가이드의 길이를 나타내는 지표이다.

또한, 배기실(12)과 배기관(13)의 접합부에 있어서, 외부 케이싱(1)이 연속되어 있지 않다. 도 7에 있어서의 외부 케이싱(1) 내벽면은 원호 형상으로 도시된 파선 부분(가상 내벽면)을 포함하는 원형상으로 한다. 따라서, 제2 거리(b)는 일정하게 하여 취급한다.

전체 압력 손실 계수는 (배기실 입구 전체압-배기실 출구 전체압)/배기실 입구 동압으로 나타내는 압력 손실을 나타내는 지표이다. 적을수록 압력 손실이 적어 바람직하다. 또한, 도 5에 있어서는 규격화되어 표시되어 있다.

도 5로 돌아가, 해석 결과에 대해 설명한다. 플로우 가이드 점유비 0.3 내지 0.5에서는, 플로우 가이드의 길이가 짧아 충분한 정류 기능이 얻어지지 않지만, 플로우 가이드 점유비 0.5 내지 0.7 부근에서는, 흐름의 혼합을 방지함으로써 압력 손실을 저감시킬 수 있고, 플로우 가이드 점유비(0.7)를 초과하면, 유로가 폐색되어, 반대로 압력 손실이 증가하는 경향이 나타난다. 따라서, 종래 기술에 관한 상하 대칭의 플로우 가이드(5A)의 플로우 가이드 점유비 0.6(전체 압력 손실 계수 0.48)이 최적이다.

따라서, 종래 기술의 최적값 0.48을 기준값으로 하여, 전체 압력 손실 계수가 기준값 미만으로 되는 플로우 가이드(5)의 형상을 검토하였다(해석 2).

도 8은 해석 2의 결과를 나타내는 도면이다. 횡축에는 플로우 가이드 점유비가, 종축에는 전체 압력 손실 계수(도 5와 마찬가지로 규격화하여 표시)가 기재되어 있다. 기준값을 추기하고 있다. 플로우 가이드 점유비는 플로우 가이드 상류부(5u)와 플로우 가이드 하류부(5d)의 조합이 직선으로 연결되어, 기재되어 있다.

해석 2에 있어서, 플로우 가이드 상류부(5u)와 플로우 가이드 하류부(5d)는 이하와 같이 정의된다. 도 7에 있어서, 배기관(13) 반대측을 θ＝0으로 하고, 둘레 방향각(θ)에 의해, 플로우 가이드(5)에 있어서의 위치를 표현한다. 플로우 가이드 상류부(5u)는 θ가 0 내지 80° 부근의 범위이고, 플로우 가이드 하류부(5d)는 100 내지 180° 부근의 범위이다(좌우 대칭).

도 8로 돌아가, 해석 결과에 대해 설명한다. 플로우 가이드 하류부(5d)의 플로우 가이드 점유비가 0.6 미만이면, 플로우 가이드 상류부(5u)의 플로우 가이드 점유비에 관계없이, 전체 압력 손실 계수는 기준값 미만으로 되지 않는다. 따라서, 플로우 가이드 하류부(5d)의 플로우 가이드 점유비의 하한값은 0.6으로 된다.

한편, 플로우 가이드 하류부(5d)의 플로우 가이드 점유비가 0.6 이상인 경우에 대해 검토한다. 플로우 가이드 하류부(5d)의 플로우 가이드 점유비가 0.7일 때에는, 압력 손실을 더욱 저감시킬 수 있지만, 0.8일 때에는 압력 손실이 현저하게 증가한다.

이 경향은 배기실(12) 상류측에 비해 배기실(12) 하류측에서는, 배기관(13)과의 접합부가 있으므로, 공간적인 제약이 적고, 그 결과, 플로우 가이드 점유비를 크게 할 수 있어, 정류 기능의 향상을 기대할 수 있는 것에 의한 것이라고 생각된다. 한편, 플로우 가이드 점유비 0.8을 초과하면, 유로가 폐색되고, 반대로 압력 손실이 증가한다. 따라서, 플로우 가이드 하류부(5d)의 플로우 가이드 점유비의 상한값은 0.7로 하는 것이 바람직하다.

다음에, 플로우 가이드 상류부(5u)의 플로우 가이드 점유비에 대해 검토한다. 해석 1의 결과로부터, 플로우 가이드 상류부(5u)의 플로우 가이드 점유비의 상한값은 0.6으로 한다. 한편, 플로우 가이드 하류부(5d)의 플로우 가이드 점유비가 0.6 이상 0.7 이하이면, 플로우 가이드 상류부(5u)의 플로우 가이드 점유비는 0.3으로 한 경우라도, 전체 압력 손실 계수는 기준값 미만으로 되는 것을 확인하였다. 따라서, 플로우 가이드 상류부(5u)의 플로우 가이드 점유비의 하한값은 0.3으로 한다.

플로우 가이드(5)의 형상은 해석 1 및 해석 2의 결과에 기초하여 설정된다.

도 9는 플로우 가이드(5)의 형상의 일례를 도시하는 도면이다. 플로우 가이드 상류부(5u)(0 내지 80°)의 플로우 가이드 점유비는 0.4로, 플로우 가이드 하류부(5d)(100 내지 180°)의 플로우 가이드 점유비는 0.7로 설정되고, 그 사이(80 내지 100°)의 플로우 가이드 점유비는 0.4 내지 0.7 사이에서 연속되어, 완만하게 단조 증가하고 있다. 그 결과, 플로우 가이드(5)의 횡단면도는 도 3에 도시한 바와 같이 된다.

또한, 플로우 가이드 점유비의 그래프가 직선만으로 구성되어 있도록 설명하였지만, 물론 이것으로 한정되는 것은 아니다.

~효과~

종래 기술의 플로우 가이드(5A)의 형상(상하 대칭)을 본 실시 형태에서는, 플로우 가이드 하류부(5d)의 길이가, 플로우 가이드 상류부(5u)의 길이보다 길어지는 플로우 가이드(5)의 형상(상하 비대칭)으로 하였다. 또한 수치 해석에 의해, 전체 압력 손실 계수가 종래 기술의 최적값 미만으로 되도록, 플로우 가이드 상류부(5u)의 플로우 가이드 점유비와 플로우 가이드 하류부(5d)의 플로우 가이드 점유비를 설정하였다.

이에 의해, 환형상 플로우 가이드의 정류 기능을 높여, 배기실 내의 흐름의 흐트러짐을 억제할 수 있다.

전체 압력 손실 계수가 종래 기술의 최적값 미만으로 되고, 압력 손실이 저감됨으로써, 터빈 플랜트 효율을 향상시킬 수 있다.

<제2 실시 형태>

제1 실시 형태에 있어서, 100 내지 180° 부근을 플로우 가이드 하류부(5d)로 하고, 플로우 가이드 하류부(5d)의 플로우 가이드 점유비를 0.7로 하였지만, 배기관(13)과의 접합부에 상당하는 100 내지 150° 부근을 플로우 가이드 최하류부(5d1)로 하고, 플로우 가이드 최하류부(5d1)의 플로우 가이드 점유비를 0.7로 해도 좋다.

도 10은 플로우 가이드(5B)의 형상의 일례를 도시하는 도면이다. 플로우 가이드 상류부(5u)(0 내지 80°)의 플로우 가이드 점유비는 0.4로, 플로우 가이드 하류부(5d1)(100 내지 150°)의 플로우 가이드 점유비는 0.7로 설정되고, 플로우 가이드 하류부(5d2)(170 내지 180°)의 플로우 가이드 점유비는 0.4로 설정되고, 그 사이(80 내지 100° 및 150 내지 170°)의 플로우 가이드 점유비는 0.4 내지 0.7 사이에서 연속되어 있다. 그 결과, 플로우 가이드(5B)의 횡단면도는 도 11에 도시한 바와 같이 된다.

제2 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.

<제3 실시 형태>

제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 있어서, 하류측에 2개의 배기관(13)이 설치된 배기실(12)에 본원 발명을 적용하였지만, 1개의 배기관(13)이 설치된 배기실(12)에 적용해도 좋다.

도 12는 플로우 가이드(5C)의 형상의 일례를 도시하는 도면이다. 플로우 가이드 상류부(5u)(0 내지 120°)의 플로우 가이드 점유비는 0.4로, 플로우 가이드 하류부(5d)(160 내지 180°)의 플로우 가이드 점유비는 0.7로 설정되고, 그 사이(120 내지 160°)의 플로우 가이드 점유비는 0.4 내지 0.7 사이에서 연속되어 있다. 그 결과, 플로우 가이드(5C)의 횡단면도는 도 13에 도시한 바와 같이 된다.

제3 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.

<제4 실시 형태>

상기에서는 설명의 편의상, 추기관(25)에 관한 설명을 생략하였지만, 추기관(25)이 설치된 배기실(12)에 적용해도 좋다. 본 실시 형태는 제3 실시 형태에 배기관(13) 반대측에 추기관(25)을 설치한 것이다.

도 14는 플로우 가이드(5D)의 형상의 일례를 도시하는 도면이다. 플로우 가이드 최상류부(5u1)(0 내지 10°)의 플로우 가이드 점유비는 0.7로, 플로우 가이드 상류부(5u2)(30 내지 120°)의 플로우 가이드 점유비는 0.4로, 플로우 가이드 하류부(5d)(160 내지 180°)의 플로우 가이드 점유비는 0.7로 설정되고, 그 사이(10 내지 30° 및 120 내지 160°)의 플로우 가이드 점유비는 0.4 내지 0.7 사이에서 연속되어 있다. 그 결과, 플로우 가이드(5D)의 횡단면도는 도 15에 도시한 바와 같이 된다.

제4 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.

1 : 외부 케이싱
2 : 내부 케이싱
3 : 터빈 로터
4 : 동익(최종 단락)
5, 5A 내지 5D : 플로우 가이드
5u : 플로우 가이드 상류부
5d : 플로우 가이드 하류부
11 : 고압 입구부
12 : 고압 배기실
13 : 고압 배기관
14 : 고압 터빈 단락
21 : 재열 입구관
22 : 중압 배기실
23 : 중압 배기관
24 : 중압 터빈 단락
25 : 추기관
I : 가상선상
a : 제1 거리
b : 제2 거리

Claims

터빈 로터를 내포하는 배기실 내부 케이싱과, 이 배기실 내부 케이싱을 둘러싸고 배기실을 형성하는 배기실 외부 케이싱과, 터빈 로터에 고정된 최종 단락을 구성하는 동익의 하류에, 상기 배기실 내부 케이싱의 외주부에 연속해서 설치된 환형상의 플로우 가이드를 구비하고, 고압 터빈 또는 중압 터빈을 구동시킨 후의 배기를 배기관을 통해 후방의 터빈으로 유도하는 증기 터빈의 배기 장치에 있어서,
상기 플로우 가이드는 배기관측에 있는 플로우 가이드 하류부와, 배기관 반대측에 있는 플로우 가이드 상류부를 갖고, 상기 플로우 가이드 하류부의 길이는 상기 플로우 가이드 상류부의 길이보다 길어지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 배기 장치.
제1항에 있어서, 로터축으로 직행하는 단면 상의 로터 중심으로부터 방사상으로 그어진 가상선 상에 있어서, 상기 플로우 가이드의 베이스부로부터 선단부까지의 거리를 제1 거리, 상기 플로우 가이드의 베이스부로부터 배기실 외부 케이싱 내벽면까지의 거리를 제2 거리라고 정의하고, 제2 거리에 대한 제1 거리의 비를 플로우 가이드 점유비라고 정의하고,
상기 플로우 가이드는 상기 플로우 가이드 하류부에 있어서의 플로우 가이드 점유비가, 상기 플로우 가이드 상류부에 있어서의 점유비보다 커지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 배기 장치.
제2항에 있어서, 상기 플로우 가이드 하류부와 상기 플로우 가이드 상류부 사이의 플로우 가이드 점유비는 연속되어 있는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 배기 장치.
제2항에 있어서, 상기 플로우 가이드 하류부에 있어서의 플로우 가이드 점유비는 0.6 이상 0.7 이하이고,
상기 플로우 가이드 상류부에 있어서의 플로우 가이드 점유비는 0.3 이상 0.6 이하인 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 배기 장치.
제4항에 있어서, 상기 플로우 가이드 상류부에 있어서의 플로우 가이드 점유비는 0.5 이상 0.6 이하인 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 배기 장치.