蒸汽轮机的排气室及蒸汽轮机系统技术方案

本发明专利技术提供一种能够减少排气室内的流体损失并能够提高蒸汽轮机的效率的蒸汽轮机的排气室及蒸汽轮机系统。蒸汽轮机的排气室在内部划定有用于将通过了蒸汽轮机的最终级动叶的蒸汽向凝汽器引导的排气流路，具备：壳体，包含形成于排气流路的外周侧的外周壁部；锥形轴承内环，设于比外周壁部靠径向上的内侧处；及旁通流路，是使在排气流路中流动的蒸汽的一部分从排气流路的高压侧向排气流路的低压侧或凝汽器流动的至少一个旁通流路，上述旁通流路包含形成于锥形轴承内环的高压侧开口及开口所面对的上述蒸汽的压力低于高压侧开口的低压侧开口。

Exhaust Chamber and Steam Turbine System of Steam Turbine

【技术实现步骤摘要】
蒸汽轮机的排气室及蒸汽轮机系统
本公开涉及在内部划定有用于将通过了蒸汽轮机的最终级动叶的蒸汽向凝汽器引导的排气流路的蒸汽轮机的排气室和具备蒸汽轮机、锅炉及发电机的蒸汽轮机系统。
技术介绍
通常，在蒸汽轮机的涡轮内进行作功并通过了最终级动叶的蒸汽(排气)在通过了排气室内的排气流路之后，由凝汽器凝汽。在排气流路中流动的蒸汽在通过排气室内的扩散流路时，流动被减速而压力恢复。排气室内的压力恢复量越大，则凝汽器与最终级动叶出口之间的压力差越大，最终级动叶出口的压力越下降，因此涡轮输出增加，涡轮效率上升。在此，排气室内的压力恢复量受到在排气室内流动的蒸汽的流动的性状和排气室的内部结构物的形状等的影响。因此，提出了几个用于提高涡轮效率的结构。例如，专利文献1记载了如下的蒸汽轮机：在形成排气室的扩散流路的导流器上设置偏转部件，而在扩散流路内对尖端流赋予回旋，来减少尖端流与蒸汽主流混合时的损失。另外，专利文献2记载了一种从排气室朝着下方排出蒸汽的蒸汽轮机的排气装置，通过排气室的外周侧的导流器和内周侧的锥形轴承内环形成的蒸汽的流路的下侧部位比上侧部位形成得长。在先技术文献专利文献1：日本特开2011-220125号公报专利文献2：日本特开平11-200814号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在专利文献1、2所记载的蒸汽轮机或蒸汽轮机的排气装置中，由于环境变化而蒸汽轮机的效率可能会下降。更具体而言，凝汽器内的压力由于季节的变化引起的气温的变化等环境的变化而变动，该凝汽器内的压力的变化会使排气室内的蒸汽的流动变化。特别是在气温较高的情况下，凝汽器内的压力升高(成为低真空度)，因此在排气室内流动的蒸汽流发生紊乱。当在排气室内流动的蒸汽流发生紊乱时，例如，锥形轴承内环的内侧面所面对的蒸汽的压力升高，在排气流路中流动的蒸汽从覆盖扩散流路的内径侧的锥形轴承内环剥离，有时会产生排气室内的压力恢复性能显著下降的现象。当这样在排气室内流动的蒸汽流发生紊乱时，排气室内的流体损失增大而蒸汽轮机的效率可能会下降。鉴于上述的情况，本专利技术的至少一实施方式目的在于提供一种能够降低排气室内的流体损失并能够提高蒸汽轮机的效率的蒸汽轮机的排气室及蒸汽轮机系统。用于解决课题的方案(1)本专利技术的至少一实施方式的蒸汽轮机的排气室是在内部划定有用于将通过了蒸汽轮机的最终级动叶的蒸汽向凝汽器引导的排气流路的蒸汽轮机的排气室，上述蒸汽轮机的排气室具备：壳体，包含形成于上述排气流路的外周侧的外周壁部；锥形轴承内环，设于比上述外周壁部靠径向上的内侧处；及旁通流路，是使在上述排气流路中流动的蒸汽的一部分从上述排气流路的高压侧向上述排气流路的低压侧或上述凝汽器流动的至少一个旁通流路，上述旁通流路包含形成于上述锥形轴承内环的高压侧开口及开口所面对的上述蒸汽的压力低于上述高压侧开口的低压侧开口。根据上述(1)的结构，蒸汽轮机的排气室具备：壳体，包含形成于排气流路的外周侧的外周壁部；锥形轴承内环，设于比外周壁部靠径向上的内侧处；及至少一个旁通流路，使在排气流路中流动的蒸汽的一部分从排气流路的高压侧向排气流路的低压侧或凝汽器流动。该旁通流路包含形成于锥形轴承内环的高压侧开口及开口所面对的蒸汽的压力低于高压侧开口的低压侧开口。这样的蒸汽轮机的排气室利用包含形成于锥形轴承内环的高压侧开口的旁通流路而在排气流路的锥形轴承内环侧形成顺流流动，由此能够抑制蒸汽从锥形轴承内环的内侧面剥离，因此排气室内的有效的排气面积扩大而能够增加排气室内的蒸汽的压力恢复量。因此，上述那样的蒸汽轮机的排气室能够减少排气室内的流体损失，能够提高蒸汽轮机的效率。(2)在几个实施方式中，以上述(1)的结构为基础，其中，上述低压侧开口形成在比上述高压侧开口靠上述锥形轴承内环的流动方向上的上游侧处，当将上述蒸汽轮机的排气室在周向上区分为设置上述凝汽器的凝汽器侧和设置上述凝汽器一侧的相反侧的凝汽器相反侧时，上述高压侧开口形成于上述凝汽器相反侧，上述低压侧开口形成于上述凝汽器侧。根据上述(2)的结构，蒸汽轮机的排气室的凝汽器相反侧与凝汽器侧不同，成为在锥形轴承内环侧中流动的蒸汽与壳体的外周壁部碰撞而折回那样的、在锥形轴承内环侧流动的蒸汽难以流动的结构。因此，在凝汽器相反侧流动的蒸汽的压力高于在凝汽器侧流动的蒸汽的压力，因此凝汽器相反侧的锥形轴承内环的内侧面所面对的蒸汽容易从锥形轴承内环的内侧面剥离。因此，通过将旁通流路的高压侧开口形成于凝汽器相反侧并将低压侧开口形成于凝汽器侧，能够使锥形轴承内环的内侧面所面对的蒸汽的一部分从形成于锥形轴承内环的凝汽器相反侧的高压侧开口向形成于锥形轴承内环的凝汽器侧的低压侧开口流动，因此能够在排气流路的凝汽器相反侧形成沿着锥形轴承内环的内侧面那样的顺流流动。(3)在几个实施方式中，以上述(1)的结构为基础，其中，上述低压侧开口由轴端密封部构成，上述轴端密封部位于比上述高压侧开口靠上述锥形轴承内环的流动方向上的上游侧处，形成在上述最终级动叶的根部与上述锥形轴承内环的上述流动方向上的上游侧的端部之间。根据上述(3)的结构，轴端密封部形成于最终级动叶的根部与锥形轴承内环的流动方向上的上游侧的端部之间，因此轴端密封部附近的蒸汽的压力低于锥形轴承内环的流动方向上的上游侧的内侧面所面对的蒸汽的压力。因此，能够增大低压侧开口与高压侧开口之间的压力差，因此能够使蒸汽高效地从旁通流路的高压侧开口流入。(4)在几个实施方式中，以上述(3)的结构为基础，其中，当将上述蒸汽轮机的排气室在周向上区分为设置上述凝汽器的凝汽器侧和设置上述凝汽器一侧的相反侧的凝汽器相反侧时，上述旁通流路的上述高压侧开口设于上述凝汽器相反侧。如上所述，在凝汽器相反侧流动的蒸汽的压力高于在凝汽器侧流动的蒸汽的压力，因此凝汽器相反侧的锥形轴承内环的内侧面所面对的蒸汽容易从锥形轴承内环的内侧面剥离。根据上述(4)的结构，通过将旁通流路的高压侧开口形成于凝汽器相反侧，能够使锥形轴承内环的凝汽器相反侧的内侧面所面对的蒸汽的一部分从该高压侧开口向低压侧开口流动，因此能够在排气流路的凝汽器相反侧形成沿着锥形轴承内环的内侧面那样的顺流流动。特别是能够通过将旁通流路的高压侧开口仅限定于成为高压的凝汽器相反侧，来增大高压侧开口与低压侧开口之间的压力差，因此能够使蒸汽高效地从旁通流路的高压侧开口流入。(5)在几个实施方式中，以上述(1)～(4)的结构为基础，其中，上述壳体还包含设于比上述锥形轴承内环靠径向上的内侧处的内周壁部，上述旁通流路的至少一部分由上述锥形轴承内环的外侧面和上述内周壁部的内侧面形成。根据上述(5)的结构，锥形轴承内环作为壳体的内周壁部的衬里，通过外侧面和内周壁部的内侧面来形成旁通流路的至少一部分，因此在不需要旁通流路时，能够通过锥形轴承内环的更换或加工而容易地去除旁通流路。(6)在几个实施方式中，以上述(1)的结构为基础，其中，上述低压侧开口形成于上述凝汽器。根据上述(6)的结构，凝汽器的内部的蒸汽的压力低于轴端密封部附近的蒸汽或锥形轴承内环的流动方向上的上游侧的内侧面所面对的蒸汽的压力。因此，能够增大低压侧开口与高压侧开口之间的压力差，因此能够使蒸汽高效地从旁通流路的高压侧开口流入。(7)在几个实施方式中，以上述(1)～(6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸汽轮机的排气室，在内部划定有用于将通过了蒸汽轮机的最终级动叶的蒸汽向凝汽器引导的排气流路，所述蒸汽轮机的排气室具备：壳体，包含形成于所述排气流路的外周侧的外周壁部；锥形轴承内环，设于比所述外周壁部靠径向上的内侧处；及旁通流路，是使在所述排气流路中流动的蒸汽的一部分从所述排气流路的高压侧向所述排气流路的低压侧或所述凝汽器流动的至少一个旁通流路，所述旁通流路包含形成于所述锥形轴承内环的高压侧开口及开口所面对的所述蒸汽的压力低于所述高压侧开口的低压侧开口。

【技术特征摘要】
2018.03.08 JP 2018-0417031.一种蒸汽轮机的排气室，在内部划定有用于将通过了蒸汽轮机的最终级动叶的蒸汽向凝汽器引导的排气流路，所述蒸汽轮机的排气室具备：壳体，包含形成于所述排气流路的外周侧的外周壁部；锥形轴承内环，设于比所述外周壁部靠径向上的内侧处；及旁通流路，是使在所述排气流路中流动的蒸汽的一部分从所述排气流路的高压侧向所述排气流路的低压侧或所述凝汽器流动的至少一个旁通流路，所述旁通流路包含形成于所述锥形轴承内环的高压侧开口及开口所面对的所述蒸汽的压力低于所述高压侧开口的低压侧开口。2.根据权利要求1所述的蒸汽轮机的排气室，其中，所述低压侧开口形成在比所述高压侧开口靠所述锥形轴承内环的流动方向上的上游侧处，当将所述蒸汽轮机的排气室在周向上区分为设置所述凝汽器的凝汽器侧和设置所述凝汽器一侧的相反侧的凝汽器相反侧时，所述高压侧开口形成于所述凝汽器相反侧，所述低压侧开口形成于所述凝汽器侧。3.根据权利要求1所述的蒸汽轮机的排气室，其中，所述低压侧开口由轴端密封部构成，所述轴端密封部位于比所述高压侧开口靠所述锥形轴承内环的流动方向上的上游侧处，形成在所述最终级动叶的根部与所述锥形轴承内环的所述流动方向上的上游侧的端部之间。4.根据权利要求3所述的蒸汽轮机的排气室，其中，当将所述蒸汽轮机的排气室在周向上区分为设置所述凝汽器的凝汽器侧和设置所述凝汽器一侧的相反侧的凝汽器相反侧时，所述旁通流路的所述高压侧开口设于所述凝汽器相反侧。5.根据权利要求1所述的蒸汽轮机的排气室，其中，所述壳体还包含设于比所述锥形轴承内环靠径向上的内侧处的内周壁部，所述旁通流路的至少一部分由所述锥形轴承内环的外侧面和所述内周壁部的内侧面形成。6.根据权利要求1所述的蒸汽轮机的排气室，其中，所述低压侧开口形成于...

【专利技术属性】
技术研发人员：西川丰治，椙下秀昭，松本和幸，桑村祥弘，中西启，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP