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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024168232
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】排気室、蒸気タービン及び排気室の改造方法
(51)【国際特許分類】
F01D 25/30 20060101AFI20241128BHJP
F01D 25/24 20060101ALI20241128BHJP
F01D 25/00 20060101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
F01D25/30 A
F01D25/30 B
F01D25/24 C
F01D25/00 X
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023084725
(22)【出願日】2023-05-23
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】田畑 創一朗
(57)【要約】
【課題】低コストで蒸気の圧力損失を低減させて圧力回復量を大きくすることができる排気室を提供する。
【解決手段】軸線回りに回転するタービンロータの出口から軸線方向下流側に流出する蒸気を外部に導く排気室であって、排気ケーシング内における排気口側とは軸線を挟んで反対側の反排気側のみに設けられて、軸線を中心とした円弧状をなす軸線方向上流側の端部が内側ディフューザの外周面に接続されているとともに、軸線方向下流側に向かうに従って円弧が拡径するように延びる内貼り部材を備える。
【選択図】図３
【解決手段】軸線回りに回転するタービンロータの出口から軸線方向下流側に流出する蒸気を外部に導く排気室であって、排気ケーシング内における排気口側とは軸線を挟んで反対側の反排気側のみに設けられて、軸線を中心とした円弧状をなす軸線方向上流側の端部が内側ディフューザの外周面に接続されているとともに、軸線方向下流側に向かうに従って円弧が拡径するように延びる内貼り部材を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸線回りに回転するタービンロータの出口から軸線方向下流側に流出する蒸気を外部に導く排気室であって、
前記出口の外周縁部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径する外側ディフューザ、及び、前記出口の内周縁部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径するとともに前記外側ディフューザとの間にディフューザ空間を区画する内側ディフューザを有するディフューザと、
前記内側ディフューザの前記軸線方向下流側の端部から径方向外側に向かって広がるように延びる端板、前記端板とともに前記ディフューザ空間を外周側から囲う排気空間を区画するとともに径方向外側の一方向に向かって開口する排気口が形成された外周板を有する排気ケーシングと、
前記排気ケーシング内における前記排気口側とは前記軸線を挟んで反対側に位置する反排気側のみに設けられて、前記軸線方向上流側の端部が前記内側ディフューザの外周面に接続されているとともに、前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径するように延びる板状をなす内貼り部材と、
を備える排気室。
前記出口の外周縁部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径する外側ディフューザ、及び、前記出口の内周縁部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径するとともに前記外側ディフューザとの間にディフューザ空間を区画する内側ディフューザを有するディフューザと、
前記内側ディフューザの前記軸線方向下流側の端部から径方向外側に向かって広がるように延びる端板、前記端板とともに前記ディフューザ空間を外周側から囲う排気空間を区画するとともに径方向外側の一方向に向かって開口する排気口が形成された外周板を有する排気ケーシングと、
前記排気ケーシング内における前記排気口側とは前記軸線を挟んで反対側に位置する反排気側のみに設けられて、前記軸線方向上流側の端部が前記内側ディフューザの外周面に接続されているとともに、前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径するように延びる板状をなす内貼り部材と、
を備える排気室。
【請求項2】
前記内貼り部材の前記軸線方向下流側の端部が、前記端板に対して周方向にわたって接続されている請求項１に記載の排気室。
【請求項3】
前記内貼り部材の前記軸線方向下流側の端部が、前記端板に対して周方向にわたって隙間を介して離間して請求項１に記載の排気室。
【請求項4】
前記排気口は、下方に向かって開口しており、
前記排気ケーシングは、水平分割面を介して上半部と下半部とに分割可能とされている請求項１に記載の排気室。
前記排気ケーシングは、水平分割面を介して上半部と下半部とに分割可能とされている請求項１に記載の排気室。
【請求項5】
前記内貼り部材は、
前記軸線方向視で前記軸線から前記反排気側に向かう基準線を中心とした前記軸線の周方向の９０°～１８０°の領域に設けられている請求項１に記載の排気室。
前記軸線方向視で前記軸線から前記反排気側に向かう基準線を中心とした前記軸線の周方向の９０°～１８０°の領域に設けられている請求項１に記載の排気室。
【請求項6】
前記内貼り部材は、
前記軸線方向視で前記軸線から前記反排気側に向かう基準線を中心とした前記軸線の周方向の１２０°～１８０°の範囲に設けられている請求項１に記載の排気室。
前記軸線方向視で前記軸線から前記反排気側に向かう基準線を中心とした前記軸線の周方向の１２０°～１８０°の範囲に設けられている請求項１に記載の排気室。
【請求項7】
前記内貼り部材は、
前記軸線方向視で前記軸線から前記反排気側に向かう基準線を中心とした前記軸線の周方向の１５０°～１８０°の範囲に設けられている請求項１に記載の排気室。
前記軸線方向視で前記軸線から前記反排気側に向かう基準線を中心とした前記軸線の周方向の１５０°～１８０°の範囲に設けられている請求項１に記載の排気室。
【請求項8】
前記内貼り部材の裏面を前記軸線方向下流側から支持する支持部材をさらに備える請求項１に記載の排気室。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか一項に記載の排気室と、
前記タービンロータを有する蒸気タービン本体と、
を備える蒸気タービン。
前記タービンロータを有する蒸気タービン本体と、
を備える蒸気タービン。
【請求項10】
軸線回りに回転するタービンロータの出口から軸線方向下流側に流出する蒸気を外部に導く排気室の改造方法であって
前記排気室は、
前記出口の外周部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径する外側ディフューザ、及び、前記出口の内周部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径するとともに前記外側ディフューザとの間にディフューザ空間を区画する内側ディフューザを有するディフューザと、
前記内側ディフューザの前記軸線方向下流側の端部から軸線に直交する面に沿って径方向外側に向かって広がるように延びる端板、前記端板とともに前記ディフューザ空間を外外周側から囲う排気空間を画成するとともに径方向外側の一方向に向かって開口する排気口が形成された外周板を有する排気ケーシングと、
を備えており、
前記排気ケーシング内における前記排気口側とは前記軸線を挟んで反対側の反排気側のみに、前記軸線方向上流側の端部が前記内側ディフューザの外周面に接続されているとともに、前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径するように延びる板状をなす内貼り部材を設ける追設工程を含む排気室の改造方法。
前記排気室は、
前記出口の外周部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径する外側ディフューザ、及び、前記出口の内周部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径するとともに前記外側ディフューザとの間にディフューザ空間を区画する内側ディフューザを有するディフューザと、
前記内側ディフューザの前記軸線方向下流側の端部から軸線に直交する面に沿って径方向外側に向かって広がるように延びる端板、前記端板とともに前記ディフューザ空間を外外周側から囲う排気空間を画成するとともに径方向外側の一方向に向かって開口する排気口が形成された外周板を有する排気ケーシングと、
を備えており、
前記排気ケーシング内における前記排気口側とは前記軸線を挟んで反対側の反排気側のみに、前記軸線方向上流側の端部が前記内側ディフューザの外周面に接続されているとともに、前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径するように延びる板状をなす内貼り部材を設ける追設工程を含む排気室の改造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、排気室、蒸気タービン及び排気室の改造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、排気室を有する蒸気タービンが開示されている。排気室は、タービンロータの最終動翼列から流出した蒸気を外部に導く役割を有している。
この排気室は、ディフューザ及び排気ケーシングを有する。ディフューザは、軸線に対して環状をなし、軸線方向下流側に向うに連れて次第に径方向外側に向かうディフューザ空間を形成する。ディフューザは、径方向外側の外側ディフューザ及び径方向外側の内側ディフューザによって構成されている。
ディフューザ空間内には、タービンロータの最終動翼列から流出した蒸気が流入する。排気ケーシングは、ディフューザに連通し、ディフューザの外周を軸線に対する周方向に広がって、ディフューザ空間から流入した蒸気を外部に導く排気空間を形成する。
この排気室は、ディフューザ及び排気ケーシングを有する。ディフューザは、軸線に対して環状をなし、軸線方向下流側に向うに連れて次第に径方向外側に向かうディフューザ空間を形成する。ディフューザは、径方向外側の外側ディフューザ及び径方向外側の内側ディフューザによって構成されている。
ディフューザ空間内には、タービンロータの最終動翼列から流出した蒸気が流入する。排気ケーシングは、ディフューザに連通し、ディフューザの外周を軸線に対する周方向に広がって、ディフューザ空間から流入した蒸気を外部に導く排気空間を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－３２９１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
排気室内では、最終動翼列から流出した蒸気の圧力回復が図られる。この圧力回復量が大きいほど、最終動翼列から流出した直後の蒸気の圧力が低くなり、タービン効率が向上する。
また、近年火力発電プラントでは負荷変動吸収のためのフレキシブルな運転が求められている。このようなフレキシブルな運転を実行する場合、設計点での運転、つまり定格運転以外での部分負荷での運転を実行する必要がある。部分負荷での運転を実行すると、排気室内で剥離や逆流が発生し、排気室内で圧力損失が大きくなり、圧力回復量が低下する。
また、近年火力発電プラントでは負荷変動吸収のためのフレキシブルな運転が求められている。このようなフレキシブルな運転を実行する場合、設計点での運転、つまり定格運転以外での部分負荷での運転を実行する必要がある。部分負荷での運転を実行すると、排気室内で剥離や逆流が発生し、排気室内で圧力損失が大きくなり、圧力回復量が低下する。
【0005】
さらに、圧力回復量の増大を図るために何等かの施工をする際には、低コストで実施できることが好ましい。
【0006】
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、低コストで蒸気の圧力損失を低減させて圧力回復量を大きくすることができる排気室、蒸気タービン、及び、蒸気タービンの改造方法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】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示に係る排気室は、軸線回りに回転するタービンロータの出口から軸線方向下流側に流出する蒸気を外部に導く排気室であって、前記出口の外周部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径する外側ディフューザ、及び、前記出口の内周部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径するとともに前記外側ディフューザとの間にディフューザ空間を区画する内側ディフューザを有するディフューザと、前記内側ディフューザの前記軸線方向下流側の端部から軸線に直交する面に沿って径方向外側に向かって広がるように延びる端板、前記端板とともに前記ディフューザ空間を外外周側から囲う排気空間を画成するとともに径方向外側の一方向に向かって開口する排気口が形成された外周板を有する排気ケーシングと、前記排気ケーシング内における前記排気口側とは前記軸線を挟んで反対側の反排気側のみに設けられて、前記軸線を中心とした円弧状をなす前記軸線方向上流側の端部が前記内側ディフューザの外周面に接続されているとともに、前記軸線方向下流側に向かうに従って前記円弧が拡径するように延びる内貼り部材と、を備える。
【0008】
本開示に係る蒸気タービンは、上記の排気室と、前記タービンロータを有する蒸気タービン本体と、を備える。
【0009】
本開示に係る排気室の改造方法は、軸線回りに回転するタービンロータの出口から軸線方向下流側に流出する蒸気を外部に導く排気室の改造方法であって前記排気室は、前記出口の外周部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径する外側ディフューザ、及び、前記出口の内周部に連なる環状をなして前記軸線方向下流側に向かうに従って拡径するとともに前記外側ディフューザとの間にディフューザ空間を区画する内側ディフューザを有するディフューザと、前記内側ディフューザの前記軸線方向下流側の端部から径方向外側に向かって広がるように延びる端板、前記端板とともに前記ディフューザ空間を外外周側から囲う排気空間を画成するとともに径方向外側の一方向に向かって開口する排気口が形成された外周板を有する排気ケーシングと、
を備えており、前記排気ケーシング内における前記排気口側とは前記軸線を挟んで反対側の反排気側のみに、前記軸線を中心とした円弧状をなす前記軸線方向上流側の端部が前記内側ディフューザの外周面に接続されているとともに、前記軸線方向下流側に向かうに従って前記円弧が拡径するように延びる内貼り部材を設ける追設工程を含む。
を備えており、前記排気ケーシング内における前記排気口側とは前記軸線を挟んで反対側の反排気側のみに、前記軸線を中心とした円弧状をなす前記軸線方向上流側の端部が前記内側ディフューザの外周面に接続されているとともに、前記軸線方向下流側に向かうに従って前記円弧が拡径するように延びる内貼り部材を設ける追設工程を含む。
【発明の効果】
【0010】
本開示の排気室、蒸気タービン及び排気室の改造方法によれば、低コストで蒸気の圧力損失を低減させて圧力回復量を大きくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の第一実施形態に係る蒸気タービンの模式的な斜視図である。
【図2】本開示の第一実施形態に係る蒸気タービンの軸線を含む縦断面図である。
【図3】本開示の第一実施形態に係る蒸気タービンの要部断面図であって、排気室内での蒸気の流れを説明する図である。
【図4】本開示の第一実施形態に係る蒸気タービンにおける内貼り部材の斜視図である。
【図5】本開示の第二実施形態に係る蒸気タービンの要部断面図であって、排気室内での蒸気の流れを説明する図である。
【図6】本開示の第三実施形態に係る蒸気タービンの軸線に直交する断面図であって、内貼り部材の設置領域を示す図である。
【図7】本開示の排気室の改造方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
【0013】
＜復水器＞
復水器２は、上方に向かって開口している。復水器２には、当該開口を介して蒸気タービン３から排出される蒸気が上方から供給される。復水器２は蒸気を冷却して凝縮させる。復水器２内は低圧に維持されており、これにより蒸気タービン３からの蒸気を吸い込み可能とされている。
復水器２は、上方に向かって開口している。復水器２には、当該開口を介して蒸気タービン３から排出される蒸気が上方から供給される。復水器２は蒸気を冷却して凝縮させる。復水器２内は低圧に維持されており、これにより蒸気タービン３からの蒸気を吸い込み可能とされている。
【0014】
＜蒸気タービン＞
蒸気タービン３は復水器２の上方に該復水器２と一体に設けられている。蒸気タービン３は外部から供給される蒸気によって仕事をし、当該仕事をした蒸気を復水器２に排出する。
詳しくは図２に示すように、蒸気タービン３は、蒸気タービン本体１０及び排気室２０を備えている。
蒸気タービン３は復水器２の上方に該復水器２と一体に設けられている。蒸気タービン３は外部から供給される蒸気によって仕事をし、当該仕事をした蒸気を復水器２に排出する。
詳しくは図２に示すように、蒸気タービン３は、蒸気タービン本体１０及び排気室２０を備えている。
【0015】
＜蒸気タービン本体＞
蒸気タービン本体１０は、外部から供給される蒸気によって駆動される。蒸気タービン３は、タービンロータ１１、ステータ１６及び蒸気流入管１９を有している。
蒸気タービン本体１０は、外部から供給される蒸気によって駆動される。蒸気タービン３は、タービンロータ１１、ステータ１６及び蒸気流入管１９を有している。
【0016】
タービンロータ１１は、ロータ軸１２及び動翼列１３を有している。
ロータ軸１２は、水平方向に延びる軸線Ｏを中心として軸線Ｏ方向に延びている。ロータ軸１２は軸線Ｏ方向の両端部がそれぞれ軸受１４によって軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。
ロータ軸１２は、水平方向に延びる軸線Ｏを中心として軸線Ｏ方向に延びている。ロータ軸１２は軸線Ｏ方向の両端部がそれぞれ軸受１４によって軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。
【0017】
動翼列１３は、ロータ軸１２の外周部に取り付けられている。動翼列１３は軸線Ｏ方向に間隔をあけて複数が設けられている。動翼列１３は、それぞれタービンロータ１１から軸線Ｏの径方向外側に向かって延びる動翼を有している。動翼列１３は、動翼がロータ軸１２の周方向に複数配列されることで構成されている。
【0018】
ステータ１６は、タービンケーシング１７及び静翼列１８を有している。
タービンケーシング１７は、軸線Ｏを中心として軸線Ｏ方向に延びる筒状をなしている。タービンケーシング１７は、タービンロータ１１の軸線Ｏ方向における動翼列１３が存在する部分を外周がから囲んでいる。
タービンケーシング１７は、軸線Ｏを中心として軸線Ｏ方向に延びる筒状をなしている。タービンケーシング１７は、タービンロータ１１の軸線Ｏ方向における動翼列１３が存在する部分を外周がから囲んでいる。
【0019】
静翼列１８はタービンケーシング１７の内周面に設けられている。静翼列１８は、軸線Ｏ方向に間隔をあけて複数が設けられている。静翼列１８は、隣り合う動翼列１３同士の間に入り込むように、軸線Ｏ方向に動翼列１３と交互に配置されている。静翼列１８は、それぞれタービンロータ１１から軸線Ｏの径方向内側に延びる静翼を有している。静翼列１８は静翼がロータ軸１２の周方向に複数配列されることで構成されている。
【0020】
蒸気流入管１９は、タービンケーシング１７の軸線Ｏ方向の中央部に固定されている。蒸気流入管１９は、上下方向に延びる管であって、上端開口から蒸気が導入される。蒸気流入管１９はタービンケーシング１７を径方向に貫通している蒸気流入管１９の下端開口は、蒸気タービン本体１０の軸線Ｏ方向の中央部にてタービンケーシング１７とロータ軸１２との間の空間に開口している。蒸気流入管１９の下端開口から見て、軸線Ｏ方向両側には、それぞれ静翼列１８と動翼列１３とが順次並んだ構成とされている。
【0021】
蒸気導入管の下端開口から排出された蒸気は、軸線Ｏ方向両側に分岐して流通する。この際、蒸気は、ロータ軸１２とタービンケーシング１７との間の軸線Ｏを中心とした環状の空間を主流路として、静翼列１８と動翼列１３との間を順次通過する。この過程で動翼列１３が蒸気からの運動エネルギーを受けることでタービンロータ１１が回転駆動される。全ての静翼列１８と動翼列１３とを通過した蒸気は、蒸気タービン本体１０の軸線Ｏ方向両側の端部における軸線Ｏを中心とした環状の出口から排出される。当該環状の出口には、複数の動翼列１３のうち最下流側となる最終段の動翼列１３が存在している。
このように本実施形態の蒸気タービン本体１０は、いわゆる二分排気型の構成とされている。
このように本実施形態の蒸気タービン本体１０は、いわゆる二分排気型の構成とされている。
【0022】
＜排気室＞
排気室２０は、蒸気タービン本体１０の出口から排出される蒸気を復水器２に導くための流路を形成する。
排気室２０は、ディフューザ２１、排気ケーシング３０、内貼り部材４０及び支持部材５０を備えている。
排気室２０は、蒸気タービン本体１０の出口から排出される蒸気を復水器２に導くための流路を形成する。
排気室２０は、ディフューザ２１、排気ケーシング３０、内貼り部材４０及び支持部材５０を備えている。
【0023】
＜ディフューザ＞
ディフューザ２１は、蒸気タービン本体１０の環状の出口から軸線Ｏ方向に排出される蒸気を案内する。以下では、蒸気タービン本体１０から排出される蒸気が進行する軸線Ｏ方向を軸線Ｏ方向下流側と称し、その反対側の軸線Ｏ方向を軸線Ｏ方向上流側（蒸気流入管１９側）と称する。
ディフューザ２１は、外側ディフューザ２２と内側ディフューザ２３とを有している。
ディフューザ２１は、蒸気タービン本体１０の環状の出口から軸線Ｏ方向に排出される蒸気を案内する。以下では、蒸気タービン本体１０から排出される蒸気が進行する軸線Ｏ方向を軸線Ｏ方向下流側と称し、その反対側の軸線Ｏ方向を軸線Ｏ方向上流側（蒸気流入管１９側）と称する。
ディフューザ２１は、外側ディフューザ２２と内側ディフューザ２３とを有している。
【0024】
＜外側ディフューザ２２＞
外側ディフューザ２２は、蒸気タービン本体１０の出口の外周縁部に連なる部材であって、軸線Ｏを中心とした環状をなしている。外側ディフューザ２２は、軸線Ｏ方向上流側の端部が最終段の動翼列１３を外周側から囲うように配置されている。外側ディフューザ２２は、軸線Ｏ方向下流側に向かうにしたがって軸線Ｏの径方向外側に向かうように徐々に拡径している。外側ディフューザ２２の軸線Ｏ方向下流側の端部は、排気ケーシング３０の軸線Ｏ方向下流側の端部に接続されている。
外側ディフューザ２２の径方向内側を向く面である内周面は、外側ディフューザ２２の形状にしたがって、軸線Ｏ方向下流側に向かうにしたがって径方向外側に拡径するように湾曲する凸曲面とされている。
外側ディフューザ２２は、蒸気タービン本体１０の出口の外周縁部に連なる部材であって、軸線Ｏを中心とした環状をなしている。外側ディフューザ２２は、軸線Ｏ方向上流側の端部が最終段の動翼列１３を外周側から囲うように配置されている。外側ディフューザ２２は、軸線Ｏ方向下流側に向かうにしたがって軸線Ｏの径方向外側に向かうように徐々に拡径している。外側ディフューザ２２の軸線Ｏ方向下流側の端部は、排気ケーシング３０の軸線Ｏ方向下流側の端部に接続されている。
外側ディフューザ２２の径方向内側を向く面である内周面は、外側ディフューザ２２の形状にしたがって、軸線Ｏ方向下流側に向かうにしたがって径方向外側に拡径するように湾曲する凸曲面とされている。
【0025】
＜内側ディフューザ２３＞
内側ディフューザ２３は、蒸気タービン本体１０の出口の内周縁部に連なる部材であって、軸線Ｏを中心とした環状をなしている。内側ディフューザ２３は、軸線Ｏ方向上流側の端部が最終段の動翼列１３の基端となるロータ軸１２の外周面に連なるように配置されている。内側ディフューザ２３は、軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って径方向外側に向かうように徐々に拡径している。外側ディフューザ２２の軸線Ｏ方向下流側の端部は、外側ディフューザ２２の軸線Ｏ方向下流側の端部よりもさらに軸線Ｏ方向下流側に位置している。外側ディフューザ２２の下流側の端部は、内側ディフューザ２３の上流側の端部及び下流側の端部よりも径方向内側に位置している。
内側ディフューザ２３の径方向外側を向く面である外周面は、内側ディフューザ２３の形状にしたがって、軸線Ｏ方向下流側に向かうにしたがって径方向外側に拡径するように湾曲する凹曲面とされている。
内側ディフューザ２３は、蒸気タービン本体１０の出口の内周縁部に連なる部材であって、軸線Ｏを中心とした環状をなしている。内側ディフューザ２３は、軸線Ｏ方向上流側の端部が最終段の動翼列１３の基端となるロータ軸１２の外周面に連なるように配置されている。内側ディフューザ２３は、軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って径方向外側に向かうように徐々に拡径している。外側ディフューザ２２の軸線Ｏ方向下流側の端部は、外側ディフューザ２２の軸線Ｏ方向下流側の端部よりもさらに軸線Ｏ方向下流側に位置している。外側ディフューザ２２の下流側の端部は、内側ディフューザ２３の上流側の端部及び下流側の端部よりも径方向内側に位置している。
内側ディフューザ２３の径方向外側を向く面である外周面は、内側ディフューザ２３の形状にしたがって、軸線Ｏ方向下流側に向かうにしたがって径方向外側に拡径するように湾曲する凹曲面とされている。
【0026】
＜ディフューザ空間＞
このような外側ディフューザ２２と内側ディフューザ２３とによって、ディフューザ空間Ｄが区画形成されている。即ち、凸曲面状をなす外側ディフューザ２２の内周面と凹曲面状をなす内側ディフューザ２３の内周面とによって、ディフューザ空間Ｄが区画形成されている。
このような外側ディフューザ２２と内側ディフューザ２３とによって、ディフューザ空間Ｄが区画形成されている。即ち、凸曲面状をなす外側ディフューザ２２の内周面と凹曲面状をなす内側ディフューザ２３の内周面とによって、ディフューザ空間Ｄが区画形成されている。
【0027】
ディフューザ空間Ｄは、軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って次第に径方向外側に向かう空間である。ディフューザ空間Ｄは、軸線Ｏを中心とした環状をなしている。ディフューザ空間Ｄの軸線Ｏ方向上流側の端部は、蒸気タービン本体１０の出口に合わせて環状をなしている。ディフューザ空間Ｄには、蒸気タービン３の出口から排出される蒸気が導入される。ディフューザ空間Ｄの流路断面積は、ディフューザ空間Ｄにおける蒸気の流れの下流側に向かうほど拡大している。
【0028】
＜排気ケーシング３０＞
図１及び図２に示すように、排気ケーシング３０は、蒸気タービン３の外形をなしている。排気ケーシング３０は、ディフューザ空間Ｄを通過した蒸気が導かれる排気空間Ｅを区画形成する。
排気ケーシング３０は、端板３１、外周板３２及び仕切板３４を有している。
図１及び図２に示すように、排気ケーシング３０は、蒸気タービン３の外形をなしている。排気ケーシング３０は、ディフューザ空間Ｄを通過した蒸気が導かれる排気空間Ｅを区画形成する。
排気ケーシング３０は、端板３１、外周板３２及び仕切板３４を有している。
【0029】
＜端板＞
端板３１は、蒸気タービン３の外形における軸線Ｏ方向の両端部を形成している。端板３１は、軸線Ｏに直交する仮想面に沿って延びる平板状をなしている。端板３１は、内側ディフューザ２３の軸線Ｏ方向下流側の端部から軸線Ｏの径方向外側に向かって広がるように延びている。即ち、端板３１には軸線Ｏを中心として軸線Ｏ方向に貫通する孔部が形成されており、当該孔部の内周縁部が周方向全域にわたって内側ディフューザ２３の軸線Ｏ方向下流側の端部に接続されている。端板３１における軸線Ｏよりも上方の上部は、上縁が上方に向かって凸となる半円状をなしている。端板３１における軸線Ｏよりも下方の下部は、半円状の上部に連なり下方に延びる矩形状をなしている。
なお、端板３１は、必ずしも軸線Ｏに直交する仮想面に沿って延びていなくともよく、例えば、軸線Ｏに対して任意の角度で交差する仮想面に沿った平板状であってよい。また、端板３１は、軸線Ｏ径方向外側に広がるように延びていればよく、例えば曲面状や曲面と平面との組み合わせた形状であってもよい。
端板３１は、蒸気タービン３の外形における軸線Ｏ方向の両端部を形成している。端板３１は、軸線Ｏに直交する仮想面に沿って延びる平板状をなしている。端板３１は、内側ディフューザ２３の軸線Ｏ方向下流側の端部から軸線Ｏの径方向外側に向かって広がるように延びている。即ち、端板３１には軸線Ｏを中心として軸線Ｏ方向に貫通する孔部が形成されており、当該孔部の内周縁部が周方向全域にわたって内側ディフューザ２３の軸線Ｏ方向下流側の端部に接続されている。端板３１における軸線Ｏよりも上方の上部は、上縁が上方に向かって凸となる半円状をなしている。端板３１における軸線Ｏよりも下方の下部は、半円状の上部に連なり下方に延びる矩形状をなしている。
なお、端板３１は、必ずしも軸線Ｏに直交する仮想面に沿って延びていなくともよく、例えば、軸線Ｏに対して任意の角度で交差する仮想面に沿った平板状であってよい。また、端板３１は、軸線Ｏ径方向外側に広がるように延びていればよく、例えば曲面状や曲面と平面との組み合わせた形状であってもよい。
【0030】
＜外周板３２＞
外周板３２は、蒸気タービン本体１０を外周側から取り囲むように設けられている。外周板３２における軸線Ｏよりも上方の上部は、軸線Ｏを中心とするとともに上方に向かって凸となる半円筒面状をなしている。外周板３２における軸線Ｏよりも下方の下部は、半円筒面状の両下端に連なり下方に延びる矩形状をなしている。
外周板３２は、蒸気タービン本体１０を外周側から取り囲むように設けられている。外周板３２における軸線Ｏよりも上方の上部は、軸線Ｏを中心とするとともに上方に向かって凸となる半円筒面状をなしている。外周板３２における軸線Ｏよりも下方の下部は、半円筒面状の両下端に連なり下方に延びる矩形状をなしている。
【0031】
外周板３２における軸線Ｏ方向下流側の端部は、端板３１の外周縁部に接続されている。外周板３２と端板３１とによって、ディフューザ空間Ｄを軸線Ｏの径方向外側から全周にわたって囲う排気空間Ｅが区画形成されている。ディフューザ空間Ｄの出口は、その全域が排気空間Ｅに連通している。
【0032】
外周板３２の最下部は下方に向かって開口している。当該開口箇所は、軸線Ｏの径方向外側の一方向に開口する蒸気の排気口３３とされている。即ち、外周板３２の下部に排気口３３が形成されている。外周板３２及び端板３１は、復水器２のケーシングに接続されている。これにより、排気空間Ｅは、排気口３３を介して復水器２の内部に連通している。したがって、本実施形態は、下方排気型の蒸気タービン３となる。
【0033】
＜仕切板３４＞
図２に示すように、仕切板３４は、軸線Ｏに直交する方向に延びるとともに軸線Ｏを中心とする環状なす平板状の部材である。仕切板３４は外周板３２の内側で該外周板３２と蒸気タービン本体１０とに挟まれるように設けられている。仕切板３４は、蒸気流入管１９を軸線Ｏ方向両側から挟み込むように一対が設けられている。
図２に示すように、仕切板３４は、軸線Ｏに直交する方向に延びるとともに軸線Ｏを中心とする環状なす平板状の部材である。仕切板３４は外周板３２の内側で該外周板３２と蒸気タービン本体１０とに挟まれるように設けられている。仕切板３４は、蒸気流入管１９を軸線Ｏ方向両側から挟み込むように一対が設けられている。
【0034】
仕切板３４の内周縁部は、タービンケーシング１７の外周面に全周にわたって接続されている。一対の仕切板３４は、それぞれタービンケーシング１７の軸線Ｏ方向の端部よりも蒸気流入管１９側（軸線Ｏ方向上流側）に離間した位置に設けられている。仕切板３４の外周縁部は、下部を除き外周板３２の内周面に接続されている。
【0035】
各仕切板３４における軸線Ｏ方向下流側を向く面は、端板３１に対して軸線Ｏ方向に対向しており、排気空間Ｅに面している。即ち、仕切板３４は、排気空間Ｅを蒸気タービン本体１０の蒸気の出口に応じて軸線Ｏ方向に二つに分割している。これに伴って、一対の仕切板３４は、排気口３３も軸線Ｏ方向に二つに分割している。このように本実施形態では、蒸気タービン３における二つの蒸気の出口にそれぞれ対応するように、ディフューザ空間Ｄ、排気空間Ｅ及び排気口３３が設けられている。
【0036】
ここで本実施形態の排気ケーシング３０は、図１に示すように、軸線Ｏを含む水平面を介して上方の上半部３０ａと下方の下半部３０ｂとに分割可能とされている。上半部３０ａと下半部３０ｂとは図示しないフランジ及びボルトを介して着脱可能に固定されている。
【0037】
＜内貼り部材＞
次に内貼り部材４０について説明する。内貼り部材４０は、図１及び図２に示すように、排気ケーシング３０内に設けられた部材である。内貼り部材４０は、排気ケーシング３０内の空間における軸線Ｏよりも上方の領域のみに設けられている。
次に内貼り部材４０について説明する。内貼り部材４０は、図１及び図２に示すように、排気ケーシング３０内に設けられた部材である。内貼り部材４０は、排気ケーシング３０内の空間における軸線Ｏよりも上方の領域のみに設けられている。
【0038】
【0039】
内貼り部材４０の外周面４１及び内周面４２の双方は軸線Ｏ方向下流側に向かって同一の割合で拡径している。これにより内貼り部材４０は軸線Ｏ方向にわたって一定の厚さを有している。内貼り部材４０の軸線Ｏ方向上流側の端面となる上流端４３は、軸線Ｏを中心とした円弧状に延びている。内貼り部材４０の軸線Ｏ方向下流側の端面となる下流端４４は、上流端４３よりも径の大きい円弧状をなしている。内貼り部材４０は、上流端４３から下流端４４に向かうに従って円弧の径が次第に大きくなるように延びる形状をなしている。内貼り部材４０の周方向の端部となる一対の周方向端部４５は、軸線Ｏに平行に延びている。これら一対の周方向端部４５は、軸線Ｏを挟むように水平方向に対向している。一対の周方向端部４５は、軸線Ｏを含む水平面に一致している。
【0040】
このような内貼り部材４０は、図１及び図２に示すように、排気ケーシング３０内の空間におけるディフューザ空間Ｄと排気空間Ｅとにわたって設けられている。
内貼り部材４０の上流端４３は、内側ディフューザ２３の外周面における軸線Ｏを含む水平面よりも上方の部分に周方向にわたって接続されている。内側ディフューザ２３の上流端４３は、外側ディフューザ２２の軸線Ｏ方向下流側の端部よりもさらに軸線Ｏ方向下流側に位置している。内貼り部材４０の上流端４３は、内側ディフューザ２３の外周面に対して内貼り部材４０の外周面４１との境界に段部が形成されないように滑らかに接続されている。
内貼り部材４０の上流端４３は、内側ディフューザ２３の外周面における軸線Ｏを含む水平面よりも上方の部分に周方向にわたって接続されている。内側ディフューザ２３の上流端４３は、外側ディフューザ２２の軸線Ｏ方向下流側の端部よりもさらに軸線Ｏ方向下流側に位置している。内貼り部材４０の上流端４３は、内側ディフューザ２３の外周面に対して内貼り部材４０の外周面４１との境界に段部が形成されないように滑らかに接続されている。
【0041】
内貼り部材４０の下流端４４は、端板３１の内面に全域にわたって接続されている。内貼り部材４０の下流端４４は、タービンケーシング１７と外周板３２との間の径方向位置に位置している。内貼り部材４０の下流端４４は、端板３１の内面に対して内貼り部材４０の外周面４１との境界に段部が形成されないように滑らかに接続されている。内貼り部材４０と端板３１との間には、上半におけるディフューザ空間Ｄ及び排気空間Ｅのそれぞれの一部を侵食する非流通空間Ｎが区画形成されている。当該被流通空間には蒸気は流れ込まない。被流通空間の下端は開放されており、水平面において下半におけるディフューザ空間Ｄ及び排気空間Ｅに連通している。
【0042】
ここで図３の右図に示すように、内貼り部材４０は、上記形状をなしていることにより、軸線Ｏを含む水平面によって排気ケーシング３０内の空間を排気側の領域、反排気側の領域に二分した場合に、反排気側の領域のみに存在している。
本実施形態の内貼り部材４０は、軸線Ｏ方向視で軸線Ｏから排気口３３とは反対側の反排気側（本実施形態では上方）に向かって延びる基準線Ｌを中心として、軸線Ｏの周方向の１８０度の領域に存在している。したがって内貼り部材４０の一対の周方向端部４５は、軸線Ｏを含む水平面に一致しながら、軸線Ｏを挟むように互いに水平方向に対向している。内貼り部材４０は軸線Ｏ方向視にて基準線Ｌを対称線とした対称構造をなしている。
本実施形態の内貼り部材４０は、軸線Ｏ方向視で軸線Ｏから排気口３３とは反対側の反排気側（本実施形態では上方）に向かって延びる基準線Ｌを中心として、軸線Ｏの周方向の１８０度の領域に存在している。したがって内貼り部材４０の一対の周方向端部４５は、軸線Ｏを含む水平面に一致しながら、軸線Ｏを挟むように互いに水平方向に対向している。内貼り部材４０は軸線Ｏ方向視にて基準線Ｌを対称線とした対称構造をなしている。
【0043】
＜支持部材＞
支持部材５０は、内貼り部材４０における軸線Ｏ方向下流側を向く裏面を支持している。支持部材５０は、棒状をなしており、一端が内貼り部材４０の裏面に固定されており、他端が内側ディフューザ２３の外面に固定されている。支持部材５０は周方向に間隔をあけて複数が配置されている。支持部材５０は一のみが設けられていてもよい。支持部材５０は、内貼り部材４０同様、反排気側の領域のみに設けられている。
支持部材５０は、内貼り部材４０における軸線Ｏ方向下流側を向く裏面を支持している。支持部材５０は、棒状をなしており、一端が内貼り部材４０の裏面に固定されており、他端が内側ディフューザ２３の外面に固定されている。支持部材５０は周方向に間隔をあけて複数が配置されている。支持部材５０は一のみが設けられていてもよい。支持部材５０は、内貼り部材４０同様、反排気側の領域のみに設けられている。
【0044】
＜作用効果＞
蒸気タービン本体１０の出口から排出された蒸気は、ディフューザ空間Ｄ、排気空間Ｅを経由し排気口３３を介して復水器２へと導かれる。ディフューザ空間Ｄでは、下流側に向かう程、流路断面積が増加する。そのため、蒸気はディフューザ２１空間を流通する過程でその運動エネルギーが圧力エネルギーに変換される。これによって、蒸気の圧力回復が行われる。この圧力回復量が大きい程、蒸気タービン本体１０の出口から流出した直後の蒸気の圧力が低くなり、タービン効率が向上する。
蒸気タービン本体１０の出口から排出された蒸気は、ディフューザ空間Ｄ、排気空間Ｅを経由し排気口３３を介して復水器２へと導かれる。ディフューザ空間Ｄでは、下流側に向かう程、流路断面積が増加する。そのため、蒸気はディフューザ２１空間を流通する過程でその運動エネルギーが圧力エネルギーに変換される。これによって、蒸気の圧力回復が行われる。この圧力回復量が大きい程、蒸気タービン本体１０の出口から流出した直後の蒸気の圧力が低くなり、タービン効率が向上する。
【0045】
ディフューザ２１空間の流路拡大率は、一般に定格運転時の蒸気量に応じて定められている。したがって、例えば蒸気の流量が少なくなる部分負荷運転時には、ディフューザ２１空間の流路拡大率に蒸気の流れが耐えることができず、内側ディフューザ２３の外面から蒸気の流れが剥離してしまう場合がある。剥離が発生すれば、十分な圧力回復を図ることができず、タービン効率が低下してしまう。
【0046】
ここで、排気ケーシング３０内における排気側の領域では、復水器２により蒸気が引き込まれる。そのため、排気側の領域では蒸気の流速を確保することができ、蒸気の流れの剥離は発生しにくい。一方では、排気ケーシング３０内における反排気側の領域では、復水器２から遠く、また、ディフューザ２１空間を経た蒸気が排気側に転向して流通するため、流速を確保することが難しい。したがって、反排気側では蒸気の流れの剥離発生リスクが大きくなる。
【0047】
これに対して本実施形態では、排気ケーシング３０内における剥離の発生し易い反排気側のみに内貼り部材４０が設けられている。当該内貼り部材４０によってディフューザ２１空間の一部が侵食されることにより、内貼り部材４０の設置領域に置けるディフューザ２１空間の流路拡大率を低下させることができる。そのため、蒸気流量が少ない部分負荷時であっても、反排気側の領域での流れが剥離してしまうことを抑制できる。これによって、反排気側の領域でも圧力回復を適切に図ることができる。
【0048】
ここで、排気ケーシング３０内における排気側の領域の直ぐ下方には蒸気の排気口３３が形成されており、その先には復水器２が存在している。そのため、仮に内貼り部材４０を設けようとすれば、作業の足場を別途設ける必要がある。また、排気ケーシング３０内の下部は狭隘な箇所のため、設置難易度も高い。そのため、内貼り部材４０の設置コストが増加してしまう。一方で、元々、排気側の領域では復水器２の吸い込みによって蒸気の流速が大きいため、剥離の発生リスクは低い。
【0049】
これに対して本実施形態では、排気ケーシング３０内における反排気側となる上半のみに内貼り部材４０を設ける構成のため、別途足場等の設備を設けなくとも、容易に取り付けることができる。したがって、設置コストの低減を図ることができる。
【0050】
さらに内貼り部材４０を全周に設ける場合に比べて、反排気側の領域のみの半分のみに設ける構成のため、材料費・製作費を抑えることができる。また、剥離が発生し易い反排気側に設けることで、十分な圧力回復効果を得ることができる。
したがって、本実施形態によれば、コストを低減しながら、圧力回復効果を最大限に発揮することができる。
したがって、本実施形態によれば、コストを低減しながら、圧力回復効果を最大限に発揮することができる。
【0051】
＜第二実施形態＞
次に第二実施形態について図５を参照して説明する。第二実施形態では第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第二実施形態は内貼り部材４０の構成について第一実施形態と相違する。第二実施形態の内貼り部材４０は、第一実施形態の内貼り部材４０に比べて、軸線Ｏ方向及び径方向の寸法が短い。内貼り部材４０の上流端４３は第一実施形態と同一の箇所で内側ディフューザ２３に接続されている。一方で、内貼り部材４０の下流端４４は、端板３１に接続されることなく、端板３１と軸線Ｏ方向に間隔をあけて配置されている。
次に第二実施形態について図５を参照して説明する。第二実施形態では第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第二実施形態は内貼り部材４０の構成について第一実施形態と相違する。第二実施形態の内貼り部材４０は、第一実施形態の内貼り部材４０に比べて、軸線Ｏ方向及び径方向の寸法が短い。内貼り部材４０の上流端４３は第一実施形態と同一の箇所で内側ディフューザ２３に接続されている。一方で、内貼り部材４０の下流端４４は、端板３１に接続されることなく、端板３１と軸線Ｏ方向に間隔をあけて配置されている。
【0052】
本実施形態の内貼り部材４０の下流端４４の径方向位置は、内側ディフューザ２３の軸線Ｏ方向下流側の端部よりも径方向外側であって、タービンケーシング１７の外面よりも径方向内側とされている。
内貼り部材４０の下流端４４と端板３１との間の隙間は、内貼り部材４０の配置範囲で周方向全域にわたって延びる流入隙間Ｇとされている。
内貼り部材４０の下流端４４と端板３１との間の隙間は、内貼り部材４０の配置範囲で周方向全域にわたって延びる流入隙間Ｇとされている。
【0053】
内貼り部材４０と該内貼り部材４０の軸線Ｏ方向下流側に対向する内側ディフューザ２３の外周面、端板３１の内面とによって区画される空間は、補助排気空間Ａとされている。補助排気空間Ａの下端は、第一実施形態の非流通空間Ｎと同様、排気側のディフューザ２１空間及び排気空間Ｅに連通している。補助排気空間Ａは、流入隙間Ｇを介してケーシング内の反排気側のディフューザ２１空間及び排気空間Ｅと連通している。
第二実施形態の内貼り部材４０も第一実施形態同様、支持部（図示省略）を介して固定されている。
第二実施形態の内貼り部材４０も第一実施形態同様、支持部（図示省略）を介して固定されている。
【0054】
本実施形態では、排気ケーシング３０内の反排気側の領域では、内側ディフューザ２３の外周面に沿って形成された蒸気の流れの境界層が流入隙間Ｇを介して補助排気空間Ａに吸い込まれる。補助排気空間Ａに吸い込まれた蒸気は、該補助排気空間Ａを下方に向かって移動して該補助排気空間Ａの下端を介して反排気側の領域に放出される。これによって、内側ディフューザ２３の外周面での剥離発生リスクをより低減させることができる。
【0055】
また、このような補助排気空間Ａが設けられることで、例えば端板３１と外周板３２との隅部に滞留する循環流れを、当該補助排気空間Ａを介して排気口３３側に排出することができる。
【0056】
＜第三実施形態＞
次に第三実施形態について図６を参照して説明する。第三実施形態では他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第一実施形態、第二実施形態においては、内貼り部材４０は、排気ケーシング３０内の反排気側の領域における基準線Ｌを中心とした１８０°の範囲に設けられていたがこれに限定されることはない。例えば第三実施形態のように、反排気側の領域において基準線Ｌを中心とした１８０°以下の範囲に内貼り部材４０を設けてもよい。
次に第三実施形態について図６を参照して説明する。第三実施形態では他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第一実施形態、第二実施形態においては、内貼り部材４０は、排気ケーシング３０内の反排気側の領域における基準線Ｌを中心とした１８０°の範囲に設けられていたがこれに限定されることはない。例えば第三実施形態のように、反排気側の領域において基準線Ｌを中心とした１８０°以下の範囲に内貼り部材４０を設けてもよい。
【0057】
内貼り部材４０を設ける周方向範囲θとしては、反排気側の領域における基準線Ｌを中心とした９０°～１８０に設定することができる。
また、周方向範囲θは１２０°～１８０°であることが好ましい。
さらに、周方向範囲θとしては１５０°～１８０°であることが好ましい。
また、周方向範囲θは１２０°～１８０°であることが好ましい。
さらに、周方向範囲θとしては１５０°～１８０°であることが好ましい。
【0058】
このように剥離の発生リスクの高い最低限の範囲のみに内貼り部材４０を設けることで、コストを低下させながら圧力回復を適切に図ることができ、タービン効率の向上を図ることができる。
【0059】
＜第四実施形態＞
次に本発明の実施形態に係る排気室２０の改造方法について、図７のフローチャートを用いて説明する。
内貼り部材４０は、製造当時から蒸気タービン３に設けるのではなく、既存の蒸気タービン３の排気室２０に追設してもよい。
実施形態の排気室２０の改造方法では、まず準備工程を実施する（ステップＳ１）。即ち、既存の蒸気タービン３の排気ケーシング３０における上半部３０ａを下半部３０ｂと分離させる。
次いで、次いで分離した上半部３０ａに対して、第一～第三実施形態のいずれかの内貼り部材４０を設置する追設工程を行う（ステップＳ２）。
次に本発明の実施形態に係る排気室２０の改造方法について、図７のフローチャートを用いて説明する。
内貼り部材４０は、製造当時から蒸気タービン３に設けるのではなく、既存の蒸気タービン３の排気室２０に追設してもよい。
実施形態の排気室２０の改造方法では、まず準備工程を実施する（ステップＳ１）。即ち、既存の蒸気タービン３の排気ケーシング３０における上半部３０ａを下半部３０ｂと分離させる。
次いで、次いで分離した上半部３０ａに対して、第一～第三実施形態のいずれかの内貼り部材４０を設置する追設工程を行う（ステップＳ２）。
【0060】
このような設置作業は別途足場等を設ける必要もなく、例えば下半部３０ｂに内貼り部材４０を設置する場合に比べて低コストで行うことができる。したがって、最低限のコストでタービン性能の向上を図ることができる。
【0061】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば実施形態では、下方排気の蒸気タービン３に内貼り部材４０を設けた例について説明したが、これに限定されることはなく、側方排気の蒸気タービン３に内貼り部材４０を設けてもよい。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば実施形態では、下方排気の蒸気タービン３に内貼り部材４０を設けた例について説明したが、これに限定されることはなく、側方排気の蒸気タービン３に内貼り部材４０を設けてもよい。
【0062】
この場合、外周板３２における軸線Ｏの径方向外側の水平方向一方側に排気口３３が設けられることになる。よって、排気側の領域は軸線Ｏを含む鉛直面を境界とした水平方向一方側の領域となり、反排気側の領域は軸線Ｏを含む鉛直面を境界とした水平方向他方側の領域となる。
よって、このような場合であっても、蒸気が吸い込まれる排気側とは反対側であって剥離が生じやすい反排気側の領域に内貼り部材４０を設けることで、最低限のコストで圧力回復を適切に図ることができる構造を実現することができる。
よって、このような場合であっても、蒸気が吸い込まれる排気側とは反対側であって剥離が生じやすい反排気側の領域に内貼り部材４０を設けることで、最低限のコストで圧力回復を適切に図ることができる構造を実現することができる。
【0063】
また、実施形態では、内貼り部材４０の一対の周方向端部４５は同一の高さ位置とされ、即ち、内貼り部材４０は基準線Ｌを対称線とした対称構造とされていたが、これに限定されることはない。基準線Ｌから一対の周方向端部４５までの距離が異なっていてもよく、即ち、内貼り部材４０が基準線Ｌに対して非対称な構造とされていてもよい。
【0064】
＜付記＞
各実施形態に排気室２０、蒸気タービン３及び排気室２０の改造方法は、例えば以下のように把握される。
各実施形態に排気室２０、蒸気タービン３及び排気室２０の改造方法は、例えば以下のように把握される。
【0065】
（１）第１の態様に係る排気室２０は、軸線Ｏ回りに回転するタービンロータ１１の出口から軸線Ｏ方向下流側に流出する蒸気を外部に導く排気室２０であって、前記出口の外周縁部に連なる環状をなして前記軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って拡径する外側ディフューザ２２、及び、前記出口の内周縁部に連なる環状をなして前記軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って拡径するとともに前記外側ディフューザ２２との間にディフューザ２１空間を区画する内側ディフューザ２３を有するディフューザ２１と、前記内側ディフューザ２３の前記軸線Ｏ方向下流側の端部から径方向外側に向かって広がるように延びる端板３１、前記端板３１とともに前記ディフューザ２１空間を外外周側から囲う排気空間Ｅを区画するとともに径方向外側の一方向に向かって開口する排気口３３が形成された外周板３２を有する排気ケーシング３０と、前記排気ケーシング３０内における前記排気口３３側とは前記軸線Ｏを挟んで反対側に位置する反排気側のみに設けられて、前記軸線Ｏ方向上流側の端部が前記内側ディフューザ２３の外周面に接続されているとともに、前記軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って拡径するように延びる板状をなす内貼り部材４０と、を備える。
【0066】
排気室２０内における反排気側の領域では、排気口３３側に比べて蒸気の流速が小さい。そのため、特に蒸気の流量が小さくなる部分負荷運転の場合には、ディフューザ２１空間内の蒸気が内側ディフューザ２３の外面から剥離してしまう場合がある。この場合、十分な圧力回復を図ることができない。
これに対して本態様では、排気室２０内における反排気側にのみ内貼り部材４０が設けられている。これにより、ディフューザ２１空間の流路拡大率を小さくすることができ、内側ディフューザ２３からの剥離を抑えることができる。また、内貼り部材４０が反排気室側のみに設けられた構成のため、内貼り部材４０の製作・設置コストを最小限に抑えることができる。
これに対して本態様では、排気室２０内における反排気側にのみ内貼り部材４０が設けられている。これにより、ディフューザ２１空間の流路拡大率を小さくすることができ、内側ディフューザ２３からの剥離を抑えることができる。また、内貼り部材４０が反排気室側のみに設けられた構成のため、内貼り部材４０の製作・設置コストを最小限に抑えることができる。
【0067】
（２）第２の態様に係る排気室２０は、前記内貼り部材４０の前記軸線Ｏ方向下流側の端部が、前記端板３１に対して周方向にわたって接続されている（１）の排気室２０である。
【0068】
これによって、ディフューザ２１空間の流路拡大率をディフューザ２１の上流側から下流側にわたる全領域において小さくすることができる。
【0069】
（３）第３の態様に係る排気室２０は、前記内貼り部材４０の前記軸線Ｏ方向下流側の端部が、前記端板３１に対して周方向にわたって隙間を介して離間している（１）の排気室２０である。
【0070】
これにより、内貼り部材４０と端板３１との間の隙間にには、内側ディフューザ２３の表面の境界層を吸い込まれる。よって、内側ディフューザ２３での剥離をより一層抑えることができる。
【0071】
（４）第４の態様に係る排気室２０は、前記排気口３３は、下方に向かって開口しており、前記排気ケーシング３０は、水平分割面を介して上半部３０ａと下半部３０ｂとに分割可能とされている（１）から（３）のいずれかの排気室２０である。
【0072】
排気口３３が下方に向かって開口している場合、仮に排気室２０内の排気口３３側の領域にも内貼り部材４０を設けようとすれば、別途足場を設置する必要がある他、下半部３０ｂ内の狭隘な空間で作業を行う必要があり、設置コストが増大する。本態様では、反排気側となる上半部３０ａのみに内貼り部材４０が設けられているため、設置コストの増大を回避することができる。
【0073】
（５）第５の態様に係る排気室２０は、前記内貼り部材４０は、前記軸線Ｏ方向視で前記軸線Ｏから反排気側に向かう基準線Ｌを中心とした前記軸線Ｏの周方向の９０°～１８０°の領域に設けられている（１）から（４）いずれかの排気室２０である。
【0074】
これによって、設置コストの低減を図りながら、蒸気の圧力回復を適切に図ることができる。
【0075】
（６）第６の態様に係る排気室２０は、前記内貼り部材４０は、前記軸線Ｏ方向視で前記軸線Ｏから反排気側に向かう基準線Ｌを中心とした前記軸線Ｏの周方向の１２０°～１８０°の範囲に設けられている（１）から（５）のいずれかの排気室２０である。
【0076】
これによって、設置コストの低減を図りながら、蒸気の圧力回復を適切に図ることができる。
【0077】
（７）第７の態様に係る排気室２０は、前記内貼り部材４０は、前記軸線Ｏ方向視で前記軸線Ｏから反排気側に向かう基準線Ｌを中心とした前記軸線Ｏの周方向の１５０°～１８０°の範囲に設けられている（１）から（６）のいずれかの排気室２０である。
【0078】
これによって、設置コストの低減を図りながら、蒸気の圧力回復を適切に図ることができる。
【0079】
（８）第８の態様に係る排気室２０は、前記内貼り部材４０の裏面を前記軸線Ｏ方向下流側から支持する支持部材５０をさらに備える請求項１から７のいずれか一項に記載の排気室２０である。
【0080】
これによって、内貼り部材４０を確実に固定できるとともに、耐久性を向上させることができる。
【0081】
（９）第９の態様に係る蒸気タービン３は、（１）から（８）のいずれかの排気室２０と、前記タービンロータ１１を有する蒸気タービン本体１０と、を備える蒸気タービン３である。
【0082】
これによって、低コストで蒸気の圧力損失を低減させて圧力回復量を大きくすることができる。
【0083】
（１０）第１０の態様に係る排気室２０の改造方法は、軸線Ｏ回りに回転するタービンロータ１１の出口から軸線Ｏ方向下流側に流出する蒸気を外部に導く排気室２０の改造方法であって前記排気室２０は、前記出口の外周部に連なる環状をなして前記軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って拡径する外側ディフューザ２２、及び、前記出口の内周部に連なる環状をなして前記軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って拡径するとともに前記外側ディフューザ２２との間にディフューザ２１空間を区画する内側ディフューザ２３を有するディフューザ２１と、前記内側ディフューザ２３の前記軸線Ｏ方向下流側の端部から軸線Ｏに直交する面に沿って径方向外側に向かって広がるように延びる端板３１、前記端板３１とともに前記ディフューザ２１空間を外外周側から囲う排気空間Ｅを画成するとともに径方向外側の一方向に向かって開口する排気口３３が形成された外周板３２を有する排気ケーシング３０と、を備えており、前記排気ケーシング３０内における前記排気口３３側とは前記軸線Ｏを挟んで反対側の反排気側のみに、前記軸線Ｏ方向上流側の端部が前記内側ディフューザ２３の外周面に接続されているとともに、前記軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って拡径するように延びる板状をなす内貼り部材４０を設ける追設工程を含む排気室２０の改造方法である。
【0084】
このように内貼り部材４０を追設することによって、低コストで蒸気の圧力損失を低減させて圧力回復量を大きくすることができる。
【符号の説明】
【0085】
１ 蒸気タービンシステム
２ 復水器
３ 蒸気タービン
１０ 蒸気タービン本体
１１ タービンロータ
１２ ロータ軸
１３ 動翼列
１４ 軸受
１６ ステータ
１７ タービンケーシング
１８ 静翼列
１９ 蒸気流入管
２０ 排気室
２１ ディフューザ
２２ 外側ディフューザ
２３ 内側ディフューザ
３０ 排気ケーシング
３０ａ 上半部
３０ｂ 下半部
３１ 端板
３２ 外周板
３３ 排気口
３４ 仕切板
４０ 内貼り部材
４１ 外周面
４２ 内周面
４３ 上流端
４４ 下流端
４５ 周方向端部
５０ 支持部材
Ｄ ディフューザ空間
Ｅ 排気空間
Ｎ 非流通空間
Ｇ 流入隙間
Ａ 補助排気空間
Ｏ 軸線
Ｌ 基準線
２ 復水器
３ 蒸気タービン
１０ 蒸気タービン本体
１１ タービンロータ
１２ ロータ軸
１３ 動翼列
１４ 軸受
１６ ステータ
１７ タービンケーシング
１８ 静翼列
１９ 蒸気流入管
２０ 排気室
２１ ディフューザ
２２ 外側ディフューザ
２３ 内側ディフューザ
３０ 排気ケーシング
３０ａ 上半部
３０ｂ 下半部
３１ 端板
３２ 外周板
３３ 排気口
３４ 仕切板
４０ 内貼り部材
４１ 外周面
４２ 内周面
４３ 上流端
４４ 下流端
４５ 周方向端部
５０ 支持部材
Ｄ ディフューザ空間
Ｅ 排気空間
Ｎ 非流通空間
Ｇ 流入隙間
Ａ 補助排気空間
Ｏ 軸線
Ｌ 基準線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】