蒸気タービン三段翼列を通る非平衡凝縮流れの三次元非定常解析

摘要

蒸気タービンにおいては，蒸気の凝縮に起因する湿り損失が存在することが知られている．特に，低圧タービン最終段近傍においては，蒸気の過冷却状態に起因する急速な均一核生成と非平衡凝縮が生じ，潜熱の放出による熱力学的損失となる．ところが，複雑な構造を有する蒸気タービン内部の凝縮メカニズムについては未だに理解が不十分であり，タービン性能向上のためこのような凝縮現象の詳細な解明が求められている．本研究では，三菱重工高砂製作所において開発された静動翼列三段から構成される蒸気タービン翼列を対象に，我々の研究室で開発している凝縮を考慮したタービン内部流の三次元非定常解析が可能な数値タービンを用いて、タービン内部における均一核生成と非平衡凝縮のメカニズムについて検証した．