蒸気タービンの内部損失と外部損失について教えてください。以下まとめました。でもわからない事があります

蒸気タービンの内部損失と外部損失について教えてください。以下まとめました。でもわからない事があります。出典はエネルギー管理士2014年熱利用設備の問14です。
・内部損失とは、蒸気がタービンに入ってから出るまでの間の損失。
・外部損失とは、それ以外の損失。




・「内部損失」には、蒸気とタービン構造物との間の摩擦や、隙間からの蒸気漏れ、タービン壁面を通じて熱が外部に漏れることなどによる損失が含まれます。蒸気の損失

内部損失 蒸気の損失
翼プロファイル損失 翼の構造で蒸気が摩擦損失。ノズルや回転羽根自体の形状で生じる摩擦損失
湿り損失 蒸気がエネルギー失う。蒸気が湿り蒸気になると、水滴が動翼背面衝突する。
回転損失 風車が蒸気を撹拌する
速度損失＝排気損失 蒸気が最終段出口で運動エネルギー持ったまま流出する。
内部漏れ損失 仕切り弁とロータの隙間から蒸気漏れ。
仕切り弁は動翼先端とケーシングと静翼を保持しているもの。
？ケーシングどこ？図で言うとどこ？仕切り弁もネットの断面見たところ確認できない、、？




・「外部損失」には、タービンの軸と軸受けとの間の摩擦や、接続したポンプや発電機との接続のガタや摩擦、タービン内部で使われずに捨てられる蒸気エネルギーなどが含まれます。機械損失。

外部損失 機械損失
絞り損失 無負荷＝部分負荷時に蒸気加減弁を絞る事で生じる
外部漏れ損失 ロータがケーシングを貫通する部分から内部蒸気が漏れて起こる
ロータがケーシングを貫通する？ケーシングって羽根全体を覆うものだから貫通なんかしないのでは？蒸気を囲うところでは？

補機が動力損失 軸に直結するちょうそくきや潤滑油ポンプ駆動する事で起こる




回答には他の損失がありました。これらは？外部損失ですか？それとも内部損失でも外部損失でもない他の損失ですか？
蒸気通路の圧力損失？
放熱損失？
軸受摩擦損失 外部損失だろ？

質問者からの補足コメント

• 御回答ありがとうございます。
  写真のどこなんでしょう？ケーシングや仕切り弁、または仕切り板というのは？ロータって軸と一体になって回転するベアリング的なものと思ってました、、

  
    補足日時：2023/10/31 12:24

No.4 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2023/10/31 16:32

No.1~3です。

「補足」を見ました。

その絵に書き込むことができないし、その絵にすべてが書かれているわけではないので、代わりにこんな動画でも見てください。
ある意味で「蒸気タービンの原理」を理解しないと、その構造も理解できませんから。

https://www.youtube.com/watch?v=MfWdadCgpgM
https://www.youtube.com/watch?v=QQgUap5roKk

ただし、あなたの質問程度であれば、そんなに難しく考えることはなく、
・回転する「軸」に「羽根」（ブレード）が付いたもの = ローター（回転体）rotate（回転する）→ rotor（回転するもの）
・そのローターを囲って「蒸気室」「車室」をつくるもの = ケーシング（入れ物、外枠、「ケース」です）
です。
図では、「ローター」の棒線の先の「太い軸」と「羽根」と書かれたものが一致になった全体が「ローター」。
タービンの断面をぐるりと取り囲んだ外枠が「ケーシング」。

羽根は1枚ではなく多段になっていて、回転する「動翼」の間には蒸気の流れを整える「静翼」が設置されます。「静翼」を固定し、「羽根」以外のところを蒸気が流れないように仕切るのが「仕切板」。
つまり「軸に取付けられて回転する動翼」とケーシングに取り付けられて動かない「仕切板+静翼」が交互に多段になっています。
（その辺の説明は、上記の動画を見てください）

「仕切弁」はこの図にはありません。そんなものはタービンの中にはなく（あるとしたら外側の配管部分）、#1 に書いたように仕切「板」の間違いでは？　（「ben」と「ban」の打ち間違い）

ローターの「軸」の部分は、重量を支えるとともに自由に回転するようにした「軸受」（これは固定）を貫通して外側に回転を伝えます。
「軸受」と「ローター」はほんの少しの「隙間」がないと回転しませんが、そこから蒸気が漏れたり外から空気が入ったりしないように、油圧や蒸気圧でしっかりと「シール」されなければいけません。「ガタ」や「漏れ」なく「振動」なくスムーズに回転させる「軸受」が、こういった回転機を作るメーカーのノウハウの塊です。
図では「グランドパッキン」と書かれていますね。

なお、「軸+羽」のローターは鉄の塊なので非常に重く、両端の2か所の「軸受」で重量を支えているので、タービンの回転が止まると自分の重みで軸が曲がります。そのままにしておくと「中心軸がゆがんだまま固まる」ことが起こるので、ゆがみ防止のためにタービン停止中にもゆっくり回転させてやらないといけません。それが図の「ターニング装置」で、モーターなどで強制的にゆっくり回し続けます。
タービンは、「でかい、重い」装置でありながら、精密機器でもあるのです。


質問者さんは、自動車のエンジンだとか、ポンプやモーターといったものを分解したり模型を見たりして学んだりしたことがないのですか？
本で「平面的な図」を見て勉強するだけでなく、現物を対象に「3次元的、立体的」に構造を把握するとか、動きを見るとか、動作をアタマの中で想像するとか、そういった多面的なとらえ方をする必要があると思います。

この回答へのお礼

ポンプはありますが、蒸気タービンは分解した事ありません、、ご丁寧な説明ありがとうございます。後で確認次第、ベストアンサーにさせていただきます

お礼日時：2023/10/31 18:21

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2023/10/31 12:45

No.1&2 です。

何で「外部」と「内部」を分けているかというと、通常「タービン」のメーカーと、その周りの「ボイラー、配管、蒸気配管回りの弁、復水器、冷却系」「発電機」などのメーカー・施工者が別なことが多いからです。
「ボイラー～タービン～発電機」で「発電効率」が決まりますが、その各々の機器・設備それぞれでどのようなロス・効率なのかは「性能保証」の問題に直結します。それで、ボイラーの立場からは「外部」と「内部」を分けて、「内部」については責任範囲内、「外部」については「責任外」として切り分けるのです。

そういう観点での「分け方」です。
「技術的」なものというよりも「契約範囲、性能保証範囲」の観点だと思えばよいです。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2023/10/31 10:19

No.1 です。

追加で分かる範囲で。「外部か内部か」の部分。

＞蒸気通路の圧力損失？

通路のどの部分かによって、「タービン外部の通路」「タービン内の通路」で別れるでしょう。

＞放熱損失？

これも、どの部分からの放熱かによって、「タービン外部からの放熱」「タービン内からの放熱」で別れるでしょう。

＞軸受摩擦損失 外部損失だろ？

これは「経年変化」という意味でしょう。
「外部」であっても「内部」であっても、ずっと一定なわけではなく、経年変化で損失のメカニズムや値が変化するということを言いたいのでしょう。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2023/10/31 09:50

質問する前に、もう少し「問題点が何で、何を質問したいのか」を整理してください。

そういう「整理、体系化」が上手くできないので、上記のような質問がウネウネと頭の中に渦巻くのだと思います。

まずは、自分の「アタマの中」を整理することを心がけましょう。

分かる範囲で。

＞ケーシングどこ？

回転する「タービン」を外から包み込んでいる固定部分です。

＞仕切り弁もネットの断面見たところ確認できない、、？

「仕切弁」とは「流すか止めるか」を行うための弁の一般的な呼称であり、「どこの部分の何の仕切弁か」を言わないと説明のしようがありません。
あちこちに設置されている『仕切弁』は「止めた」つもりでも実は「わずかに漏れがある」のでロスになります。
そこで言っているのは「仕切弁」ではなく「仕切り板」なのでは？　動翼先端は「保持」していないと思うけど。

＞ロータがケーシングを貫通する？ケーシングって羽根全体を覆うものだから貫通なんかしないのでは？蒸気を囲うところでは？

んん？ 完全に「密封」されていたら、ロータの回転を外部の発電機にどうやって伝える？
ロータ = 回転部、ケーシング = 固定部
だよ？　必ず「貫通部」が必要だよね？

＞回答には他の損失がありました。これらは？外部損失ですか？それとも内部損失でも外部損失でもない他の損失ですか？

これは、いろいろな「損失」を「内部」と「外部」に分類しようとしているだけであって、一種の「整理」をしているだけです。
なので、厳密な「定義」があって、「この定義に当てはまれば『内部』、こちらの定義に当てはまれば『外部』、どちらにも当てはまらなければ『その他』」としているわけではありません。
なんとなく「いろいろな損失があってごちゃごちゃするので、とりあえず内と外に分類してみた」程度の話です。

そんなに目くじらを立てずに、「なんとなく」どちらかに分類すればよいだけ。
その「分類」自体が「アタマの整理」なのですよ。