CN110114556B - 蒸汽涡轮 - Google Patents

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CN110114556B CN201880005201.7A CN201880005201A CN110114556B CN 110114556 B CN110114556 B CN 110114556B CN 201880005201 A CN201880005201 A CN 201880005201A CN 110114556 B CN110114556 B CN 110114556B
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Abstract

蒸汽涡轮(1)具备：转子轴(2)；机室(4)，以覆盖所述转子轴(2)的方式设置，且具有供所述转子轴(2)贯通的轴贯通部(11)；及机室支撑件(30)，相比所述轴贯通部(11)的周缘处的所述机室(4)的外表面(4a)在轴向上朝向所述机室(4)的内侧延伸而支承所述机室(4)。

Description

蒸汽涡轮
技术领域
本公开涉及蒸汽涡轮。
背景技术
对蒸汽涡轮的转子进行收容的机室有时经由设置于该机室的突出部(猫式腿)而被支承。
例如专利文献1公开了以从构成机室的下半机室的两端部沿轴向突出的方式设置的突出部(猫式腿)载放于在地基固定的支柱上而支承机室的涡轮。在该涡轮中，为了抑制从机室向外部放射的热量而利用保温材料覆盖包含突出部的机室的表面。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-9731号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在蒸汽涡轮的起动/停止中，产生涡轮机室的变形，包含转子的旋转部与包含机室的静止部接近，存在两者间的间隙减小的情况。出于这样的理由，存在蒸汽涡轮的旋转部与静止部的间隙在起动/停止中迎来夹点(间隙成为最小的状态)的情况。
为了避免夹点处的蒸汽涡轮的旋转部与静止部的接触而需要确保大的初始间隙。然而，在初始间隙大的情况下，在蒸汽涡轮的额定时，间隙超出必要地扩大，能成为蒸汽涡轮的性能下降的原因。
因此，为了抑制蒸汽涡轮的性能下降而希望有效地抑制蒸汽涡轮的起动/停止中的机室的上下移动。
鉴于上述的情况，本发明的至少一实施方式的目的在于提供一种能够抑制蒸汽涡轮的起动/停止中的机室的上下移动的蒸汽涡轮。
用于解决课题的方案
(1)本发明的至少一实施方式的蒸汽涡轮具备：
转子轴；
机室，以覆盖所述转子轴的方式设置，且具有供所述转子轴贯通的轴贯通部；及
机室支撑件，相比所述轴贯通部的周缘处的所述机室的外表面在轴向上朝向所述机室的内侧延伸而支承所述机室。
根据上述(1)的结构，机室支撑件进入比轴贯通部的周缘处的机室的外表面靠机室的内侧处，因此能够减小从机室支撑件对机室的支承点至机室的轴向上的距离。由此，在蒸汽涡轮的起动/停止中的机室的热变形时，能够抑制与机室的变形相伴的机室的上下移动。
(2)在若干实施方式中，以上述(1)的结构为基础，其中，
所述机室支撑件的前端部向设置于所述机室的凹部插入，
利用所述机室支撑件的所述前端部支承所述机室。
根据上述(2)的结构，由于向机室的凹部插入机室支撑件的前端部，因此能够进一步减小从机室支撑件对机室的支承点至机室的轴向上的距离。由此，能够有效地抑制蒸汽涡轮的起动/停止中的与机室的变形相伴的机室的上下移动。
(3)在若干实施方式中，以上述(1)或(2)的结构为基础，其中，
所述机室支撑件以至少在所述机室支撑件的前端部的下表面及轴向端面与所述机室之间形成间隙的方式设置。
根据上述(3)的结构，机室支撑件的前端部的下表面及轴向端面与机室不接触，因此能抑制机室与机室支撑件之间的传热，能够享有蒸汽涡轮的效率提高、蒸汽涡轮的起动/停止中的机室的热变形的抑制、及以机室支撑件的热延伸为起因的机室的上下移动的抑制这样的效果。
(4)在若干实施方式中，以上述(1)至(3)中任一结构为基础，其中，
所述机室包括：
上半部，具有上侧凸缘部；及
下半部，具有与所述上半部的所述上侧凸缘部连结的下侧凸缘部，
所述机室支撑件的至少一部分在俯视观察下，在相比所述上侧凸缘部及所述下侧凸缘部中的沿着所述轴向的部位的内周缘靠所述转子轴侧处，相比所述机室的所述外表面在所述轴向上朝向所述机室的内侧延伸。
根据上述(4)的结构，使机室支撑件的至少一部分位于比上侧凸缘部及下侧凸缘部的内周缘靠转子轴侧处，由此能够使机室支撑件对机室的支承点靠近转子轴，能够抑制与机室的变形相伴的机室的上下移动。
(5)在若干实施方式中，以上述(1)至(4)中任一结构为基础，其中，
所述机室包括：
上半部，具有上侧凸缘部；及
下半部，具有与所述上半部的所述上侧凸缘部连结的下侧凸缘部，
所述机室支撑件在俯视观察下，在相比所述上侧凸缘部及所述下侧凸缘部中的沿着所述轴向的部位的外周缘靠所述转子轴侧处，相比所述机室的所述外表面在所述轴向上朝向所述机室的内侧延伸。
根据上述(5)的结构，使机室支撑件位于比上侧凸缘部及下侧凸缘部的外周缘靠转子轴侧处，由此能够使机室支撑件对机室的支承点靠近转子轴，能够抑制与机室的变形相伴的机室的上下移动。
(6)在若干实施方式中，以上述(1)至(5)中任一结构为基础，其中，
所述蒸汽涡轮还具备设置在所述机室支撑件与所述机室之间的机室支承衬垫，
所述机室支承衬垫的外侧端面位于相比所述轴贯通部的周缘处的所述机室的所述外表面在轴向上靠所述机室的内侧处，
所述机室支撑件构成为经由所述机室支承衬垫来支承所述机室。
根据上述(6)的结构，能够使机室支撑件对机室的支承点的位置(机室支承衬垫的外侧端面的位置)在轴向上接近机室，能够有效地抑制蒸汽涡轮的起动/停止中的与机室的变形相伴的机室的上下移动。
另外，也可以利用机室支承衬垫作为机室的安置时的用于调整机室的上下位置的衬垫。
(7)在若干实施方式中，以上述(1)至(6)中任一结构为基础，其中，
所述蒸汽涡轮具备设置在所述机室支撑件与所述机室之间的绝热材料，
所述机室支撑件构成为经由所述绝热材料来支承所述机室。
根据上述(7)的结构，通过在机室支撑件与机室之间设置绝热材料，能抑制机室与机室支撑件之间的传热，能够享有蒸汽涡轮的效率提高、蒸汽涡轮的起动/停止中的机室的热变形的抑制、及以机室支撑件的高度方向的热延伸为起因的机室的上下移动的抑制这样的效果。
(8)在若干实施方式中，以上述(1)至(7)中任一结构为基础，其中，
由所述机室支撑件直接或间接地从下方支承的所述机室的面位于与所述机室的水平分割面相同的高度处。
根据上述(8)的结构，位于与机室的水平分割面相同高度的机室的面由机室支撑件从下方支承，因此机室支撑件对机室的支承点成为与转子轴的中心大致相同高度(所谓，中心支撑件)，能够抑制机室的热变形引起的机室的上下移动。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式，提供一种能够抑制蒸汽涡轮的起动/停止中的机室的上下移动的蒸汽涡轮。
附图说明
图1是表示若干实施方式的蒸汽涡轮的概略结构的局部立体图。
图2是图1所示的蒸汽涡轮的俯视图。
图3是图2所示的蒸汽涡轮的A向视图。
图4是图2所示的蒸汽涡轮的B向视图。
图5是表示一实施方式的蒸汽涡轮的机室支撑件附近的部分的图。
图6是表示一实施方式的蒸汽涡轮的机室支撑件附近的部分的图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的若干实施方式。但是，作为实施方式而记载或附图所示的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等不是将本发明的范围限定于此的意思，只不过是说明例。
图1是表示若干实施方式的蒸汽涡轮的概略结构的局部立体图，图2是图1所示的蒸汽涡轮的俯视图，图3是图2所示的蒸汽涡轮的A向视图，图4是图2所示的蒸汽涡轮的B向视图。需要说明的是，在图1中，省略后述的机室支撑件的图示。而且，在图1～图4中，省略与机室连接的配管(例如用于供给或排出蒸汽的配管)的图示。
另外，图5及图6分别是表示一实施方式的蒸汽涡轮1的机室支撑件30附近的部分的图。需要说明的是，图5成为图3的局部性的放大图。
如图1～图6所示，蒸汽涡轮1包括转子轴2、以覆盖转子轴2的方式设置的机室4、及支承机室4的机室支撑件30(在图1中未图示)。机室4具有位于轴向的端部的端壁10、及供转子轴2贯通的轴贯通部11。
需要说明的是，在机室4的内部设有供蒸汽流动的蒸汽流路，机室4在转子轴2的周围对设置于该蒸汽流路的多个叶片进行收容。
机室4包括位于上侧的上半部6和位于下侧的下半部8，通过将设置于上半部6的上侧凸缘部7与设置于下半部8的下侧凸缘部9连结而构成机室4。需要说明的是，也可以在上侧凸缘部7及下侧凸缘部9分别设置多个螺栓孔(未图示)，通过向这些螺栓孔拧入螺栓(未图示)而将上侧凸缘部7与下侧凸缘部9连结。
对机室4进行支承的机室支撑件30相比轴贯通部11的周缘处的机室4的外表面4a在转子轴2的轴向(以下，也仅称为“轴向”。)上朝向机室4的内侧延伸。
在上述的实施方式的蒸汽涡轮1中，机室支撑件30进入比轴贯通部11的周缘处的机室4的外表面4a靠机室4的内侧处，因此能够减小从机室支撑件30对机室4的支承点Ps至机室4的轴向上的距离La(参照图2、图3、图4及图5)。由此，能够抑制与机室4的变形相伴的机室4的上下移动。
需要说明的是，在图2、图3、图5及图6中，从机室支撑件30对机室4的支承点Ps至机室4的轴向上的距离La表示作为支承点Ps与端壁10之间的轴向上的距离。
在若干实施方式中，如图1～图6所示，在机室4形成有从机室4的外表面4a朝向轴向内侧凹陷的凹部12。并且，如图2～图6所示，机室支撑件30的前端部32插入到机室4的凹部12，机室4由机室支撑件30的前端部32支承。
在图1～图6所示的实施方式中，凹部12由通过对机室4的下半部8的上端部切口而形成的面和机室4的上半部6的下表面的一部分形成。
并且，例如图2～图5所示，机室支撑件30的前端部32的上表面32c与形成凹部12的上半部6的下表面12a抵接，机室4由机室支撑件30的前端部32支承。
需要说明的是，在图6所示的实施方式中，如后所述，机室4在凹部12中经由设置于机室支撑件30的前端部32与机室4之间的机室支承衬垫36而支承于机室支撑件30。
这样，通过向机室4的凹部12插入机室支撑件30的前端部32，能够进一步减小从机室支撑件30对机室4的支承点Ps至机室4的轴向上的距离La。由此，能够有效地抑制蒸汽涡轮1的起动/停止中的与机室4的变形相伴的机室4的上下移动。
在若干实施方式中，例如图5及图6所示，机室支撑件30以至少在机室支撑件30的前端部32的下表面32a及轴向端面32b与机室4之间形成间隙40的方式设置。
在该情况下，机室支撑件30的前端部32的下表面32a及轴向端面32b与机室4不接触，因此能抑制机室4与机室支撑件30之间的传热，能够享有蒸汽涡轮1的效率提高、蒸汽涡轮1的起动/停止中的机室4的热变形的抑制、及以机室支撑件30的热延伸为起因的机室4的上下移动的抑制这样的效果。
在若干实施方式中，机室支撑件30的至少一部分在俯视观察下，在比上侧凸缘部7及下侧凸缘部9中的沿着轴向的部位的内周缘14A、14B靠转子轴2侧处，相比机室4的外表面4a在轴向上朝向机室4的内侧延伸。
例如，在一实施方式中，如图2所示，在俯视观察下，机室支撑件30的沿着轴向延伸的端面中的接近转子轴2的一方的端面30a位于比上侧凸缘部7及下侧凸缘部9的内周缘14A、14B的延长线L1靠转子轴2侧处。由此，机室支撑件30的一部分(比延长线L1靠转子轴2侧的部分)位于比上侧凸缘部7及下侧凸缘部9的内周缘14A、14B靠转子轴2侧处。
这样，通过使机室支撑件30的至少一部分位于比上侧凸缘部7及下侧凸缘部9的内周缘14A、14B靠转子轴2侧处，与机室支撑件30位于比上述的内周缘14A、14B靠转子轴2的相反侧处的情况相比，能够使机室支撑件30对机室4的支承点Ps位于靠近转子轴2处。由此，能够抑制与机室4的变形相伴的机室4的上下移动。
在若干实施方式中，机室支撑件30在俯视观察下，在比上侧凸缘部7及下侧凸缘部9中的沿着轴向的部位的外周缘16A、16B靠转子轴2侧处，相比机室4的外表面4a在轴向上朝向机室4的内侧延伸。
例如，在一实施方式中，如图2所示，在俯视观察下机室支撑件30的沿着轴向延伸的端面中的距转子轴2远的一方的端面30b位于比上侧凸缘部7及下侧凸缘部9的外周缘16A、16B的延长线L2靠转子轴2侧处。由此，机室支撑件30的整体位于比上侧凸缘部7及下侧凸缘部9的外周缘16A、16B靠转子轴2侧处。
这样，通过使机室支撑件30位于比上侧凸缘部7及下侧凸缘部9的外周缘16A、16B靠转子轴2侧处，能够使机室支撑件30对机室4的支承点Ps位于靠近转子轴2处。由此，能够抑制与机室4的变形相伴的机室4的上下移动。
在若干实施方式中，例如图6所示，在机室支撑件30与机室4之间设置机室支承衬垫36，机室支承衬垫36的外侧端面36a位于比轴贯通部11的周缘处的机室4的外表面4a在轴向上靠机室4的内侧。并且，机室支撑件30构成为经由机室支承衬垫36支承机室4。需要说明的是，机室支承衬垫36的外侧端面36a是机室支承衬垫36的端面中的在轴向上位于机室4的外侧的端面。
在图6所示的例示性的实施方式中，机室支承衬垫36在机室4的凹部12，设置于机室支撑件30的上表面32c与形成机室4的凹部12的上半部6的下表面12a之间。并且，机室支承衬垫36的上表面36b与形成凹部12的上半部6的下表面12a抵接，机室4经由机室支承衬垫36而由机室支撑件30的前端部32支承。
另外，在图6所示的例示性的实施方式中，机室支承衬垫36的外侧端面36a位于比轴贯通部11的周缘处的机室4的外表面4a在轴向上靠机室4的内侧为长度L2处。
这样，经由设置在机室支撑件30与机室4之间的机室支承衬垫36来支承机室4，由此能够使机室支撑件30对机室的支承点的位置Ps(机室支承衬垫36的外侧端面36a的位置)在轴向上接近机室4。由此，能够有效地抑制蒸汽涡轮1的起动/停止中的与机室4的变形相伴的机室4的上下移动。
另外，也可以利用机室支承衬垫36作为用于调整机室4的安置时的机室4的上下位置的衬垫。
在若干实施方式中，在机室支撑件30与机室4之间设置绝热材料38。并且，机室支撑件30经由绝热材料38来支承机室4。
在若干实施方式中，绝热材料38也可以是设置于机室支撑件30与机室4之间的机室支承衬垫36(参照图6)。而且，在若干实施方式中，绝热材料38也可以是与机室支承衬垫36不同的构件。
这样，通过在机室支撑件30与机室4之间设置绝热材料38，抑制机室4与机室支撑件30之间的传热，能够享有蒸汽涡轮1的效率提高、蒸汽涡轮1的起动/停止中的机室4的热变形的抑制、及以机室支撑件30的高度方向的热延伸为起因的机室4的上下移动的抑制这样的效果。
在若干实施方式中，利用机室支撑件30直接或间接地从下方支承的机室4的面位于与机室4的水平分割面20相同的高度。在此，水平分割面20是将机室4的上侧的部分与下侧的部分沿水平方向分割的面。
在若干实施方式中，例如图1及图3～图6所示，水平分割面20可以是将构成机室4的上半部6与下半部8接合的面，或者水平分割面20也可以是上半部6的上侧凸缘部7与下半部8的下侧凸缘部9的接合面。
在图3～图5所示的例示性的实施方式中，机室4在形成凹部12的上半部6的下表面12a处，由机室支撑件30从下方直接支承。而且，在图6所示的例示性的实施方式中，机室4在形成凹部12的上半部6的下表面12a中，经由机室支承衬垫36而由机室支撑件30从下方间接支承。
这样，位于与机室4的水平分割面20相同的高度的机室4的面(例如形成凹部12的上半部6的下表面12a)由机室支撑件30从下方支承，由此机室支撑件30对机室4的支承点Ps成为与转子轴2的中心大致相同高度(所谓，中心支撑件)，能够抑制由机室4的热变形引起的机室4的上下移动。
以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明没有限定为上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加了变形的方式或将这些方式适当组合的方式。
在本说明书中，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等的表示相对性的或绝对性的配置的表达不仅严格地表示这样的配置，而且也表示具有公差或能得到相同功能的程度的角度或距离而相对性地位移的状态。
例如，“相同”、“相等”及“均质”等的表示事物相等的状态的表达不仅严格地表示相等的状态，而且也表示公差或能得到相同功能的程度的差存在的状态。
另外，在本说明书中，表示四边形形状或圆筒形状等形状的表达不仅表示在几何学上严格的意义下的四边形形状或圆筒形状等形状，而且也表示在能得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另外，在本说明书中，“具备”、“包含”或“具有”一构成要素这样的表达并不是将其他的构成要素的存在排除在外的排他性的表达。
标号说明
1 蒸汽涡轮
2 转子轴
4 机室
4a 外表面
6 上半部
7 上侧凸缘部
8 下半部
9 下侧凸缘部
10 端壁
11 轴贯通部
12 凹部
12a 下表面
14A 内周缘
14B 内周缘
16A 外周缘
16B 外周缘
20 水平分割面
30 机室支撑件
30a 端面
30b 端面
32 前端部
32a 下表面
32b 轴向端面
32c 上表面
36 机室支承衬垫
36a 外侧端面
36b 上表面
38 绝热材料
40 间隙
Ps 支承点。

Claims (12)

1.一种蒸汽涡轮，其特征在于，具备：
转子轴；
机室，以覆盖所述转子轴的方式设置，且具有供所述转子轴贯通的轴贯通部；及
机室支撑件，相比所述轴贯通部的周缘处的所述机室的外表面在轴向上朝向所述机室的内侧延伸而支承所述机室，
所述机室包括上半部和位于所述上半部的下方的下半部，
所述机室支撑件的前端部向以从所述机室的所述外表面朝向所述轴向的内侧凹陷的方式设置于所述机室的凹部插入，
所述凹部的一部分由所述上半部的下表面的一部分形成，
所述机室经由所述机室支撑件的所述前端部的上表面及所述上半部的所述下表面的所述一部分而由所述前端部支承。
2.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮，其特征在于，
所述上半部具有上侧凸缘部，
所述下半部具有与所述上半部的所述上侧凸缘部连结的下侧凸缘部，
所述机室支撑件的至少一部分在俯视观察下，在相比所述上侧凸缘部及所述下侧凸缘部的内周缘靠所述转子轴侧处，相比所述机室的所述外表面在所述轴向上朝向所述机室的内侧延伸。
3.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮，其特征在于，
所述上半部具有上侧凸缘部，
所述下半部具有与所述上半部的所述上侧凸缘部连结的下侧凸缘部，
所述机室支撑件在俯视观察下，在相比所述上侧凸缘部及所述下侧凸缘部的外周缘靠所述转子轴侧处，相比所述机室的所述外表面在所述轴向上朝向所述机室的内侧延伸。
4.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮，其特征在于，
所述蒸汽涡轮还具备设置在所述机室支撑件与所述机室之间的机室支承衬垫，
所述机室支承衬垫的外侧端面位于相比所述轴贯通部的周缘处的所述机室的所述外表面在轴向上靠所述机室的内侧处，
所述机室支撑件构成为经由所述机室支承衬垫来支承所述机室。
5.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮，其特征在于，
所述蒸汽涡轮具备设置在所述机室支撑件与所述机室之间的绝热材料，
所述机室支撑件构成为经由所述绝热材料来支承所述机室。
6.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮，其特征在于，
由所述机室支撑件直接或间接地从下方支承的所述机室的面位于与所述机室的水平分割面相同的高度处。
7.一种蒸汽涡轮，其特征在于，具备：
转子轴；
机室，以覆盖所述转子轴的方式设置，且具有供所述转子轴贯通的轴贯通部；及
机室支撑件，相比所述轴贯通部的周缘处的所述机室的外表面在轴向上朝向所述机室的内侧延伸而支承所述机室，
所述机室包括上半部和位于所述上半部的下方的下半部，
所述机室经由所述机室支撑件的前端部的上表面及所述上半部的下表面而由所述前端部支承，
所述机室支撑件以至少在所述机室支撑件的所述前端部的下表面及轴向端面与所述机室之间形成间隙的方式设置。
8.根据权利要求7所述的蒸汽涡轮，其特征在于，
上半部具有上侧凸缘部，
下半部具有与所述上半部的所述上侧凸缘部连结的下侧凸缘部，
所述机室支撑件的至少一部分在俯视观察下，在相比所述上侧凸缘部及所述下侧凸缘部的内周缘靠所述转子轴侧处，相比所述机室的所述外表面在所述轴向上朝向所述机室的内侧延伸。
9.根据权利要求7所述的蒸汽涡轮，其特征在于，
上半部具有上侧凸缘部，
下半部具有与所述上半部的所述上侧凸缘部连结的下侧凸缘部，
所述机室支撑件在俯视观察下，在相比所述上侧凸缘部及所述下侧凸缘部的外周缘靠所述转子轴侧处，相比所述机室的所述外表面在所述轴向上朝向所述机室的内侧延伸。
10.根据权利要求7所述的蒸汽涡轮，其特征在于，
所述蒸汽涡轮还具备设置在所述机室支撑件与所述机室之间的机室支承衬垫，
所述机室支承衬垫的外侧端面位于相比所述轴贯通部的周缘处的所述机室的所述外表面在轴向上靠所述机室的内侧处，
所述机室支撑件构成为经由所述机室支承衬垫来支承所述机室。
11.根据权利要求7所述的蒸汽涡轮，其特征在于，
所述蒸汽涡轮具备设置在所述机室支撑件与所述机室之间的绝热材料，
所述机室支撑件构成为经由所述绝热材料来支承所述机室。
12.根据权利要求7所述的蒸汽涡轮，其特征在于，
由所述机室支撑件直接或间接地从下方支承的所述机室的面位于与所述机室的水平分割面相同的高度处。
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