CN112673151A - 机室及蒸汽涡轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机室(1)，其具备：机室主体(1B)，从外侧覆盖蒸汽涡轮(100)的转子(21)，并且形成有在水平方向上排出蒸汽的排气口(E)；突出部(22A)，从机室主体(1B)的外表面在水平方向上扩展；及支承部(30)，在底板上支承突出部(22A)，支承部(30)以限制突出部(22A)相对于底板在铅垂方向上位移且容许突出部(22A)在水平方向上变形或位移的状态，将突出部(22A)固定于底板。

Description

机室及蒸汽涡轮

技术领域

本发明涉及一种机室及蒸汽涡轮。

本申请主张基于2019年2月22日在日本申请的日本专利申请2019-030959号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

蒸汽涡轮具备：转子，沿着轴线延伸，并且能够围绕该轴线进行旋转；及壳体(机室)，从外周侧覆盖该转子。在机室的轴线方向的一侧(上游侧)形成有引导从锅炉等供给的高温高压蒸汽的进气口。从进气孔引导到机室内部的蒸汽通过与设置于转子的外周面上的转动叶片及设置于机室内周面上的固定叶片交替碰撞，将旋转力赋予到转子。然后，蒸汽从形成在机室的轴线方向的另一侧(下游侧)的排气口输送到外部的冷凝器等。

排气口一直以来都是向机室的下方延伸。然而，主要在节省空间方面，在机室的左右任一侧面形成排气口的结构也被实用化(例如，参考下述专利文献1)。低压机室呈以转子的轴线为中心的筒状。在低压机室中的轴线的径向(水平方向)上形成有用于向外部排出蒸汽的排气口。并且，低压机室由上侧的上半部和下侧的下半部这两个部件构成。通常，只有下半部通过锚定件等固定于地面(底板)。即，上半部不固定于地面。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2018-066303号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在此，低压机室的内部设为真空状态以促进顺畅的排气。即，低压机室从外侧承受基于大气压的载荷。另一方面，由于低压机室的排气口向大气压开放，因此在低压机室中产生朝向排气口侧的水平方向的载荷。通过该载荷，在上半部产生围绕轴线的转矩。其结果，有时导致上半部以朝上方浮起的方式位移。这种位移也成为机室振动的原因。另一方面，由于在机室中因蒸汽的热量而产生热伸长，因此不能说完全抑制上半部的位移是最好的。从而，对具有可以容许热伸长，同时抑制浮起的结构的机室的需求不断增加。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种可以容许热伸长且抑制浮起的机室及具备机室的蒸汽涡轮。

用于解决技术课题的手段

本发明的一方式所涉及的机室具备：机室主体，从外侧覆盖蒸汽涡轮的转子，并且形成有在水平方向上排出蒸汽的排气口；突出部，从该机室主体的外表面在水平方向上扩展；及支承部，在底板上支承该突出部，所述支承部以限制所述突出部相对于所述底板在铅垂方向上位移且容许所述突出部在水平方向上变形或位移的状态，将所述突出部固定于所述底板。

在此，机室主体的内部设为真空状态以促进蒸汽顺畅地排出。即，机室主体从外侧受到大气压的载荷。另一方面，由于机室主体的排气口向大气压开放，因此在机室主体中产生朝向排气口侧的水平方向的载荷。

通过该载荷，在机室主体的上半部产生围绕转子的中心轴的转矩。其结果，有时导致机室主体以朝上方浮起的方式位移。由于这种位移会成为机室振动的原因，因此期望被抑制。另一方面，由于在机室主体及突出部中因蒸汽的热量而产生热伸长，因此最好不要完全抑制这些变形或位移。因此，在上述结构中，支承部以限制突出部相对于底板在铅垂方向上位移且容许在水平方向上变形或位移的状态，将突出部固定于底板。由此，能够容许机室主体及突出部在水平方向上热伸长且抑制向铅垂方向位移(浮起)。

在上述机室中，所述支承部具有：螺栓，插通于形成在所述突出部上的贯穿孔，并且在外周面上形成有螺纹，下侧的端部与形成在所述底板上的螺孔啮合；螺母，通过与所述螺栓的上侧的端部啮合，将所述突出部相对于所述底板在铅垂方向上进行固定；及垫圈，设置于该螺母与所述突出部之间，所述垫圈的厚度可以小于所述螺母与所述突出部之间的分离尺寸。

根据上述结构，垫圈的厚度小于螺母与突出部之间的分离尺寸。由此，在将螺母安装在螺栓的状态下转矩赋予到机室主体时，在一定程度上容许突出部向铅垂方向位移或热伸长。另一方面，由于设置有螺母，因此能够限制向铅垂方向过度的位移或热伸长。从而，例如，与完全抑制突出部向铅垂方向位移或变形的结构相比，能够一边将突出部及机室主体中产生的应力释放一定程度，一边将突出部支承于底板上。

在上述机室中，所述贯穿孔的内径尺寸可以大于所述螺栓的外径尺寸。

根据上述结构，由于贯穿孔的内径尺寸大于螺栓的外径尺寸，因此在突出部中产生了转矩的情况下，螺栓能够在贯穿孔的内部在水平方向上移动一定程度。另一方面，螺栓的过度的位移由贯穿孔来限制。从而，例如，与完全抑制突出部向水平方向位移或变形的结构相比，能够一边将突出部及机室主体中产生应力释放一定程度，一边将突出部支承于底板上。

在上述机室中还可以具有低摩擦部，该低摩擦部设置于所述垫圈的所述突出部侧的表面，并且具有比该垫圈与所述突出部之间的摩擦系数小的摩擦系数。

根据上述结构，由于在垫圈与突出部之间设置有低摩擦部，因此当突出部在水平方向上位移时，在垫圈与突出部之间产生的摩擦力减小。由此，能够减小对突出部的负载。

在上述机室中，所述支承部具有：基部，在所述底板上，相对于所述突出部在水平方向上隔开间隙而配置；及按压部，从该基部的上表面在水平方向上突出，并且具有相对于所述突出部的上表面隔开间隙对置的对置面。

根据上述结构，通过基部能够容许突出部向水平方向的一定程度的位移或变形，并且限制过度的位移或变形。并且，通过按压部能够容许突出部向铅垂方向的一定程度的位移或变形，并且限制过度的位移或变形。从而，例如，与完全抑制突出部向铅垂方向位移或变形的结构相比，能够一边将突出部及机室主体中产生的应力释放一定程度，一边将突出部支承于底板上。

本发明的一方式所涉及的蒸汽涡轮具备：转子，能够围绕轴线进行旋转；及上述任一方式所涉及的机室，从外侧覆盖该转子。

根据上述结构，通过抑制机室的位移或变形，能够提供一种可以更稳定地进行运用的蒸汽涡轮。

发明效果

根据本发明，能够提供一种可以容许热伸长且抑制浮起的机室及具备机室的蒸汽涡轮。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的蒸汽涡轮的结构的侧视图。

图2是本发明的第一实施方式所涉及的机室的俯视图。

图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的支承部的结构的剖视图。

图4是表示本发明的第二实施方式所涉及的支承部的结构的剖视图。

具体实施方式

[第一实施方式]

参考图1至图3，对本发明的第一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式所涉及的蒸汽涡轮100具备能够围绕在水平方向上延伸的轴线O进行旋转的转子21和从外周侧覆盖该转子21的机室1。虽然未图示详细内容，但是转子21沿着轴线O延伸，在其外周面上，在轴线O方向上隔开间隔设置有多个转动叶片列。在机室1的内周面上，设置有相对于这些多个转动叶片列在轴线O方向上交替排列的多个固定叶片列。引导到机室1内的高温高压蒸汽与转动叶片列及固定叶片列交替碰撞，由此转子21在机室1内进行旋转。

机室1具有以轴线O为中心的筒状机室主体1B、设置于机室主体1B的外表面上的第一突出部22A(突出部)及第二突出部22B。机室主体1B以通过轴线O的水平方向的分割面L为边界具有位于上侧的上半机室11和位于下侧的下半机室12。上半机室11及下半机室12分别呈半圆筒状，通过经由分割面L从上下方向结合为一体而形成机室主体1B。如此构成的机室1的一部分设为在水平方向上开口的排气口E。排气口E经由连接部80连通于冷凝器90。冷凝器90是用于将从排气口E排出的低温低压蒸汽进行液化的装置。

在下半机室12中设置有用于将该下半机室12固定于设置在地面F上的第一基础部50A及第二基础部50B的第一突出部22A、第二突出部22B及横向锚定件Ta。第一突出部22A通过后述支承部30固定于从地面F朝上方延伸的第一基础部50A的上表面。第一突出部22A呈从机室主体1B(下半机室12)的外表面在水平方向扩展的板状(参考图2)。从上方观察时，第一突出部22A以包围下半机室12的方式呈C字形。

第二突出部22B不是固定而载置于从地面朝上方延伸的第二基础部50B的上表面。第二突出部22B呈从机室主体1B(下半机室12)的外表面在水平方向扩展的板状(参考图2)。第二突出部22B设置于从上述第一突出部22A在水平方向上分离的位置。并且，第二突出部22B在轴线O方向的两侧各设置有一个。

横向锚定件Ta是限制下半机室12向水平方向位移且容许向铅垂方向位移或变形的固定装置。从轴线O方向观察时，横向锚定件Ta设置于与下半机室12的轴线O重叠的位置。

支承部30以限制在铅垂方向上位移且容许在水平方向上变形或位移的状态，将第一突出部22A固定在第一基础部50A上。另外，如图2所示，支承部30在轴线O方向上隔开间隔设置有多个。

如图3所示，第一基础部50A具有由钢筋混凝土等形成的基础主体51和一体地设置于基础主体51的上表面的灌浆52。此外，在灌浆52的上表面上安装有由金属形成的底板53。在底板53上形成有从该底板53的上表面(底板上表面53S)在厚度方向(铅垂方向)上凹陷的底板孔53H。基础螺栓71插通于底板孔53H。

在基础螺栓71的上端紧固有将底板53以按压于灌浆52的上表面的方式进行固定的基础螺母72。另外，在第一突出部22A中的与上述底板孔53H对应的位置，形成有可以插通基础螺栓71的大小的第二孔H2。即，基础螺栓71可以在将第一突出部22A配置于第一基础部50A上之后进行安装。

支承部30具有螺栓73、螺母74、垫圈75及低摩擦部件76。螺栓73插通于形成在第一突出部22A中的第一孔H1(贯穿孔)中。第一孔H1形成于比上述第二孔H2更靠近机室主体1B(下半机室12)的位置。第一孔H1的内径尺寸大于螺栓73的外径尺寸。即，在螺栓73的外周面与第一孔H1的内周面之间形成有间隙。螺栓73的下侧的端部通过与形成于底板53中的螺孔H3啮合而被固定。

在螺栓73的上端安装有螺母74。螺母74紧固于从第一突出部22A的上表面S1朝上方分离的位置。即，在螺母74与上表面S1之间形成有间隙G。该间隙G中安装有垫圈75。垫圈75呈具有螺母74可以插通的内径尺寸的环状。垫圈75的厚度小于螺母74与第一突出部22A之间的分离尺寸(铅垂方向上的间隙G的尺寸)。

在垫圈75的下方一体地安装有低摩擦部件76。低摩擦部件76具有比垫圈75与第一突出部22A之间的摩擦系数小的摩擦系数。作为一例，低摩擦部件76由包含尼龙或特氟龙(注册商标)的树脂材料形成。通过以上结构，第一突出部22A的下表面S2与底板上表面53S成为抵接的状态。

在此，机室主体1B的内部被设为真空状态以促进蒸汽顺畅地排出。即，机室主体1B从外侧受到基于大气压的载荷。另一方面，由于机室主体1B的排气口E向大气压开放，因此在机室主体1B中产生朝向排气口E侧的水平方向的载荷。通过该载荷，在机室主体1B的上半部(上半机室11)产生围绕转子21的中心轴(轴线O)的转矩。其结果，通过由下半机室12从下方按压，有时导致上半机室11以朝上方浮起的方式位移。这种位移也成为机室主体1B振动的原因，因此期望被抑制。另一方面，由于在机室主体1B及第一突出部22A中产生基于蒸汽热量的热伸长，因此最好不要完全抑制这些变形或位移。

因此，在上述结构中，支承部30在限制第一突出部22A相对于底板53在铅垂方向上位移且容许在水平方向上变形或位移的状态，将第一突出部22A固定于底板53。由此，能够容许机室主体1B及突出部在水平方向上的热伸长，并且抑制铅垂方向的位移(浮起)。

具体而言，根据上述结构，垫圈75的厚度小于螺母74与第一突出部22A之间的分离尺寸。由此，在将螺母74安装于螺栓73的状态下转矩赋予到机室主体1B的情况下，在一定程度上容许第一突出部22A向铅垂方向的位移或热伸长。另一方面，由于设置有螺母74，因此能够限制向铅垂方向过度的位移或热伸长。从而，例如，与完全抑制第一突出部22A向铅垂方向的位移或变形的结构相比，能够在一定程度上一边释放在第一突出部22A及机室主体1B中产生的应力，一边将第一突出部22A支承于底板53上。

此外，根据上述结构，由于第一孔H1的内径尺寸大于螺栓73的外径尺寸，因此在第一突出部22A中产生转矩的情况下，螺栓73能够在第一孔H1的内部在水平方向上移动一定程度。另一方面，螺栓73的过度的位移由第一孔H1来限制。从而，例如，与完全抑制第一突出部22A向水平方向的位移或变形的结构相比，能够在一定程度上一边释放在第一突出部22A及机室主体1B中产生的应力，一边将第一突出部22A支承于底板53上。

而且，根据上述结构，由于在垫圈75与第一突出部22A之间设置有低摩擦部件76，因此当第一突出部22A在水平方向上位移时，在垫圈75与第一突出部22A之间产生的摩擦力减小。由此，能够减小当第一突出部22A位移或变形时产生的应力负载。

以上，对本发明的第一实施方式进行了说明。另外，只要不脱离本发明的主旨，可以对上述结构进行各种变更或改进。

[第二实施方式]

接着，参照图4对本发明的第二实施方式进行说明。另外，对于与第一实施方式相同的结构标注相同的符号，并省略详细说明。如图4所示，本实施方式所涉及的支承部30B在剖视图中呈L字形。支承部30B具有基部61和按压部62。

基部61固定于底板上表面53S上，并且呈朝上方延伸的板状。

该基部61中的朝向第一突出部22A侧的表面(基部内侧面S4)隔开间隙对置于第一突出部22A的朝向水平方向的表面(侧面S3)。

按压部62从基部61的上端朝向第一突出部22A侧在水平方向上突出。按压部62的下侧的表面(对置面S5)隔开间隙对置于第一突出部22A的上表面S1。

根据上述结构，由于基部61隔开间隙对置于第一突出部22A，因此能够容许第一突出部22A向水平方向的一定程度的位移或变形，并且限制过度的位移或变形。并且，由于按压部62隔开间隙对置于第一突出部22A，因此能够容许第一突出部22A向铅垂方向的一定程度的位移或变形，并且限制过度的位移或变形。从而，例如，与完全抑制第一突出部22A向铅垂方向的位移或变形的结构相比，能够一边将第一突出部22A及机室主体1B中产生的应力释放一定程度，一边将突出部支承于底板上。

以上，对本发明的第二实施方式进行了说明。另外，只要不脱离本发明的主旨，可以对上述结构进行各种变更或改进。

产业上的可利用性

本发明可以适用于机室及蒸汽涡轮。

符号说明

100-蒸汽涡轮，1-机室，1B-机室主体，11-上半机室，12-下半机室，21-转子，22A-第一突出部(突出部)，22B-第二突出部，30-支承部，30B-支承部，50A-第一基础部，50B-第二基础部，51-基础主体，52-灌浆，53-底板，53H-底板孔，53S-底板上表面，61-基部，62-按压部，71-基础螺栓，72-基础螺母，73-螺栓，74-螺母，75-垫圈，76-低摩擦部件，80-连接部，90-冷凝器，F-地面，G-间隙，H1-第一孔(贯穿孔)，H2-第二孔，H3-螺孔，L-分割面，O-轴线，S1-上表面，S2-下表面，S3-侧面，S4-基部内侧面，S5-对置面，Ta-横向锚定件。

Claims (6)

1.一种机室，其具备：

机室主体，从外侧覆盖蒸汽涡轮的转子，并且形成有在水平方向上排出蒸汽的排气口；

突出部，从该机室主体的外表面在水平方向上扩展；及

支承部，在底板上支承该突出部，

所述支承部以限制所述突出部相对于所述底板在铅垂方向上位移且容许所述突出部在水平方向上变形或位移的状态，将所述突出部固定于所述底板。

2.根据权利要求1所述的机室，其中，

所述支承部具有：螺栓，插通于形成在所述突出部上的贯穿孔，并且在外周面上形成有螺纹，下侧的端部与形成在所述底板上的螺孔啮合；

螺母，通过与所述螺栓的上侧的端部啮合，将所述突出部相对于所述底板在铅垂方向上进行固定；及

垫圈，设置于该螺母与所述突出部之间，

所述垫圈的厚度小于所述螺母与所述突出部之间的分离尺寸。

3.根据权利要求2所述的机室，其中，

所述贯穿孔的内径尺寸大于所述螺栓的外径尺寸。

4.根据权利要求2或3所述的机室，其还具有低摩擦部件，所述低摩擦部件设置于所述垫圈的所述突出部侧的表面，并且具有比该垫圈与所述突出部之间的摩擦系数小的摩擦系数。

5.根据权利要求1所述的机室，其中，

所述支承部具有：基部，在所述底板上，相对于所述突出部在水平方向上隔开间隙而配置；及

按压部，从该基部的上表面在水平方向上突出，并且具有相对于所述突出部的上表面隔开间隙对置的对置面。

6.一种蒸汽涡轮，其具备：

转子，能够围绕轴线进行旋转；及

权利要求1至5中任一项所述的机室，从外侧覆盖该转子。

Images