JP2002235505A - 蒸気タービンの車室構造 - Google Patents

蒸気タービンの車室構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部補強を増やさずに簡単な設計変更で応力
低減と剛性向上が図れる軽量で安価な蒸気タービンの車
室構造を提供する。 【解決手段】 内部車室7と外部車室1を有し、かつ外
部車室1がロータ軸3を通る水平面で上半部と下半部と
に分割形成される蒸気タービンの車室構造において、前
記外部車室1の上半部の端板2aにI型リブ4Aをロー
タ軸3を中心に放射状に複数本配置すると共にその配置
角度を垂直から水平になるにつれて漸次増大させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービンの車
室構造に係り、一層詳細には、内・外部車室を設けた二
重車室構造に関する。
【0002】
【従来の技術】蒸気タービンのタービン本体を構成する
車室は、ロータ挿入、組立、分解に便利のため、通常、
軸を通る平面で上下二つに分けられるように作られ、フ
ランジとボルトで組み立てられる。そして、大形タービ
ンでは、ロータの熱による膨張・収縮などから一つの車
室にすることができず、これを高圧、中圧、低圧車室に
分けて製作・組立てをする。また、これら高圧、中圧、
低圧車室は、熱のための膨張・収縮による金属ストレス
を少なくするために、内・外部車室を設けた二重車室構
造としている。
【0003】また、前記車室の内、特に低圧車室にあっ
ては、真空状態の復水器に連通されるため、タービン起
動時等における真空荷重負荷時には、外部車室の端板が
内側に大きく凹むように変形する。これを防止すべく、
従来では、外部車室の端板に種々の補強構造を採用して
いる。
【0004】例えば、図5に示すように、外部車室1の
上半部の端板2a外面にロータ軸3を中心に略均等に分
配(面積配分)された位置に複数本(図中5本)のI型
リブ4が溶接等で接合されると共に、外部車室1の下半
部の端板2b外面に複数本(図中5本)のI型リブ5に
加えて複数本のT型リブ6が格子状に交差して溶接等で
接合されている。
【0005】また、図6及び図7に示すように、外部車
室1の下半部の端板2b内面と内部車室7のサポート8
側面との間にはパイプステー9が架設される。尚、図中
10はタービン本体を基礎上に支持するフート板で、外
部車室1の下半部の側板11bから端板2b側に回り込
んでその端部がロータ軸3の軸受箱12に溶接等で接合
されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、蒸気
タービンプラントの大型化に伴いタービン本体の大型化
が進められている。そのため、外部車室1の端板2a,
2bにおける前述した種々の補強構造では、真空荷重負
荷時における端板変形を十分に抑制できず、各種リブに
高い応力が発生するという問題点があった。
【0007】これは、外部車室1の蒲鉾型上半部で裾広
がりの半円形状を呈する端板2aにおいては、前述した
I型リブ4の配置角度では各I型リブ4に発生する応力
にばらつきがあり、偏った支持構造となっており(補強
の役に立っていないI型リブ4とそうでないものがあ
る)、これがタービン本体(即ち、端板2a)の大型化
でより顕著になることに起因している。
【0008】また、外部車室1の下半部の端板2bにお
ける前述したパイプステー9の効果も十分に発揮されて
いない。更に、外部車室1の下半部の側板11bから端
板2b側に回り込んでいるフート板10は、端板2bと
は分離していて補強フランジ効果を何ら発揮していない
ことに起因している。
【0009】本発明は、前述した状況に鑑みてなされた
もので、外部補強を増やさずに簡単な設計変更で応力低
減と剛性向上が図れる軽量で安価な蒸気タービンの車室
構造を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
めの本発明に係る蒸気タービンの車室構造は、内部車室
と外部車室を有し、かつ外部車室がロータ軸を通る水平
面で上半部と下半部とに分割形成される蒸気タービンの
車室構造において、前記外部車室の上半部の端板に補強
リブをロータ軸を中心に放射状に複数本配置すると共に
その配置角度を垂直から水平になるにつれて漸次増大さ
せたことを特徴とする。
【0011】また、前記外部車室の上半部は略蒲鉾型に
形成されその端板が裾広がりの半円形状を呈することを
特徴とする。
【0012】また、前記外部車室の下半部は略筐体型に
形成されその端板が矩形状を呈すると共に該端板外面に
格子状に補強リブが配置され、かつ前記端板内面と内部
車室のサポート側面との間に架設されるパイプステーの
端部を前記補強リブの交差部に位置して接合したことを
特徴とする。
【0013】また、前記外部車室を基礎上に支持するフ
ート板を外部車室の下半部の側板から端板側に回り込ん
で当該端板外面に直に接合すると共に、ロータ軸の軸受
箱とは完全に分離させたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る蒸気タービン
の車室構造を実施例により図面を用いて詳細に説明す
る。
【0015】[実施例]図1は本発明の一実施例を示
す、タービン本体の正面図、図2は同じく側断面図、図
3は同じく端板とパイプステーの接合部の斜視図、図4
は同じく要部平断面図である。尚、これらの図におい
て、従来技術で用いた図5乃至図7と同一部材には同一
符号を付して説明する。
【0016】図1及び図2に示すように、蒸気タービン
プラントの低圧車室を構成するタービン本体は、ロータ
軸3を取り巻く内部車室7と外部車室1とからなり、車
室中央に流入した蒸気は、内部車室7内を前後に分流し
て流れた後、外部車室1両端の図示しない排気孔からタ
ービン本体下部に設置された図示しない復水器に入るよ
うになっている(図2中に矢印で示した蒸気流れ参
照)。
【0017】前記外部車室1は、ロータ軸3を通る水平
面で上半部と下半部とに分割形成され、その各々の水平
フランジ部1a,1bでボルト結合されている。
【0018】そして、本実施例では、外部車室1の上半
部は端板2aと側板11aとで略蒲鉾型に形成されると
共に、裾広がりの半円形状を呈する前記端板2aの外面
には、複数本(図中5本)のI型リブ4Aが溶接等で接
合される。
【0019】前記I型リブ4Aは、ロータ軸3を中心に
放射状に配置されると共に、垂直から水平になるにつれ
てその配置角度が増大するようになっている。即ち、端
板2aの半径が短い上部ほどI型リブ4Aが密に配さ
れ、半径が長い下部ほどI型リブ4Aが粗に配されるの
である。
【0020】前記外部車室1の下半部は端板2bと側板
11bとで略筐体型に形成されると共に、矩形状を呈す
る前記端板2bの外面には、複数本(図中6本)のI型
リブ5Aに加えて複数本(図中7本)のT型リブ6が格
子状に交差して溶接等で接合されている。
【0021】そして、本実施例では、図3及び図4にも
示すように、外部車室1の下半部の端板2b内面と内部
車室7のサポート8側面との間に架設されたパイプステ
ー9Aの端部が前記T型リブ6の交差部に位置して溶接
等で接合されている。
【0022】また、タービン本体を基礎C上に適宜緩衝
材13(図1参照)を介して支持するフート板10A
は、外部車室1の下半部の側板11bから端板2b側に
回り込んで当該端板2b外面に溶接等で直に接合される
と共に、従前において溶接等で接合されていたロータ軸
3の軸受箱12からは完全に分離されている。
【0023】このようにして本実施例では、外部車室1
の上半部の端板2aにおいて、ロータ軸3を中心に放射
状に配置されるI型リブ4Aを、垂直から水平になるに
つれてその配置角度が増大するように配置して、水平フ
ランジ部1a,1b等により支持剛性の高い端板2aの
下部は少数本のI型リブ4Aで支持し、反対に支持剛性
の低い端板2aの上部は多数本のI型リブ4Aで支持す
ることができ、端板2aをバランス良く支持することが
できる。
【0024】また、外部車室1の下半部の端板2bにお
いて、パイプステー9Aの端部を外部補強のT型リブ6
の交差部に溶接等で接合するようにしたので、パイプス
テー9Aで端板一般部に比べて剛性の高いT型リブ6の
交差部を効果的に支持でき、端板変形を抑制できる。
【0025】また、外部車室1の下半部の端板2bにお
いて、フート板10Aを外部車室1の下半部の側板11
bから端板2b側に回り込んで当該端板2b外面に溶接
等で直に接合したので、端板2bの支持剛性が一層高ま
り、端板変形を抑制できる。この際、端板2bをロータ
軸3の軸受箱12から完全に切り離したので、端板変形
や端板振動等による悪影響は軸受箱12には何ら及ばな
い。
【0026】これらの結果、タービン本体の大型化によ
り外部車室1の端板2a,2bが大型化しても、真空荷
重負荷時における端板変形を、外部補強を増やさずに簡
単な設計変更で十分に抑制でき、軽量で安価な蒸気ター
ビンの車室構造を提供できる。
【0027】尚、本発明は上記実施例に限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で、外部車室1の上半部の
端板2aに取り付けられるI型リブ4Aの本数や配置角
度等を端板2aの大きさや形状等に応じて適宜変更する
等各種変更が可能であることはいうまでもない。
【0028】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて詳細に説明した
ように、本発明の請求項1に係る発明は、内部車室と外
部車室を有し、かつ外部車室がロータ軸を通る水平面で
上半部と下半部とに分割形成される蒸気タービンの車室
構造において、前記外部車室の上半部の端板に補強リブ
をロータ軸を中心に放射状に複数本配置すると共にその
配置角度を垂直から水平になるにつれて漸次増大させた
ことを特徴とするので、水平フランジ部等により支持剛
性の高い端板の下部は少数本の補強リブで支持し、反対
に支持剛性の低い端板の上部は多数本の補強リブで支持
することができ、端板をバランス良く支持することがで
きる。この結果、タービンの大型化により外部車室の端
板が大型化しても、真空荷重負荷時における端板変形
を、外部補強を増やさずに簡単な設計変更で十分に抑制
でき、軽量で安価な蒸気タービンの車室構造を提供でき
る。
【0029】本発明の請求項2に係る発明は、前記外部
車室の上半部は略蒲鉾型に形成されその端板が裾広がり
の半円形状を呈することを特徴とするので、請求項1と
同様の作用・効果が得られる。
【0030】本発明の請求項3に係る発明は、前記外部
車室の下半部は略筐体型に形成されその端板が矩形状を
呈すると共に該端板外面に格子状に補強リブが配置さ
れ、かつ前記端板内面と内部車室のサポート側面との間
に架設されるパイプステーの端部を前記補強リブの交差
部に位置して接合したことを特徴とするので、請求項1
に係る発明の作用・効果に加えて、パイプステーで端板
一般部に比べて剛性の高い補強リブの交差部を効果的に
支持でき、端板変形をより一層抑制できる。
【0031】本発明の請求項4に係る発明は、前記外部
車室を基礎上に支持するフート板を外部車室の下半部の
側板から端板側に回り込んで当該端板外面に直に接合す
ると共に、ロータ軸の軸受箱とは完全に分離させたこと
を特徴とするので、請求項1に係る発明の作用・効果に
加えて、端板の支持剛性が一層高まり、端板変形を更に
抑制できる。また、端板をロータ軸の軸受箱から完全に
切り離したので、端板変形や端板振動等による悪影響は
軸受箱には何ら及ばないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す、タービン本体の正面
図である。
【図2】同じく側断面図である。
【図3】同じく端板とパイプステーの接合部の斜視図で
ある。
【図4】同じく要部平断面図である。
【図5】従来例のタービン本体の正面図である。
【図6】同じく端板とパイプステーの接合部の斜視図で
ある。
【図7】同じく要部平断面図である。
【符号の説明】
1 外部車室 1a,1b 水平フランジ部 2a,2b 端板 3 ロータ軸 4,4A I型リブ 5,5A I型リブ 6 T型リブ 7 内部車室 8 サポート 9,9A パイプステー 10,10A フート板 11a,11b 側板 12 軸受箱 13 緩衝材 C 基礎

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部車室と外部車室を有し、かつ外部車
    室がロータ軸を通る水平面で上半部と下半部とに分割形
    成される蒸気タービンの車室構造において、前記外部車
    室の上半部の端板に補強リブをロータ軸を中心に放射状
    に複数本配置すると共にその配置角度を垂直から水平に
    なるにつれて漸次増大させたことを特徴とする蒸気ター
    ビンの車室構造。
  2. 【請求項2】 前記外部車室の上半部は略蒲鉾型に形成
    されその端板が裾広がりの半円形状を呈することを特徴
    とする請求項1に記載の蒸気タービンの車室構造。
  3. 【請求項3】 前記外部車室の下半部は略筐体型に形成
    されその端板が矩形状を呈すると共に該端板外面に格子
    状に補強リブが配置され、かつ前記端板内面と内部車室
    のサポート側面との間に架設されるパイプステーの端部
    を前記補強リブの交差部に位置して接合したことを特徴
    とする請求項1又は2に記載の蒸気タービンの車室構
    造。
  4. 【請求項4】 前記外部車室を基礎上に支持するフート
    板を外部車室の下半部の側板から端板側に回り込んで当
    該端板外面に直に接合すると共に、ロータ軸の軸受箱と
    は完全に分離させたことを特徴とする請求項1,2又は
    3に記載の蒸気タービンの車室構造。
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