JP2003278504A

JP2003278504A - 蒸気タービン

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Publication number: JP2003278504A
Application number: JP2002085577A
Authority: JP
Inventors: Tomoshi Shimizu; 知史清水; Tamiaki Nakazawa; 民暁中澤; Isao Umetada; 功梅只
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP3782747B2

Abstract

(57)【要約】【課題】タービン稼働時におけるロータの振動を効果
的に抑制し得る蒸気タービンを提供すること。【解決手段】この蒸気タービン１は、タービン翼１１
１を有するロータ１１０と、ロータ１１０を支持する軸
受１３０と、軸受１３０を保持する基礎台１０とを備え
る。基礎台１０は、ロータ１１０の軸方向であってター
ビン翼１１１側に張り出した張出部１５を有する。張出
部１５は、リブ状の補強部材を基礎台１０から張り出さ
せつつ基礎台１０に埋設し、この補強部材に鋼板を敷設
して形成される。そして、軸受１３０は、この張出部１
５にて基礎台１０に保持される。これにより、ロータ１
１０のスパンを狭めて、タービン稼働時におけるロータ
１１０の振動を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蒸気タービンに
関し、更に詳しくは、タービン稼働時におけるロータの
振動を効果的に抑制し得る蒸気タービンに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１５は、従来の蒸気タービンの要部構
成を示す側面断面図である。この蒸気タービン１００
は、ロータ１１０と、基礎台１２０と、軸受１３０とを
含み構成される。ロータ１１０は、タービン翼１１１を
有し、車室１１２に挿通されて設置される。基礎台１２
０は、柱状を有し、車室１１２の前後にコンクリートを
打設して形成される。軸受１３０は、基礎台１２０頂部
に台板１３１を水平に敷設し、この台板１３１上に固定
設置されて、ロータ１１０を車室１１２外部にて前後か
ら支持する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、近年の１００
万キロワットクラスの蒸気タービンでは、ロータ１１０
が大型化する一方でその剛性が不足し、タービン稼働時
にてロータ１１０が振動して、タービン翼１１１や車室
１１２を壊損させる問題点があった。しかしながら、従
来の蒸気タービン１００では、かかる振動の抑制に関す
る研究はあまりなされていない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】ここで、発明者らの研究
によれば、ロータ１１０の振動は、ロータ１１０を支持
する軸受１３０，１３０間の距離を狭めれば、効果的に
抑制されることが判明している。しかしながら、蒸気タ
ービンは、通常、車室１１２下方に復水室（図示省略）
を有するため、基礎台１２０，１２０の設置間隔には限
界があり、その結果、軸受１３０，１３０間の距離も一
定以上は狭められないという問題点がある。また、旧来
のように、車室１１２によりロータ１１０を支持する構
成もあるが、近年の大型蒸気タービンでは、ロータ１１
０の重量も大きいため、車室１１２自体の剛性が不足し
てロータ１１０を支持しきれないという問題点がある。

【０００５】そこで、この発明にかかる蒸気タービン
は、タービン翼を有するロータと、前記ロータを支持す
る軸受と、前記ロータの軸方向であって前記タービン翼
側に張り出した張出部を備えると共に、当該張出部にて
前記軸受を保持する基礎台とを含む。

【０００６】この発明では、基礎台に張出部を設け、こ
の張出部にて軸受を保持する。これにより、張出部を設
けない場合と比較して、張出部の分だけロータの支持間
隔を狭められるので、タービン稼働時におけるロータの
振動を抑制できる利点がある。なお、張出部の材質およ
び形状は、特に限定がなく、軸受部を張り出した状態に
て保持できるものであればよい。例えば、断面三角形状
を有する鋼製の張出部としてもよい。これにより、基礎
台がコンクリート製の場合にも、軸受を強固に保持でき
る利点がある。また、張出部は、軸受の底面全部を保持
する場合に限られず、その一部のみを保持してもよい。

【０００７】また、この発明にかかる蒸気タービンは、
上記蒸気タービンにおいて、前記張出部は、前記基礎台
の上部に、前記ロータの軸方向であって前記タービン翼
側に張り出して敷設される鋼板その他の板状部材と、前
記板状部材が張り出した部分を補強する補強部材とを含
み構成される。

【０００８】この発明では、張出部を、鋼板その他の板
状部材と、この板状部材を補強する補強部材とで構成し
た。これにより、ロータの振動に対する張出部の耐久性
が向上する。ここで、張出部の振動耐久性が、敷設した
板状部材の如何なる作用により向上するかは詳細には不
明である。しかしながら、発明者らの研究によれば、か
かる構成とすれば一定の確実性をもって張出部の振動耐
久性を向上できることが判明している。なお、この発明
において、板状部材は、基礎台全体に渡って敷設しても
よいし、張り出した部分のみに敷設してもよい。また、
板状部材の材質は特に限定がなく、一般的な鋼板を用い
てもよいし、同一の作用効果を有する他の均等材料を用
いてもよい。

【０００９】また、この発明にかかる蒸気タービンは、
タービン翼を有するロータと、前記ロータを支持する軸
受と、前記ロータの軸方向であって前記タービン翼側に
張り出した張出部を備えると共に、当該張出部にて前記
軸受を保持する基礎台とを含み、且つ、前記張出部は、
リブ状の補強部材を前記基礎台から張り出させつつ前記
基礎台に埋設すると共に、当該補強部材に鋼板を敷設し
て形成される。

【００１０】この発明において、張出部は、リブ状の補
強部材を基礎台に埋設し、この補強部材に鋼板を敷設し
て形成されるので、基礎台との一体性が高く、ロータの
振動に対して軸受を安定的に保持できる利点がある。ま
た、鋼板を敷設しない場合と比較して、振動に対する張
出部の耐久性をより高められる利点がある。

【００１１】また、この発明にかかる蒸気タービンは、
タービン翼を有するロータと、前記ロータを支持する軸
受と、前記ロータの軸方向であって前記タービン翼側に
張り出した張出部を備えると共に、当該張出部にて前記
軸受を保持する基礎台とを含み、且つ、前記張出部は、
前記基礎台に埋設された基礎部材に、補強部材を前記基
礎台から張り出させつつ取り付けると共に、当該補強部
材に鋼板を敷設して形成される。

【００１２】この発明において、張出部は、基礎台に基
礎部材を埋設し、この基礎部材に補強部材を基礎台から
張り出させつつ取り付け、さらに、この補強部材に鋼板
を敷設して形成される。したがって、補強部材を基礎台
に埋設して張出部を形成する上記蒸気タービンと比較し
て、張出部の着脱が容易という利点がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、以下に示す実
施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易な
もの、或いは実質的同一のものが含まれる。

【００１４】（実施の形態）図１は、この発明の実施の
形態にかかる蒸気タービンの要部構成を示す側面断面図
である。また、図２は、図１に記載した蒸気タービンの
基礎台付近を示す拡大断面図であり、図３は、図２に記
載した基礎台を示す斜視図である。同図において、上記
従来の蒸気タービン１００と同一の構成要素には同一の
符号を付し、その説明を省略する。この蒸気タービン１
は、ロータ１１０と、基礎台１０と、軸受１３０とを含
み構成される。基礎台１０は、車室１１２の前後近傍に
１台ずつそれぞれ設置される。基礎台１０は、コンクリ
ート部１１の上部に補強部材１２を埋設し、さらに、そ
の上に長方形の鋼板１３を敷設して構成される。コンク
リート部１１は、コンクリートを柱状に打設して形成さ
れ、ほぼ平坦な頂部を有する。補強部材１２は、略長方
形の板状形状を有し、コンクリート部１１の上面にその
面を立てつつ、複数枚、埋設される。このとき、補強部
材１２は、その端部がロータ１１０の軸方向であってタ
ービン翼１１１側（車室１１２側）に張り出すように埋
設される。また、補強部材１２の張り出した部分は略三
角形状を有し、上方からの加重を効果的に支持し得る形
状となっている。

【００１５】鋼板１３は、この補強部材１２をリブとし
て、補強部材１２が張り出した部分を覆いつつコンクリ
ート部１１の頂部をロータ１１０の軸方向に覆って敷設
される。これにより、コンクリート部１１には、タービ
ン翼１１１側に張り出した張出部１５が形成される。な
お、実際の工程では、補強部材１２と鋼板１３とは、当
初から溶接により一体化され、一時にコンクリート部１
１に埋設される。また、補強部材１２の中央部には、コ
ンクリートを注入する複数の孔１４が設けられる。な
お、図４〜図７に、補強部材１２及び鋼板１３を一体化
した構造物を示す斜視図（図４）、側面図（図５）、正
面図（図６）及び背面図（図７）を示す。鋼板１３上に
は、鋼製の台板１６が水平に配置され、さらに、鋼板１
３との間にグラウト１７を充填されて固定される。軸受
１３０は、この水平な台板１６上に固定保持されて、タ
ービンのロータ１１０を支持する。このとき、軸受１３
０は、ロータ１１０のスパンを狭めるように、基礎台１
０の張出部１５にて、タービン翼１１１側に寄せて設置
される（図１及び図２参照）。すなわち、軸受１３０
は、基礎台１０の張出部１５に乗せて設置されることに
より、ロータ１１０をタービン翼１１１寄りで支持し、
張出部１５を設けない場合と比較して、ロータ１１０の
支持間隔を狭める。これにより、タービン稼働時におけ
るロータ１１０の振動が抑制される。

【００１６】この実施の形態によれば、基礎台１０に張
出部１５を設け、この張出部１５に軸受１３０を設置す
ることによりロータ１１０の支持間隔を狭めたので、張
出部１５を設けない場合と比較して、タービン稼働時に
おけるロータ１１０の振動を効果的に抑制できる利点が
ある。また、張出部１５を、鋼板１３と補強部材１２と
で構成したので、より強固に軸受１３０を保持してロー
タ１１０の振動を効果的に抑制できる。

【００１７】なお、この実施の形態では、補強部材１２
を鋼製としたが、これは、コンクリート製とする場合と
比較して、軸受１３０を支持する基礎台１０の強度が増
加し、振動に対する耐久性が向上する点で好ましい。し
かし、これに限らず、補強部材１２は、振動に対する耐
久性を有する限り、鋼以外の均等材料により形成しても
よい。

【００１８】また、この実施の形態では、基礎台１０の
コンクリート部１１から張り出した補強部材１２の形状
は、略三角形状であるが、これは、軸受１３０からの加
重を効果的に分散できる点で好ましい。しかし、これに
限らず、張り出した部分は他の形状としてもよい。例え
ば、補強部材１２を単純な長方形とした結果、コンクリ
ート部１１から張り出した部分が、四角形となってもよ
いし、台形その他任意の幾何学的形状としてもよい。

【００１９】また、この実施の形態では、板状の補強部
材１２を用いたが、これに限らず、柱状、ブロック状、
パイプ状その他任意形状の部材を用いてよい。すなわ
ち、補強部材１２は、張出部１５に軸受１３０からの加
重を支持し、また、その振動に耐え得る強度を与えるも
のであればよい。

【００２０】また、この実施の形態では、基礎台１０上
部に鋼板１３を敷設したが、これは、基礎台１０の振動
に対する耐久性を高められる点で好ましい。しかし、こ
れに限らず、この鋼板１３を省略し、補強部材１２上に
直接台板１６を敷設する構成としてもよい。かかる構成
によっても、軸受１３０によるロータ１１０の支持間隔
を狭めて、振動に対する耐久性を高められる利点があ
る。

【００２１】また、この実施の形態では、鋼板１３を、
補強部材１２が張り出した部分のみならずコンクリート
部１１までも覆って敷設したが、これは、軸受１３０か
らの加重を分散させて、振動に対する耐久性を高められ
る点で好ましい。しかし、これに限らず、鋼板１３は、
補強部材１２が張り出した部分のみを覆って敷設しても
よい。発明者らの研究によれば、かかる構成でも、振動
に対する耐久性が向上することが判明している。

【００２２】また、この実施の形態では、張出部１５の
形状、構造、大きさを限定していない。すなわち、張出
部１５は、軸受１３０、１３０の支持間隔を狭める点に
主たる作用を有し、かかる作用を有する限り、その形状
等に限定はない。したがって、張出部１５の形状等は、
適用される蒸気タービンの仕様等に応じて当業者自明の
範囲内で適宜設計変更してよい。ただし、張出部１５
は、軸受１３０からの加重および振動に耐え得る構造を
有することを要する。

【００２３】（変形例）図８は、上記実施の形態にかか
る蒸気タービンの変形例を示す要部断面図であり、図９
は、図８に記載した基礎台を示す組立斜視図である。同
図において、上記実施の形態の蒸気タービン１００と同
一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略す
る。この蒸気タービン２では、コンクリート部１１に鋼
製の基礎金具２１を埋設し、この基礎金具２１に鋼製の
補強部材２２を鋼板１３と共に取り付けて、基礎台２０
の張出部２５を形成する。基礎金具２１は、長方形状の
板状部材の表面に板状の突出部２１ａを複数有し、ま
た、その背面に鍵状断面のアンカー部２１ｂを複数有す
る。図１０〜図１２に、この基礎金具２１の正面図（図
１０）、側面図（図１１）および背面図（図１２）を示
す。基礎金具２１は、アンカー部２１ｂをコンクリート
部１１の上方側面であってタービン翼１１１側に埋設さ
れ、突出部２１ａを、その板状面をロータ１１０の軸方
向に立てて設置される（図８および図９参照）。

【００２４】補強部材２２は、台形の板状部材から成
り、鋼板１３の底面にその面を立てつつ配列され溶接に
より固定される。図１３および図１４に、鋼板１３と一
体化された補強部材２２を示す側面図（図１３）および
正面図（図１４）を示す。この補強部材２２および鋼板
１３は、補強部材２２にて基礎金具２１の突出部２１ａ
にボルト結合され、鋼板１３をコンクリート部１１の上
面に敷設しつつ固定される（図８および図９参照）。こ
れにより、コンクリート部１１には、タービン翼１１１
側に張り出した張出部２５が形成される。また、軸受１
３０は、この鋼板１３上にグラウト１７を充填しつつ台
板１６を水平に配置し、この台板１６上に固定設置され
る。また、軸受１３０は、基礎台２０の張出部２５上に
てタービン翼１１１側寄りに位置し、ロータ１１０のス
パンを狭めるように設置される。これにより、タービン
稼働時におけるロータ１１０の振動を抑制できる。

【００２５】この変形例によれば、コンクリート部１１
に基礎金具２１のみを埋設し、この基礎金具２１に補強
部材２２および鋼板１３を固定して張出部２５を形成す
る。かかる構成によっても、軸受１３０の設置間隔を狭
めてロータ１１０の振動を抑制できる利点がある。ま
た、この変形例では、補強部材２２を後付けして設置す
るので、上記実施の形態と比較して、張出部２５を安価
に形成できる利点がある。また、事後的な張出部２５の
除去も容易である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
蒸気タービンによれば、基礎台に張出部を設け、この張
出部にて軸受を保持するので、張出部を設けない場合と
比較して、張出部の分だけロータの支持間隔を狭められ
るので、タービン稼働時におけるロータの振動を抑制で
きる利点がある。

【００２７】また、この発明にかかる蒸気タービンによ
れば、上記蒸気タービンにおいて、張出部を、鋼板その
他の板状部材と、この板状部材を補強する補強部材とで
構成したので、ロータの振動に対する張出部の耐久性を
向上させ得る。

【００２８】また、この発明にかかる蒸気タービンによ
れば、張出部は、リブ状の補強部材を基礎台に埋設し、
この補強部材に鋼板を敷設して形成されるので、基礎台
との一体性が高く、ロータの振動に対して軸受を安定的
に保持できる利点がある。また、鋼板を敷設しない場合
と比較して、振動に対する張出部の耐久性をより高めら
れる利点がある。

【００２９】また、この発明にかかる蒸気タービンによ
れば、張出部は、基礎台に基礎部材を埋設し、この基礎
部材に補強部材を基礎台から張り出させつつ取り付け、
さらに、この補強部材に鋼板を敷設して形成される。し
たがって、補強部材を基礎台に埋設して張出部を形成す
る上記蒸気タービンと比較して、張出部の事後的な除去
が容易という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態にかかる蒸気タービンの
要部構成を示す側面断面図である。

【図２】図１に記載した蒸気タービンの基礎台付近を示
す拡大断面図である。

【図３】図２に記載した基礎台を示す斜視図である。

【図４】補強部材および鋼板を一体化した構造物を示す
斜視図である。

【図５】補強部材および鋼板を一体化した構造物を示す
側面図である。

【図６】補強部材および鋼板を一体化した構造物を示す
正面図である。

【図７】補強部材および鋼板を一体化した構造物を示す
背面図である。

【図８】上記実施の形態にかかる蒸気タービンの変形例
を示す要部断面図である。

【図９】図８に記載した基礎台を示す組立斜視図であ
る。

【図１０】図８および図９に記載した基礎金具を示す正
面図である。

【図１１】図８および図９に記載した基礎金具を示す側
面図である。

【図１２】図８および図９に記載した基礎金具を示す背
面図である。

【図１３】鋼板と一体化された補強部材を示す側面図で
ある。

【図１４】鋼板と一体化された補強部材を示す正面図で
ある。

【図１５】従来の蒸気タービンの要部構成を示す側面断
面図である。

【符号の説明】

１蒸気タービン１０基礎台１２補強部材１３鋼板１５張出部２０基礎台２１基礎金具２２補強部材２５張出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梅只功東京都千代田区丸の内二丁目５番１号三菱重工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タービン翼を有するロータと、前記ロータを支持する軸受と、前記ロータの軸方向であって前記タービン翼側に張り出
した張出部を備えると共に、当該張出部にて前記軸受を
保持する基礎台と、を含む蒸気タービン。
【請求項２】前記張出部は、前記基礎台の上部に、前記ロータの軸方向であって前記
タービン翼側に張り出して敷設される鋼板その他の板状
部材と、前記板状部材が張り出した部分を補強する補強部材と、
を含み構成される請求項１に記載の蒸気タービン。
【請求項３】タービン翼を有するロータと、前記ロータを支持する軸受と、前記ロータの軸方向であって前記タービン翼側に張り出
した張出部を備えると共に、当該張出部にて前記軸受を
保持する基礎台と、を含み、且つ、前記張出部は、リブ状の補強部材を前記基礎台から張り
出させつつ前記基礎台に埋設すると共に、当該補強部材
に鋼板を敷設して形成される蒸気タービン。
【請求項４】タービン翼を有するロータと、前記ロータを支持する軸受と、前記ロータの軸方向であって前記タービン翼側に張り出
した張出部を備えると共に、当該張出部にて前記軸受を
保持する基礎台と、を含み、且つ、前記張出部は、前記基礎台に埋設された基礎部材に、補
強部材を前記基礎台から張り出させつつ取り付けると共
に、当該補強部材に鋼板を敷設して形成される蒸気ター
ビン。