JP2011231691A - 蒸気タービンの車室構造 - Google Patents

Abstract

【課題】排気損失等を増大させることなく真空調整運転を不要にして、高真空度運転による発電利得の向上を実現できること。
【解決手段】タービンロータを収容する低圧車室１１の外部車室１５が、外部車室上半２２と外部車室下半２３に分割され、外部車室上半は、胴板２６と、この胴板の両端に設けられる端板２７と、これら胴板及び端板の下端に設けられる水平フランジ部上半２４と、この水平フランジ部上半と端板間に設けられる軸受支持部上半２８とを備えてなり、水平フランジ部上半と外部車室下半の水平フランジ部下半２５とが結合され、軸受支持部上半と外部車室下半の軸受支持部下半３３とが結合されて外部車室１５が構成され、軸受支持部下半によりタービンロータの荷重が支持される蒸気タービンの車室構造であって、外部車室上半２２では、端板２７の下端が可撓性部材３０を介して、軸受支持部上半２８と水平フランジ部上半２２に接合されたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蒸気タービンの車室構造に関する。

蒸気タービンとは、ボイラーもしくは原子炉（以降、蒸気源と記載する）で発生させた蒸気の熱エネルギを機械的仕事に変換する原動機である。原子力または火力発電用大出力のタービンにおいては、蒸気源側の高圧部と復水器側の低圧部の温度・圧力の条件により、要求される材料仕様が異なることと、蒸気通路部面積の差異とから、一般的には少なくとも高圧タービンと低圧タービンによる複数気筒構成となり、低圧タービンからの排気が復水器に直接排出される復水タービンの形式が採用される。

低圧タービンでは、ノズル及び羽根を収める内部車室と、排気通路を構成する外部車室とを有する２重車室構造が一般的である。特に、発電プラント用の排気流量が多い大出力タービンにおいては、外部車室が大型化するためパッキン及び軸受を外部車室に設けることが多い。

ここで、従来の低圧タービンの低圧車室の構造を、図１２及び図１３を用いて説明する。

低圧タービン１００は、低圧車室１０１内にタービンロータ１０２が収容されて構成される。このうち、低圧車室１０１は、タービンロータ１０２の羽根などを覆う内部車室１０３と、この内部車室１０３の外側に配置された外部車室１０４とを備えてなり、これらの内部車室１０３と外部車室１０４との間に排気通路１０５が形成される。

外部車室１０４に設けられた蒸気入口管１０６から内部車室１０３の入口蒸気室１０７に蒸気が導入され、この蒸気が図１０の矢印Ｒに示すように、蒸気通路部１０８を流れてタービンロータ１０２を回転させた後、排気通路１０５内を流れ、その後図示しない復水器へ導かれる。

外部車室１０４は、外部車室上半１０９と外部車室下半１１０に分割され、これらの外部車室上半１０９と外部車室下半１１０とが、それぞれの水平フランジ部上半１１１、水平フランジ部下半１１２でボルト結合されて外部車室１０４が構成される。この外部車室１０４は、復水器に連通して、この復水器と同程度の真空状態に保持される。

外部車室上半１０９は、半円筒形状の胴板１１３と、この胴板１１３の両端に溶着された端板１１４と、これらの胴板１１３及び端板１１４の下端に溶着された前記水平フランジ部上半１１１と、この水平フランジ部上半１１１と端板１１４に溶着された軸受支持部上半１１５とを備えてなる。

また、外部車室下半１１０は、対向配置された一対の側板１１６と、これらの側板１１６の両端に溶着された一対の端板１１７と、これらの側板１１６及び端板１１７のそれぞれの上端に溶着された前記水平フランジ部半１１２と、この水平フランジ部１１２と端板１１７に溶着された軸受支持部下半１１８とを備えてなる。

外部車室上半１０９と外部車室下半１１０が、前述のごとく、それぞれの水平フランジ部上半１１１、水平フランジ部下半１１２でボルト結合されて外部車室１０４が構成されるが、このとき、軸受支持部上半１１５と軸受支持部下半１１８もボルト結合されて、軸受支持部１１９が外部車室１０４の一構成要素として形成される。この軸受支持部１１９内に軸受１２０及びバッキン１２１が配設され、軸受１２０を介してタービンロータ１０２の荷重が軸受支持部１１９、特に軸受支持部下半１１８により支持される。

外部車室１０４は、外圧が復水器と同様な真空度となっているので、大気圧（真空荷重）の作用により変形する。特に外部車室上半１０９における端板１１４が、図１３の１点鎖線に示すように外部車室上半１０９の内側に撓むことで、この撓み変形が軸受支持部１１９及び外部車室下半１１０へ伝達され、軸受支持部下半１１８が図１３の１点鎖線に示すように下方へ倒れ込み、タービンロータ１０２の軸心がずれてしまう。

従来の低圧タービンでは、もっぱら外部車室１０４の剛性を高めることで、上述の真空荷重による変形に対処している。例えば、特許文献１及び２に記載のように、外部車室上半１０９の端板１１４に、タービンロータ１０２のロータ軸を中心に放射状に延びる防撓材が配置されたり、また図１２に示すように、外部車室上半１０９の端板１１４に格子状の防撓材１２２が配置されている。

特開２００９−２０９６９７号公報 特開２００２−２３５５０５号公報

真空荷重の作用で外部車室１０４、特に外部車室上半１０９の端板１１４が内側に撓む変形は、通常、地域ごとに経済性を考慮して定められた設計真空度を用いて、タービンロータ１０２の軸心ずれが許容値に収まるよう設計される。

しかしながら、実際の運用では、外部車室１０４内の真空度は、冷却水温度が低下する冬季に設計真空度よりも過大になってしまい、軸受支持部下半１１８の下方への倒れ込み量が著しくなってしまう。

軸受支持部下半１１８の上記変形は、パッキン１１９のラビング等による有害な振動の原因となる。このため、設計真空度よりも高真空で低圧タービン１００を運用する場合、振動レベルを監視しながらこの振動レベルが上昇しないように、例えば復水器内の非凝縮性ガスの濃度を上昇させることで真空度を調整する真空調整運転を実施している。

排気損失を低減させるために最終段翼長を長くした低圧タービン１００では、最高出力点が設計真空度よりも高真空側にあることと、特に原子力発電プラントの定格熱出力一定運転への移行により冬季の高真空度運転による発電利得の向上が可能になったこと等とがあるにも拘らず、上述のように有害な振動の発生を懸念して真空調整運転を実施し、真空度に制約を設けているため、高真空度運転による発電利得の向上の機会を失している。

設計真空度の上限を引き上げて、真空調整運転が必要ない低圧タービン１００とすれば上述の課題は解決されるが、従来技術のまま設計真空度を引き上げた場合には、外部車室１０４の剛性確保の大部分を内部補強に依存することになってしまう。この結果、外部車室１０４において、排気損失の増大や車室質量の増大による材料及び製造コストの上昇を招いてしまう。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、排気損失や車室重量を増大させることなく真空調整運転を不要にして、高真空度運転による発電利得の向上を実現できる蒸気タービンの車室構造を提供することにある。

本発明は、タービンロータを収容する車室が内部車室と外部車室を有してなり、前記外部車室が、前記タービンロータのロータ軸を通る水平面で外部車室上半と外部車室下半に分割され、前記外部車室上半は、半筒形状の胴板と、この胴板の両端に設けられる端板と、これら胴板及び端板のそれぞれの下端に設けられる水平フランジ部上半と、この水平フランジ部上半と前記端板間に設けられる軸受支持部上半とを備えてなり、前記水平フランジ部上半と前記外部車室下半の水平フランジ部下半とが結合され、前記軸受支持部上半と前記外部車室下半の軸受支持部下半とが結合されて、前記外部車室が構成され、前記軸受支持部下半により前記タービンロータの荷重が支持される蒸気タービンの車室構造であって、前記外部車室上半では、前記端板の下端が可撓性部材を介して、前記軸受支持部上半と前記水平フランジ部上半とに接合されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、外部車室上半の端板が真空荷重により内側に撓んでも、その撓み変形が可撓性部材により吸収されて外部車室下半へ伝達されず、この外部車室下半の軸受支持部下半が下方へ倒れ込むことを抑制できる。このため、高真空度運転時に有害な振動の発生を防止でき、更に、排気通路を形成する外部車室下半に補強部材を追加する必要がない。従って、排気損失や車室重量を増大させることなく真空調整運転を不要にできるので、高真空度運転による発電利得の向上を実現できる。

本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第１の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図。 図１の低圧タービンを示す側断面図。 本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第２の実施の形態おける低圧タービンの低圧車室を示す斜視図。 本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第３の実施の形態における低圧タービンを示し、（Ａ）が部分側断面図、（Ｂ）が図４（Ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。 本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第４の実施の形態における低圧タービンを示し、（Ａ）が部分側断面図、（Ｂ）が図５（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿う断面図。 本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第５の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図。 本発明に係る蒸気タービンの低圧車室における第６の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図。 本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第７の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図。 本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第８の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図。 本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第９の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図。 本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第１０の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図。 従来の低圧タービンの低圧車室を示す斜視図。 図１２の低圧タービンを示す側断面図。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。

［Ａ］第１の実施の形態（図１、図２）
図１及び図２に示すように、蒸気タービンにおける低圧タービン１０は、圧力容器である低圧車室１１内にタービンロータ１２が収容されて構成される。このうち、低圧車室１１は、タービンロータ１２の羽根（動翼）２０等を覆う内部車室１４と、この内部車室１４の外側に配置された外部車室１５とを備えてなり、これらの内部車室１４と外部車室１５との間の空間が排気通路１６として形成される。

内部車室１４は、鋼板溶接構造で上半部と下半部との２分割構造となっており、それぞれの水平フランジ部（不図示）がボルト結合される。この内部車室１４の内部に、入口蒸気室１７、蒸気通路部１８等が形成される。内部車室１４の蒸気通路部１８にノズル板（静翼）１９が設置され、このノズル板１９が、タービンロータ１２に植設された羽根２０（動翼）と共にタービン段落を構成する。入口蒸気室１７には、外部車室１５を貫通する蒸気入口管２１が接続されている。この蒸気入口管２１と外部車室１５との間に、ベローズなどが配設されて気密性が保持される。

外部車室１５に設けられた蒸気入口管２１から内部車室１４の入口蒸気室１７に蒸気が導入されると、この蒸気は、図２の矢印Ｐに示すように、蒸気通路部１８を流れてタービンロータ１２を回転させた後、排気通路１６内へ流れ、その後図示しない復水器へ導かれる。

低圧車室１１の外部車室１５は、鋼板溶接構造であり、タービンロータ１２のロータ軸Ｏを通る水平面で外部車室上半２２と外部車室下半２３に分割される。これらの外部車室上半２２と外部車室下半２３とが、それぞれの水平フランジ部上半２４、水平フランジ部半２５でボルト結合されて外部車室１５が構成される。この外部車室１５は復水器（不図示）と連通し、この復水器と同程度の真空状態に保持される。また、この外部車室１５は、図示しないキーにより内部車室１４を固定する。

外部車室上半２２は、タービンロータ１２のロータ軸Ｏ方向に延びる略半円筒形状の胴板２６と、この胴板２６におけるロータ軸Ｏ方向の両端に固着（例えば溶着）して設けられた略半円板形状の一対の端板２７と、胴板２６の下端に固着（例えば溶着）して設けられると共に、端板２７の下端に可撓性部材３０（後述）を介して接合して設けられた前記水平フランジ部上半２４と、この水平フランジ部上半２４と端板２７との間で、水平フランジ部上半２４に固着（例えば溶着）して設けられると共に、端板２７に可撓性部材３０を介して接合して設けられた軸受支持部上半２８と、を備えてなる。

外部車室下半２３は、タービンロータ１２を挟んで対向配置され、且つタービンロータ１２のロータ軸Ｏ方向に延出された長方形形状の一対の側板３１と、これらの側板３１におけるロータ軸Ｏ方向の両端に固着（例えば溶着）して設けられた長方形形状の一対の端板３２と、側板３１及び端板３２のそれぞれの上端に固着（例えば溶着）して設けられた前記水平フランジ部下半２５と、この水平フランジ部下半２５と端板３２との間に固着（例えば溶着）して設けられた軸受支持部間３３と、を備えてなる。

この外部車室下半２３は、側板３１及び端板３２に固着（例えば溶着）されたフートプレート３７によってタービン基礎台３８のソールプレート３９に載置される。外部車室下半２３のフートプレート３７とタービン基礎台３８のソールプレート３９とは潤滑されており、熱膨張が可能な構成になっている。但し、フートプレート３７の側板３１側と端板３２側に設けられたセンターキー４０により、外部車室１５はタービンロータ１２のロータ軸Ｏとのアライメントが確保される。

外部車室上半２２と外部車室下半２３は、前述のごとく、それぞれの水平フランジ部上半２４、水平フランジ部下半２５がボルト結合されて外部車室１５が構成される。このとき、軸受支持部上半２８と軸受支持部下半３３がボルト結合されて軸受支持部３４が、外部車室１５の一構成要素として形成される。この軸受支持部３４内に軸受３５及びパッキン３６が配置される。軸受３５を介してタービンロータ１２の荷重が軸受支持部３４、特に軸受支持部下半３３により支持される。

タービンロータ１２は、内部車室１４及び外部車室１５の中心を貫通して配置され、外部車室１５の貫通部である軸受支持部３４に配置されたパッキン３６によって、大気の外部車室１５内への侵入が防止される。このパッキン３６は、シール蒸気を用いる非接触式のラビリンスパッキンである。また、タービンロータ１２と内部車室１４及び外部車室１５との軸心調整は、タービンロータ１２の据付時にタービンロータ１２の重量による軸受３５の沈み込み等を考慮して実施される。

外部車室１５は、内圧が復水器と同様な真空度になるので、外圧である大気圧（真空荷重）によって撓み変形し易い。この撓み変形を抑制するために、外部車室上半２２には胴板２６に補強リブ４１が設置されている。また、外部車室下半２３は、上述の真空荷重の他、内部車室１４、タービンロータ１２及び外部車室上半２２の荷重を支持する。このため、水平フランジ部下半２５とフートプレート３７との間の側板３１及び端板３２に補強リブ４２が設置される他、外部車室下半２３の内部に多数の補強板４３や、図示しないパイプステーが配置されて外部車室下半２３が補強されている。

ところで、図１に示すように、外部車室１５における外部車室上半２２では、前述のごとく、端板２７の下端は、軸受支持部上半２８と水平フランジ部上半２４に固着（例えば溶着）されず、ベローズなどの可撓性部材３０を介して軸受支持部上半２８と水平フランジ部上半２４にそれぞれ接合されている。このため、外部車室上半２２の端板２７が真空荷重により外部車室１５の内側に撓んだ場合、この撓み変形が可撓性部材３０の変形により吸収されて軸受支持部３４及び外部車室下半２３へ伝達されない構造となっている。更に、端板２７と軸受支持部上半２８及び水平フランジ部上半２４とは、可撓性部材３０により気密性が確保されている。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）を奏する。

（１）外部車室上半２２では、端板２７の下端が可撓性部材３０を介して軸受支持部上半２８と水平フランジ部上半２４にそれぞれ接合されている。このため、外部車室上半２２の端板２７が真空荷重により内側に撓んでも、その撓み変形が可撓性部材３０により吸収されて軸受支持部３４及び外部車室下半２３へ伝達されず、この外部車室下半２３の軸受支持部下半３３が下方へ倒れ込むことを抑制できる。この結果、高真空度運転時に有害な振動の発生を防止でき、更に、排気通路１６を形成する外部車室下半２３に補強部材を追加する必要がない。従って、外部車室１５内の真空度の低下を抑制する真空調整運転を、排気損失や車室重量を増大させることなく不要にできるので、高真空度運転による発電利得の向上を実現できる。

［Ｂ］第２の実施の形態（図３）
図３は、本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第２の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の外部車室４７が前記第１の実施の形態の外部車室１５（図１）と異なる点は、外部車室上半４８において、端板２７の下端が可撓性部材３０を介して軸受支持部上半２８と水平フランジ部上半２４に接合される他、胴板２６の下端が可撓性部材３０を介して水平フランジ部上半２４に接合された点である。

このような外部車室４７では、外部車室上半４８の胴板２６及び端板２７が真空荷重により外部車室４７の内側に撓み変形した場合、これらの撓み変形が可撓性部材３０の変形により吸収されて、軸受支持部３４及び外部車室下半２３へ伝達されることが確実に防止される。更に、端板２７と軸受支持部上半２８及び水平フランジ部上半２４との気密、胴板２６と水平フランジ部上半２４との気密は、ともに可撓性部材３０により確保される。

従って、本実施の形態によれば、次の効果（２）を奏する。

（２）外部車室上半４８では、端板２７の下端が可撓性部材３０を介して軸受支持部上半２８と水平フランジ部上半２４にそれぞれ接合され、更に胴板２６の下端が可撓性部材３０を介して水平フランジ部上半２４に接合されている。このため、外部車室上半４８の端板２７及び胴板２６が真空荷重により内側に撓み変形した場合にも、その撓み変形が可撓性部材３０により吸収されて軸受支持部３４及び外部車室下半２３へ伝達されず、この外部車室下半２３の軸受支持部下半３３が下方へ倒れ込むことをより一層抑制できる。この結果、高真空度運転時に有害な振動の発生を防止でき、更に、排気通路１６を形成する外部車室下半２３に補強部材を追加する必要がない。従って、外部車室４７内の真空度の低下を抑制する真空調整運転を、排気損失や車室重量を増大させることなく不要にできるので、高真空度運転による発電利得の向上を実現できる。

［Ｃ］第３の実施の形態（図４）
図４は、本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第３の実施の形態における低圧タービンを示し、（Ａ）が部分側断面図、（Ｂ）が図４（Ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の外部車室５０が前記第１の実施の形態の外部車室１５（図１）と異なる点は、外部車室上半５１の端板２７の下端が軸受支持部上半２８と水平フランジ部上半２４に固着（例えば溶着）されると共に、外部車室下半５２の軸受支持部下半５３の強度を高めて軸受支持部５４の剛性を向上させた点である。

つまり、軸受支持部下半５３は、外部車室下半５２の端板３２に固着（例えば溶着）して接続される略半円錐台形状の強度メンバー５５と、この強度メンバー５５におけるロータ軸Ｏを挟む左右の外側に配設されて排気を案内し整流するフェアリング５６と、を有して構成される。

上記強度メンバー５５は、外部車室下半５３の端板３２に接続される下端縁５５Ａがフェアリング５６の外周縁５６Ａに連続する位置まで下方へ延出して構成される。従って、強度メンバー５５は、従来のフェアリングが配設されていた位置αまで延出されることになり、この延出された下端縁５５Ａにはフェアリング５６が配設されない構成となっている。

外部車室上半５１の軸受支持部上半２８は、従来と同様に、略半円錐台形状の強度メンバー５７と、この強度メンバー５７が端板２７に固着（例えば溶着）して接続される箇所の全ての外側に配設されて、排気を案内し整流するフェアリング５８と、を有して構成される。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（３）及び（４）を奏する。

（３）軸受支持部下半５３の強度メンバー５５は、外部車室下半５３の端板３２に接続される下端縁５５Ａがフェアリング５６の外周縁５６Ａに連続する位置まで下方へ延出して構成されている。このため、軸受支持部下半５３の強度が高められて、軸受支持部５４の剛性、特に上下方向の剛性が向上する。従って、外部車室５０全体の剛性が向上し、この外部車室５０に作用する真空荷重によっても、軸受支持部５４（特に軸受支持部下半５３）が下方へ倒れ込む変形を防止できる。

この結果、高真空度運転時に有害な振動の発生を防止でき、更に排気通路１６を形成する外部車室下半５２に補強部材を追加する必要がない。従って、排気損失や車室重量を増大させることなく真空調整運転を不要にできるので、高真空度運転による発電利得の向上を実現できる。

（４）軸受支持部下半５３の強度メンバー５５が下方に限定して延出され、タービンロータ１２のロータ軸Ｏを挟む左右方向に延出されることがないので、厚板構造の強度メンバー５５の増加量が少なく、外部車室５０の製造コストに対する影響を低減できる。

［Ｄ］第４の実施の形態（図５）
図５は、本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第４の実施の形態における低圧タービンを示し、（Ａ）が部分側断面図、（Ｂ）が図５（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。この第５の実施の形態において、前記第１及び第３の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の外部車室６０が前記第３の実施の形態の外部車室５０（図４）と異なる点は、外部車室下半６１の軸受支持部下半６２における強度メンバー６３が、軸受支持部下半６２の内側（即ち、軸受支持部６４の内側）に凸の湾曲面形状に形成された点である。

つまり、軸受支持部下半６２の強度メンバー６３は、略半円錐台形状で、外部車室下半６１の端板３２に接続される下端縁６３Ａがフェアリング５６の外周縁５６Ａに連続する位置まで延出されると共に、排気の流れに沿うように、軸受支持部下半６２の内側に凸の湾曲面形状に形成される。

従って、本実施の形態によれば、前記第３の実施の形態の効果（３）及び（４）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）を奏する。

（５）軸受支持部下半６２の強度メンバー６３が、排気の流れに沿うように軸受支持部下半６２の内側に凸の湾曲面形状に形成されたことから、軸受支持部下半６２の強度メンバー６３が下方に延出された場合にも、排気損失を良好に低減できる。

［Ｅ］第５の実施の形態（図６）
図６は、本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第５の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図である。この第５の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の外部車室６５が前記第１の実施の形態の外部車室１５（図１）と異なる点は、外部車室上半６６の端板２７の下端が軸受支持部上半２８及び水平フランジ部上半２４に固着（例えば溶着）されると共に、この端板２７に第１防撓材６７と、他の防撓材としての第２防撓材６８が固着（例えば溶着）して配置された点である。

つまり、端板２７に固着して配置される第１防撓材６７は、タービンロータ１２のロータ軸Ｏに直交して水平方向に延び、両端が胴板２６に支持されて両端支持梁構造に構成される。更にこの第１防撓材６７は、断面係数が大きく設定され、例えばＨ型断面形状のフェイスプレート付き梁、またはコ字型断面形状のボックス梁などが好ましい。

また、同じく端板２７に固着して配置される第２防撓材６８は、第１防撓材６７に交差して接続され、端板２７に作用する真空荷重を第１防撓材６７に効果的に伝達させるように構成されている。例えば、この第２防撓材６８は、第１防撓材６７に直交して複数本配置される。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（６）を奏する。

（６）外部車室上半６６では、端板２７に、両端が胴板２６に接続されて両端支持梁構造に構成された第１防撓材６７が配置されると共に、この第１防撓材６７に接続される第２防撓材６８が配置されている。このため、端板２７の剛性が高められ、この端板２７の真空荷重による撓み変形を低減できるので、外部車室下半２３の軸受支持部下半３３が下方へ倒れ込むことを抑制できる。

この結果、高真空度運転時に有害な振動の発生を防止でき、更に排気通路１６を形成する外部車室下半２３に補強部材を追加する必要がない。従って、排気損失や車室重量を増大させることなく真空調整運転が不要になるので、高真空度運転による発電利得の向上を実現できる。

［Ｆ］第６の実施の形態（図７）
図７は、本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第６の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図である。この第６の実施の形態において、前記第１及び第５の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の外部車室７０が前記第５の実施の形態の外部車室６５（図６）と異なる点は、外部車室上半７１の端板７２に切欠き７３が形成され、更に第１防撓材７４が連結部材７５により連結された点である。

つまり、切欠き７３は、外部車室上半７１の端板７２における軸受支持部上半２８に対応する位置に、軸受３５調整用に形成されている。また、第１防撓材７４は、ロータ軸Ｏに直交する水平方向に延びて端板２７に固着（例えば溶着）され、両端が胴板２６に支持される。この第１防撓材７４は、上記切欠き７３に対応する位置で左右に分断され、これらの分断部分が、着脱可能な連結部材７５により連結されて、両端支持梁構造に構成される。

これらの第１防撓材７４及び連結部材７５は、断面係数の大きな、例えばフェイスプレート付き梁またはボックス梁等にて構成される。また、この第１防撓材７４に、端板２７に固着（例えば溶着）された複数本の第２防撓材６８が交差して接続される。

従って、本実施の形態によれば、次の効果（７）を奏する。

（７）外部車室上半７１の端板７２に配置される第１防撓材７４が、切欠き７３に対応する位置で分断される場合にも、この分断部分が着脱可能な連結部材７５にて連結されるので、第１防撓材７４は、両端が胴板２６に支持された両端支持梁構造になり、第２防撓材６８と共に、外部車室上半７１の端板７２の剛性を高めることができる。このため、端板７２の真空荷重による撓み変形を低減できるので、外部車室下半２３の軸受支持部下半３３が下方へ倒れ込むことを抑制できる。

この結果、高真空度運転時に有害な振動の発生を防止でき、更に排気通路１６を形成する外部車室下半２３に補強部材を追加する必要がない。従って、排気損失や車室重量を増大させることなく真空調整運転を不要にできるので、高真空度運転による発電利得の向上を実現できる。

［Ｇ］第７の実施の形態（図８）
図８は、本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第７の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図である。この第７の実施の形態において、前記第１及び第５の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の外部車室７７は、第１の実施の形態の外部車室１５（図１）と、第５の実施の形態の外部車室６５（図６）とを組み合わせたものである。つまり、この外部車室７７の外部車室上半７８は、端板２７の下端が可撓性部材３０を介して軸受支持部上半２８と水平フランジ部上半２４に接合され、且つ、両端が胴板２６に支持された第１防撓材６７と、この第１防撓材６７に交差する第２防撓材６８とが端板２７に固着（例えば溶着）して配置されたものである。

これにより、外部車室上半７８の端板２７の剛性が、第１実施の形態の外部車室上半２２の端板２７の場合よりも高められる。従って、本実施の形態によれば、前記第１及び第５の実施の形態の効果（１）及び（６）と同様な効果を奏する。

［Ｈ］第８の実施の形態（図９）
図９は、本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第８の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図である。この第８の実施の形態において、前記第１、第５及び第６の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の外部車室８０は、第１の実施の形態の外部車室１５（図１）と第６の実施の形態の外部車室７０（図７）とを組み合わせたものである。つまり、この外部車室８０の外部車室上半８１では、端板７２の下端が可撓性部材３０を介して軸受支持部上半２８と水平フランジ部上半２４に接合され、且つ、端板７２には、両端が胴板２６に支持される第１防撓材７４と、この第１防撓材７４に交差する第２防撓材６８とが配置されると共に、軸受支持部上半２８に対応する位置に切欠き７３が形成され、前記第１防撓材７４は、切欠き７３に対応する部分で分断され、この分断部分が着脱可能な連結部材７５により連結されたものである。

これにより、外部車室上半８１の端板７２の剛性が第６の実施の形態の場合と同様に高められ、且つ端板７２の撓み変形が、第１実施の形態の場合と同様に、可撓性部材３０の変形により吸収されて軸受支持部下半３３の下方への倒れ込みが抑制される。従って、本実施の形態によれば、前記第１及び第６の実施の形態の効果（１）及び（７）と同様な効果を奏する。

［Ｉ］第９の実施の形態（図１０）
図１０は、本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第９の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図である。この第９の実施の形態において、前記第１、第２及び第５の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の外部車室８５は、第２の実施の形態の外部車室４７（図３）と、第５の実施の形態の外部車室６５（図６）とを組み合わせたものである。つまり、この外部車室８５の外部車室上半８６では、端板２７の下端が可撓性部材３０を介して軸受支持部上半２８と水平フランジ部上半２４に接合され、胴板２６の下端が可撓性部材３０を介して水平フランジ部上半２４に接合され、且つ、両端が胴板２６に支持された第１防撓材６７と、この第１防撓材６７に交差する第２防撓材６８とが、端板２７に固着して配置されたものである。

これにより、外部車室上半８６の端板２７の剛性が、第２の実施の形態の外部車室上半４８の端板２７の場合よりも高められる。従って、本実施の形態によれば、前記第２及び第５の実施の形態の効果（２）及び（６）と同様な効果を奏する。

［Ｊ］第１０の実施の形態（図１１）
図１１は、本発明に係る蒸気タービンの車室構造が適用された第１０の実施の形態における低圧タービンの低圧車室を示す斜視図である。この第１０の実施の形態において、前記第１、第２、第５及び第６の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の外部車室９０は、第２の実施の形態の外部車室４７（図３）と、第６の実施の形態の外部車室７０（図６）とを組み合わせたものである。つまり、この外部車室９０の外部車室上半９１では、端板７２の下端が可撓性部材３０を介して水平フランジ部上半２４に接合され、胴板２６の下端が可撓性部材３０を介して水平フランジ部上半２４に接合され、且つ、端板７２には、両端が胴板２６に支持される第１防撓材７４と、この第１防撓材７４に交差する第２防撓材６８とが配置されると共に、軸受支持部上半２８に対応する位置に切欠き７３が形成され、前記第１防撓材７４は、切欠き７３に対応する部分で分断され、この分断部分が着脱可能な連結部材７５により連結されたものである。

これにより、外部車室上半９１の端板７２の剛性が第６の実施の形態の場合と同様に高められ、且つ端板７２及び胴板２６の撓み変形が、第２の実施の形態の場合と同様に可撓性部材３０の変形により吸収されて、軸受支持部下半３３の下方への倒れ込みが抑制される。従って、本実施の形態によれば、前記第２及び第６の実施の形態の効果（２）及び（７）と同様な効果を奏する。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に他の実施の形態が本発明の範囲を逸脱しない範囲で含まれることは言うまでもない。

１０ 低圧タービン
１１ 低圧車室
１２ タービンロータ
１４ 内部車室
１５ 外部車室
２２ 外部車室上半
２３ 外部車室下半
２４ 水平フランジ部上半
２５ 水平フランジ部下半
２６ 胴板
２７ 端板
２８ 軸受支持部上半
３０ 可撓性部材
３３ 軸受支持部下半
３４ 軸受支持部
４７ 外部車室
４８ 外部車室上半
５０ 外部車室
５１ 外部車室上半
５２ 外部車室下半
５３ 軸受支持部下半
５４ 軸受支持部
５５ 強度メンバー
５５Ａ 強度メンバーの下端縁
５６ フェアリング
５６Ａ フェアリングの外周縁
６０ 外部車室
６２ 軸受支持部下半
６３ 強度メンバー
６３Ａ 強度メンバーの下端縁
６５ 外部車室
６６ 外部車室上半
６７ 第１防撓材
６８ 第２防撓材
７０ 外部車室
７１ 外部車室上半
７２ 端板
７３ 切欠き
７４ 第１防撓材
７５ 連結部材
７７ 外部車室
７８ 外部車室上半
８０ 外部車室
８２ 外部車室上半
８５ 外部車室
８６ 外部車室上半
９０ 外部車室
９１ 外部車室上半
Ｏ ロータ軸

Claims (9)

1. タービンロータを収容する車室が内部車室と外部車室を有してなり、
   前記外部車室が、前記タービンロータのロータ軸を通る水平面で外部車室上半と外部車室下半に分割され、
   前記外部車室上半は、半筒形状の胴板と、この胴板の両端に設けられる端板と、これら胴板及び端板のそれぞれの下端に設けられる水平フランジ部上半と、この水平フランジ部上半と前記端板間に設けられる軸受支持部上半とを備えてなり、
   前記水平フランジ部上半と前記外部車室下半の水平フランジ部下半とが結合され、前記軸受支持部上半と前記外部車室下半の軸受支持部下半とが結合されて、前記外部車室が構成され、
   前記軸受支持部下半により前記タービンロータの荷重が支持される蒸気タービンの車室構造であって、
   前記外部車室上半では、前記端板の下端が可撓性部材を介して、前記軸受支持部上半と前記水平フランジ部上半とに接合されたことを特徴とする蒸気タービンの車室構造。
2. 前記外部車室上半では、胴板の下端が可撓性部材を介して、水平フランジ部上半に接合された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. タービンロータを収容する車室が内部車室と外部車室を有してなり、
   前記外部車室が、前記タービンロータのロータ軸を通る水平面で外部車室上半と外部車室下半に分割され、
   前記外部車室下半の軸受支持部下半により前記タービンロータの荷重が支持される蒸気タービンの車室構造であって、
   前記軸受支持部下半は、前記外部車室下半の端板に接続される強度メンバーと、この強度メンバーの外側に配設されて排気を案内するフェアリングとを備えてなり、
   前記強度メンバーは、前記端板に接続される下端縁が前記フェアリングの外周縁に連続する位置まで下方へ延出して構成されたことを特徴とする蒸気タービンの車室構造。
4. 前記強度メンバーは、軸受支持部下半の内側に凸の湾曲面形状に形成されたことを特徴とする請求項３に記載の蒸気タービンの車室構造。
5. タービンロータを収容する車室が内部車室と外部車室を有してなり、
   前記外部車室が、前記タービンロータのロータ軸を通る水平面で外部車室上半と外部車室下半に分割され、
   前記外部車室上半は、半筒形状の胴板と、この胴板の両端に設けられる端板と、これら胴板及び端板のそれぞれの下端に設けられる水平フランジ部上半と、この水平フランジ部上半と前記端板間に設けられる軸受支持部上半とを備えてなり、
   前記水平フランジ部上半と前記外部車室下半の水平フランジ部下半とが結合され、前記軸受支持部上半と前記外部車室下半の軸受支持部下半とが結合されて、前記外部車室が構成され、
   前記軸受支持部下半により前記タービンロータの荷重が支持される蒸気タービンの車室構造であって、
   前記外部車室上半では、前記端板に、両端が前記胴板に支持された防撓材が配置されたことを特徴とする蒸気タービンの車室構造。
6. 前記外部車室上半における端板には軸受支持部上半に対応する位置に切欠きが形成され、 前記端板に配置された防撓材は、前記切欠きに対応する部分で分断され、この分断部分が着脱可能な連結部材により連結されたことを特徴とする請求項５に記載の蒸気タービンの車室構造。
7. 前記外部車室上半の端板には、防撓材に接続される他の防撓材が配置されたことを特徴とする請求項５または６に記載の蒸気タービンの車室構造。
8. 前記外部車室上半では、両端が胴板に支持された防撓材が端板に配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の蒸気タービンの車室構造。
9. 前記外部車室上半における端板には、両端が胴板に支持される防撓材が配置されると共に、軸受支持部上半に対応する位置に切欠きが形成され、前記防撓材は前記切欠きに対応する部分で分断され、この分断部分が着脱可能な連結部材により連結されたことを特徴とする請求項１または２に記載の蒸気タービンの車室構造。

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