JP2014206129A - タービン車室の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】タービン車室の支持構造において、構造の複雑化や大型化を抑制しながら支持剛性の向上を図る。【解決手段】タービン車室１１は、取付フランジ部２２が複数の締結ボルト２５によりタービン架台２３に締結され、取付フランジ部２２の外側にこのタービン車室１１の移動を制限する制限部材３１が締結ボルト３２によりタービン架台２３に締結されている。【選択図】図２

Description

本発明は、蒸気を用いてロータを回転駆動することで発電を行う蒸気タービンにおいて、タービンの動翼や静翼などを収容するタービン車室の支持構造に関するものである。

一般的な蒸気タービンにて、タービン車室は、外部車室内に内部車室が設けられると共に、上部に蒸気入口部が設けられて構成され、架台上に設置されている。そして、タービン車室は、内部にロータが回転自在に支持され、このロータに動翼が複数段にわたって固定される一方、内部車室に支持された翼環リングに静翼が複数段にわたって固定されている。従って、蒸気タービンは、運転時に蒸気が蒸気入口部から内部車室に入ると、この蒸気は隔壁を介して翼環リングに支持された静翼を経て動翼に噴出することでロータが回転し、このロータに連結された発電機を駆動する。

ところで、この蒸気タービンのタービン車室は、上述したように、内部にロータなどを収容し、外周のフランジ部が架台に固定され、内部が真空に維持されている。このような蒸気タービンにおけるタービン車室の支持構造としては、下記特許文献に記載されたものがある。

特許文献１に記載された蒸気タービン車室の支持構造は、蒸気タービンの外部車室の外面に複数のリブ板を突設固定し、蒸気タービンを支持する基礎架台に取付けられたベースプレート上に摺動自在に載置されるフートプレートを外部車室の外面と間隙を持たせてリブ板に固定するものである。また、特許文献２に記載された蒸気タービン固定装置は、架台の埋込金物に取付けられたアンカーブロックと調整ライナでベースプレートを固定し、このベースプレートと外部車室とをキー接合するものである。

特許第３６９７１３０号公報 特開平０１−０９２５０１号公報

蒸気タービンにて、タービン車室を支持する構造として、上述したような各種の構成が提案されている。しかし、この技術は、いずれもタービン車室を架台に固定する位置での強度の向上であり、十分な強度を確保するには構造の複雑化や大型化を招いてしまうおそれがある。

本発明は、構造の複雑化や大型化を抑制しながら支持剛性の向上を図るタービン車室の支持構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明のタービン車室の支持構造は、架台に支持された蒸気タービンを上方から被覆すると共に、外周のフランジ部が前記架台に固定されるタービン車室において、前記タービン車室の移動を制限する制限部材が前記架台に配置される、ことを特徴とするものである。

従って、地震などの発生によりタービン車室が鉛直方向や水平方向に移動すると、このタービン車室が制限部材によりその移動が制限されることとなり、構造の複雑化や大型化を抑制しながら、タービン車室の支持剛性を向上することができる。

本発明のタービン車室の支持構造では、前記制限部材は、前記フランジ部の外側に位置して前記架台に固定されることを特徴としている。

従って、制限部材をフランジ部の外側に固定することで、タービン車室を架台に固定した後に制限部材を固定することとなり、この制限部材を容易に配置することができる。

本発明のタービン車室の支持構造では、前記制限部材は、前記蒸気タービンの回転軸と平行をなして配置されることを特徴としている。

従って、制限部材を蒸気タービンの回転軸と平行に配置することで、タービンロータを回転自在に支持する軸受の邪魔にならずに、制限部材を効率的に配置することができる。

本発明のタービン車室の支持構造では、前記制限部材は、前記フランジ部と所定量の隙間をもって配置されることを特徴としている。

従って、タービン車室のフランジ部と所定量の隙間をもって制限部材を配置することで、通常時は、制限部材にタービン車室の応力が作用することはなく、耐久性を向上することができる。

本発明のタービン車室の支持構造では、前記隙間にダンパが介装されることを特徴としている。

従って、タービン車室のフランジ部とダンパをもって制限部材を配置することで、タービン車室の応力がダンパで減衰されてから制限部材が受け止めることとなり、タービン車室の応力を効率的に受け止めることができる。

本発明のタービン車室の支持構造では、前記制限部材は、前記架台の上面部に形成される溝部と、前記タービン車室の下部に固定されて前記溝部内に配置される抵抗部材と、前記溝部と前記抵抗部材との間に配置されるダンパとを有することを特徴としている。

従って、制限部材がタービン車室の下方に配置されるため、外部に露出することはなく、制限部材の配置スペースの大型化を防止することができると共に、外観品質を向上することができる。

本発明のタービン車室の支持構造では、前記抵抗部材は、鉛直方向に沿う第１抵抗板と、水平方向に沿う第２抵抗板とを有することを特徴としている。

従って、第１抵抗板及び第２抵抗板によりタービン車室の鉛直方向及び水平方向の移動を減衰することができる。

本発明のタービン車室の支持構造では、前記制限部材は、前記タービン車室の鉛直方向の移動と水平方向の移動を制限することを特徴としている。

従って、タービン車室の移動を適正に制限することができる。

本発明のタービン車室の支持構造によれば、タービン車室の移動を制限する制限部材を架台に配置するので、構造の複雑化や大型化を抑制しながら支持剛性の向上を図ることができる。

図１は、タービン車室を表す斜視図である。 図２は、本発明の第１実施例に係るタービン車室の支持構造を表す正面図である。 図３は、タービン車室の支持構造を表す平面図である。 図４は、図３のIV−IV断面図である。 図５は、本発明の第２実施例に係るタービン車室の支持構造を表す断面図である。 図６は、本発明の第３実施例に係るタービン車室の支持構造を表す断面図である。 図７は、本発明の第４実施例に係るタービン車室の支持構造を表す一部切欠正面図である。 図８は、制限部材を表す分解斜視図である。 図９は、制限部材を表す断面図である。 図１０は、制限部材を表す断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るタービン車室の支持構造の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、タービン車室を表す斜視図、図２は、本発明の第１実施例に係るタービン車室の支持構造を表す正面図、図３は、タービン車室の支持構造を表す平面図、図４は、図３のIV−IV断面図である。

蒸気タービンは、火力や原子力などの発電プラントに適用され、発生した蒸気によりタービンを回転駆動することで、蒸気エネルギを回転運動に変換するものであり、発生した回転力により発電機を駆動して発電を行うことができる。この蒸気タービンは、タービンがタービン架台に軸受をもって回転自在に支持され、このタービンを上方からタービン車室により被覆することで構成されている。即ち、蒸気タービンは、外部車室の内部に内部車室が配置され、この内部車室の内部にタービンロータが配置され、このタービンロータに複数の動翼が所定間隔で固定される一方、内部車室の内部に複数の静翼が各動翼の間に位置するように固定され、タービンロータの各端部が外部車室の軸受部に回転自在に支持されて構成されている。

実施例１にて、図１に示すように、タービン車室１１は、図示しないタービンロータを支持する貫通孔（支持部）１２を境として上部車室１３と下部車室１４とに分割されている。上部車室１３は、湾曲形状をなす屋根部１５と前後の縦壁部１６により構成され、屋根部１５に蒸気入口１７が形成されると共に、下部の外周に連結フランジ部１８が一体に形成されている。下部車室１４は、前後の縦壁部１９と左右の縦壁部２０により構成され、上部の外周に連結フランジ部２１が一体に形成されると共に、下部に取付フランジ部２２が一体に形成されている。そして、上部車室１３と下部車室１４は、各連結フランジ部１８，２１が締結ボルト（図示略）により連結されている。また、下部車室１４は、取付フランジ部２２が締結ボルト（図示略）によりタービン架台２３に締結されている。

そして、実施例１のタービン車室の支持構造は、図２及び図３に示すように、タービン車室１１の移動を制限する制限部材３１がタービン架台２３に配置されている。制限部材３１は、取付フランジ部２２の外側に位置してタービン架台２３に複数の締結ボルト３２により固定されている。この場合、制限部材３１は、蒸気タービンの回転軸Ｏと平行をなすようにタービン車室１１の両側の取付フランジ部２２に沿ってそれぞれ配置されている。

即ち、図４に示すように、タービン車室１１は、下部車室１４における各縦壁部１９，２０の下端部がタービン架台２３に形成されたタービン収容部２４に嵌合し、取付フランジ部２２がタービン架台２３の上面に設置されている。タービン車室１１の取付フランジ部２２は、複数の取付孔２２ａがその長手方向に沿って所定間隔で形成されている。そして、タービン車室１１は、各締結ボルト２５が各取付孔２２ａを上方から挿通し、タービン架台２３に形成されたねじ孔２３ａに螺合することで、取付フランジ部２２によりタービン架台２３に締結される。

制限部材３１は、水平方向に沿ってタービン架台２３の上面に密着する取付部３３と、この取付部３３から鉛直方向に屈曲する縦壁部３４と、この縦壁部３４から水平方向に屈曲する横壁部３５とを有している。制限部材３１の取付部３３は、複数の取付孔３３ａがその長手方向に沿って所定間隔で形成されている。そして、制限部材３１は、各締結ボルト３２が各取付孔３３ａを上方から挿通し、タービン架台２３に形成されたねじ孔２３ｂに螺合することで、取付部３３によりタービン架台２３に締結される。

この場合、制限部材３１の縦壁部３４は、タービン車室１１の取付フランジ部２２と所定量の水平方向隙間Ｓ１をもって配置されている。また、制限部材３１の横壁部３５は、タービン車室１１の取付フランジ部２２と所定量の鉛直隙間Ｓ２をもって配置されている。そのため、タービン車室１１は、水平方向隙間Ｓ１及び鉛直隙間Ｓ２だけ制限部材３１に接触することなく移動することができ、制限部材３１は、タービン車室１１の水平方向隙間Ｓ１及び鉛直隙間Ｓ２以上の移動を制限することができる。

なお、制限部材３１は、縦壁部３４と横壁部３５がタービン車室１１の取付フランジ部２２における蒸気タービンの回転軸Ｏと平行をなす辺の全てと蒸気タービンの回転軸Ｏと直交する辺の一部にわたって配置されることで、タービン車室１１における水平方向に交差（直交）する２方向Ｘ，Ｙ（図３参照）の移動を制限できる。

このように実施例１のタービン車室の支持構造にあっては、タービン車室１１は、取付フランジ部２２が複数の締結ボルト２５によりタービン架台２３に締結され、取付フランジ部２２の外側にこのタービン車室１１の移動を制限する制限部材３１が締結ボルト３２によりタービン架台２３に締結されている。

従って、例えば、地震発生時に、タービン車室１１が鉛直方向や水平方向の応力を受けると、この応力は、複数の締結ボルト２５を介してタービン架台２３に支持される。そして、この締結ボルト２５が応力を支持できなくなり、タービン車室１１が鉛直方向や水平方向に移動すると、このタービン車室１１は、制限部材３１によりその移動が制限されることとなる。そのため、タービン車室１１は、地震などによる移動が適正に抑制されることとなり、安全性を向上することができる。

この場合、タービン車室１１の外側のタービン架台２３に制限部材３１を締結するだけでよく、構造の複雑化や大型化を抑制することができると共に、タービン車室１１の支持剛性を向上することができる。

実施例１のタービン車室の支持構造では、制限部材３１をタービン車室１１の取付フランジ部２２の外側に位置してタービン架台２３に固定している。タービン車室１１をタービン架台２３に固定した後に、制限部材３１をタービン架台２３固定することとなり、この制限部材３１を容易に配置することができる。

実施例１のタービン車室の支持構造では、制限部材３１を蒸気タービンの回転軸Ｏと平行をなして配置している。従って、タービンロータを回転自在に支持する軸受の邪魔にならずに、制限部材３１を効率的に配置することができる。

実施例１のタービン車室の支持構造では、制限部材３１をタービン車室１１の取付フランジ部２２と所定量の隙間Ｓ１，Ｓ２をもって配置している。従って、タービン車室１１が地震の発生により鉛直方向や水平方向の応力を受けると、この応力は、まず、複数の締結ボルト２５を介してタービン架台２３に支持され、この締結ボルト２５が応力を支持できなくなると、タービン車室１１が制限部材３１により支持されることとなる。即ち、地震の発生による応力を各締結ボルト２５が支持できれば、制限部材３１に応力が作用することはなく、耐久性を向上することができる。

実施例１のタービン車室の支持構造では、制限部材３１をタービン車室１１の鉛直方向の移動と水平方向の移動を制限している。従って、タービン車室１１の移動を適正に制限することができる。

図５は、本発明の第２実施例に係るタービン車室の支持構造を表す断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例２のタービン車室の支持構造は、図５に示すように、タービン車室１１の移動を制限する制限部材３１がタービン架台２３に配置されている。制限部材３１は、取付フランジ部２２の外側に位置してタービン架台２３に複数の締結ボルト３２により固定されている。即ち、タービン車室１１は、下端部がタービン架台２３に形成されたタービン収容部２４に嵌合し、取付フランジ部２２がタービン架台２３の上面に設置され複数の締結ボルト（図示略）によりタービン架台２３に締結されている。

制限部材３１は、取付部３３と縦壁部３４と横壁部３５とを有し、複数の締結ボルト３２によりタービン架台２３に締結されている。

そして、制限部材３１は、タービン車室１１の取付フランジ部２２との間に所定の隙間が設けられており、この隙間にダンパ３６が介装されている。このダンパ３６は、例えば、ゴムや樹脂などの弾性部材、オイルなどにより構成される。そのため、ダンパ３６は、制限部材３１により支持されることで、タービン車室１１の水平方向の応力及び鉛直方向の応力を受け止めて減衰することができる。

実施例２のタービン車室の支持構造にあっては、タービン車室１１は、取付フランジ部２２が複数の締結ボルトによりタービン架台２３に締結され、取付フランジ部２２の外側にこのタービン車室１１の移動を制限する制限部材３１が締結ボルト３２によりタービン架台２３に締結され、取付フランジ部２２と制限部材３１との隙間にダンパ３６が介装されている。

従って、例えば、地震発生時に、タービン車室１１が鉛直方向や水平方向の応力を受けると、この応力は、複数の締結ボルト３２を介してタービン架台２３に支持される。そして、この締結ボルト３２が応力を支持できなくなり、タービン車室１１が鉛直方向や水平方向に移動すると、このタービン車室１１は、ダンパ３６により応力が減衰されると共に、制限部材３１によりその移動が制限されることとなる。そのため、タービン車室１１は、地震などによる移動が適正に抑制されることとなり、安全性を向上することができる。この場合、タービン車室１１の応力がダンパ３６により減衰されることで、制限部材３１がタービン車室１１の応力を効率的に受け止めることができ、耐久性を向上することができる。

図６は、本発明の第３実施例に係るタービン車室の支持構造を表す断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例３のタービン車室の支持構造は、図６に示すように、タービン車室１１の移動を制限する制限部材４１がタービン架台２３に配置されている。制限部材４１は、取付フランジ部２２の外側に位置してタービン架台２３に複数の締結ボルト４２により固定されている。

タービン車室１１は、下端部がタービン架台２３に形成されたタービン収容部２４に嵌合し、取付フランジ部２２がタービン架台２３の上面に設置され、複数の締結ボルト４２が各取付孔４２ａを上方から挿通し、タービン架台２３に形成されたねじ孔２３ａに螺合することで、タービン架台２３に締結されている。

制限部材４１は、水平方向に沿ってタービン架台２３の上面に密着する取付部４３と、この取付部４３から鉛直方向に屈曲する縦壁部４４と、この縦壁部４４から水平方向に屈曲する横壁部４５とを有している。制限部材４１は、複数の締結ボルト４２が各取付孔４３ａを上方から挿通し、タービン架台２３に形成されたねじ孔２３ａに螺合することで、タービン架台２３に締結される。

この場合、制限部材４１は、縦壁部４４がタービン車室１１の取付フランジ部２２の端面に密着し、横壁部４５がタービン車室１１の取付フランジ部２２の上面に密着している。そのため、制限部材４１は、タービン車室１１の水平方向の移動及び鉛直方向の移動を制限することができる。

このように実施例３のタービン車室の支持構造にあっては、タービン車室１１は、取付フランジ部２２が複数の締結ボルト４２によりタービン架台２３に締結され、取付フランジ部２２の外側にこのタービン車室１１の移動を制限する制限部材４１が締結ボルト４２によりタービン架台２３に締結されている。

従って、例えば、地震発生時に、タービン車室１１が鉛直方向や水平方向の応力を受けると、この応力は、複数の締結ボルト４２を介してタービン架台２３に支持されると共に、制限部材４１によりその移動が制限されることとなる。そのため、タービン車室１１は、地震などによる移動が適正に抑制されることとなり、安全性を向上することができる。

この場合、タービン車室１１の外側のタービン架台２３に制限部材４１を締結するだけでよく、構造の複雑化や大型化を抑制することができると共に、タービン車室１１の支持剛性を向上することができる。

図７は、本発明の第４実施例に係るタービン車室の支持構造を表す一部切欠正面図、図８は、制限部材を表す分解斜視図、図９は、制限部材を表す断面図、図１０は、制限部材を表す断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例４のタービン車室の支持構造は、図７に示すように、タービン車室１１の移動を制限する制限部材５１がタービン架台２３に配置されている。制限部材５１は、タービン車室１１の下方に配置されている。

即ち、図７及び図８に示すように、タービン架台２３は、タービン車室１１の両側の下方に位置して一対の溝部５２が上面部に形成されている。この一対の溝部５２は、蒸気タービンの回転軸Ｏに平行をなすように配置され、底面５２ａと左右の側面５２ｂと前後の端面５２ｃとから構成され、上方が開口している。一方、タービン車室１１は、下部にタービン架台２３側に突出する抵抗部材５３が固定されている。この抵抗部材５３は、上端がタービン車室１１の下面に固定されて鉛直方向に沿う第１抵抗板５４と、水平方向に沿って幅方向の中間部が第１抵抗板５４の下端に固定される第２抵抗板５５とを有している。

抵抗部材５３は、図９及び図１０に示すように、第１抵抗板５４と第２抵抗板５５により逆Ｔ字形をなし、タービン架台２３の溝部５２内に配置されるが、底面５２ａ、側面５２ｂ、端面５２ｃとは接触せずに所定の隙間が確保されている。そして、この溝部５２内に油（ダンパ）５６が充填されることで、溝部５２と抵抗部材５３との間に油が介在することとなる。なお、ダンパとしては、油に限らず、ゴムや樹脂などを用いてもよい。

この実施例４では、制限部材５１が、溝部５２と抵抗部材５３と油（ダンパ）５６により構成される。

なお、抵抗部材５３を第１抵抗板５４と第２抵抗板５５により構成したが、図１０に示すように、第１抵抗板５４及び第２抵抗板５５と直交する第２抵抗板５７を複数設けてもよい。

このように実施例４のタービン車室の支持構造にあっては、タービン車室１１は、取付フランジ部２２が複数の締結ボルト２５によりタービン架台２３に締結されると共に、制限部材５１により移動が制限され、この制限部材５１として、タービン架台２３の上面部に形成される溝部５２と、タービン車室１１の下部に固定されて溝部５２内に配置される抵抗部材５３と、溝部５２と抵抗部材５３との間に配置されるダンパとして油５６とを設けている。

従って、例えば、地震発生時に、タービン車室１１が鉛直方向や水平方向の応力を受けると、この応力は、複数の締結ボルト２５を介してタービン架台２３に支持される。そして、この締結ボルト２５が応力を支持できなくなり、タービン車室１１が鉛直方向や水平方向に移動すると、このタービン車室１１は、制限部材５１によりその移動が制限されることとなる。そのため、タービン車室１１は、地震などによる移動が適正に抑制されることとなり、安全性を向上することができる。

即ち、タービン車室１１が鉛直方向や水平方向に移動すると、このタービン車室１１の下部に固定された抵抗部材５３が溝部５２内で同方向に移動する。ここで、溝部５２は、内部に油５６が充填されていることから、抵抗部材５３が油５６内で移動するとき、その移動（応力）が減衰される。そのため、制限部材５１は、タービン車室１１の移動が制限することができる。

この場合、制限部材５１がタービン車室１１の下方に配置されるため、タービン車室１１の外側におけるタービン架台２３の上部に制限部材５１の配置スペースを確保する必要がなく、制限部材５１の配置スペースの大型化を防止することができる。また、制限部材５１が外部に露出することはなく、外観品質を向上することができる。

実施例４のタービン車室の支持構造では、抵抗部材５３として、鉛直方向に沿う第１抵抗板５４と、水平方向に沿う第２抵抗板５５を設けている。従って、第１抵抗板５４及び第２抵抗板５５によりタービン車室１１の鉛直方向及び水平方向の移動を減衰することができる。

なお、上述した実施例では、制限部材３１，４１，５１をタービン車室１１における蒸気タービンの回転軸Ｏと平行をなす方向に沿って設けたが、蒸気タービンの回転軸Ｏと交差する方向に沿って設けたり、所定の方向に沿って断続的に、つまり、複数の制限部材を所定間隔で設けたりしてもよい。

１１ タービン車室
２２ 取付フランジ部
２３ タービン架台
２５ 締結ボルト
３１，４１ 制限部材
３２，４２ 締結ボルト
３３，４３ 取付部
３４，４４ 縦壁部
３５，４５ 横壁部
３６ ダンパ
５１ 制限部材
５２ 溝部
５３ 抵抗部材
５４ 第１抵抗板
５５ 第２抵抗板
５６ 油（ダンパ）

Claims (8)

1. 架台に支持された蒸気タービンを上方から被覆すると共に、外周のフランジ部が前記架台に固定されるタービン車室において、
   前記タービン車室の移動を制限する制限部材が前記架台に配置される、
   ことを特徴とするタービン車室の支持構造。
2. 前記制限部材は、前記フランジ部の外側に位置して前記架台に固定されることを特徴とする請求項１に記載のタービン車室の支持構造。
3. 前記制限部材は、前記蒸気タービンの回転軸と平行をなして配置されることを特徴とする請求項２に記載のタービン車室の支持構造。
4. 前記制限部材は、前記フランジ部と所定量の隙間をもって配置されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のタービン車室の支持構造。
5. 前記隙間にダンパが介装されることを特徴とする請求項４に記載のタービン車室の支持構造。
6. 前記制限部材は、前記架台の上面部に形成される溝部と、前記タービン車室の下部に固定されて前記溝部内に配置される抵抗部材と、前記溝部と前記抵抗部材との間に配置されるダンパとを有することを特徴とする請求項１に記載のタービン車室の支持構造。
7. 前記抵抗部材は、鉛直方向に沿う第１抵抗板と、水平方向に沿う第２抵抗板とを有することを特徴とする請求項６に記載のタービン車室の支持構造。
8. 前記制限部材は、前記タービン車室の鉛直方向の移動と水平方向の移動を制限することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一つに記載のタービン車室の支持構造。

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