JP2021092206A - 蒸気タービン - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気リークによる損失を低減し、タービン性能を向上させることが可能であって、現地での据付工程を短縮可能な蒸気タービンを提供する。【解決手段】実施形態の蒸気タービンは、外部車室と、外部車室に収容された内部車室と、内部車室および外部車室を貫通するタービンロータと、外部車室内に設けられ、タービンロータの軸方向に延び、内部車室を支持する支持梁１３０とを備え、基礎Ｆ上に設置される。外部車室は、タービンロータの軸方向における外部車室の両端部に設けられ、前記基礎に支持される外部車室支持部を有する。支持梁は、タービンロータの軸方向における両端部に設けられた梁端部１３１を有する。外部車室支持部は、梁端部を支持する支持面Ｓ１２４を有する。更に、外部車室の外部から梁端部にアクセス可能な高さ調整機構１６０を外部車室が含む。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、蒸気タービンに関する。

蒸気タービンプラントは、主として主蒸気が仕事を行う高圧蒸気タービンと、再熱蒸気が仕事を行う中圧蒸気タービンと、中圧蒸気タービンから排出された蒸気が仕事を行う低圧蒸気タービンとを備えている。このうち、低圧蒸気タービンは、復水器に連結されており、低圧蒸気タービンから排出された蒸気は、復水器において凝縮されて復水が生成される。

低圧蒸気タービンの外部車室は、圧力容器として構成されている。また、外部車室は、組立性および分解性の観点から、タービンロータの軸中心線を含む水平面で外部車室上半部と外部車室下半部との２つに分割されている。外部車室上半部のフランジ部と外部車室下半部のフランジ部との間は、ボルト等の締結部材で締結されている。外部車室下半部のフランジ部近傍の側面には、フットプレートが設けられている。このフットプレートは、基礎に固定されており、フットプレートによって外部車室が基礎に支持されている。

低圧蒸気タービンにおいて、外部車室の外面は、大気に曝されるが、外部車室の内部は、復水器によって真空状態となる。このことにより、外部車室は、外面が受ける圧力と内面が受ける圧力との差によって荷重を受ける。一般的に、この荷重は、真空荷重と呼ばれる。外部車室は、真空荷重を受けた場合、内側にへこむように変形し得る。このため、外部車室下半部により支持される内部車室は、真空荷重による外部車室の変形の影響を受けて、支持位置が変化する可能性がある。

一方、タービンロータは、ロータ軸受によって回転可能に支持されている。外部車室のエンドプレートの中央部には、コーン部が設けられている。コーン部は、エンドプレートから外部車室の内側に突出するように形成されている。コーン部は、外部車室に支持されている。コーン部は、軸受台と一体または別体であり、軸受台は、基礎に支持されている。ロータ軸受がタービンロータから荷重を受けると、その荷重がコーン部を介して外部車室に伝わり、外部車室が変形し得る。コーン部は、軸受台と一体であっても別体であっても、外部車室に繋がっているので、外部車室の変形がコーン部を介してロータ軸受に及ぶ。この結果、ロータ軸受の支持位置が移動する可能性がある。また、軸受台が外部車室に支持されるので、真空荷重による外部車室の変形によっても、ロータ軸受の支持位置が移動する可能性もある。

このように、ロータ軸受の支持位置が移動すると、回転部を構成するタービンロータの軸中心線が曲がったり傾いたりすることがある。一方、上述したように静止部を構成する内部車室は、真空荷重やタービンロータ荷重による外部車室の変形の影響を受けて、支持位置が移動し得る。このため、上述したタービンロータの軸中心線の曲がりを考慮すると、回転部と静止部との接触を防止するために、回転部と静止部との間の間隙を小さくすることが困難になる。この場合、回転部と静止部との間からの蒸気リークによる損失が増大し、タービン性能が低下するおそれがある。

上記のような課題を解決するために、以下のような技術が提案されている。具体的には、タービンロータの軸方向の両端部に設けられた支持部で外部車室を基礎に支持させ、外部車室に収容される内部車室については、軸方向に延びた内部車室支持梁で支持させる。内部車室支持梁は、軸方向の両端部に設けられた梁端部を有し、外部車室の支持部が梁端部を支持する支持面を有する。この構造では、内部車室支持梁は、外部車室を介して基礎で支持され、さらに外部車室とは物理的な接続を有さず、摺動部を介して外部車室に乗っている。そのため、外部車室の熱変形や真空荷重による変形が、内部車室支持梁を介して内部車室に伝わらない。これにより、回転部と静止部との間の間隙が小さくなり、蒸気リークによる損失を低減し、タービン性能の向上を実現可能である。

特開２０１８−０８４２０３

しかし、上記技術において、タービンの据付過程に着目すると、特定の条件下では、回転部と静止部との間の間隙を小さくすることが容易でない場合がある。特に、低圧蒸気タービンが大型になるほど、上記のような不具合が生ずる場合がある。理由は、低圧蒸気タービンが大型である場合には、内部車室を支持する支持梁が長くなるので剛性が小さくなると共に、内部車室および内部車室の内部に収容されるノズルダイアフラムによる荷重が大きくなるので、内部車室を支持する支持梁のたわみが大きくなるからである。

タービン据付工程では、通常、外部車室下半部、支持梁、内部車室下半部、ノズルダイアフラム下半部、タービンロータ、ノズルダイアフラム上半部、内部車室上半部、外部車室上半部の順で組み立てを行う。ノズルダイアフラム上半部、内部車室上半部を組み立てた状態は、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態と呼ばれ、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態では、内部車室の支持梁が大きくたわむ。ノズルダイアフラム下半部、ノズルダイアフラム上半部、内部車室上半部を組み立てる前の状態は、Ｔｏｐｓ Ｏｆｆの状態と呼ばれる。蒸気タービンは、起動停止時や運転時に、回転部と静止部が接触しないように組み立てられる。このため、回転部と静止部との間に介在する間隙が意図した状態になるように、ノズルダイアフラムやノズルダイアフラムに設置されたパッキンを上下左右に意図的にオフセットさせることで、据え付けが行われる。

しかしながら、上記したように内部車室を支持する支持梁のたわみが大きい場合には、タービンロータを据え付ける時に、オフセット量を大きくする必要がある。このオフセット量がタービン運転時の回転部と静止部の間の間隙よりも大きくなると、据え付け時に回転部と静止部が接触してしまう。その結果、回転部と静止部との間の相対的な位置関係が容易には把握できず、目標の間隙に設定して据え付けることが出来なくなる。そのため、回転部と静止部の間の間隙を大きくすることとなり、蒸気リークが増加して性能が悪化することになる。

さらに、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態とＴｏｐｓ Ｏｆｆの状態との間の差からオフセット量を決定する。しかし、実際の据付工程では、一度、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態に仮組みした後に、内部車室を支持する支持梁のたわみを計測し、再度分解してＴｏｐｓ Ｏｆｆの状態にしてからタービンロータを据え付ける。そのため、無駄な組立と分解作業を行う必要があるため、現地での据付工程が長くなってしまう問題もある。

本発明は、上記のような点を考慮してなされたものであり、蒸気リークによる損失を低減し、タービン性能を向上させることが可能であって、現地での据付工程を短縮可能な蒸気タービンを提供することを目的とする。

実施形態の蒸気タービンは、外部車室と、外部車室に収容された内部車室と、内部車室および外部車室を貫通するタービンロータと、外部車室内に設けられ、タービンロータの軸方向に延び、内部車室を支持する支持梁とを備え、基礎上に設置される。外部車室は、タービンロータの軸方向における外部車室の両端部に設けられ、前記基礎に支持される外部車室支持部を有する。支持梁は、タービンロータの軸方向における両端部に設けられた梁端部を有する。外部車室支持部は、梁端部を支持する支持面を有する。更に、外部車室の外部から梁端部にアクセス可能な高さ調整機構を外部車室が含む。

図１は、実施形態における蒸気タービンを模式的に示す縦断面図である。 図２は、実施形態における蒸気タービンを模式的に示す水平断面図である。 図３は、実施形態における蒸気タービンを模式的に示す側方断面図である。 図４は、実施形態における蒸気タービンにおいて、梁端部を拡大して示す図である。 図５は、実施形態の変形例における蒸気タービンを模式的に示す側方断面図である。

実施形態における蒸気タービンの全体構成について、図１、図２、および、図３を用いて説明する。

図１は、縦断面（ｘｚ面）を示しており、縦方向が鉛直方向ｚであり、横方向が第１水平方向ｘであり、紙面に垂直な方向が第２水平方向ｙである。図２は、水平面（ｘｙ面）を示しており、縦方向が第２水平方向ｙであり、横方向が第１水平方向ｘであり、紙面に垂直な方向が鉛直方向ｚである。図３は、側方面（ｙｚ面）を示しており、縦方向が鉛直方向ｚであり、横方向が第２水平方向ｙであり、紙面に垂直な方向が第１水平方向ｘである。

本実施形態において、蒸気タービン１は、複流式の低圧蒸気タービンであって、復水器（図示省略）に向かって下方に蒸気を排出する下方排気方式の場合を例示する。

本実施形態において、蒸気タービン１は、基礎Ｆに支持されている。蒸気タービン１は、外部車室１０と内部車室２０とタービンロータ３０とを有し、外部車室１０が内部車室２０を内部に収容し、タービンロータ３０が内部車室２０および外部車室１０を貫通するように構成されている。タービンロータ３０は、軸中心線ＡＸが第１水平方向ｘに沿っている。

蒸気タービン１は、多段式の軸流タービンであって、静翼４０と動翼５０とを含む複数のタービン段落６０が、内部車室２０の内部において軸中心線ＡＸに沿った軸方向に設けられている。

静翼４０は、複数であって、複数の静翼４０がダイアフラム内輪４１とダイアフラム外輪４３との間においてタービンロータ３０の回転方向に配列されることでノズルダイアフラム４５を構成している。ノズルダイアフラム４５は、ノズルダイアフラム上半部４５１とノズルダイアフラム下半部４５２とを組み合わせることによって構成されている。ノズルダイアフラム上半部４５１およびノズルダイアフラム下半部４５２は、タービンロータ３０の軸中心線ＡＸを含む水平面でノズルダイアフラム４５を鉛直方向ｚにおいて２つに分割した部材に相当する。

動翼５０は、複数であって、複数の動翼５０がタービンロータ３０の回転方向に沿って配列されている。

蒸気タービン１は、内部車室２０に蒸気供給管７０が連結されており、蒸気が蒸気供給管７０に作動流体として供給される。蒸気供給管７０に供給された蒸気は、内部車室２０の内部において、複数のタービン段落６０を順次流れる。つまり、作動流体は、初段のタービン段落６０から最終段のタービン段落６０へ向かって流れ、それぞれのタービン段落６０において膨張して仕事を行う。これにより、タービンロータ３０が軸中心線ＡＸを回転軸として回転し、タービンロータ３０に連結された発電機（図示省略）が発電を行う。

蒸気タービン１において、最終段のタービン段落６０を通過した蒸気は、コーン部１２を経由して、外部車室１０の下端部に設けられている下方排気口１１から排出される。下方排気口１１から排出された蒸気は、蒸気タービン１に連結された復水器（図示せず）に供給され、復水器において凝縮されて復水が生成される。

上記の蒸気タービン１を構成する外部車室１０の詳細に関して説明する。

外部車室１０は、図１および図３に示すように、外部車室上半部１１０と外部車室下半部１２０とを有する。外部車室下半部１２０および外部車室上半部１１０は、タービンロータ３０の軸中心線ＡＸを含む水平面で外部車室１０を鉛直方向ｚにおいて２つに分割した部材に相当する。

外部車室上半部１１０は、上半エンドプレート１１１と外部車室上半本体１１２とを有する。上半エンドプレート１１１は、一対であって、タービンロータ３０の軸方向における両端部に設けられている。外部車室上半本体１１２は、一対の上半エンドプレート１１１の間に設けられている。外部車室上半本体１１２は、タービンロータ３０の軸方向に延びるように、半筒状に形成されている。そして、上半エンドプレート１１１の下端部および外部車室上半本体１１２の下端部には、上半フランジ部１１３が設けられている。

外部車室下半部１２０は、下半エンドプレート１２１と下半本体プレート１２２とを有する。下半エンドプレート１２１は、一対であって、タービンロータ３０の軸方向における両端部に設けられている。下半本体プレート１２２は、一対であって、第２水平方向ｙにおいて一対の下半エンドプレート１２１の間を挟むように設けられている。つまり、外部車室下半部１２０は、矩形筒状に形成されている。そして、下半エンドプレート１２１の上端部および下半本体プレート１２２の上端部には、下半フランジ部１２３が設けられている。

外部車室１０において、上半フランジ部１１３と下半フランジ部１２３との間は、ボルト等の締結部材（図示省略）で締結されている。

外部車室下半部１２０は、図２に示すように、下半エンドプレート１２１に設けられた第１フットプレート１２４（外部車室支持部）を含んでいる。第１フットプレート１２４は、外部車室１０の周囲において、基礎Ｆに支持される。具体的には、第１フットプレート１２４は、基礎Ｆに固定されており、外部車室１０を基礎Ｆに支持させる。第１フットプレート１２４は、第１水平方向ｘにおいて一対が並ぶように配置されていると共に、第２水平方向ｙにおいて一対が並ぶように配置されている。

外部車室下半部１２０は、図２および図３に示すように、下半本体プレート１２２に設けられた第２フットプレート１２５を含んでいる。第２フットプレート１２５は、第１フットプレート１２４と同様に、外部車室１０の周囲において、基礎Ｆに支持される。具体的には、第２フットプレート１２５は、基礎Ｆに固定されており、外部車室１０を基礎Ｆに支持させる。第２フットプレート１２５は、第２水平方向ｙにおいて一対が並ぶように配置されている。

図２に示すように、外部車室下半部１２０には、内部車室２０を支持するために一対の支持梁１３０が設けられている。一対の支持梁１３０は、タービンロータ３０の軸中心高さ付近において、タービンロータ３０の軸方向に延びている。一対の支持梁１３０は、第２水平方向ｙにおいて軸中心線ＡＸを挟むように配置されている。ここでは、支持梁１３０は、第２水平方向ｙにおいて、内部車室２０と外部車室下半部１２０の下半本体プレート１２２との間に介在しており、下半本体プレート１２２よりも内部車室２０に近い位置に配置されている。

支持梁１３０は、タービンロータ３０の軸方向における両端部に梁端部１３１を有している。

梁端部１３１について、図４を更に用いて説明する。図４は、図３と同様に、縦方向が鉛直方向ｚであり、横方向が第２水平方向ｙであり、紙面に垂直な方向が第１水平方向ｘである。

梁端部１３１は、図２および図４に示すように、プレート１２６を介して、第１フットプレート１２４の上面である支持面Ｓ１２４に支持されている。これにより、支持梁１３０の高さ位置は、基礎Ｆの上面を基準とした位置になっている。また、梁端部１３１は、支持面Ｓ１２４において、タービンロータ３０の軸方向に摺動可能になっている。

具体的には、図２および図４に示すように、梁端部１３１は、第１フットプレート１２４の上方に設けられている端部収容空間ＳＰに収容されている。端部収容空間ＳＰは、下半エンドプレート１２１から外側に凸状に突き出るように形成されている。ここでは、端部収容空間ＳＰは、第１フットプレート１２４の上方において、外部車室下半部１２０を構成する、第１端壁１４１と一対の第２端壁１４２と天井壁１４３とによって区画されている。

図４に示すように、梁端部１３１と第１フットプレート１２４の支持面Ｓ１２４との間には、低摩擦部材１５０が介在している。低摩擦部材１５０は、表面の摩擦係数が支持面Ｓ１２４の摩擦係数よりも低くなるように構成されている。例えば、低摩擦部材１５０は、テフロン（登録商標）などの低摩擦材料を用いて形成されている。例えば、低摩擦部材１５０は、全体的に低摩擦材料により形成されていてもよく、あるいは、台板状の金属材料の表面（少なくとも上面）に低摩擦材料がコーティングされた構成としてもよい。

また、図４に示すように、梁端部１３１の上方には、高さ調整ネジ１６０が設けられている。高さ調整ネジ１６０は、支持梁１３０の変形を調整するために、外部車室１０の外部から梁端部１３１にアクセス可能に設けられている。

本実施形態では、外部車室１０において端部収容空間ＳＰの上方に位置する天井壁１４３の上面に、第１のブロック１７１が設置されている。第１のブロック１７１には、雌ネジ部（図示省略）が設けられており、高さ調整ネジ１６０の雄ネジ部（図示省略）が第１のブロック１７１の雌ネジ部に取り付けられることによって、外部車室１０の外部から高さ調整ネジ１６０が第１のブロック１７１および天井壁１４３を貫通している。

また、梁端部１３１の上面には、第２のブロック１７２が設置されている。第１のブロック１７１および天井壁１４３を貫通した高さ調整ネジ１６０の先端は、端部収容空間ＳＰの内部において第２のブロック１７２の上方に位置している。このため、高さ調整ネジ１６０を回転させることによって、高さ調整ネジ１６０の先端を第２のブロック１７２の上面に接触させて、第２のブロック１７２を梁端部１３１に押し付けることができる。

上記の蒸気タービン１を構成する内部車室２０の詳細に関して説明する。

内部車室２０は、図１および図３に示すように、内部車室上半部２１０と内部車室下半部２２０とを有している。内部車室上半部２１０および内部車室下半部２２０は、タービンロータ３０の軸中心線ＡＸを含む水平面で外部車室１０を鉛直方向ｚにおいて２つに分割した部材に相当する。

図２および図３に示すように、内部車室下半部２２０は、支持梁１３０に支持される腕部２２１を有している。腕部２２１は、第２水平方向ｙにおいて内部車室下半部２２０の上端部から外側に突出するように形成されている。腕部２２１は、４つであって、第１水平方向ｘにおいて一対が並ぶように配置されていると共に、第２水平方向ｙにおいて一対が軸中心線ＡＸを挟むように配置されている。

上記の蒸気タービン１を構成するタービンロータ３０の詳細に関して説明する。

タービンロータ３０は、図１および図２に示すように、ロータ軸受３０１によって回転可能に支持されている。ロータ軸受３０１は、軸受台３０２に支持されており、軸受台３０２は、外部車室１０の周囲に設けられる基礎Ｆに支持されている。具体的には、軸受台３０２は、基礎Ｆに固定され、ロータ軸受３０１を基礎Ｆに支持させる。

このように、ロータ軸受３０１は、外部車室１０ではなく、軸受台３０２によって基礎Ｆに直接的に支持される。このため、タービンロータ３０の高さ位置は、基礎Ｆの上面を基準とした位置になっている。

本実施形態の蒸気タービン１の据え付けについて説明する。

上記の蒸気タービン１について据え付けを行う際には、まず、外部車室下半部１２０を基礎Ｆの上に設置する。そして、軸受台３０２を基礎Ｆの上に設置する。その後、内部車室下半部２２０とノズルダイアフラム下半部４５２とを、順次、外部車室下半部１２０の内部に設置する（図１参照）。

ここでは、外部車室下半部１２０の下半エンドプレート１２１に設けられた第１フットプレート１２４の支持面Ｓ１２４に梁端部１３１が支持されるように、支持梁１３０を外部車室下半部１２０に設置する。その後、内部車室下半部２２０が支持梁１３０によって支持されるように、内部車室下半部２２０を設置する（図２、図３参照）。

つぎに、ロータ軸受３０１を軸受台３０２に据え付け、タービンロータ３０をロータ軸受３０１に設置する（図１参照）。この状態は、Ｔｏｐｓ Ｏｆｆの状態と呼ばれる。そして、Ｔｏｐｓ Ｏｆｆの状態で、回転部と静止部との間に介在する間隙量の計測と、回転部と静止部の相対位置の調整を行う。

つぎに、ノズルダイアフラム上半部４５１をノズルダイアフラム下半部４５２に設置し、内部車室上半部２１０を内部車室下半部２２０に設置する（図１参照）。この状態は、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態と呼ばれる。

そして、外部車室上半部１１０を外部車室下半部１２０に設置する（図１参照）。これにより、蒸気タービン１の据え付けを完了する。

本実施形態の作用および効果について説明する。

蒸気タービン１の据え付けにおいて、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態では、内部車室下半部２２０およびノズルダイアフラム下半部４５２の重量の他に、ノズルダイアフラム上半部４５１および内部車室上半部２１０の重量が支持梁１３０に加わる。このため、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態ではＴｏｐｓ Ｏｆｆの状態よりも、支持梁１３０が更にそり曲がった状態になるので、支持梁１３０のたわみが、より大きくなる。

この一方で、回転部であるタービンロータ３０は、ロータ軸受３０１と軸受台３０２を介して、基礎Ｆで支持されている。このため、支持梁１３０がたわんだ場合であっても、タービンロータ３０の位置は、Ｔｏｐｓ Ｏｆｆの状態とＴｏｐｓ Ｏｎの状態とにおいて変化せずに同じである。

このように、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態とＴｏｐｓ Ｏｆｆの状態との間においては、回転部の位置が変わらずに、静止部の位置が変わるので、回転部と静止部との間に介在する間隙の幅が変化する。

蒸気タービン１において回転部と静止部との間の接触は、定格運転時の他に、起動時、停止時、および、急な低温蒸気または高温蒸気の流入による静止部の変形等の非定常的な運転時において、発生しないことが望まれる。このため、回転部と静止部との間に介在する間隙は、上記要求を満たすように設計される。

上記のように、支持梁１３０で内部車室２０を支持する場合には、外部車室１０の変形の影響を受けないメリットがある。しかし、この場合には、支持梁１３０のたわみが大きくなりやすいので、回転部と静止部との間に介在する間隙が大きく変化しやすい。

これは、支持梁１３０がタービンロータ３０に沿った長い構造をしているためである。支持梁１３０のたわみを小さくするためには、支持梁１３０の断面二次モーメントが大きくなる形状を選定すればよい。しかし、この場合には、支持梁１３０が大きくなるので、下方排気口１１に向かう蒸気の流れが阻害され、タービン性能の低下が生ずる可能性がある。また、支持梁１３０の断面形状が大きくなると、支持梁１３０のコストが高くなるデメリットもある。そのため、たわみ量、タービン性能、コストのバランスから設計的に最適な支持梁１３０の断面を決める必要がある。

しかしながら、既に述べた通り、蒸気タービン１の大型化に伴って内部車室２０およびノズルダイアフラム４５の荷重が大きくなるので、支持梁１３０のたわみを十分に低減することが困難な場合がある。

タービンロータ３０の据え付けでは、ノズルダイアフラム４５やノズルダイアフラム４５に設けられたパッキン（図示省略）を上下左右に意図的にオフセットさせることによって、相対的に、タービンロータ３０を特定の方向に偏らせる方法が採用されている。そのため、支持梁１３０のたわみは、ある程度の変形量であればオフセットで対応することが可能である。しかし、支持梁１３０のたわみが大きくなりすぎると、上記のように、オフセットを行うことで十分に対応ができなくなり、Ｔｏｐｓ Ｏｆｆの状態において、回転部と静止部との間の接触が発生する場合がある。Ｔｏｐｓ Ｏｆｆの状態で回転部と静止部との接触が生じた場合には、相対的な間隙の計測を行うことができなくなり、相対的な位置関係を把握することができない。その結果、意図した間隙となるようにタービンロータ３０を据え付けることが困難になる場合がある。

Ｔｏｐｓ Ｏｆｆの状態でも回転部と静止部との間の接触が生じないように間隙を維持するためには、回転部と静止部との間の間隙を大きくする必要がある。その結果、タービンの定格運転時においても間隙が拡大して蒸気リークが増加するため、タービン性能が低下する場合がある。

本実施形態では、上記したように、外部車室１０の外部から支持梁１３０の梁端部１３１にアクセス可能な高さ調整ネジ１６０が、梁端部１３１の上方に設けられている。このため、本実施形態では、ノズルダイアフラム上半部４５１の設置、内部車室上半部２１０の設置、および、外部車室上半部１１０の設置を完了した後に、高さ調整ネジ１６０を用いて支持梁１３０のたわみを小さくすることができる。

上記の作用および効果に関して具体的に説明する。

Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態で支持梁１３０にたわみが発生した場合、図４から判るように、支持梁１３０は、梁端部１３１の下面において低摩擦部材１５０の上面に接触する部分のうち内側に位置する点Ｐ１を支点として、外側に位置する先端側の点Ｐ２が上方へ浮き上がった状態になる。このため、本実施形態では、図４に示すように、外部車室１０の外部において、高さ調整ネジ１６０を回すことで、第２のブロック１７２を介して梁端部１３１を鉛直方向ｚの下方へ押す。これにより、支持梁１３０は、点Ｐ１を支点として支持梁１３０の中央部分が上方に移動する。その結果、本実施形態では、支持梁１３０のたわみを小さくすることができる。つまり、本実施形態では、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態後に、高さ調整ネジ１６０を用いて支持梁１３０のたわみを小さくすることができるので、回転部と静止部との間に介在する間隙量を適切に調整可能である。

上記したように、Ｔｏｐｓ Ｏｆｆの状態で回転部と静止部との間に接触が生じた場合には、回転部と静止部との間の間隙量が計測できないので、据付が出来ない。しかしながら、本実施形態では、オフセット量を大きく取った場合と同様な効果を奏することができる。具体的には、本来実施したいオフセット量Ａで接触が生ずるために、オフセット量Ａよりも広いオフセット量Ｂで間隙の調整したときには、Ｔｏｐｓ Ｏｆｆ後に、オフセット量Ｂとオフセット量Ａとの差分値Ｃ分、たわみを改善すればよい。

本実施形態では、下記に示すように、上記の効果とは別の効果を更に奏することができる。

蒸気タービン１の据付では、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態とＴｏｐｓ Ｏｆｆの状態で支持梁１３０がたわむ量を計測する必要がある。蒸気タービン１が同型機であれば、たわみ量も同程度になるが、製造過程で生じる個体差の影響もあるため、一般的には各機種で計測が行われる。上述したように、従来、蒸気タービン１の据付は、先に、Ｔｏｐｓ Ｏｆｆの状態にし、基準となる支持梁１３０のたわみを計測する。そして、一度、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態になるように、仮組みを行った後に、支持梁１３０のたわみを確認する。この２つの計測量を用いてＴｏｐｓ ＯｆｆからＯｎへの支持梁１３０の変形量を確認し、据え付けオフセット量を決定する。そして、再度、分解してＴｏｐｓ Ｏｆｆの状態に戻した後に、間隙を調整し、組立を行う。その結果、据付工程に要する時間が長くなる。

しかし、本実施形態では、Ｔｏｐｓ Ｏｎの状態で高さ調整ネジ１６０を用いて支持梁１３０の高さを調整することができる。本実施形態のように蒸気タービン１の下側に下方排気口１１がある場合、熱や圧力による変形は、左右対称である。このため、水平方向における間隙の変化は、一般的には、タービンロータ３０の回転によるロータ軸受３０１の潤滑油膜反力による移動のみに起因するので、計測しなくても、予測が可能である。そのため、本実施形態では、Ｔｏｐｓ Ｏｎ状態にする仮組み、および、再分解を行う必要がないので、据付工程に要する時間を短縮可能である。

上記の実施形態においては、蒸気タービン１が下方排気方式であって、外部車室１０の下方に下方排気口１１が形成されている場合について説明したが、これに限らない。

変形例に関して、図５を用いて説明する。図５は、図３と同様に、側方面（ｙｚ面）を示している。

図５に示すように、蒸気タービン１が側方排気方式であって、外部車室１０の側方に側方排気口１１ｂが形成されていてもよい。本変形例では、各タービン段落（図示省略）において仕事を行った蒸気は、側方排気口１１ｂから排出される。そして、側方排気口１１ｂから排出された蒸気は、蒸気タービン１に連結された復水器（図示せず）へ流れる。

本変形例において、第２フットプレート１２５は、第２水平方向ｙにおいてタービンロータ３０の軸中心線ＡＸの一方の側に配置されている。すなわち、第２フットプレート１２５は、側方排気口１１ｂの側とは反対側に配置されている。

本変形例においても、上記の実施形態の場合と同様に、蒸気リークによる損失を低減し、タービン性能を向上させることが可能であって、現地での据付工程を短縮可能である。

なお、本変形例では、上記の実施形態と同様に、内部車室２０が一対の支持梁１３０によって支持されているが、これに限らない。たとえば、側方排気口１１ｂの側（左側）に配置された１つの支持梁１３０によって内部車室２０を支持するように構成してもよい。この場合、側方排気口１１ｂの側とは反対側には、任意の形状の支持部材（図示せず）を用いてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１：蒸気タービン、１０：外部車室、１１：下方排気口、１１ｂ：側方排気口、１２：コーン部、２０：内部車室、３０：タービンロータ、４０：静翼、４１：ダイアフラム内輪、４３：ダイアフラム外輪、４５：ノズルダイアフラム、５０：動翼、６０：タービン段落、７０：蒸気供給管、１１０：外部車室上半部、１１１：上半エンドプレート、１１２：外部車室上半本体、１１３：上半フランジ部、１２０：外部車室下半部、１２１：下半エンドプレート、１２２：下半本体プレート、１２３：下半フランジ部、１２４：第１フットプレート、１２５：第２フットプレート、１２６：プレート、１３０：支持梁、１３１：梁端部、１４１：第１端壁、１４２：第２端壁、１４３：天井壁、１５０：低摩擦部材、１６０：高さ調整ネジ、１７１：第１のブロック、１７２：第２のブロック、２１０：内部車室上半部、２２０：内部車室下半部、２２１：腕部、３０１：ロータ軸受、３０２：軸受台、４５１：ノズルダイアフラム上半部、４５２：ノズルダイアフラム下半部、ＡＸ：軸中心線、Ｆ：基礎、Ｓ１２４：支持面、ＳＰ：端部収容空間

Claims (4)

1. 基礎上に設置される蒸気タービンであって、
   外部車室と、
   前記外部車室に収容された内部車室と、
   前記内部車室および前記外部車室を貫通するタービンロータと、
   前記外部車室内に設けられ、前記タービンロータの軸方向に延び、前記内部車室を支持する支持梁と
   を備え、
   前記外部車室は、
   前記タービンロータの軸方向における前記外部車室の両端部に設けられた、前記基礎に支持される外部車室支持部
   を有し、
   前記支持梁は、
   前記タービンロータの軸方向における両端部に設けられた梁端部
   を有し、
   前記外部車室支持部は、
   前記梁端部を支持する支持面
   を有し、
   前記外部車室の外部から前記梁端部にアクセス可能な高さ調整機構を前記外部車室が含む、
   蒸気タービン。
2. 前記内部車室は、前記支持梁に支持された腕部を有する、
   請求項１に記載の蒸気タービン。
3. 前記外部車室は、
   下端部に設けられ、蒸気を下方に排出する下方排気口
   を有し、
   前記内部車室は、
   一対の前記支持梁に支持され、
   一対の前記支持梁は、
   水平方向において前記内部車室を挟むように配置されている、
   請求項１または２に記載の蒸気タービン。
4. 前記外部車室は、
   前記外部車室の側方端部に設けられ、蒸気を側方に排出する側方排気口
   を有し、
   前記支持梁は、少なくとも、前記内部車室よりも前記側方排気口の側に配置されている、
   請求項１または２に記載の蒸気タービン。

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