JP3238383B2 - 復水器一体型低圧タービン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は低圧タービン排気を
供給される復水器の胴部と、低圧タービンの外車室を一
部分一体的に構成した復水器一体型低圧タービンに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の蒸気タービンプラントにおいて、
低圧タービンから復水器に至る部位における関連構成の
概要について、図７乃至図１０に基づいて説明する。図
７は従来一般に採用されている蒸気タービンプラントの
全貌を示す外形図、図８は軸流排気型蒸気タービンを採
用した蒸気タービンプラントの全貌を示す外形図、図９
は軸流排気型蒸気タービンの概略断面図、また、図１０
は復水器胴部と低圧タービン外車室の一部分を一体共用
にした復水器一体型低圧タービンの概略図である。

【０００３】従来一般に採用されている蒸気タービンプ
ラントでは、図７に示す様に、低圧蒸気タービン２の排
気を冷却し凝縮させる復水器４は、低圧タービン２の下
方に排気ダクト５を介在させて配置されている。

【０００４】すなわち、タービン台座６上で高中圧ター
ビン１と低圧タービン２を同軸上に配列し、更に発電機
台座上の発電機３を軸結合した一定の軸線面から下方
に、排気ダクト５、そして復水器４と配列しているの
で、復水器４はタービン台座６の下方に配置されること
になる。

【０００５】また、従来の他の形式のものとして、図８
に示す様に、復水器４を低圧タービン２の下方ではな
く、同低圧タービン２の軸方向で後流側に設置した軸流
排気型蒸気タービンがある。

【０００６】この形式のものでは、発電機台座及びター
ビン台座６上に発電機３、高中圧タービン１、低圧ター
ビン２と順次同軸上に配列され、更に低圧タービン２の
軸方向後流に排気ダクト５を介して復水器４を配置して
いる。

【０００７】ここで高中圧タービン１及び低圧タービン
２の概要は図９に示す様に、ロータ１２の上流側は前部
軸受台１３を介して台座上に支持され、後流側は後部軸
受台１４を介して他の台座上に支持されており、かつ、
車室１１は詳細を省略しているが内車室と外車室に区画
されて排気室１４に連なり、低圧タービン部においては
内車室を低圧タービンの外車室で支持する構造になって
いる。

【０００８】なお、軸流排気を採用したこの配列は、長
大な低圧最終段翼の開発がなされたこともあって、２５
０ＭＷ級の中容量までの蒸気タービンでは適用が可能と
なっているが、それ以上の大容量には軸流排気の適用で
きなく、排気を横方向に流すことになる。

【０００９】この様に排気を横方向に流す形式のにあっ
ては、図１０に示す様に、復水器とタービンそれぞれの
一部を一体型とした復水器胴兼低圧タービン外車室２１
を採用し、管板２４を通して冷却管２５を集約し、低圧
タービン外車室端板２３の位置に軸受支持部２２を形成
して、軸受を低圧タービンの外車室で支持する構成とし
たものも提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
７で示した様にタービン台座６の下方に復水器４を配置
した一般の形式のものにあっては、蒸気タービンが大容
量となる程に、復水器４は高さが大きくなるため、ター
ビン台座６の高さも大きくなり、これはクレーン高さの
増加、ひいてはタービン建屋の高さの増加をもたらし、
これらに対する建設費が高くなるという問題点を伴うも
のである。

【００１１】また、前記図８で示した様に復水器４を低
圧タービン２の軸方向で後流側に設置した軸流排気型蒸
気タービンでは、前記図７のものにおけるタービンの高
さ方向の問題点は発生しないものの、軸受、内車室を低
圧タービンの外車室で支持するので復水器真空度の変化
などによって低圧タービンの外車室の温度が変化する
と、軸受、内車室のアライメントが変化し、軸受面圧の
変化による軸受焼損や、オイルホイップ、静止部と回転
部の間隙の減少による接触などのトラブルを招く、とい
う問題点がある。

【００１２】更に、図１０に示した復水器一体型低圧タ
ービンにおいては、軸受を低圧タービンの外車室で支持
（図３の軸受支持部２２の位置）するので軸受支持剛性
が低くなり、軸振動特性が悪くなるという問題点を伴う
ものである。

【００１３】本発明は、このような従来のものにおける
問題点を解消し、復水器設置に関連して特に高さ方向に
必要以上余分のスペースを確保する必然性もなく、低圧
タービン外車室の温度変化に伴う内車室のアライメント
変化、軸受焼損、不要な接触トラブル等の発生、更には
軸受支持剛性の低下による軸振動特性の悪化等の不具合
もなく、安定し、信頼性を高めた軸受、内車室等の支持
構造とした復水器一体型低圧タービンを提供することを
課題とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので、復水器の胴とタービンの外
車室を一体とした復水器一体型低圧タービンにおいて、
軸受及び内車室上下方向を、外車室のロータ貫通部に配
置したエクスパンションジョイント、及び内車室の下
面、これに対向する上面、そして側方にそれぞれ配置し
たエクスパンションジョイントよりなる弾性部材を介し
て直接基礎で支持した復水器一体型低圧タービンを提供
するものである。

【００１５】すなわち本発明によれば、復水器胴とター
ビン外車室とは一体型として復水器の高さ方向のスペー
ス節減を図ることに加えて、低圧タービンの軸受及び内
車室上下方向は、外車室のロータ貫通部に配置したエク
スパンションジョイント、及び内車室の下面、これに対
向する上面、そして側方にそれぞれ配置したエクスパン
ションジョイントよりなる弾性部材を間に介装して、例
えば台座等の基礎部位に対して直接的に支持されている
ので、運転の進行に伴い外車室の温度が高くなって外車
室が変形しても、内車室はその影響はなく、また、軸振
動特性の悪化等もなく、軸受及び内車室等の安定的な支
持を行う様にしたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態について
図１乃至図３に基づいて説明する。図１は本実施の形態
における復水器一体型低圧タービンのタービン台座と軸
受台の見取図、図２は復水器胴と低圧タービン外車室の
見取図、そして図３は内車室支持方法の見取図で、
（ａ）は分解状態、（ｂ）は要部の組立状態を示したも
のである。

【００１７】本実施の形態においては、詳細な図示は省
略しているが、高中圧タービンの排気を中央に供給され
て左右両側に流れる複流型の低圧タービンを２台採用
し、これを支持する構造になっている。

【００１８】すなわち、図１において、図示省略してい
るが低圧第１タービンと低圧第２タービンを有し、低圧
第１タービンの一端側の軸受は軸受台３６の中に設置
し、この軸受台３６は高中圧タービン台座３１の上に据
付ける。

【００１９】また、低圧第１タービンの他端側の軸受
と、低圧第２タービンの一端側の軸受は軸受台３７の中
に設置し、低圧第１タービンと低圧第２タービンの間に
配置された低圧タービン間台座３３の上に据付ける。

【００２０】そして低圧第２タービンの他端側の軸受は
軸受台３８の中に設置し、この軸受台３８は発電機台座
３５の上に据付ける。

【００２１】なお、後述するように、低圧第１タービン
の内車室は低圧第１タービン内車室台座３２の上に据付
け、低圧第２タービンの内車室は低圧第２タービン内車
室台座３４の上に据付ける。

【００２２】また、図２に示すように、低圧タービン外
車室は、復水器とその一部を共用するように同共用部を
一体型とした復水器胴兼低圧タービン外車室２１を採用
し、低圧タービン外車室の左右の外側に復水器が配列さ
れる構造としている。

【００２３】すなわち低圧タービン外車室の左右外側
で、軸方向の端面に復水器の管板２４が設けられ、これ
に冷却管２５が挿入され端部を拡管あるいは拡管および
シール溶接で固定ならびにシールする。なお、復水器胴
兼低圧タービン外車室２１の軸方向端面のロータ貫通部
には排気コーン４１を設ける。

【００２４】また、ロータ貫通部にはこの部位のシール
をするグランドパッキン４３が配設され、同グランドパ
ッキン４３は軸受台（図１の３６〜３８）に固定し、排
気コーン４１との間にエクスパンションジョイント４４
を介装して接続している。

【００２５】なお、低圧第１タービンと低圧第２タービ
ンの間には空間４２が設けられ、同空間４２は前記低圧
第１タービン及び低圧第２タービンそれぞれにおける一
方の軸を支持するタービン間台座３３が入るようになっ
ている。

【００２６】図３において、５２は低圧タービン内車室
台座で、前記図１における低圧第１タービン内車室台座
３２、及び低圧第２タービン内車室台座３４に相当する
が、説明の都合上ここでは新たに低圧タービン内車室台
座５２として説明する。

【００２７】すなわち、低圧タービン内車室台座５２は
内車室を支持する基本構造物であるが、同内車室が直に
載置されるのではなく、まず低圧タービン外車室底面５
３にカバー５４を設け、同カバー５４を低圧タービン内
車室台座５２にかぶせるように構成する。

【００２８】カバー５４の頂部には、エクスパンション
ジョイント５７を介在させて、内車室支持台板５５を配
設し、同内車室支持台板５５、エクスパンションジョイ
ント５７、及びカバー５４を一体として低圧タービン内
車室台座５２の頂部に固定する。

【００２９】他方、前記低圧タービン内車室台座５２に
載置されることになる内車室６０は、同内車室６０の左
右に内車室支持腕６１を設け、内車室支持腕６１を内車
室支持台板５５の上に載せることによって内車室６０の
上下方向を支える。

【００３０】また、この内車室支持腕６１および前記し
た内車室支持台板５５には、それぞれそのキー溝を設
け、このキー溝に挿入したキー５６によって内車室６０
の軸方向の位置決めをする。

【００３１】また、前記内車室６０はその下面とカバー
５４の間にエクスパンションジョイント５９を介装して
おり、同エクスパンションジョイント５９及びカバー５
４を通して内車室６０の下部中央をラジアルピン５８に
よって低圧タービン内車室台座５２に固定する。

【００３２】なお、内車室６０の上面には内車室入口フ
ランジ６５が設けられ、低圧タービン外車室６２の接続
部に配置したエクスパンションジョイント６４を介して
低圧タービンへの蒸気入口であるクロスオーバ管６３へ
接続する。

【００３３】要するに前記した様に、本実施の形態にお
ける内車室６０は、低圧タービン内車室台座５２に載置
されるが、この場合低圧タービン外車室底面５３に設け
られ低圧タービン内車室台座５２を覆うカバー５４と同
内車室６０の軸方向の位置決めをするキー５６の設置位
置にはエクスパンションジョイント５７を介装し、内車
室６０のラジアル方向を規制するラジアルピン５８の設
置位置にはエクスパンションジョイント５９を介装し、
また、内車室入口フランジ６５と低圧タービン外車室６
２との接続部にはエクスパンションジョイント６４を介
装しているので、低圧タービン外車室６２と内車室６０
との間は、弾性部材である前記各エクスパンションジョ
イント５７、５９、６４を介して連結されている。

【００３４】また、軸受部位について見ると、図２によ
り説明した様に、ロータ貫通部において、グランドパッ
キン４３は軸受台に固定され、排気コーン４１との間に
エクスパンションジョイント４４を介在させた構造とな
っている。

【００３５】前記の様に構成された本実施の形態におい
て、低圧タービンを出た蒸気は外車室と一体の復水器の
胴へ流入し、外車室は加熱されることになるが、軸受は
タービン台座上に支持された軸受台の中に設置され、内
車室はタービン台座によって直接支持され、グランドパ
ッキンは軸受台から支持され、かつ、これらは間にそれ
ぞれエクスパンションジョイントを介在させたものとな
っているので、復水器の真空度変化などによって低圧タ
ービン外車室が熱伸びや熱変形を生じることがあって
も、エクスパンションジョイントの弾性機能に吸収され
て軸受や内車室に反映されることはなく、同軸受や内車
室のアライメントが変化、変形することがない。

【００３６】このため、軸受面圧の変化による、軸受の
焼損やオイルホイップなどの不安定振動を生じることが
なく、かつ、軸受はタービン台座上に設置した軸受台内
に配置するので軸受支持剛性が高く、軸振動特性が良好
になる。

【００３７】また、内車室とロータ、グランドパッキン
とロータの遊隙が変化することがないので静止部と回転
部の接触を生じることもまく、これらを総合して、作動
が安定し、高い信頼性を得る復水器一体型低圧タービン
を得ることが出来たものである。

【００３８】次に本発明の実施の第２形態について、図
４乃至図６に基づいて説明する。図４は本実施の形態に
おける片側排気式とした復水器一体型低圧タービンの台
座と軸受台の見取図、図５は復水器胴と低圧タービン外
車室の見取図、そして図６は内車室支持方法の見取図
で、（ａ）は分解状態、（ｂ）は要部の組立状態を示し
たものである。

【００３９】すなわち、前記した実施の第１形態におい
ては、低圧タービンの両側へ排気する形式のものであ
り、タービンの両側に復水器が配置されるので、各軸受
台への潤滑油の供給油管、ドレン油管、グランドパッキ
ンへの供給蒸気管、排気管などの配置のスペースに余裕
が十分ではなく、若干の不自由を強いられることは否め
ず、また低圧給水加熱器の配置もやや難しくなるところ
もあるので、本実施の形態においてはこの点を配慮し
て、更に好適なものとして、低圧タービンの排気を片方
とした、いわゆる片側排気式を提示するものである。

【００４０】図４においては説明を簡便にするために前
記した複流型の低圧タービンを１台としたものを示し、
低圧タービンの一端側の軸受は軸受台７７の中に設置
し、この軸受台７７は高中圧タービン台座３１の上に据
付け、他端側の軸受は軸受台７８の中に設置し、この軸
受台７８は発電機台座７６の上に据付ける。

【００４１】復水器のない側の低圧タービン台座７５は
通常のものと同じとし、復水器のある側、すなわち排気
側は低圧タービン外車室を水平継手面の少し下で支持す
るための台座はなく、低圧内車室を支持するための低圧
タービン内車室台座５２を設置する。

【００４２】また、図５に示すように、低圧タービン外
車室は、復水器とその一部を共用するように同共用部を
一体型とした復水器胴兼低圧タービン外車室２１を採用
するが、本実施の形態においては片側排気式のため、低
圧タービン外車室の外側一方のみに復水器が配列される
構造となっており、図示のものでは低圧タービン外車室
の右側に復水器を配置したものとしているが、この配置
は場合によっては反対側でもよいことは勿論である。

【００４３】従って図示のものでは低圧タービン外車室
の右外側で、軸方向の端面に復水器の管板２４が設けら
れ、これに図示省略の冷却管が挿入され端部を拡管ある
いは拡管およびシール溶接で固定ならびにシールする。
なお、復水器胴兼低圧タービン外車室２１の軸方向端面
のロータ貫通部には排気コーン４１を設ける。

【００４４】そして図示省略しているが、前記実施の第
１形態と同様に、ロータ貫通部にはこの部位のシールを
するグランドパッキンが配設され、同グランドパッキン
は軸受台に固定され、排気コーン４１との間に図示省略
のエクスパンションジョイントを介装して接続してい
る。

【００４５】同様に図示省略しているが、前記実施の第
１形態と同様に、低圧タービンへの蒸気入口にはクロス
オーバ管が連絡されており、その連絡部には低圧タービ
ン外車室の接続部に設けた別のエクスパンションジョイ
ントが配設され、クロスオーバ管、同低圧タービン外車
室接続部のエクスパンションジョイントを介して内車室
の内車室入口フランジと接続する。

【００４６】なお、本実施形態の片側排気式のものにお
ける排気側に対して、その反対側となる低圧タービン外
車室７１の内側には内車室支持台７２を設けて内車室を
支持し、キー７３によって内車室の軸方向の位置決めを
しており、この位置に設置した内車室支持台７２は、前
記図４に示した低圧タービン台座７５による低圧タービ
ン外車室の支持部に近いので上下方向に変位変形するこ
とはない。

【００４７】次いで前記低圧タービン内車室台座５２に
よる低圧タービン内車室の支持構造について更に詳細に
説明すると、図６において、低圧タービン外車室底面５
３には低圧タービン内車室台座５２にかぶさるようなカ
バー５４を設けると共に、同カバー５４の頂部にはエク
スパンションジョイント５７を介在させて内車室支持台
板５５を設け、同内車室支持台板５５、エクスパンショ
ンジョイント５７、及びカバー５４を一体として低圧タ
ービン内車室台座５２の頂部に固定する。

【００４８】また、内車室６０の左右には内車室支持腕
６１を設け、同内車室支持腕６１の一方（図で左側）を
を内車室支持台７２に、他方（図で右側）を内車室支持
台板５５の上に載せることによって内車室６０の上下方
向を支える。

【００４９】内車室支持腕６１および内車室６０が載置
される内車室支持台７２と内車室支持台板５５には、そ
れぞれ中央部にキー溝を設け、内車室支持台７２側では
キー７３によって、また内車室支持台板５５側ではキー
５６によって内車室６０の軸方向の位置決めをする。

【００５０】また、内車室６０の下部中央は、その下面
とカバー５４の間にエクスパンションジョイント５９を
介装しており、同エクスパンションジョイント５９及び
カバー５４を貫通して内車室６０の下部中央をラジアル
ピン５８によって低圧タービン内車室台座５２に固定す
る。

【００５１】なお、内車室６０の上面に設けられた内車
室入口フランジ６５は、図示省略しているが、前記実施
の第１形態と同様に低圧タービン外車室の接続部に配置
したエクスパンションジョイントを介して低圧タービン
への蒸気入口であるクロスオーバ管へ接続する。

【００５２】また、低圧タービン外車室底面５３は、低
圧タービン内車室台座５２に直接に当接せず、間にばね
８０を介在させて弾性的に低圧タービン内車室台座５２
に支持されているので、上下・水平方向の変位が許容で
き、更にこのばね８０と平行に適宜のダンパーを設ける
ことによって地震時などの耐震対策を講じることもでき
る。

【００５３】要するに本実施の形態も前記実施の第１形
態と同様に、内車室６０はエクスパンションジョイント
５７、５９、ほかを介在させて低圧タービン内車室台座
５２や外車室に連絡され、また、軸受部位は別個にエク
スパンションジョイントを介在して軸受台等に固定され
る構成となっており、前記実施の第１形態と同様の作用
効果を奏するものであるが、その説明は重複するので、
同実施の第１形態における説明を援用して繰り返しての
説明は省略する。

【００５４】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。

【００５５】例えば、前記実施の第１形態においては低
圧タービンとして４流の低圧タービンについて説明した
が、複流または６流以上のものであってもよく、また、
実施の第２形態においては片側排気式の複流の低圧ター
ビンの場合を示したが、４流あるいはそれ以上の場合で
も適用できる。

【００５６】また、前記実施の第１、第２形態において
は、復水器一体型低圧タービンとして、符号２１で復水
器胴兼低圧タービン外車室を説明したが、この復水器胴
兼低圧タービン外車室２１は、復水器側と低圧タービン
外車室側との取合部位を直接接続したものを想定してい
る。

【００５７】しかし復水器側及び低圧タービン側との真
空力をバランスさせるための対策あるいは真空力によっ
て低圧タービン外車室や、復水器が変位・転倒しないた
めの対策を講じて、前記取合部位にエクスパンションジ
ョイントを設けてもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上、本発明によれば、復水器の胴とタ
ービンの外車室を一体とした復水器一体型低圧タービン
において、軸受及び内車室上下方向を、外車室のロータ
貫通部に配置したエクスパンションジョイント、及び内
車室の下面、これに対向する上面、そして側方にそれぞ
れ配置したエクスパンションジョイントよりなる弾性部
材を介して直接基礎で支持して復水器一体型低圧タービ
ンを構成しているので、復水器胴とタービン外車室とは
一体型として復水器の高さ方向のスペース節減を図る様
にしたことに加え、低圧タービンの軸受及び内車室は、
例えばエクスパンションジョイント等の弾性部材を間に
介装して、台座等の基礎部位に対して直接的に支持され
ているので、運転の進行に伴い復水器の真空度変化など
によって低圧タービン外車室が熱伸びや熱変形を生じる
ことがあっても、内車室はその影響はなく、また、軸振
動特性の悪化等もなく、軸受及び内車室等の安定的な支
持を行い、以て高い信頼性をかち得た好適な復水器一体
型低圧タービンを得ることが出来たものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る復水器一体型低
圧タービンのタービン台座と軸受台の見取図である。

【図２】前記実施の第１形態に係る復水器一体型低圧タ
ービンの復水器胴と低圧タービン外車室の見取図であ
る。

【図３】前記実施の第１形態に係る復水器一体型低圧タ
ービンの内車室支持方法の見取図で、（ａ）は分解状
態、（ｂ）は要部の組立状態を説明するものである。

【図４】本発明の実施の第２形態に係る片側排気式とし
た復水器一体型低圧タービンのタービン台座と軸受台の
見取図である。

【図５】前記実施の第２形態に係る片側排気式とした復
水器一体型低圧タービンの復水器胴と低圧タービン外車
室の見取図である。

【図６】前記実施の第２形態に係る片側排気式とした復
水器一体型低圧タービンの内車室支持方法の見取図で、
（ａ）は分解状態、（ｂ）は要部の組立状態を説明する
ものである。

【図７】従来一般に採用されている蒸気タービンプラン
トの全貌を示す外形図である。

【図８】従来の軸流排気型蒸気タービンを採用した蒸気
タービンプラントの全貌を示す外形図である。

【図９】従来の軸流排気型蒸気タービンの概略断面図で
ある。

【図１０】従来の復水器胴部と低圧タービン外車室の一
部分を一体共用にした復水器一体型低圧タービンの概略
図である。

【符号の説明】

１ 高中圧タービン ２ 低圧タービン ３ 発電機 ４ 復水器 ５ 排気ダクト ６ タービン台座 １１ 車室 １２ ロータ １３ 前部軸受台 １４ 後部軸受台 １５ 排気室 ２１ 復水器胴兼低圧タービン外車室 ２２ 軸受支持部 ２３ 低圧タービン外車室端板 ２４ 管板 ２５ 冷却管 ３１ 高中圧タービン台座 ３２ 低圧第１タービン内車室台座 ３３ 低圧タービン間台座 ３４ 低圧第２タービン内車室台座 ３５ 発電機台座 ３６ 軸受台 ３７ 軸受台 ３８ 軸受台 ４１ 排気コーン ４２ 空間 ４３ グランドパッキン ４４ エクスパンションジョイント ５２ 低圧タービン内車室台座 ５３ 低圧タービン外車室底面 ５４ カバー ５５ 内車室支持台板 ５６ キー ５７ エクスパンションジョイント ５８ ラジアルピン ５９ エクスパンションジョイント ６０ 内車室 ６１ 内車室支持腕 ６２ 低圧タービン外車室 ６３ クロスオーバ管 ６４ エクスパンションジョイント ６５ 内車室入口フランジ ７１ 低圧タービン外車室 ７２ 内車室支持台 ７３ キー ７５ 低圧タービン台座 ７６ 発電機台座 ７７ 軸受台 ７８ 軸受台 ８０ ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−13913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−134706（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−93616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−97805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−57412（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−66605（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01D 25/16 - 25/26 F01K 11/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 復水器の胴とタービンの外車室を一体と
   した復水器一体型低圧タービンにおいて、軸受及び内車
   室上下方向を、外車室のロータ貫通部に配置したエクス
   パンションジョイント、及び内車室の下面、これに対向
   する上面、そして側方にそれぞれ配置したエクスパンシ
   ョンジョイントよりなる弾性部材を介して直接基礎で支
   持したことを特徴とする復水器一体型低圧タービン。