JP3537005B2 - 抽気タービンのスラスト調節装置 - Google Patents

抽気タービンのスラスト調節装置

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JP3537005B2
JP3537005B2 JP14830295A JP14830295A JP3537005B2 JP 3537005 B2 JP3537005 B2 JP 3537005B2 JP 14830295 A JP14830295 A JP 14830295A JP 14830295 A JP14830295 A JP 14830295A JP 3537005 B2 JP3537005 B2 JP 3537005B2
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Fuji Electric Systems Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、反動式抽気タービン
のスラストを調節するスラスト調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】反動式タービンにおいては、蒸気の圧力
降下の約半分を動翼で行わせて動翼から噴出する蒸気の
反動力を利用してタービンを回転させるので、動翼に流
れの方向のスラストを生じる。このスラストは、動翼を
通過する蒸気流量にほぼ比例して増大する。このスラス
トを支持するためスラスト軸受が設けられているが、通
常スラストはスラスト軸受の耐力よりも遙かに大きいの
で、バランスピストンを用いてスラストを軽減させてい
る。図２は蒸気タービンのバランスピストンの働きを説
明する系統図である。図２において車軸４に段落１ａ，
１ｂからなる段落群１を備えている。蒸気は左側から右
側へ流れる。車室５ａの圧力はＰ1 、車室５ｂの圧力は
Ｐ2 、車室５ｃの圧力はＰ3 である。バランス管２によ
ってバランスピストン３のスラスト軸受側と車室５ｂと
を接続すれば、バランスピストン３のスラスト軸受側圧
力Ｐ2aはＰ2と等しくなり、Ｐ2 ＜Ｐ1 なので、Ｐ2a＜
Ｐ1 となり、バランスピストン３の両側に圧力差を生じ
させ、段落１ａのスラストＴ1 ，段落１ｂのスラストＴ
2 とバランスさせることができる。バランスピストン３
は１ケーシングでありながら、高圧部と低圧部が独立し
たタービンのように作動する。抽気タービンの場合に
は、２段のバランスピストンを設け、バランスピストン
の段部の前面と途中の段落の圧力点とをそれぞれバラン
ス管で接続し、スラストを低減させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】抽気のないタービンの
場合には、バランスピストンとバランス管とを用いて動
翼に働くスラストをバランスさせることができる。それ
は、スラストは流量に比例して増加するが、バランスピ
ストンの車室側圧力も反流れ方向側の圧力もタービン入
口流量に比例して大きくなるからである。しかし、抽気
タービンの場合、車室側の圧力はタービン入口流量に比
例するが、後流の段落では途中で抽気するため圧力は抽
気量の影響を受け、タービン入口流量とは無関係に変化
する。そのためバランスピストンが２段であっても、低
圧部の動翼に作用するスラストは抽気の影響を受け減少
するので、バランスピストンによるスラストと動翼に働
くスラストとの差を小さく押さえることは難しくなる。
従来はプラントの抽気量を制限したり、スラスト軸受を
大きくして機械損失を増加させたりすることが行われ
た。
【０００４】この発明は、抽気タービンにおいて、プラ
ントへの抽気の要求に制限を設けることなく、かつ機械
損失を増大させることなく、スラストを調節する抽気タ
ービンのスラスト調節装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】蒸気タービンの途中の段
落から抽気する抽気タービンにおいて、低圧部の各段落
の抽気点の圧力を検出する圧力センサと、抽気管を介し
て結合された前記各段落の抽気点の中からスラストに見
合う抽気点を選択して切替える切替弁と、一端を前記切
替弁に結合され他端をバランスピストンのスラスト軸受
側に連結されたバランス管と、タービン端部に設けられ
たスラストメタルの圧力を検出する感圧センサと、この
感圧センサからの信号と前記圧力センサからの信号とを
入力させ、前記スラストメタルに加わるスラストが定め
られた値以下となるように反流れ方向圧力を演算して前
記切替弁を操作するアクチュエータに切替信号を発する
演算器とから構成することによって、上記目的を達成す
る。
【０００６】
【作用】この発明においては、低圧部の各段落の抽気点
の圧力を検出する圧力センサと、抽気管を介して結合さ
れた各段落の抽気点の中からスラストに見合う抽気点を
選択して切替える切替弁と、１端を切替弁に結合され他
端をバランスピストンのスラスト軸受側に連結されたバ
ランス管と、タービン端部に設けられたスラストメタル
の圧力を検出する感圧センサと、この感圧センサからの
信号と圧力センサからの信号とを入力させ、スラストメ
タルに加わるスラストが定められた値以下となるように
反流れ方向圧力を演算して切替弁を操作するアクチュエ
ータに切り替え信号を発する演算器とから構成し、スラ
ストを定められた値以下にするように、反流れ方向圧力
を演算器で演算し、演算器からの信号によって、アクチ
ュエータを介して切替弁を求められた圧力に最も近い段
落の抽気点と連結させる。このようにしてバランスピス
トンに反流れ方向圧力を導いてスラストを調節する。
【０００７】
【実施例】図１はこの発明の実施例による抽気タービン
のスラスト調節装置の系統図である。図１において、図
２と同じ部位は同じ符号を付してある。図１の例はバラ
ンスピストンは第１バランスピストン３ａと第２バラン
スピストン３ｂと２段で構成され、高圧部の排気側車室
５ｂから抽気してプロセスへ供給され、残りの蒸気は低
圧部へ供給される。第１バランス管２ａによって、高圧
部の排気側車室５ｂと第２バランスピストンの車室側１
４ｂとに連結し、高圧部で単独にスラストをバランスさ
せている。１ａは高圧部の段落、１ｂ，１ｃ，１ｄ，１
ｅ，１ｆは低圧部の段落である。５ａ，５ｂ，５ｃはそ
れぞれ車室である。６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅはそ
れぞれ段落の抽気点である。この発明においては、低圧
部の各段落の抽気点６ａ〜６ｅの圧力を検出する圧力セ
ンサ８と、抽気管１１を介して結合された各段落の抽気
点６ａ〜６ｅの中からスラストに見合う抽気点を選択し
て切替える切替弁７と、一端を切替弁７に結合され他端
を第２バランスピストン３ｂのスラスト軸受側に連結さ
れる第２バランス管２ｂと、タービン端部に設けられた
スラストメタル１０の圧力を検出する感圧センサ９と、
この感圧センサ９からの信号と圧力センサ１２からの信
号とを入力させ、スラストメタル１０に加わるスラスト
が定められた値以下となるように、反流れ方向圧力を演
算して切替弁７を操作するアクチュエータ８に切替信号
を発する演算器１３とからスラスト調節装置を構成し
た。演算器１３によってスラストが定められた値以下と
なるように反流れ方向圧力を演算し、第２のバランス管
３ｂを演算された圧力に最も近い段落の圧力点に接続す
る。このように、抽気流量が多くタービン低圧部への蒸
気が少なくスラストが小さい場合、及び抽気流量が少な
くタービン低圧部への蒸気が多くスラストが大きい場
合、何れもスラストが定められた値以下となるような抽
気点を演算し、アクチュエータで抽気点を切替えるの
で、スラストが定められた値を超えることはない。この
ためスラスト軸受を小型化でき、かつプラント側の運転
要求に制限を付ける必要はなくなる。
【０００８】
【発明の効果】この発明によれば、低圧部の各段落の抽
気点の圧力を検出する圧力センサと、抽気管を介して結
合された各段落の抽気点の中からラストに見合う抽気点
を選択して切替える切替弁と、一端を切替弁に結合され
他端をバランスピストンのスラスト軸受側に連結された
バランス管と、タービン端部に設けられたスラストメタ
ルの圧力を検出する感圧センサと、この感圧センサから
の信号と圧力センサからの信号とを入力させ、スラスト
メタルに加わるスラストが定められた値以下となるよう
に反流れ方向圧力を演算して切替弁を操作するアクチュ
エータに切替信号を発する演算器とから構成し、スラス
トが定められた値以下となるような抽気点を演算し、ア
クチュエータで切替えるので、スラストが定められた値
以下となるよに調節する。このため、プラント側の運転
要求に制限を設けることなく、かつスラスト軸受を小型
化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例による抽気タービンのスラス
ト調節装置の系統図である。
【図２】蒸気タービンのバランスピストンの働きを説明
する系統図である。
【符号の説明】 １ 段落群 １ａ 段落 １ｂ 段落 １ｃ 段落 １ｄ 段落 １ｅ 段落 ２ バランス管 ２ａ 第１バランス管 ２ｂ 第２バランス管 ３ バランスピストン ３ａ 第１バラスピストン ３ｂ 第２バランスピストン ４ 車軸 ５ａ 車室 ５ｂ 車室 ５ｃ 車室 ６ａ 抽気点 ６ｂ 抽気点 ６ｃ 抽気点 ６ｄ 抽気点 ６ｅ 抽気点 ７ 切替弁 ８ アクチュエータ ９ 感圧センサ １０ スラストメタル １１ 抽気管 １２ 圧力センサ １３ 演算器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭46−3209（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−212701（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−40703（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−63309（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−196101（ＪＰ，Ａ) 特公 昭44−5624（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭48−103703（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01K 7/38 103 F01K 7/38 102 F01D 17/24 F01D 25/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蒸気タービンの途中の段落から抽気する抽
    気タービンにおいて、低圧部の各段落の抽気点の圧力を
    検出する圧力センサと、抽気管を介して結合された前記
    各段落の抽気点の中からスラストに見合う抽気点を選択
    して切替える切替弁と、一端を前記切替弁に結合され他
    端をバランスピストンのスラスト軸受側に連結されたバ
    ランス管と、タービン端部に設けられたスラストメタル
    の圧力を検出する感圧センサと、この感圧センサからの
    信号と前記圧力センサからの信号とを入力させ、前記ス
    ラストメタルに加わるスラストが定められた値以下とな
    るように反流れ方向圧力を演算して前記切替弁を操作す
    るアクチュエータに切替信号を発する演算器とから構成
    することを特徴とする抽気タービンのスラスト調節装
    置。
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JPH02196101A (ja) * 1989-01-25 1990-08-02 Fuji Electric Co Ltd 蒸気タービンのスラスト低減装置

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