JP3564441B2 - 一軸型コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン、蒸気タービンおよび発電機を一軸に配設してなる一軸型コンバインドサイクル発電プラントに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の一軸型コンバインドサイクル発電プラントとして、例えば図2に示すような、概略構成のものが一般的に知られている。
【0003】
図2に示す一軸型コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン1、蒸気タービン2、および発電機3が同一軸によって連結されており、ガスタービン1から排出された排ガスが、排熱回収ボイラ4に供給される。なお、この一軸型コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン1が蒸気タービン2の低圧部側と接続されてなるものである。
【0004】
この排熱回収ボイラ4では、ガスタービン1から排出される排ガスと給水とが熱交換され、そこで発生した蒸気が蒸気加減弁2aを介して蒸気タービン2に供給される。そして、この蒸気タービン2およびガスタービン1によって発電機3が駆動される一方、蒸気タービン2で仕事を行った蒸気は、復水器5で復水され、給水ポンプ6によって排熱回収ボイラ4に還流される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、元来、蒸気タービン2では、図3に示すように、当該蒸気タービン2の中でのベアリングスパンを短くするために、回転体である軸Kを回転自在に支持する主な軸受としてのジャーナル軸受10およびグランド部13を低圧部の車室コーン部11によって支持するようにしていた。
【0006】
しかしながら、このような蒸気タービン2を上述したような一軸型コンバインドサイクル発電プラントに適用し、図示省略するガスタービン1(図2参照)と組み合わせた場合、ガスタービン1と蒸気タービン2との間の軸受スパンが長くなることから、メインの軸のところに対してはみ出しているところ、いわゆるオーバーハング部分が長くなり、このオーバーハング部分の軸振動特性がシビアになる問題があった。
【0007】
かかる問題を解決する一つの方法として、図4に示すように、蒸気タービン2のジャーナル軸受10を、当該蒸気タービン2のコンクリート等からなる基礎台12によって支持するようにしたものが提案されていた。
【0008】
ところで、一般的に一軸型コンバインドサイクル発電プラントでは、低圧部の車室コーン部11と連通する低圧車室(図示省略する)の下方に復水器5が設けられているため、真空荷重がかかると、この低圧車室が復水器5(図2参照)方向に引っ張られ、ジャーナル軸受10とグランド部13とがともに車室コーン部11に支持されている場合、ジャーナル軸受10や軸Kと一体にグランド部13も下方に移動することから、蒸気タービン2内では、全体として下方にずれた状態になるものの、軸Kとジャーナル軸受10や、グランド部13間に過剰な接触による摩擦等が生じることはなかった。
【0009】
ところが、蒸気タービン2がジャーナル軸受10を、その基礎台12によって支持するようにした場合、このジャーナル軸受10と軸Kは、真空荷重がかかることに関係なく下方に移動することはなくなるものの、グランド部13は車室コーン部11に支持されていることから、当該グランド部13のみが低圧車室とともに下方に移動するため、基礎台12上のジャーナル軸受10とグランド部13との相対位置が大きくなり、このグランド部13の上部と軸Kとが衝突して熱を発生させるとともに、軸Kが変形することによるアンバランス軸振動が大きくなり、継続運転が困難となる未だ不十分な問題があった。
【0010】
また、このグランド部13は、蒸気タービン2内の蒸気や真空等の状態を保つため、大気が進入しないように車室コーン部11をシールする機能を有するが、上述したように低圧車室が下方に下がることに伴って車室コーン部11が下方に移動すると、このシール状態が崩れ、シール性能が低下する問題があった。
【0011】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので、信頼性を格段と向上し得る一軸型コンバインドサイクル発電プラントを提案しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、以下の手段を採用した。
請求項1に記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン、蒸気タービンおよび発電機を一軸に配置し、上記蒸気タービンの低圧部側と上記ガスタービンとが接続されてなる一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおいて、上記蒸気タービンの基礎台上に配置される軸受台と当該蒸気タービンのグランド部とを連結するための連結手段と、上記グランド部と上記蒸気タービンにおける車室とをシールするための可動自在なシール手段とを設けるようにしたことを特徴としている。
【0013】
上述した一軸型コンバインドサイクル発電プラントによれば、蒸気タービンの基礎台上に配置される軸受台と当該蒸気タービンのグランド部とを連結するための連結手段と、グランド部と蒸気タービンにおける車室とをシールするための可動自在なシール手段とを設けるようにしたことにより、真空荷重がかかることに伴って車室が下方に移動する場合に、グランド部が下方に移動して軸受との相対位置が大きくなるのを防止するとともに、当該移動によってグランド部と車室とのシール状態が崩れるのを未然に防止する。
【0014】
しかも、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおいて、上記シール手段が、ベローズ部材でなることを特徴としている。この一軸型コンバインドサイクル発電プラントによれば、軸系の信頼性確保のため蒸気タービン低圧側軸受を基礎の上に装備設置しても、真空荷重による低圧車室の変形によりグランド部シールがロータと接触する懸念がなくなり、また、軸受を支える必要がなくなった低圧車室はこれまでのように剛構造にする必要がなくなり、低圧車室構造が簡略化され、一軸型コンバインドサイクル発電プラント全体としての製作コストを安価にする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の一実施の形態について詳述する。
図1は、本発明の一実施の形態による一軸型コンバインドサイクル発電プラントを示す要部断面図である。この一軸型コンバインドサイクル発電プラントは、上述した図2に示す従来の一軸型コンバインドサイクル発電プラントと同様に、蒸気タービン2の低圧部側とガスタービン1とが接続されてなるものである。
【0016】
図1において、図4との対応部分には同一符号を付して示している。なお、本実施の形態に係る一軸型コンバインドサイクル発電プラントの基本的な構成(すなわち、主な軸受であるジャーナル軸受10を収容する軸受台20とグランド部13とを連結する連結手段である連結部21が設けられている点と、グランド部13と車室コーン部11とをシールするための可動自在なシール手段であるベローズ部材22が設けられている点を除いて)は、上述した従来の一軸型コンバインドサイクル発電プラント(図2)とほぼ同様であるので、ここでは説明を省略する。
【0017】
実際上、この実施の形態の場合、ジャーナル軸受10を収容する軸受台20とグランド部13との間には、これら軸受台20とグランド部13とを連結する連結部21が設けられている。
【0018】
このように、グランド部13を基礎台12に支持される軸受台20と連結部21を用いて支持するようにしたことにより、真空荷重がかかることによって図示省略する低圧車室が下方の復水器5(図2参照)方向に移動する際においても、グランド部13がその下方の復水器5方向に移動するのを防止することができるため、基礎台12上のジャーナル軸受10とグランド部13との相対位置が大きくなることに起因して、このグランド部13の上部と軸Kとが衝突し、熱を発生させるとともに、この軸Kを変形させるのを未然に防止することができる。
【0019】
また、グランド部13と車室コーン部11との間には、これらグランド部13と車室コーン部11とをシールするためのベローズ部材22が設けられている。
【0020】
これにより、真空荷重がかかることに伴って低圧車室が下方に移動した場合においても、この低圧車室の変動分をベローズ部材22が可動することによって吸収することができるため、大気が進入しないように車室コーン部11をシールする機能を果すことができ、蒸気タービン2内の蒸気や真空等の状態を保つことができる。
【0021】
なお、上述の実施の形態においては、グランド部13と車室コーン部11とをシールするシール手段として、ベローズ部材22を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、可動自在なシール手段であれば、この他種々のシール手段を広く適用することができる。
【0022】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおいて、軸系信頼性確保のために蒸気タービンの基礎台上に配設される軸受台と当該蒸気タービンのグランド部とを連結するための連結手段と、グランド部と蒸気タービンにおける車室とをシールするための可動自在なシール手段とを設けるようにしたことにより、真空荷重がかかることに伴って車室が下方に移動する場合に、グランド部が下方に移動して軸受との相対位置が大きくなるのを防止することができるとともに、当該移動によってグランド部と車室とのシール状態が崩れるのを未然に防止することができ、かくして信頼性を格段と向上し得る一軸型コンバインドサイクル発電プラントを実現することができる。
【0023】
また、軸受を支える必要がなくなった低圧車室は、これまでのように剛構造にする必要がなくなり、低圧車室構造が簡略化されて製作コストを安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態による一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおける蒸気タービンの要部を示す断面図である。
【図2】従来の一軸型コンバインドサイクル発電プラントの説明に供する概略構成図である。
【図3】従来の一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおける蒸気タービンの要部を示す断面図である。
【図4】従来の一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおける他の蒸気タービンの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ガスタービン
2 蒸気タービン
3 発電機
4 排熱回収ボイラ
5 復水器
6 給水ポンプ
10 ジャーナル軸受(軸受)
11 車室コーン部
12 基礎台
13 グランド部
20 軸受台
21 連結部(連結手段)
22 ベローズ部(シール手段)
K 軸
Claims (2)
- ガスタービン、蒸気タービンおよび発電機を一軸に配置し、上記蒸気タービンの低圧部側と上記ガスタービンとが接続されてなる一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおいて、
上記蒸気タービンの基礎台上に配置される軸受台と当該蒸気タービンのグランド部とを連結するための連結手段と、
上記グランド部と上記蒸気タービンにおける車室とをシールするための可動自在なシール手段と
を具えることを特徴とする一軸型コンバインドサイクル発電プラント。 - 上記シール手段が、ベローズ部材でなる
ことを特徴とする請求項1に記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラント。
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JP2001242248A JP3564441B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 一軸型コンバインドサイクル発電プラント |
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