JP3863596B2

JP3863596B2 - 低圧蒸気タービン

Info

Publication number: JP3863596B2
Application number: JP16638896A
Authority: JP
Inventors: ラーゲダーハインリッヒ; リッターウルス
Original assignee: Alstom SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2016-06-26
Also published as: DE59609737D1; DE19523923C2; DE19523923A1; EP0751283B1; EP0751283A3; JPH0913913A; US5779435A; EP0751283A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低圧蒸気タービンであって、主として
イ）タービンロータを備えた内側ケーシングと、排気室を備えた外側ケーシングとが設けられており、該外側ケーシングが上側部分と下側部分とを有しており、
ロ）低圧蒸気タービンの特に外側ケーシングの下側部分を収容するための切欠きを備えたコンクリート基礎が設けられており、外側ケーシングの下側部分が、コンクリート基礎の鋼型枠として形成されており、
ハ）タービンロータのための対応する支持軸受けを備えた両側の支承個所が設けられており、
ニ）外側ケーシングに結合されかつ該外側ケーシングの側方に配置された復水器が設けられている
形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧部分と、中間圧部分と、１つまたは複数の低圧部分とから成る多段式の蒸気タービンでは、低圧タービンの外側ケーシングをターボセット全体に対して軸方向で位置固定することが普通である。始動時や停止時、また荷重変化時に生じる熱膨脹に基づき、位置固定された低圧部分を起点として支承台、場合によっては設けられた別の低圧部分、中間圧部分および高圧部分ならびに発電機は、長手方向で自由に膨張することができなければならない。
【０００３】
欧州特許出願公開第０５７５６４２号明細書に基づき、二重ケーシング式の低圧蒸気タービンが公知である。この公知の低圧蒸気タービンは主として、タービンロータを備えた内側ケーシングと、排気室を備えた外側ケーシングとから成っている。外側ケーシングは２つの部分に分割されている。すなわち、外側ケーシングは上側部分と下側部分とを有している。外側ケーシングの下側部分は空の鋼型枠として形成されていて、コンクリート基礎に設けられた切欠きに配置されている。ケーシングの下側部分の下端部には、復水器が続いている。両ケーシング部分の分割平面も、復水器接続部も、コンクリート基礎の構成要素である。ロータを収容するための支承個所はこの分割平面の上方に、つまりベーステーブルの上方に位置している。
【０００４】
このような低圧蒸気タービンをコンクリート基礎に支持することは、比較的手間がかかり、かつ高価となる。さらに、真空引張力もしくは復水器重量に基づき、高いコンクリート基礎負荷が生じる。
【０００５】
欧州特許出願公開第０３８４２００号明細書に基づき、蒸気タービンに並んでグランドレベルに設置された蒸気復水器が公知である。この蒸気復水器は排気フードを介して蒸気タービンに接続されている。蒸気流出はコンクリート基礎の上方で行なわれる。これによって、復水器のアンダフロア配置とは異なり、機械建物の構成高さも、タービン基礎の構成高さも著しく減少させることができる。復水器は単純な滑りシューに蒸気タービンとは別個に支持されており、これによってコンクリート基礎の負荷は減じられる。
【０００６】
しかしこのような公知の構成には、排気容積流に対処するためには低圧蒸気タービンのための比較的大きな排気フードが必要となるという欠点が認められる。このことは比較的大きな構成スペースを必要とする。これによって、製造コストも、組付け手間も増大する。さらに、蒸気流はケーシングの下側部分から排気フードへ変向されなければならない。その結果、圧力損失が生じ、ひいては比較的低い効率しか得られない。さらに、低圧蒸気タービンの排気フードには、比較的大きな水平方向力が作用し、このような水平方向力は適当な形式でコンクリート基礎に伝達されなければならない。これによって、やはり蒸気タービンの製造コストが増大する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の低圧蒸気タービンを改良して、上記欠点の全てが回避され、復水器に接続された低圧蒸気タービンの効率が高められ、その製造コストも減じられるような低圧蒸気タービンを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、
ホ）外側ケーシングの上側部分と下側部分との分割平面が、タービンロータの軸線の高さに位置しており、コンクリート基礎が前記分割平面にまで達しており、
ヘ）外側ケーシングの下側部分も、タービンロータの支承個所も、コンクリート基礎に位置固定されており、
ト）外側ケーシングが、タービンロータの軸線に対して直角にかつ水平に少なくとも片側で開いて形成されており、外側ケーシングの各側方の開口に復水器が接続されており、
チ）外側ケーシングの上側部分が、組付けフードと、復水器１つ当たり１つのフレーム部分とから成っており、該フレーム部分が、復水器と下側部分とに材料接続的または摩擦接続的に結合されており、
リ）前記組付けフードが、外側ケーシングの下側部分と前記各フレーム部分とに摩擦接続的または形状接続的に結合されており、復水器と前記組付けフードとの間に各１つのフレーム部分が配置されているようにした。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、外側ケーシングの上側部分と下側部分との分割平面が、タービンロータの軸線の高さに位置しており、コンクリート基礎がこの分割平面にまで達している。外側ケーシングの下側部分も、タービンロータの支承個所も、コンクリート基礎に位置固定されている。外側ケーシングは、少なくとも片側で開いて形成されており、この場合、開口はタービンロータの軸線に対して直角にかつ水平に配置されている。外側ケーシングに側方の１つの開口しか設けられていない場合には、１つの復水器が接続されており、外側ケーシングに側方の２つの開口が設けられている場合には、それぞれ１つの復水器が接続されている。
【００１０】
１つの復水器しか設けられていない場合には、外側ケーシングの上側部分が、組付けフードと、外側ケーシングの下側部分と復水器とに材料接続的または摩擦接続的に結合された１つのフレーム部分とから成っている。組付けフードは、外側ケーシングの下側部分にも、前記フレーム部分にも、摩擦接続的または形状接続的に結合されており、この場合、フレーム部分は復水器と組付けフードとの間に配置されている。２つの復水器が設けられている場合には、両側にそれぞれ１つのフレーム部分が形成されている。
【００１１】
コンクリート基礎がタービンロータの軸線高さにまで、つまり外側ケーシングの上側部分と下側部分との分割平面にまで達しているので、現場でのコンクリート基礎の製造時では、下側部分も、タービンロータの支承個所も、注型時に埋め込まれる。コンクリート基礎はこうして低圧蒸気タービンや、この低圧蒸気タービンに接続された復水器に生じる運転力をも受け止める。これによってコンクリート基礎を最適に利用することができる。
【００１２】
外側ケーシングが片側で開いて形成されていると、側方で低圧蒸気タービンと同じ高さで固定された復水器を開口全体の範囲で排気室に接続することができる。外側ケーシングが両側で開いて形成されていると、２つの復水器を同様にして排気室に接続することができる。両構成の場合でも蒸気流は直接に、つまりもう一度変向させる必要なしに復水器に流入する。したがって、圧力損失は減じられ、効率も公知先行技術に比べて改善される。
【００１３】
復水器と、外側ケーシングの下側部分とに材料接続的または摩擦接続的に結合された各フレーム部分は、外側ケーシングの上側部分を補強するために役立つ。排気室を上方に向かって閉鎖するフードを前記フレーム部分と外側ケーシングの下側部分とに摩擦接続的に結合することに基づき、フードを組付けフードとして形成することができる。これによって、このフードは公知先行技術において使用される排気フードよりも著しく軽量かつ単純に形成されている。さらに、組付けフードは低圧蒸気タービンの内側に位置する構成部分に対する良好な接近性を保証している。同じく、組付けフードの、溶接された鋼薄板構造も可能である。これによって、蒸気タービンの製造コストや組付け手間が一層減じられる。
【００１４】
低圧蒸気タービンの本発明による構成に基づき、外側ケーシングの下側部分と、支承個所とは既にコンクリート基礎の製造時にこのコンクリート基礎に組み込まれる。それと同時に、外側ケーシングの上側部分に設けられたフレーム部分も、外側ケーシングの下側部分に材料接続的または摩擦接続的に結合される。ルーズな構成部分として形成されているのは、単にタービンロータを備えた内側ケーシングと組付けフードだけである。低圧蒸気タービンの最終組付け時では、コンクリート基礎と外側ケーシング（下側部分およびフレーム部分）と支承個所とから成る、前組付けされたコンパクトなユニットに、既に説明した残りの各構成部分が装備されるだけでよい。その結果、特に僅かな組付け手間と、低い製造コストとが得られる。
【００１５】
外側ケーシングの下側部分に、有利には鉛直な外側の複数の型枠リブが配置されていると有利である。これによって、コンクリート基礎の製造時に下側部分との密な結合が得られるので、生じる力をコンクリート基礎を介して一層良好に導出することができる。
【００１６】
当然ながら、同一形式に形成された２つ以上の低圧蒸気タービンを互いに接続することもできる。低圧蒸気タービンに結合されて１つのターボ群を形成する高圧蒸気タービンもしくは中圧蒸気タービンの支承個所は、低圧蒸気タービンの支承個所と同形式に構成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図示の２流式の低圧蒸気部分タービンにつき詳しく説明する。図面には、本発明を理解する上で重要となる構成要素しか示されていない。たとえば外側ケーシングの上側部分に配置された冷却水噴射管は図示されていない。
【００１８】
グランドレベルに設置された図示の低圧蒸気タービンは、二重ケーシング式に形成されている。つまり低圧蒸気タービンのケーシングは主として外側ケーシング１と、内側ケーシング２とから成っている。外側ケーシング１と内側ケーシング２とは互いに別個に配置されている。これにより、外側ケーシング１の慣性力および運動力が内側ケーシング２に作用したり、また逆に内側ケーシング２の慣性力および運動力が外側ケーシング１に作用することはなくなる。
【００１９】
外側ケーシング１と内側ケーシング２との間には、排気室３が形成されている。内側ケーシング２には、タービンロータ４が配置されていて、軸端部分５に相対回動不能に結合されている。２つの部分から成る外側ケーシング１は上側部分６と下側部分７とから成っている。上側部分６と下側部分７との分割平面８はタービンロータ４の軸線９の高さに位置している。タービンロータ４の両側では、タービンロータ４のための対応する支持軸受け１１を備えた支承個所１０が形成されている（図１）。外側ケーシング１は両側に、タービンロータ４の軸端部分５のためのケーシング貫通案内部１２を有している。各ケーシング貫通案内部１２の範囲では、軸端部分５に、カプセル封入された軸パッキン１３が配置されており、この軸パッキン１３は排気室３を外部に対してシールしている。
【００２０】
図示の低圧蒸気タービンはコンクリート基礎１４によって収容される。このコンクリート基礎１４はこの目的のために切欠き１５を有している。外側ケーシング１の下側部分７は外側ケーシング１の分割平面８にまで達するコンクリート基礎１４の鋼型枠として形成されている。これによって、外側ケーシング１の下側部分７も、タービンロータ４の支承個所１０も、コンクリート基礎１４に位置固定されている（図１、図２）。
【００２１】
低圧蒸気タービンの外側ケーシング１に並んで、復水器１６が配置されている。この復水器１６は排気室３に接続されている。復水器１６は蒸気タービンと同様にグランドレベルに設置されている。このためには、低圧蒸気タービンの外側ケーシング１が、タービンロータ４の軸線９に対して直角に水平方向で片側で開いて形成されている。復水器１６は外側ケーシング１の開口１７に接続されている（図２）。外側ケーシング１の下側部分７は平面図で見てＵ字形の形状を有しており、このＵ字形の形状は復水器１６に向かって開かれている（図３）。下側部分７には、外側の鉛直な複数の型枠リブ１８が配置されており、これによってコンクリート基礎１４との安定した結合が得られる。型枠リブ１８は当然ながら別の形式で位置調整されていてもよい。
【００２２】
外側ケーシング１の上側部分６は組付けフード１９と、フレーム部分２０とによって形成される。フレーム部分２０は下側部分７と復水器１６とに材料接続的に結合されている。組付けフード１９は分割平面８の上方で排気室３を完全に閉鎖している。組付けフード１９は２つの端面壁２１と補強部２２とを備えた、溶接された鋼薄板構造と、鉛直方向および水平方向の接続フランジ２３，２４とから成っている。組付けフード１９には、蒸気供給管片２５が固定されている。この蒸気供給管片２５を介して、中圧蒸気タービン（図示しない）から蒸気が供給される。
【００２３】
フレーム部分２０はあぶみ形に形成されていて、復水器１６と外側ケーシング１の下側部分７とに溶接されている（図２）。このフレーム部分２０の内部は少なくとも部分的に中空に形成されていて、コンクリート基礎１４の製造時に外側ケーシング１の下側部分７と同時にグラウチングされる。当然ながら、フレーム部分２０は溶接するだけでもよい。同じく、ねじを用いた摩擦接続的な結合も可能である。フレーム部分２０は組付けフード１９を支持していて、この組付けフード１９と復水器１６との間の結合部材として働く。このためには、フレーム部分２０が鉛直な接続フランジ２３を介して組付けフード１９にねじ締結されている。しかし、別の摩擦接続的な結合（摩擦力の束縛による結合）または形状接続的な結合（嵌合による係合）を選択することもできる。外側ケーシング１の下側部分７にねじ締結された組付けフード１９をシールするためには、水平方向の接続フランジ２４にシール条片（図示しない）が溶接されている。鉛直方向の接続フランジ２３とフレーム部分２０との間には、別のシール条片が配置されている。当然ながら、別の適当なシール手段を使用することもできる。
【００２４】
支承個所１０では、コンクリート基礎１４に各１つの支承サドル２６が導入されていて、このコンクリート基礎１４と固定されている。支承サドル２６はオイルパン２７を収容している。このオイルパン２７はコンクリート基礎１４に組み込まれたオイル流出管路２８に接続されている。支持軸受け１１は支承サドル２６に配置されていて、鉛直方向の運動を防止されている（図１）。支承個所１０はケーシングカバー２９によってカバーされている。
【００２５】
接続された別の部分タービンの隣接ロータもしくは発電機に対するタービンロータ４の正確な位置調整は、調節装置（図示しない）によって行なわれる。
【００２６】
切欠き１５の底部３０の範囲では、低圧蒸気タービンの内側ケーシング２が４つの支持部３１に支承されていて、２つのガイド装置３２を介して軸方向に案内されている。ガイド装置３２はコンクリート基礎１４に結合されていて、タービンロータ４の軸線９に対して直交する方向で調節可能である（図４）。
【００２７】
既にコンクリート基礎１４の製造時において、外側ケーシング１の下側部分７も、タービンロータ４の支承個所１０も組み込まれる。コンクリート基礎１４は外側ケーシング１の下側部分７と上側部分６との分割平面８の高さにまで形成される。復水器１６の組付け後に、同じくコンクリートで充填されたフレーム部分２０が復水器１６と外側ケーシング１の下側部分７とに溶接される。低圧蒸気タービンの最終組付け時には、この前組付けされたコンパクトなユニットに、タービンロータ４を備えた内側ケーシング２と、組付けフード１９とが装備されるだけで済む。これによって、同じく内側ケーシング２とタービンロータ４をも前組付けし、一緒に運搬し、最後に、準備されたコンクリート基礎１４に一緒に挿入することが可能となる。これにより、特に僅かな組付け手間と、低い製造コストとが得られる。
【００２８】
低圧蒸気タービンの運転時では、中圧蒸気タービン（図示しない）からの蒸気流が蒸気供給管片２５を介して内側ケーシング２に導入される。この蒸気流はタービンロータ４を駆動して、このときに排気圧にまで膨張される。最終的にこの蒸気は排気室３と外側ケーシング１の開口１７とを介して直接に、つまりもう一度変向させる必要なしに、復水器１６に流入し、この場所で沈積される。
【００２９】
第２実施例では、２つの復水器１６が低圧蒸気タービンに接続されている。このためには、低圧蒸気タービンの外側ケーシング１が両側に、タービンロータ４の軸線９に対して直角でかつ水平に配置された、側方の開口１７を有している。各開口１７には、復水器１６が接続されていて、かつ各１つのフレーム部分２０と外側ケーシング１の下側ケーシング７とに接続されている（図示しない）。別の構成部分は全て、図示の実施例とほぼ同様に形成されて、配置されている。
【００３０】
当然ながら、本発明は、上で説明した図示の１つの低圧蒸気タービンの実施例に限定されるものではない。同じく、同様に形成された２つまたは複数の低圧蒸気タービンを互いに接続することもできる。
【００３１】
また、低圧蒸気タービンに接続されて１つのターボ群を成す高圧蒸気タービンもしくは中圧蒸気タービンの支承個所は低圧蒸気タービンの支承個所１０と同形式に形成されていてよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による低圧蒸気タービンの縦断面図である。
【図２】図１に示した蒸気タービンの横断面図である。
【図３】コンクリート基礎と外側ケーシングの下側部分とから成る前組付けされたユニットの平面図である。
【図４】低圧蒸気タービンの流入部分の横断面図である。
【符号の説明】
１外側ケーシング、２内側ケーシング、３排気室、４タービンロータ、５軸端部分、６上側部分、７下側部分、８分割平面、９軸線、１０支承個所、１１支持軸受け、１２ケーシング貫通案内部、１３軸パッキン、１４コンクリート基礎、１５切欠き、１６復水器、１７開口、１８型枠リブ、１９組付けフード、２０フレーム部分、２１端面壁、２２補強部、２３接続フランジ、２４接続フランジ、２５蒸気供給管片、２６支承サドル、２７オイルパン、２８オイル流出管路、２９ケーシングカバー、３０底部、３１支持部、３２ガイド装置

Claims

低圧蒸気タービンであって、主として
イ）タービンロータ（４）を備えた内側ケーシング（２）と、排気室（３）を備えた外側ケーシング（１）とが設けられており、該外側ケーシング（１）が上側部分（６）と下側部分（７）とを有しており、
ロ）コンクリート基礎（１４）の鋼型枠として形成されている前記下側部分（７）を収容するための切欠き（１５）を備えたコンクリート基礎（１４）が設けられており、
ハ）タービンロータ（４）のための対応する支持軸受け（１１）を備えた両側の支承個所（１０）が設けられており、
ニ）外側ケーシング（１）に結合されかつ該外側ケーシング（１）の側方に配置された復水器（１６）が設けられている
形式のものにおいて、
ホ）外側ケーシング（１）の上側部分（６）と下側部分（７）との分割平面（８）が、タービンロータ（４）の軸線（９）の高さに位置しており、コンクリート基礎（１４）が前記分割平面（８）にまで達しており、
ヘ）外側ケーシング（１）の下側部分（７）も、タービンロータ（４）の支承個所（１０）も、コンクリート基礎（１４）に位置固定されており、
ト）外側ケーシング（１）が、タービンロータ（４）の軸線（９）に対して直角にかつ水平に少なくとも片側で開いて形成されており、外側ケーシング（１）の各側方の開口（１７）に復水器（１６）が接続されており、
チ）外側ケーシング（１）の上側部分（６）が、組付けフード（１９）と、復水器１つ当たり１つのフレーム部分（２０）とから成っており、該フレーム部分（２０）が、復水器（１６）と下側部分（７）とに材料接続的または摩擦接続的に結合されており、
リ）前記組付けフード（１９）が、外側ケーシング（１）の下側部分（７）と前記各フレーム部分（２０）とに摩擦接続的または形状接続的に結合されており、復水器（１６）と前記組付けフード（１９）との間に各１つのフレーム部分（２０）が配置されている
ことを特徴とする低圧蒸気タービン。
前記組付けフード（１９）が、鋼薄板から成っていて、補強部（２２）を有している、請求項１記載の低圧蒸気タービン。
外側ケーシング（１）の下側部分（７）に、複数の外側の型枠リブ（１８）が配置されている、請求項１または２記載の低圧蒸気タービン。
前記外側の型枠リブ（１８）が鉛直に配置されている、請求項３記載の低圧蒸気タービン。
前記支承個所（１０）でコンクリート基礎（１４）に各１つの支承サドル（２６）が埋め込まれており、該各支承サドル（２６）がオイルパン（２７）を収容しており、該オイルパン（２７）が、コンクリート基礎（１４）に組み込まれたオイル導出管路（２８）に接続されている、請求項３または４記載の低圧蒸気タービン。
同一形式に形成された少なくとも２つの低圧蒸気タービンが、互いに接続されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の低圧蒸気タービン。
低圧蒸気タービンに結合されて１つのターボ群を形成する高圧蒸気タービンもしくは中圧蒸気タービンの支承個所が、低圧蒸気タービンの支承個所（１０）と同様に形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の低圧蒸気タービン。