JP3898229B2

JP3898229B2 - Turbine equipment

Info

Publication number: JP3898229B2
Application number: JP50838098A
Authority: JP
Inventors: オインハウゼン、ハインリッヒ; レンベルク、アクセル
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: WO1998004810A1; CN1091209C; EP0914543A1; EP0914543B1; RU2185516C2; ATE206502T1; ES2165623T3; JP2001508146A; CN1225705A; DE59704804D1; DE19629933C1; PT914543E

Abstract

A turbine installation (1), in particular a steam turbine installation, has at least two partial turbines (2, 3a, 3b, 3c) having each a turbine rotor (5) which extends along a main axis (4) and an inner housing (7, 8a, 8b, 8c) that receives the guide blades (6). At least one inner housing (8a, 8b, 8c) can be moved in the axial direction, and a thermally expanding pushing element (9) is provided to ensure its axial displacement. The pushing element (9) has a first expanding component (10a) and a second expanding component (10b) joined by a coupling component (11). The coupling component (11) moves by mechanical and/or hydraulic means the second expanding component (10b) in the axial direction over a distance which is larger than the thermal expansion and/or axial displacement of the first expanding component (10a). Also disclosed is a pushing element (9).

Description

本発明は、少なくとも２組の部分タービンを備え、各部分タービンは主軸に沿って延びるタービンロータを備え、これらのタービンロータは相互に強固に連結されているタービン設備、特に蒸気タービン設備に関する。各部分タービンはガイドブレードを取り付ける内部ハウジングを備えており、少なくとも１組の内部ハウジングは軸方向に動くことができる。この内部ハウジングの軸方向変位のために熱膨張する摺動部材が設けられている。本発明はさらに摺動部材に関する。
ドイツ国特許出願公開第３５２２９１６号明細書には、少なくとも１組の外部ハウジングおよびそれに対して同軸配置の内部ハウジングを有する低圧部分タービンと、低圧部分タービンに対して同軸にかつその上流側に配置された少なくとも１組の高圧部分タービンおよび／または中圧部分タービンとを備えたタービン装置が開示されている。部分タービンの軸は１つの軸部材に相互に強固に連結されている。低圧部分タービンの上流側には基準平面を画成する軸部材のためのスラスト軸受が設けられており、その基準面から軸方向の軸膨張および軸変位が出発している。内部ハウジングは変位を伝達する連結棒によって、軸方向に隣接する部分タービンハウジングの軸方向に動けるように支持された端部またはタービン軸受ハウジングに連結されている。連結棒は外部ハウジングの壁を通して、制限された横方向の動きも可能にするシール部材によって熱的に動くことができ、かつ真空密に導出されている。低圧タービンの前方に配置されているタービン軸受は第２の基準平面を画成しており、この基準面からこのタービン軸受に支持されている部分タービンハウジングおよびそれに連結されている部分タービンハウジングの軸方向膨張および変位が出発している。こうすることによって軸部材およびタービンハウジングの軸方向変位が事実上同一軸方向膨張および同一方向に行われ、互いに隣接する回転ブレード面およびガイドブレード面の間に最小の軸方向遊びしか生じない。連結棒による変位伝達部は変位を伝達するタービン軸受の領域内に設けられる。また、連結棒の密封貫通部は低圧部分タービンの内部ハウジングの水平熱動型の突出支持部と構造的に結合される。内部ハウジングの突出アームは軸に平行な方向に延び、滑動する支持面およびガイド面で付属の軸受ハウジングの支承部に位置する。連結棒はタービン軸受の領域内で突出アームに摩擦力をもって結合され、特に真空密の貫通のための膜シールは外部環状フランジで低圧部分タービンの外部ハウジングの端面に連結され、内部環状フランジでタービン軸受ハウジング部分に真空密に封鎖される。外部ハウジングの端面壁および軸受ハウジングの両座り面間、すなわち、わずかな相対変位しか生じない部分間へのシール部材の配置は、内部ハウジングの大きな熱変位がシール部材によって減結合される、という役割を果していることになる。
ドイツ国特許出願広告第１２１６３２２号明細書には、前後に同軸に配置された複数の部分タービンを有し、それらの軸が相互に強固に連結され、それらのハウジングのうち少なくとも一つは軸方向に動くことができ、固定配置の部分タービンハウジングまたは軸受台に結合されている蒸気タービンまたはガスタービンが記載されている。タービンの低圧ハウジングはそれぞれ外部ハウジングおよび内部ハウジングからなっている。低圧タービンの内部ハウジングと隣接する部分タービンハウジングまたは軸受台との連結は、外部ハウジングの壁を貫通して蒸気密に且つ熱変位ができるように導出された連結棒によって行われる。この連結棒は１本の棒材とすることができ、外部ハウジングの壁内に軸方向および半径方向に従動するベローズによって密封されている。さらに連結棒は軸方向に整列され互いにリンク結合された３つの棒材から構成され、その中央のものは外部ハウジングの壁のブッシュ内で滑動はめあいをもって軸方向に動くようにすることができる。このような連結棒によりハウジングの軸方向変位が行われなければならず、それによってロータとハウジング間の軸方向遊びができるだけ一定に保たれなければならない。軸方向遊びの大きさを変えるために、連結棒の長さの変化がその温度の変化によって可能である。温度のこの変化は蒸気または流体による連結棒の付加的な熱負荷によって実施される。
管を通して高温蒸気が導かれる軸方向遊びの大きさの上述の変化は英国特許第１１４５６１２号明細書に記載されている。軸方向に膨張し得る管は各端両側でそれぞれの棒材に連結され、さらにその棒材は低圧部分タービンの内部ハウジングに取り付けられる。タービンロータに対する内部ハウジングの軸方向変位は内部ハウジングの膨張、連結棒の膨張、さらには膨張管の膨張を合成したものである。互いに連結された内部ハウジングの熱膨張は、上流側に最も遠くに配置された低圧部分タービンの外部ハウジングに配置された固定点から出発して定義される。内部ハウジングの熱膨張のこの出発点は、さらに上流側に位置する軸受内で定義されるロータの熱膨張の出発点とは異なる。膨張管は補償器を介して低圧部分タービンの対応する外部ハウジングに連結され、それにより、内部ハウジングおよび連結棒からなるシステムの絶対的な膨張が補償器によって吸収されるようにしている。内部ハウジングおよび連結棒からなるシステムとタービンロータの膨張部との間を一定の関係に保証するために、上述のように膨張管に蒸気が導入されなければならない。この蒸気は蒸気プロセスから取り出すか、または特別にあつらえなければならい。いずれにしても、軸方向遊びの補償のために必要な蒸気が蒸気タービンの運転状態に従って熱膨張管に導入されるような調整システムおよび監視システムも必要となる。
本発明の課題は、簡易な構造および方式で、特に高価な調整システムおよび監視システムを用いることなく、タービンロータと内部ハウジングとの間の軸方向遊びを所定値以下に維持し得るタービン設備を提供することにある。本発明の他の課題は、タービン設備のタービンロータと内部ハウジングとの間の軸方向遊びを減少させるための適当な摺動部材を提供することにある。
タービン設備に向けられた課題は、軸方向に変位し得る内部ハウジングに軸方向変位を補償するために熱膨張する摺動部材が設けられ、この部材が第１の膨張部材および第２の膨張部材を有し、両膨張部材が連結部材を介して互いに連結されることによって解決される。この連結部材は、第１の膨張部材の軸方向変位および／または軸方向熱膨張よりも大きい第２の膨張部材の軸方向変位を機械的および／または流体的に生じさせる。
連結部材は、好ましくは機械的なレバーである。このレバーは固定点を中心として回動することができ、第１の膨張部材および第２の膨張部材は各連結部でレバーとともに回動できるように連結される。第２の連結部の固定点からの距離は、第１の連結部の固定点からの距離よりも大きい。第１の膨張部材の熱膨張および／または変位によって引き起こされた第１の連結部材の変位は、従って機械的レバーをその固定点を中心として回動させる。第２の膨張部材のレバーアームすなわち第２の連結部と固定点との距離は第１の膨張部材のレバーアームよりも長いので、機械的レバーは、第１の連結部材の軸方向変位より大きく同一方向の第２の膨張部材の軸方向変位を引き起こす。
こうすることによって、特に蒸気タービン設備において低い冷却水温度のもとで用いられる大容量の３連型の低圧部分タービン装置において、タービンロータに対する第３の低圧内部ハウジングの相対膨張が小さい値に保たれ、静止状態のガイドブレードと回動ブレードとの間では蒸気タービン設備の全負荷時においても軸方向遊びが所定値以下に保たれる。それに対応する同一方向に向けられたレバーアームの選択によって、軸方向遊びを、他の低圧部分タービンの軸方向遊びにほぼ対応する値に調整することができる。したがって、低圧部分タービン全体を類似構造にすることができる。
自明のごとく、軸方向に並置された低圧部分タービン全体を摺動部材を介して上述の簡易なリンク機構に連結することができる。レバーアームの適切な選択つまりは対応する伝達比の適切な選択によって、低圧部分タービンのそれぞれに対して、タービンロータに対する相対膨張を所定値だけ減少させる軸方向の動きを発生させることができる。特に相対膨張はその都度一定値に調整することができる。同様に個々の低圧部分タービンは剛性のある摺動部材を介して機械的または流体的な変位増幅器を用いることなく相互に連結することができる。
機械的および／または流体的なやり方で第１の膨張部材の軸方向変位および／または軸方向膨張を同一方向に増幅させる連結部材は構造的に容易に実現することができ、複雑な監視装置や調整装置を必要とすることがなく、付加的な導管を介して蒸気を導入する必要もない。かくして上述の連結部材によれば、構造的におよび作業上わずかな費用でタービン設備のガイドブレードと回転ブレード間の軸方向遊びの減少を達成することができ、それによりタービン設備の運動効率を向上させることができる。
好ましくは摺動部材は内部ハウジングを支持する軸受の受け面と共通に内部ハウジングを包囲する外部ハウジングのシール部を貫通させるのがよい。シールは軸方向に膨張し得るシール用ベローズを備えるのがよい。共通のシールによって外部ハウジングの貫通部の減少を達成し、それによって構造的な簡易化を達成することができる。
好ましくは、変位増幅器（レバー）を有する摺動部材、１つまたは複数の内部ハウジング、および場合により変位増幅器（連結棒）なしの摺動部材を含む軸方向の膨張複合部と、相互に連結されたタービンロータとは共通の軸方向固定点を持つのがよい。この軸方向固定点は中圧部分タービンの外部ハウジングおよび２組以上の低圧部分タービンを備えた膨張複合部において軸方向に全部分タービンの前に配置された中圧部分タービンの外部ハウジングの支持のために用いられるタービン軸受とするのがよい。
主軸に沿って膨張し得る互いに独立の２つの部材、特にタービンロータとタービン設備の内部ハウジングとの間の異なる軸方向膨張を減少させるための摺動部材に向けられた課題は、第１の膨張部材、第２の膨張部材および連結部材を有する摺動部材によって解決される。連結部材は、固定点を中心として回動することができ、第１の膨張部材および第２の膨張部材がレバーの同一側に各連結部で回動できるように連結された機械的レバーとするのがよい。第２の連結部は固定点から第１の連結部よりもさらに離れている。こうすることによって、第１の連結部の変位の際のてこ作用のために第２の連結部の変位の増幅作用が生じ、それによって第２の連結部は第１の連結部よりも軸方向にさらに変位させられる。摺動部材は流体的な変位増幅器を備えることもできる。例えば摺動部材は主軸に沿って先細に形成された流体チャネルによって構成することができる。流体チャネルの端末部にはそれぞれ第１の膨張部材および第２の膨張部材が接続される。流体チャネルの先細方向に見て第１の膨張部材の変位はそこに配置された非圧縮流体を先細部に押し出すことになる。したがって、体積一定の原理によって流体は第１の膨張部材によって排除されるときさらに先細部に押し出される。こうして非圧縮流体による変位の増幅が引き起こされる。
次に図面に示された実施形態を参照して、摺動部材を有するタービン設備についてさらに詳細に説明する。図面において、
図１は、蒸気タービン設備の縦断面図を示し、
図２は、摺動部材を有する２組の低圧部分タービン間に配置された軸受の縦断面図を示し、
図３は、図２の摺動部材の平面図を示すものである。
図１には、主軸４に沿って前後に配置された高圧部分タービン２３、中圧部分タービン２、およびほぼ同一構造の３組の低圧部分タービン３ａ，３ｂ，３ｃを備えた蒸気タービン設備１が示されている。低圧部分タービン３ａ，３ｂ，３ｃは流体技術的に蒸気導管２４を通して中圧部分タービン２に接続されている。中圧部分タービン２は外部ハウジング２２を備えている。各低圧部分タービン３ａ，３ｂ，３ｃはそれぞれ内部ハウジング８ａ，８ｂ，８ｃおよびその内部ハウジングを取り囲む外部ハウジング１４を備えている。各内部ハウジング８ａ，８ｂ，８ｃは低圧蒸気を受けるガイドブレード６を支持している。各内部ハウジング８ａ，８ｂ，８ｃ内には、それぞれ主軸４に沿って延びるタービンロータ５が配置されている。タービンロータ５は低圧回転ブレード２７を支持している。中圧部分タービン２は内部ハウジング７を備えている。中圧部分タービン２と第１の低圧部分タービン３ａとの間、および各隣接低圧部分タービン３ａ，３ｂ，３ｃ相互間にはそれぞれ軸受１５が配置されている。この軸受１５はタービンロータ５の支持の機能を果たすとともに、各内部ハウジング８ａ，８ｂ，８ｃの支持の機能をも果たす。高圧部分タービン２３と中圧部分タービン２との間にも同様にこれらの部分タービン２，２３のタービンロータを支持するための軸受１５ａが設けられている。各軸受１５の内部ハウジング８ａ，８ｂ，８ｃの支持領域内にはそれぞれ主軸４に平行に連結棒９ａが導かれている。各連結棒９ａは中圧部分タービン２を第１の低圧部分タービン３ａおよびそれに隣接する低圧部分タービン３ａ，３ｂ，３ｃの内部ハウジング８ａ，８ｂ，８ｃに相互に連結する。外部ハウジング２２、内部ハウジング８ａ，８ｂ，８ｃおよびこれらを連結する連結棒９ａ，２１は、高温の蒸気が流れたとき主軸４に沿って軸方向に膨張する膨張複合部を形成する。このように形成された膨張複合部は、高圧部分タービン２３と中圧部分タービン２との間の軸受１５ａにある固定点２０を持っている。この固定点２０から主軸４に沿って計算される熱膨張の大きさは、膨張線２５によって示されている。中圧部分タービン２および低圧部分タービン３ａ，３ｂ，３ｃの相互に強固に連結されたタービンロータ５の対応する膨張線２６も同様に示されている。内部ハウジング８ａ，８ｂ，８ｃを図示していない発電機の方向に主軸４に沿って変位させるために、中圧部分タービン２の外部ハウジング２２と組合わせた膨張複合部に対する低圧部分タービン３ａ，３ｂ，３ｃの連結を通して個々の熱膨張が利用される。従って、主軸４に沿って内部ハウジング８ａ，８ｂ，８ｃ全体の熱膨張が加算され、それにより相互に強固に連結されたタービンロータ５に対する相対膨張が減少させられる。膨張線２５および２６の比較により、それにもかかわらずタービンロータ５と最後の低圧部分タービン３ｃの内部ハウジング８ｃとの間の膨張差がタービン設備１の全長にわたって存在していることが分かる。この膨張差は各低圧部分タービン３ａ，３ｂ，３ｃのガイドブレード６と回転ブレード２７との間の異なる軸方向遊びを生じさせる。
図２および３に詳細に示されている低圧部分タービン３ａ，３ｂ，３ｃの内部ハウジング８ａ，８ｂ，８ｃの変位増幅部を有する摺動部材９を用いることによって、上述の膨張差を所定値だけ明らかに減少させることができる。この摺動部材９は中圧部分タービン２と第１の低圧部分タービン３ａとの間、および隣接する各低圧部分タービン３ａ，３ｂ，３ｃ相互間の連結棒９ａの代わりに配置することができる。好ましくは、それは第２・第３の低圧部分タービン３ｂ，３ｃ間に配置すればよい。摺動部材９は、ほぼ棒状の第１の膨張部材１０ａと、同様にほぼ棒状の第２の膨張部材１０ｂとを備えている。これらの膨張部材１０ａ，１０ｂは連結部材１１を介して相互にリンク結合されている。この連結部材は、図３から明らかなように、固定点１２を中心として回動し得る機械的レバーである。各連結部１３ａ，１３ｂでは、膨張部材１０ａ，１０ｂはそれぞれ図示していないピンによって連結部材１１に回動自在に主軸４の方向に変位し得るように連結されている。連結部１３ａは連結部１３ｂよりも固定点１２の近くにある。つまり連結部１３ａは連結部１３ｂと固定点１２との間にあり、したがって主軸４の方向の連結部１３ａの変位は主軸４の方向の連結部１３ｂのより大きな変位を生じさせる。膨張部材１０ａ，１０ｂはそれぞれの軸受１５を貫通し、各受け領域２８ｂ，２８ｃと共に対応する低圧部分タービン３ｂ，３ｃの各外部ハウジング１４を通して導かれる。この貫通はそれぞれシール１６によってガス密に行われ、シール１６は主軸４の方向に回動自在のシール用ベローズ１８を備えている。支承部２８ａには内部ハウジング８ｂが載置され、そこに膨張部材１０ａが固くねじ込まれている。同様に支承部２８ｂに内部ハウジング８ｃが載置され、膨張部材１０ｂは内部ハウジング８ｃの対応する突出支持部１７に固くねじ込まれている。
連結部１３ａ，１３ｂの固定点１２に対する位置に従い連結部材１１によって対応する変位の増幅量が所定値だけ調整される。このようにして連結部材１１は構造的に簡易で保守の手間を大幅に削減した形で、従来は蒸気による温度上昇による変位増幅の際に必要とした高価な調整システムや監視システム、管路システムを備えることなしに、実現することができる。
本発明は、機械的および／または流体的な方法で変位増幅が達成される複数の部分タービンを備えたタービン設備における摺動部材によって特徴付けられる。摺動部材は、好ましくは機械的レバーとして実施される連結部材を有する。このレバーには固定点に関し異なる位置にありしかし同一側にあるレバーアームを有する２つの摺動棒がリンク結合される。部分タービンにおける内部ハウジングの変位の軸方向に発生する増幅は、タービンロータの回転ブレードと内部ハウジングのガイドブレードとの間の軸方向遊びの減少を生じさせる。このことは、ほぼ同一構造の複数組の内部ハウジングの使用と共に、タービン設備全体の効率向上にも役立つ。タービン設備は、好ましくは、高圧部分タービン、中圧部分タービン、および２組またはそれ以上、特に３組の低圧部分タービンを備えた蒸気タービン設備である。自明のごとく、上述の摺動部材は複数組の部分タービンを備えたガスタービン設備における軸方向遊びの減少のためにも適したものである。The present invention relates to a turbine installation, in particular a steam turbine installation, comprising at least two sets of partial turbines, each partial turbine comprising a turbine rotor extending along a main axis, the turbine rotors being firmly connected to one another. Each partial turbine includes an inner housing to which guide blades are attached, and at least one set of inner housings can move axially. A sliding member is provided which thermally expands due to the axial displacement of the inner housing. The invention further relates to a sliding member.
German Offenlegungsschrift 3522916 discloses a low-pressure partial turbine having at least one set of outer housings and an inner housing arranged coaxially thereto, and is arranged coaxially and upstream of the low-pressure partial turbine. A turbine apparatus comprising at least one set of high-pressure partial turbine and / or medium-pressure partial turbine is disclosed. The shafts of the partial turbines are firmly connected to one shaft member. A thrust bearing for a shaft member that defines a reference plane is provided on the upstream side of the low-pressure partial turbine, and axial expansion and displacement of the shaft start from the reference surface. The inner housing is connected to an end portion or a turbine bearing housing that is supported so as to be movable in the axial direction of an axially adjacent partial turbine housing by a connecting rod for transmitting displacement. The connecting rod can be thermally moved through the wall of the outer housing by a sealing member that also allows limited lateral movement and is led in a vacuum tight manner. A turbine bearing disposed in front of the low-pressure turbine defines a second reference plane from which the partial turbine housing supported by the turbine bearing and the shaft of the partial turbine housing connected thereto Directional expansion and displacement are starting. In this way, the axial displacement of the shaft member and the turbine housing takes place in virtually the same axial expansion and in the same direction, with minimal axial play between adjacent rotating blade surfaces and guide blade surfaces. The displacement transmitting portion by the connecting rod is provided in the region of the turbine bearing that transmits the displacement. In addition, the sealing through-hole of the connecting rod is structurally coupled to the horizontal thermal projection support of the inner housing of the low-pressure partial turbine. The protruding arm of the inner housing extends in a direction parallel to the axis and is located on the bearing part of the attached bearing housing with a sliding support surface and a guide surface. The connecting rod is frictionally connected to the projecting arm in the region of the turbine bearing, and in particular the membrane seal for vacuum tight penetration is connected to the end face of the external housing of the low-pressure partial turbine with an external annular flange, and the turbine with the internal annular flange The bearing housing part is hermetically sealed in a vacuum. The arrangement of the sealing member between the end face wall of the outer housing and the seating surfaces of the bearing housing, i.e. between the parts where only a small relative displacement occurs, plays a role in that the large thermal displacement of the inner housing is decoupled by the sealing member. Will be fulfilled.
German Patent Application No. 1216322 has a plurality of partial turbines arranged coaxially in the front and rear, their shafts being firmly connected to each other, at least one of the housings being axially A steam turbine or gas turbine is described which can be moved in a fixed manner and is coupled to a fixedly arranged partial turbine housing or bearing stand. Each low pressure housing of the turbine comprises an outer housing and an inner housing. The connection between the inner housing of the low-pressure turbine and the adjacent partial turbine housing or bearing stand is made by a connecting rod which is led out through the wall of the outer housing so as to be vapor-tight and capable of thermal displacement. The connecting rod can be a single bar and is sealed in the wall of the outer housing by bellows that follow axial and radial directions. Furthermore, the connecting rod is composed of three rods aligned in the axial direction and linked to each other, the central one of which can be moved axially with a sliding fit within the bushing on the wall of the outer housing. With such a connecting rod, the axial displacement of the housing must be effected, so that the axial play between the rotor and the housing must be kept as constant as possible. In order to change the amount of axial play, the length of the connecting rod can be changed by changing its temperature. This change in temperature is effected by an additional heat load on the connecting rod by steam or fluid.
Such a change in the amount of axial play through which hot steam is directed through the tube is described in GB 1145612. An axially expandable tube is connected to a respective bar at each end, and the bar is attached to the internal housing of the low pressure partial turbine. The axial displacement of the inner housing relative to the turbine rotor is a combination of the expansion of the inner housing, the expansion of the connecting rod, and the expansion of the expansion tube. The thermal expansion of the interconnected inner housings is defined starting from a fixed point located in the outer housing of the low pressure partial turbine located farthest upstream. This starting point for the thermal expansion of the inner housing is different from the starting point for the thermal expansion of the rotor defined in the bearing located further upstream. The expansion tube is connected via a compensator to the corresponding external housing of the low-pressure partial turbine, so that the absolute expansion of the system consisting of the internal housing and the connecting rod is absorbed by the compensator. In order to ensure a certain relationship between the system consisting of the inner housing and the connecting rod and the expansion part of the turbine rotor, steam must be introduced into the expansion pipe as described above. This steam must be taken from the steam process or customized. In any case, a regulation system and a monitoring system are also required so that the steam necessary for compensating the axial play is introduced into the thermal expansion pipe according to the operating conditions of the steam turbine.
An object of the present invention is to provide a turbine equipment capable of maintaining axial play between a turbine rotor and an inner housing below a predetermined value with a simple structure and method, and without using an especially expensive adjustment system and monitoring system. There is to do. Another object of the present invention is to provide a suitable sliding member for reducing axial play between the turbine rotor and the inner housing of the turbine installation.
An object directed to a turbine facility is that an internal housing that can be displaced in the axial direction is provided with a sliding member that thermally expands to compensate for the axial displacement, and this member is a first expansion member and a second expansion member. And the two expansion members are connected to each other via a connection member. The connecting member mechanically and / or fluidically produces a second expansion member axial displacement that is greater than the axial displacement and / or axial thermal expansion of the first expansion member.
The connecting member is preferably a mechanical lever. The lever can be rotated about a fixed point, and the first expansion member and the second expansion member are connected so as to be rotated together with the lever at each connection portion. The distance from the fixed point of the 2nd connection part is larger than the distance from the fixed point of the 1st connection part. The displacement of the first coupling member caused by the thermal expansion and / or displacement of the first expansion member thus causes the mechanical lever to pivot about its fixed point. Since the distance between the lever arm of the second expansion member, that is, the second connecting portion, and the fixing point is longer than the lever arm of the first expansion member, the mechanical lever is larger than the axial displacement of the first connection member. Causes an axial displacement of the second expansion member in the same direction.
In this way, the relative expansion of the third low-pressure inner housing with respect to the turbine rotor is kept at a low value in a large-capacity triple low-pressure partial turbine apparatus used under low cooling water temperature particularly in steam turbine equipment. Therefore, the axial play is kept below a predetermined value between the stationary guide blade and the rotating blade even when the steam turbine equipment is fully loaded. With the corresponding selection of the lever arm oriented in the same direction, the axial play can be adjusted to a value approximately corresponding to the axial play of the other low-pressure partial turbines. Therefore, the entire low-pressure partial turbine can have a similar structure.
As is obvious, the entire low-pressure partial turbine juxtaposed in the axial direction can be connected to the above-described simple link mechanism via the sliding member. By appropriate selection of the lever arm, i.e. the corresponding transmission ratio, it is possible to generate an axial movement for each of the low-pressure partial turbines that reduces the relative expansion to the turbine rotor by a predetermined value. In particular, the relative expansion can be adjusted to a constant value each time. Similarly, individual low-pressure partial turbines can be interconnected via rigid sliding members without the use of mechanical or fluid displacement amplifiers.
A connecting member that amplifies axial displacement and / or axial expansion of the first expansion member in the same direction in a mechanical and / or fluid manner can be easily realized structurally, There is no need for a conditioning device and no need to introduce steam through an additional conduit. Thus, according to the connecting member described above, a reduction in axial play between the guide blades and the rotating blades of the turbine equipment can be achieved at a low structural and operational cost, thereby improving the movement efficiency of the turbine equipment. Can be made.
Preferably, the sliding member may penetrate the seal portion of the outer housing that surrounds the inner housing in common with the bearing surface of the bearing that supports the inner housing. The seal may comprise a sealing bellows that can expand in the axial direction. A common seal can be used to reduce the penetration of the outer housing, thereby achieving structural simplicity.
Preferably, interconnected with a sliding member having a displacement amplifier (lever), one or more internal housings, and optionally an axial expansion complex including a sliding member without a displacement amplifier (connecting rod). The turbine rotor should have a common axial fixing point. This axial fixing point is used to support the outer housing of the intermediate pressure partial turbine disposed axially in front of the entire partial turbine in an expansion complex with two or more low pressure partial turbines. For this purpose, it is preferable to use a turbine bearing.
The problem addressed to two mutually independent members that can expand along the main axis, in particular the sliding member to reduce the different axial expansion between the turbine rotor and the turbine housing internal housing, is the first expansion. This is solved by a sliding member having a member, a second expansion member and a connecting member. The connecting member can be rotated around a fixed point, and is a mechanical lever that is connected so that the first expansion member and the second expansion member can rotate on the same side of the lever at each connection portion. It is good. The second connecting portion is further away from the fixed point than the first connecting portion. By doing so, an amplifying action of the displacement of the second connecting part occurs due to the lever action at the time of displacement of the first connecting part, whereby the second connecting part is more axial than the first connecting part. Is further displaced. The sliding member can also comprise a fluid displacement amplifier. For example, the sliding member can be constituted by a fluid channel that is tapered along the main axis. A first expansion member and a second expansion member are connected to the end portions of the fluid channels, respectively. Displacement of the first expansion member when viewed in the taper direction of the fluid channel will push the incompressible fluid disposed therein to the taper. Thus, according to the constant volume principle, the fluid is pushed further into the taper when it is rejected by the first expansion member. This causes an amplification of displacement due to the incompressible fluid.
Next, turbine equipment having a sliding member will be described in more detail with reference to the embodiment shown in the drawings. In the drawing
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a steam turbine facility,
FIG. 2 shows a longitudinal section of a bearing arranged between two sets of low-pressure partial turbines having sliding members,
FIG. 3 shows a plan view of the sliding member of FIG.
FIG. 1 shows a steam turbine facility 1 including a high-pressure partial turbine 23, an intermediate-pressure partial turbine 2, and three sets of low-pressure partial turbines 3a, 3b, and 3c having substantially the same structure, which are arranged back and forth along a main shaft 4. It is shown. The low-pressure partial turbines 3a, 3b, 3c are connected to the intermediate-pressure partial turbine 2 through a steam conduit 24 in terms of fluid technology. The intermediate pressure partial turbine 2 includes an outer housing 22. Each low-pressure partial turbine 3a, 3b, 3c includes an inner housing 8a, 8b, 8c and an outer housing 14 surrounding the inner housing. Each inner housing 8a, 8b, 8c supports a guide blade 6 that receives low pressure steam. A turbine rotor 5 extending along the main shaft 4 is disposed in each inner housing 8a, 8b, 8c. The turbine rotor 5 supports a low-pressure rotating blade 27. The intermediate pressure partial turbine 2 includes an inner housing 7. Bearings 15 are arranged between the intermediate-pressure partial turbine 2 and the first low-pressure partial turbine 3a and between the adjacent low-pressure partial turbines 3a, 3b, 3c. The bearing 15 serves not only to support the turbine rotor 5 but also to support the inner housings 8a, 8b, and 8c. A bearing 15 a for supporting the turbine rotors of these partial turbines 2 and 23 is also provided between the high-pressure partial turbine 23 and the intermediate-pressure partial turbine 2. Connecting rods 9a are led in parallel to the main shaft 4 in the support regions of the inner housings 8a, 8b, 8c of the bearings 15, respectively. Each connecting rod 9a interconnects the intermediate pressure partial turbine 2 to the first low pressure partial turbine 3a and the internal housings 8a, 8b, 8c of the adjacent low pressure partial turbines 3a, 3b, 3c. The outer housing 22, the inner housings 8a, 8b, and 8c and the connecting rods 9a and 21 that connect them form an expansion composite portion that expands in the axial direction along the main shaft 4 when high-temperature steam flows. The expansion composite portion thus formed has a fixed point 20 on the bearing 15a between the high-pressure partial turbine 23 and the intermediate-pressure partial turbine 2. The magnitude of thermal expansion calculated from the fixed point 20 along the main axis 4 is indicated by an expansion line 25. Corresponding expansion lines 26 of the turbine rotor 5 of the intermediate pressure partial turbine 2 and the low pressure partial turbines 3a, 3b, 3c which are firmly connected to each other are also shown. Low pressure partial turbines 3a, 3b for the expansion complex combined with the outer housing 22 of the intermediate pressure partial turbine 2 to displace the inner housings 8a, 8b, 8c along the main shaft 4 in the direction of the generator not shown. , 3c, individual thermal expansion is utilized. Accordingly, the thermal expansion of the entire inner housings 8a, 8b, 8c is added along the main shaft 4, thereby reducing the relative expansion with respect to the turbine rotor 5 that is firmly connected to each other. A comparison of the expansion lines 25 and 26 reveals that there is nevertheless a differential expansion between the turbine rotor 5 and the inner housing 8c of the last low-pressure partial turbine 3c over the entire length of the turbine installation 1. This expansion difference causes different axial play between the guide blade 6 and the rotary blade 27 of each low-pressure partial turbine 3a, 3b, 3c.
By using the sliding member 9 having the displacement amplifying part of the internal housings 8a, 8b, 8c of the low pressure partial turbines 3a, 3b, 3c shown in detail in FIGS. It can obviously be reduced. This sliding member 9 can be arranged between the intermediate pressure partial turbine 2 and the first low pressure partial turbine 3a and in place of the connecting rod 9a between the adjacent low pressure partial turbines 3a, 3b, 3c. Preferably, it may be arranged between the second and third low-pressure partial turbines 3b, 3c. The sliding member 9 includes a substantially rod-shaped first expansion member 10a and a substantially rod-shaped second expansion member 10b. These expansion members 10 a and 10 b are linked to each other via a connecting member 11. As is apparent from FIG. 3, this connecting member is a mechanical lever that can rotate around the fixed point 12. In each of the connecting portions 13a and 13b, the expansion members 10a and 10b are connected to the connecting member 11 so as to be freely displaceable in the direction of the main shaft 4 by pins (not shown). The connecting portion 13a is closer to the fixed point 12 than the connecting portion 13b. That is, the connecting portion 13a is located between the connecting portion 13b and the fixed point 12, so that the displacement of the connecting portion 13a in the direction of the main shaft 4 causes a larger displacement of the connecting portion 13b in the direction of the main shaft 4. The expansion members 10a and 10b penetrate the respective bearings 15 and are guided through the respective outer housings 14 of the corresponding low-pressure partial turbines 3b and 3c together with the respective receiving areas 28b and 28c. Each of the penetrations is performed in a gas-tight manner by a seal 16, and the seal 16 includes a sealing bellows 18 that is rotatable in the direction of the main shaft 4. An inner housing 8b is placed on the support 28a, and the expansion member 10a is firmly screwed therein. Similarly, the inner housing 8c is placed on the support portion 28b, and the expansion member 10b is firmly screwed into the corresponding projecting support portion 17 of the inner housing 8c.
According to the positions of the connecting portions 13a and 13b with respect to the fixed point 12, the corresponding displacement amplification amount is adjusted by the connecting member 11 by a predetermined value. In this way, the connecting member 11 is structurally simple and greatly reduces the labor required for maintenance. Conventionally, the expensive adjustment system, monitoring system, and pipe line system that have been necessary for the amplification of displacement due to temperature rise due to steam. It can be realized without providing.
The present invention is characterized by a sliding member in a turbine installation comprising a plurality of partial turbines in which displacement amplification is achieved in a mechanical and / or fluidic manner. The sliding member has a connecting member which is preferably implemented as a mechanical lever. The lever is linked to two sliding rods with lever arms at different positions but on the same side with respect to the fixing point. The axially generated amplification of the inner housing displacement in the partial turbine results in a reduction in axial play between the rotating blades of the turbine rotor and the guide blades of the inner housing. This is useful for improving the efficiency of the entire turbine facility together with the use of a plurality of sets of inner housings having substantially the same structure. The turbine facility is preferably a steam turbine facility comprising a high pressure partial turbine, an intermediate pressure partial turbine, and two or more sets, in particular three sets of low pressure partial turbines. As is obvious, the above-mentioned sliding member is also suitable for reducing axial play in gas turbine equipment with multiple sets of partial turbines.

Claims

It comprises at least two sets of partial turbines (2, 3a, 3b, 3c), each partial turbine comprising a turbine rotor (5) extending along the main shaft (4), these turbine rotors (5) being rigid together And an internal housing (8a, 8b, 8c) to which the guide blade (6) is attached. At least one of the internal housings (8a, 8b, 8c) can be displaced in the axial direction. In turbine equipment (1), in particular steam turbine equipment, provided with a sliding member (9) that thermally expands to compensate for axial displacement of the housing (8a, 8b, 8c)
The sliding member (9) has a first expansion member (10a) and a second expansion member (10b), and both expansion members (10a, 10b) are connected to each other via a connection member (11). The member (11) mechanically and / or fluidically produces a second expansion member (10b) axial displacement which is greater than the thermal expansion and / or axial displacement of the first expansion member (10a). Turbine equipment characterized by

The connecting member (11) is a mechanical lever that can be rotated about the fixed point (12). The first expansion member (10a) and the second expansion member (10b) are connected to the lever. It is connected so that it can rotate by a connection part (13a, 13b), and the 2nd connection part (13b) is separated from the 1st connection part (13a) from the fixed point (12). The turbine equipment (1) according to Item 1.

The at least one set of partial turbines (3a, 3b, 3c) connected to the sliding member (9) includes an outer housing (14) surrounding the inner housing (8a, 8b, 8c), and the inner housing (8a, 8b). The turbine installation (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the bearings (28a, 28b) and the sliding member (9) of the bearing (15) supporting the bearing are guided in common through a seal (16). ).

4. The axially expanding composite part surrounding the sliding member (9) and the interconnected turbine rotor (5) are provided with a common axial fixing point (20). The turbine equipment (1) according to any one of the above.

An intermediate pressure partial steam turbine (2) and at least two sets of low pressure partial steam turbines (3a, 3b) are provided, each partial steam turbine being disposed along the main shaft (4), and the low pressure partial steam turbines (3a, 3b). The turbine equipment (1) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the inner housing (8a, 8b) of the gas turbine is connected to the sliding member (9).

Reduces different axial expansion between two independent sets of members that can expand along the main shaft (4), in particular between the turbine rotor (5) and the turbine housing internal housing (7, 8a, 8b, 8c) In the sliding member (9) for
It has a 1st expansion member (10a), a 2nd expansion member (10b), and a connection member (11), and a connection member (11) is a mechanical lever which can be rotated centering on a fixed point (12). The first expansion member (10a) and the second expansion member (10b) are connected to the lever by connecting portions (13a, 13b), respectively, and the second connecting portion (13b) is a fixed point. (12) The sliding member characterized by being separated from the 1st connection part (13a).