JP6612433B2 - 車室位置調整装置 - Google Patents
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Description
自由側端部はジャーナル軸受により径方向に固定され、固定側端部はスラスト軸受により軸方向に固定されるロータと、固定側端部が前記スラスト軸受により軸方向に固定される車室とを備える蒸気タービンにおいて、前記ロータに対する前記車室の熱伸びによる軸方向位置を調整する車室位置調整装置であって、
前記車室のうち低圧車室における軸方向自由側を向く端板であり、軸方向に変形可能なダイヤフラム状の低圧車室端板と、
前記低圧車室端板を軸方向自由側に伸ばすように変形させるアクチュエータとを備え、
前記車室は、前記低圧車室端板よりも軸方向固定側においてアンカーボルトで固定されることを特徴とする。
上記第1又は2の発明に係る車室位置調整装置において、
前記アクチュエータは、前記低圧車室端板の径方向かつ水平方向両端に対し、軸方向自由側から接続する
ことを特徴とする。
上記第1又は2の発明に係る車室位置調整装置において、
前記ジャーナル軸受は、前記車室に固定され、径方向かつ水平方向両側に延伸するアームが形成される軸受箱を有し、
前記アクチュエータは、前記アームのそれぞれに対し、軸方向固定側から接続する
ことを特徴とする。
上記第1又は2の発明に係る車室位置調整装置において、
前記ロータと前記車室の熱伸びの変位量の差である熱伸び差を計測する第1センサと、
前記第1センサの計測値に基づき前記アクチュエータを制御する制御器とを備える
ことを特徴とする。
上記第5の発明に係る車室位置調整装置において、
前記アクチュエータの推力を計測する第2センサをさらに備え、
前記制御器は、前記第2センサによる計測値が第1所定値以下となるように、前記アクチュエータを制御する
ことを特徴とする。
上記第5の発明に係る車室位置調整装置において、
前記低圧車室端板の歪み力を計測する第3センサをさらに備え、
前記制御器は、前記第3センサによる計測値が第2所定値以下となるように、前記アクチュエータを制御する
ことを特徴とする。
上記第5のいずれか1つの発明に係る車室位置調整装置において、
前記低圧車室端板の振動を計測する第4センサをさらに備え、
前記制御器は、前記第4センサによる計測値が第3所定値以下となるように、前記アクチュエータを制御する
ことを特徴とする。
上記第5のいずれか1つの発明に係る車室位置調整装置において、
前記ロータの回転トルクを計測する第5センサをさらに備え、
前記制御器は、前記第5センサによる計測値に基づき、前記車室の前記ロータとの軸方向相対位置が前記蒸気タービンの最大出力の位置となるように、前記アクチュエータを制御する
ことを特徴とする。
上記第5の発明に係る車室位置調整装置において、
前記車室内の温度計測する第6センサをさらに備え、
前記制御器は、前記第6センサによる計測値に基づき、前記車室の前記ロータとの軸方向相対位置が前記蒸気タービンの最高効率となるように、前記アクチュエータを制御する
ことを特徴とする。
上記第3の発明に係る車室位置調整装置において、
前記車室は台板を介して基礎上に固定され、
前記低圧車室端板の径方向かつ水平方向両端の自由側における前記基礎上にはそれぞれ反力受けが配され、
前記反力受けは下方が前記台板へ向け延伸して固定され、
前記アクチュエータは、前記反力受けと前記低圧車室端板との間に介設される
ことを特徴とする。
上記第3の発明に係る車室位置調整装置において、
前記低圧車室端板の径方向かつ水平方向両端の自由側における基礎上にはそれぞれ反力受けが固定され、
前記アクチュエータは、前記反力受けと前記低圧車室端板との間に介設される
ことを特徴とする。
上記第4の発明に係る車室位置調整装置において、
前記アームの固定側における基礎上にはそれぞれ反力受けが固定され、
前記アクチュエータは、前記反力受けと前記アームとの間に介設される
ことを特徴とする。
上記第1の発明に係る車室位置調整装置において、
前記アクチュエータは、径方向において前記低圧車室端板の最外径以内に配置される
ことを特徴とする。
上記第1の発明に係る車室位置調整装置において、
径方向において略半円形に拡張し、径方向外周近傍が軸方向に傾斜した形状である
ことを特徴とする。
図1は、蒸気タービンの車室及びその周辺の概略的断面図であり、紙面左側が自由側、右側が固定側となる。図1では、ロータ12の自由側を支持するジャーナル軸受、及び、ロータ12の固定側を支持するスラスト軸受は省略してあるが、「スラスト軸受設置箇所」の軸方向位置は破線で示している。また、スラスト軸受設置箇所の破線を起点とした白抜き矢印は、その起点からロータ12の熱伸びが発生していることを示しており、矢印の向きがロータ12の熱伸びの方向を示している。
ダイヤフラム状の低圧車室端板11aは、剛体部分(高圧車室)11bが軸方向自由側に向かって移動調整する際に、たわみ変形する。これにより、車室11がアンカーで固定されたまま、剛体部分(高圧車室)11bのみを±2mm移動調整することが可能となる。
図5(b)に示すアクチュエータ引張位置(低圧車室端板11aの最外径位置)bでの引っ張りは、低圧車室端板11aが最も変形し、最大応力が大きくなるとともに、剛体部分(高圧車室)11bの自由側端部の移動量が最小となる最悪条件である。当該条件での解析の結果、低圧車室端板11aの応力は溶接部で最大151.9MPaであり許容応力199.9MPa(1.5σa)以下を満足するとともに、剛体部分(高圧車室)11bの自由側端部が最小条件でも2.2mm移動し、必要な熱伸び差移動量を確保できることがわかった。したがって、径方向において低圧車室端板11aの最外径以内にアクチュエータを配置し引っ張ることで、熱伸び差調整が可能となると考える。
本実施例に係る車室位置調整装置は、本発明の実施例1に係る車室位置調整装置のアクチュエータの取付け位置を変更したものである。以下では、実施例1と異なる構成を中心に説明し、同一の構成については極力説明を省略する。
本実施例に係る車室位置調整装置は、本発明の実施例1に係る車室位置調整装置の反力受け18の形状を変更したものである。以下では、実施例1と異なる構成を中心に説明し、同一の構成については極力説明を省略する。
11A 低圧車室
11a 低圧車室端板
11B リブ
11b 剛体部分(高圧車室)
12 ロータ
13,33 軸受箱
14 基礎
14a 台板
15 アンカーボルト
16 スラスト軸受
17,27 アクチュエータ
18,28,38 反力受け
21 センサ
22 制御器
23 油圧ユニット
23a 油圧タンク
23b フィルタ
23c モータ
23d 油圧ポンプ
23e 逆止弁
23f リリーフバルブ
23g 圧力計
23h ソレノイドバルブ
23i,23j パイロットチェックバルブ
23k,23l 速度制限絞り
29,39 ボルト
33a アーム
Claims (14)
- 自由側端部はジャーナル軸受により径方向に固定され、固定側端部はスラスト軸受により軸方向に固定されるロータと、固定側端部が前記スラスト軸受により軸方向に固定される車室とを備える蒸気タービンにおいて、前記ロータに対する前記車室の熱伸びによる軸方向位置を調整する車室位置調整装置であって、
前記車室のうち低圧車室における軸方向自由側を向く端板であり、軸方向に変形可能なダイヤフラム状の低圧車室端板と、
前記低圧車室端板を軸方向自由側に伸ばすように変形させるアクチュエータとを備え、
前記車室は、前記低圧車室端板よりも軸方向固定側においてアンカーボルトで固定されることを特徴とする車室位置調整装置。 - 前記アクチュエータは、前記低圧車室端板の径方向かつ水平方向両端に対し、軸方向自由側から接続することを特徴とする請求項1に記載の車室位置調整装置。
- 前記ジャーナル軸受は、前記車室に固定され、径方向かつ水平方向両側に延伸するアームが形成される軸受箱を有し、
前記アクチュエータは、前記アームのそれぞれに対し、軸方向固定側から接続することを特徴とする請求項1に記載の車室位置調整装置。 - 前記ロータと前記車室の熱伸びの変位量の差である熱伸び差を計測する第1センサと、
前記第1センサの計測値に基づき前記アクチュエータを制御する制御器とを備えることを特徴とする請求項1に記載の車室位置調整装置。 - 前記アクチュエータの推力を計測する第2センサをさらに備え、
前記制御器は、前記第2センサによる計測値が第1所定値以下となるように、前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項4に記載の車室位置調整装置。 - 前記低圧車室端板の歪み力を計測する第3センサをさらに備え、
前記制御器は、前記第3センサによる計測値が第2所定値以下となるように、前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項4に記載の車室位置調整装置。 - 前記低圧車室端板の振動を計測する第4センサをさらに備え、
前記制御器は、前記第4センサによる計測値が第3所定値以下となるように、前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項4に記載の車室位置調整装置。 - 前記ロータの回転トルクを計測する第5センサをさらに備え、
前記制御器は、前記第5センサによる計測値に基づき、前記車室の前記ロータとの軸方向相対位置が前記蒸気タービンの最大出力の位置となるように、前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項4に記載の車室位置調整装置。 - 前記車室内の温度計測する第6センサをさらに備え、
前記制御器は、前記第6センサによる計測値に基づき、前記車室の前記ロータとの軸方向相対位置が前記蒸気タービンの最高効率となるように、前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項4に記載の車室位置調整装置。 - 前記車室は台板を介して基礎上に固定され、
前記低圧車室端板の径方向かつ水平方向両端の自由側における前記基礎上にはそれぞれ反力受けが配され、
前記反力受けは下方が前記台板へ向け延伸して固定され、
前記アクチュエータは、前記反力受けと前記低圧車室端板との間に介設されることを特徴とする請求項2に記載の車室位置調整装置。 - 前記低圧車室端板の径方向かつ水平方向両端の自由側における基礎上にはそれぞれ反力受けが固定され、
前記アクチュエータは、前記反力受けと前記低圧車室端板との間に介設されることを特徴とする請求項2に記載の車室位置調整装置。 - 前記アームの固定側における基礎上にはそれぞれ反力受けが固定され、
前記アクチュエータは、前記反力受けと前記アームとの間に介設されることを特徴とする請求項3に記載の車室位置調整装置。 - 前記アクチュエータは、径方向において前記低圧車室端板の最外径以内に配置されることを特徴とする請求項1に記載の車室位置調整装置。
- 前記低圧車室端板は、径方向において略半円形に拡張し、径方向外周近傍が軸方向に傾斜した形状であることを特徴とする請求項1に記載の車室位置調整装置。
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