JPH04124410A - 蒸気タービンの軸受支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は蒸気タービンの軸受支持装置に係り、特に蒸気
タービン運転時のアライメントの変化に応じ、軸受を分
解することなくアライメント修正を行えるようにした蒸
気タービンの軸受支持装置に関する。

（従来の技術） 大容量発電プラントに使用される蒸気タービンは大量の
蒸気量の処理が必要であり、また蒸気タービンの内部で
゛の蒸気の膨張と温度変化や体積変化に対処するため、
高圧部、中圧部、低圧部の各セクションに分けた分割構
造をとるのが一般的である。

このように各セクションに蒸気タービンを分割した場合
、各セクションのロータは各々１個もしくは２個の軸受
によって支持されることとなる。

このとき、各ロータはカップリング部においてボルト等
によりセンタリング（連結）され、各セクションにて発
生される動力を伝達してその回転動力を最終的に発電機
を伝えるようになっている。

また、蒸気タービンは高速で回転するため各ロータの締
結方法は軸振動に重大な影響を与えることが知られてい
る。

特にロータの軸振動はその運転性能を左右する重要な因
子てあり、過剰な軸振動が発生した場合はタービンの運
転ができないおそれがある。このため、蒸気タービンの
設計、組立作業において、ロータの締結方法は重要な管
理項目となっている。

さらに、各ロータの締結方法は据付時や運転中において
のロータ状態変化を考慮して決定される必要がある。し
たがって、各ロータを支持する軸受の位置は据付時、真
空上昇時、回転上昇時、負荷上昇時などの各状態によっ
て様々に変化するためロータのアライメント（締結状態
）を十分に把握することが重要となる。

第２０図は代表的な大容量火力タービンの構成例を示し
ており、圧力・温度の高い方から高圧タービン５１、中
圧タービン５２、低圧タービン５３に配列され、最後に
発電機５４か配置されている。各セクションのロータ、
すなわち高圧ロータ５５、中圧ロータ５６、低圧ロータ
５７、発電機ロータ５８はカップリング部５９によって
締結されている。これらの各ロータはそれぞれ独立した
軸受６０によって支持されているが、この軸受６０は、
同図に示したように従来の技術では高圧ロータ５５と中
圧ロータ５６とはソールプレート７３と軸受台下半６３
Ｂとを介して基礎台７４上に支持されている。

一方、上記低圧ロータ５７は低圧ケーシング６１の一部
を形成するコーン６１ａ上に支持されている。

また、上記軸受６０はいずれも軸受台下半６３Ｂの上面
に締結された軸受台上半６３Ａにより全体が覆われてお
り、このため上記軸受６０内に供給された潤滑油が外部
に漏洩するのを防ぐことができる。

第２１図はタービンロータのセンタリング時のアライメ
ントの設定状態を説明したものである。

このとき、上記低圧ロータ５７の軸受６０は上述のよう
に基礎台７４と低圧ケーシングのコーン６１ａとにそれ
ぞれ支持されている。すなわち、上記基礎台７４に支持
された軸受６０はタービン高温部からの伝熱、軸受台に
供給される潤滑油の温度上昇の影響を受けて熱膨張し、
軸受台６３全体が上方に持上がる（矢印Ｂ）のに対して
低圧ケーシングのコーン６１ａに支持された軸受は低圧
ケーシング６１が真空上昇を行った時点で、コーンの真
空荷重による下がりが軸受台６３に生じ、下方に下がる
（矢印Ｃ）。このため運転中の各軸受支持部のレベルが
異なることになる。これらはいずれもタービンの運転準
備状態（真空上昇）や運転状態で起きるため、タービン
ロータを締結する際には第２１図に示したように、あら
かじめカップリング芯差（オフセット）Ａを設けて締結
するようになっている。

一方、第２２図はタービン運転中の理想的なアライメン
ト状態を示したものである。

各ロータはその重量による自然撓みに沿って締結され、
カップリング５９には自然撓みによる曲げモーメントの
みが作用している。通常この曲げモーメントは十分小さ
く振動モードに与える影響は小さい。

したがって、通常タービンロータ５５．５６．５７．５
８は運転中に第２２図に示したような１本の曲線状態と
なるようにロータの自然撓み量、軸受台の熱膨張量、コ
ーンの真空荷重による下がり量を加味して設定されてい
る。

ところが、タービンの起動時、負荷上昇時等の過渡的な
状態では第２１図から第２２図への不安定な移行状態が
存在する一方、軸受の設計（面圧、軸受温度）は第２２
図に示された状態を基準として行われている。

次にもう一つのアライメント変化の要因である基礎台の
動きについて説明する。

第２３図はタービンが設置される基礎台７４の全体形状
を示しており、この基礎台７４にはその相対的なレベル
を測定するための計測点６４（ベンチマーク）が設置さ
れている。このベンチマーり６４の位置を測定し、基礎
台のタービンの据付面の相対的な据付は位置（レベル）
を知ることができる。

第２４図はこの相対的レベルの代表例を示したものであ
る。一般に夏季における基礎台の相対レベル６５は上方
に凸、冬季における基礎台の相対レベル６６は下方に凸
になることが知られている。

ここで、上述のアライメント変化の要因を実際の軸受支
持装置を例に説明する。

第２５図は従来の蒸気タービンの軸受支持装置の一部を
示したものであり、図中符号５６は中圧ロータを示して
おり、この中圧ロータ５６と隣接する低圧ロータ５７と
はカップリング５９で締結されている。このカップリン
グ５９は端面同士が当接し、双方の軸線が一直線をなす
ようにカップリングボルト６２により螺着されている。

さらに上記ロータ５６．５７は所定間隔をあけて配置さ
れたバッド軸受６８、スラスト軸受６９、楕円軸受７０
とにより支持されている。上記ロータに発生するスラス
ト力の保持およびロータの熱的な伸びの基準点はスラス
ト軸受６９により保持される。また、上記ロータを支持
するジャーナル軸受は上記パッド軸受６８と上記楕円軸
受７０とがその役割を果たしている。このうち上記パッ
ド軸受６８は第２６図および第２７図に示したように円
周方向に配設された複数枚のバッド７１とこのバッド７
１の外周を被覆支持するように配置された軸受外輪７２
により構成されている。さらにこの軸受外輪７２は組立
て分解を容易にするためにほぼ中央位置の水平面を境界
とした軸受外輪上半７２Ａと軸受外輪下半７２Ｂとの２
分割構造となっている。

また、上記楕円軸受７０は楕円軸受内輪７０Ａと楕円軸
受外輪７０Ｂとから構成されており、両者とも上記パッ
ド軸受６８と同様に水平面を境界として２分割され、分
解が容易な構造となっている。また、この楕円軸受７０
は低圧ケーシングのコーン６１ａに支持されている。こ
のコーン６１ａは円錐状の構造物であり、低圧ケーシン
グ６１と一体的に形成されているため低圧部の真空度の
変動によりこのケーシングが変形してアライメント変化
することが知られている。

また、上記スラスト軸受６９、楕円軸受７０及びカップ
リング部５９にはタービン運転中やターニング運転中に
相当量の潤滑油が供給されるので、この潤滑油が軸受の
外部に流出しないように各軸受は上記軸受台６３の中に
収容されるようになっている。このときこの軸受台６３
も分解が容易な２分割構造となっており、軸受台上半６
３Ａと軸受台下半６３Ｂとに分割することができる。ま
た、上記軸受台６３の端部にはフィン７５が突設されて
おり、軸受台の内部を大気圧より若干低い圧力に保持す
るとともに、このフィン７５の流体抵抗により潤滑油が
外部に漏洩しないようになっている。

一方、上記パッド軸受６８は上記軸受台下半６３Ｂ内に
収容され、さらに上記ソールプレート７３を介して基礎
台７４に固着支持されている。

また、上記軸受はすべて軸受台上半６３Ａの中に収納さ
れているので、上記軸受６０を分解するには上記軸受台
６３全体を分解しなければならない。

このとき、上記軸受外輪上半７２Ａと上記軸受外輪下半
７２Ｂとは軸受外輪上下半締付はボルト７６により螺着
されており、この従来例では上記軸受６０はさらに軸受
外−輪上半締付はボルト７７により軸受台下半６３Ｂに
螺着されている。したがって、この軸受部のアライメン
トの設定および修正は軸受レベル調整シム７８により行
うようになっている。

また、上述のような軸受構造においては、ロータ面圧は
支持する各ロータの重量及び蒸気力により決定されるの
で、この面圧を適正にするように軸受径と軸受幅とが決
定されなければならない。

このことは、軸の振動に対する安定性及び軸受の温度の
面からも重要なことである。

すなわち、オイルホイップ、低周波の不安定振動等は軸
受への不適正な給油量、給油温度等も大きな発生要因で
あるが、軸受面圧の不足がもっとも重要な因子だからで
ある。

逆に、上記軸受の面圧が大きすぎると軸受が過熱すると
いう問題が生じる。

通常、蒸気タービン軸受のほとんどは潤滑軸受構造であ
るが、この潤滑部にはホワイトメタル７９（ＷＪ−２）
と呼ばれるスズ系の合金が一般に使用されている。この
とき、上記軸受面圧が大きすぎると上記ホワイトメタル
７９の温度は上昇し、著しく過熱されると上記ホワイト
メタル７９の溶融が起きる可能性がある。また、上記ロ
ータの支持位置が下方に下がるため蒸気タービン内の微
少なりリアランス（回転部と静止部の間隙）がなくなり
、タービン内でラビング（回転部と静止部の接触）が生
じ、ロータの振動が過大になるという問題がある。

このような理由から、タービン運転中の軸受部の温度は
重要な監視項目の一つとされており、軸受への給油温度
、給油圧力、軸受からの戻り油温度、給油と戻り油の温
度差等による監視が行われている。

さらに最近の大型蒸気タービンにおける最も直接的な監
視方法としてホワイトメタル近傍の温度を監視する方法
がとられている。これらの監視温度、温度差はホワイト
メタルの溶融温度、もしくはその前に生じるホワイトメ
タルの面荒れに対して十分な余裕をもって定められてい
る。

一方、基礎台や軸受レベルは運転中の各部温度、真空度
等により変化するが、タービンの軸受の面圧は常に振動
、軸受温度の面から必ず最適な点にあるように設計され
ている。したがって、運転中にアライメントが変化して
も上記軸受の面圧を最適な状態にすれば安定した運転を
行える。

すなわち、軸受の荷重、軸芯の位置、軸受のレベル、基
礎台のレベルなどを測定し、この結果からアライメント
の変化状態を検知し、このアライメントの状態を最適に
すれば良いことがわかる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の軸受支持装置においては、軸受レ
ベル調整シムにより調整するには、タービンの停止後に
、まず軸受台上半を分解し、次いで軸受外輪上下半締付
はボルト、軸受外輪上半締付はボルトをそれぞれゆるめ
、さらに軸受上半、軸受下半の順番で分解し、軸受レベ
ル調整シムを交換するという煩雑な作業を行わなければ
ならないという問題がある。

また、軸受への潤滑油の供給はケーシングの温度がある
レベルまで低下するまで続ける必要があり、このために
通常数日を要することもあり、この間上記軸受は分解で
きず、アライメントの修正前に多大なる時間を必要とす
るという問題もある。

さらに運転中にアライメントが不適正状態になり、アラ
イメント修正が必要になっても、従来は軸受を分解し、
アライメント修正を行えるまでに長時間を要する上、ア
ライメントを適正状態に修正しても複数個の軸受が互い
に影響しあっているので、何度も修正を重ねる必要があ
り、極めて長期間を要するという問題がある。

そこで、本発明の目的はタービンの各種運転状態で変化
するアライメントに対してタービン運転状態でも適正状
態に修正できる軸受支持装置を提供するものである。

また、併せてアライメント変化の原因を具体的に検出し
、この検出値と軸振動と合わせた演算手段を介してアラ
イメントを常時適正状態におけるような手段を有するよ
うな蒸気タービンの軸受支持装置を提供するものである
。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は複数個のタービン
が１軸に配列され、各タービンのロータが軸受外輪によ
り担持され、この軸受外輪がさらに軸受支持部で支持さ
れるような蒸気タービンの軸受支持装置において、上記
軸受外輪下半は鉛直方向に伸縮自在な第１のアライメン
ト調整装置と差替自在なキープロックとを介して軸受支
持部上に支持される一方、側方がロータ軸線方向に直角
な平面内を横方向に伸縮可能な第２のアライメント調整
装置で保持され、軸受の移動を抑止する下端部に形成さ
れた突起とソールプレート上の対向位置に形成された抑
止突起との間隙量をキー部材により調整して軸受外輪の
支持位置を逐次変更し、ロータのアライメントを修正す
るようにしたことを特徴とするものである。

また、複数個のタービンが１軸に配列され、各タービン
のロータが軸受外輪により担持され、この軸受外輪がさ
らに軸受支持部で支持されるような蒸気タービンの軸受
支持装置において、上記軸受支持部は鉛直方向に伸縮自
在な第１のアライメント調整装置とロータ軸線方向に直
角な平面内を横方向に伸縮可能な第２のアライメント調
整装置とで支持された軸受外輪の支持位置と軸受状態と
を感知する検出手段と、この検出手段からの状態信号と
あらかじめ設定された基準位置及び軸受状態の設定値信
号とを比較してアライメント修正量を算出し、この結果
をもとに上記第１のアライメント調整装置と第２のアラ
イメント調整装置とを作動するための作動信号を出力す
る演算手段とを両えたことを特徴とするものである。

（作　用） 軸受外輪を鉛直方向に伸縮自在な第１のアライメント調
整装置と差替自在なキープロックとを介して軸受支持部
上に支持する一方、側方にロータ軸線方向に直角な平面
内を横方向に伸縮可能な第２のアライメント調整装置を
備え、軸受の移動を抑止するために下端部に形成された
突起とソールプレート上の対向位置に形成された抑止突
起との間隙量をキー部材により調整することで上記軸受
外輪の支持位置を逐次変更し、ロータのアライメントを
修正するようにしたので、タービンの運転中に容具にア
ライメント変化に対応した調整ができ、運転中に軸受レ
ベル、基礎台等が変化してもタービンを停止することな
くアライメントを修正し、軸受のアライメントを適正状
態にすることができる。

また、軸受支持部を鉛直方向に伸縮自在な第１のアライ
メント調整装置と、ロータ軸線方向に直角な平面内を横
方向に伸縮可能な第２のアライメント調整装置とで支持
し、軸受外輪の支持位置と軸受状態とを検出手段で検知
し、上記検出手段からの状態信号とあらかじめ設定され
た基準位置及び軸受状態の設定値信号とを比較してアラ
イメント修正量を算出し、この演算結果をもとに上記第
１のアライメント調整装置と第２のアライメント調整装
置とを作動するための作動信号を出力できるような演算
手段とを備えたので、運転中の軸受のアライメント変化
を具体的に検知でき、上記所定の演算部を介してアライ
メントを運転中に自動的に適正状態に修正することがで
きる。

（実施例） 以下本発明による蒸気タービンの軸受支持装置の一実施
例を添付図面を参照して説明する。

第２５図において説明した低圧タービンの構造と同様の
タービン構造を例にあげ、第１図の全体縦断面図を参照
して以下の説明を行う。

なお、従来の構造と同一のものについての図中符号は従
来例の第２５図に付したものと同一のものを付して、そ
の説明を省略する。

また、本実施例では本発明をパッド軸受に適用した例に
ついて説明するが、基本的には軸受の形式により制限を
受けるものではなく、どの形式の軸受に対しても適用可
能である。

第２図は第１図の■−■矢視を示しており、口−タ５６
は軸受外輪上半１Ａと軸受外輪下半ＩＥとにより挟持さ
れている。この軸受外輪上半ＩＡと軸受外輪下半ＩＢと
は従来例と同様に水平面を境界として２分割構造となっ
ており、上記軸受外輪下半ＩＡは軸受外輪上下半締付は
ボルト２により軸受外輪下半ＩＢの上面に固着されてい
る。この軸受外輪下半ＩＢは断面形状が略丁字形をなし
その両肩部３はソールプレート４上に立設された直方体
状の軸受外輪下半支持部５に載置されている。このとき
、上記軸受外輪下半ＩＢと軸受外輪下半支持部５との間
には上下方向のアライメントを設定するためのキープロ
ック６が介在しておりさらに上下方向のアライメントを
調整するために第１のアクチュエータ７が介装されてい
る。この第１のアクチュエータ７を作動させることによ
り上記軸受の上下方向のレベルを随時、変化させること
ができる。

このとき、隣接する軸受間にも相対的なレベル差による
アライメントの変化が生じるので、隣接したアクチュエ
ータ７．７を連動して操作することで上記軸受のロータ
軸方向に関する上下方向の相対位置も調整することがで
きる。

なお、アライメントの調整は上記第１のアクチュエータ
７をタービン運転中に作動させ、適当な厚さのキープロ
ック６を挿入して行うので、−時的にアクチュエータ７
を作動させるだけでタービンの運転を中断することなく
適正なアライメント状態を設定できる。

次に横方向のアライメント変化に対する調整について説
明する。第２図において、ソールプレート４上に立設さ
れたブロック８の上部の内側側面には横方向のアライメ
ント変化を調整するための第２のアクチュエータ９が装
着されている。この第２のアクチュエータ９０ロツドを
伸縮させることにより上記軸受外輪下半ＩＢを横方向に
所定量移動させることができる。そして、この移動によ
り生じた隙間を調整するためにＬ字形をなすセンタキー
１０が用られている。すなわち、このセンタキー１０は
ソールプレート４側に設置されるソールプレートセンタ
キー用突起１１と軸受側センタキー用突起１２の間の間
隙を調整して上記軸受の横方向位置を規制する役割を果
たしている〇また、軸受の軸方向固定には軸方向固定用
のソールプレート側突起１３と軸方向固定用軸受側突起
１４の間に同様にしてキー１５を挿着するようになって
いる。

次に、各キーの固定方法について説明する。

第３図は第２図の■−■線矢視を、第４図は第３図のＩ
Ｖ−ＩＶ線断面を、第５図は上下方向アライメント設定
用のキープロック６を示しており、上下方向アライメン
ト調整装置としての第１のアクチュエータ７と上記キー
プロック６とは軸受外輪下半ＩＢと軸受外輪下半支持部
５との間に挾在し、このキープロック６には、ホールド
ダウンボルト用孔１６が穿設され、さらにホールドダウ
ンボルト１７が嵌着されている。このホールドダウンボ
ルト１７は上記軸受外輪下半支持部５の浮き上がりを防
止するためのもので、通常の運転状態ではほとんど外力
は作用しない。

また、上記キープロック６は所定のアライメント（軸受
レベル）を保持するために所定厚さに加工されており、
これを運転中に変更する場合は上記ホールドダウンボル
ト１７をゆるめ、上下方向に上記第１のアクチュエータ
７を作動させ、生じた間隙に所定厚のキープロック６を
挿入すれば良い。

第６図は第２図のＶｌ−ＶＩ線矢視を、第７図はセンタ
キー１０を示している。このセンタキー１０はＬ字形を
なし、上面の中央位置にはボルト孔１０ａが穿設されて
おり、軸受側センタキー用突起１２とソールプレートセ
ンタキー用突起１１との間に挿入された状態で固定ボル
ト１８で締付は固定されるようになっている。

また、このセンタキー１０は上記軸受の横方向の位置を
規定しているので、軸受位置を運転中に変更する場合は
センタキ１０−の固定ボルト１８をゆるめ、横方向の第
２のアクチュエータ９を作動させ、上記センタキー１０
を所定厚さのものに差替えるようになっている。

第８図は第２図の■−■線矢視を、第９図は第８図のＩ
Ｘ−ＩＸ線矢視を示しており、上記軸方向を固定するた
めのキー１５は軸方向固定用軸受側突起１４と軸方向固
定用ソールプレート側突起１３との間に装着され、これ
により軸受の軸方向の位置が固定されるようになってい
る。

次に基礎台と各支持ブロック、固定用突起の支持方法に
ついて述べる。

第１０図は本発明によるの軸受外輪下半支持部５をソー
ルプレート４及び基礎台１９へ固着する方法を示したも
のである。上記ソールプレート４は上記基礎台１９へ次
のような方法で取着されている。すなわち上記基礎台１
９は鉄筋コンクリートで構築されるので、コンクリート
が所定レベルまで打設された後、上端面の不均一部を除
去整形し、その上面に上記ソールプレート４を敷設する
ようになっている。上記除去整形部はチッピング部２０
と呼ばれ、このチッピング作業前にあらかじめ上記基礎
台１９の所定位置には上記ソールプレート４を固定する
ための基礎ボルト２１が埋設されている。またこの基礎
ボルト２１の外周にはスリーブ２２が嵌挿され、その底
面にはっは状のプレート２３が固着されている。これら
によりコンクリートとの付着力が基礎ボルト２１の固定
に有効に作用し、堅固な固着が実現する。

また、上記チッピング部２０の整形の完了後に上記ソー
ルプレート４はプラグ２４などでレベルを調整し、その
後上記ソールプレート４と基礎台１９との間隙の一部に
再度コンクリート２５でグラウト充填し、上記基礎ボル
ト２１の締付けにより上記ソールプレート４を基礎台１
９上に密着固定させる。

このとき、上記ソールプレート４にあらかじめソールプ
レートセンタキー用突起１１、軸受外輪下半支持部５、
ブロック８、軸方向固定用ソールプレート側突起１３な
どを溶接等により固着することが好ましい。

また、第１０図には軸受外輪下半支持部とソールプレー
トの固定方法のみを示したが、上述の他のブロックの固
定についても同様である。

しかしながら、本固定方法ではソールプレートへの溶接
量が多いので、溶接ひずみのおそれがあり、また、溶接
作業も現場溶接となり、運転中に少量の変形がソールプ
レート４に発生し、アライメント変化を起こす可能性も
ある。

そこで、変形例として以下のものが考えられる。

第１１図はベースプレート２６を上記基礎台１９に直接
埋設した状態を示しており、このベースプレート２６に
軸受外輪下半支持部５等のブロックを直接固定するよう
になっている。

なお、第１１図には軸受外輪下半支持部と基礎台の固定
方法のみを示したが、上述の他のブロックの固定も同様
に行える。本変形例によれば各ブロックはソールプレー
トの変形に影響されないので、アライメントの変化要因
も減じることができる。　上述のようにアライメントの
変化を減することで、軸受の安定性は著しく向上する。

ここで、軸受の安定性を判定する方法について説明する
。

第１２図はこの軸受の安定性を説明した安定限界線図で
ある。同図の横軸はゾンマフェルト数（Ｓｏ）と呼ばれ
る無次元数で軸受の安定性判別を表すのに使用され、以
下により定義される。

Ｓ　　−（Ｃ／Ｒ）　２ｘ　（Ｐｍ／μω）ここに、Ｃ
は軸受半径間隙、Ｒは軸受半径、Ｐｍは軸受面圧、μは
潤滑油粘度、ωは回転数である。

これに対し、縦軸は速度比と呼ばれる無次元数で以下に
より定義される。

速度比−ω／ω。

ここに、ω　は危険速度である。

第１２図において、安定限界線２７の内側は安定領域２
８、外側は安定領域２９を示しており、たとえばタービ
ンの正常運転状態を設計点での運転状態とすると、上記
軸受は着目点３０Ａが安定限界の外側にあるように設計
される。よって、アライメントの変化により軸受のレベ
ルが非常に下がると軸受のロータ荷重もしくは蒸気力の
分担が小さくなり、面圧が減少し、上記ゾンマフエルト
数が小さくなるために荷重変化があった場合の運転状態
に運転状態が移行する。この移行が急激な場合は上記着
目点３０Ｂは安定限界の内部に入り不安定振動が発生す
る。この不安定振動の発生は上下方向のアライメント変
化のみでなく、横方向のアライメント変化でも生じる可
能性がある。

すなわち、同図中の破線３１は横方向のアライメント変
化により軸芯位置が横方向にずれた場合の安定限界線を
示している。このときゾンマフエルト数の変化は小さい
が、上記安定限界線３１が設計点での安定限界から軸芯
位置が横方向にずれた場合の安定限界へと移動し、不安
定領域が広がる。このように、上下方向のみでなく横方
向のアライメント変化も軸受にとっては重要である。

ところで、このアライメントの変化を計測する方法のう
ち最も直接的な方法はタービン運転中の軸芯位置を計測
する方法である。第１３図はロータ回転数とロータ軸芯
の位置の関係を示した図である。

たとえば、楕円軸受においてタービン停止時の軸芯位置
３２に対し回転数が上昇すると、回転方向に対し、油膜
圧力分布３３が形成されタービン運転中の軸芯位置は同
図に示したような回転時軸芯位置３４に持ち上げられる
。このようにこのタービン運転中の軸芯位置３４はアラ
イメントの変化が大きい場合には正規の位置からずれる
ので、容易に検知することができる。

次に、上述の軸受の安定性に着目し、上記発明と同一の
目的を達成するような他の発明の実施例について説明す
る。

第１４図は上記発明の一実施例を示した図である。

第１４図において、上記軸受外輪下半ＩＢの上下方向お
よび横方向の支持はキーを介しないで、上下方向に伸縮
する第１のアクチュエータ７と、横方向に伸縮する第２
のアクチュエータ９とによって直接支持されるようにな
っている。

また、アライメント変化を検知するための手段として微
少な間隙を計測するギャップセンサのような軸芯測定装
Ｗ３５とロードセル等の荷重測定装置３６とが備えられ
ている。後者では油圧ジヤツキを使用した場合に、その
油圧値により荷重を検知することも可能である。

また、この他にアライメント変化を検知する手段として
は、隣接する軸受支持部同士の相対的レベル差を検知し
たり、基礎台のベンチマークを計測することもできる。

いずれにしてもこれらのアライメント変化要因を検知し
、これらの信号を演算手段を介して上下方向の第１のア
クチュエータ７と横方向の第２のアクチュエータ９とに
フィードバックすることにより適正な運転状態を維持す
ることができる。

このうち隣接する軸受支持部同士の相対的なレベル差を
検知する手段については第１５図を参照して説明する。

第１５図は本発明による軸受支持装置の水平部付近を示
した斜視図である。アライメント変化は常にある軸受の
レベルの上下方向、もしくは横方向の変化によって発生
するため隣接する軸受には相対的なレベル差が発生する
。本図の例では軸受外輪下半ＩＢの水平部と隣接する軸
受の軸受台６３Ａの水平部をまたぐようにビーム３７を
架設し、このビームに軸受レベル測定装置３８を装着し
ている。この実施例では各隣接した軸受支持部の相対的
なレベル差を検知できるのと併せてアライメント変化も
検知することができる。上記軸受レベル測定装置３８に
ついては例えば電気レベル計等の既存の技術を使用する
ことができる。

上述の発明に対応する制御手段の構成例を第１６図乃至
第１９図を参照して説明する。

検知方法としては以下に示した直接的な手段から間接的
な手段までの４種類の制御手段について説明する。

（１）軸芯位置の変化の検知による制御（２）軸受荷重
の変化の検知による制御（３）隣接する軸受レベルの変
化の検知による制御 （４）基礎台のベンチマークの変化の検知による制御 第１６図は軸芯位置の変化を検知して自動的に軸受位置
を適正状態に戻す制御手段の構成を示しており、上記軸
芯測定装置３５からの信号Ｓ１は軸芯演算部３９にて処
理され、軸芯の位置が求まる。さらにこの結果はアライ
メント修正量演算部４０に送られる。

このとき、軸受温度もしくは軸受潤滑油温度信号Ｓ２と
周波数分析装置４１を経た軸振動もしくは軸受台振動信
号Ｓ３も上記アライメント修正量演算部４０に送られる
。

上記信号Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３はすべてアライメント修正量
演算部４０に送られるので、各情報相互の関係からアラ
イメント修正を行うことができる。

すなわち、ある程度のアライメント変化が検知されても
それが軸振動もしくは軸受温度に重大な影響を与えるも
のでなければ軸受支持位置を修正する必要はない。

また、軸受支持位置の修正を行う場合にはその軸受の軸
振動と軸受温度に与える影響のみでなく隣接する他の軸
受に与える影響も加味して決定する必要があるので、上
述の情報の集約が有用となる。

なお、ミニコンを使用したアライメント修正量演算部の
他に記憶部を設け、ロータの自然撓み、軸受の荷重、軸
振動の代表例、基礎台の変化から予想されるアライメン
ト変化量などの各種のデータを記憶させることで、多面
的な情報による演算か可能となる。

上述のアライメント修正量演算部４０によりアライメン
トの修正が必要な場合はアライメント変更信号Ｓ４が油
圧発生装置４２に送られ、上下方向にアライメントを変
化させるアクチュエータ７と横方向にアライメントを変
化させるアクチュエータ９とにより自動的にアライメン
トの修正が実施され安定した運転状態を実現できる。

他の制御手段の基本的構成は共通しているので、特徴的
な点について述べる。

第１７図は軸受荷重を検知して制御するようにした実施
例である。この制御手段においても上記荷重測定装置ｔ
３６からの軸受荷重信号Ｓ５は軸受荷重演算部４３を経
て上記アライメント修正量演算部４０に送られる。また
周波数分析装置４１を経た軸振動もしくは軸受台の振動
信号Ｓ３と、軸受温度もしくは軸受潤滑油温度信号Ｓ２
も同様である。

第１８図は上記軸受レベル測定装置３８からの軸受レベ
ル測定信号Ｓ６を検知して制御するようにした実施例で
ある。この軸受レベル測定信号Ｓ６は軸受レベル演算部
４４を経てアライメント修正量演算部４０に送られ、軸
振動もしくは軸受台の振動信号Ｓ３及び軸受温度もしく
は軸受潤滑油温度信号Ｓ２と合せて修正の要否が判断さ
れる。

第１９図は基礎台１９上のベンチマーク６４からのベン
チマーク測定信号Ｓ７を検知して制御するようにした実
施例である。このベンチマーク測定信号Ｓ７もベンチマ
ーク演算部４５を経てアライメント修正量演算部４０に
送られるようになっている。

上述の制御系を組み合わせることによりさらに精密な制
御系を構成することも可能である。

〔発明の効果〕

軸受外輪下半をアライメント調整装置と差替自在なキー
プロックとを介して軸受支持部上に支持し、軸受の移動
を抑止するために下端部に形成された突起とソールプレ
ート上の対向位置に形成された抑止突起との間隙量をキ
ー部材により調整することで上記軸受外輪下半の支持位
置を逐次変更し、ロータのアライメントを修正するよう
にしたので、タービンの運転中に容易にアライメント変
化に対応した調整ができ、運転中に軸受レベル、基礎台
等が変化してもタービンを停止することなくアライメン
トを修正し、軸受のアライメントを適正状態にすること
ができ、常に安定した運転状態を実現できる。

また１、軸受支持部の上下方向と横方向をアライメント
調整装置で支持し、軸受外輪下半の支持位置と軸受状態
とを検出手段で検知し、上記検出手段からの状態信号と
あらかじめ設定された基準位置及び軸受状態の設定値信
号とを比較してアライメント修正量を算出するような演
算手段と、この演算結果をもとに上記アライメント調整
装置の作動信号を出力する作動指令手段とを備えたので
、運転中の軸受に関するアライメント変化情報を具体向
に検知でき、上記所定の演算部を介してアライメントを
運転中に自動的に適正状態に修正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による蒸気タービン軸受支持装置の一
実施例を示した縦断面図、 第２図は第１図の■−■線矢視正面図、第３図は第２図
の■−■線矢視平面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線
線断断面図第５図は本発明によるキープロックの一実施
例を示した斜視図、 第６図は第２図のＶｌ−ＶＩ線矢視平面図、第７図は本
発明によるセンタキーの一実施例を示した斜視図、 第８図は第２図の■−■線矢視側面図、第９図は第８図
のＩＸ−ＩＸ線矢視平面図、第１０図は本発明による支
持ブロックとソールプレートの支持手段の一実施例を示
した横断面図、第１１図は第１０図の他の実施例を示し
た横断面図、 第１２図はゾンマフェルト数と速度比とから求めた軸受
の安定限界線図、 第１３図はロータ軸の回転に伴う軸芯の移動状態を示し
た模式図、 第１４図は本発明による軸芯測定装置と荷重測定装置の
配置例を示した軸受支持装置の正面図、第１５図は本発
明による軸受レベル測定装置の配置例を示した軸受支持
装置の斜視図、第１６図乃至第１９図は、本発明による
軸受支持装置の軸受状態の検知制御手段の構成例を示し
た概略構成図、 第２０図は従来の蒸気タービンの概略機器構成図、 第２１図は第２０図に示した蒸気タービンのロータセン
タリング時のアライメント状態を示した模式図、 第２２図は第２０図に示した蒸気タービンのロータの運
転時の理想的なアライメント状態を示した模式図、 第２３図は基礎台とベンチマークの位置関係を示した斜
視図、 第２４図はベンチマーク計測によるベンチマーク位置と
相対レベルの関係の一例を示した関係図、第２５図は従
来の蒸気タービンの軸受支持装置の一例を示した縦断面
図、 第２６図は第２５図の（２６）−（２６）線断断面図、 第２７図は第２６図の（２７）−（２７）線縦断面図で
ある。 １・・・軸受外輪、４・・・ソールプレート、５・・・
軸受外輪下半支持部、６・・・キープロック、７・・・
第１のアクチュエータ、８・・・ブロック、９・・・第
２のアクチュエータ、１０・・・センタキー、１１・・
・ソールプレートセンタキー用突起、１２・・・軸受側
センタキー用突起、１３・・・軸方向固定用ソールプレ
ート側突起１３．１４・・・軸方向固定用軸受側突起、
１５・・・キー、１７・・・ホールドダウンボルト、１
８・・・固定ボルト、１９・・・基礎台、２１・・・基
礎ボルト、３５・・・軸芯測定装置、３６・・・荷重測
定装置、３７・・・ビーム、３８・・・軸受レベル測定
装置、３９・・・軸芯演算部、４０・・・アライメント
修正量演算部、４２・・・油圧発生装置、４３・・・軸
受荷重演算部、４４・・・軸受レベル演算部、４５・・
・ベンチマーク演算部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数個のタービンが１軸に配列され、各タービンの
   ロータが軸受外輪により担持され、この軸受外輪がさら
   に軸受支持部で支持されるような蒸気タービンの軸受支
   持装置において、上記軸受外輪は鉛直方向に伸縮自在な
   第１のアライメント調整装置と差替自在なキープロック
   とを介して軸受支持部上に支持される一方、側方がロー
   タ軸線方向に直角な平面内を横方向に伸縮可能な第２の
   アライメント調整装置で保持され、軸受の移動を抑止す
   る下端部に形成された突起とソールプレート上の対向位
   置に形成された抑止突起との間隙量をキー部材により調
   整して軸受外輪の支持位置を逐次変更し、ロータのアラ
   イメントを修正するようにしたことを特徴とする蒸気タ
   ービンの軸受支持装置。 ２、複数個のタービンが１軸に配列され、各タービンの
   ロータが軸受外輪により担持され、この軸受外輪がさら
   に軸受支持部で支持されるような蒸気タービンの軸受支
   持装置において、上記軸受支持部は鉛直方向に伸縮自在
   な第１のアライメント調整装置とロータ軸線方向に直角
   な平面内を横方向に伸縮可能な第２のアライメント調整
   装置とで支持された軸受外輪の支持位置と軸受状態とを
   感知する検出手段と、この検出手段からの状態信号とあ
   らかじめ設定された基準位置及び軸受状態の設定値信号
   とを比較してアライメント修正量を算出し、この結果を
   もとに上記第１のアライメント調整装置と第２のアライ
   メント調整装置とを作動するための作動信号を出力する
   演算手段とを備えたことを特徴とする蒸気タービンの軸
   受支持装置。