JPH05156902A - タービンのスラスト調整装置及び方法 - Google Patents
タービンのスラスト調整装置及び方法Info
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- JPH05156902A JPH05156902A JP34796491A JP34796491A JPH05156902A JP H05156902 A JPH05156902 A JP H05156902A JP 34796491 A JP34796491 A JP 34796491A JP 34796491 A JP34796491 A JP 34796491A JP H05156902 A JPH05156902 A JP H05156902A
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バランスピストン２を設けたロータ１と、ロ
ータ１のスラスト力を支持するスラスト軸受４とを有す
るタービンにおいて、実運転時のスラスト力が計画値を
超えた場合に、スラスト軸受４の損傷及び回転部と静止
部との接触を防止できるよう、タービンのスラスト力を
調整できるようにすること。 【構成】 バランスピストン２の前面側にある部屋５
を、複数のバランス管６ａ，６ｂ，６ｃによって複数の
異なる圧力を有する翼室へ連絡し、各バランス管６ａ，
６ｂ，６ｃには弁８ａ，８ｂ，８ｃを設け、スラスト力
が計画値を超えたときのスラスト軸受４の昇温を検出し
て各弁８ａ，８ｂ，８ｃを開閉制御し、バランスピスト
ン２により発生されるスラスト力を任意に調整するも
の。
ータ１のスラスト力を支持するスラスト軸受４とを有す
るタービンにおいて、実運転時のスラスト力が計画値を
超えた場合に、スラスト軸受４の損傷及び回転部と静止
部との接触を防止できるよう、タービンのスラスト力を
調整できるようにすること。 【構成】 バランスピストン２の前面側にある部屋５
を、複数のバランス管６ａ，６ｂ，６ｃによって複数の
異なる圧力を有する翼室へ連絡し、各バランス管６ａ，
６ｂ，６ｃには弁８ａ，８ｂ，８ｃを設け、スラスト力
が計画値を超えたときのスラスト軸受４の昇温を検出し
て各弁８ａ，８ｂ，８ｃを開閉制御し、バランスピスト
ン２により発生されるスラスト力を任意に調整するも
の。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバランスピストンを有す
るタービンのスラスト調整装置に関し、スラストバラン
スピストンを有し、かつ複数の異なる圧力の部屋を有す
る回転動力機械に適用することができる。
るタービンのスラスト調整装置に関し、スラストバラン
スピストンを有し、かつ複数の異なる圧力の部屋を有す
る回転動力機械に適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】従来のタービンの一例を図３に示す。図
３は蒸気を作動流体とする蒸気タービンを示したもの
で、ロータ１はその一部にバランスピストン２が設けら
れ、また蒸気入口を挟んで対向する側には動翼３が植設
されている。図示の例では、動翼３は第８段までの翼列
を成している。また、ロータ１のスラスト力を支持する
スラスト軸受４が設けられ、さらに、バランスピストン
２の動翼側又は前面側の部屋５とたとえば第４段の翼室
との間にはバランス管６が接続されている。なお、バラ
ンスピストン２のガバナ側又は後面側の部屋７はグラン
ドレギュレータに接続されていて一定圧力となってい
る。
３は蒸気を作動流体とする蒸気タービンを示したもの
で、ロータ１はその一部にバランスピストン２が設けら
れ、また蒸気入口を挟んで対向する側には動翼３が植設
されている。図示の例では、動翼３は第８段までの翼列
を成している。また、ロータ１のスラスト力を支持する
スラスト軸受４が設けられ、さらに、バランスピストン
２の動翼側又は前面側の部屋５とたとえば第４段の翼室
との間にはバランス管６が接続されている。なお、バラ
ンスピストン２のガバナ側又は後面側の部屋７はグラン
ドレギュレータに接続されていて一定圧力となってい
る。
【０００３】このような蒸気タービンにおいて、蒸気が
動翼３を通過するとき、各段で圧力が順次降下する。し
たがって、各段の動翼３に前後差圧が生じ、ロータ１を
ロータ軸方向に押すスラスト力が発生する。このスラス
ト力はスラスト軸受４で支持されるとともに、バランス
ピストン２により軽減されている。
動翼３を通過するとき、各段で圧力が順次降下する。し
たがって、各段の動翼３に前後差圧が生じ、ロータ１を
ロータ軸方向に押すスラスト力が発生する。このスラス
ト力はスラスト軸受４で支持されるとともに、バランス
ピストン２により軽減されている。
【０００４】すなわち、バランスピストン２の動翼側に
ある部屋５はバランス管６によってある圧力を有する翼
室に連通されて常にその圧力まで減圧されており、バラ
ンスピストン２はその前後の差圧によって動翼３で発生
したスラスト力をバランスさせてスラスト軸受４での負
担を軽減させている。
ある部屋５はバランス管６によってある圧力を有する翼
室に連通されて常にその圧力まで減圧されており、バラ
ンスピストン２はその前後の差圧によって動翼３で発生
したスラスト力をバランスさせてスラスト軸受４での負
担を軽減させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、蒸気タービ
ンにおけるスラスト力は翼列の分布状態によって決まる
ものであるが、加工誤差などの要因により実運転時の圧
力分布が計画値と異なることがあり、また、スラスト軸
受で支持すべきスラスト力も計画値を超える可能性があ
る。
ンにおけるスラスト力は翼列の分布状態によって決まる
ものであるが、加工誤差などの要因により実運転時の圧
力分布が計画値と異なることがあり、また、スラスト軸
受で支持すべきスラスト力も計画値を超える可能性があ
る。
【０００６】実スラスト力が計画値を超えた場合には、
スラスト軸受を損傷させることになり、しかも従来のバ
ランスピストンの構造ではバランスピストン前後差圧は
一定であるのでスラスト力を調整することができず、製
作終了後は過剰スラスト力に対する根本的な対策を講じ
る手立てはない。
スラスト軸受を損傷させることになり、しかも従来のバ
ランスピストンの構造ではバランスピストン前後差圧は
一定であるのでスラスト力を調整することができず、製
作終了後は過剰スラスト力に対する根本的な対策を講じ
る手立てはない。
【０００７】また、たとえ、バランス管６に弁を設置し
ても、その弁を絞ることによってガバナ側方向のスラス
ト力を増加させることはできても、発電機側方向のスラ
スト力を増加させることはできない。
ても、その弁を絞ることによってガバナ側方向のスラス
ト力を増加させることはできても、発電機側方向のスラ
スト力を増加させることはできない。
【０００８】本発明は上記事情にかんがみてなされたも
ので、実運転時の圧力分布が計画値と異なる場合でも、
ロータのスラスト力を十分にバランスさせ得るタービン
のスラスト調整装置及び方法を提供することを目的とす
る。
ので、実運転時の圧力分布が計画値と異なる場合でも、
ロータのスラスト力を十分にバランスさせ得るタービン
のスラスト調整装置及び方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的に対し、本発明
によれば、バランスピストンを設けたロータと、ロータ
のスラスト力を支持するスラスト軸受とを有し、バラン
スピストンの動翼側の部屋をバランス管により所定の圧
力を有する翼室に連通させて成るタービンにおいて、前
記バランスピストンの動翼側の部屋と複数の翼室とを連
通させるよう接続した複数のバランス管と、これらバラ
ンス管のそれぞれに設けられた弁とを備えて成るタービ
ンのスラスト調整装置が提供される。
によれば、バランスピストンを設けたロータと、ロータ
のスラスト力を支持するスラスト軸受とを有し、バラン
スピストンの動翼側の部屋をバランス管により所定の圧
力を有する翼室に連通させて成るタービンにおいて、前
記バランスピストンの動翼側の部屋と複数の翼室とを連
通させるよう接続した複数のバランス管と、これらバラ
ンス管のそれぞれに設けられた弁とを備えて成るタービ
ンのスラスト調整装置が提供される。
【００１０】また、本発明によれば、スラスト軸受前後
のメタル温度を検出し、これらの温度差に基づき複数の
バランス管に設けられた各弁を開閉操作してバランスピ
ストンの動翼側の部屋の圧力を調整することでロータの
スラスト力を調整するタービンのスラスト調整方法が提
供される。
のメタル温度を検出し、これらの温度差に基づき複数の
バランス管に設けられた各弁を開閉操作してバランスピ
ストンの動翼側の部屋の圧力を調整することでロータの
スラスト力を調整するタービンのスラスト調整方法が提
供される。
【００１１】
【作用】上記手段によれば、スラスト軸受の前後で検出
したメタル温度に基づいて、バランス管に設けられた各
弁を開閉することにより、バランスピストンに連通され
る翼室として適切な圧力を有する部屋が選択され、動翼
で発生したスラスト力と反対方向のスラスト力を発生さ
せるようにしている。
したメタル温度に基づいて、バランス管に設けられた各
弁を開閉することにより、バランスピストンに連通され
る翼室として適切な圧力を有する部屋が選択され、動翼
で発生したスラスト力と反対方向のスラスト力を発生さ
せるようにしている。
【００１２】
【実施例】以下図１及び図２に例示した本発明の好適な
一実施例について詳述する。なお、図１において、図３
に示したものと同一の部分については同一の符号を付し
てそれらの詳細は省略する。
一実施例について詳述する。なお、図１において、図３
に示したものと同一の部分については同一の符号を付し
てそれらの詳細は省略する。
【００１３】図１において、バランスピストン２の動翼
側又は前面側の部屋５には複数本（図示の例では３本）
のバランス管６ａ，６ｂ，６ｃが接続され、それらバラ
ンス管の反対側の端部はたとえば第４段、第３段及び第
２段動翼の翼室に接続され、そしてそれらバランス管の
途中には弁８ａ，８ｂ，８ｃがそれぞれ介装されてい
る。また、バランスピストン２の後面側及び前面側の部
屋７及び５にはこれらの圧力を検出する圧力計９及び１
０が設けられ、スラスト軸受４の後面側及び前面側には
これらのメタル温度を検出する温度計１１及び１２が設
けられている。
側又は前面側の部屋５には複数本（図示の例では３本）
のバランス管６ａ，６ｂ，６ｃが接続され、それらバラ
ンス管の反対側の端部はたとえば第４段、第３段及び第
２段動翼の翼室に接続され、そしてそれらバランス管の
途中には弁８ａ，８ｂ，８ｃがそれぞれ介装されてい
る。また、バランスピストン２の後面側及び前面側の部
屋７及び５にはこれらの圧力を検出する圧力計９及び１
０が設けられ、スラスト軸受４の後面側及び前面側には
これらのメタル温度を検出する温度計１１及び１２が設
けられている。
【００１４】タービンロータに加わるスラスト力は各段
の動翼の前後差圧によって発生する。バランスピストン
２はこのようなスラスト力と反対方向のスラスト力を発
生させてバランスをとろうとするものである。バランス
ピストン２の動翼側又は前面側の部屋５は図示の例では
弁８ｂが開となっていて第３段の翼室の圧力と等しくな
っており、一方、後面側の部屋７はこれに接続されたグ
ランドレギュレータによって部屋５の圧力よりも低い一
定の圧力に制御されている。このバランスピストン２の
前後の部屋５，７における圧力の差が、動翼３によるス
ラスト力と反対方向のスラスト力を生じさせ、トータル
のスラスト力を軽減させている。
の動翼の前後差圧によって発生する。バランスピストン
２はこのようなスラスト力と反対方向のスラスト力を発
生させてバランスをとろうとするものである。バランス
ピストン２の動翼側又は前面側の部屋５は図示の例では
弁８ｂが開となっていて第３段の翼室の圧力と等しくな
っており、一方、後面側の部屋７はこれに接続されたグ
ランドレギュレータによって部屋５の圧力よりも低い一
定の圧力に制御されている。このバランスピストン２の
前後の部屋５，７における圧力の差が、動翼３によるス
ラスト力と反対方向のスラスト力を生じさせ、トータル
のスラスト力を軽減させている。
【００１５】ここで、もし、動翼３によるスラスト力が
バランスピストン２によるスラスト力を大きく上回るよ
うなことがあれば、ロータ１は発電機側へ移動しようと
するので、スラスト軸受４はその前面側で支持荷重が増
加する。したがって、スラスト軸受４の前面側のメタル
温度Ｔ2が上昇する。このとき、現在開となっている弁
８ｂを閉じて、部屋５の圧力を増加させ、バランスピス
トン２によるスラスト力を増加させる。ここで、部屋５
の圧力Ｐ2の上昇次第では、ダミー環１３の強度が問題
となる場合があり、この場合には、弁８ｃを開にして、
第２段の翼室の圧力に制限するようにしてもよい。
バランスピストン２によるスラスト力を大きく上回るよ
うなことがあれば、ロータ１は発電機側へ移動しようと
するので、スラスト軸受４はその前面側で支持荷重が増
加する。したがって、スラスト軸受４の前面側のメタル
温度Ｔ2が上昇する。このとき、現在開となっている弁
８ｂを閉じて、部屋５の圧力を増加させ、バランスピス
トン２によるスラスト力を増加させる。ここで、部屋５
の圧力Ｐ2の上昇次第では、ダミー環１３の強度が問題
となる場合があり、この場合には、弁８ｃを開にして、
第２段の翼室の圧力に制限するようにしてもよい。
【００１６】逆に、動翼３によるスラスト力がバランス
ピストン２によるスラスト力より大きく下回れば、スラ
スト軸受４の後面側のメタル温度Ｔ1が上昇してくる。
このとき、現在開となっている弁が弁８ｂであればこれ
を閉とし、より低い圧力を有する翼室に接続されたバラ
ンス管６ａの弁５ａを開にする。
ピストン２によるスラスト力より大きく下回れば、スラ
スト軸受４の後面側のメタル温度Ｔ1が上昇してくる。
このとき、現在開となっている弁が弁８ｂであればこれ
を閉とし、より低い圧力を有する翼室に接続されたバラ
ンス管６ａの弁５ａを開にする。
【００１７】このように、スラスト軸受４の前後のメタ
ル温度に応じて、異なる圧力を有する翼室に接続された
バランス管６ａ，６ｂ，６ｃの弁８ａ，８ｂ，８ｃを開
閉制御することにより、バランスピストン２を作動さ
せ、スラスト軸受４でのスラスト力の支持を軽減させて
いる。
ル温度に応じて、異なる圧力を有する翼室に接続された
バランス管６ａ，６ｂ，６ｃの弁８ａ，８ｂ，８ｃを開
閉制御することにより、バランスピストン２を作動さ
せ、スラスト軸受４でのスラスト力の支持を軽減させて
いる。
【００１８】以上はバランス管６ａ，６ｂ，６ｃの弁８
ａ，８ｂ，８ｃを開閉制御することにより、部屋５の圧
力を調整したが、この調整を更に木目細かくするため、
弁８ａ，８ｂ，８ｃを弁開度調整弁を使用し、これら弁
を連続的に調整するようにしてもよい。
ａ，８ｂ，８ｃを開閉制御することにより、部屋５の圧
力を調整したが、この調整を更に木目細かくするため、
弁８ａ，８ｂ，８ｃを弁開度調整弁を使用し、これら弁
を連続的に調整するようにしてもよい。
【００１９】この調整方法を図２を参照して説明する。
まず、温度計１１，１２により、スラスト軸受４のメタ
ル温度Ｔ1，Ｔ2を監視し、これらメタル温度が許容値よ
り高いかどうかのチェックをする。ここで、許容値以内
であれば、過大なスラスト力を受けていないので、スラ
スト力の調整は不要である。メタル温度Ｔ1，Ｔ2の少な
くとも一方が許容値を越えていれば、次にどの側のメタ
ル温度が高いかをチェックする。
まず、温度計１１，１２により、スラスト軸受４のメタ
ル温度Ｔ1，Ｔ2を監視し、これらメタル温度が許容値よ
り高いかどうかのチェックをする。ここで、許容値以内
であれば、過大なスラスト力を受けていないので、スラ
スト力の調整は不要である。メタル温度Ｔ1，Ｔ2の少な
くとも一方が許容値を越えていれば、次にどの側のメタ
ル温度が高いかをチェックする。
【００２０】もし、スラスト軸受４の前面側、つまり動
翼側のメタル温度Ｔ2が高ければ、現在開いていて第３
段の翼室に連通されているバランス管６ｂの弁８ｂを徐
々に閉じていく操作をする。これにより、バランスピス
トン２の前面側の部屋５の圧力Ｐ2が上昇し、バランス
ピストン２によるガバナ側方向へのスラスト力を生じさ
せる。このスラスト力により、スラスト軸受４の前面側
の負荷が軽減され、そのメタル温度Ｔ2が低下される。
そして、このメタル温度Ｔ2が許容値以下となる弁開度
にて、調整を終わる。なお、最終調整後はバランスピス
トン２前後の圧力Ｐ1，Ｐ2を監視し、その差圧がダミー
環１３などの強度の範囲内にあることをチェックしてお
く。
翼側のメタル温度Ｔ2が高ければ、現在開いていて第３
段の翼室に連通されているバランス管６ｂの弁８ｂを徐
々に閉じていく操作をする。これにより、バランスピス
トン２の前面側の部屋５の圧力Ｐ2が上昇し、バランス
ピストン２によるガバナ側方向へのスラスト力を生じさ
せる。このスラスト力により、スラスト軸受４の前面側
の負荷が軽減され、そのメタル温度Ｔ2が低下される。
そして、このメタル温度Ｔ2が許容値以下となる弁開度
にて、調整を終わる。なお、最終調整後はバランスピス
トン２前後の圧力Ｐ1，Ｐ2を監視し、その差圧がダミー
環１３などの強度の範囲内にあることをチェックしてお
く。
【００２１】逆に、スラスト軸受４の後面側、つまりガ
バナ側のメタル温度Ｔ1が高ければ、現在開いていて第
３段の翼室の出口に連通されているバランス管６ｂより
も低圧側、すなわち第４段の翼室の出口に接続されたバ
ランス管６ａの弁８ａを徐々に開ける。すると、バラン
スピストン２の前面側の部屋５の圧力Ｐ2が徐々に低下
され、バランスピストン２により生じさせていたガバナ
側方向のスラスト力が減少される。これにより、スラス
ト軸受４のガバナ側のメタル温度Ｔ1は低下するが、弁
８ａは、メタル温度Ｔ1がその許容値以下になるまで、
徐々に開けられていく。次に、現在まで開いていた弁８
ｂを全閉とし、再度、メタル温度Ｔ1が許容値以下にあ
るかどうかをチェックする。なお、この調整の場合は、
バランスピストン差圧を減少させる方向に作用するの
で、圧力計９，１０によるダミー環１３などの強度の確
認は特に必要ない。
バナ側のメタル温度Ｔ1が高ければ、現在開いていて第
３段の翼室の出口に連通されているバランス管６ｂより
も低圧側、すなわち第４段の翼室の出口に接続されたバ
ランス管６ａの弁８ａを徐々に開ける。すると、バラン
スピストン２の前面側の部屋５の圧力Ｐ2が徐々に低下
され、バランスピストン２により生じさせていたガバナ
側方向のスラスト力が減少される。これにより、スラス
ト軸受４のガバナ側のメタル温度Ｔ1は低下するが、弁
８ａは、メタル温度Ｔ1がその許容値以下になるまで、
徐々に開けられていく。次に、現在まで開いていた弁８
ｂを全閉とし、再度、メタル温度Ｔ1が許容値以下にあ
るかどうかをチェックする。なお、この調整の場合は、
バランスピストン差圧を減少させる方向に作用するの
で、圧力計９，１０によるダミー環１３などの強度の確
認は特に必要ない。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、実運転時のスラスト力
が計画値を超えた場合、タービンのスラスト力を任意に
調整できるのでスラスト軸受を損傷させたり、回転部
（ロータ）と静止部（車室）との接触などの事故を未然
に回避することができる。
が計画値を超えた場合、タービンのスラスト力を任意に
調整できるのでスラスト軸受を損傷させたり、回転部
（ロータ）と静止部（車室）との接触などの事故を未然
に回避することができる。
【図１】本発明によるスラスト調整装置を適用したター
ビンを示す断面図である。
ビンを示す断面図である。
【図２】本発明によるスラスト調整方法を示す流れ図で
ある。
ある。
【図３】従来のタービンを示す断面図である。
１ ロータ ２ バランスピストン ３ 動翼 ４ スラスト軸受 ５ 部屋 ６ バランス管 ７ 部屋 ８ 弁 ９ 圧力計 １０ 圧力計 １１ 温度計 １２ 温度計 １３ ダミー環
Claims (3)
- 【請求項１】バランスピストンを設けたロータと、ロー
タのスラスト力を支持するスラスト軸受とを有し、バラ
ンスピストンの動翼側の部屋をバランス管により所定の
圧力を有する翼室に連通させて成るタービンにおいて、
前記バランスピストンの動翼側の部屋と複数の翼室とを
連通させるよう接続した複数のバランス管と、これらバ
ランス管のそれぞれに設けられた弁とを備えて成るター
ビンのスラスト調整装置。 - 【請求項２】請求項１記載の装置において、弁は弁開度
調整弁としたタービンのスラスト調整装置。 - 【請求項３】スラスト軸受前後のメタル温度を検出し、
これらの温度差に基づき複数のバランス管に設けられた
各弁を開閉操作してバランスピストンの動翼側の部屋の
圧力を調整することでロータのスラスト力を調整するタ
ービンのスラスト調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34796491A JPH05156902A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | タービンのスラスト調整装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34796491A JPH05156902A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | タービンのスラスト調整装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05156902A true JPH05156902A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18393810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34796491A Withdrawn JPH05156902A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | タービンのスラスト調整装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05156902A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011137449A (ja) * | 2009-12-31 | 2011-07-14 | General Electric Co <Ge> | 蒸気タービン運転に関連するシステム及び装置 |
| JP2011202641A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Honda Motor Co Ltd | 電動圧縮機 |
| JP2013119860A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Man Diesel & Turbo Se | タービン |
| KR101278944B1 (ko) * | 2010-12-21 | 2013-06-26 | 두산중공업 주식회사 | 가스터빈 엔진의 로터 조립체 축하중 조절 장치 |
| WO2018167907A1 (ja) * | 2017-03-16 | 2018-09-20 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 蒸気タービン |
| CN113047911A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-29 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种推力平衡结构 |
| CN114215606A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-03-22 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种10MW轴流sCO2透平 |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP34796491A patent/JPH05156902A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |