JPS5835208A - 蒸気タ−ビン軸受レベル調整装置 - 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】 本発明は蒸気タービンに係り、特に高排圧条件下で運転
され、低圧排気室とロータ支持部である軸受台とが一体
構造である低圧タービンにおいて、排気室温度高に依る
アライメント変化を防止するため、軸受レベル変化を抑
え又は軸受レベルの調整構造を有する蒸気タービンの軸
受レベル調整装置に関する。

従来の復水形蒸気タービンの多くは、発電プラント立地
上の冷却水条件から漬水器の真空度が決まる。この真空
度は冷却水の水源である海水、河川、湖沼などに依って
差が有り、特に内陸に立地する場合には冷却塔、ドライ
コンデンサ等となるため低真空度となる。故に蒸気ター
ビンの排気圧力は高くなり１、必然的に低圧排気値の排
気室温度も高温となる。そのため低圧タービンのロータ
アライメント設定は、従来の低圧ロータ自重に依る低圧
排気室軸受台の沈み、及び軸受台部の真空に依る撓み変
形弁の沈み等に低圧排気室の排気温度高に伴う熱膨張に
依る軸受台の突き上げを考慮せねばならない。特に近年
はタービンの単機容量の増大に伴い、上述の軸受台沈み
及び突上げ量は大きく、ロータアライメントの設定は非
常に複雑である。ロータアライメントの設定が不適当で
あると、アライメント変化に依り軸受レベルも変化し、
軸受の安定限界面圧から外れロータ軸受振動を増大させ
、軸受焼損をはじめとする振動事故を誘発する原因とな
る。併せて、ダイヤフラムパツキン及びシャフトパツキ
ン等の半径方向間隙も摺損拡大するため、リーク蒸気量
増加に伴う性能低下を来たすことにもなる。以上のこと
より、蒸気タービンの内、高排圧形低圧タービンのロー
タアライメント設定は複雑かつ重要なことである。従来
の技術においては低圧ケーシングを開放せずに軸受レベ
ルを調整することは不可能であり、振動事故。

対策に要する発電不能時間に依る経済的損失は非常に大
きく、運転性、信頼性の面からも好しくない。

本発明の目的は、高排圧形低圧タービンの排気室温度高
に基く運転中の軸受レベル変化を未然に一防止し、同時
に軸受レベルを調整可能構造としてアライメント変化に
依る振動事故を防止し、信頼性の高い運転を確保する蒸
気タービン軸受レベル調整装置・を提供することにある
。

高 本発明に依れば、低圧排気室排気温７＜依る軸、受レベ
ル変化を防止するため、低圧排気室支持脚部と排気室側
板との間に空間を設け、同時に低圧排気室支持脚の位置
レベルをロータ軸中心近傍とし、更に低圧排気室側板−
の周囲には貸部屋を設置して水又は蒸気の供給循環させ
る機能を有し、併せて、軸受レベル変化を検出する検出
装置と、検出信号に依り、前記排気室側板部貸部屋への
水。

−蒸気等の供給量、＠度を制御する制御装置を備え、排
気温度高に依るアライメント変化を防止することを可能
とした°蒸気タービン軸受レベルｉ整装置に関する。

以下は添付図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第１図は、太答量蒸気タービンの構成例を示し、高中圧
タービン１、低圧タービン２及び発電機３から成り、低
圧タービン２は復水器４に接続される。蒸気タービンの
有効熱−差を大きくとるために、復水器４は真空に保持
さ扛、低圧タービン２からの排気蒸気は復水器４にて冷
却され低温かつ低い排気圧力となる。通常の火力、原子
力発電プラントにおいて、復水器４の真空度を保持する
ため、復水器４への冷却水として海水又は河川、湖沼等
の水源を利用す７る。海岸立地の場合には豊富な海水を
冷却水として使用出来るため、蒸気タービン排気熱との
熱交換も旨く行なわｎ。

比較的安定した高真空度を保持することが出来、他の水
源利用の場合よりも条件が良い。しかし、内陸に発電プ
ラン本を立地する場合には冷却水用の豊富な水源確保が
難しく、河川、湖沼等の限られた冷却水となるため、グ
ーリングタワ一方式や、空気冷却に依るドライコンデン
サとせざるを得ない。このため蒸気タービン排気蒸気の
冷却効果が小さく、排気圧力を低く抑えることが出来ず
、必然的に排気圧力の高い高排圧形の条件となる。同時
に低圧タービン２め低圧排気室温度も高くなることにな
る。ｌこｎら高排圧形タービンは外気温度条件に左右さ
れるので、当然のことながら低圧排気室温度の変動が考
えられ、年間を通じての季節に依る温度の変動中、或い
は昼夜における気温変化等不安定な排気温度となシ、運
転中のロータ挙動上好ましくない。第２図は従来の低圧
蒸気タービンにおける低圧排気室支持部を水平面から見
たものであり、第３図は、第２図Ａ−Ａ低圧排気室支持
脚部構造断面図であり、低圧排気室支持脚部８は低圧排
気室７の側板９と一体構造である。通常タービンにおい
ては、低圧排気室側板９の周囲に排気室支持脚８が設置
さ扛、架台運転床面部に取付けら扛たソールプレー）１
０上に、低圧排気室７をレベリング調整後設定さ扛る。

ソールプレート１０と排気室支持脚部８との取合面から
、低圧ロータ５の軸中心レベルである低圧排気室７の水
平フランジ面まで高さはＨｌであり、いわゆるアンセン
ターラインサポート方式である。そのため運転状態にお
いては排気蒸気温度と外気温度との温度差分だけ、排気
室側板９が熱膨張することになり、低圧ロータ５の支持
部である軸受台６が低圧排気室と一体構造であるため、
熱膨張量の分だけ軸受台６のレベルを変化させ、軸受レ
ベル変化となってロータアライメントを狂わすことにな
る。この変化量は低圧排気室７の排気温度が高け（ば高
いほど、つまり排気圧力が高けｎば高いほど大きく、同
時に排気室支持脚部８のアンセンターラインサポート高
さＨｌが高いほど大きな値となる。

第４図は本発明に依る低圧排気室支持脚部構造断面図を
示す。本図では第３図の従来構造より低圧排気室側板９
と低圧排気室脚部８との間に空間１１を設け、排気温度
の熱影響が低圧排気室支持脚部８に及ばぬ構造とし、更
に低圧杉［気室支片脚部８とソールプレート１０との間
にはブロックペース ベルを低圧ロータ５の軸芯レベル、つまり低圧排気室吊
ービンフランジ面に近い高さＨ２とし、いわゆる低圧排
気室７の支持方式をセンターラインサポート方式に近い
構造とさせたものである。このことに呵り、ブロックベ
ース１２はイ氏圧排気室７と別体構造であり、かつ空間
１１を有しているので殆んど排気室温度の熱影響を受け
ず、依って熱膨張に依る軸受台のレベル変化を起こさな
いことになる。又、排気室支持脚部８には油圧ジヤツキ
１３用の荷重受は部を設け、ジヤツキアップすることに
依り排気室支持脚部８の底面とブロックペースとの間に
ライナー１４及びシム１５を挿入するスペースを設け、
微少のレベル変イヒに対してもシム１５に依り調整可能
とした。従来のイ氏圧タービンの場合、低圧排気室据付
レベル面の再レベリングは復水器との接続上での問題、
及び低圧排気室吊り上げ上から来る問題等のｔｔｉ＝に
、ソールプレート１０との接触面当りチェック等の作業
工数も膨大に増え、はぼ不可能に近いと云える。しかし
本発明に依る実施例では、これら従来タービンの欠点を
無くシ、低圧排気室の再レベリングを・可能、かつ容易
にしたものである。第５図は排気室側板部９の排気室温
度熱影響に依る熱膨張量を小さく抑えるため、低圧排気
室側板９の外周囲部に水（又は蒸気）１７供給用の貸部
屋１６を形成させ、供給及び排出口をこの貸部屋１６に
設けて水を循環させるための貸部屋取付の断面図を示し
たものである。貸部屋１６への給水に依り、排気室側板
９は水冷され、低圧排気室側板９内面の排気室温度高の
熱影響は解消され、排気室側板９の熱膨張に依るアライ
メント変化を防止出来る。同時に、第６図は第５図にお
ける場合の軸受台部構造断面−ヶ示す。低圧ロータ５の
支持部である軸受台６は低圧排気室７と一体構造であり
、軸受台６には調整リング１９を介して軸受１８が乗り
、この軸受１８が低圧ロータ５の荷重を受は持つ。

一般的に低圧排気室７は柔構造物であるため、低圧ロー
タ５の自重に依り軸受台６は沈下し、更に低圧排気室７
の真空上昇に依り軸受台６は低圧排気室の真空変形分加
算して沈下し、こｎが軸受レベルを変化させることにな
る。高排圧形タービンにおいては排気室温度が高いこと
に依って軸受台６のレベルは突き上げら詐る傾向にあり
、即ち軸受レベル全変化させアライメント変化わす結果
となる。特に高排圧形タービンの排気圧力条件は復水器
への冷却水供給温度に依って左右さハ、従って排気温度
について・も同様であり、軸受レベルは不安定である。

アライメント変化に依り軸受１８の安定限界面圧の許容
範囲を外れると、面倒な振動トラブルを誘発することに
なり、安定した運転を確保するためにも極力アライメン
ト変化を起こさせないことが必要である。そのため軸受
台部に設置せる軸受レベル検出用計器２０にて検出され
た軸受レベル検出信号Ｓ１に依って制御装置２１を作動
させ、この制御装置２１からの信号Ｓ２に依り温度調節
器２２と接続させ排気室側板部９に設けた貸部屋１６へ
の水（又は蒸気）の供給温度を制御する。このことよシ
、排気室温度と貸部屋１６の流体温度との温度差を制御
し、排気室側板部９′の熱膨張量全調節して、自動的に
かつ低圧排気室を開放すること無く、アライメント変化
に追随して軸受レベルを調整可能としたものである。

なお、以上の実施例では低圧ロータ支持部である軸受台
が、低圧排気室と一体構造の場合での排気室温度高に依
る軸受レベル調整構造について説明したが、その他の案
としては、軸受台と低圧排気室とを別体構造として、排
気室温度高の影響を受けない架台上に軸受台を設置する
ことも考えられる。しかし、この構造を採ると架台強度
及び軸受台のスペース等より、タービンスパンヲ長くス
る必要が有り、運転性及び経済性から問題である。

又、単機容量が太きくなって来ている関係上、低圧ター
ビンロータ重量も増大し、軸受台も必然的に大きいスペ
ースを要求さ扛、タービンスパンの増加は必至である。

タービン架台も不等沈下のポテンシャルを有し、架台上
の軸受台のレベル調整は容易でない。軸受台の軸受レベ
ル調整については、軸受台部を加熱したりする熱膨張に
依るものが考えられるが、小さな量のアライメント変化
に対しては有効であ、るが、排気温度高等に依る大きな
アライメント変化に対しては、その調整効果は小さい。

本発明゛は高排圧形低圧蒸気タービンのみならず一般的
な高真空の蒸気タービンに対しても有効であり、低圧ロ
ータ自重に依る沈み及び真空に依る軸受台の沈み量の加
算分を予め把握することに依り、低圧排気室側板周囲部
に設置せる貸部屋への蒸気供給温度を制御して、前記沈
み量に見合う分の軸受台の熱膨張に依る突き上げを行う
ことに依シ、運転中の軸受レベル変化全相殺し、アライ
メントの変化を防止することも可能である。

本発明に依ると、高排圧形低圧蒸気タービンの排気温度
高に起因子るアライメント変化を未然に防止出来、ロー
タの振動関連事故を回避出来る。

また付加的な効果として、軸受レベルの検出装置と制御
装置に依シ、軸受レベルの変化に追随して適正アレイメ
ントラ保持出来、運転の信頼性を犬′きく向上させるこ
とが出来、更に振動トラブルに基く運転不能時間を無く
すことが出来るので、経済性も大きな効果を得らｎる。

【図面の簡単な説明】

第１図は蒸気タービンのうち、犬答量蒸気タービンの構
成例を示し、第２図は第１図の低圧タービンにおける従
来の低圧排気室支持部配置図、第３図は第２図の断面Ａ
−Ａ’ｅ示す支持脚構造断面図、第４図は本発明に依る
低圧排気室支持脚部の構造断面図、第５図は同じく低圧
排気室支持脚部設置の貸部屋取付構造断面図、第６図は
本発明に依る軸受台部構造断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高排圧条件下にて運転され、低圧ロータ支持部であ
   る軸受台と低圧排気室とが一体構造であるものにおいて
   、低圧排気室支持脚部と排気室側板との間に空間部を設
   けて排気室温度高の熱影響を排気室支持脚部で小さくさ
   せ、更に排気室支持脚部の支持位置レベルをロータ軸中
   心近傍としたことを特徴とする蒸気タービン軸受レベル
   調整装置。 ２、特許請求の範囲第１項において一排気室支持脚部の
   底面側にはレベル調整用シム板が取付く構造とし、低圧
   排気室設定時の据付レベル調整及び軸受レベル変化修正
   可能なる構造を有すること全特徴とした蒸気タービン軸
   受レベル調整装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、低圧排気室の側板
   部周囲に水又は蒸気等を循環させるための袋部屋を設け
   、そこに水又は蒸気を供給することに依り、排気室側板
   部の熱膨張量を小さくしてアライメント変化を防止する
   こと全特徴とした蒸気タービン軸受レベル調整装置。 ４、特許請求の範囲第３項において、軸受レベルの変化
   を検出する検出装置と、該検出装置からのレベル検出信
   号に依り前記袋部屋に供給さｎる水又は蒸気等の供給温
   度、供給量の制御を行う制御装置及び温度調節器を備′
   え、排気室周囲側板部の熱膨張を調整可能としたことを
   特徴とした蒸気タービン軸受レベル調整装置。