KR20130036336A - 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치 - Google Patents

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신 아사노
다미아키 나카자와
료키치 홈보
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 분해능이 작고, 또한, 소형의 액추에이터를 채용할 수 있는 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치를 제공한다. 이를 해결하기 위하여, 본 발명에 따르면, 터빈 케이싱(21, 37)과, 로터(23)와, 상기 터빈 케이싱(21, 37)을 축방향을 따라 이동시키는 액추에이터(14, 15)를 구비한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)이며, 상기 액추에이터(14, 15)가, 상기 터빈 케이싱(21, 37)을 형성하는 외주면의 반경 방향 외측에 배치되어 있는 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)를 구비한다.

Description

증기 터빈의 차실 위치 조정 장치{STEAM TURBINE CASING POSITION ADJUSTING APPARATUS}
본 발명은, 발전 플랜트 등에서 사용되는 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 관한 것이다.
그런데, 최근 증기 터빈의 케이싱 용적이 증대하고, 또한, 사용 조건도 고온화되는 가운데, 로터의 길이 및 로터의 직경은 점점 대형화되는 경향이 있고, 이에 수반하여 증기 터빈의 기동 시 및 저부하 시에 있어서의 터빈 케이싱(내차실)과 로터의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 스러스트 베어링(18, 18a)으로부터 가장 이격된 저압 터빈(5b)의 내차실과 로터의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차가 무시할 수 없을 만큼 커져 있다.
따라서, 최근 특허문헌 2에 개시된 차실 위치 조정 장치(18) 대신에 도 37 또는 도 38에 도시한 바와 같은, 로터(23)의 축방향을 따라 진퇴하는 로드(26)를 구비한 액추에이터(20)를 사용하여 내차실(터빈 케이싱)(21)을 축 방향으로 이동시켜, 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차를 감소시키는 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(80)가 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2000-282807호 공보 일본 실용신안 출원 공개 소61-41802호 공보
그러나, 특허문헌 2에 개시된 차실 위치 조정 장치(18) 대신에 액추에이터를 사용하여 터빈 케이싱을 축 방향으로 이동시켜, 터빈 케이싱과 로터의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차를 감소시키는 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에서는, 액추에이터가 특허문헌 2의 도 1에 부호 18로 표시된 위치, 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 터빈 케이싱(58)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C에 가까운 위치, 바꿔 말하면, 액추에이터(59)를 구성하는 로드(38)의 선단으로부터 중심선 C에 내린 수선의 길이(거리)가 L로 되는 위치에 설치되게 되고, 로드(38)를 조금 진퇴시킨 것만으로도 터빈 케이싱(58)의 무게 중심 G 주위로 크게 회전(요잉)하게 된다. 따라서, 터빈 케이싱(58)의 회전(요잉)을 허용값 이하로 하기 위해서, 액추에이터(59)에는, 매우 높은 분해능(액추에이터의 최소 동작 단위)이 요구되어, 고가의 액추에이터가 필요해져, 고비용으로 되어 버린다는 문제점이 있었다.
또한, 액추에이터(59)를 도 5에 도시하는 위치, 즉, 터빈 케이싱(58)의 열팽창에 따른 축방향으로의 열신장의 영향을 받는 위치에 설치하면, 터빈 케이싱(58)의 열팽창에 따른 축방향으로의 열신장을 액추에이터(59)의 로드(38)를 축방향으로 후퇴시킴으로써 흡수하게 된다. 그로 인해, 액추에이터(59)에는, 로드(38)를 축방향으로 크게 진퇴시키는 기능이 요구되어, 스트로크가 큰 대형의 액추에이터가 필요해져, 축방향의 치수가 커져 버린다는 문제점도 있었다.
또한, 액추에이터(59)를, 도 5에 도시하는 터빈 케이싱(58)의 단부면에 배치하면, 증기 터빈의 축방향으로 치수가 커져 버린다는 문제점도 있었다. 특히, 증기 터빈의 축방향을 따라 증기 터빈이 복수대 배치된 발전 플랜트 등에서는, 플랜트 전체의 축방향 길이가 증기 터빈의 대수에 비례하여 증가해 버리게 된다.
또한, 도 5 중의 부호 39는 로터이다.
상기 특허문헌 1에는, 스러스트 베어링(18, 18a)보다도 고압 터빈(3), 초고압 터빈(2), 초초고압 터빈(1a, 1b)의 측에 있어서의 회전부와 정지부의 열신장 차, 즉, 터빈 케이싱(내차실)과 로터의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차를 감소시키는 신장 차 저감 장치가 개시되어 있을 뿐이며, 최근 문제되고 있는 저압 터빈(5b)의 내차실과 로터의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차에 대해서는, 전혀 고려되어 있지 않다.
가령 상기 특허문헌 1에 개시된 신장 차 저감 장치를, 스러스트 베어링(18, 18a)보다도 중압 터빈(4a, 4b), 저압 터빈(5a, 5b)의 측에 설치하고, 저압 터빈(5b)의 내차실과 로터의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차를 감소시킬 수 있었다고 해도, 상기 특허문헌 1에 개시된 신장 차계(24, 25, 27)는, 터빈 케이싱(외차실)의 밖(외부)에 노출된 로터의 축방향의 신장만을 측정하고 있다. 그로 인해, 터빈 케이싱(내차실)과 로터의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차를 고정밀도로 측정할 수 없어, 회전부와 정지부의 간극(클리어런스), 즉, 터빈 케이싱(내차실)과 로터의 간극(클리어런스)을 작게 하여, 터빈의 효율을 향상시키는 데에는 한계가 있다.
도 37 및 도 38에 도시하는 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(80)에 있어서, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면(외표면)으로부터 내차실(21)의 일측방(도 37에 있어서 우측 방향: 도 38에 있어서 상방)을 향하여 연장되는 아암(27) 및 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면(외표면)으로부터 내차실(21)의 타측방(도 37에 있어서 좌측 방향: 도 38에 있어서 하방)을 향하여 연장되는 아암(28)은, 축방향 가이드(81)를 개재하여(외차실(22)이 설치된) 기초 G(도 37 참조)에 지지되어 있다. 또한, 아암(27, 28)에는 각각 액추에이터(20)를 구성하는 로드(26)의 선단이 연결되어 있다.
또한, 아암(27) 및 아암(28)은, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 중심축 C1을 사이에 두고 반대측(주위 방향을 따라 180도 이격한 위치)에 설치되어 있다.
또한, 액추에이터(20)는, 내차실(21)의 주위(외측)를 둘러싸도록 하여 설치된(배치된) 외차실(22)(또는 외차실(22)이 설치된 기초 G)에 고정되고, 내차실(21)을 외차실(22) 및 로터(23)에 대하여 축 방향으로 이동시키는 것이며, 축방향을 따라 연장되는 실린더(24)와, 축방향을 따라 왕복 이동하는 피스톤(25)과, 피스톤(25)의 일단부면에 고정되어 축방향으로 진퇴하는 로드(26)를 구비하고 있다.
그리고, 액추에이터(20)는, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 중심축 C1을 사이에 두고 반대측(주위 방향을 따라 180도 이격한 위치)에 각각 1개씩 설치되어 있다.
그러나, 도 37에 도시된 축방향 가이드(81)는, 내차실(21)로부터 양측방(양쪽 외측)을 향하여 연장되는 아암(27, 28)을, 축방향을 따라 안내하는(가이드하는) 기능밖에 갖추고 있지 않다. 그로 인해, 도 37에 실선 화살표로 나타내는 내차실(21)의 열팽창에 따른 직경 방향으로의 열신장에 의해 축방향 가이드(81)에 과대한 하중이 가해져, 축방향 가이드(81)가 파손되어 버릴 우려가 있다.
또한, 외차실(22)(또는 외차실(22)이 설치된 기초 G)에 고정된 액추에이터(20)에 대하여 아암(27, 28)이, 직경 방향으로 열신장되는 내차실(21)과 함께 직경 방향 외측으로 이동하게 된다. 그로 인해, 액추에이터(20)를 구성하는 로드(26)의 선단과, 아암(27, 28)의 접합부에 과대한 하중이 가해져, 액추에이터(20)를 구성하는 로드(26)의 선단과, 아암(27, 28)의 접합부가 파손되어 버릴 우려가 있다.
또한, 도 37 중의 부호 82는, 내차실(21)의 축방향을 따라, 내차실(21)의 하면(저면)으로부터 연직 하방을 향하여 돌출된 볼록부(83)를, 축방향을 따라 안내하는(가이드하는) 축방향 가이드(레일)이다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 분해능이 작고, 또한, 소형의 액추에이터를 채용할 수 있는 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 터빈 케이싱과 로터의 간극(클리어런스)을 작게 할 수 있어, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있는 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 터빈 케이싱(예를 들어, 내차실)의 열팽창에 따른 직경 방향으로의 열신장을 허용(흡수)할 수 있는 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해, 이하의 수단을 채용했다.
본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치는, 터빈 케이싱과, 로터와, 상기 터빈 케이싱을 축방향을 따라 이동시키는 액추에이터를 구비한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치이며, 상기 액추에이터가, 상기 터빈 케이싱을 형성하는 외주면의 반경 방향 외측에 배치되어 있다.
본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터는, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 터빈 케이싱의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1로부터 먼 위치, 즉, 액추에이터(14, 15)를 구성하는 로드(26)의 선단으로부터 중심선 C1에 내린 수선의 길이(거리)가 L1(>L)로 되는 위치에 설치되어 있게 되어, 로드(26)를 크게 진퇴시켜도 터빈 케이싱의 무게 중심 G 주위의 회전(요잉)은 작게 억제되게 된다.
이에 의해, 터빈 케이싱의 회전(요잉)을 허용값 이하로 억제하기 때문에, 액추에이터(14, 15)에는, 매우 높은 분해능이 요구되지 않게 되어, 액추에이터(14, 15)를 고가의 액추에이터로 할 필요가 없어져, 고비용을 피할 수 있다(비용의 저감을 도모할 수 있다).
또한, 본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터는, 예를 들어 도 5에 도시하는 터빈 케이싱(58)의 단부면에 배치되는 일이 없어지므로, 증기 터빈의 축방향으로 치수가 커져 버리는 것을 피할 수 있다. 특히, 증기 터빈의 축방향을 따라 증기 터빈이 복수대 배치된 발전 플랜트 등에서는, 플랜트 전체의 축방향 길이가 증가되어 버리는 것을 피할 수 있다.
본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치는, 외차실과, 내차실과, 로터와, 상기 내차실을 축방향을 따라 이동시키는 액추에이터를 구비한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치이며, 상기 액추에이터가, 상기 내차실을 형성하는 외주면의 반경 방향 외측이면서, 또한, 상기 외차실을 형성하는 내주면의 반경 방향 내측에 배치되어 있다.
본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터는, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 내차실의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1로부터 먼 위치, 즉, 액추에이터(14, 15)를 구성하는 로드(26)의 선단으로부터 중심선 C1에 내린 수선의 길이(거리)가 L1(>L)로 되는 위치에 설치되어 있게 되어, 로드(26)를 크게 진퇴시켜도 내차실의 무게 중심 G 주위의 회전(요잉)은 작게 억제되게 된다.
이에 의해, 터빈 케이싱의 회전(요잉)을 허용값 이하로 억제하기 때문에, 액추에이터(14, 15)에는, 매우 높은 분해능이 요구되지 않게 되어, 액추에이터(14, 15)를 고가의 액추에이터로 할 필요가 없어져, 고비용을 피할 수 있다(비용의 저감을 도모할 수 있다).
또한, 본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터는, 예를 들어 도 5에 도시하는 터빈 케이싱(58)의 단부면에 배치되는 일이 없어지므로, 증기 터빈의 축방향으로 치수가 커져 버리는 것을 피할 수 있다. 특히, 증기 터빈의 축방향을 따라 증기 터빈이 복수대 배치된 발전 플랜트 등에서는, 플랜트 전체의 축방향 길이가 증가되어 버리는 것을 피할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터가, 내차실의 외주면(외표면)과 외차실의 내주면(내표면) 사이에 형성된 공간 내, 즉, 외차실의 내주면의 반경 방향 내측에 배치되어 있게 된다.
이에 의해, 증기 터빈의 직경 방향으로 치수가 커져 버리는 것을 피할 수 있다.
본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치는, 외차실과, 내차실과, 로터와, 상기 내차실을 축방향을 따라 이동시키는 액추에이터를 구비한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치이며, 상기 액추에이터가, 상기 외차실을 형성하는 외주면의 반경 방향 외측에 배치되어 있다.
본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터는, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 외차실의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1로부터 먼 위치, 즉, 액추에이터(14, 15)를 구성하는 로드(26)의 선단으로부터 중심선 C1에 내린 수선의 길이(거리)가 L1(>L)로 되는 위치에 설치되어 있게 되어, 로드(26)를 크게 진퇴시켜도 외차실의 무게 중심 G 주위의 회전(요잉)은 작게 억제되게 된다.
이에 의해, 터빈 케이싱의 회전(요잉)을 허용값 이하로 억제하기 때문에, 액추에이터(14, 15)에는, 매우 높은 분해능이 요구되지 않게 되어, 액추에이터(14, 15)를 고가의 액추에이터로 할 필요가 없어져, 고비용을 피할 수 있다(비용의 저감을 도모할 수 있다).
또한, 본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터는, 예를 들어 도 5에 도시하는 터빈 케이싱(58)의 단부면에 배치되는 일이 없어지므로, 증기 터빈의 축방향으로 치수가 커져 버리는 것을 피할 수 있다. 특히, 증기 터빈의 축방향을 따라 증기 터빈이 복수대 배치된 발전 플랜트 등에서는, 플랜트 전체의 축방향 길이가 증가되어 버리는 것을 피할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터가, 고온의 증기에 노출되지 않는 외차실 밖에 설치되게 된다.
이에 의해, 액추에이터의 열에 의한 손상, 고장을 저감시켜, 장수명화를 도모할 수 있고, 액추에이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 있어서, 상기 액추에이터는, 상기 외차실의 축방향에 있어서의 중앙부에, 주위 방향을 따라 형성된 오목부 내에 배치되어 있으면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터가, 외차실에 형성된 오목부(직경 축소부) 내, 즉, 외차실의 측방 중앙부에 형성된 데드 스페이스 내, 바꿔 말하면, 외차실의 외주면의 반경 방향 내측에 배치되어 있게 된다.
이에 의해, 오목부가 형성되어 있지 않은 외차실의 외측에 액추에이터를 배치하는 경우에 비하여, 증기 터빈의 직경 방향으로 치수가 커져 버리는 것을 억제할 수 있다.
상기 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 있어서, 상기 액추에이터를 구성하는 로드의 선단은, 상기 내차실의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 상기 내차실의 외주면에 고정되고, 상기 내차실의 반경 방향 외측을 향하여 연장되는 아암에 연결되어 있으면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터는, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 내차실의 열팽창에 따른 축방향으로의 열신장이 전달되지 않는 위치, 즉, 내차실의 열팽창에 따른 축방향으로의 열신장의 영향을 무시할 수 있는(고려하지 않아도 좋다) 위치에 설치되어 있다.
이에 의해, 액추에이터에는, 로드를 축방향으로 크게 후퇴시켜 내차실의 열팽창에 따른 축방향으로의 열신장을 흡수한다는 기능이 요구되지 않게 되어, 액추에이터를 스트로크가 큰 대형의 액추에이터로 할 필요가 없어져, 축방향으로 치수가 커져 버리는 것을 피할 수 있다.
상기 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 있어서는, 상기 내차실 또는 상기 외차실이 설치된 기초에 대하여 고정된 센서와, 상기 센서로부터 전송되어 온 데이터에 기초하여, 상기 내차실에 대한 상기 로터의 상기 축방향을 따른 열신장 차 및 상기 내차실에 대한 상기 로터의 경사각을 계산하는 계산기와, 상기 계산기로 계산된 상기 열신장 차 및 상기 경사각을 캔슬하여, 상기 내차실과 상기 로터의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록 상기 액추에이터를 제어하는 제어기를 구비하고 있으면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 내차실에 대한 로터의 축방향을 따른 열신장 차 및 내차실에 대한 로터의 경사각을 캔슬하도록(상쇄하도록:제로로 되도록), 액추에이터가 제어됨으로써, 증기 터빈이 운전되고 있는 온태(溫態)(열신장 차 및/또는 경사각이 발생하고 있는 상태)에서도, 내차실과 로터의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록(상대적인 위치 관계가 일정해지도록) 유지되게 된다.
이에 의해, 터빈 케이싱과 로터의 간극(클리어런스)을 작게 할 수 있어, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 있어서, 상기 센서가, 상기 내차실 중에 설치되고, 상기 내차실의 축방향에 있어서의 중앙과, 상기 로터의 측정면의 축방향 거리를 측정하는 센서이면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 내차실의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터의 측정면의 축방향 거리가 센서에 의해 측정되게 된다.
이에 의해, 내차실의 열신장에 따른 영향을 무시할 수 있어(고려하지 않아도 되어), 터빈 케이싱과 로터의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차를 보다 고정밀도로 측정할 수 있어, 터빈 케이싱과 로터의 간극을 보다 작게 할 수 있어, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 있어서, 상기 센서가, 상기 외차실이 설치된 기초에 대한 상기 내차실의 축방향을 따른 상대 거리를 측정하는 센서와, 상기 기초에 대한 상기 로터의 축방향을 따른 상대 거리를 측정하는 센서에 의해 구성되고, 상기 계산기에서는, 상기 센서로부터 전송되어 온 데이터에 기초하여, 상기 내차실에 대한 상기 로터의 상기 축방향을 따른 열신장 차 및 상기 내차실에 대한 상기 로터의 경사각 외에, 상기 기초에 대한 상기 내차실의 상기 축방향을 따른 열신장 차, 상기 기초에 대한 상기 내차실의 경사각, 상기 기초에 대한 상기 로터의 상기 축방향을 따른 열신장 차 및 상기 기초에 대한 상기 로터의 경사각이 계산되어, 상기 제어기로부터는, 상기 계산기로 계산된 상기 열신장 차 및 상기 경사각을 모두 캔슬하여, 상기 내차실과 상기 로터의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록 상기 액추에이터를 제어하는 명령 신호가 출력되도록 구성되어 있으면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 기초에 대한 내차실의 열팽창에 따른 열신장 및 경사, 기초에 대한 로터의 열팽창에 따른 열신장 및 경사가 고려되게 된다.
이에 의해, 터빈 케이싱과 로터의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차를 보다 고정밀도로 측정할 수 있어, 터빈 케이싱과 로터의 간극을 보다 작게 할 수 있어, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 있어서, 상기 센서 및 상기 액추에이터가, 상기 외차실 밖에 설치되어 있으면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 센서 및 액추에이터가, 고온의 증기에 노출되지 않는 외차실 밖에 설치되게 된다.
이에 의해, 센서 및 액추에이터의 열에 의한 손상, 고장을 저감시켜, 장수명화를 도모할 수 있고, 센서 및 액추에이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 있어서는, 상기 터빈 케이싱이, 당해 터빈 케이싱의 열팽창에 따른 직경 방향으로의 열신장을 허용하는 직경 방향 가이드와, 당해 터빈 케이싱의 축방향으로의 이동을 허용하는 축방향 가이드를 구비한 지지부를 개재하여 기초에 지지되어 있으면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 터빈 케이싱의 열팽창에 따른 직경 방향으로의 열신장을 허용(흡수)할 수 있다.
상기 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 있어서, 상기 터빈 케이싱과, 상기 액추에이터가, 상기 터빈 케이싱의 열팽창에 따른 수평 방향으로의 열신장을 허용하는 수평 방향 가이드와, 상기 터빈 케이싱의 열팽창에 따른 높이 방향으로의 열신장을 허용하는 높이 방향 가이드를 구비한 결합부를 개재하여 결합되어 있으면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 터빈 케이싱의 열팽창에 따른 수평 방향으로의 열신장이 수평 방향 가이드에 의해 허용되고, 터빈 케이싱의 열팽창에 따른 높이 방향으로의 열신장이 높이 방향 가이드에 의해 허용되게 된다.
이에 의해, 터빈 케이싱과, 액추에이터의 접합부에 과대한 하중이 가해지는 것을 피할 수 있어, 터빈 케이싱과, 액추에이터의 접합부가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
상기 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 있어서는, 상기 내차실이, 당해 내차실의 열팽창에 따른 직경 방향으로의 열신장을 허용하는 직경 방향 가이드와, 당해 내차실의 축방향으로의 이동을 허용하는 축방향 가이드를 구비한 지지부를 개재하여, 상기 외차실 또는 상기 외차실이 고정된 기초에 지지되어 있으면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 내차실의 열팽창에 따른 직경 방향으로의 열신장을 허용(흡수)할 수 있다.
상기 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 있어서, 상기 내차실과, 상기 액추에이터가, 상기 내차실의 열팽창에 따른 수평 방향으로의 열신장을 허용하는 수평 방향 가이드와, 상기 내차실의 열팽창에 따른 높이 방향으로의 열신장을 허용하는 높이 방향 가이드를 구비한 결합부를 개재하여 결합되어 있으면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 내차실의 열팽창에 따른 수평 방향으로의 열신장이 수평 방향 가이드에 의해 허용되고, 내차실의 열팽창에 따른 높이 방향으로의 열신장이 높이 방향 가이드에 의해 허용되게 된다.
이에 의해, 내차실과, 액추에이터의 접합부에 과대한 하중이 가해지는 것을 피할 수 있어, 내차실과, 액추에이터의 접합부가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
상기 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 있어서, 상기 액추에이터가, 상기 외차실 밖에 설치되어 있으면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터가, 고온의 증기에 노출되지 않는 외차실 밖에 설치되게 된다.
이에 의해, 액추에이터의 열에 의한 손상, 고장을 저감시켜, 장수명화를 도모할 수 있고, 액추에이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 증기 터빈은, 상기 어느 한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치를 구비하고 있다.
본 발명에 관한 증기 터빈에 의하면, 터빈 케이싱과 로터의 간극(클리어런스)을 작게 하는 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치를 구비하고 있으므로, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 터빈 케이싱의 회전(요잉)을 미세하게 제어할 수 있고, 또한, 소형의 액추에이터를 채용할 수 있다는 효과를 발휘한다.
또한, 터빈 케이싱과 로터의 간극(클리어런스)을 작게 할 수 있어, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다는 효과를 발휘한다.
또한, 터빈 케이싱(예를 들어, 내차실)의 열팽창에 따른 직경 방향으로의 열신장을 허용(흡수)할 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 2의 주요부를 확대하여 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 작용 효과를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 종래의 문제점을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 7은 도 6의 주요부를 확대하여 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 블록도이다.
도 9는 열신장 차 δ를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 열신장 차 δ를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 열신장 차 δ를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 경사각 θ를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 14는 열신장 차 δ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 열신장 차 δ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 열신장 차 δ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 경사각 θ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 열신장 차 δ2를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 열신장 차 δ2를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 경사각 θ2를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 22는 열신장 차 δ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 열신장 차 δ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 열신장 차 δ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 경사각 θ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 열신장 차 δ2를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 열신장 차 δ2를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 열신장 차 δ2를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 경사각 θ2를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 도시하는 정면도이다.
도 31은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 도시하는 우측면도이다.
도 32는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 우측방으로부터 본 사시도이다.
도 33은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 도시하는 평면도이다.
도 34는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 도시하는 좌측면도이다.
도 35는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 좌측으로부터 본 사시도이다.
도 36은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 도시하는 평면도이다.
도 37은 종래의 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.
도 38은 종래의 문제점을 설명하기 위한 평면도이다.
〔제1 실시 형태〕
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 대해, 도 1 및 도 4를 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도, 도 4는 본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 작용 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(10)는, (제1) 액추에이터(14)와, (제2) 액추에이터(15)를 구비하고 있다.
액추에이터(14, 15)는, 내차실(21)의 주위(외측)를 둘러싸도록 하여 설치된(배치된) 외차실(22)(또는 외차실(22)이 설치된 기초(도시하지 않음))에 고정되고, 내차실(21)을 외차실(22) 및 로터(23)에 대하여 축 방향으로 이동시키는 것이며, 축방향을 따라 연장되는 실린더(24)와, 축방향을 따라 왕복 이동하는 피스톤(25)과, 피스톤(25)의 일단부면에 고정되어 축방향으로 진퇴하는 로드(26)를 구비하고 있다.
액추에이터(14)의 로드(26)의 선단에는, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면(외표면)에 고정되고, 내차실(21)의 일측방(도 1에 있어서 상방)을 향하여 연장되는 아암(27)이 연결되고, 액추에이터(15)의 로드(26)의 선단에는, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면(외표면)에 고정되고, 내차실(21)의 타측방(도 1에 있어서 하방)을 향하여 연장되는 아암(28)이 연결되어 있다.
또한, 아암(27) 및 아암(28)은, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 중심축 C1을 사이에 두고 반대측(주위 방향을 따라 180도 이격한 위치)에 설치되어 있다.
또한, 액추에이터(14) 및 액추에이터(15)는, 외차실(22)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 중심축 C1을 사이에 두고 반대측(주위 방향을 따라 180도 이격한 위치)에 설치되어 있다.
그리고, 외차실(22)의 축방향에 있어서의 중앙(부)에는, 외차실(22)의 내부에 증기를 공급하는 사이드 인렛관(도시하지 않음)이 접속되어 있고, 사이드 인렛관을 통하여 공급된 증기는, 증기 터빈 ST의 증기 입구부에 공급된 후, 축방향의 양쪽(도 1에 있어서 좌측 방향 및 우측 방향)에 대칭적으로 흘린다.
본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(10)에 의하면, 액추에이터(14)의 로드(26)의 선단은, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면에 고정되고, 내차실(21)의 일측방을 향하여 연장되는 아암(27)에 연결되고, 액추에이터(15)의 로드(26)의 선단은, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면에 고정되고, 내차실(21)의 타측방을 향하여 연장되는 아암(28)에 연결되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 관한 액추에이터(14, 15)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1로부터 먼 위치, 바꿔 말하면, 액추에이터(14, 15)를 구성하는 로드(26)의 선단으로부터 중심선 C1에 내린 수선의 길이(거리)가 L1(>L)로 되는 위치에 설치되어 있게 되어, 로드(26)를 크게 진퇴시켜도 내차실(21)의 무게 중심 G 주위의 회전(요잉)은 작게 억제되게 된다.
이에 의해, 내차실(21)의 회전(요잉)을 허용값 이하로 억제하기 때문에, 액추에이터(14, 15)에는, 매우 높은 분해능이 요구되지 않게 되어, 액추에이터(14, 15)를 고가의 액추에이터로 할 필요가 없어져, 고비용을 피할 수 있다(비용의 저감을 도모할 수 있다).
또한, 본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(10)에 의하면, 액추에이터(14)는, 예를 들어 도 5에 도시하는 터빈 케이싱(58)의 단부면에 배치되는 일이 없어지므로, 증기 터빈 ST의 축방향으로 치수가 커져 버리는 것을 피할 수 있다. 특히, 증기 터빈 ST의 축방향을 따라 증기 터빈 ST가 복수대 배치된 발전 플랜트 등에서는, 플랜트 전체의 축방향 길이가 증가되어 버리는 것을 피할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(10)에 의하면, 액추에이터(14)의 로드(26)의 선단은, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면에 고정되고, 내차실(21)의 일측방을 향하여 연장되는 아암(27)에 연결되고, 액추에이터(15)의 로드(26)의 선단은, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면에 고정되고, 내차실(21)의 타측방을 향하여 연장되는 아암(28)에 연결되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 관한 액추에이터(14, 15)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 내차실(21)의 열팽창에 따른 축방향으로의 열신장이 전달되지 않는 위치, 바꿔 말하면, 내차실(21)의 열팽창에 따른 축방향으로의 열신장의 영향을 무시할 수 있는(고려하지 않아도 좋다) 위치에 설치되어 있다.
이에 의해, 액추에이터(14, 15)에는, 로드(26)를 축방향으로 크게 후퇴시켜 내차실(21)의 열팽창에 따른 축방향으로의 열신장을 흡수한다는 기능이 요구되지 않게 되어, 액추에이터(14, 15)를 스트로크가 큰 대형의 액추에이터로 할 필요가 없어져, 축방향으로 치수가 커져 버리는 것을 피할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(10)에 의하면, 내차실(21)의 내부를 축방향의 양쪽을 향하여 대칭적으로 흐르는 증기의 유로 내에는, 액추에이터(14, 15), 아암(27, 28)이 배치되지 않게 된다.
이에 의해, 증기의 유로 내에 있어서의 (배기) 저항의 증가를 피할 수 있어, 증기 터빈 ST의 효율 저하를 피할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(10)에 의하면, 액추에이터(14) 및 액추에이터(15)가, 내차실(21)의 외주면과 외차실(22)의 내주면(내표면) 사이에 형성된 공간 내, 즉, 내차실의 측방 중앙부와 외차실의 측방 중앙부 사이에 형성된 데드 스페이스 내, 바꿔 말하면, 외차실(22)의 외주면의 반경 방향 내측에 배치되어 있게 된다.
이에 의해, 외차실(22)의 외측에 액추에이터(14) 및 액추에이터(15)를 간단히 배치하는 경우에 비하여, 증기 터빈의 직경 방향으로 치수가 커져 버리는 것을 억제할 수 있다.
〔제2 실시 형태〕
이하, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 대해서, 도 2 내지 도 4를 참조하면서 설명한다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도, 도 3은 도 2의 주요부를 확대하여 도시하는 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)는, 제1 실시 형태에서 설명한 (제1) 액추에이터(14) 및 (제2) 액추에이터(15)가, 내차실(21) 및 외차실(37)의 밖(외부)에 마련되어(설치되어) 있다는 점에서 상술한 제1 실시 형태의 것과 상이하다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)는, (제1) 액추에이터(14)와, (제2) 액추에이터(15)를 구비하고 있다.
액추에이터(14, 15)는, 내차실(21)의 주위(외측)를 둘러싸도록 하여 설치된(배치된) 외차실(37)(또는 외차실(37)이 설치된 기초(도시하지 않음))의 밖(외부)에 고정되고, 내차실(21)을 외차실(37) 및 로터(23)에 대하여 축 방향으로 이동시키는 것이며, 축방향을 따라 연장되는 실린더(24)와, 축방향을 따라 왕복 이동하는 피스톤(25)과, 피스톤(25)의 일단부면에 고정되어 축방향으로 진퇴하는 로드(26)를 구비하고 있다.
액추에이터(14)의 로드(26)의 선단에는, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면(외표면)에 고정되고, 외차실(37)의 외주면(외표면)을 관통하는 동시에, 내차실(21)의 일측방(도 2에 있어서 상방)을 향하여 연장되는 아암(47)이 연결되고, 액추에이터(15)의 로드(26)의 선단에는, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면(외표면)에 고정되고, 외차실(37)의 외주면(외표면)을 관통하는 동시에, 내차실(21)의 타측방(도 2에 있어서 하방)을 향하여 연장되는 아암(48)이 연결되어 있다.
또한, 아암(47) 및 아암(48)은, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 중심축 C1을 사이에 두고 반대측(주위 방향을 따라 180도 이격한 위치)에 설치되어 있다.
또한, 액추에이터(14) 및 액추에이터(15)는, 외차실(37)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 중심축 C1을 사이에 두고 반대측(주위 방향을 따라 180도 이격한 위치)에 설치되어 있다.
또한, 액추에이터(14) 및 액추에이터(15)는, 외차실(37)의 축방향에 있어서의 중앙부에, 주위 방향을 따라 형성된 오목부(직경 축소부)(43) 내에 배치되어 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 오목부(43)를 형성하는 외차실(37)에 설치되고 아암(47, 48)이 삽입 관통되는 관통 구멍(44)에는, 아암(47, 48)이 삽입 관통되는 관통 구멍(45)을 구비한 벨로즈(46)가 설치되어 있다. 그리고, 관통 구멍(44)과 벨로즈(46) 사이(간극) 및 관통 구멍(45)과 아암(47, 48) 사이(간극)는, 외차실(37) 내의 증기가 외차실(37) 밖으로 누출되지 않도록, 용접 등에 의해 막혀 있다.
그리고, 외차실(37)의 축방향에 있어서의 중앙(부)에는, 외차실(37)의 내부에 증기를 공급하는 사이드 인렛관(도시하지 않음)이 접속되어 있고, 사이드 인렛관을 통하여 공급된 증기는, 증기 터빈 ST의 증기 입구부에 공급된 후, 축방향의 양쪽(도 2에 있어서 좌측 방향 및 우측 방향)에 대칭적으로 흘린다.
본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)에 의하면, 액추에이터(14)의 로드(26)의 선단은, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면에 고정되고, 내차실(21)의 일측방을 향하여 연장되는 아암(47)에 연결되고, 액추에이터(15)의 로드(26)의 선단은, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면에 고정되고, 내차실(21)의 타측방을 향하여 연장되는 아암(48)에 연결되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 관한 액추에이터(14, 15)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1로부터 먼 위치, 바꿔 말하면, 액추에이터(14, 15)를 구성하는 로드(26)의 선단으로부터 중심선 C1에 내린 수선의 길이(거리)가 L1(>L)로 되는 위치에 설치되어 있게 되어, 로드(26)를 크게 진퇴시켜도 내차실(21)의 무게 중심 G 주위의 회전(요잉)은 작게 억제되게 된다.
이에 의해, 내차실(21)의 회전(요잉)을 허용값 이하로 억제하기 때문에, 액추에이터(14, 15)에는, 매우 높은 분해능이 요구되지 않게 되어, 액추에이터(14, 15)를 고가의 액추에이터로 할 필요가 없어져, 고비용을 피할 수 있다(비용의 저감을 도모할 수 있다).
또한, 본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)에 의하면, 액추에이터(14)는, 예를 들어 도 5에 도시하는 터빈 케이싱(58)의 단부면에 배치되는 일이 없어지므로, 증기 터빈 ST의 축방향으로 치수가 커져 버리는 것을 피할 수 있다. 특히, 증기 터빈 ST의 축방향을 따라 증기 터빈 ST가 복수대 배치된 발전 플랜트 등에서는, 플랜트 전체의 축방향 길이가 증가되어 버리는 것을 피할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)에 의하면, 액추에이터(14)의 로드(26)의 선단은, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면에 고정되고, 내차실(21)의 일측방을 향하여 연장되는 아암(47)에 연결되고, 액추에이터(15)의 로드(26)의 선단은, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 내차실(21)의 외주면에 고정되고, 내차실(21)의 타측방을 향하여 연장되는 아암(48)에 연결되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 관한 액추에이터(14, 15)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 내차실(21)의 열팽창에 따른 축방향으로의 열신장이 전달되지 않는 위치, 바꿔 말하면, 내차실(21)의 열팽창에 따른 축방향으로의 열신장의 영향을 무시할 수 있는(고려하지 않아도 좋다) 위치에 설치되어 있다.
이에 의해, 액추에이터(14, 15)에는, 로드(26)를 축방향으로 크게 후퇴시켜 내차실(21)의 열팽창에 따른 축방향으로의 열신장을 흡수한다는 기능이 요구되지 않게 되어, 액추에이터(14, 15)를 스트로크가 큰 대형의 액추에이터로 할 필요가 없어져, 축방향으로 치수가 커져 버리는 것을 피할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)에 의하면, 내차실(21)의 내부를 축방향의 양쪽을 향하여 대칭적으로 흐르는 증기의 유로 내에는, 액추에이터(14, 15), 아암(47, 48)이 배치되지 않게 된다.
이에 의해, 증기의 유로 내에 있어서의 (배기) 저항의 증가를 피할 수 있어, 증기 터빈 ST의 효율 저하를 피할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)에 의하면, 액추에이터(14, 15)가, 고온의 증기에 노출되지 않는 외차실(37) 밖에 설치되게 된다.
이에 의해, 액추에이터(14, 15)의 열에 의한 손상, 고장을 저감시켜, 장수명화를 도모할 수 있고, 액추에이터(14, 15)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)에 의하면, 액추에이터(14) 및 액추에이터(15)가, 외차실(37)의 축방향에 있어서의 중앙부에 형성된 오목부(직경 축소부)(43) 내, 즉, 외차실(37)의 측방 중앙부에 형성된 데드 스페이스 내, 바꿔 말하면, 외차실(37)의 외주면의 반경 방향 내측에 배치되어 있게 된다.
이에 의해, 오목부(43)가 형성되어 있지 않은 외차실(37)의 외측에 액추에이터(14) 및 액추에이터(15)를 배치하는 경우에 비하여, 증기 터빈 ST의 직경 방향으로 치수가 커져 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 적절히 필요에 따라 변형·변경 실시 가능하다.
예를 들어, 아암(27, 28, 47, 48)은, 내차실(21)의 축방향에서의 중앙으로부터 외측(일측방 또는 타측방)을 향하여 연장되도록 하고, 내차실(21)의 외주면에 고정되어 있을 필요는 없고, 내차실(21)의 축방향에서의 중앙으로부터 축방향을 따라 어긋난 위치에 설치해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 터빈 케이싱으로서 외차실 및 내차실의 양쪽을 구비한 증기 터빈을 일 구체예로 들어 설명했지만, 본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치는, 외차실의 내측에 내차실을 구비하지 않은(내차실의 외측에 외차실을 구비하지 않은) 증기 터빈, 즉, 터빈 케이싱으로서 차실을 하나밖에 갖고 있지 않은 증기 터빈에도 적용할 수 있다.
〔제3 실시 형태〕
이하, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 대해서, 도 6 내지 도 12를 참조하면서 설명한다.
도 6은 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도, 도 7은 도 6의 주요부를 확대하여 도시하는 사시도, 도 8은 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 블록도, 도 9 내지 도 11은 열신장 차 δ를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면, 도 12는 경사각 θ를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 또는 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(10)는, (제1) 변위계(11)와, (제2) 변위계(12)와, (제3) 변위계(13)와, (제1) 액추에이터(14)와, (제2) 액추에이터(15)를 구비하고 있다.
변위계(11)는, 로터(23)의 일측방(도 6에 있어서 상방)에 위치하는 내차실(21) 안(내부)에 마련되어(설치되어), 내차실(21)의 축방향(도 6에 있어서 좌우 방향)에 있어서의 중앙(중심)과, 내차실(21) 안(내부)에 위치하는 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리(갭)를 측정하는 센서(예를 들어, 와전류식의 갭 센서)이다.
변위계(12)는, 로터(23)의 타측방(도 6에 있어서 하방)에 위치하는 내차실(21) 안(내부)에 마련되어(설치되어), 내차실(21)의 축방향(도 6에 있어서 좌우 방향)에 있어서의 중앙(중심)과, 내차실(21) 안(내부)에 위치하는 로터(23)의 타단부면(일단부면(23a)과 대향하는 단부면)(23b)의 축방향 거리(갭)를 측정하는 센서(예를 들어, 와전류식의 갭 센서)이다.
변위계(13)는, 내차실(21) 안(내부)에 마련되어(설치되어), 내차실(21)의 축방향(도 6에 있어서 좌우 방향)에 있어서의 중앙(중심)과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리(갭)를 측정하는 센서(예를 들어, 와전류식의 갭 센서)이다.
또한, 변위계(11) 및 변위계(13)는, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 중심축 C1을 사이에 두고 반대측(주위 방향을 따라 180도 이격한 위치)에 설치되어 있다.
또한, 변위계(12)는, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 변위계(13)의 근방에 설치되어 있다.
액추에이터(14, 15)는, 내차실(21)의 주위(외측)를 둘러싸도록 하여 설치된(배치된) 외차실(22) 밖(외부)에 고정되고, 내차실(21)을 외차실(22) 및 로터(23)에 대하여 축 방향으로 이동시키는 것이며, 축방향을 따라 연장되는 실린더(24)와, 축방향을 따라 왕복 이동하는 피스톤(25)과, 피스톤(25)의 일단부면에 고정되어 축방향으로 진퇴하는 로드(26)를 구비하고 있다.
액추에이터(14)의 로드(26)의 선단에는, 내차실(21)의 외주면(외표면)에 고정되고, 내차실(21)의 일측방(도 6에 있어서 상방)을 향하여 연장되는 아암(27)이 연결되고, 액추에이터(15)의 로드(26)의 선단에는, 내차실(21)의 외주면(외표면)에 고정되고, 내차실(21)의 타측방(도 6에 있어서 하방)을 향하여 연장되는 아암(28)이 연결되어 있다.
또한, 아암(27) 및 아암(28)은, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 중심축 C1을 사이에 두고 반대측(주위 방향을 따라 180도 이격한 위치)에 설치되어 있다.
또한, 액추에이터(14) 및 액추에이터(15)는, 외차실(22)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 중심축 C1을 사이에 두고 반대측(주위 방향을 따라 180도 이격한 위치)에 설치되어 있다.
그리고, 외차실(22)의 축방향에 있어서의 중앙(부)에는, 외차실(22)의 내부에 증기를 공급하는 사이드 인렛관(도시하지 않음)이 접속되어 있고, 사이드 인렛관을 통하여 공급된 증기는, 증기 터빈 ST의 증기 입구부에 공급된 후, 축방향의 양쪽(도 6에 있어서 좌측 방향 및 우측 방향)에 대칭적으로 흘린다.
그런데, 도 8에 도시한 바와 같이, 변위계(11, 12, 13)에 의해 측정된 데이터(측정값)는, 계산기(34)에 전송되고, 계산기(34)에서는, 변위계(11, 12, 13)로부터 전송되어 온 데이터에 기초하여, 열신장 차 δ 및 경사각 θ가 계산된다.
계산기(34)로 계산된 열신장 차 δ 및 경사각 θ는, 제어기(35)에 전송되고, 제어기(35)에서는, 계산기(34)로 계산된 열신장 차 δ 및 경사각 θ를 캔슬하여(상쇄시켜), 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록(상대적인 위치 관계가 일정해지도록) 액추에이터(14, 15)의 로드(26)를 진퇴시키는 명령값(조작값)이 계산된다.
제어기(35)로 계산된 명령값은, 액추에이터(14, 15)의 로드(26)를 진퇴시키는 명령 신호(조작 신호)로서 출력되어, 증폭기(36)로 증폭된 후, 액추에이터(14, 15)에 전송된다. 그리고, 액추에이터(14, 15)의 로드(26)가, 명령 신호에 기초하여 진퇴됨으로써, 내차실(21)이 축방향으로 이동, 경사져, 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록 유지된다.
여기서, 도 9 내지 도 11을 사용하여, 열신장 차 δ의 계산 방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 변위계(11)는, 내차실(21)(도 6 참조)의 축방향(도 9에 있어서 좌우 방향)에 있어서의 중앙(중심)과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리 X1을 측정하는 센서이며, 변위계(12)는, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 타단부면(23b)의 축방향 거리 X2를 측정하는 센서이다. 그리고, 도 9에 도시한 바와 같이, 이들 변위계(11, 12)는, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태(冷態)(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있지 않은 상태)에 있어서, 변위계(11, 12)에 의해 측정된 데이터(측정값)가, 각각 동등해지도록(본 실시 형태에서는 lO(엘오)로 되도록), 즉, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리 X1이 +lO로 되고, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 타단부면(23b)의 축방향 거리 X2가 -lO로 되도록 하여 설치되어 있다(초기 설정되어 있다).
또한, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태에서는, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙을 포함하는 수직면 위에 로터(23)의 중심 OR이 위치하게 된다.
다음에, 증기 터빈 ST와 스러스트 베어링(도시하지 않음) 사이에, 당해 증기 터빈 ST와는 다른 증기 터빈(도시하지 않음)이 배치되어 있는 경우(증기 터빈 ST가, 예를 들어 스러스트 베어링으로부터 가장 이격된 저압 터빈인 경우), 도 10에 도시한 바와 같이, 증기 터빈 ST와 스러스트 베어링 사이에 위치하는 증기 터빈을 구성하는 로터(도시하지 않음)의 열신장에 따른 영향이, 열신장 차 δ로 되어 나타난다. 이때, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리 X1은 lO+δ로 되고, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 타단부면(23b)의 축방향 거리 X2는 -lO+δ로 된다. 그리고, X1=lO+δ, X2=-lO+δ의 식으로부터 열신장 차 δ=(X1+X2)/2라는 식을 도출할 수 있다. 즉, 열신장 차 δ는, 변위계(11)에 의해 측정된, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리 X1과, 변위계(12)에 의해 측정된, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 타단부면(23b)의 축방향 거리 X2의 합을 구하고, 이것을 2로 나눔으로써 간단히 구할 수 있다.
계속해서, 도 11에 도시한 바와 같이, 증기 터빈 ST를 구성하는 로터(23) 고유의 열신장 차 Δl(엘)을 고려한 경우, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리 X1은, lO+δ+Δl로 되고, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 타단부면(23b)의 축방향 거리 X2는, -lO+δ-Δl로 된다. 그리고, X1=lO+δ+Δl, X2=-lO+δ-Δl의 식으로부터 열신장 차 δ=(X1+X2)/2라는 식을 도출할 수 있다. 즉, 열신장 차 δ는, 변위계(11)에 의해 측정된, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리 X1과, 변위계(12)에 의해 측정된, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 타단부면(23b)의 축방향 거리 X2의 합을 구하고, 이것을 2로 나눔으로써 간단히 구할 수 있다. 이와 같이, 열신장 차 δ는, 증기 터빈 ST를 구성하는 로터(23) 고유의 열신장 차 Δl을 고려한 경우, 고려하지 않은 경우, 어떤 경우에서든 (X1+X2)/2라는 식을 사용하여 간단히 구할 수 있다.
또한, 변위계(11)는, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리를 측정하는 센서이며, 변위계(12)는, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 타단부면(23b)의 축방향 거리를 측정하는 센서이기 때문에, 내차실(21)의 열신장에 따른 영향은 무시할 수 있다(고려하지 않아도 좋다).
다음에, 도 12를 사용하여, 경사각 θ(내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1과, 로터(23)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C2가 이루는 각(예각))의 계산 방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 변위계(11, 13)는, 내차실(21)(도 6 참조)의 축방향(도 9에 있어서 좌우 방향)에 있어서의 중앙(중심)과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리 X1, X3을 측정하는 센서이다. 그리고, 도 12에 실선으로 나타낸 바와 같이, 이들 변위계(11, 13)는, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있지 않은 상태)에 있어서, 변위계(11, 13)에 의해 측정된 데이터(측정값)가, 각각 동등해지도록(본 실시 형태에서는 lO(엘오)로 되도록), 즉, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리 X1이 +lO로 되고, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리 X3이 +lO로 되도록 하여 설치되어 있다(초기 설정되어 있다).
다음에, 도 12에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 증기 터빈 ST를 구성하는 로터(23)가, 내차실(21)에 대하여 경사각 θ만큼 기울었다고 하면, 이때, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리 X1은 lO+a로 되고, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 일단부면(23a)의 축방향 거리 X3은 lO-b로 된다. 그리고, X1=lO+a, X3=lO-b의 식으로부터 X1-X3=a+b라는 식을 도출할 수 있다. 또한, 경사각 θ=tan-1((a+b)/2y), 즉, θ=tan-1((X1-X3)/2y)라는 식을 사용하여 간단히 구할 수 있다. 그리고, 계산에 의해 구해진 열신장 차 δ 및 경사각 θ를 캔슬하도록(상쇄하도록:제로로 되도록), 액추에이터(14, 15)의 로드(26)를 진퇴시킴으로써, 증기 터빈 ST가 운전되고 있는 온태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하는 상태)에서도, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙을 포함하는 수직면 위에 로터(23)의 중심 OR이 위치하여, 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록(상대적인 위치 관계가 일정해지도록) 유지되게 된다.
또한, y는, 로터(23)의 중심 OR부터 변위계(11, 13)의 측정부(센서부) 중심(기점)까지의 y 방향(도 9 참조)에 있어서의 거리이다.
본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(10)에 의하면, 내차실(21)에 대한 로터(23)의 축방향을 따른 열신장 차 δ 및/또는 내차실(21)에 대한 로터(23)의 경사각 θ를 캔슬하도록(상쇄하도록:제로로 되도록), 액추에이터(14, 15)가 제어됨으로써 증기 터빈 ST가 운전되고 있는 온태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있는 상태)에서도, 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록(상대적인 위치 관계가 일정해지도록) 유지되게 된다.
이에 의해, 내차실(터빈 케이싱)(21)과 로터(23)의 간극(클리어런스)을 작게 할 수 있어, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(10)에 의하면, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙과, 로터(23)의 일단부면(측정면)(23a) 및 타단부면(측정면)(23b)의 축방향 거리가 변위계(11, 12, 13)에 의해 측정되게 된다.
이에 의해, 내차실(21)의 열신장에 따른 영향을 무시할 수 있어(고려하지 않아도 되어), 내차실(터빈 케이싱)(21)과 로터(23)의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차 δ를 보다 고정밀도로 측정할 수 있어, 내차실(21)과 로터(23)의 간극을 보다 작게 할 수 있어, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
〔제4 실시 형태〕
이하, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 대해서, 도 13 내지 도 20을 참조하면서 설명한다.
도 13은 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도, 도 14 내지 도 16은 열신장 차 δ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면, 도 17은 경사각 θ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면, 도 18 및 도 19는 열신장 차 δ2를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면, 도 20은 경사각 θ2를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)는, (제1) 변위계(73)와, (제2) 변위계(74)와, (제3) 변위계(75)와, (제4) 변위계(76)와, (제5) 변위계(77)와, (제1) 액추에이터(14)와, (제2) 액추에이터(15)를 구비하고 있다.
변위계(73)는, 내차실(21) 및 외차실(22)의 밖(외부)에 마련되어(설치되어), 당해 변위계(73)가 고정된 기초(그라운드) G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 로터(23)의 일단부면(본 실시 형태에서는 스러스트 베어링(도시하지 않음)으로부터 먼 측에 위치하는 플랜지 조인트(49)의 외측(증기 터빈 ST로부터 먼 측)에 위치하는 단부면)(49a)의 축방향 거리(갭)를 측정하는 센서(예를 들어, 와전류식의 갭 센서)이다.
변위계(74)는, 내차실(21) 및 외차실(22)의 밖(외부)에 마련되어(설치되어), 당해 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 로터(23)의 타단부면(본 실시 형태에서는 스러스트 베어링(도시하지 않음)에 가까운 측에 위치하는 플랜지 조인트(50)의 외측(증기 터빈 ST로부터 먼 측)에 위치하는 단부면)(50a)의 축방향 거리(갭)를 측정하는 센서(예를 들어, 와전류식의 갭 센서)이다.
변위계(7443)는, 내차실(21) 및 외차실(22)의 밖(외부)에 마련되어(설치되어), 당해 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 로터(23)의 일단부면(본 실시 형태에서는 스러스트 베어링(도시하지 않음)으로부터 먼 측에 위치하는 플랜지 조인트(49)의 외측(증기 터빈 ST로부터 먼 측)에 위치하는 단부면)(49a)의 축방향 거리(갭)를 측정하는 센서(예를 들어, 와전류식의 갭 센서)이다.
또한, 변위계(73) 및 변위계(74)는, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 중심축 C1을 사이에 두고 반대측(주위 방향을 따라 180도 이격한 위치)에 설치되어 있다.
또한, 변위계(74)는, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 변위계(74)와 동일한 측에 설치되어 있다.
변위계(76)는, 내차실(21) 및 외차실(22)의 밖(외부)에 마련되어(설치되어), 당해 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리(갭)를 측정하는 센서(예를 들어, 와전류식의 갭 센서)이다.
변위계(77)는, 내차실(21) 및 외차실(22)의 밖(외부)에 마련되어(설치되어), 당해 변위계(77)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(28)의 축방향 거리(갭)를 측정하는 센서(예를 들어, 와전류식의 갭 센서)이다.
또한, 변위계(76) 및 변위계(77)는, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 중심축 C1을 사이에 두고 반대측(주위 방향을 따라 180도 이격한 위치)에 설치되어 있다.
또한, 액추에이터(14, 15), 로터(23), 내차실(21), 외차실(22), 아암(27, 28)은, 상술한 제3 실시 형태의 것과 동일하므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
그런데, 상술한 제3 실시 형태와 마찬가지로, 변위계(73, 74, 75, 76, 77)에 의해 측정된 데이터(측정값)는, 계산기(34)에 전송되고, 계산기(34)에서는, 변위계(73, 74, 75, 76, 77)로부터 전송되어 온 데이터에 기초하여, 열신장 차 δ(=δ1-δ2) 및 경사각 θ(=θ1-θ2)가 계산된다.
계산기(34)로 계산된 열신장 차 δ 및 경사각 θ는, 제어기(35)에 전송되고, 제어기(35)에서는, 계산기(34)로 계산된 열신장 차 δ 및 경사각 θ를 캔슬하여(상쇄시켜), 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록(상대적인 위치 관계가 일정해지도록) 액추에이터(14, 15)의 로드(26)를 진퇴시키는 명령값(조작값)이 계산된다.
제어기(35)로 계산된 명령값은, 액추에이터(14, 15)의 로드(26)를 진퇴시키는 명령 신호(조작 신호)로서 출력되고, 증폭기(36)로 증폭된 후, 액추에이터(14, 15)에 전송된다. 그리고, 액추에이터(14, 15)의 로드(26)가, 명령 신호에 기초하여 진퇴시켜짐으로써, 내차실(21)이 축방향으로 이동, 경사져, 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록 유지된다.
여기서, 도 14 내지 도 16을 사용하여, 기초 G에 대한 로터(23)의 열신장 차 δ1의 계산 방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 변위계(73)는, 당해 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1을 측정하는 센서이며, 변위계(74)는, 당해 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2를 측정하는 센서이다. 그리고, 도 14에 도시한 바와 같이, 이들 변위계(73, 74)는, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있지 않은 상태)에 있어서, 로터(23)의 중심 OR로부터 축방향과 다름없는 거리 LO(엘오)만큼 이격한 위치에, 변위계(73, 74)에 의해 측정된 데이터(측정값)가, 각각 동등해지도록(본 실시 형태에서는 lO(엘오)로 되도록), 즉, 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1이 -lO로 되고, 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2가 +lO로 되도록 하여 설치되어 있다(초기 설정되어 있다).
또한, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태에서는, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙을 포함하는 수직면 위에 로터(23)의 중심 OR, 아암(27, 28)이 위치하게 된다.
다음에, 증기 터빈 ST와 스러스트 베어링(도시하지 않음) 사이에, 당해 증기 터빈 ST와는 다른 증기 터빈(도시하지 않음)이 배치되어 있는 경우(증기 터빈 ST가, 예를 들어 스러스트 베어링으로부터 가장 이격된 저압 터빈인 경우), 도 15에 도시한 바와 같이, 증기 터빈 ST와 스러스트 베어링 사이에 위치하는 증기 터빈을 구성하는 로터(도시하지 않음)의 열신장에 따른 영향이, 열신장 차 δ1로 되어 나타난다. 이때, 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1은 -lO+δ1로 되고, 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2는, lO+δ1로 된다. 그리고, X1=-lO+δ1, X2=lO+δ1의 식으로부터 열신장 차 δ1=(X1+X2)/2라는 식을 도출할 수 있다. 즉, 열신장 차 δ1은, 변위계(73)에 의해 측정된, 당해 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1과, 변위계(74)에 의해 측정된, 당해 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2의 합을 구하고, 이것을 2로 나눔으로써 간단히 구할 수 있다.
계속해서, 도 16에 도시한 바와 같이, 증기 터빈 ST를 구성하는 로터(23) 고유의 열신장 차 Δl(엘)을 고려한 경우, 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1은, -lO+δ1+Δl로 되고, 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2는 lO+δ1-Δl로 된다. 그리고, X1=-lO+δ1+Δl, X2=lO+δ1-Δl의 식으로부터 열신장 차 δ1=(X1+X2)/2라는 식을 도출할 수 있다. 즉, 열신장 차 δ1은, 변위계(73)에 의해 측정된, 당해 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1과, 변위계(74)에 의해 측정된, 당해 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2의 합을 구하고, 이것을 2로 나눔으로써 간단히 구할 수 있다. 이와 같이, 열신장 차 δ1은, 증기 터빈 ST를 구성하는 로터(23) 고유의 열신장 차 Δl을 고려한 경우, 고려하지 않은 경우, 어떤 경우에서든 (X1+X2)/2라는 식을 사용하여 간단히 구할 수 있다.
다음에, 도 17을 사용하여, 기초 G에 대한 로터(23)의 경사각 θ1의 계산 방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 변위계(73, 74)는, 당해 변위계(73, 74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1, X3을 측정하는 센서이다. 그리고, 도 17에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 이들 변위계(73, 74)는, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있지 않은 상태)에 있어서, 변위계(73, 74)에 의해 측정된 데이터(측정값)가, 각각 동등해지도록(본 실시 형태에서는 lO(엘오)로 되도록), 즉, 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1이 -lO로 되고, 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X3이 -lO로 되도록 하여 설치되어 있다(초기 설정되어 있다).
다음에, 도 17에 실선으로 나타낸 바와 같이, 증기 터빈 ST를 구성하는 로터(23)가, 기초 G에 대하여 경사각 θ1만큼 기울었다고 하면, 이때, 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1은, -lO+a로 되고, 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X3은 -lO-b로 된다. 그리고, X1=-lO+a, X3=-lO-b의 식으로부터 X1-X3=a+b라는 식을 도출할 수 있다. 또한, 경사각 θ1=tan-1((a+b)/2y), 즉, θ=tan- 1((X1-X3)/2y)라는 식을 사용하여 간단히 구할 수 있다.
또한, y는, 로터(23)의 중심 OR부터 변위계(73, 74)의 측정부(센서부) 중심(기점)까지의 y 방향(도 17 참조)에 있어서의 거리이다.
계속해서, 도 18 및 도 19를 사용하여, 기초 G에 대한 내차실(21)의 열신장 차 δ2의 계산 방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 변위계(76)는, 당해 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리, 즉, 당해 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 내차실(21)의 축방향(도 13에 있어서 좌우 방향)에 있어서의 중앙(중심)의 축방향 거리 X4를 측정하는 센서이며, 변위계(77)는, 당해 변위계(77)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(28)의 축방향 거리, 즉, 당해 변위계(77)가 고정된 기초 G와, 내차실(21)의 축방향(도 13에 있어서 좌우 방향)에 있어서의 중앙(중심)의 축방향 거리 X5를 측정하는 센서이다. 그리고, 도 18에 도시한 바와 같이, 이들 변위계(76, 77)는, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있지 않은 상태)에 있어서, 변위계(76, 77)에 의해 측정된 데이터(측정값)가, 각각 동등해지도록(본 실시 형태에서는 lO(엘오)로 되도록), 즉, 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4가 -lO로 되고, 변위계(77)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(28)의 축방향 거리 X5가 -lO로 되도록 하여 설치되어 있다(초기 설정되어 있다).
다음에, 도 19에 도시한 바와 같이, 증기 터빈 ST를 구성하는 내차실(21)의 기초 G에 대한 열신장 차 δ2를 고려한 경우, 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4는 -lO+δ2로 되고, 변위계(77)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(28)의 축방향 거리 X5는 -lO+δ2로 된다. 그리고, X4=-lO+δ2, X5=-lO+δ2의 식으로부터 열신장 차 δ2=lO+X4, δ2=lO+X5라는 식을 도출할 수 있다. 즉, 열신장 차 δ2는, 변위계(76) 또는 변위계(77)로부터 초기 설정값(기지의 값)인 lO를 차감함으로써 간단히 구할 수 있다. 또한, 열신장 차 δ는, 상술한 열신장 차 δ1로부터 열신장 차 δ2를 뺌으로써 간단히 구할 수 있다.
계속해서, 도 20을 사용하여, 기초 G에 대한 내차실(21)의 경사각 θ2의 계산 방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 변위계(76, 77)는, 당해 변위계(76, 77)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27, 28)의 축방향 거리 X4, X5를 측정하는 센서이다. 그리고, 도 20에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 이들 변위계(76, 77)는, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있지 않은 상태)에 있어서, 변위계(76, 77)에 의해 측정된 데이터(측정값)가, 각각 동등해지도록(본 실시 형태에서는 lO(엘오)로 되도록), 즉, 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4가 -lO로 되고, 변위계(77)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 아암(28)의 축방향 거리 X5가 -lO로 되도록 하여 설치되어 있다(초기 설정되어 있다).
다음에, 도 20에 실선으로 나타낸 바와 같이, 증기 터빈 ST를 구성하는 내차실(21)이, 기초 G에 대하여 경사각 θ2만큼 기울었다고 하면, 이때, 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4는 -lO+a'로 되고, 변위계(77)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 아암(28)의 축방향 거리 X5는 -lO-b'로 된다. 그리고, X4=-lO+a', X5=-lO-b'의 식으로부터 X4-X5=a'+b'라는 식을 도출할 수 있다. 또한, 경사각 θ1=tan-1((a'+b')/2y'), 즉, θ=tan-1((X4-X5)/2y')라는 식을 사용하여 간단히 구할 수 있다. 또한, 경사각 θ는, 상술한 경사각 θ1로부터 경사각 θ2를 뺌으로써 간단히 구할 수 있다. 그리고, 계산에 의해 구해진 열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ를 캔슬하도록(상쇄하도록:제로로 되도록), 액추에이터(14, 15)의 로드(26)를 진퇴시킴으로써, 증기 터빈 ST가 운전되고 있는 온태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있는 상태)에서도, 내차실(21)의 축방향에 있어서의 중앙(중심 Ol(오엘))을 포함하는 수직면 위에 로터(23)의 중심 OR이 위치하여, 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록(상대적인 위치 관계가 일정해지도록) 유지되게 된다.
또한, y'는, 내차실(21)의 중심 Ol부터 변위계(76, 77)의 측정부(센서부) 중심(기점)까지의 y 방향(도 20 참조)에 있어서의 거리이다.
본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)에 의하면, 내차실(21)에 대한 로터(23)의 축방향을 따른 열신장 차 δ 및/또는 내차실(21)에 대한 로터(23)의 경사각 θ를 캔슬하도록(상쇄하도록:제로로 되도록), 액추에이터(14, 15)가 제어됨으로써, 증기 터빈 ST가 운전되고 있는 온태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있는 상태)에서도, 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록(상대적인 위치 관계가 일정해지도록) 유지되게 된다.
이에 의해, 내차실(터빈 케이싱)(21)과 로터(23)의 간극(클리어런스)을 작게 할 수 있어, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)에 의하면, 기초 G에 대한 내차실(21)의 열팽창에 따른 열신장 및 경사가 고려되게 된다.
이에 의해, 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차를 보다 고정밀도로 측정할 수 있어, 내차실(21)과 로터(23)의 간극을 보다 작게 할 수 있어, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(40)에 의하면, 변위계(73, 74, 75, 76, 77) 및 액추에이터(14, 15)가, 고온의 증기에 노출되지 않는 외차실(22) 밖에 설치되게 된다.
이에 의해, 변위계(73, 74, 75, 76, 77) 및 액추에이터(14, 15)의 열에 의한 손상, 고장을 저감시켜, 장수명화를 도모할 수 있고, 변위계(73, 74, 75, 76, 77) 및 액추에이터(14, 15)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
〔제5 실시 형태〕
이하, 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 대해서, 도 21 내지 도 29를 참조하면서 설명한다.
도 21은 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도, 도 22 내지 도 24는 열신장 차 δ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면, 도 25는 경사각 θ1을 계산하는 식을 설명하기 위한 도면, 도 26 내지 도 28은 열신장 차 δ2를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면, 도 29는 경사각 θ2를 계산하는 식을 설명하기 위한 도면이다.
도 21에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(60)는, (제1) 변위계(73)와, (제2) 변위계(74)와, (제3) 변위계(74)와, (제4) 변위계(76)와, (제5) 변위계(77)와, (제6) 변위계(78)와, (제1) 액추에이터(14)와, (제2) 액추에이터(15)를 구비하고 있다.
변위계(78)는, 내차실(21) 및 외차실(22)의 밖(외부)에 마련되어(설치되어), 당해 변위계(78)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(79)의 축방향 거리(갭)를 측정하는 센서(예를 들어, 와전류식의 갭 센서)이다.
또한, 변위계(78)는, 내차실(21)의 축방향을 따라 연장되는 중심선 C1을 포함하는 수평면 상이면서, 또한, 변위계(77)와 동일한 측에 설치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 아암(27, 28)은, 내차실(21)의 축방향(도 21에 있어서 좌우 방향)에 있어서의 중앙(중심)으로부터 플랜지 조인트(49)의 측(스러스트 베어링(도시하지 않음)으로부터 먼 측)으로 소정 거리(LO'-lO')만큼 어긋난 위치에 설치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 아암(79)은, 내차실(21)의 축방향(도 21에 있어서 좌우 방향)에 있어서의 중앙(중심)으로부터 플랜지 조인트(50)의 측(스러스트 베어링(도시하지 않음)에 가까운 측)으로 소정 거리(-LO'+lO')만큼 어긋난 위치에 설치되어 있다.
또한, 액추에이터(14, 15), 로터(23), 내차실(21), 외차실(22), 아암(27, 28), 변위계(73, 74, 75, 76, 77)는, 상술한 제4 실시 형태의 것과 동일하므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
그런데, 상술한 제4 실시 형태와 마찬가지로, 변위계(73, 74, 75, 76, 77, 78)에 의해 측정된 데이터(측정값)는, 계산기(34)에 전송되고, 계산기(34)에서는, 변위계(73, 74, 75, 76, 77, 78)로부터 전송되어 온 데이터에 기초하여, 열신장 차 δ(=δ1-δ2) 및 경사각 θ(=θ1-θ2)가 계산된다.
계산기(34)로 계산된 열신장 차 δ 및 경사각 θ는, 제어기(35)에 전송되고, 제어기(35)에서는, 계산기(34)로 계산된 열신장 차 δ 및 경사각 θ를 캔슬하여(상쇄시켜), 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록(상대적인 위치 관계가 일정해지도록) 액추에이터(14, 15)의 로드(26)를 진퇴시키는 명령값(조작값)이 계산된다.
제어기(35)로 계산된 명령값은, 액추에이터(14, 15)의 로드(26)를 진퇴시키는 명령 신호(조작 신호)로서 출력되어, 증폭기(36)로 증폭된 후, 액추에이터(14, 15)에 전송된다. 그리고, 액추에이터(14, 15)의 로드(26)가, 명령 신호에 기초하여 진퇴됨으로써, 내차실(21)이 축방향으로 이동, 경사져, 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록 유지된다.
여기서, 도 22 내지 도 24를 사용하여, 기초 G에 대한 로터(23)의 열신장 차 δ1의 계산 방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 변위계(73)는, 당해 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1을 측정하는 센서이며, 변위계(74)는, 당해 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2를 측정하는 센서이다. 그리고, 도 22에 도시한 바와 같이, 이들 변위계(73, 74)는, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있지 않은 상태)에 있어서, 로터(23)의 중심 OR로부터 축방향과 다름없는 거리 LO(엘오)만큼 이격한 위치에, 변위계(73, 74)에 의해 측정된 데이터(측정값)가, 각각 동등해지도록(본 실시 형태에서는 lO(엘오)로 되도록), 즉, 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1이 -lO로 되고, 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2가 +lO로 되도록 하여 설치되어 있다(초기 설정되어 있다).
다음에, 증기 터빈 ST와 스러스트 베어링(도시하지 않음) 사이에, 당해 증기 터빈 ST와는 다른 증기 터빈(도시하지 않음)이 배치되어 있는 경우(증기 터빈 ST가, 예를 들어 스러스트 베어링으로부터 가장 이격된 저압 터빈인 경우), 도 23에 도시한 바와 같이, 증기 터빈 ST와 스러스트 베어링 사이에 위치하는 증기 터빈을 구성하는 로터(도시하지 않음)의 열신장에 따른 영향이, 열신장 차 δ1로 되어 나타난다. 이때, 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1은 -lO+δ1로 되고, 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2는 lO+δ1로 된다. 그리고, X1=-lO+δ1, X2=lO+δ1의 식으로부터 열신장 차 δ1=(X1+X2)/2라는 식을 도출할 수 있다. 즉, 열신장 차 δ1은, 변위계(73)에 의해 측정된, 당해 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1과, 변위계(74)에 의해 측정된, 당해 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2의 합을 구하고, 이것을 2로 나눔으로써 간단히 구할 수 있다.
계속해서, 도 24에 도시한 바와 같이, 증기 터빈 ST를 구성하는 로터(23) 고유의 열신장 차 Δl(엘)을 고려한 경우, 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1은 -lO+δ1+Δl로 되고, 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2는 lO+δ1-Δl로 된다. 그리고, X1=-lO+δ1+Δl, X2=lO+δ1-Δl의 식으로부터 열신장 차 δ1=(X1+X2)/2라는 식을 도출할 수 있다. 즉, 열신장 차 δ1은, 변위계(73)에 의해 측정된, 당해 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1과, 변위계(74)에 의해 측정된, 당해 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(50a)의 축방향 거리 X2의 합을 구하고, 이것을 2로 나눔으로써 간단히 구할 수 있다. 이와 같이, 열신장 차 δ1은, 증기 터빈 ST를 구성하는 로터(23) 고유의 열신장 차 Δl을 고려한 경우, 고려하지 않은 경우, 어떤 경우에서든 (X1+X2)/2라는 식을 사용하여 간단히 구할 수 있다.
다음에, 도 25를 사용하여, 기초 G에 대한 로터(23)의 경사각 θ1의 계산 방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 변위계(73, 74)는, 당해 변위계(73, 74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 이외에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1, X3을 측정하는 센서이다. 그리고, 도 25에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 이들 변위계(73, 74)는, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있지 않은 상태)에 있어서, 변위계(73, 74)에 의해 측정된 데이터(측정값)가, 각각 동등해지도록(본 실시 형태에서는 lO(엘오)로 되도록), 즉, 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1이 -lO로 되고, 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 이외에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X3이 -lO로 되도록 하여 설치되어 있다(초기 설정되어 있다).
다음에, 도 25에 실선으로 나타낸 바와 같이, 증기 터빈 ST를 구성하는 로터(23)가, 기초 G에 대하여 경사각 θ1만큼 기울었다고 하면, 이때, 변위계(73)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X1은 -lO+a로 되고, 변위계(74)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 로터(23)의 일단부면(49a)의 축방향 거리 X3은 -lO-b로 된다. 그리고, X1=-lO+a, X3=-lO-b의 식으로부터 X1-X3=a+b라는 식을 도출할 수 있다. 또한, 경사각 θ1=tan-1((a+b)/2y), 즉, θ=tan- 1((X1-X3)/2y)라는 식을 사용하여 간단히 구할 수 있다.
또한, y는, 로터(23)의 중심 OR부터 변위계(73, 74)의 측정부(센서부) 중심(기점)까지의 y 방향(도 25 참조)에 있어서의 거리이다.
계속해서, 도 26 내지 도 28을 사용하여, 기초 G에 대한 내차실(21)의 열신장 차 δ2의 계산 방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 변위계(76)는, 당해 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4를 측정하는 센서이며, 변위계(78)는, 당해 변위계(78)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(79)의 축방향 거리 X6을 측정하는 센서이다. 그리고, 도 26에 도시한 바와 같이, 이들 변위계(76, 78)는, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있지 않은 상태)에 있어서, 내차실(21)의 중심 O2로부터 축방향과 다름없는 거리 LO(엘오)'만큼 이격한 위치에, 변위계(76, 78)에 의해 측정된 데이터(측정값)가, 각각 동등해지도록(본 실시 형태에서는 lO(엘오)'로 되도록), 즉, 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4가 -lO'로 되고, 변위계(78)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(79)의 축방향 거리 X6이 +lO'로 되도록 하여 설치되어 있다(초기 설정되어 있다).
다음에, 도 27에 도시한 바와 같이, 증기 터빈 ST를 구성하는 내차실(21)의 기초 G에 대한 열신장 차 δ2를 고려한 경우, 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4는 -lO'+δ2로 되고, 변위계(78)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(79)의 축방향 거리 X6은 lO'+δ2로 된다. 그리고, X4=-lO'+δ2, X6=lO'+δ2의 식으로부터 열신장 차 δ=(X4+X6)/2라는 식을 도출할 수 있다. 즉, 열신장 차 δ2는, 변위계(76)에 의해 측정된, 당해 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4와, 변위계(78)에 의해 측정된, 당해 변위계(78)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(79)의 축방향 거리 X6의 합을 구하고, 이것을 2로 나눔으로써 간단히 구할 수 있다. 또한, 열신장 차 δ는, 상술한 열신장 차 δ1로부터 열신장 차 δ2를 뺌으로써 간단히 구할 수 있다.
계속해서, 도 28에 도시한 바와 같이, 증기 터빈 ST를 구성하는 내차실(21) 고유의 열신장 차 Δl(엘)'을 고려한 경우, 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4는 -lO'+δ2+Δl'로 되고, 변위계(78)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(79)의 축방향 거리 X6은 lO'+δ2-Δl'로 된다. 그리고, X4=-lO'+δ2+Δl', X6=lO'+δ2-Δl'의 식으로부터 열신장 차 δ2=(X4+X6)/2라는 식을 도출할 수 있다. 즉, 열신장 차 δ2는, 변위계(76)에 의해 측정된, 당해 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4와, 변위계(78)에 의해 측정된, 당해 변위계(78)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(79)의 축방향 거리 X6의 합을 구하고, 이것을 2로 나눔으로써 간단히 구할 수 있다. 이와 같이, 열신장 차 δ2는, 증기 터빈 ST를 구성하는 내차실(21) 고유의 열신장 차 Δl'을 고려한 경우, 고려하지 않은 경우, 어떤 경우에서든 (X4+X6)/2라는 식을 사용하여 간단히 구할 수 있다.
다음에, 도 29를 사용하여, 기초 G에 대한 내차실(21)의 경사각 θ2의 계산 방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 변위계(76, 77)는, 당해 변위계(76, 77)가 고정된 기초 G와, 외차실(22)의 밖(외부)에 위치하는 아암(27, 28)의 축방향 거리 X4, X5를 측정하는 센서이다. 그리고, 도 29에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 이들 변위계(76, 77)는, 증기 터빈 ST가 정지하고 있는 냉태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있지 않은 상태)에 있어서, 변위계(76, 77)에 의해 측정된 데이터(측정값)가, 각각 동등해지도록(본 실시 형태에서는 lO(엘오)'로 되도록), 즉, 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4가 -lO'로 되고, 변위계(77)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 아암(28)의 축방향 거리 X5가 -lO'로 되도록 하여 설치되어 있다(초기 설정되어 있다).
다음에, 도 29에 실선으로 나타낸 바와 같이, 증기 터빈 ST를 구성하는 내차실(21)이, 기초 G에 대하여 경사각 θ2만큼 기울었다고 하면, 이때, 변위계(76)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 아암(27)의 축방향 거리 X4는, -lO+a'로 되고, 변위계(77)가 고정된 기초 G와, 외차실(22) 밖에 위치하는 아암(28)의 축방향 거리 X5는 -lO-b'로 된다. 그리고, X4=-lO+a', X5=-lO-b'의 식으로부터 X4-X5=a'+b'라는 식을 도출할 수 있다. 또한, 경사각 θ1=tan-1((a'+b')/2y'), 즉 θ=tan-1((X4-X5)/2y')라는 식을 사용하여 간단히 구할 수 있다. 또한, 경사각 θ는, 상술한 경사각 θ1로부터 경사각 θ2를 뺌으로써 간단히 구할 수 있다. 그리고, 계산에 의해 구해진 열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ를 캔슬하도록(상쇄하도록:제로로 되도록), 액추에이터(14, 15)의 로드(26)를 진퇴시킴으로써, 증기 터빈 ST가 운전되고 있는 온태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있는 상태)에서도, 내차실(22)의 축방향에 있어서의 중앙(중심 Ol)을 포함하는 수직면 위에 로터(23)의 중심 OR이 위치하여, 내차실(22)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록(상대적인 위치 관계가 일정해지도록) 유지되게 된다.
또한, y'는, 내차실(21)의 중심 O2부터 변위계(76, 77)의 측정부(센서부) 중심(기점)까지의 y 방향(도 29 참조)에 있어서의 거리이다.
본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(60)에 의하면, 내차실(21)에 대한 로터(23)의 축방향을 따른 열신장 차 δ 및/또는 내차실(22)에 대한 로터(23)의 경사각 θ를 캔슬하도록(상쇄하도록:제로로 되도록), 액추에이터(14, 15)가 제어됨으로써, 증기 터빈 ST가 운전되고 있는 온태(열신장 차 δ 및/또는 경사각 θ가 발생하고 있는 상태)에서도, 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록(상대적인 위치 관계가 일정해지도록) 유지되게 된다.
이에 의해, 내차실(터빈 케이싱)(21)과 로터(23)의 간극(클리어런스)을 작게 할 수 있어, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(60)에 의하면, 기초 G에 대한 내차실(21)의 열팽창에 따른 열신장 및 경사가 고려되게 된다.
이에 의해, 내차실(21)과 로터(23)의 상대적인 열팽창에 따른 열신장 차를 보다 고정밀도로 측정할 수 있어, 내차실(21)과 로터(23)의 간극을 보다 작게 할 수 있어, 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(60)에 의하면, 변위계(73, 74, 75, 76, 77, 78) 및 액추에이터(14, 15)가, 고온의 증기에 노출되지 않는 외차실(22) 밖에 설치되게 된다.
이에 의해, 변위계(73, 74, 75, 76, 77, 78) 및 액추에이터(14, 15)의 열에 의한 손상, 고장을 저감시켜, 장수명화를 도모할 수 있고, 변위계(73, 74, 75, 76, 77, 78) 및 액추에이터(14, 15)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(60)에 의하면, 아암(27, 28, 79), 변위계(76, 77, 78) 및 액추에이터(14, 15)가, 내차실(21)의 축방향(도 21에 있어서 좌우 방향)에 있어서의 중앙(중심)으로부터 축방향으로 어긋난 위치, 즉, 상술한 사이드 인렛관 등의 부대 설비와 간섭하지 않는 위치에 설치되게 된다.
이에 의해, 상술한 사이드 인렛관 등의 부대 설비의 레이아웃의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 적절히 필요에 따라 변형·변경 실시 가능하다.
예를 들어, 제3 실시 형태에서 설명한 변위계(11, 12, 13)를 1조(세트)로 하여, 적어도 2조를 주위 방향을 따라 배치하도록 하면 더욱 적합하다.
이에 의해, 1조의 변위계(11, 12, 13)가 고장 등에 의해 정상적으로 작동하지 않게 된 경우에도, 예비로서 배치된 다른 조의 변위계(11, 12, 13)를 사용하여, 내차실(21)에 대한 로터(23)의 축방향을 따른 상대 거리를 지장없이 측정할 수 있다.
또한, 내차실(21) 및 로터(23)의 온도를 측정하는 온도 센서가 설치되어 있으면 더욱 적합하다.
이에 의해, 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기초하여 계산된 내차실(21) 및 로터의 열신장과, 변위계에 의해 측정된 축방향 거리에 기초하여 계산된 내차실(21) 및 로터의 열신장을 사용하여, 변위계를 제거하지 않고, 변위계의 교정을 행할 수 있다.
〔제6 실시 형태〕
이하, 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 대해서, 도 30 내지 도 35를 참조하면서 설명한다.
도 30은 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 도시하는 정면도, 도 31은 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 도시하는 우측면도, 도 32는 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 우측방으로부터 본 사시도, 도 33은 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 도시하는 평면도, 도 34는 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 도시하는 좌측면도, 도 35는 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치의 주요부를 좌측으로부터 본 사시도이다.
도 30 내지 도 35 중 적어도 한 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(30)는, 적어도 1개(본 실시 형태에서는 2개)의 액추에이터(31)와, 상술한 아암(27, 28)을 각각 지지하는 2개의 지지부(32)와, 액추에이터(31)와, 아암(27, 28)을 각각 결합하는 적어도 1개(본 실시 형태에서는 2개)의 결합부(33)를 구비하고 있다.
액추에이터(31)는, 내차실(21)의 주위(외측)를 둘러싸도록 하여 설치된(배치된) 외차실(22)(또는 외차실(22)이 설치된 기초 G(도 30 등 참조))에 고정되고, 내차실(21)을 외차실(22) 및 로터(23)에 대하여 축 방향으로 이동시키는 것이며, 도 35에 도시한 바와 같이, 모터(41)와, 모터(41)의 회전축(41a)과 함께 회전하는 볼 나사(42)를 구비하고 있다.
도 30 내지 도 32 중 적어도 한 도면에 도시한 바와 같이, 지지부(32)는, (제1) 직동 가이드(축방향 가이드)(51)와, (제2) 직동 가이드(직경 방향 가이드) (52)와, 연결 부재(중간 부재)(53)를 구비하고 있다.
직동 가이드(51)는, 아암(27, 28)(즉, 내차실(21))을, 내차실(21)의 축방향을 따라 안내하는(가이드하는) 플레인 베어링이며, 레일(54)과, 블록(왕복 이동체)(55)을 구비하고 있다.
레일(54)은, 블록(55)을 내차실(21)의 축방향을 따라 안내하는 것이며, 외차실(22)의 중심선 C1(도 38 등 참조)과 평행해지도록 하여, 기초 G의 상면에 고정되어 있다.
블록(55)은, 레일(54) 위에 배치되고, 레일(54) 위를 내차실(21)의 축방향을 따라 왕복 직선 이동하는 것이며, 본 실시 형태에서는 레일(54)의 길이 방향을 따라 2개 설치되어 있다.
직동 가이드(52)는, 아암(27, 28)(즉, 내차실(21))을, 내차실(21)의 직경 방향을 따라 안내하는 플레인 베어링이며, 레일(56)과, 블록(왕복 이동체)(57)을 구비하고 있다.
레일(56)은, 블록(57)을 내차실(21)의 직경 방향을 따라 안내하는 것이며, 내차실(21)의 중심선 C1(도 38 등 참조)과 직교하도록 하여, 블록(55)의 상면(보다 상세하게는, 블록(55)의 길이 방향에 있어서의 중앙부의 상면)에 고정되어 있다.
블록(57)은, 레일(56) 위에 배치되고, 레일(56) 위를 내차실(21)의 직경 방향을 따라 왕복 직선 이동하는 것이며, 레일(56) 위에 각각 1개씩 설치되어 있다.
연결 부재(53)는, 아암(27, 28)과 블록(57)을 연결하는 것이며, 내차실(21)의 축방향을 따라 배치된 블록(57) 사이에 걸쳐지도록 하여, 즉, 내차실(21)의 중심선 C1(도 38 등 참조)과 평행해지도록 하여, 블록(57)의 상면에 고정되어 있다.
결합부(33)는, 지지부(32)와 마찬가지로, (제1) 직동 가이드(수평 방향 가이드)(61)와, (제2) 직동 가이드(높이 방향 가이드)(62)와, 연결 부재(중간 부재)(63)를 구비하고 있다.
직동 가이드(61)는, 아암(27, 28)(즉, 내차실(21))을, 내차실(21)의 직경 방향을 따라 안내하는(가이드하는) 플레인 베어링이며, 레일(64)과, 블록(왕복 이동체)(65)을 구비하고 있다.
레일(64)은, 블록(65)을 내차실(21)의 직경 방향을 따라 안내하는 것이며, 내차실(21)의 중심선 C1(도 38 등 참조)과 직교하도록 하여, 아암(27, 28)의 축방향에 있어서의 일단부면(본 실시 형태에서는 모터(41)가 배치되어 있는 측의 단부면: 도 33 및 도 34에 있어서 우측의 단부면)에 고정되어 있다.
블록(65)은, 레일(64)을 따라(안내되어) 내차실(21)의 직경 방향으로 왕복 직선 이동하는 것이며, 본 실시 형태에서는 좌우로 1개씩 설치되어 있다.
직동 가이드(62)는, 아암(27, 28)(즉, 내차실(21))을, 내차실(21)의 높이 방향(상하 방향)을 따라 안내하는 플레인 베어링이며, 레일(66)과, 블록(왕복 이동체)(67)을 구비하고 있다.
레일(66)은, 블록(67)을 내차실(21)의 높이 방향을 따라 안내하는 것이며, 내차실(21)의 중심선 C1(도 38 등 참조)과 직교하는 동시에, 내차실(21)의 높이 방향을 따라 연장되는 연결 부재(63)의, 축방향(판 두께 방향)에 있어서의 일단부면(본 실시 형태에서는 모터(41)가 배치되어 있는 측과 반대측의 단부면: 도 33 및 도 34에 있어서 좌측의 단부면)에 고정되어 있다.
블록(67)은, 레일(66)을 따라(안내되어) 내차실(21)의 높이 방향으로 왕복 직선 이동하는 것이며, 본 실시 형태에서는 좌우로 1개씩 설치되어 있다. 또한, 블록(65)과 블록(67)은, 배면(대향하는 면)끼리가 접하도록 하여 서로 접합(고정)되어 있다.
연결 부재(63)는, 볼 나사(42)와 레일(66)을 연결하는 판상의 부재이며, 내차실(21)의 중심선 C1(도 38 등 참조)과 직교하는 동시에, 내차실(21)의 높이 방향을 따라 연장되어 있다. 또한, 연결 부재(63)의 일단부(본 실시 형태에서는 하반부)에는, 판 두께 방향으로 관통하는 동시에, 볼 나사(42)가 삽입 관통되는 관통 구멍(도시하지 않음)과, 이 관통 구멍에 연통하는 동시에, 볼 나사(42)의 외주면에 설치된 수나사부(42a)와 나사 결합하는 암나사부(도시하지 않음)가 내주면에 설치된 통 형상부(68)가 설치되어 있다. 그리고, 모터(41)에 의해 볼 나사(42)가 정회전 또는 역회전되어, 연결 부재(63)가 내차실(21)의 축방향을 따라 이동함으로써, 아암(27, 28)(즉, 내차실(21))이 내차실(21)의 축방향을 따라 이동되어, 내차실(21)과 로터(23)의 간극(클리어런스)이 조정되게 된다.
또한, 도 30 내지 도 32에는, 아암(27) 및 아암(27)에 대응하여 배치된 지지부(32)만을 도시하고, 아암(28) 및 아암(28)에 대응하여 배치된 지지부(32)는 도시하고 있지 않다.
또한, 도 33 내지 도 35에는 아암(28) 및 아암(28)에 대응하여 배치된 결합부(33)만을 도시하고, 도 33 내지 도 35에는 아암(27) 및 아암(27)에 대응하여 배치된 결합부(33)는 도시하고 있지 않다.
본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(30)에 의하면, 내차실(21)의 열팽창에 따른 직경 방향으로의 열신장을 허용(흡수)할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치(30)에 의하면, 내차실(21)의 열팽창에 따른 수평 방향으로의 열신장이 (제1) 직동 가이드(61)에 의해 허용되고, 내차실(21)의 열팽창에 따른 높이 방향으로의 열신장이 (제2) 직동 가이드(62)에 의해 허용되게 된다.
이에 의해, 내차실(21)과, 액추에이터(31)의 접합부에 과대한 하중이 가해지는 것을 피할 수 있어, 내차실(21)과, 액추에이터(31)의 접합부가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 적절히 필요에 따라 변형·변경 실시 가능하다.
예를 들어, 도 36에 도시한 바와 같이, 액추에이터(31) 대신 액추에이터(20)를 채용하고, 액추에이터(20)의 실린더(24)와, 실린더(24)가 고정되는 외차실(22)(또는 외차실(22)이 설치된 기초 G)을 (제1) 볼 조인트(71)로 연결하는 동시에, 로드(26)의 선단과, 아암(27, 28)을 (제2) 볼 조인트(72)로 연결하도록 해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 아암(27, 28) 각각에 대하여 액추에이터(31), 지지부(32), 결합부(33)가 설치되어 있는 것을 일 구체예를 들어 설명했지만, 본 발명은 이와 같은 형태에 한정되는 것은 아니며, 아암(27, 28) 중 어느 한쪽에 대해서만 액추에이터(31), 결합부(33)가 설치되도록 구성해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 터빈 케이싱으로서 외차실 및 내차실의 양쪽을 구비한 증기 터빈을 일 구체예를 들어 설명했지만, 본 발명에 관한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치는, 외차실의 내측에 내차실을 구비하고 있지 않은(내차실의 외측에 외차실을 구비하고 있지 않은) 증기 터빈, 즉, 터빈 케이싱으로서 차실을 1개밖에 갖고 있지 않은 증기 터빈에도 적용할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서의 직동 가이드(51, 52, 61, 62)는, 플레인 베어링에 한정되는 것은 아니며, 직진성을 갖는 베어링이면, 어떠한 형식의 것(예를 들어, 구름 베어링)이어도 좋다.
또한, 도 37에 도시하는 축방향 가이드(82)와 볼록부(83) 사이에, 도시하지 않은 직진성을 갖는 베어링(예를 들어, 플레인 베어링이나 구름 베어링) 등이 배치되어 있으면 더욱 적합하다.
이에 의해, 축방향 가이드(82)와 볼록부(83) 사이에 발생하는 마찰 계수를 적게 할 수 있어, 축방향 가이드(82)와 볼록부(83) 사이에 발생하는 번인을 방지하거나, 액추에이터(31)의 필요 추력을 저하시킬 수 있다.
또한, 액추에이터(20, 31)가, 고온의 증기에 노출되지 않는 외차실(22) 밖에 설치되어 있으면 더욱 적합하다.
이러한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치에 의하면, 액추에이터(20, 31)의 열에 의한 손상, 고장을 저감시켜, 장수명화를 도모할 수 있고, 액추에이터(20, 31)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
10, 30, 40, 60: 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치
11, 12, 13, 73, 74, 75, 76, 77, 78: 변위계(센서)
14, 15, 31: 액추에이터
21: 내차실(터빈 케이싱)
22, 37: 외차실(터빈 케이싱)
23: 로터
23a: 일단부면(측정면)
23b: 타단부면(측정면)
26: 로드
27, 28, 47, 48: 아암
32: 지지부
33: 결합부
34: 계산기
35: 제어기
43: 오목부
49a: 일단부면(측정면)
50a: 타단부면(측정면)
51: (제1) 직동 가이드(축방향 가이드)
52: (제2) 직동 가이드(직경 방향 가이드)
61: (제1) 직동 가이드(수평 방향 가이드)
62: (제2) 직동 가이드(높이 방향 가이드)
G: 기초
ST: 증기 터빈
δ: 열신장 차
θ: 경사각

Claims (15)

  1. 터빈 케이싱과, 로터와, 상기 터빈 케이싱을 축방향을 따라 이동시키는 액추에이터를 구비한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치이며,
    상기 액추에이터가, 상기 터빈 케이싱을 형성하는 외주면의 반경 방향 외측에 배치되어 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  2. 외차실과, 내차실과, 로터와, 상기 내차실을 축방향을 따라 이동시키는 액추에이터를 구비한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치이며,
    상기 액추에이터가, 상기 내차실을 형성하는 외주면의 반경 방향 외측이면서, 또한, 상기 외차실을 형성하는 내주면의 반경 방향 내측에 배치되어 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  3. 외차실과, 내차실과, 로터와, 상기 내차실을 축방향을 따라 이동시키는 액추에이터를 구비한 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치이며,
    상기 액추에이터가, 상기 외차실을 형성하는 외주면의 반경 방향 외측에 배치되어 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 액추에이터는, 상기 외차실의 축방향에 있어서의 중앙부에, 주위 방향을 따라 형성된 오목부 내에 배치되어 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터를 구성하는 로드의 선단은, 상기 내차실의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 상기 내차실의 외주면에 고정되고, 상기 내차실의 반경 방향 외측을 향하여 연장되는 아암에 연결되어 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내차실 또는 상기 외차실이 설치된 기초에 대하여 고정된 센서와,
    상기 센서로부터 전송되어 온 데이터에 기초하여, 상기 내차실에 대한 상기 로터의 상기 축방향을 따른 열신장 차 및 상기 내차실에 대한 상기 로터의 경사각을 계산하는 계산기와,
    상기 계산기로 계산된 상기 열신장 차 및 상기 경사각을 캔슬하여, 상기 내차실과 상기 로터의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록 상기 액추에이터를 제어하는 제어기를 구비하고 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 센서가, 상기 내차실 중에 설치되고, 상기 내차실의 축방향에 있어서의 중앙과, 상기 로터의 측정면의 축방향 거리를 측정하는 센서인, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 센서가, 상기 외차실이 설치된 기초에 대한 상기 내차실의 축방향을 따른 상대 거리를 측정하는 센서와, 상기 기초에 대한 상기 로터의 축방향을 따른 상대 거리를 측정하는 센서에 의해 구성되고,
    상기 계산기에서는, 상기 센서로부터 전송되어 온 데이터에 기초하여, 상기 내차실에 대한 상기 로터의 상기 축방향을 따른 열신장 차 및 상기 내차실에 대한 상기 로터의 경사각 외에, 상기 기초에 대한 상기 내차실의 상기 축방향을 따른 열신장 차, 상기 기초에 대한 상기 내차실의 경사각, 상기 기초에 대한 상기 로터의 상기 축방향을 따른 열신장 차 및 상기 기초에 대한 상기 로터의 경사각이 계산되고,
    상기 제어기로부터는, 상기 계산기로 계산된 상기 열신장 차 및 상기 경사각을 모두 캔슬하여, 상기 내차실과 상기 로터의 상대적인 위치 관계가 바뀌지 않도록 상기 액추에이터를 제어하는 명령 신호가 출력되는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 센서 및 상기 액추에이터가, 상기 외차실 밖에 설치되어 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 터빈 케이싱이, 당해 터빈 케이싱의 열팽창에 따른 직경 방향으로의 열신장을 허용하는 직경 방향 가이드와, 당해 터빈 케이싱의 축방향으로의 이동을 허용하는 축방향 가이드를 구비한 지지부를 개재하여 기초에 지지되어 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 터빈 케이싱과, 상기 액추에이터가, 상기 터빈 케이싱의 열팽창에 따른 수평 방향으로의 열신장을 허용하는 수평 방향 가이드와, 상기 터빈 케이싱의 열팽창에 따른 높이 방향으로의 열신장을 허용하는 높이 방향 가이드를 구비한 결합부를 개재하여 결합되어 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  12. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 내차실이, 당해 내차실의 열팽창에 따른 직경 방향으로의 열신장을 허용하는 직경 방향 가이드와, 당해 내차실의 축방향으로의 이동을 허용하는 축방향 가이드를 구비한 지지부를 개재하여, 상기 외차실 또는 상기 외차실이 고정된 기초에 지지되어 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 내차실과, 상기 액추에이터가, 상기 내차실의 열팽창에 따른 수평 방향으로의 열신장을 허용하는 수평 방향 가이드와, 상기 내차실의 열팽창에 따른 높이 방향으로의 열신장을 허용하는 높이 방향 가이드를 구비한 결합부를 개재하여 결합되어 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 액추에이터가, 상기 외차실 밖에 설치되어 있는, 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 증기 터빈의 차실 위치 조정 장치를 구비하고 있는 증기 터빈.
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