(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンの外部車室の外面に複数のリブ板を突設固定し、同蒸気タービンを支持する基礎架台に取り付けられたベースプレート上に摺動自在に載置されるフートプレートを、前記外部車室の外面とは間隙を持たせ前記リブ板に固定し、前記フートプレートは複数に分割されるとともに分割された各フートプレートは少なくとも一つの前記リブ板に固定されてなることを特徴とする蒸気タービン車室の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービン車室の支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４、図５に基づき従来の蒸気タービンの車室の支持構造を説明する。図４は一般的な蒸気タービンの低圧車室を一部切り欠いて示す斜視図である。
【０００３】
図４に低圧車室で例示するように、蒸気タービンの車室は一般に、上下に分割されて構成され上下のフランジ部４が締結される外部車室１の内部に、静翼を内周側に設けた内部車室２が取り付けられ、内部車室２の中央には動翼を設けたタービンロータ３が貫装され、軸受５に支持される。
【０００４】
外部車室１の上下のフランジ部４の下方にはフートプレート６が水平に固定され、フートプレート６を図４には図示しない基礎架台上に載置して外部車室１とその内部の内部車室２、タービンロータ３が支持されるようになっている。
【０００５】
図５は、従来の外部車室の支持部の断面図である。図５において、外部車室１の上側外部車室１ａには上部フランジ４ａが溶接固定され、下側外部車室１ｂには下部フランジ４ｂが溶接固定され、フランジ部４をなす上部、下部フランジ４ａ、４ｂはボルトで締結される。
【０００６】
下部フランジの４ｂの下方には、下側外部車室１ｂの外面に垂直に突設され補強板として働くリブ板７が下部フランジの４ｂと下側外部車室１ｂに溶接固定され、リブ板７の下縁には、水平にフートプレート６がリブ板７と下側外部車室１ｂの外面に溶接固定されている。
【０００７】
フートプレート６は、コンクリート製または鋼製の基礎架台８の上面に水平に取り付けられたベースプレート９上に摺動自在に載置されて、外部車室１が基礎架台８上に支持され、フートプレート６とベースプレート９との当接部は摺動面１０を形成している。
【０００８】
上記のような従来の蒸気タービン車室の支持構造においては、蒸気タービンが運転状態になると内部の蒸気温度の影響によって、外部車室１には熱膨張が発生する。このため、蒸気入口１１中心の近傍に基礎架台８に対する固定点（アンカブロック）を設け、熱膨張の起点としている。そして、固定点以外の部分は熱膨張に対して移動可能なように、基礎架台８側のベースプレート９と外部車室１側のフートプレート６の摺動面１０が平滑に機械加工されている。
【０００９】
これによって、外部車室１は熱膨張による変形が可能なように外部車室１に固定されたフートプレート６がベースプレート９上に摺動自在に支持され、外部車室１に熱応力等過大な応力や不均一な歪みが発生するのを防止している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の蒸気タービン車室の支持構造においては、ベースプレート９とフートプレート６との接触摩擦を伴ったスライド機構となる摺動面１０は、機器、構造物の自重や、外部車室１内部の真空状態による大気からの外圧力等の荷重を鉛直方向から受けているため、摺動部１０における静止摩擦力が過大になったり、場所によって荷重や摩擦係数の大きさが異なる分布をしていることにより摩擦抵抗が不均一となり、摺動機能が低下したり阻害されたりするという問題があった
摩擦抵抗が過大あるいは不均一となり、スライド機構としての摺動機能が阻害される結果、外部車室１の熱膨張等による変形が拘束されることになり、外部車室１内部に熱応力等過大な応力が生ずる。このため構造部材の疲労を促進したり、あるいは外部車室１に異常な歪みを発生させて外部車室１に支持、位置決めされている内部車室２が変形し、極端な場合には静止部（内部車室２）と回転部（タービンロータ３）とが接触し、大きな振動が発生したり、蒸気タービンを損傷するおそれもあった。
【００１１】
本発明は、かかる従来の蒸気タービン車室の支持構造の問題点を解消し、外部車室を支持する摺動面に過大な摩擦抵抗や不均一な摩擦抵抗が生じても摺動機能が維持され外部車室に過大な応力や不均一な歪み等を発生させない蒸気タービン車室の支持構造を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、その手段として、蒸気タービンの外部車室の外面に複数のリブ板を突設固定し、同蒸気タービンを支持する基礎架台に取り付けられたベースプレート上に摺動自在に載置されるフートプレートを、前記外部車室の外面とは間隙を持たせ前記リブ板に固定し、前記フートプレートは複数に分割されるとともに分割された各フートプレートは少なくとも一つの前記リブ板に固定されてなることを特徴とする蒸気タービン車室の支持構造を提供するものである。
【００１３】
上記の手段によれば、フートプレートと外部車室が直接溶接されていないため、外部車室とフートプレートとの熱膨張差や剛性差よる変形差を、リブ板の面外変形として吸収することが可能となり、外部車室が自在に変形可能となる。
【００１４】
また、摺動面で摩擦抵抗が過大あるいは不均一となっても、リブ板の面外変形として、外部車室とフートプレートの変形差を吸収できる。
【００１６】
そしてさらに、フートプレートが分割されているので、その面内剛性を減少し、分割されたフートプレート毎に外部車室の熱膨張に対応して変形が可能となる。
【００１７】
また、摺動面で摩擦抵抗が過大あるいは不均一となっても、分割された各々のフートプレートの中でバランスし過大な応力や歪みの発生を軽減する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１および図２に基づき本発明の実施の一形態に係る蒸気タービン車室の主たる支持構造を説明する。図１は、本実施の形態の外部車室の支持部の断面図であり、図２は図１に示す外部車室とフートプレートの組立て状態を示す部分斜視図である。
【００１９】
なお、前記した従来のものと同一部分については、図１、図２においても同一の符号を付して示し、相互の関連を明確にして本実施の形態の理解を容易にするとともに、説明を省略する。また、このことは後述のさらに具体的な組立て状態を示す図３において同様とする。
【００２０】
本実施の形態において、従来例を説明した図５の外部車室の支持部に対して異なる点は、フートプレート１６がリブ板７の下縁に溶接固定されるが、下側外部車室１ｂには直接溶接されず、フートプレート１６の下側外部車室１ｂ側の縁部と下側外部車室１ｂの外面の間には間隙δが持たせてられていることである。
【００２１】
外部車室１は、上側外部車室１ａと下側外部車室１ｂが、フランジ部４を構成する上部フランジ４ａと下部フランジ４ｂにおいてボルト締結された圧力容器であって、タービン運転中は、外部車室１内部が真空に保持されるため、大気圧および自重が鉛直下向きに作用する。
【００２２】
これらの荷重を支持するために、強度的に適切な間隔をおいて補強板であるリブ板７が下部フランジ４ｂと下側外部車室１ｂとに溶接固定されて下側外部車室１ｂの外面に突設され、リブ板７にフートプレート１６が取り付けられる。フートプレート１６はリブ板７に溶接固定されるが、下側外部車室１ｂには直接溶接されない構造としている。
【００２３】
フートプレート１６は基礎架台８上に取り付けられたベースプレート９上に載置されて、外部車室１がフートプレート１６とベースプレート９との摺動面１０で摺動自在に基礎架台８上に支持される。
【００２４】
上記の本実施の形態の蒸気タービン車室の支持構造においては、蒸気タービン運転中、外部車室１には内部の蒸気温度の影響で熱膨張が発生するが、この時フートプレート１６とベースプレート９との摺動面１０にはそこに作用している荷重に摩擦係数を乗じた摩擦抵抗が発生する。
【００２５】
前述の従来の構造ではフートプレート６が下側外部車室１ｂに直接溶接されていたため、幅が広く、外部車室１に比べ低温なフートプレート６は外部車室１の熱膨張に対し、たがを嵌めたように過度に拘束するとともに、過大かつ不均一な摩擦抵抗の影響でさらに拘束が助長されて、外部車室１内部に熱応力等過大な応力が生じたり、異常な歪みをもたらすことになった。
【００２６】
これに対し、本実施の形態においては、フートプレート１６と外部車室１が直接溶接されていないため、外部車室１とフートプレート１６との熱膨張差や剛性差よる変形差を、リブ板７の面外変形として吸収することが可能となる。
【００２７】
この結果、外部車室１の変形を拘束するフートプレート１６の影響を排除でき、外部車室１が自在に変形可能となるため、熱応力等過大な応力や異常な歪みの発生を軽減することができる。
【００２８】
また、摺動面１０で摩擦抵抗が過大あるいは不均一となっても、同様にリブ板７の面外変形として、外部車室１とフートプレート１６の変形差を吸収できるので過大な応力や歪みの発生を軽減できる。
【００２９】
なお、リブ板７の面外変形として吸収できる外部車室１とフートプレート１６の変形差を適切に算出し、リブ板７の形状、外部車室１とフートプレート１６との間隙δの量を決めるために、有限要素解析等の数値計算を予め実施しておくのが望ましい。
【００３０】
図１および図３に基づき本発明の実施の一形態に係る蒸気タービン車室の好ましい具体的な支持構造を説明する。図１中フートプレート１６は、図３においてはフートプレート２６と読み替えるものとし、図３は本実施の形態における外部車室とフートプレートのさらに具体的な組立て状態を示す部分斜視図である。
【００３１】
本実施の形態においては、図３に具体的な組立て状態が示されるように、フートプレート２６が補強板であるリブ板７毎に分割されている。
【００３２】
図３に示す蒸気タービン車室の支持構造においては、蒸気タービン運転中に鉛直下向きに作用する自重、真空荷重等の荷重を従来どおりフートプレート２６で支持しながら、フートプレート２６の面内剛性を減少することができるので、分割されたフートプレート２６毎に外部車室１の熱膨張に対応して変形が可能となり、リブ板７の面外変形による変位差の吸収効果に重畳して、外部車室１の熱応力等過大な応力や歪みの発生を軽減できる。
【００３３】
また、摺動面で摩擦抵抗が過大あるいは不均一となっても、分割された各々のフートプレート２６の中でバランスするため、同様にリブ板７の面外変形に重畳して、過大な応力や歪みの発生を軽減することができる。
【００３４】
なお本実施の形態は図３においてフートプレート２６をリブ板７一つ毎に分割したものを示したが、フートプレート２６は複数に分割されるとともに分割された各フートプレート２６が適宜の複数のリブ板７に固定されるものであってもよく、フートプレート２６の分割による面内剛性の減少を必要とする程度に合わせ設定することができる。
【００３５】
なお、以上本発明の実施の形態を説明したが、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてもよいことは言うまでもない。
【００３６】
たとえば、実施の形態は低圧外部車室の支持構造を図示して説明したが、低圧車室に限らず蒸気タービンの車室の支持構造として適用できるものである。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、蒸気タービン車室の支持構造を、蒸気タービンの外部車室の外面に複数のリブ板を突設固定し、同蒸気タービンを支持する基礎架台に取り付けられたベースプレート上に摺動自在に載置されるフートプレートを、前記外部車室の外面とは間隙を持たせ前記リブ板に固定し、前記フートプレートは複数に分割されるとともに分割された各フートプレートは少なくとも一つの前記リブ板に固定されてなるように構成したので、フートプレートと外部車室が直接溶接されていないため、外部車室とフートプレートとの熱膨張差や剛性差よる変形差を、リブ板の面外変形として吸収することが可能となり、外部車室の変形を拘束するフートプレートの影響を排除でき、外部車室が自在に変形可能となるため、熱応力等過大な応力や異常な歪みの発生を軽減することができる。
【００３８】
また、摺動面で摩擦抵抗が過大あるいは不均一となっても、リブ板の面外変形として、外部車室とフートプレートの変形差を吸収できるので過大な応力や歪みの発生を軽減できる。
【００３９】
そして、フートプレートが分割されているため、その面内剛性を減少することができ、分割されたフートプレート毎に外部車室の熱膨張に対応して変形が可能となり、リブ板の面外変形による変位差の吸収効果に重畳して、外部車室の熱応力等過大な応力や歪みの発生を軽減できる。
【００４０】
また、摺動面で摩擦抵抗が過大あるいは不均一となっても、分割された各々のフートプレートの中でバランスするため、リブ板の面外変形に重畳して、過大な応力や歪みの発生を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の一形態に係る蒸気タービン車室の主たる支持構造の説明図であり、外部車室の支持部の断面図である。
【図２】  図１に示す外部車室とフートプレートの組立て状態を示す部分斜視図である。
【図３】  本発明の実施の一形態における外部車室とフートプレートのさらに具体的な組立て状態を示す部分斜視図である。
【図４】  一般的な蒸気タービンの低圧車室を一部切り欠いて示す斜視図である。
【図５】  従来の外部車室の支持部の断面図である。
【符号の説明】
１                  外部車室
１ａ                上側外部車室
１ｂ                下側外部車室
２                  内部車室
３                  タービンロータ
４                  フランジ部
４ａ                上部フランジ
４ｂ                下部フランジ
６                  フートプレート
７                  リブ板
８                  基礎架台
９                  ベースプレート
１０                摺動面
１６                フートプレート
２６                フートプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003697130.tif 000005
【図５】
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