(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン、蒸気タービンおよび発電機を一軸に配置し、上記蒸気タービンの低圧部側と上記ガスタービンとが接続されてなる一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおいて、
上記蒸気タービンの基礎台上に配置される軸受台と当該蒸気タービンのグランド部とを連結するための連結手段と、
上記グランド部と上記蒸気タービンにおける車室とをシールするための可動自在なシール手段と
を具えることを特徴とする一軸型コンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２】
上記シール手段が、ベローズ部材でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン、蒸気タービンおよび発電機を一軸に配設してなる一軸型コンバインドサイクル発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の一軸型コンバインドサイクル発電プラントとして、例えば図２に示すような、概略構成のものが一般的に知られている。
【０００３】
図２に示す一軸型コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン１、蒸気タービン２、および発電機３が同一軸によって連結されており、ガスタービン１から排出された排ガスが、排熱回収ボイラ４に供給される。なお、この一軸型コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン１が蒸気タービン２の低圧部側と接続されてなるものである。
【０００４】
この排熱回収ボイラ４では、ガスタービン１から排出される排ガスと給水とが熱交換され、そこで発生した蒸気が蒸気加減弁２ａを介して蒸気タービン２に供給される。そして、この蒸気タービン２およびガスタービン１によって発電機３が駆動される一方、蒸気タービン２で仕事を行った蒸気は、復水器５で復水され、給水ポンプ６によって排熱回収ボイラ４に還流される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、元来、蒸気タービン２では、図３に示すように、当該蒸気タービン２の中でのベアリングスパンを短くするために、回転体である軸Ｋを回転自在に支持する主な軸受としてのジャーナル軸受１０およびグランド部１３を低圧部の車室コーン部１１によって支持するようにしていた。
【０００６】
しかしながら、このような蒸気タービン２を上述したような一軸型コンバインドサイクル発電プラントに適用し、図示省略するガスタービン１（図２参照）と組み合わせた場合、ガスタービン１と蒸気タービン２との間の軸受スパンが長くなることから、メインの軸のところに対してはみ出しているところ、いわゆるオーバーハング部分が長くなり、このオーバーハング部分の軸振動特性がシビアになる問題があった。
【０００７】
かかる問題を解決する一つの方法として、図４に示すように、蒸気タービン２のジャーナル軸受１０を、当該蒸気タービン２のコンクリート等からなる基礎台１２によって支持するようにしたものが提案されていた。
【０００８】
ところで、一般的に一軸型コンバインドサイクル発電プラントでは、低圧部の車室コーン部１１と連通する低圧車室（図示省略する）の下方に復水器５が設けられているため、真空荷重がかかると、この低圧車室が復水器５（図２参照）方向に引っ張られ、ジャーナル軸受１０とグランド部１３とがともに車室コーン部１１に支持されている場合、ジャーナル軸受１０や軸Ｋと一体にグランド部１３も下方に移動することから、蒸気タービン２内では、全体として下方にずれた状態になるものの、軸Ｋとジャーナル軸受１０や、グランド部１３間に過剰な接触による摩擦等が生じることはなかった。
【０００９】
ところが、蒸気タービン２がジャーナル軸受１０を、その基礎台１２によって支持するようにした場合、このジャーナル軸受１０と軸Ｋは、真空荷重がかかることに関係なく下方に移動することはなくなるものの、グランド部１３は車室コーン部１１に支持されていることから、当該グランド部１３のみが低圧車室とともに下方に移動するため、基礎台１２上のジャーナル軸受１０とグランド部１３との相対位置が大きくなり、このグランド部１３の上部と軸Ｋとが衝突して熱を発生させるとともに、軸Ｋが変形することによるアンバランス軸振動が大きくなり、継続運転が困難となる未だ不十分な問題があった。
【００１０】
また、このグランド部１３は、蒸気タービン２内の蒸気や真空等の状態を保つため、大気が進入しないように車室コーン部１１をシールする機能を有するが、上述したように低圧車室が下方に下がることに伴って車室コーン部１１が下方に移動すると、このシール状態が崩れ、シール性能が低下する問題があった。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので、信頼性を格段と向上し得る一軸型コンバインドサイクル発電プラントを提案しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン、蒸気タービンおよび発電機を一軸に配置し、上記蒸気タービンの低圧部側と上記ガスタービンとが接続されてなる一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおいて、上記蒸気タービンの基礎台上に配置される軸受台と当該蒸気タービンのグランド部とを連結するための連結手段と、上記グランド部と上記蒸気タービンにおける車室とをシールするための可動自在なシール手段とを設けるようにしたことを特徴としている。
【００１３】
上述した一軸型コンバインドサイクル発電プラントによれば、蒸気タービンの基礎台上に配置される軸受台と当該蒸気タービンのグランド部とを連結するための連結手段と、グランド部と蒸気タービンにおける車室とをシールするための可動自在なシール手段とを設けるようにしたことにより、真空荷重がかかることに伴って車室が下方に移動する場合に、グランド部が下方に移動して軸受との相対位置が大きくなるのを防止するとともに、当該移動によってグランド部と車室とのシール状態が崩れるのを未然に防止する。
【００１４】
しかも、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおいて、上記シール手段が、ベローズ部材でなることを特徴としている。この一軸型コンバインドサイクル発電プラントによれば、軸系の信頼性確保のため蒸気タービン低圧側軸受を基礎の上に装備設置しても、真空荷重による低圧車室の変形によりグランド部シールがロータと接触する懸念がなくなり、また、軸受を支える必要がなくなった低圧車室はこれまでのように剛構造にする必要がなくなり、低圧車室構造が簡略化され、一軸型コンバインドサイクル発電プラント全体としての製作コストを安価にする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の一実施の形態について詳述する。
図１は、本発明の一実施の形態による一軸型コンバインドサイクル発電プラントを示す要部断面図である。この一軸型コンバインドサイクル発電プラントは、上述した図２に示す従来の一軸型コンバインドサイクル発電プラントと同様に、蒸気タービン２の低圧部側とガスタービン１とが接続されてなるものである。
【００１６】
図１において、図４との対応部分には同一符号を付して示している。なお、本実施の形態に係る一軸型コンバインドサイクル発電プラントの基本的な構成（すなわち、主な軸受であるジャーナル軸受１０を収容する軸受台２０とグランド部１３とを連結する連結手段である連結部２１が設けられている点と、グランド部１３と車室コーン部１１とをシールするための可動自在なシール手段であるベローズ部材２２が設けられている点を除いて）は、上述した従来の一軸型コンバインドサイクル発電プラント（図２）とほぼ同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００１７】
実際上、この実施の形態の場合、ジャーナル軸受１０を収容する軸受台２０とグランド部１３との間には、これら軸受台２０とグランド部１３とを連結する連結部２１が設けられている。
【００１８】
このように、グランド部１３を基礎台１２に支持される軸受台２０と連結部２１を用いて支持するようにしたことにより、真空荷重がかかることによって図示省略する低圧車室が下方の復水器５（図２参照）方向に移動する際においても、グランド部１３がその下方の復水器５方向に移動するのを防止することができるため、基礎台１２上のジャーナル軸受１０とグランド部１３との相対位置が大きくなることに起因して、このグランド部１３の上部と軸Ｋとが衝突し、熱を発生させるとともに、この軸Ｋを変形させるのを未然に防止することができる。
【００１９】
また、グランド部１３と車室コーン部１１との間には、これらグランド部１３と車室コーン部１１とをシールするためのベローズ部材２２が設けられている。
【００２０】
これにより、真空荷重がかかることに伴って低圧車室が下方に移動した場合においても、この低圧車室の変動分をベローズ部材２２が可動することによって吸収することができるため、大気が進入しないように車室コーン部１１をシールする機能を果すことができ、蒸気タービン２内の蒸気や真空等の状態を保つことができる。
【００２１】
なお、上述の実施の形態においては、グランド部１３と車室コーン部１１とをシールするシール手段として、ベローズ部材２２を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、可動自在なシール手段であれば、この他種々のシール手段を広く適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおいて、軸系信頼性確保のために蒸気タービンの基礎台上に配設される軸受台と当該蒸気タービンのグランド部とを連結するための連結手段と、グランド部と蒸気タービンにおける車室とをシールするための可動自在なシール手段とを設けるようにしたことにより、真空荷重がかかることに伴って車室が下方に移動する場合に、グランド部が下方に移動して軸受との相対位置が大きくなるのを防止することができるとともに、当該移動によってグランド部と車室とのシール状態が崩れるのを未然に防止することができ、かくして信頼性を格段と向上し得る一軸型コンバインドサイクル発電プラントを実現することができる。
【００２３】
また、軸受を支える必要がなくなった低圧車室は、これまでのように剛構造にする必要がなくなり、低圧車室構造が簡略化されて製作コストを安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおける蒸気タービンの要部を示す断面図である。
【図２】従来の一軸型コンバインドサイクル発電プラントの説明に供する概略構成図である。
【図３】従来の一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおける蒸気タービンの要部を示す断面図である。
【図４】従来の一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおける他の蒸気タービンの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ガスタービン
２  蒸気タービン
３  発電機
４  排熱回収ボイラ
５  復水器
６  給水ポンプ
１０  ジャーナル軸受（軸受）
１１  車室コーン部
１２  基礎台
１３  グランド部
２０  軸受台
２１  連結部（連結手段）
２２  ベローズ部（シール手段）
Ｋ  軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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