(57)【要約】      （修正有）【課題】回転部と静止部との間の間隙を小さくして蒸気リークによる損失を低減し、タービン性能を向上させることができる蒸気タービンを提供する。【解決手段】蒸気タービン１は、外車１０と、外車１０に収容された内車４０と、内車４０および外車１０を貫通するタービンロータ２と、外車１０内に設けられ、タービンロータ２の軸方向に延び、内車４０を支持する支持梁５０と、を備えている。外車１０は、軸方向における外車１０の両端部に設けられた、基礎に支持される外車支持部３４を有している。支持梁５０は、軸方向における両端部に設けられた梁端部５１を有している。外車支持部３４は、梁端部５１を支持する支持面３５を含んでいる。【選択図】図２
2018084203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎上に設置される蒸気タービンであって、
外車と、
前記外車に収容された内車と、
前記内車および前記外車を貫通するタービンロータと、
前記外車内に設けられ、前記タービンロータの軸方向に延び、前記内車を支持する支持梁と、を備え、
前記外車は、前記軸方向における前記外車の両端部に設けられた、前記基礎に支持される外車支持部を有し、
前記支持梁は、前記軸方向における両端部に設けられた梁端部を有し、
前記外車支持部は、前記梁端部を支持する支持面を含んでいる、蒸気タービン。
【請求項２】
前記外車は、前記軸方向において前記梁端部に対向する第１端壁を含み、
前記支持梁の前記梁端部と、対応する前記第１端壁との間に、間隙が設けられている、請求項１に記載の蒸気タービン。
【請求項３】
前記外車は、上方から見たときの前記軸方向に直交する方向において前記梁端部に対向する一対の第２端壁を含み、
前記支持梁の前記梁端部と、対応する前記第２端壁との間に、間隙が設けられている、請求項１または２に記載の蒸気タービン。
【請求項４】
前記支持梁の前記梁端部と、対応する前記支持面との間に、低摩擦部材が介在されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項５】
前記タービンロータを回転可能に支持するロータ軸受と、
前記ロータ軸受を前記基礎に支持させる軸受台と、を更に備えた、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項６】
前記軸方向における前記内車の中央部に対して、前記軸方向における前記支持梁の移動が規制されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項７】
前記外車は、前記外車の下端部に設けられた、蒸気を下方に排出する下方排気口を有し、
前記内車は、一対の前記支持梁に支持され、
前記支持梁は、上方から見たときに、前記タービンロータの軸中心線に対して両側に配置されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【請求項８】
前記外車は、前記外車の側方端部に設けられた、蒸気を側方に排出する側方排気口を有し、
前記支持梁は、上方から見たときに、前記タービンロータの軸中心線に対して前記側方排気口の側に配置されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンプラントは、主として、主蒸気が仕事を行う高圧蒸気タービンと、再熱蒸気が仕事を行う中圧蒸気タービンと、中圧蒸気タービンから排出された蒸気が仕事を行う低圧蒸気タービンと、を備えている。このうち低圧蒸気タービンは、復水器に連結されており、低圧蒸気タービンから排出された蒸気は、復水器において凝縮されて復水が生成される。
【０００３】
低圧蒸気タービンの外車は、圧力容器として構成されている。また、外車は、組立性および分解性の観点から、タービンロータの軸中心線を含む水平面で外車上半と外車下半に２分割されている。外車上半のフランジ部と外車下半のフランジ部とは、ボルト等で互いに締結されている。外車下半のフランジ部近傍の側面には、フットプレートが設けられている。このフットプレートは基礎に固定されており、フットプレートによって外車が基礎に支持されている。
【０００４】
低圧蒸気タービンの外車の外部は、大気に曝されるが、内部は、復水器によって真空状態となる。このことにより、外車は、外面が受ける圧力と内面が受ける圧力との差によって荷重を受ける。一般的に、この荷重は真空荷重と呼ばれる。外車は、真空荷重を受けた場合、内側にへこむように変形し得る。このため、外車下半により支持される内車は、真空荷重による外車の変形の影響を受けて、位置ずれする可能性がある。
【０００５】
一方、タービンロータは、ロータ軸受によって回転可能に支持されている。このロータ軸受は、軸受台に支持されている。外車のエンドプレートの中央部には、コーン部が設けられている。このコーン部は、エンドプレートから外車の内側に突出するように形成されている。軸受台は、このコーン部によって支持されることが一般的である。このため、ロータ軸受がタービンロータから荷重を受けると、その荷重は軸受台を介して外車に伝わり、外車が変形し得る。この結果、ロータ軸受が位置ずれする可能性がある。また、軸受台が外車に支持されることから、真空荷重による外車の変形によっても、ロータ軸受が位置ずれする可能性もある。
【０００６】
このように、ロータ軸受が位置ずれすると、回転部を構成するタービンロータが位置ずれし得る。一方、上述したように、静止部を構成する内車が、真空荷重やタービンロータ荷重による外車の変形の影響を受けて位置ずれし得る。このため、上述した位置ずれを考慮すると、回転部と静止部との接触を防止するために、回転部と静止部との間の間隙を小さくすることが困難になる。この場合、回転部と静止部との間からの蒸気リークによる損失が増大し、タービン性能が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５６４２５１４号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２４６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、回転部と静止部との間の間隙を小さくして蒸気リークによる損失を低減し、タービン性能を向上させることができる蒸気タービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施の形態による蒸気タービンは、基礎上に設置される蒸気タービンである。この蒸気タービンは、外車と、外車に収容された内車と、内車および外車を貫通するタービンロータと、外車内に設けられ、タービンロータの軸方向に延び、内車を支持する支持梁と、を備えている。外車は、軸方向における外車の両端部に設けられた、基礎に支持される外車支持部を有している。支持梁は、軸方向における両端部に設けられた梁端部を有している。外車支持部は、梁端部を支持する支持面を含んでいる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転部と静止部との間の間隙を小さくして蒸気リークによる損失を低減し、タービン性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施の形態における蒸気タービンの全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１の蒸気タービンを示す水平断面図である。
【図３】図３は、図１の蒸気タービンを示す側方断面図である。
【図４】図４は、図２の支持梁の梁端部を示す部分拡大断面図である。
【図５】図５は、図２のＡ−Ａ線断面を示す図である。
【図６】図６は、比較例としての蒸気タービンを示す側方断面図である。
【図７】図７は、比較例としての蒸気タービンの外車の構成を示す側方断面図である。
【図８】図８は、比較例としての蒸気タービンの全体構成を示す縦断面図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態における蒸気タービンを示す側方断面図である。
【図１０】図１０は、図９の支持梁の投影面積を示す縦断面図である。
【図１１】図１１は、比較例としての蒸気タービンにおける底部支持部材の投影面積を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態における蒸気タービンについて説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１〜図８を用いて、第１の実施の形態における蒸気タービンについて説明する。本実施の形態では、復水器に連結される低圧蒸気タービンであって、復水器に向かって下方に蒸気を排出する下方排気タービンを例にとって説明する。低圧蒸気タービンは、基礎Ｆ上に設置される。
【００１４】
図１および図２に示すように、低圧蒸気タービン１（以下、単に蒸気タービン１と記す）は、外車１０と、外車１０に収容された内車４０と、内車４０および外車１０を貫通するタービンロータ２と、を備えている。このうち内車４０に、複数のノズルダイアフラム３が設けられている。複数のノズルダイアフラム３は、タービンロータ２の軸方向に離間している。主として、内車４０とノズルダイアフラム３とによって蒸気タービン１の静止部が構成されている。一方、タービンロータ２に、複数の動翼４が設けられている。複数の動翼４は、タービンロータ２の軸方向に離間している。主として、タービンロータ２と動翼４とによって蒸気タービン１の回転部が構成されている。なお、タービンロータ２の軸方向は、タービンロータ２の軸中心線Ｘが延びる方向（図１および図２における左右方向）を意味する。
【００１５】
ノズルダイアフラム３と動翼４は、交互に配置されており、一のノズルダイアフラム３と、これに下流側で隣り合う動翼４とによって一のタービン段落５が構成されている。図１に示す蒸気タービン１には、このようなタービン段落５が複数設けられている。
【００１６】
内車４０には、蒸気供給管６が連結されている。図示しない中圧蒸気タービンまたはボイラなどから供給された蒸気は、蒸気供給管６によって最も上流側のタービン段落５に案内され、各タービン段落５を通過して仕事を行う。このことにより、タービンロータ２が回転駆動され、タービンロータ２に連結された図示しない発電機が発電を行う。
【００１７】
本実施の形態による蒸気タービン１は、上述したように下方排気タービンとして構成されている。すなわち、外車１０は、外車１０の下端部に設けられた下方排気口１１を有している。また、外車１０には、各タービン段落５を通過した蒸気を下方排気口１１に案内するためのコーン部１２が設けられている。このコーン部１２は、後述する上半エンドプレート２１および下半エンドプレート３１から外車１０の内側に突出するように形成されている。このようにして、各タービン段落５を通過した蒸気は、外車１０内を下方排気口１１に向かって流れ、下方排気口１１から排出される。下方排気口１１から排出された蒸気は、蒸気タービン１に連結された復水器（図示せず）に供給され、復水器において凝縮されて復水が生成される。
【００１８】
図１および図３に示すように、外車１０は、外車上半２０と外車下半３０とを有している。外車１０は、タービンロータ２の軸中心線Ｘを含む水平面で上下方向に２分割されている。
【００１９】
外車上半２０は、タービンロータ２の軸方向における両端部に設けられた一対の上半エンドプレート２１と、一対の上半エンドプレート２１の間に設けられた外車上半本体２２と、上半フランジ部２３と、を含んでいる。このうち外車上半本体２２は、タービンロータ２の軸方向に延びるように、半筒状に形成されている。上半フランジ部２３は、上半エンドプレート２１の下端部および外車上半本体２２の下端部に連続状に設けられている。
【００２０】
一方、外車下半３０は、タービンロータ２の軸方向における両端部に設けられた一対の下半エンドプレート３１と、一対の下半エンドプレート３１の間に設けられた一対の下半本体プレート３２と、を含んでおり、全体的に上下方向に延びるように、矩形筒状に形成されている。下半エンドプレート３１の上端部および下半本体プレート３２の上端部には、下半フランジ部３３が連続状に設けられている。
【００２１】
外車上半２０の上半フランジ部２３と、外車下半３０の下半フランジ部３３とは、ボルト等で互いに締結されている。このことにより、外車上半２０と外車下半３０とが一体化されている。
【００２２】
図２に示すように、本実施の形態における外車下半３０は、各下半エンドプレート３１に設けられた第１フットプレート３４（外車支持部）を更に含んでいる。第１フットプレート３４は、外車１０の周囲に設けられる基礎Ｆに支持される。より具体的には、第１フットプレート３４は、基礎Ｆに固定されて、外車１０を基礎Ｆに支持させる。第１フットプレート３４は、上方から見たときにタービンロータ２の軸中心線Ｘに対して両側に配置されており、本実施の形態では、外車下半３０は、４つの第１フットプレート３４を含んでいる。
【００２３】
図２に示すように、外車１０内には、内車４０を支持する一対の支持梁５０が設けられている。支持梁５０は、タービンロータ２の軸中心高さ付近において、タービンロータ２の軸方向（より具体的にはタービンロータ２の軸中心線Ｘに平行かつ水平）に延びている。すなわち、支持梁５０は、タービンロータ２の軸方向に沿う長手方向を有している。本実施の形態では、支持梁５０は、上方から見たときに、タービンロータ２の軸中心線Ｘに対して両側（図２における上下方向両側）に配置されており、内車４０の近傍に配置されている。より具体的には、支持梁５０は、上方から見たときに、内車４０と外車下半３０の下半本体プレート３２との間に配置されているが、下半本体プレート３２よりも内車４０に近い位置に配置されている。
【００２４】
支持梁５０は、タービンロータ２の軸方向における両端部に設けられた梁端部５１を有している。上述した第１フットプレート３４は、図２および図４に示すように、この梁端部５１を支持する支持面３５（第１フットプレート３４の上面）を含んでいる。本実施の形態では、各梁端部５１は、対応する第１フットプレート３４の支持面３５上に載置されている。このことにより、支持梁５０の高さ位置は、基礎面（基礎Ｆの上面）を基準とした位置になっている。また、各梁端部５１は、対応する支持面３５上でタービンロータ２の軸方向に摺動可能になっている。
【００２５】
より具体的には、図２および図４に示すように、第１フットプレート３４の上方に、梁端部５１を収容する端部収容空間３６が設けられている。外車下半３０は、第１端壁３６ａ、一対の第２端壁３６ｂおよび天井壁３６ｃを更に含んでおり、端部収容空間３６は、第１フットプレート３４と、第１端壁３６ａと、一対の第２端壁３６ｂと、天井壁３６ｃとによって画定されている。また、端部収容空間３６は、外車１０の内部空間に対して凹状（言い換えると、下半エンドプレート３１から外側に凸状）に形成されている。第１端壁３６ａは、タービンロータ２の軸方向において対応する梁端部５１に対向している。第２端壁３６ｂは、上方から見たときのタービンロータ２の軸方向に直交する方向（以下、軸直交方向と称する）において対応する梁端部５１に対向している。天井壁３６ｃは、支持面３５に対向するように、第１端壁３６ａの上端部および第２端壁３６ｂの上端部に連結されている。支持面３５、第２端壁３６ｂおよび天井壁３６ｃは、下半エンドプレート３１に連結されている。このようにして、端部収容空間３６は、矩形状の空間として形成されており、梁端部５１を収容可能に構成されている。なお、第１フットプレート３４は、下半エンドプレート３１の上部に配置されているが、下半フランジ部３３よりも下方に端部収容空間３６が形成可能な位置に配置されている。
【００２６】
図２および図４に示すように、各梁端部５１と、対応する第１端壁３６ａとの間に間隙Ｇ１が設けられている。このようにして、各梁端部５１が、第１端壁３６ａと接触しないようになっている。この間隙Ｇ１は、真空荷重やタービンロータ２の荷重により外車１０が変形した場合であっても、各梁端部５１が第１端壁３６ａと接触しない寸法に設定されている。また、各梁端部５１と対応する一対の第２端壁３６ｂとの間にも間隙Ｇ２がそれぞれ設けられており、各梁端部５１が、第２端壁３６ｂと接触しないようになっている。この間隙Ｇ２は、間隙Ｇ１と同様に、外車１０が変形した場合であっても、各梁端部５１が第２端壁３６ｂと接触しない寸法に設定されている。
【００２７】
図４に示すように、本実施の形態では、各梁端部５１と、対応する支持面３５との間に、低摩擦部材６０が介在されている。低摩擦部材６０は、例えば、テフロン（登録商標）などの低摩擦材料によって構成することができるが、これに限られることはない。例えば、低摩擦部材６０は、全体的に低摩擦材料により形成されていてもよく、あるいは、台板状の金属材料の表面（少なくとも上面）に低摩擦材料がコーティングされた構成としてもよい。
【００２８】
図１および図３に示すように、内車４０は、内車上半４１と内車下半４２とを有している。すなわち、内車４０は、タービンロータ２の軸中心線Ｘを含む水平面で上下方向に２分割されている。図２および図３に示すように、内車下半４２は、支持梁５０に支持された４つの腕部４３を有している。腕部４３は、軸直交方向に延びており、内車下半４２の上端部から外側に突出するように形成されている。本実施の形態では、図２に示すように、腕部４３は、上方から見たときにタービンロータ２の軸中心線Ｘに対して両側に２つずつ設けられている。
【００２９】
一方、図５に示すように、本実施の形態では、支持梁５０は、上方に開口する梁溝５２を有している。梁溝５２には、台座５５が挿入されている。この台座５５上に、腕部４３が載置されている。この台座５５の上面は、支持梁５０の上面よりも上方に配置されており、腕部４３が支持梁５０に接触しないようになっている。このようにして、腕部４３は、台座５５に対して摺動可能になっている。
【００３０】
台座５５と梁溝５２の底面との間に、少なくとも一つのシム６１が介在されている。このようにして、支持梁５０の撓みに応じてシム６１の厚みまたは枚数を調整することにより、内車４０の高さ位置を調整することが可能になっている。このため、上下方向において、静止部の軸心を回転部の軸心に合せることができるようになっている。
【００３１】
図２に示すように、タービンロータ２の軸方向における内車４０の中央部に対して、当該軸方向における支持梁５０の移動が規制されている。より具体的には、内車下半４２は、内車規制部４４を有している。内車規制部４４は、上方から見たときにタービンロータ２の軸中心線Ｘに対して両側に設けられている。また、内車規制部４４は、上方から見たときに上述した一対の腕部４３の間に配置されており、より詳細には、タービンロータ２の軸方向において内車４０の中心位置に配置されている。軸方向における内車規制部４４の両側には、支持梁５０の被規制部５３が設けられており、当該軸方向において、内車４０に対する支持梁５０の移動が規制されるようになっている。
【００３２】
ところで、図２および図３に示すように、外車下半３０は、各下半本体プレート３２の外面に設けられた第２フットプレート３７を更に含んでいる。この第２フットプレート３７は、外車１０の周囲に設けられる基礎Ｆに支持される。より具体的には、第２フットプレート３７は、基礎Ｆに固定されて、外車１０を基礎Ｆに支持させる。第２フットプレート３７は、上方から見たときにタービンロータ２の軸中心線Ｘに対して両側に配置されており、第１フットプレート３４と同様の高さ位置に配置されている。
【００３３】
また、図１および図２に示すように、タービンロータ２は、ロータ軸受７０によって回転可能に支持されている。このロータ軸受７０は、軸受台７１に支持されており、軸受台７１は、外車１０の周囲に設けられる基礎Ｆに支持される。より具体的には、軸受台７１は、基礎Ｆに固定されて、ロータ軸受７０を基礎Ｆに支持させる。このように、本実施の形態では、ロータ軸受７０は、外車１０ではなく、軸受台７１によって基礎Ｆに直接的に支持される。このため、タービンロータ２の高さ位置は、基礎面（基礎Ｆの上面）を基準とした位置になっている。
【００３４】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用効果について説明する。
【００３５】
蒸気タービン１の運転時には、外車１０の内部空間が復水器によって真空状態になり、外車１０が内側にへこむように変形し得る。
【００３６】
しかしながら、本実施の形態においては、内車４０を支持する支持梁５０の各梁端部５１が、外車下半３０の下半エンドプレート３１に設けられた第１フットプレート３４の支持面３５に支持されている。このことにより、内車４０を、外車上半本体２２や外車下半３０の下半本体プレート３２を介することなく、基礎Ｆに支持させることができる。このため、外車１０が真空荷重によって変形した場合であっても、外車１０の変形の影響を内車４０が受けることがない。
【００３７】
また、本実施の形態によるロータ軸受７０は、軸受台７１を介して基礎Ｆに支持される。このことにより、ロータ軸受７０を、外車１０ではなく、基礎Ｆに支持させることができる。このため、真空荷重による外車１０の変形による影響を、タービンロータ２が受けることがない。また、ロータ軸受７０が基礎Ｆに支持されるため、タービンロータ２の荷重を外車１０が受けることがない。
【００３８】
このように、真空荷重による外車１０の変形の影響と、タービンロータ２の荷重による外車１０の変形の影響を、内車４０が受けることがなく、タービンロータ２が受けることもない。このことにより、内車４０の位置とタービンロータ２の位置とが変動することがない。このため、回転部と静止部との間の間隙を小さくすることができるとともに、運転状態によらずに回転部と静止部との間の間隙を維持することができる。
【００３９】
また、蒸気タービン１の運転時には、外車１０内の温度が据付時よりも上昇または低下して、支持梁５０が熱膨張または熱収縮する場合がある。とりわけ、低負荷運転時には、外車１０の内部空間の温度が、据付時に比べて上昇する場合がある。
【００４０】
ここで、比較例として示す一般的な蒸気タービンでは、図６に示すように、内車４０は、底部支持部材１００によって支持されている。この底部支持部材１００は、外車下半３０の下端部から水平方向に延びる横梁１００ａと、横梁１００ａから上方に延びる縦梁１００ｂと、を含んでいる。このうち縦梁１００ｂの上面に、内車４０の腕部４３が載置されている。横梁１００ａの両端部は、外車下半３０の下半本体プレート３２の下端部に支持されている。この場合には、底部支持部材が縦梁１００ｂを含んでおり、タービンロータ２の軸中心線Ｘと、下半本体プレート３２の下端部との間の上下方向距離Ｈが長くなっている。このことから、熱膨張によって内車４０が上方に位置ずれし、回転部と静止部との間の上下方向間隙を維持することが困難になる場合がある。
【００４１】
しかしながら、本実施の形態による支持梁５０は、図２および図３に示すように、内車下半４２の上端部に設けられた腕部４３を支持するとともに、タービンロータ２の軸方向に延びている。そして、支持梁５０は、下半エンドプレート３１の上部に配置された第１フットプレート３４を介して基礎Ｆに支持されており、タービンロータ２の軸中心高さ位置と基礎面との上下方向距離が短くなっている。このことにより、熱膨張によって内車４０が上方に位置ずれすることはほとんどない。このため、回転部と静止部との間の上下方向間隙を小さくすることができるとともに、運転状態によらずに回転部と静止部との間の上下方向間隙を維持することができる。
【００４２】
このように本実施の形態によれば、据付時に調整した内車４０の位置とタービンロータ２の位置を、運転状態によらずに維持することができる。このため、回転部と静止部との間の間隙を小さくして、蒸気リークによる損失を低減することができる。この結果、タービン性能を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施の形態による支持梁５０の梁端部５１は、支持面３５上でタービンロータ２の軸方向に摺動可能であるため、熱膨張または熱収縮による支持梁５０の変形を吸収することができる。例えば、梁端部５１が支持面３５上で摺動不能になっている場合には、支持梁５０の熱膨張によって支持梁５０が上下方向に変形し、内車４０が上下方向に位置ずれする可能性がある。これに対して本実施の形態によれば、梁端部５１は支持面３５上で摺動可能であるため、支持梁５０の変形を吸収でき、内車４０が上下方向へ位置ずれすることがない。このため、回転部と静止部との間の上下方向間隙を維持することができる。とりわけ、本実施の形態では、支持梁５０の梁端部５１と、対応する支持面３５との間に、低摩擦部材６０が介在されている。このことにより、梁端部５１と支持面３５との間の摩擦を低減することができ、支持面３５上で梁端部５１をスムースに摺動させることができる。このため、支持梁５０の変形を効果的に吸収できる。
【００４４】
ところで、上述したように、本実施の形態によるロータ軸受７０は、軸受台７１を介して基礎Ｆに支持されている。このことにより、図７に示すように、軸受台７１を外車１０のコーン部１２に支持させる場合に用いられていたパイプステー１０１を不要にすることができる。すなわち、比較例として図７に示す一般的な蒸気タービンでは、軸受台７１をコーン部１２に支持させる場合には、コーン部１２を補強して剛性を確保するために、パイプステー１０１が設けられていた。このパイプステー１０１は、コーン部１２と下半本体プレート３２とを連結している。これに対して本実施の形態によれば、軸受台７１は基礎Ｆに支持されるため、このようなパイプステー１０１を不要にすることができる。このため、各タービン段落５を通過して下方排気口１１に向かう蒸気の流れの圧力損失を低減することができる。また、外車１０の構成を簡素化することもできる。
【００４５】
また、一般的な蒸気タービンでは、外車１０の真空荷重による変形を抑制するために、図８に示すように、外車１０の内面に複数の補強用のリブ１０２が設けられている。このようなリブ１０２は、外車１０の内部空間に向かって突出するように形成されているため、これらのリブ１０２によって、各タービン段落５を通過して下方排気口１１に向かう蒸気の流れの一部が遮られ、圧力損失が増大し得る。しかしながら、本実施の形態では、外車１０の変形の影響を内車４０が受けることがないため、このようなリブ１０２を不要にすることができる、またはリブ１０２の個数や大きさを低減することができる。このことにより、蒸気の流れが遮られることを抑制でき、圧力損失を低減して、タービン性能を向上させることができる。
【００４６】
なお、上述した本実施の形態においては、ロータ軸受７０は、軸受台７１を介して基礎Ｆに支持されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、外車１０のコーン部１２の剛性を確保することができれば、ロータ軸受７０は、コーン部１２に支持されるようにしてもよい。
【００４７】
また、上述した本実施の形態においては、外車１０を基礎Ｆに支持させる外車支持部が、外車下半３０の下半エンドプレート３１に設けられた第１フットプレート３４である例について説明した。しかしながら、外車支持部は、外車１０を基礎Ｆに支持する部分であれば、第１フットプレート３４以外の部分であってもよい。
【００４８】
また、上述した本実施の形態においては、支持梁５０の両側の梁端部５１が、第１フットプレート３４の支持面３５上に載置され、支持面３５上でタービンロータ２の軸方向に摺動可能になっている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。
【００４９】
例えば、タービンロータ２の伸びの起点が、蒸気タービン１の外部に設定されている場合には、蒸気タービン１内でのタービンロータ２の軸方向中心位置は、軸方向における外車１０の中心位置とは一致しない可能性がある。この場合には、支持梁５０の両側の梁端部５１のうち当該起点の側の梁端部５１は、対応する支持面３５上に摺動不能に支持されていてもよい。このことにより、支持梁５０の伸び方向と、タービンロータ２の伸び方向を同じ方向にすることができ、回転部と静止部との間の軸方向間隙を小さくすることで、蒸気の仕事効率を向上させることができる。
【００５０】
一方、タービンロータ２の起点が、蒸気タービン１内においてタービンロータ２の軸方向の中心付近に設定されている場合には、上述した本実施の形態のように、両側の梁端部５１が、対応する支持面３５上に摺動可能であることが好適である。このことにより、タービンロータ２の軸方向における内車規制部４４の両側で、支持梁５０の伸び方向と、タービンロータ２の伸び方向を同じ方向にすることができ、回転部と静止部との間の軸方向間隙を小さくすることができる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
次に、図９〜図１１を用いて、本発明の第２の実施の形態における蒸気タービンについて説明する。
【００５２】
図９〜図１１に示す第２の実施の形態においては、外車が、蒸気を側方に排出する側方排気口を有している点が主に異なり、他の構成は、図１〜図８に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図９〜図１１において、図１〜図８に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５３】
図９に示すように、本実施の形態による蒸気タービン１は、側方排気タービンとして構成されている。すなわち、外車１０は、外車１０の側方端部に設けられた、側方排気口８０を有している。各タービン段落５を通過した蒸気は、外車１０内を側方排気口８０に向かって流れ、側方排気口８０から排出される。側方排気口８０から排出された蒸気は、蒸気タービン１に連結された復水器（図示せず）に供給される。
【００５４】
本実施の形態による第２フットプレート３７は、上方から見たときにタービンロータ２の軸中心線Ｘに対して一方の側に配置されている。すなわち、第２フットプレート３７は、側方排気口８０の側とは反対側に配置されている。
【００５５】
ここで、本実施の形態による支持梁５０の投影面積Ａ１を図１０に示す。また、比較例として、一般的な側方排気タービンの内車４０を支持する底部支持部材（図示せず）の投影面積Ａ２を図１１に示す。ここで投影面積Ａ１、Ａ２とは、支持梁５０または底部支持部材が、側方排気口８０によって形成される垂直面に垂直に投影された面積を意味する。
【００５６】
図１１に示すように、比較例としての底部支持部材は、外車下半３０の下端部から内車下半４２の腕部４３まで延びている。このことにより、各タービン段落５を通過して下方排気口１１に向かう蒸気の流れの一部が、この底部支持部材によって遮られ、圧力損失が増大し得る。すなわち、図１１から、底部支持部材の投影面積Ａ２が、側方排気口８０の全領域のうち比較的多くの領域を占めていることがわかる。側方排気口８０の全領域のうち投影面積Ａ２が占める領域の割合が多くなると、蒸気の流れの損失が増大する傾向にある。このため、比較例としての底部支持部材を用いる場合には、蒸気の流れの損失が増大し得る。とりわけ、このような底部支持部材の構成では、底部支持部材の剛性を向上させるためには、底部支持部材を太くすることが効果的になるが、この場合には、投影面積Ａ２が増加し、蒸気の流れの損失が更に増大し得る。
【００５７】
これに対して本実施の形態による支持梁５０は、図１０に示すように、投影面積Ａ１を小さくすることができる。このため、側方排気口８０の全領域のうち投影面積Ａ１が占める領域の割合を少なくすることができ、蒸気の流れの損失を低減させることができる。
【００５８】
このように本実施の形態によれば、内車４０が、タービンロータ２の軸方向に延びる支持梁５０によって支持され、支持梁５０の梁端部５１が、第１フットプレート３４の支持面３５に支持されている。このことにより、内車４０を、外車上半本体２２や外車下半３０の下半本体プレート３２を介することなく、基礎Ｆに支持させることができる。このため、外車１０が真空荷重によって変形した場合であっても、外車１０の変形の影響を内車４０が受けることがなく、内車４０が位置ずれすることがない。すなわち、本実施の形態によれば、据付時に調整した内車４０の位置とタービンロータ２の位置を、運転状態によらずに維持することができる。このため、回転部と静止部との間の間隙を小さくして、蒸気リークによる損失を低減することができる。この結果、タービン性能を向上させることができる。
【００５９】
また、本実施の形態によれば、図９に示すように、側方排気タービンとしての蒸気タービン１においては、外車１０のうち側方排気口８０の側の部分には基礎Ｆが設置されていないが、この場合においても、支持梁５０の梁端部５１を、下半エンドプレート３１の外側に設置された基礎Ｆに、第１フットプレート３４を介して支持させることができる。このため、蒸気タービン１の内車４０を、好適に支持することが可能である。更に言えば、蒸気タービン１の両側に復水器が配置されて基礎Ｆが設置されない場合でも、内車４０を支持梁５０によって好適に支持することができる。
【００６０】
なお、上述した本実施の形態においては、内車４０が、一対の支持梁５０によって支持されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、内車４０を１つの支持梁５０によって支持し、この支持梁５０を、側方排気口８０の側（図９における左側）に配置するようにしてもよい。この場合、側方排気口８０の側とは反対側には、任意の形状の支持部材（図示せず）を用いてもよい。この場合においても、外車１０の変形の影響を内車４０が受けることを抑制し、内車４０が位置ずれすることを抑制できる。
【００６１】
以上述べた実施の形態によれば、回転部と静止部との間の間隙を小さくして蒸気リークによる損失を低減し、タービン性能を向上させることができる。
【００６２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１：蒸気タービン、２：タービンロータ、１０：外車、１１：下方排気口、３４：第１フットプレート、３５：支持面、３６ａ：第１端壁、３６ｂ：第２端壁、４０：内車、５０：支持梁、５１：梁端部、６０：低摩擦部材、７０：ロータ軸受、７１：軸受台、８０：側方排気口、Ｆ：基礎、Ｇ１、Ｇ２：間隙、Ｘ：軸中心線
【図１】
2018084203.tif 000003
【図２】
2018084203.tif 000004
【図３】
2018084203.tif 000005
【図４】
2018084203.tif 000006
【図５】
2018084203.tif 000007
【図６】
2018084203.tif 000008
【図７】
2018084203.tif 000009
【図８】
2018084203.tif 000010
【図９】
2018084203.tif 000011
【図１０】
2018084203.tif 000012
【図１１】
2018084203.tif 000013