(57)【要約】【課題】性能の低下を抑制できる蒸気タービンシステムを提供する。【解決手段】蒸気タービンシステムは、軸方向に延在する回転軸を中心に回転するタービンロータと、タービンロータを収容する内車室と、内車室を収容し横方向に排気口を有する外車室と、を有する蒸気タービンと、外車室の横方向に配置され排気口からの蒸気が供給されるコンデンサと、外車室を支持するタービン架台と、外車室の表面の少なくとも一部に固定される第１アンカ部材と、タービン架台の少なくとも一部に固定され第１アンカ部材と接触して外車室の横方向の変位を抑制する第２アンカ部材と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延在する回転軸を中心に回転するタービンロータと、前記タービンロータを収容する内車室と、前記内車室を収容し横方向に排気口を有する外車室と、を有する蒸気タービンと、
前記外車室の横方向に配置され前記排気口からの蒸気が供給されるコンデンサと、
前記外車室を支持するタービン架台と、
前記外車室の表面の少なくとも一部に固定される第１アンカ部材と、
前記タービン架台の少なくとも一部に固定され前記第１アンカ部材と接触して前記外車室の横方向の変位を抑制する第２アンカ部材と、
を備える蒸気タービンシステム。
【請求項２】
前記横方向において、前記第１アンカ部材の少なくとも一部は、前記回転軸と同一位置に配置される、
請求項１に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項３】
前記外車室は、前記回転軸と平行な第１軸と交差する外側面を有し、
前記第１アンカ部材が固定される前記外車室の表面は、前記外側面を含む、
請求項１又は請求項２に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項４】
前記タービンロータの少なくとも一部が配置される開口が前記外側面に設けられ、
前記外側面は、前記開口の周囲に配置され前記外車室の内部空間側に凹むコーン部を有し、
前記第１アンカ部材は、前記コーン部に固定される、
請求項３に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項５】
前記コーン部に固定される支持部材を備え、
前記第１アンカ部材は、前記軸方向における前記支持部材の端部に固定される、
請求項４に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項６】
前記支持部材は、前記横方向に長い板状である、
請求項５に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項７】
前記支持部材は、前記軸方向の端部に凹部を有し、
前記第１アンカ部材は、前記凹部の内面に固定される、
請求項６に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項８】
前記軸方向における前記第１アンカ部材の寸法は、前記横方向における前記第１アンカ部材の寸法よりも小さい、
請求項３から請求項７のいずれか一項に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項９】
前記外車室は、下面を有し、
前記第１アンカ部材が固定される前記外車室の表面は、前記下面を含む、
請求項１又は請求項２に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項１０】
前記第１アンカ部材は、前記軸方向に複数設けられる、
請求項９に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項１１】
前記外車室は、前記内車室と対向する底面を有し、
前記外車室の底面の少なくとも一部に固定される第３アンカ部材と、
前記内車室の少なくとも一部に固定され前記第３アンカ部材と接触して前記内車室の横方向の変位を抑制する第４アンカ部材と、
を備える請求項９又は請求項１０に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項１２】
前記底面に固定されたリブと、
前記リブと間隙を介して対向し前記底面に固定された補強板と、を備え、
前記第３アンカ部材は、前記リブ及び前記補強板のそれぞれに固定される、
請求項１１に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項１３】
前記第１アンカ部材と前記第３アンカ部材とは、前記軸方向及び前記横方向において同一位置に配置される、
請求項１１又は請求項１２に記載の蒸気タービンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発電プラントにおいて蒸気タービンシステムが使用される。蒸気タービンは、タービンロータと、タービンロータを収容する内車室と、内車室を収容する外車室とを備える。特許文献１に開示されているように、外車室の横方向にコンデンサが配置されるサイドコンデンサ方式の蒸気タービンシステムが知られている。サイドコンデンサ方式の蒸気タービンシステムにおいて、蒸気タービンで仕事をした蒸気は、外車室から横方向に排出され、コンデンサに供給される。蒸気を横方向に排出する蒸気タービンは、蒸気を下方向に排出する蒸気タービンに比べて、建屋高さ及び基礎高さを低減することができ、コスト削減に寄与することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】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】
【０００４】
サイドコンデンサ方式において、外車室の内部空間を真空状態にした場合、外車室の内部空間と外部空間との圧力差に起因して、外車室がコンデンサに引き寄せられるように横方向に変位する可能性がある。外車室の変位に伴って内車室も横方向に変位し、タービンロータと内車室との相対位置が変動すると、タービンロータと内車室とが接触したり、蒸気タービンの性能が低下したりするなどの不具合を生じる可能性がある。
【０００５】
本発明の態様は、性能の低下を抑制できる蒸気タービンシステム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】
【０００６】
本発明の態様は、軸方向に延在する回転軸を中心に回転するタービンロータと、前記タービンロータを収容する内車室と、前記内車室を収容し横方向に排気口を有する外車室と、を有する蒸気タービンと、前記外車室の横方向に配置され前記排気口からの蒸気が供給されるコンデンサと、前記外車室を支持するタービン架台と、前記外車室の表面の少なくとも一部に固定される第１アンカ部材と、前記タービン架台の少なくとも一部に固定され前記第１アンカ部材と接触して前記外車室の横方向の変位を抑制する第２アンカ部材と、を備える蒸気タービンシステムを提供する。
【０００７】
本発明の態様において、前記横方向において、前記第１アンカ部材の少なくとも一部は、前記回転軸と同一位置に配置されてもよい。
【０００８】
本発明の態様において、前記外車室は、前記回転軸と平行な第１軸と交差する外側面を有し、前記第１アンカ部材が固定される前記外車室の表面は、前記外側面を含んでもよい。
【０００９】
本発明の態様において、前記タービンロータの少なくとも一部が配置される開口が前記外側面に設けられ、前記外側面は、前記開口の周囲に配置され前記外車室の内部空間側に凹むコーン部を有し、前記第１アンカ部材は、前記コーン部に固定されてもよい。
【００１０】
本発明の態様において、前記コーン部に固定される支持部材を備え、前記第１アンカ部材は、前記軸方向における前記支持部材の端部に固定されてもよい。
【００１１】
本発明の態様において、前記支持部材は、前記横方向に長い板状でもよい。
【００１２】
本発明の態様において、前記支持部材は、前記軸方向の端部に凹部を有し、前記第１アンカ部材は、前記凹部の内面に固定されてもよい。
【００１３】
本発明の態様において、前記軸方向における前記第１アンカ部材の寸法は、前記横方向における前記第１アンカ部材の寸法よりも小さくてもよい。
【００１４】
本発明の態様において、前記外車室は、下面を有し、前記第１アンカ部材が固定される前記外車室の表面は、前記下面を含んでもよい。
【００１５】
本発明の態様において、前記第１アンカ部材は、前記軸方向に複数設けられてもよい。
【００１６】
本発明の態様において、前記外車室は、前記内車室と対向する底面を有し、前記外車室の底面の少なくとも一部に固定される第３アンカ部材と、前記内車室の少なくとも一部に固定され前記第３アンカ部材と接触して前記内車室の横方向の変位を抑制する第４アンカ部材と、を備えてもよい。
【００１７】
本発明の態様において、前記底面に固定されたリブと、前記リブと間隙を介して対向し前記底面に固定された補強板と、を備え、前記第３アンカ部材は、前記リブ及び前記補強板のそれぞれに固定されてもよい。
【００１８】
本発明の態様において、前記第１アンカ部材と前記第３アンカ部材とは、前記軸方向及び前記横方向において同一位置に配置されてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の態様によれば、性能の低下を抑制できる蒸気タービンシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、第１実施形態に係る蒸気タービンシステムの一例を示す概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る低圧蒸気タービンの一例を示す断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る蒸気タービンシステムの一部を示す側面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る蒸気タービンシステムの一部を模式的に示す分解斜視図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る外車室の一例を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る外車室の一部を拡大した斜視図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る第１アンカ部材と第２アンカ部材との関係を模式的に示す図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る支持部材の上面近傍を示す断面図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る外車室の横方向の変位分布を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係る外車室の横方向の変位分布を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る蒸気タービンシステムの一例を示す断面図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る外車室を下面側から見た斜視図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係る外車室の内部を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態に係るリブと補強板と第３アンカ部材との関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００２２】
以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内のＸ軸（第１軸）と平行な方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸と直交するＹ軸（第２軸）と平行な方向をＹ軸方向、水平面と直交するＺ軸（第３軸）と平行な方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を中心とする回転又は傾斜方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。ＸＹ平面は、水平面と平行である。
【００２３】
［第１実施形態］
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る蒸気タービンシステム１の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、蒸気タービンシステム１は、高圧の蒸気を発生する蒸気発生器２と、蒸気発生器２からの高圧の蒸気が供給される高圧蒸気タービン３と、蒸気発生器２及び高圧蒸気タービン３からの蒸気の湿分を分離して加熱する湿分分離加熱器４と、湿分分離加熱器４からの低圧の蒸気が供給される低圧蒸気タービン５と、高圧蒸気タービン３及び低圧蒸気タービン５の作動により発電する発電機６と、高圧蒸気タービン３、低圧蒸気タービン５、及び発電機６を支持するタービン架台７と、タービンロータ８とを備える。タービン架台７は、例えば建屋の床面のような支持面ＦＬに固定される。高圧蒸気タービン３と低圧蒸気タービン５とはタービンロータ８を介して連結される。タービンロータ８の回転エネルギーにより発電機６が発電する。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る低圧蒸気タービン５の一例を示す断面図である。図２に示すように、低圧蒸気タービン５は、タービンロータ８と、タービンロータ８を収容する内車室１１と、内車室１１を収容する外車室１２とを備える。タービンロータ８は、外車室１２の外側に配置されたロータ軸受により回転可能に支持される。
【００２５】
タービンロータ８は、Ｘ軸方向に延在する回転軸ＡＸを中心に回転する。回転軸ＡＸとＸ軸とは平行である。以下の説明において、Ｘ軸方向を適宜、軸方向、と称し、Ｙ軸方向を適宜、横方向、と称し、Ｚ軸方向を適宜、鉛直方向、と称する。
【００２６】
外車室１２は、湿分分離加熱器４からの蒸気が導入される蒸気導入口１３を有する。蒸気導入口１３は、外車室１２の上部に設けられる。湿分分離加熱器４からの蒸気は、蒸気導入口１３を介して、外車室１２及び内車室１１に導入される。
【００２７】
タービンロータ８は、Ｘ軸方向に沿う多段の翼列１５を有する。翼列１５は、内車室１１の内部空間に配置される。内車室１１の内部空間において、蒸気は、Ｘ軸方向の一方側及び他方側のそれぞれに分流される。本実施形態において、低圧蒸気タービン５は、内車室１１に流入した蒸気をＸ軸方向の一方側及び他方側のそれぞれに分流するダブルフロー方式（複流方式）の蒸気タービンである。
【００２８】
外車室１２の内部空間に、翼列１５を通過した蒸気（排気）が排出される排気室１９が設けられる。正常運転時において、排気室１９は真空状態に維持される。低圧蒸気タービン５で仕事をした蒸気は、排気室１９を介して、外車室１２から排出される。
【００２９】
外車室１２は、Ｘ軸と交差する外側面１２１を有する。タービンロータ８の少なくとも一部が配置される開口１２２が外側面１２１に設けられる。外側面１２１は、開口１２２の周囲に配置されるコーン部１２３を有する。コーン部１２３は、外車室１２の内部空間側に凹む円錐状の表面を有する。タービンロータ８を回転可能に支持するロータ軸受は、コーン部１２３に近接して配置される。
【００３０】
図３は、本実施形態に係る蒸気タービンシステム１の一部を示す側面図である。なお、図３においては、高圧蒸気タービン３及び発電機６の図示が省略されている。図３に示すように、蒸気タービンシステム１は、低圧蒸気タービン５と、中間胴９と、コンデンサ１０とを備える。
【００３１】
低圧蒸気タービン５の外車室１２は、低圧蒸気タービン５で仕事をした蒸気を排出する排気口１４を有する。排気口１４は、外車室１２の横方向に設けられる。本実施形態において、排気口１４は、外車室１２の−Ｙ側の側部に設けられる。低圧蒸気タービン５で仕事をした蒸気は、外車室１２の排気室１９を介して排気口１４から横方向に排出される。すなわち、本実施形態において、外車室１２は、サイド排気方式で排気口１４から蒸気を排出する。排気口１４から排出された蒸気は、中間胴９を介してコンデンサ１０に供給される。
【００３２】
中間胴９は、低圧蒸気タービン５とコンデンサ１０との間に配置される。中間胴９は、低圧蒸気タービン５及びコンデンサ１０のそれぞれと接続される。コンデンサ１０は、中間胴９を介して低圧蒸気タービン５と接続される。
【００３３】
中間胴９は、低圧蒸気タービン５と接続される流入口９１と、コンデンサ１０と接続される流出口９２と、流入口９１と流出口９２との間に設けられる流路９０とを有する。本実施形態において、低圧蒸気タービン５と中間胴９との間に伸縮部材１６が設けられる。
【００３４】
低圧蒸気タービン５の排気口１４から排出された蒸気は、伸縮部材１６の流路を通過した後、流入口９１を介して、中間胴９の流路９０に流入する。流路９０を流れた蒸気は、流出口９２を介して、コンデンサ１０に供給される。
【００３５】
コンデンサ１０は、低圧蒸気タービン５の外車室１２の横方向に配置される。本実施形態において、コンデンサ１０は、低圧蒸気タービン５の−Ｙ方向に配置される。すなわち、本実施形態において、蒸気タービンシステム１は、外車室１２の横方向（−Ｙ方向）にコンデンサ１０が配置されるサイドコンデンサ方式である。なお、コンデンサ１０が外車室１２の横方向の両側（＋Ｙ方向及び−Ｙ方向）のそれぞれに配置されてもよい。
【００３６】
低圧蒸気タービン５の排気口１４から排出された蒸気は、中間胴９を介して、コンデンサ１０に供給される。コンデンサ１０は、低圧蒸気タービン５から排出された蒸気から熱を奪ってその蒸気を液化する。コンデンサ１０で生成された水は、蒸気発生器２に戻される。
【００３７】
タービン架台７は、低圧蒸気タービン５の外車室１２を支持する。タービン架台７は、コンクリート製又は鉄筋コンクリート製である。なお、タービン架台７の少なくとも一部が鋼鉄製でもよい。
【００３８】
図４は、本実施形態に係る蒸気タービンシステム１の一部を模式的に示す分解斜視図である。なお、図４においては、高圧蒸気タービン３及び発電機６の図示が省略されている。図４に示すように、低圧蒸気タービン５の外車室１２は、Ｘ軸と交差する外側面１２１と、Ｚ軸と交差する下面１２４とを有する。外側面１２１は、＋Ｘ方向を向く第１の外側面１２１と、−Ｘ方向を向く第２の外側面１２１とを含む。
【００３９】
本実施形態において、外車室１２の排気口１４は、第１排気口１４１と、第２排気口１４２とを含む。第１排気口１４１と第２排気口１４２とはＸ軸方向に離れて配置される。
【００４０】
本実施形態において、中間胴９の流入口９１は、第１排気口１４１と接続される第１流入口９１１と、第２排気口１４２と接続される第２流入口９１２とを含む。
【００４１】
図４に示すように、高圧蒸気タービン３の設置位置３Ｐ、低圧蒸気タービン５の設置位置５Ｐ、及び発電機６の設置位置６Ｐのそれぞれがタービン架台７に規定される。
【００４２】
タービン架台７は、外車室１２の下面１２４と対向する支持面７２と、外車室１２の外側面１２１と対向する対向面７３とを有する。
【００４３】
タービン架台７は、外車室１２を介して内車室１１の少なくとも一部を支持する支持部材７０を有する。支持部材７０は、支持面７２から上方に突出する。支持部材７０は、外車室１２と中間胴９との間に配置される。支持部材７０は、Ｘ軸方向において内車室１１及び外車室１２の中央部を支持するように配置される。
【００４４】
支持部材７０は、＋Ｚ方向を向く上面７１を有する。支持部材７０は、上面７１で内車室１１を支持する。内車室１１を支持する支持部材７０の上面７１は、支持面７２よりも上方に配置される。
【００４５】
図２、図３、及び図４に示すように、蒸気タービンシステム１は、外車室１２の表面の少なくとも一部に固定される第１アンカ部材４０と、タービン架台７の少なくとも一部に固定され第１アンカ部材４０と接触して外車室１２の横方向の変位を抑制する第２アンカ部材５０とを備える。
【００４６】
第１アンカ部材４０は、外車室１２の表面から突出する。第１アンカ部材４０は、外車室１２の表面の少なくとも一部に固定される。本実施形態において、第１アンカ部材４０が固定される外車室１２の表面は、外車室１２の外側面１２１を含む。すなわち、本実施形態において、第１アンカ部材４０は、外車室１２の表面のうちＸ軸と交差する外側面１２１に固定される。
【００４７】
外側面１２１は、＋Ｘ方向を向く第１の外側面１２１と、−Ｘ方向を向く第２の外側面１２１とを含む。第１アンカ部材４０は、第１の外側面１２１及び第２の外側面１２１のそれぞれに固定される。
【００４８】
タービン架台７は、外側面１２１と対向する対向面７３を有する。第２アンカ部材５０は、タービン架台７の対向面７３から突出し、タービン架台７の対向面７３に固定される。第２アンカ部材５０は、第１アンカ部材４０の＋Ｙ側に配置される第２アンカ部材５０１と、第１アンカ部材４０の−Ｙ側に配置される第２アンカ部材５０２とを含む。
【００４９】
第２アンカ部材５０は、第１アンカ部材４０と接触して、外車室１２の横方向の変位を抑制する。第１アンカ部材４０と第２アンカ部材５０１とが接触することにより、外車室１２の＋Ｙ方向の変位が抑制される。第１アンカ部材４０と第２アンカ部材５０２とが接触することにより、外車室１２の−Ｙ方向の変位が抑制される。
【００５０】
図５は、本実施形態に係る外車室１２の一例を模式的に示す斜視図である。図６は、本実施形態に係る外車室１２の一部を拡大した斜視図である。図７は、本実施形態に係る第１アンカ部材４０と第２アンカ部材５０との関係を模式的に示す図である。
【００５１】
図２から図７に示すように、第１アンカ部材４０は、外車室１２の外側面１２１のコーン部１２３に固定される。本実施形態において、コーン部１２３に支持部材６０が固定される。第１アンカ部材４０は、支持部材６０に固定される。第１アンカ部材４０は、支持部材６０を介して、コーン部１２３に固定される。
【００５２】
横方向（Ｙ軸方向）において、第１アンカ部材４０の少なくとも一部は、回転軸ＡＸと同一位置に配置される。すなわち、回転軸ＡＸのＹ座標と、第１アンカ部材４０の少なくとも一部のＹ座標とは同一である。本実施形態においては、横方向において、第１アンカ部材４０の中心と回転軸ＡＸとが同一位置に配置される。
【００５３】
図５及び図６に示すように、第１アンカ部材４０は、直方体状の部材である。Ｘ軸方向における第１アンカ部材４０の寸法は、Ｙ軸方向における第１アンカ部材４０の寸法よりも小さい。また、Ｚ軸方向における第１アンカ部材４０の寸法は、Ｘ軸方向における第１アンカ部材４０の寸法よりも大きい。すなわち、本実施形態において、第１アンカ部材４０は、薄板状の部材である。
【００５４】
図５及び図６に示すように、支持部材６０は、横方向（Ｙ軸方向）に長い板状の部材である。支持部材６０は、コーン部１２３の表面に固定される端面６０１と、第１アンカ部材４０が固定される支持面６０２とを有する。第１アンカ部材４０は、軸方向（Ｘ軸方向）における支持部材６０の一端部（図６においては＋Ｘ側の端部）である支持面６０２に固定される。図４に示すように、第１アンカ部材４０は、外車室１２の外側面１２１から離れるように、支持部材６０を介してコーン部１２３に固定される。
【００５５】
図６及び図７に示すように、支持部材６０は、軸方向の一端部に凹部６０３を有する。支持面６０２は、凹部６０３の内面である。第１アンカ部材４０は、凹部６０３の内面である支持面６０２に固定される。
【００５６】
本実施形態においては、第１アンカ部材４０の上端部と支持部材６０とが固定される。なお、第１アンカ部材４０の中央部と支持部材６０とが固定されてもよいし、第１アンカ部材４０の下端部と支持部材６０とが固定されてもよい。
【００５７】
なお、本実施形態において、支持部材６０は１枚であるが、複数枚の支持部材６０がコーン部１２３に固定され、第１アンカ部材４０が複数枚の支持部材６０と固定されてもよい。
【００５８】
第２アンカ部材５０（５０１，５０２）は、第１アンカ部材４０の横方向に配置される。第１アンカ部材４０は、一方の第２アンカ部材５０１と他方の第２アンカ部材５０２との間に配置される。
【００５９】
図５に示すように、外車室１２は、上下に２分割されており、上半部１２Ａと下半部１２Ｂとを有する。蒸気は、上半部１２Ａの蒸気導入口１３から内車室１１の内部に導入される。上半部１２Ａと下半部１２Ｂとは接合されて一体である。
【００６０】
外車室１２は、−Ｙ側に設けられた排気口１４と、排気口１４と結ばれる排気通路３０とを有する。排気通路３０は、Ｙ軸方向に延在する。−Ｙ側の排気通路３０の端部に排気口１４が配置される。排気室１９の蒸気は、排気通路３０を流れた後、排気口１４から排出される。
【００６１】
本実施形態において、排気口１４は、第１排気口１４１と、第２排気口１４２とを含む。第１排気口１４１と第２排気口１４２とは、Ｘ軸方向に離れて配置される。本実施形態において、第１排気口１４１は、第２排気口１４２よりも−Ｘ側に配置される。
【００６２】
排気通路３０は、第１排気口１４１と結ばれる第１排気通路３０１と、第２排気口１４２と結ばれる第２排気通路３０２とを含む。第１排気通路３０１と第２排気通路３０２とは、Ｘ軸方向に離れて配置される。第１排気通路３０１は、第２排気通路３０２よりも−Ｘ側に配置される。
【００６３】
タービン架台７は、排気通路３０の外側で、外車室１２を介して内車室１１の少なくとも一部を支持する支持部材７０を有する。支持部材７０は、外車室１２と中間胴９との間に配置される。支持部材７０は、Ｘ軸方向に関して内車室１１及び外車室１２の中央部を支持するように配置される。
【００６４】
図８は、本実施形態に係る支持部材７０の上面７１近傍を示す断面図である。本実施形態において、外車室１２は、支持部材７０の上面７１と対向可能な下面２３を有する。下面２３は、−Ｚ方向を向く。支持部材７０は、上面７１と下面２３とを接触させて外車室１２を支持する。外車室１２の端面３２は、第１端面３２１と、第１端面３２１よりも−Ｚ側に配置され、第１端面３２１よりも＋Ｘ側に配置される第２端面３２２とを含む。第１端面３２１と第２端面３２２との間に段差部が設けられる。下面２３は、第１端面３２１と第２端面３２２との間に配置される。上面７１と下面２３とが接触した状態で、支持部材７０は第２端面３２２と対向する。
【００６５】
内車室１１は、フランジ部２４を有する。本実施形態において、内車室１１は、上下に２分割されており、上半部１１Ａと下半部１１Ｂとを有する。上半部１１Ａのフランジ部２４Ａと下半部１１Ｂのフランジ部２４Ｂとが接合されてフランジ部２４が形成される。外車室１２は、下面２３の反対方向を向く上面２６を有する。上面２６及び下面２３は、外車室１２のプレート部２７に設けられる。上面２６とフランジ部２４との間にプレート部材２５が配置される。支持部材７０は、外車室１２のプレート部２７及び外車室１２の内側に配置されたプレート部材２５を介して、内車室１１（フランジ部２４）を支持する。なお、プレート部材２５は無くてもよい。
【００６６】
次に、本実施形態に係る蒸気タービン１の動作の一例について説明する。湿分分離加熱器４からの蒸気が蒸気導入口１３を介して内車室１１に供給される。内車室１１に供給された蒸気は、翼列１５を流れ、タービンロータ８を回転させる。タービンロータ８が回転することにより発電機６が発電する。
【００６７】
上述のように、低圧蒸気タービン５は、ダブルフロー方式であり、内車室１１に導入された蒸気は、Ｘ軸方向に関して内車室１１の中央部に流入する。内車室１１に流入した蒸気は、Ｘ軸方向において一方側及び他方側のそれぞれに流れる。
【００６８】
低圧蒸気タービン５で仕事をした蒸気は、排気室１９を流れた後、第１排気通路３０１及び第２排気通路３０２のそれぞれを流れる。ダブルフロー方式の低圧蒸気タービン５において、内車室１１の中央部から−Ｘ側に流れた蒸気は、専ら第１排気通路３０１を流れ、内車室１１の中央部から＋Ｘ側に流れた蒸気は、専ら第２排気通路３０２を流れる。
【００６９】
第１排気通路３０１を流れた蒸気は、第１排気口１４１から排出され、中間胴９の第１流入口９１１を介して流路９０に流入する。第２排気通路３０２を流れた蒸気は、第２排気口１４２から排出され、中間胴９の第２流入口９１２を介して流路９０に流入する。流路９０の蒸気は、中間胴９から流出した後、コンデンサ１０に供給される。
【００７０】
本実施形態においては、外車室１２の横方向にコンデンサ１０が配置されているサイドコンデンサ方式である。排気口１４が外車室１２の側部に設けられ、その排気口１４とコンデンサ１０とが中間胴９を介して接続されているため、低圧蒸気タービン５から排出される蒸気は、コンデンサ１０に円滑に供給される。
【００７１】
上述のように、正常運転時において、外車室１２の内部空間である排気室１９は、真空状態に維持される。外車室１２の外部空間は、大気圧状態である。サイドコンデンサ方式において、外車室１２の内部空間を真空状態にした場合、外車室１２の内部空間と外部空間との圧力差に起因して、外車室１２がコンデンサ１０に近付くように横方向（−Ｙ方向）に変位する可能性がある。
【００７２】
本実施形態においては、外車室１２の表面の少なくとも一部に第１アンカ部材４０が固定され、タービン架台７の少なくとも一部に第２アンカ部材５０が固定される。第１アンカ部材４０と第２アンカ部材５０とは、横方向（Ｙ軸方向）に配置される。また、第１アンカ部材４０と第２アンカ部材５０とは接触するように配置される。また、タービン架台７は、支持面ＦＬに固定されている。したがって、外車室１２が横方向に変位しようとしても、第１アンカ部材４０と第２アンカ部材５０とが接触することにより、外車室１２の横方向の変位は抑制される。
【００７３】
外車室１２の変位が抑制されるため、内車室１１の変位も抑制される。したがって、タービンロータ８と内車室１１とのクリアランスは維持され、タービンロータ８と内車室１１とが接触したり、低圧蒸気タービン５の性能が低下したりするなどの不具合の発生が抑制される。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態によれば、外車室１２に第１アンカ部材４０が設けられ、タービン架台７に第２アンカ部材５０が設けられる。そのため、サイドコンデンサ方式において、外車室１２の内部空間と外部空間との圧力差に起因して、外車室１２がコンデンサ１０に引き寄せされるように横方向に変位しようとしても、外車室１２の変位は、第１アンカ部材４０及び第２アンカ部材５０によって抑制される。これにより、タービンロータ８と内車室１１との相対位置の変動が抑制される。したがって、タービンロータ８と内車室１１とが接触したり、低圧蒸気タービン５の性能が低下したりするなどの不具合の発生が抑制される。
【００７５】
また、本実施形態においては、横方向において、第１アンカ部材４０の少なくとも一部は、回転軸ＡＸと同一位置に配置される。そのため、タービンロータ８と第１アンカ部材４０との相対位置が円滑に把握される。したがって、例えば、第１アンカ部材４０を一対の第２アンカ部材５０の間に配置する組立作業が円滑に実施される。
【００７６】
また、本実施形態においては、第１アンカ部材４０は、外車室１２の外側面１２１に固定される。これにより、タービン架台７の対向面７３に固定された第２アンカ部材５０と第１アンカ部材４０との位置決め作業が円滑に実施される。
【００７７】
また、本実施形態においては、第１アンカ部材４０は、外車室１２のコーン部１２３に固定される。外車室１２の横方向の変位を効果的に抑制するためには、第１アンカ部材４０は、可能な限り外車室１２の上部に設けられることが好ましい。一方、本実施形態において、外車室１２の下半部１２Ｂの外側面１２１がタービン架台７の対向面７３と対向し、外車室１２の上半部１２Ａはタービン架台７と対向しない。本実施形態においては、下半部１２Ｂの外側面１２１のうち最も上部であるコーン部１２３に第１アンカ部材４０が固定されることにより、外車室１２の横方向の変位が効果的に抑制される。
【００７８】
また、本実施形態においては、コーン部１２３に支持部材６０が固定され、第１アンカ部材４０は、軸方向における支持部材６０の端部に固定される。これにより、外車室１２の内部空間側に凹むコーン部１２３において、第１アンカ部材４０はコーン部１２３から離れることができる。したがって、一対の第２アンカ部材５０の間に第１アンカ部材４０を配置する組立作業は円滑に実施される。
【００７９】
また、本実施形態においては、支持部材６０は、横方向に長い板状である。これにより、外車室１２の横方向の変位及び変形が、支持部材６０によって効果的に抑制される。
【００８０】
図９及び図１０は、本実施形態に係る外車室１２の横方向の変位分布を模式的に示す図である。図９及び図１０においては、横方向の変位量が異なる９つの領域（領域Ａから領域Ｉ）が示されている。第１領域Ａは、外車室１２のうちコンデンサ１０から離れる方向（＋Ｙ方向）に変位する部分を示す。第２領域Ｂは、外車室１２のうち変位が最も小さい部分を示す。第３領域Ｃから第９領域Ｉは、外車室１２のうちコンデンサ１０に近付く方向（−Ｙ方向）変位する部分を示す。第３領域Ｃから第９領域Ｉのうち、第９領域Ｉの部分の変位が最も大きく、第３領域Ｃの部分の変位が最も小さい。
【００８１】
図９は、第１アンカ部材４０が設けられているものの支持部材６０は設けられていない外車室１２の横方向の変位分布を示す。図１０は、支持部材６０が設けられ第１アンカ部材４０が支持部材６０を介して固定されている外車室１２の横方向の変位分布を示す。図９に示すように、第１アンカ部材４０が設けられることにより、外車室１２の−Ｙ方向の変位が抑制されることが視認される。図１０に示すように、第１アンカ部材４０に加えて支持部材６０が設けられることにより、外車室１２の−Ｙ方向の変位が更に効果的に抑制されることが視認される。
【００８２】
また、本実施形態においては、支持部材６０は、軸方向の端部に凹部６０３を有し、第１アンカ部材４０は、凹部６０３の内面である支持面６０２に固定される。これにより、第２アンカ部材５０が凹部６０３に挿入されることによって、第１アンカ部材４０と第２アンカ部材５０との位置決め作業は円滑に実施される。
【００８３】
また、本実施形態においては、軸方向（Ｘ軸方向）における第１アンカ部材４０の寸法は、横方向（Ｙ軸方向）における第１アンカ部材４０の寸法よりも小さい。これにより、軸方向において低圧蒸気タービン５の寸法が大きくなることが抑制される。
【００８４】
［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００８５】
図１１は、本実施形態に係る蒸気タービンシステム１の一例を示す断面図である。本実施形態において、第１アンカ部材４０は、外車室１２の下面１２４に固定される。第１アンカ部材４０は、外車室１２の下面１２４から下方に突出する。第２アンカ部材５０は、タービン架台７の支持面７２に設けられる。なお、第２アンカ部材５０が省略され、第１アンカ部材４０がタービン架台７の支持面７２に形成された凹部に嵌合されてもよい。
【００８６】
外車室１２は、内車室１１の下面と対向する底面１２５を有する。本実施形態において、外車室１２の底面１２５の少なくとも一部に第３アンカ部材５５が固定される。第３アンカ部材５５は、外車室１２の底面１２５から上方に突出する。内車室１１の下面の少なくとも一部に第４アンカ部材５８が固定される。第４アンカ部材５８は、第３アンカ部材５５と接触して、内車室１１の横方向の変位を抑制する。なお、第４アンカ部材５８が省略され、第３アンカ部材５５が内車室１１の下面に形成された凹部に嵌合されてもよい。
【００８７】
本実施形態において、第１アンカ部材４０と第３アンカ部材５５とは、軸方向（Ｘ軸方向）及び横方向（Ｙ軸方向）において同一位置に配置される。
【００８８】
図１２は、本実施形態に係る外車室１２を下面１２４側から見た斜視図である。図１３は、本実施形態に係る外車室１２の内部を示す斜視図である。
【００８９】
図１２に示すように、本実施形態において第１アンカ部材４０は、外車室１２の下面１２４に設けられる。第１アンカ部材４０は、軸方向に複数設けられる。本実施形態において、第１アンカ部材４０は、軸方向に２つ設けられる。なお、第１アンカ部材４０は、軸方向に３つ以上の任意の数設けられてもよい。
【００９０】
図１３に示すように、本実施形態において、外車室１２の底面１２５にリブ１７が固定されている。また、底面１２５に補強板１８が固定されている。第３アンカ部材５５は、リブ１７及び補強板１８のそれぞれに固定される。
【００９１】
図１４は、本実施形態に係るリブ１７と補強板１８と第３アンカ部材５５との関係を示す模式図である。図１４に示すように、リブ１７及び補強板１８は底面１２５に固定される。補強板１８は、リブ１７と間隙を介して対向する。第３アンカ部材５５は、リブ１７及び補強板１８のそれぞれに固定される。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態においては、第１アンカ部材４０は、外車室１２の下面１２４に固定される。本実施形態においても、外車室１２の横方向の変位が抑制される。また、第１アンカ部材４０が軸方向に複数設けられることにより、外車室１２の横方向（Ｙ軸方向）の変位のみならず、θＺ方向の変位（回転）も抑制される。
【００９３】
また、本実施形態においては、外車室１２の底面１２５に第３アンカ部材５５が設けられる。これにより、内車室１１の横方向の変位が抑制され、低圧蒸気タービン５の性能の低下が抑制される。
【００９４】
また、本実施形態においては、底面１２５にリブ１７が設けられることにより、外車室１２の剛性が確保される。また、底面１２５にリブ１７及び補強板１８が設けられ、第３アンカ部材５５がリブ１７及び補強板１８のそれぞれに固定されることにより、外車室１２の十分な剛性が確保される。
【００９５】
また、本実施形態においては、第１アンカ部材４０と第３アンカ部材５５とは、軸方向及び横方向において同一位置に配置される。したがって、外車室１２及び内車室１１の変位は効果的に抑制される。
【符号の説明】
【００９６】
１  蒸気タービンシステム、２  蒸気発生器、３  高圧蒸気タービン、４  湿分分離加熱器、５  低圧蒸気タービン、６  発電機、７  タービン架台、８  タービンロータ、９  中間胴、１０  コンデンサ、１１  内車室、１１Ａ  上半部、１１Ｂ  下半部、１２  外車室、１２Ａ  上半部、１２Ｂ  下半部、１３  蒸気導入口、１４  排気口、１５  翼列、１６  伸縮部材、１７  リブ、１８  補強板、１９  排気室、２３  下面、２４  フランジ部、２５  プレート部材、２６  上面、２７  プレート部、３０  排気通路、４０  第１アンカ部材、５０  第２アンカ部材、５５  第３アンカ部材、５８  第４アンカ部材、６０  支持部材、７０  支持部材、７１  上面、７２  支持面、７３  対向面、９０  流路、９１  流入口、９２  流出口、１２１  外側面、１２２  開口、１２３  コーン部、１２４  下面、１２５  底面、１４１  第１排気口、１４２  第２排気口、３０１  第１排気通路、３０２  第２排気通路、５０１  第２アンカ部材、５０２  第２アンカ部材、６０１  端面、６０２  支持面、６０３  凹部。
【図１】
2018066303.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018066303.tif 000008
【図７】
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【図８】
2018066303.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2018066303.tif 000013
【図１２】
2018066303.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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