(57)【要約】【課題】熱伸び量に応じて、より精緻かつ安定的に車室を変位させることが可能な蒸気タービンシステム、蒸気タービンを提供する。【解決手段】蒸気タービンシステムは、軸線に沿って延びるロータと、ロータを回転可能に支持する軸受と、軸受を支持する軸受台と、ロータを囲う車室と、車室の端部から突出する被支持部９，１０と、被支持部９，１０を支持する支持部７と、支持部７と被支持部９，１０との間に配置されて、支持部７に対して被支持部９，１０を上下方向に変位させることが可能な変位手段８と、軸受台の温度を検出する第１センサと、支持部の温度を検出する第２センサと、第１センサと第２センサとの検出値の差分に基づいて、変位手段８を駆動させる制御装置と、を備える。【選択図】図３
2019090391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線に沿って延びるロータと、
該ロータを軸線回りに回転可能に支持する軸受と、
該軸受を下方から支持する軸受台と、
前記ロータを外周側から囲う車室と、
該車室の前記軸線方向の端部から突出する被支持部と、
該被支持部を下方から支持する支持部と、
前記支持部と前記被支持部との間に配置されて、前記支持部に対して前記被支持部を上下方向に変位させることが可能な変位手段と、
前記支持部の温度を検出する第一センサと、
前記軸受台の温度を検出する第二センサと、
前記第一センサと前記第二センサとの検出値の差分に応じて、前記変位手段を駆動させる制御装置と、
を備える蒸気タービンシステム。
【請求項２】
前記変位手段は、
前記支持部の上端面と、前記被支持部における前記上端面と対向する下端面との間に配置され、水平方向に延びる回転軸回りに回転可能な回転体を有し、
該回転体は、前記回転軸方向から見て、円形の断面を有する回転体本体と、該回転体本体の外周面から前記回転軸に直交する方向に突出する少なくとも１つの突出部と、を有する請求項１に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項３】
前記突出部の表面は、前記回転体本体の外周面に対して滑らかな曲面で接続されている請求項２に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項４】
前記回転体の前記回転軸は、水平方向における前記軸線と直交する方向に延びている請求項２又は３に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項５】
前記回転体は、前記回転軸方向から見て、楕円形の断面を有する請求項２から４のいずれか一項に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記検出値の差分が最も大きい場合に、前記突出部の頂部が前記上端面及び前記下端面のいずれか一方に当接するように前記回転体を駆動する請求項２から６のいずれか一項に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項７】
軸線に沿って延びるロータと、
該ロータを軸線回りに回転可能に支持する軸受と、
該軸受を下方から支持する軸受台と、
前記ロータを外周側から囲う車室と、
該車室の前記軸線方向の端部から突出する被支持部と、
該被支持部を下方から支持する支持部と、
前記支持部と前記被支持部との間に配置されて、前記支持部に対して前記被支持部を上下方向に変位させることが可能な変位手段と、
を備え、
前記変位手段は、
前記支持部の上端面と、前記被支持部における前記上端面と対向する下端面との間に配置され、水平方向に延びる回転軸回りに回転可能な回転体を有し、
該回転体は、前記回転軸方向から見て、円形の断面を有する回転体本体と、該回転体本体の外周面から、前記回転軸に直交する方向に突出する少なくとも１つの突出部を有する蒸気タービン。
【請求項８】
前記突出部の表面は、前記回転体本体の外周面に対して滑らかな曲面で接続されている請求項７に記載の蒸気タービン。
【請求項９】
前記回転体の前記回転軸は、水平方向における前記軸線と直交する方向に延びている請求項７又は８に記載の蒸気タービン。
【請求項１０】
前記回転体は、前記回転軸方向から見て、楕円形の断面を有する請求項７から９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】
本発明は、蒸気タービンシステム、蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に蒸気タービンは、軸線回りに回転するロータと、このロータを外周側から覆う車室と、を備えている。ロータの外周面上には複数の動翼が配列されており、車室の内周面上にはこれら動翼に対向するように複数の静翼が配列されている。さらに、車室には蒸気を取り入れる吸気口及び蒸気を排出する排気口が形成されている。吸気口から車室内に流入した高温高圧の蒸気は、動翼と静翼とに順次衝突することで、動翼を介してロータに回転エネルギーを与える。このようにして、蒸気の持つ熱エネルギーがロータの軸端から運動エネルギーとして取り出され、発電機の駆動等、種々の利用に供される。
【０００３】
ロータは、軸受を介して軸受台によって下方から支持されている。車室は、その中心軸がロータの軸線と同軸となるように、支持部によって下方から支持されている。ここで、蒸気タービンの運転中には、高温高圧の蒸気によって車室、及びロータに熱伸びが生じる。車室、及びロータの熱は、上記の軸受台、支持部にも伝播する。しかしながら、軸受台と支持部との間で熱伸び量の差が生じることが知られている。この熱伸び量の差により、軸受台と支持部の高さ位置に差が生じる。すると、ロータが所期の状態に対して傾いてしまい、ロータと車室との間のクリアランスに不均衡を生じる可能性がある。
【０００４】
上記のような熱伸びによるクリアランスの不均衡を低減するための措置として、例えば下記特許文献１に記載された構成が知られている。特許文献１に記載された装置では、車室に設けられた温度計の計測値に基づいて、高さ調整装置（油圧シリンダ）によって、車室の上半部（上半ケーシング）の高さ位置が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２７０６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記の熱伸びによる車室の上下方向における変位は高々１ｍｍ程度であることが知られている。しかしながら、上記特許文献１に記載された装置では、上半ケーシングの高さ調整装置として油圧シリンダが用いられているため、精緻な高さ調整が難しい場合がある。油圧シリンダが過大に動作した場合、ロータと車室との間のクリアランスが急激に変化し、蒸気タービンの性能に影響を及ぼす可能性もある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、熱伸び量に応じて、より精緻かつ安定的に車室を変位させることが可能な蒸気タービンシステム、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】
【０００８】
本発明の第一の態様によれば、蒸気タービンシステムは、軸線に沿って延びるロータと、該ロータを軸線回りに回転可能に支持する軸受と、該軸受を下方から支持する軸受台と、前記ロータを外周側から囲う車室と、該車室の前記軸線方向の端部から突出する被支持部と、該被支持部を下方から支持する支持部と、前記支持部と前記被支持部との間に配置されて、前記支持部に対して前記被支持部を上下方向に変位させることが可能な変位手段と、前記支持部の温度を検出する第一センサと、前記軸受台の温度を検出する第二センサと、前記第一センサと前記第二センサとの検出値の差分に基づいて、前記変位手段を駆動させる制御装置と、を備える。
【０００９】
この構成によれば、第一センサによって検出された支持部の温度と、第二センサによって検出された軸受台の温度の差分に基づいて、変位手段が車室を上下方向に変位させる。ここで、蒸気タービンの起動時には、支持部と軸受台との間で熱伸び量に差分が生じることが知られている。特に、軸受台には支持部よりも大きな熱伸びが生じる。上記の構成によれば、支持部と軸受台の温度差、即ち熱伸び量の差に基づいて、車室を上方に変位させることができる。これにより、車室と軸受の高さ位置が一致し、ロータに傾きを生じる可能性を低減することができる。
【００１０】
本発明の第二の態様によれば、前記変位手段は、前記支持部の上端面と、前記被支持部における前記上端面と対向する下端面との間に配置され、水平方向に延びる回転軸回りに回転可能な回転体を有し、該回転体は、前記回転軸方向から見て、円形の断面を有する回転体本体と、該回転体本体の外周面から前記回転軸に直交する方向に突出する少なくとも１つの突出部と、を有してもよい。
【００１１】
この構成によれば、回転体が回転軸回りに回転することで、回転体の突出部が被支持部の下端面を上方に押し上げる。これにより、円滑に車室を上方に変位させることができる。さらに、変位量の最大値を、突出部の突出高さによって規定することができる。言い換えると、突出部の突出高さ以上に車室が変位することがない。これにより、油圧シリンダ等を用いた場合に比べて、より安全かつ安定的に車室を変位させることができる。
【００１２】
本発明の第三の態様によれば、前記突出部の表面は、前記回転体本体の外周面に対して滑らかな曲面で接続されていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、回転体が回転軸回りに回転することで、回転体の突出部が被支持部の下端面を上方に押し上げる。これにより、円滑に車室を上方に変位させることができる。特に、突出部が回転体本体に滑らかに接続されているため、車室の高さ位置を連続的かつ安定的に変化させることができる。
【００１４】
本発明の第四の態様によれば、前記回転体の前記回転軸は、水平方向における前記軸線と直交する方向に延びていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、回転軸が水平方向における軸線と直交する方向に延びていることから、車室に軸線方向の熱伸びが生じた場合であっても、当該熱伸びを回転軸と直交する方向に向かって逃がすことができる。
【００１６】
本発明の第五の態様によれば、前記回転体は、前記回転軸方向から見て、楕円形の断面を有してもよい。
【００１７】
この構成によれば、回転体が楕円形の断面を有していることで、車室の高さ位置を連続的かつ安定的に変化させることができる。
【００１８】
本発明の第六の態様によれば、前記制御装置は、前記検出値の差分が最も大きい場合に、前記突出部が前記上端面及び前記下端面のいずれか一方に当接するように前記回転体を駆動してもよい。
【００１９】
この構成によれば、検出値の差分が最も大きい場合に、突出部が上端面及び下端面のいずれか一方に当接する。即ち、支持部と軸受台の温度差が最大となった時に、車室を最も上方に変位させることができる。これにより、熱伸びによる支持部と軸受台の高さ位置の変化を最大限吸収することができる。
【００２０】
本発明の第七の態様によれば、軸線に沿って延びるロータと、該ロータを軸線回りに回転可能に支持する軸受と、該軸受を下方から支持する軸受台と、前記ロータを外周側から囲う車室と、該車室の前記軸線方向の端部から突出する被支持部と、該被支持部を下方から支持する支持部と、前記支持部と前記被支持部との間に配置されて、前記支持部に対して前記被支持部を上下方向に変位させることが可能な変位手段と、を備え、前記変位手段は、前記支持部の上端面と、前記被支持部における前記上端面と対向する下端面との間に配置され、水平方向に延びる回転軸回りに回転可能な回転体を有し、該回転体は、前記回転軸方向から見て、円形の断面を有する回転体本体と、該回転体本体の外周面から、前記回転軸に直交する方向に突出する少なくとも１つの突出部を有する。
【００２１】
蒸気タービンの起動時には、支持部と軸受台との間で熱伸び量に差分が生じることが知られている。特に、軸受台には支持部よりも大きな熱伸びが生じる。上記の構成によれば、支持部と軸受台の温度差、即ち熱伸び量の差に基づいて、車室を上方に変位させることができる。これにより、車室と軸受の高さ位置が一致し、ロータに傾きを生じる可能性を低減することができる。さらに、この構成によれば、回転体が回転軸回りに回転することで、回転体の突出部が被支持部の下端面を上方に押し上げる。これにより、円滑に車室を上方に変位させることができる。さらに、変位量の最大値を、突出部の突出高さによって規定することができる。言い換えると、突出部の突出高さ以上に車室が変位することがない。これにより、油圧シリンダ等を用いた場合に比べて、より安全かつ安定的に車室を変位させることができる。
【００２２】
本発明の第八の態様によれば、前記突出部の表面は、前記回転体本体の外周面に対して滑らかな曲面で接続されていてもよい。
【００２３】
この構成によれば、回転体が回転軸回りに回転することで、回転体の突出部が被支持部の下端面を上方に押し上げる。これにより、円滑に車室を上方に変位させることができる。特に、突出部が回転体本体に滑らかに接続されているため、車室の高さ位置を連続的かつ安定的に変化させることができる。
【００２４】
本発明の第九の態様によれば、前記回転体の前記回転軸は、水平方向における前記軸線と直交する方向に延びていてもよい。
【００２５】
この構成によれば、回転軸が水平方向における軸線と直交する方向に延びていることから、車室に軸線方向の熱伸びが生じた場合であっても、当該熱伸びを回転軸と直交する方向に向かって逃がすことができる。
【００２６】
本発明の第十の態様によれば、前記回転体は、前記回転軸方向から見て、楕円形の断面を有してもよい。
【００２７】
この構成によれば、回転体が楕円形の断面を有していることで、車室の高さ位置を連続的かつ安定的に変化させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、熱伸び量に応じて、より精緻かつ安定的に車室を変位させることが可能な蒸気タービンシステム、蒸気タービンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸気タービンシステムの構成を示す全体図である。
【図２】本発明の実施形態に係る蒸気タービンの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る変位手段の構成を示す断面図であって、回転体が０°位置にある状態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る変位手段の構成を示す断面図であって、回転体が９０°位置にある状態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る制御装置のハードウェア構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に係る制御装置による制御の様子を示すグラフであって、（ａ）は支持部と軸受台の温度変化を示し、（ｂ）は回転体の回転角度を示し、（ｃ）はクリアランス及び支持台と軸受台の変形量の差を示している。
【図８】本発明の実施形態に係る変位手段の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態について、図面を参照して説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る蒸気タービンシステム１００は、蒸気タービン１と、第一センサＳ１と、第二センサＳ２と、制御装置９０と、を備えている。
【００３１】
図１に示すように、蒸気タービン１は、軸線Ｏ方向に沿って延びるロータ３と、ロータ３を外周側から覆うケーシング２（車室）と、ロータ３の軸端１１を軸線Ｏ回りに回転可能に支持する軸受（ジャーナル軸受４、及びスラスト軸受５）と、これら軸受を下方から支持する軸受台６と、ケーシング２から軸線方向に突出する被支持部２Ａと、被支持部２Ａを下方から支持する支持部７と、被支持部２Ａを支持部７に対して変位させることが可能な変位手段８と、を備えている。
【００３２】
ロータ３は複数の動翼３０を有している。ロータ３の周方向に一定の間隔をもって複数の動翼３０が配列される。軸線Ｏ方向においても、一定の間隔を持って複数の動翼３０の列が配列される。動翼３０は、翼本体３１と、動翼シュラウド３４（シュラウド）と、を有している。翼本体３１は、蒸気タービンロータ３の外周面から径方向外側に向かって突出している。翼本体３１は、径方向から見て翼型の断面を有する。翼本体３１の先端部（径方向外側の端部）には、動翼シュラウド３４が設けられている。
【００３３】
ケーシング２は、ロータ３を外周側から覆う略筒状をなしている。ケーシング２の軸線Ｏ方向一方側には、蒸気を取り込む蒸気供給管１２が設けられている。ケーシング２の軸線Ｏ方向他方側には、蒸気を排出する蒸気排出管１３が設けられている。以降の説明では、蒸気排出管１３から見て蒸気供給管１２が位置する側を上流側と呼び、蒸気供給管１２から見て蒸気排出管１３が位置する側を下流側と呼ぶ。
【００３４】
ケーシング２の内周面に沿って複数の静翼２１が設けられている。静翼２１は、静翼台座２４を介してケーシング２の内周面に接続される羽根状の部材である。さらに、静翼２１の先端部（径方向内側の端部）には、静翼シュラウド２２が設けられている。動翼３０と同様に、静翼２１は内周面の周方向及び軸線Ｏ方向に沿って複数配列される。動翼３０は、隣り合う複数の静翼２１の間の領域に入り込むようにして配置される。
【００３５】
ケーシング２の内部において、静翼２１と動翼３０が配列された領域は、作動流体である蒸気Ｓが流通する主流路２０を形成する。蒸気タービンケーシング２の内周面と動翼シュラウド３４との間には、軸線Ｏに対する径方向外側に向かって凹む凹部５０が周方向全域にわたって形成されている。
【００３６】
ジャーナル軸受４は、軸線Ｏに対する径方向への荷重を支持する。ジャーナル軸受４は、蒸気タービンロータ３の両端に１つずつ設けられている。スラスト軸受５は、軸線Ｏ方向への荷重を支持する。スラスト軸受５は、蒸気タービンロータ３の上流側の端部にのみ設けられている。
【００３７】
蒸気Ｓは、上流側の蒸気供給管１２を介して、上述のように構成された蒸気タービン１に供給される。その後、蒸気タービンロータ３の回転に伴って静翼２１と動翼３０の列を通過し、やがて下流側の蒸気排出管１３を通じて後続の装置（不図示）に向かって排出される。
【００３８】
図２に示すように、ケーシング２は、上下方向に２分割されている。具体的には、ケーシング２は、当該ケーシング２の上半部をなす上半ケーシング２ａと、下半部をなす下半ケーシング２ｂと、を有している。上半ケーシング２ａ、下半ケーシング２ｂはともに半円筒状をなしている。上半ケーシング２ａは、下半ケーシング２ｂの上方に配置される。詳しくは後述するが、上半ケーシング２ａ及び下半ケーシング２ｂは、上述の被支持部２Ａを介して、床面上に設置された支持部７によって下方から支持されている。被支持部２Ａは、上半ケーシング２ａに設けられた第一被支持部９と、下半ケーシング２ｂに設けられた第二被支持部１０と、を有している。
【００３９】
上半ケーシング２ａの外面には、おおむね軸線Ｏ方向に突出する第一被支持部９が設けられている。より具体的には、第一被支持部９は、上半ケーシング２ａの軸線Ｏ方向両側の端面から軸線Ｏに沿って上半ケーシング２ａから離間するに従って軸線Ｏに直交する方向に延びている。第一被支持部９は、水平面内に広がる略板状をなしている。
【００４０】
下半ケーシング２ｂの外面には、第一被支持部９と上下方向に重なるようにして、第二被支持部１０が設けられている。より具体的には、第二被支持部１０は、下半ケーシング２ｂの軸線Ｏ方向両側の端面から軸線Ｏに沿って下半ケーシング２ｂから離間するに従って軸線Ｏに直交する方向に延びている。第二被支持部１０は、水平面内に広がる略板状をなしている。上半ケーシング２ａと下半ケーシング２ｂとが組み合わされた状態において、第一被支持部９と第二被支持部１０とは上下方向に隙間なく当接している。
【００４１】
第一被支持部９及び第二被支持部１０は、床面上に設けられた支持部７によって下方から支持されている。支持部７は、床面から上方に延びる柱状をなしている。図３に示すように、支持部７の上端面９Ａには、後述する変位手段８が収容される収容部９Ｂと、第二被支持部１０の先端に形成された係合部１０Ａが係合する係合溝９Ｃが形成されている。収容部９Ｂは、上方から下方に向かって円弧状に凹んでいる。収容部９Ｂは、軸線Ｏと直交する水平方向に延びている。係合溝９Ｃは、支持部７の上端面９Ａから下方に向かって凹む角溝状をなしている。収容部９Ｂと係合溝９Ｃは、軸線Ｏ方向に隣接して配列されている。支持部７の表面又は内部には、当該支持部７の温度を検出する第一センサＳ１が設けられている。第一センサＳ１として具体的には、熱伝対等が用いられる。第一センサＳ１によって検出された支持部７の温度は、電気信号として後述の制御装置９０に送られる。
【００４２】
図２に示すように、ジャーナル軸受４及びスラスト軸受５は、床面上に設置された軸受台６によって下方から支持されている。なお、図２では、ジャーナル軸受４のみ図示している。軸受台６は、床面から上方に向かって延びる柱状をなしている。軸受台６の上部には、ジャーナル軸受４を収容する収容孔６Ａが形成されている。軸受台６の表面又は内部には、当該軸受台６の温度を検出する第二センサＳ２が設けられている。第二センサＳ２として具体的には、熱伝対等が用いられる。第二センサＳ２によって検出された支持部７の温度は、電気信号として後述の制御装置９０に送られる。
【００４３】
変位手段８は、ケーシング２を上下方向に変位させるために用いられる。変位手段８は、上述の収容部９Ｂに収容された回転体８Ａと、回転体８Ａを駆動する駆動部８８と、を有している。再び図３に示すように、回転体８Ａは、支持部７の上端面９Ａに形成された収容部９Ｂに収容されている。回転体８Ａは、軸線Ｏに直交する水平方向に延びる柱状をなしている。回転体８Ａは、自身の中心軸（回転軸Ａ）回りに回転可能とされている。回転軸Ａ方向から見て、本実施形態に係る回転体８Ａは、楕円形の断面形状を有している。より詳細には、回転体８Ａは、円形断面を有する回転体本体８１Ａと、回転体本体８１Ａの外周面から回転軸Ａに直交する方向に突出する少なくとも１つの突出部８１Ｂを有している。
【００４４】
本実施形態では、回転体８Ａの外周面に２つの突出部８１Ｂが互いに離間する方向に形成されることで、回転体８Ａは、楕円形の断面形状を有している。突出部８１Ｂの表面は、回転体本体８１Ａの外周面に対して滑らかな曲面で接続されている。図３は、回転体８Ａの長軸が軸線Ｏ方向、つまり水平方向に一致している状態を示している。以下の説明では、この状態を回転体８Ａが０°位置にあると表現する。また、図４に示すように、回転体８Ａの長軸が軸線Ｏに直交する方向、つまり上下方向に一致している状態を、回転体８Ａが９０°位置にあると表現する。０°位置において、回転体８Ａの短軸方向両側における端面は、上述の第一被支持部９の下端面９ａ及び収容部９Ｂの底面に当接している。駆動部８８は、例えば油圧モータや電動機等によって構成され、回転体８Ａに回転力を付加する。
【００４５】
制御装置９０は、図５に示すように、ＣＰＵ９１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ９２（Read Only Memory）、ＲＡＭ９３（Random Access Memory）、ＨＤＤ９４（Hard Disk Drive）、信号受信モジュール９５（I/O：Input/Output）を備えるコンピュータである。信号受信モジュール９５は、第一センサＳ１、及び第二センサＳ２からの信号を受信する。信号受信モジュール９５は、例えばチャージアンプ等を介して増幅された信号を受信してもよい。
【００４６】
図６に示すように、制御装置９０のＣＰＵ９１は予め自装置で記憶するプログラムを実行することにより、制御部８１、差分検出部８２、駆動制御部８３を有する。制御部８１は制御装置９０に備わる他の機能部を制御する。差分検出部８２は、信号受信モジュールを介して第一センサＳ１、及び第二センサＳ２から受信した、支持部７の温度、及び軸受台６の温度の差分を演算によって導出する。駆動制御部８３は、差分検出部８２で検出された温度の差分に基づいて、上述の駆動部８８の駆動量（回転体８Ａの回転角度）を算出し、当該駆動部８８を駆動させる。駆動部８８によって回転体８Ａは自身の回転軸Ａ回りに回動する。
【００４７】
続いて、本実施形態に係る蒸気タービンシステム１００の動作について説明する。蒸気タービン１を駆動するに当たっては、外部の蒸気供給源（不図示）から、高温高圧の蒸気が蒸気供給管１２を通じてケーシング２の内部（主流路２０）に供給される。蒸気は、主流路２０に沿って、上流側から下流側に向かって流れる流れを形成する。この蒸気の流れは、静翼２１と動翼３０とに交互に衝突することで、動翼３０を介してロータ３に回転力を与える。ロータ３の回転は軸端から取り出されて、発電機等（不図示）の外部機器を駆動する。
【００４８】
ここで、蒸気タービン１の起動時には、高温高圧の蒸気の流入に伴って、ケーシング２の温度が上昇する。ケーシング２の温度上昇は、第一被支持部９、及び第二被支持部１０を介して、支持部７に伝播する。さらに、ロータ３の回転に伴って、ジャーナル軸受４（スラスト軸受５）の油膜厚さも大きくなるとともに、摩擦による熱が発生する。この熱は、軸受台６に伝播する。起動時には、ケーシングの温度上昇と、軸受の温度上昇との間に差分が生じることが知られている。この差分により、起動時における支持部７の熱伸び量と、軸受台６の熱伸び量との間に差分が生じる。特に、起動初期においては、軸受台６の熱伸び量が支持部７の熱伸び量を上回る。この熱伸びの差により、ロータ３に傾きが生じてしまう場合がある。ロータ３に傾きが生じると、ケーシングの内面とロータ３との間のクリアランスが維持できず、蒸気タービン１が所期の性能を発揮できない可能性がある。
【００４９】
そこで、本実施形態に係る蒸気タービンシステム１００では、上述の変位手段８によって、ケーシング２を上方に変位させる。より具体的には、第一センサＳ１で検出された支持部７の温度と、第二センサＳ２で検出された軸受台６の温度との差分を差分検出部８２で導出する。次に、温度の差分に基づいて、駆動制御部８３は、回転体８Ａの回転角度を算出し、当該角度に応じた駆動信号を駆動部８８（回転体８Ａ）に送出する。これにより、回転体８Ａは回動し、図４に示すように第一被支持部９が上方に変位する。即ち、軸受台６の高さとケーシング２の高さが一致した状態となる。
【００５０】
より具体的には蒸気タービンシステム１００では、図７に示すような制御が行われる。図７（ａ）のグラフは、支持部７の温度、及び軸受台６の温度の時間変化を表している。グラフ中の実線は支持部７の温度を示し、鎖線は軸受台６の温度を示している。同グラフに示すように、蒸気タービン１の起動初期において、軸受台６の温度上昇は、支持部７の温度上昇よりも早く始まり、その差分は時刻ｔ１において最大となる。
【００５１】
この温度の差分に基づいて、回転体８Ａは、図７（ｂ）のグラフに示すような動作をする。図７（ｂ）のグラフは、回転体８Ａの回転角度（°）の時間変化を表している。同グラフに示すように、支持部７と軸受台６の温度差が最も大きい時刻ｔ１において、回転体８Ａは９０°位置まで徐々に回転し、定格運転時には約４５°位置で維持される。即ち、温度差が最も大きくなった時点で、回転体８Ａの回転角度を９０°とすることで、ケーシング２は最も上方に変位する。図７（ｃ）は、ケーシング２とロータ３のクリアランスの時間変化と、支持部７と軸受台６の変位差の時間変化を表すグラフである。同グラフ中の実線は支持部７と軸受台６の変位差の時間変化を表し、鎖線はクリアランスの時間変化を表している。
【００５２】
以上、説明したように、本実施形態に係る蒸気タービンシステム１００では、第一センサＳ１によって検出された支持部７の温度と、第二センサＳ２によって検出された軸受台６の温度の差分に基づいて、変位手段８がケーシング２を上下方向に変位させる。ここで、蒸気タービン１の起動時には、支持部７と軸受台６との間で熱伸び量に差分が生じることが知られている。特に、軸受台６には支持部７よりも大きな熱伸びが生じる。上記の構成によれば、支持部７と軸受台６の温度差、即ち熱伸び量の差に基づいて、ケーシング２を上方に変位させることができる。これにより、ケーシング２と軸受の高さ位置が一致し、ロータ３に傾きを生じる可能性を低減することができる。
【００５３】
さらに、上記の構成によれば、回転体８Ａが回転軸Ａ回りに回転することで、回転体８Ａの突出部８１Ｂが被支持部２Ａの下端面９ａを上方に押し上げる。これにより、円滑にケーシング２を上方に変位させることができる。さらに、変位量の最大値を、突出部８１Ｂの突出高さによって規定することができる。言い換えると、突出部８１Ｂの突出高さ以上にケーシング２が変位することがない。これにより、油圧シリンダ等を用いた場合に比べて、より安全かつ安定的に車室を変位させることができる。
【００５４】
加えて、上記の構成によれば、回転体８Ａが回転軸Ａ回りに回転することで、回転体８Ａの突出部８１Ｂが被支持部２Ａの下端面９ａを上方に押し上げる。これにより、円滑にケーシング２を上方に変位させることができる。特に、突出部８１Ｂが回転体本体８１Ａに滑らかに接続されているため、ケーシング２の高さ位置を連続的かつ安定的に変化させることができる。
【００５５】
さらに、上記の構成によれば、回転軸Ａが水平方向における軸線Ｏと直交する方向に延びていることから、ケーシング２に軸線Ｏ方向の熱伸びが生じた場合であっても、当該熱伸びを回転軸Ａと直交する方向に向かって逃がすことができる。
【００５６】
加えて、上記の構成によれば、回転体８Ａが楕円形の断面を有していることで、車室の高さ位置を連続的かつ安定的に変化させることができる。
【００５７】
さらに加えて、上記の構成によれば、検出値の差分が最も大きい場合に、突出部８１Ｂが上端面９Ａ及び下端面９ａのいずれか一方に当接する。即ち、支持部７と軸受台６の温度差が最大となった時に、車室を最も上方に変位させることができる。これにより、熱伸びによる支持部７と軸受台６の高さ位置の変化を最大限吸収することができる。
【００５８】
以上、本発明の第一実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、回転体８Ａが楕円形の断面を有している例（即ち、回転体８Ａが２つの突出部８１Ｂを有している例）について説明した。しかしながら、回転体８Ａの態様は上記に限定されず、例えば図８に示すように、回転体８Ａが１つのみの突出部８１Ｂを有する構成を採ることも可能である。このような構成によっても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１００…蒸気タービンシステム
１…蒸気タービン
２…ケーシング
２Ａ…被支持部
３…ロータ
４…ジャーナル軸受
５…スラスト軸受
６…軸受台
６Ａ…収容孔
７…支持部
８…変位手段
８Ａ…回転体
９…第一被支持部
９ａ…下端面
９Ａ…上端面
９Ｂ…収容部
９Ｃ…係合溝
１０…第二被支持部
１０Ａ…係合部
１１…軸端
１２…蒸気供給管
１３…蒸気排出管
２０…主流路
２４…静翼台座
３０…動翼
３１…翼本体
３４…動翼シュラウド
５０…凹部
８１Ａ…回転体本体
８１Ｂ…突出部
８１…制御部
８２…差分検出部
８３…駆動制御部
８８…駆動部
９０…制御装置
９１…ＣＰＵ
９２…ＲＯＭ
９３…ＲＡＭ
９４…ＨＤＤ
９５…Ｉ／Ｏ
Ａ…回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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