(57)【要約】【課題】  低圧内部車室を含む内部車室の熱変形を抑制して、かかる熱変形に伴なう静翼と動翼との接触事故の発生を防止したタービン車室を提供する。【解決手段】  蒸気入口通路が形成された入口管台のタービン軸方向両側に、複数の静翼が取付けられて前記軸方向に複数段並設された静翼環を支持する外壁部が形成されたタービン車室において、前記入口管台を鋳造品で構成するとともに、前記外壁部を溶接構造で構成して、該入口管台と外壁部とを溶接にて接合したことを特徴とする。【選択図】    図１
2007009820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気入口通路が形成された入口管台のタービン軸方向両側に、複数段の静翼環を支持する外壁部が形成されたタービン車室において、前記入口管台を鋳造品で構成するとともに、前記外壁部を溶接構造で構成して、該入口管台と外壁部とを溶接にて接合したことを特徴とするタービン車室。
【請求項２】
前記外壁部の内周に隔壁を段落毎に設けて、該隔壁に前記静翼環を支持する静翼環支持部を溶接にて接合したことを特徴とする請求項１記載のタービン車室。
【請求項３】
前記入口管台は、高温となる蒸気入口部を鋳造品で構成するとともに下流部を溶接構造で構成し、両者を溶接にて接合してなることを特徴とする請求項１記載のタービン車室。
【請求項４】
前記入口管台及び前記外壁部のうち高温となる前段内部及び該外壁部の内周に設けられて前記静翼環を支持する静翼環支持部を鋳造品で一体形成し、低温となる排気側後段部を溶接構造で構成して前記前段内部と溶接にて接合したことを特徴とする請求項１記載のタービン車室。
【請求項５】
蒸気入口通路が形成された入口管台のタービン軸方向両側に、複数段の静翼環を支持する外壁部が形成されたタービン車室において、前記入口管台及び外壁部を鋳造品で一体形成するとともに、前記外壁部の内周に前記各段の静翼環を支持する静翼環支持部を前記入口管台及び外壁部と一体形成したことを特徴とするタービン車室。
【請求項６】
蒸気入口通路が形成された入口管台のタービン軸方向両側に、複数段の静翼環を支持する外壁部が形成されたタービン車室において、前記入口管台を溶接構造で構成し、前記外壁部は高温となる前段内部を鋳造品で構成して内周に前記静翼環を支持する静翼環支持部を一体形成するとともに、低温となる排気側後段部を溶接構造で構成し、前記入口管台及び外壁部の前段内部及び外壁部の後段部を溶接にて接合したことを特徴とするタービン車室。
【請求項７】
蒸気入口通路が形成された入口管台のタービン軸方向両側に、複数段の静翼環を支持する外壁部が形成されたタービン車室において、前記入口管台及び外壁部を溶接構造で構成し、前記外壁部の内周に隔壁を段落毎に設けて該隔壁に前記静翼環を支持する静翼環支持部を溶接にて接合し、さらに前記入口管台と隔壁との間に軸方向に延びるステーを溶接接合したことを特徴とするタービン車室。
【請求項８】
蒸気入口通路が形成された入口管台のタービン軸方向両側に、複数段の静翼環を支持する外壁部が形成されたタービン車室において、前記入口管台及び外壁部を溶接構造で構成し、前記外壁部の内周に前記静翼環を支持する静翼環支持部を溶接接合したことを特徴とするタービン車室。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として低圧蒸気タービン車室に適用され、蒸気入口通路が形成された入口管台のタービン軸方向両側に、複数段の静翼環を支持する外壁部が形成されたタービン車室に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、たとえば特許文献１（特開平９−３２５０５号公報）にて提供されている、蒸気タービンにおける低圧タービンのタービン軸心線に沿う概略断面図である。
図９において、１０２は低圧ロータ（低圧タービンロータ）、１０４は該低圧ロータ１０２の外周に複数段（この例では左右各６段）植設された動翼、１０５は前記各動翼１０４の蒸気入口側に設置された静翼である。
１００は低圧内部車室で、該低圧内部車室１００の内周に前記各静翼１０５が取り付けられている。１０１は前記低圧内部車室１００の外側を覆う低圧外部車室である。１０は内部に主蒸気入口通路１０３が形成された入口管台、１０６は排気口、１０３ａは主蒸気入口中心である。
【０００３】
図９において、主蒸気は図の矢印のように流れて、主蒸気入口通路１０３から第１段の静翼１０５に流入し、第１段の動翼１０４から最終段の動翼１０４へと流れて膨張仕事を行ない、排気口１０６から図示しない復水器へと導入される。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３２５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０は、図９に示されるような低圧蒸気タービンにおける低圧内部車室の概略構造を示す主蒸気入口中心の後側半分の模式図である。
図において、１００は低圧内部車室で、主蒸気入口通路１０３（１０３ａは主蒸気入口中心）を構成する入口管台１０、外壁部２、該外壁部２の内周に段落毎に設けられた隔壁４、及び各隔壁４の内周に設けられた静翼環支持部１７、隔壁４間の補強板５を溶接接合して構成されている。前記各静翼環支持部１７は各段の静翼環１０７を支持している。１０５は静翼である。
【０００６】
かかる低圧蒸気タービンにおいては、図１０に示されるように、タービン運転中において低圧内部車室１００は、高温側の入口管台１０部分と低温側の排気口１０６（図９参照）部分との伸び差によって、図１０のＮ矢印及びＭ矢印で示すような、高温の入口管台１０側の外壁２がタービン軸方向に伸びるとともに該入口管台１０が蒸気入口側に伸びるような熱変形が発生する。
このような低圧内部車室１００の熱変形が発生すると、隔壁４の曲げ変形によって該低圧内部車室１００内周側の静翼環支持部１７が図のＳ矢印のようにタービン軸方向に曲げ変形を起こして、静翼１０５と回転している動翼１０４（図９参照）とが接触するという事故が発生する。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、低圧内部車室を含む内部車室の熱変形を抑制して、かかる熱変形に伴なう静翼と動翼との接触事故の発生を防止したタービン車室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】
本発明はかかる目的を達成するもので、蒸気入口通路が形成された入口管台のタービン軸方向両側に、複数段の静翼環を支持する外壁部が形成されたタービン車室において、前記入口管台を鋳造品で構成するとともに、前記外壁部を溶接構造で構成して、該入口管台と外壁部とを溶接にて接合したことを特徴とする。
【０００９】
かかる発明において、好ましくは次のように構成する。
（１）前記外壁部の内周に隔壁を段落毎に設けて、該隔壁に前記静翼環を支持する静翼環支持部を溶接にて接合する。
（２）前記入口管台は、高温となる蒸気入口部を鋳造品で構成するとともに下流部を溶接構造で構成し、両者を溶接にて接合する。
（３）前記入口管台及び前記外壁部のうち高温となる前段内部及び該外壁部の内周に設けられて前記静翼環を支持する静翼環支持部を鋳造品で一体形成し、低温となる排気側後段部を溶接構造で構成して前記前段内部と溶接にて接合する。
【００１０】
かかる発明によれば、高温になる入口管台の前部または高温側の一部、あるいは高温になる外壁の前段内部を鋳造品で構成することによって、熱変形に対する剛性が増大して内部車室の熱変形を抑制できて、入口管台及び外壁部の熱変形に伴う静翼環支持部の変形による静翼と動翼との接触事故の発生を防止できる。
また、比較的低温の外壁部側は軽量の溶接構造にしたので、内部車室全体の重量増加を抑制でき、従って内部車室の重量増加を伴うことなく前記のような内部車室の熱変形を抑制できる。
【００１１】
また本発明は、前記タービン車室において、前記入口管台及び外壁部を鋳造品で一体形成するとともに、前記外壁部の内周に前記静翼環を支持する静翼環支持部を前記入口管台及び外壁部と一体形成したことを特徴とする。
かかる発明によれば、入口管台及び外壁部を含む内部車室全体を鋳造品で構成することによって、熱変形に対する剛性が増大して内部車室の熱変形の抑制効果を増大できるとともに、外壁部の内周に静翼環支持部を入口管台及び外壁部と一体形成したことにより、従来技術のような隔壁が不要となって、内部車室の外径を小さくでき、該内部車室を小形化できる。
【００１２】
また本発明は、前記入口管台を溶接構造で構成し、前記外壁部は高温となる前段内部を鋳造品で構成して内周に前記静翼環を支持する静翼環支持部を一体形成するとともに、低温となる排気側後段部を溶接構造で構成し、前記入口管台及び外壁部の前段部及び外壁部の後段部を溶接にて接合したことを特徴とする。
かかる発明によれば、外壁部のうち、高温となる前段内部を鋳造品で構成することにより、高温部の溶接箇所を減少できて、高温の溶接部に発生する応力を低減できる。
【００１３】
また本発明は、前記入口管台及び外壁部を溶接構造で構成し、前記外壁部の内周に隔壁を段落毎に設けて該隔壁に前記静翼環を支持する静翼環支持部を溶接にて接合し、さらに前記入口管台と隔壁との間に軸方向に延びるステーを溶接接合したことを特徴とする。
かかる発明によれば、高温で熱変形が大きくなる入口管台と隔壁との間に軸方向に延びるステーを溶接接合することにより、前記ステーを溶接接合するという簡単な構造で以って、入口管台の熱変形に対する剛性を増大できる。
【００１４】
また本発明は、前記入口管台及び外壁部を溶接構造で構成し、前記外壁部の内周に前記各段の静翼環を支持する静翼環支持部を溶接接合したことを特徴とする。
かかる発明によれば、入口管台及び外壁部を含む内部車室全体を溶接構造とすることにより、内部車室の重量を軽減できるとともに、外壁部の内周に静翼環支持部を溶接接合したことにより従来技術のような隔壁が不要となって、該静翼環支持部の支持剛性を増大でき、内部車室の重量を小さく保持しつつ熱変形を抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高温になる入口管台あるいは外壁の前段内部を鋳造品で構成することによって、熱変形に対する剛性が増大して内部車室の熱変形を抑制でき、これにより入口管台及び外壁部の熱変形に伴う静翼環支持部の変形による静翼と動翼との接触事故の発生を防止できる。また、比較的低温の外壁部側を軽量の溶接構造に構成すれば、内部車室の重量増加を伴うことなく該内部車室の熱変形を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１７】
図８は本発明が適用される低圧蒸気タービンの斜視図、図９は前記低圧蒸気タービンのタービン軸心線に沿う概略断面図である。
図８〜９において、１０２は低圧ロータ（低圧タービンロータ）、１０４は該低圧ロータ１０２の外周に複数段（この例では左右各６段）植設された動翼、１０５は前記各動翼の蒸気入口側に設置された静翼である。
１００は低圧内部車室で、該低圧内部車室１００の内周に前記各静翼１０５が取り付けられている。１０１は前記低圧内部車室１００の外側を覆う低圧外部車室である。１０は内部に主蒸気入口通路１０３が形成された入口管台、１０６は排気口、１０３ａは主蒸気入口中心である。
【００１８】
図９において、主蒸気は図の矢印のように流れて、主蒸気入口通路１０３から第１段の静翼１０５に流入し、第１段の動翼１０４から最終段の動翼１０４へと流れて膨張仕事を行ない、排気口１０６から図示しない復水器へと導入される。
本発明は、かかる基本構成をそなえた蒸気タービン、特に低圧蒸気タービンにおける内部車室の改良に係るものである。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の第１実施例に係る低圧内部車室の概略構造を示す主蒸気入口中心の後側半分の模式図（図８のＡ−Ａ線概略断面図）である。
図１において、１００は低圧内部車室で、主蒸気入口通路１０３（１０３ａは主蒸気入口中心）を構成する入口管台１０、外壁部２、該外壁部２の内周に段落毎に設けられた隔壁４、及び各隔壁４の内周に設けられた各段落の静翼環支持部１７、隔壁間の補強板５を溶接接合して構成されている。
前記各静翼環支持部１７は、それぞれの内周に各段の静翼環１０７を支持している。１０５は静翼である。
【００２０】
本発明第１実施例においては、前記入口管台１０を鋳鋼（鋳鉄でもよい）で構成し、下端部を第１段の隔壁４に突き合せ溶接４ｂにて接合する。また、前記外壁部２は溶接構造で構成し、前端部を前記入口管台１０の軸方向部分と隅肉溶接１１にて接合し、隔壁４との接合部も隅肉溶接１１にて接合する。さらに前記外壁部２と内周に前記各静翼環支持部１７を支持する隔壁４との接合部も隅肉溶接にて接合する。
【００２１】
かかる第１実施例によれば、高温になる入口管台１０の大部分を鋳鋼（鋳鉄でもよい）で構成することによって、熱変形に対する剛性が増大して低圧内部車室１００の熱変形を抑制できる。これにより、前記入口管台１０及び外壁部２の熱変形に伴う静翼環支持部１０７の変形による静翼１０５と動翼１０４との接触事故の発生を防止できる。
【００２２】
また、比較的低温の外壁部２側は軽量の溶接構造にしたので、低圧内部車室１００全体の重量増加を抑制でき、従って低圧内部車室１００の重量増加を伴うことなく前記のような低圧内部車室１００の熱変形を抑制できる。
さらに、外壁部２の前端部を入口管台１０の軸方向部分と隅肉溶接１１にて接合するとともに、該外壁部２と隔壁４との接合部も隅肉溶接１１にて接合するので、溶接工数を低減できて溶接を含む加工コストを低減できる。
【実施例２】
【００２３】
図２は本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
かかる第２実施例においては、前記入口管台１０は、高温となる蒸気入口部１８を鋳鋼（鋳鉄でもよい）で構成するとともに第１段の隔壁を兼用する下流部１０ｂを溶接構造で構成し、両者を突き合せ溶接４ｅにて接合している。また、前記外壁部２の内周に前記各段の静翼環１０７を支持する静翼環支持部１７を直接に隅肉溶接１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄにて接合している。
その他の構成は、図１の第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
この場合は、入口管台１０のうち最も高温になる蒸気入口部１８のみを高価な鋳鋼製としたので、鋳鋼品の割合が少なく低コストとなる。また、前記外壁部２の内周に静翼環支持部１７を直接に溶接接合したことにより、従来技術のような隔壁４が不要となるとともに、該静翼環支持部１７の支持剛性を増大でき、低圧内部車室１００の重量を小さく保持しつつ熱変形を抑制できる。
【実施例３】
【００２４】
図３は本発明の第３実施例を示す図１対応図である。
かかる第３実施例においては、前記入口管台１０及び前記外壁部２のうち高温となる前段内部２３ａ及び該外壁部２の内周に設けられて前段側の静翼環１０４を支持する静翼環支持部２３ｂを鋳鋼（鋳鉄でもよい）で一体形成し、低温となる外壁部２の排気側後段部２１を溶接構造で構成して前記入口管台１０と隅肉溶接２１ａにて接合する。２２は排気側の静翼環支持部で、外壁部２の排気側後段部２１に隅肉溶接２１ｂにて接合される。
その他の構成は、図１の第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【００２５】
この場合は、入口管台１０及び前記外壁部２のうち高温となる前段内部２３ａ及び静翼環支持部２３ｂを鋳鋼（鋳鉄でもよい）で一体形成し、比較的低温の外壁部２の排気側後段部２１側は軽量の溶接構造にしたので熱変形に対する剛性が増大するとともに、比較的低温の外壁部２側は軽量の溶接構造にしたので低圧内部車室１００全体の重量増加を抑制できる。また、溶接接合部を隅肉溶接１１にて接合したので、溶接工数を低減できて溶接を含む加工コストを低減できる。
【実施例４】
【００２６】
図４は本発明の第４実施例を示す図１対応図である。
かかる第４実施例においては、入口管台１０の入口ダクト部１５ｃ及び外壁部１５ａを鋳鋼（鋳鉄でもよい）で一体形成するとともに、前記外壁部１５ａの内周に各段の静翼環１０７を支持する静翼環支持部１５ｂを前記入口管台１０及び外壁部１５ａと一体形成している。
その他の構成は、図１の第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【００２７】
この場合は、入口管台１０及び外壁部１５ａを含む低圧内部車室１００全体を鋳鋼（鋳鉄でもよい）で構成することによって、熱変形に対する剛性が増大して低圧内部車室１００の熱変形の抑制効果を増大できるとともに、外壁部１５ａの内周に静翼環支持部１５ｂを入口管台１０及び外壁部１５ａと一体形成したことにより、従来技術のような隔壁が不要となって、低圧内部車室１００の外径を小さくでき、該低圧内部車室１００を小形化できる。
【実施例５】
【００２８】
図５は本発明の第５実施例を示す図１対応図である。
かかる第５実施例においては、入口管台１０を溶接構造で構成し、前記外壁部２は高温となる前段内部２０を鋳鋼（鋳鉄でもよい）で構成して、内周に各段の静翼環１０７を支持する静翼環支持部２０ｃを一体形成するとともに、低温となる排気側後段部２１及び排気側の静翼環支持部２２を溶接構造で構成し、前記入口管台１０と外壁部２の前段内部２０とを突き合せ溶接２０ｂにて接合し、該前段内部２０と外壁部２の排気側後段部２１とを隅肉溶接２０ａにて接合し、排気側後段部２１と排気側の静翼環支持部２２とを隅肉溶接２１ａにて接合している。
その他の構成は、図１の第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
この場合は、外壁部２のうち、高温となる前段内部２０を鋳造品（鋳鋼あるいは鋳鉄）で構成することにより、高温部の溶接箇所を減少できて、高温の溶接部に発生する応力を低減できる。
【実施例６】
【００２９】
図６は本発明の第６実施例を示す図１対応図である。
かかる第６実施例においては、入口管台１０及び外壁部２を溶接構造で構成し、前記外壁部２の内周に隔壁４を段落毎に設けて、各隔壁４に各段の静翼環１０７を支持する静翼環支持部１７を溶接にて接合している。そしてかかる第６実施例においては、さらに前記入口管台１０と隔壁４との間に軸方向に延びるステー３を溶接接合している。
また、前記外壁部２と各隔壁４とは、隅肉溶接２ａ，２ｂにより接合されている。
その他の構成は、図１の第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
この場合は、高温で熱変形が大きくなる入口管台１０と隔壁４との間に軸方向に延びるステー３を溶接接合することにより、該ステー３を溶接接合するという簡単な構造で以って、入口管台１０の熱変形に対する剛性を増大できる。
【実施例７】
【００３０】
図７は本発明の第７実施例を示す図１対応図である。
かかる第７実施例においては、入口管台１０及び外壁部２を溶接構造で構成し、前記外壁部２の内周に前記各段の静翼環１０７を支持する静翼環支持部１７を直接に隅肉溶接１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄにて接合している。
この場合は、入口管台１０及び外壁部２を含む低圧内部車室１００全体を溶接構造とすることにより、該低圧内部車室１００の重量を軽減できるとともに、外壁部２の内周に静翼環支持部１７を直接に溶接接合したことにより隔壁４が不要となるとともに、該静翼環支持部１７の支持剛性を増大でき、低圧内部車室１００の重量を小さく保持しつつ熱変形を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によれば、低圧内部車室を含む内部車室の熱変形を抑制して、かかる熱変形に伴なう静翼と動翼との接触事故の発生を防止したタービン車室を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施例に係る低圧内部車室の概略構造を示す主蒸気入口中心の後側半分の模式図（図８のＡ−Ａ線概略断面図）である。
【図２】本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す図１対応図である。
【図４】本発明の第４実施例を示す図１対応図である。
【図５】本発明の第５実施例を示す図１対応図である。
【図６】本発明の第６実施例を示す図１対応図である。
【図７】本発明の第７実施例を示す図１対応図である。
【図８】本発明が適用される低圧蒸気タービンの斜視図である。
【図９】前記低圧蒸気タービンのタービン軸心線に沿う概略断面図である。
【図１０】従来技術を示す図１対応図である。
【符号の説明】
【００３３】
２，１５ａ    外壁部
３    ステー
４    隔壁
１０  入口管台
１０ｂ    下流部
１５ｃ    入口ダクト部
１５ｂ，１７，２２    静翼環支持部
１８    蒸気入口部
２０    前段内部
２１    排気側後段部
１００    低圧内部車室
１０１    低圧外部車室
１０２    低圧ロータ（低圧タービンロータ）
１０３    主蒸気入口通路
１０４    動翼
１０５    静翼
【図１】
2007009820.tif 000003
【図２】
2007009820.tif 000004
【図３】
2007009820.tif 000005
【図４】
2007009820.tif 000006
【図５】
2007009820.tif 000007
【図６】
2007009820.tif 000008
【図７】
2007009820.tif 000009
【図８】
2007009820.tif 000010
【図９】
2007009820.tif 000011
【図１０】
2007009820.tif 000012