(57)【要約】      （修正有）【課題】軸受不具合の発生リスクを低減する。【解決手段】軸受アライメント調整装置は、高中圧ロータ１及び低圧ロータ２の軸受３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整装置であって、軸受３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのメタル温度を計測する温度センサ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、計測したメタル温度が所定の目標値以内となるように軸受３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの垂直高さを調整することにより軸受アライメントを調整する。【選択図】図１
2016056921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの軸受の軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整装置であって、
前記軸受のメタルの温度を計測する温度計測部と、
前記計測した温度が所定の目標値以内となるように前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整部と
を備えたことを特徴とする軸受アライメント調整装置。
【請求項２】
ロータの軸受の軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整装置であって、
それぞれの軸受の軸受荷重を計測する圧力センサと、
前記計測した軸受荷重が所定の目標値以内となるように前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整部と
を備えたことを特徴とする軸受アライメント調整装置。
【請求項３】
低圧ロータを含むロータの軸受の軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整装置であって、
前記低圧ロータのケーシングに設けられる復水器と、
前記復水器の真空度を計測する計測部と、
前記計測した真空度が所定の目標値まで上昇する迄の間、前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整部と
を備えたことを特徴とする軸受アライメント調整装置。
【請求項４】
前記軸受の支持構造物内を通って、加熱流体を流す配管と、
前記配管に設置されて、前記加熱流体の流量を調節する流量調節弁とをさらに備え、
前記軸受アライメント調整部は、
前記流量調節弁の開閉を制御することで、前記支持構造物内の配管を流れる前記加熱流体の流量を制御することにより当該支持構造物を加熱膨張させて前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軸受アライメント調整装置。
【請求項５】
前記軸受の支持構造物内を通って冷却流体を流す配管と、
前記配管に設置されて、前記冷却流体の流量を調節する流量調節弁とをさらに備え、
前記軸受アライメント調整部は、
前記流量調節弁の開閉を制御することで、前記支持構造物内の配管を流れる冷却流体の流量を制御することによって前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軸受アライメント調整装置。
【請求項６】
前記軸受の支持構造物を加熱するためのヒータをさらに備え、
前記軸受アライメント調整部は、
前記ヒータの出力を制御することで、前記支持構造物を加熱膨張させて前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軸受アライメント調整装置。
【請求項７】
前記軸受の支持構造物との間で熱交換を行うための熱交換器をさらに備え、
前記軸受アライメント調整部は、
前記熱交換器の出力を制御することで、前記支持構造物を加熱膨張させて前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軸受アライメント調整装置。
【請求項８】
前記軸受の支持構造物に設置される油圧アクチュエータをさらに備え、
前記軸受アライメント調整部は、
前記油圧アクチュエータを制御することで前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軸受アライメント調整装置。
【請求項９】
ロータの軸受の軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整装置に適用される方法であって、
前記軸受のメタルの温度を計測し、
前記計測した温度が所定の目標値以内となるように前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する
ことを特徴とする軸受アライメント調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、軸受アライメント調整装置および軸受アライメント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のタービンは軸受に支持される。この軸受の支持方法の一例として、高中圧ロータは、独立した軸受台を用いて固定される軸受に支持される。また、低圧ロータは、ケーシングに支持される軸受に支持される。
【０００３】
一般に、タービンの起動過程は、ターニング（タービンが低い回転速度で回転している状態）、復水器の真空上昇、タービン起動、タービン定格回転数到達から負荷運転という過程で運転される。それぞれの過程で、タービンの軸受アライメントは種々の要因によって変化する。
【０００４】
第１の要因としては復水器の真空上昇のとき、復水器と繋がっている低圧ケーシングは、真空荷重により内側に引っ張られるように変化し、その変化が、低圧ケーシングに支持される軸受のアライメントを変化させることが挙げられる。  
第２の要因としては、タービン起動後の回転数上昇、負荷上昇に伴い、ケーシング輻射熱による軸受台の熱膨張や、油温度上昇による軸受の膨張が軸受アライメントを変化させることが挙げられる。
【０００５】
一般的に、タービン定格負荷運転中に最適な軸受アライメントとなるよう、上述のアライメント変化を勘案して、それぞれの軸受の垂直高さにコールドオフセット値が設けられる。  
よって、タービン定格負荷運転以外の過渡運転では、コールドオフセット値が大きな特定の軸受では、その他の軸受と比べ大きな軸受荷重を負担している。
【０００６】
それに加え、タービンの低速回転域では、ロータジャーナル部と軸受メタルとの間の潤滑油の油膜厚さが数ミクロン程度であり、非常に薄い。これらの要因により、低速回転域における特定の軸受の不具合の発生リスクが高いことが懸念されている。
【０００７】
軸受の不具合の例として、ロータと軸受メタルとが接触してしまう事例がある。この事例が発生する兆候として、軸受メタル温度が上昇することが知られている。
【０００８】
上記問題を回避すべく、従来技術では、軸受支持構造物に温度計測用センサ及びヒータもしくは熱交換器を取り付け、温度計測センサの検知信号に基づいてヒータおよび熱交換器の出力をコントロールし、軸受アライメントを調整する、軸系のアライメント調整システムがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３３６７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の従来技術では、軸受の状態を基に軸受アライメントが調整されないので、軸受不具合を回避するための明確なフィードバックが得られない。よって、過渡運転状態での軸受アライメント変化に対応することができず、軸受不具合が発生してしまう可能性があった。
【００１１】
また、前述のように、従来の軸受支持方法では、タービン定格負荷運転中に、軸受の垂直高さにコールドオフセット値が設けるが、この従来の方法では、タービン定格負荷運転中以外での軸受高さのオフセットをキャンセルすることはできない。このため、タービン定格負荷運転中以外では特定の軸受の軸受荷重が大きくなり、特にタービン低速回転域におけるその軸受の軸受不具合の発生リスクが比較的高い。
【００１２】
また、従来の軸受支持方法では、起動過程における軸受アライメントの変化に対応するように軸受アライメントを自動的に調整することはできない。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、軸受不具合の発生リスクを低減することが可能な軸受アライメント調整装置および軸受アライメント調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
実施形態における軸受アライメント調整装置は、ロータの軸受の軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整装置であって、前記軸受のメタルの温度を計測する温度計測部と、前記計測した温度が所定の目標値以内となるように前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整部とをもつ。
【００１５】
実施形態における軸受アライメント調整装置は、ロータの軸受の軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整装置であって、それぞれの軸受の軸受荷重を計測する圧力センサと、前記計測した軸受荷重が所定の目標値以内となるように前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整部とをもつ。
【００１６】
実施形態における軸受アライメント調整装置は、低圧ロータを含むロータの軸受の軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整装置であって、前記低圧ロータのケーシングに設けられる復水器と、前記復水器の真空度を計測する計測部と、前記計測した真空度が所定の目標値まで上昇する迄の間、前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整部とをもつ。
【００１７】
実施形態における軸受アライメント調整方法は、ロータの軸受の軸受アライメントを調整する軸受アライメント調整装置に適用される方法であって、前記軸受のメタルの温度を計測し、前記計測した温度が所定の目標値以内となるように前記軸受の垂直高さを調整することにより前記軸受アライメントを調整する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、軸受不具合の発生リスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図。
【図２】第１の実施形態における軸受アライメント調整装置の計算機の機能構成例を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態における軸受アライメント調整装置の軸受のコールドオフセット設定の一例を示す概念図。
【図４】第１の実施形態における軸受アライメント調整装置によるタービン起動時の軸受アライメント調整手順の一例を示すフローチャート。
【図５】第１の実施形態における軸受アライメント調整装置によるタービン停止時の軸受アライメント調整手順の一例を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図。
【図７】第２の実施形態における軸受アライメント調整装置の計算機の機能構成例を示すブロック図。
【図８】第２の実施形態における軸受アライメント調整装置についての軸受荷重の分布を示す概念図。
【図９】第２の実施形態における軸受アライメント調整装置によるタービン起動時の軸受アライメント調整手順の一例を示すフローチャート。
【図１０】第２の実施形態における軸受アライメント調整装置によるタービン停止時の軸受アライメント調整手順の一例を示すフローチャート。
【図１１】第３の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図。
【図１２】第３の実施形態における軸受アライメント調整装置の計算機の機能構成例を示すブロック図。
【図１３】第３の実施形態における軸受アライメント調整装置による軸受アライメント調整手順の一例を示すフローチャート。
【図１４】第４の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図。
【図１５】第５の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図。
【図１６】第６の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図。
【図１７】第７の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図。
【図１８】第８の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、実施形態について図面を用いて説明する。  
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。  
図１は、第１の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図である。  
図１に示すように、第１の実施形態では、高中圧ロータ１、低圧ロータ２、計算機５を有する。高中圧ロータ１の一端は軸受３ａで回転自在に支持され、他端は軸受３ｂで回転自在に支持される。低圧ロータ２の一端は軸受３ｃで回転自在に支持され、他端は軸受３ｄで回転自在に支持される。各軸受３ａ〜３ｄを単に軸受３と称することがある。
【００２１】
また、各軸受３には、この軸受３の軸受メタル温度を検出するための、例えば熱電対でなる温度センサ４が組み込まれる。詳しくは、軸受３ａには、この軸受３ａの軸受メタル温度を検出するための温度センサ４ａが組み込まれる。軸受３ｂには、この軸受３ｂの軸受メタル温度を検出するための温度センサ４ｂが組み込まれる。軸受３ｃには、この軸受３ｃの軸受メタル温度を検出するための温度センサ４ｃが組み込まれる。軸受３ｄには、この軸受３ｄの軸受メタル温度を検出するための温度センサ４ｄが組み込まれる。
【００２２】
図２は、第１の実施形態における軸受アライメント調整装置の計算機の機能構成例を示すブロック図である。  
第１の実施形態では、計算機５は、温度計測部５ａ、温度判定部５ｂ、運転状態監視部５ｃ、軸受アライメント調整部５ｄを有する。  
温度計測部５ａは、温度センサ４ａ〜４ｄで検出した軸受３ａ〜３ｄの軸受メタル温度を軸受アライメント調整のための調整パラメータとして取り込む。温度判定部５ｂは、軸受３ａ〜３ｄのそれぞれの軸受メタル温度が所定の目標値以内か否かを判定する。運転状態監視部５ｃは、タービンの運転状態を監視する。軸受アライメント調整部５ｄは、各軸受３の軸受メタル温度を所定の目標値以内とするための軸受アライメント調整機能の制御を行なう。アライメント調整機能の具体例については後述する。
【００２３】
図３は、第１の実施形態における軸受アライメント調整装置の軸受のコールドオフセット設定の一例を示す概念図である。  
図３中のａ〜ｄは、軸受３ａ〜３ｄのオフセット値に対応する。  
蒸気タービンが高中圧ロータ１と低圧ロータ２を含む場合、図３に示す如く、軸受３ｂのオフセット値が他の軸受と比較して小さくなるように設計されることがある。しかし、その場合、他の軸受３ａ、軸受３ｃ、軸受３ｄの負担が大きくなり、特に、軸受３ｂに隣接した軸受３ｃへの負担が大きくなる。負担が大きな軸受３の軸受メタル温度は、その他の軸受３の軸受メタル温度より高くなる。
【００２４】
そこで本実施形態では、各軸受３の軸受メタル温度が目標値以内となるように、計算機５が軸受アライメント調整機能を制御する。  
例えば、ターニング中の軸受メタル温度の目標値が３３℃以内に設定されたとする。ターニング中、軸受３ａの軸受メタル温度が３０℃、軸受３ｂの軸受メタル温度が２８℃、軸受３ｃの軸受メタル温度が３４℃、軸受３ｄの軸受メタル温度が３０℃となった場合、つまり軸受３ｂ以外の各軸受３のメタル温度が目標値以内でない場合、計算機５は、軸受３ｂのアライメントを高くするように軸受アライメント調整機能を制御する。  
軸受アライメント調整機能により軸受３ｂのアライメントを高くして、軸受３ｂの負担を大きくすると、他の軸受３ａ、軸受３ｃ、軸受３ｄの負担は小さくなり、これらの軸受３の軸受メタル温度が下がる。
【００２５】
すべての軸受３の軸受メタル温度が目標値の３３℃以内となった場合、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄから軸受アライメント調整のための制御指令は出力されなくなり、軸受アライメント調整機能が停止する。
【００２６】
図４は、第１の実施形態における軸受アライメント調整装置によるタービン起動時の軸受アライメント調整手順の一例を示すフローチャートである。  
タービン起動時において、ターニングインしたことを運転状態監視部５ｃが監視して、この監視結果を温度判定部５ｂに出力すると（Ｓ１）、温度判定部５ｂは、温度計測部５ａにより取り込んだ、各軸受３の軸受メタル温度が所定の目標値以内か否かを判定し、この判定結果を軸受アライメント調整部５ｄに出力する（Ｓ２）。
【００２７】
いずれかの軸受３の軸受メタル温度が目標値以内でなければ（Ｓ２のＮＯ）、軸受アライメント調整部５ｄは、各軸受３の軸受メタル温度を目標値以内とするための軸受アライメント調整のための制御指令を出力する（Ｓ３）。
【００２８】
一方、各軸受３の軸受メタル温度が全て目標値以内であれば（Ｓ２のＹＥＳ）、軸受アライメント調整部５ｄは、軸受アライメント調整を行なわない。  
この状態で、運転状態監視部５ｃは、タービンの運転状態が高速回転か否かを監視して、監視結果を温度判定部５ｂに出力している。各軸受３の軸受メタル温度が全て目標値以内である状態で、運転状態監視部５ｃによる監視結果が、タービンの運転状態が高速回転でないことを示す場合（Ｓ４のＮＯ）、Ｓ２に戻る。
【００２９】
一方、運転状態監視部５ｃによる監視結果が、タービンの運転状態が高速回転であることを示す場合（Ｓ４のＹＥＳ）、この監視結果が温度判定部５ｂから軸受アライメント調整部５ｄに出力される。この結果、軸受アライメント調整部５ｄは軸受アライメント調整を終了する。
【００３０】
つまり、第１の実施形態では、タービンが高速回転するまで軸受メタル温度が継続して監視され、その間は、軸受メタル温度が目標値以内でなければ軸受アライメント調整が行なわれる。
【００３１】
図５は、第１の実施形態における軸受アライメント調整装置によるタービン停止時の軸受アライメント調整手順の一例を示すフローチャートである。  
タービン停止時において、運転状態監視部５ｃが、タービンの降速が開始したことを監視して、この監視結果を温度判定部５ｂに出力する（Ｓ１１）。そして、運転状態監視部５ｃが、タービンの回転域がタービン低速回転域となったことを監視して、この監視結果を温度判定部５ｂに出力すると（Ｓ１２）、温度判定部５ｂは、温度計測部５ａにより取り込んだ、各軸受３の軸受メタル温度が所定の目標値以内か否かを判定し、この判定結果を軸受アライメント調整部５ｄに出力する（Ｓ１３）。
【００３２】
いずれかの軸受３の軸受メタル温度が目標値以内でなければ（Ｓ１３のＮＯ）、軸受アライメント調整部５ｄは、各軸受３の軸受メタル温度を目標値以内とするための軸受アライメント調整を行なう（Ｓ１４）。
【００３３】
一方、各軸受３の軸受メタル温度が全て目標値以内であれば（Ｓ１３のＹＥＳ）、軸受アライメント調整部５ｄは、軸受アライメント調整を行なわない。  
この状態で、運転状態監視部５ｃは、タービンの回転数が０であるか否かを監視して、監視結果を温度判定部５ｂに出力している。各軸受３の軸受メタル温度が全て目標値以内である状態で、運転状態監視部５ｃによる監視結果が、タービン回転数が０でないことを示す場合（Ｓ１５のＮＯ）、Ｓ１３に戻る。
【００３４】
一方、運転状態監視部５ｃによる監視結果が、タービン回転数が０であることを示す場合（Ｓ１５のＹＥＳ）、この監視結果が温度判定部５ｂから軸受アライメント調整部５ｄに出力される。この結果、軸受アライメント調整部５ｄは軸受アライメント調整を終了する。
【００３５】
つまり、本実施形態では、ターニングが停止してタービン回転数がゼロになるまで軸受メタル温度が継続して監視され、その間は、軸受メタル温度が目標値以内でなければ軸受アライメント調整が行なわれる。
【００３６】
上記のように、軸受不具合が懸念されるターニング、真空上昇、タービン起動後の低速回転域、タービン停止時の低速回転域および停止後のターニングといった各過程で、軸受アライメントを調整して、それぞれの軸受の軸受メタル温度を目標値以内にすることで、各軸受３の負担を均一化することができる。これにより、軸受不具合の発生リスクを低減することができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態における構成のうち第１の実施形態で説明した部分と同一部分の詳細な説明は省略する。  
図６は、第２の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図である。  
第１の実施形態で説明した温度センサ４の代わりに、各軸受３には、この軸受３にかかる軸受荷重を検出するための、例えばロードセルでなる圧力センサ６が組み込まれる。詳しくは、軸受３ａには、この軸受３ａの軸受荷重を検出するための圧力センサ６ａが組み込まれる。軸受３ｂには、この軸受３ｂの軸受荷重を検出するための圧力センサ６ｂが組み込まれる。軸受３ｃには、この軸受３ｃの軸受荷重を検出するための圧力センサ６ｃが組み込まれる。軸受３ｄには、この軸受３ｄの軸受荷重を検出するための圧力センサ６ｄが組み込まれる。
【００３８】
図７は、第２の実施形態における軸受アライメント調整装置の計算機の機能構成例を示すブロック図である。  
第２の実施形態では、計算機５は、軸受荷重計測部５ｅ、軸受荷重判定部５ｆ、運転状態監視部５ｃ、軸受アライメント調整部５ｄを有する。  
軸受荷重計測部５ｅは、圧力センサ６ａ〜６ｄで検出した軸受３ａ〜３ｄの軸受荷重を軸受アライメント調整のための調整パラメータとして取り込む。軸受荷重判定部５ｆは、軸受荷重計測部５ｅにより取り込んだ、軸受３ａ〜３ｄのそれぞれの軸受荷重が所定の目標値以内か否かを判定する。軸受アライメント調整部５ｄは、各軸受３の軸受荷重が目標値以内とするためのアライメント調整機能を制御する。
【００３９】
図８は、第２の実施形態における軸受アライメント調整装置についての軸受荷重の分布を示す概念図である。  
軸受の負担の大小は軸受荷重の大小に表れる。このため、負担が大きい軸受の軸受荷重が大きく、負担が小さい軸受の軸受荷重が小さい。  
図３に示すように軸受３ｂのオフセット値が下側に大きい場合では、図８に示すように、特に隣の軸受３ｃの軸受荷重が大きい。
【００４０】
例えば各軸受荷重の目標値を、定格負荷運転中の各軸受３の軸受荷重に設定したとする。タービンが停止している状態（ターニング前）真空上昇の状態や、タービン低速回転域の状態では、軸受３ｃの軸受荷重が目標値より大きい場合が多い。そこで、第２の実施形態では、各軸受３の軸受荷重が目標値以内となるように、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄがアライメント調整機能を制御する。
【００４１】
ターニング前のタービン停止中から、軸受荷重計測部５ｅは各軸受３の軸受荷重を計測する。軸受３ｃの軸受荷重が大きい場合、軸受アライメント調整部５ｄは、軸受３ｃの隣の軸受３ｂのアライメントを高くするように軸受アライメント調整機能を制御する。
【００４２】
軸受３ｂのアライメントを高くすることで、この軸受３ｂの負担を大きくすると、隣の軸受３ｃの負担は小さくなり軸受荷重も下がる。すべての軸受の軸受荷重が目標値以内となると、軸受アライメント調整部５ｄによる軸受アライメント調整機能の制御のための制御指令が停止し、軸受アライメント調整機能は停止する。この軸受アライメント調整を行った上でタービンをターニングすることで、軸受アライメント調整を行わない場合と比較して、軸受不具合のリスクを低減できる。
【００４３】
図９は、第２の実施形態における軸受アライメント調整装置によるタービン起動時の軸受アライメント調整手順の一例を示すフローチャートである。  
タービン起動時において、ターニングインの前のターニング準備の状態であることを運転状態監視部５ｃが監視して、この監視結果を軸受荷重判定部５ｆに出力すると（Ｓ２１）、軸受荷重判定部５ｆは、軸受荷重計測部５ｅにより取り込んだ、各軸受３の軸受荷重が所定の目標値以内か否かを判定し、この判定結果を軸受アライメント調整部５ｄに出力する（Ｓ２２）。
【００４４】
いずれかの軸受３の軸受荷重が目標値以内でなければ（Ｓ２２のＮＯ）、軸受アライメント調整部５ｄは、各軸受３の軸受荷重を目標値以内とするための軸受アライメント調整を行なう（Ｓ２３）。
【００４５】
一方、各軸受３の軸受荷重が全て目標値以内であれば（Ｓ２２のＹＥＳ）、軸受アライメント調整部５ｄは、軸受アライメント調整を行なわない。  
この状態で、運転状態監視部５ｃは、タービンの運転状態が定格負荷運転か否かを監視して、監視結果を軸受荷重判定部５ｆに出力している。運転状態監視部５ｃによる監視結果が、タービンの運転状態が定格負荷運転でないことを示す場合（Ｓ２４のＮＯ）、Ｓ２２に戻る。
【００４６】
一方、運転状態監視部５ｃによる監視結果が、タービンの運転状態が定格負荷運転であることを示す場合（Ｓ２４のＹＥＳ）、この監視結果が軸受荷重判定部５ｆから軸受アライメント調整部５ｄに出力される。この結果、軸受アライメント調整は終了する。
【００４７】
つまり、第２の実施形態では、ターニングイン、真空上昇、タービン起動それぞれのイベントの前に軸受荷重が目標値以内となるよう軸受アライメントを調整し、タービン過渡運転中も軸受荷重を監視および調整する。軸受アライメントの調整は、タービン定格負荷運転となるまで実施される。
【００４８】
図１０は、第２の実施形態における軸受アライメント調整装置によるタービン停止時の軸受アライメント調整手順の一例を示すフローチャートである。  
タービン停止時において、タービンの降速が開始したことを運転状態監視部５ｃが監視して、この監視結果を温度判定部５ｂに出力する。（Ｓ３１）。そして、タービンの回転域がタービン低速回転域となったことを運転状態監視部５ｃが監視して、この監視結果を軸受荷重判定部５ｆに出力する（Ｓ３２）。  
すると、軸受荷重判定部５ｆは、軸受荷重計測部５ｅにより取り込んだ、各軸受３の軸受荷重が所定の目標値以内か否かを判定し、この判定結果を軸受アライメント調整部５ｄに出力する（Ｓ３３）。
【００４９】
いずれかの軸受３の軸受荷重が目標値以内でなければ（Ｓ３３のＮＯ）、軸受アライメント調整部５ｄは、各軸受３の軸受荷重を目標値以内とするための軸受アライメント調整を行なう（Ｓ３４）。
【００５０】
一方、各軸受３の軸受荷重が全て目標値以内であれば（Ｓ３３のＹＥＳ）、軸受アライメント調整部５ｄは、軸受アライメント調整を行なわない。  
この状態で、運転状態監視部５ｃは、タービンの回転数が０であるか否かを監視して、監視結果を軸受荷重判定部５ｆに出力している。運転状態監視部５ｃによる監視結果が、タービン回転数が０でないことを示す場合（Ｓ３５のＮＯ）、Ｓ１３に戻る。
【００５１】
一方、運転状態監視部５ｃによる監視結果が、タービン回転数が０であることを示す場合（Ｓ３５のＹＥＳ）、この監視結果が軸受荷重判定部５ｆから軸受アライメント調整部５ｄに出力される。この結果、軸受アライメント調整が終了する。
【００５２】
つまり、本実施形態では、ターニングが停止してタービン回転数がゼロになるまで軸受荷重が継続して監視され、その間は、軸受荷重が目標値以内でなければ軸受アライメント調整が行なわれる。
【００５３】
上記のように、軸受不具合が懸念されるターニング、真空上昇、タービン起動後の低速回転域、タービン停止時の低速回転域および停止後のターニングといった各過程で、軸受アライメントを調整して、それぞれの軸受の軸受荷重を目標値以内にすることで、各軸受３の負担を均一化することができる。これにより、軸受不具合の発生リスクを低減することができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。  
図１１は、第３の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図である。  
第３の実施形態では、低圧ロータ２の低圧ケーシング７の復水器８に圧力計９が設けられる。この圧力計９は、低圧ケーシング７の変形を計測する。また、図示は省略するが、各軸受３には、第２の実施形態で説明した圧力センサ６が設けられる。各軸受３には、圧力センサ６に代えて第１の実施形態で説明した温度センサ４を設けてもよい。
【００５５】
図１２は、第３の実施形態における軸受アライメント調整装置の計算機の機能構成例を示すブロック図である。  
第３の実施形態では、計算機５は、軸受荷重計測部５ｅ、軸受荷重判定部５ｆ、真空度計測部５ｇ、真空度監視部５ｈ、軸受アライメント調整部５ｄを有する。
【００５６】
軸受荷重計測部５ｅは、第２の実施形態で説明したように、圧力センサ６ａ〜６ｄで検出した軸受３ａ〜３ｄの軸受荷重を調整パラメータとして取り込む。軸受荷重判定部５ｆは、第２の実施形態で説明したように、軸受荷重計測部５ｅにより取り込んだ、軸受３ａ〜３ｄのそれぞれの軸受荷重を監視して、所定の目標値以内か否かを判定する。真空度計測部５ｇは、圧力計９による計測結果を取り込むことで、復水器真空度を計測する。真空度監視部５ｈは、真空度計測部５ｇによる計測結果を監視して、所定の目標真空度と略等しいか否かを判定する。軸受アライメント調整部５ｄは、真空度監視部５ｈによる判定結果に従って、ある軸受への負担を軽減するためのアライメント調整のための制御を行なう。
【００５７】
第３の実施形態では、また、軸受アライメント調整部５ｄは、軸受荷重判定部５ｆによる判定結果を軸受アライメント調整のための調整パラメータとして取り込み、軸受アライメント調整のフィードバックとして使用する。調整パラメータは、軸受メタル温度であってもよい。
【００５８】
一般に蒸気タービンの起動過程では、ターニング中に復水器真空度が上昇する。低圧ケーシング７が復水器８とつながっているため、復水器真空度が上昇すると、低圧ケーシング７は復水器８の真空荷重に引っ張られるように変形する。その時、低圧ケーシング７に支持される軸受３ｃと軸受３ｄのアライメントは低圧ケーシング７の変形と共に低くなる（垂直高さが下方向に変化する）。
【００５９】
第１の実施形態と同様に軸受３ｂのオフセット値が低い場合、低圧ケーシング７の変形に起因する、軸受３ｃと軸受３ｄのアライメントの変化の方向は、軸受３ｃの負担を軽減する方向である。
【００６０】
そこで、第３の実施形態では、復水器真空度が上昇する前に、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄは、軸受３ｃの隣の軸受３ｂの軸受アライメントを高く（垂直高さを上方向に調整）するよう、且つ軸受荷重（または軸受メタル温度）が目標値以内となるように軸受アライメント調整を制御する。  
また、真空上昇開始後は、計算機５は、軸受３ｂの軸受アライメントを低く（下方向に調整）して戻すようにアライメント調整を制御する。
【００６１】
図１３は、第３の実施形態における軸受アライメント調整装置による軸受アライメント調整手順の一例を示すフローチャートである。図１３では軸受荷重を調整フィードバックとして使用した例である。  
真空度上昇前に、軸受アライメント調整部５ｄは、予め軸受３ｂのアライメントを高く（上方向へ調整）する。軸受荷重が目標値となったら真空上昇を開始する。
【００６２】
真空度監視部５ｈは、真空度計測部５ｇにより計測した復水器真空度が所定の目標真空度と略等しいか否かを判定して、判定結果を軸受アライメント調整部５ｄに出力する（Ｓ４１）。復水器真空度が目標真空度と略等しくないと真空度監視部５ｈが判定した場合（Ｓ４１のＮＯ）、軸受アライメント調整部５ｄは、軸受３ｂの軸受アライメントを高く（上方向に調整）するように軸受アライメント調整のための制御を行なう（Ｓ４２）。
【００６３】
そして、軸受荷重判定部５ｆは、軸受荷重計測部５ｅにより取り込んだ、軸受３ｂの軸受荷重が所定の管理目標値以内か否かを判定し、この判定結果を軸受アライメント調整部５ｄに出力する（Ｓ４３）。
【００６４】
軸受３ｂの軸受荷重が管理目標値以内でなければ（Ｓ４３のＮＯ）、Ｓ４２に戻り、軸受アライメント調整部５ｄは、軸受３ｂの軸受アライメントを高く（上方向に調整）するように軸受アライメント調整のための制御を行なう（Ｓ４３→Ｓ４２）。
【００６５】
一方、軸受３ｂの軸受荷重が管理目標値以内であって（Ｓ４３のＹＥＳ）、復水器の真空上昇が開始すると（Ｓ４４）、軸受アライメント調整部５ｄは、軸受３ｂの軸受アライメントを低く（下方向に調整）するように軸受アライメント調整のための制御を行なう（Ｓ４５）。
【００６６】
第３の実施形態では、復水器真空度に基づいて軸受３ｂのアライメントを調整するので、低圧ロータ２側の軸受３ｃの負担を軽減することができ、特に真空上昇開始時のアライメント変化に起因する軸受不具合の発生リスクを低減することができる。
【００６７】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。  
図１４は、第４の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図である。この実施形態では、上記各実施形態で説明した、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄにより制御するアライメント調整機能の第１の例について説明する。  
図１４に示すように、第４の実施形態では、軸受３ａの支持構造物である支持台１０ａ、軸受３ｂの軸受台１１ｂが支持する支持台１０ｂ、軸受３ｃの支持台１０ｃ、軸受３ｄの支持台１０ｄに加熱流体を流すための配管が組み込まれる。加熱流体は例えば補助蒸気系統から得ることができる。支持台１０ａは軸受台１１ａに支持され、支持台１０ｂは軸受台１１ｂに支持される。
【００６８】
上記の配管には、この配管を流れる加熱流体の流量を調節するための流量調節弁１２が設けられる。詳しくは、支持台１０ａ側の配管には流量調節弁１２ａが設けられ、支持台１０ｂ側の配管には流量調節弁１２ｂが設けられ、支持台１０ｃ側の配管には流量調節弁１２ｃが設けられ、支持台１０ｄ側の配管には流量調節弁１２ｄが設けられる。流量調節弁１２の開閉は計算機５の軸受アライメント調整部５ｄによって制御される。
【００６９】
例えば、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄが軸受３ｂの軸受アライメントを高くするための制御指令を流量調節弁１２ｂに出力すると、この流量調節弁１２ｂを開く。この流量調節弁１２ｂが開くと、支持台１０ｂ側の配管を通る加熱流体によって支持台１０ｂが加熱されて膨張する。この支持台１０ｂが膨張することで軸受３ｂの軸受アライメントを高くすることができる。軸受アライメントの調整が終了すると、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄからの流量調節弁１２ｂへの制御指令が停止し、この流量調節弁１２ｂは全閉する。このようにして軸受アライメントを調整して、軸受不具合のリスクを低減することができる。
【００７０】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。  
図１５は、第５の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図である。この実施形態では、各実施形態で説明した、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄにより制御するアライメント調整機能の第２の例について説明する。
【００７１】
図１５に示すように、第５の実施形態では、支持台１０ａ、１０ｂ、支持台１０ｃ、支持台１０ｄに冷却流体を流すための配管が設けられる。上記の配管には、第４の実施形態と同様に流量調節弁１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が設けられる。冷却流体は例えば軸受冷却水系統から得ることができる。  一般に、タービンの回転数上昇中における軸受３ｂの軸受アライメントは低い位置にあり軸受の負担が小さい。このため、この軸受３ｂに隣接する軸受３ｃの負担が大きい。
【００７２】
タービンの回転数上昇開始から負荷運転にかけて支持台１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄおよび軸受台１１ａ、１１ｂは低圧ケーシング７からの輻射熱を受けて膨張する。支持台１０ａ、１０ｂと軸受台１１ａ、１１ｂが膨張して軸受３ａ、３ｂの軸受アライメントが上がるにつれて、軸受３ｂの負担が大きくなるので、隣の軸受３ｃの負担は軽減される。
【００７３】
つまり、高中圧ロータ１側の支持台１０ａ，１０ｂと軸受台１１ａ、１１ｂとが膨張する前は、低圧ロータ２側の軸受メタル温度や軸受荷重は大きい状態にある。その時、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄは、低圧ロータ２側の流量調節弁１２ｃ、１２ｄを開とするための制御指令を出力して、軸受３ｃ、３ｄへの冷却流体の流量を多くする。その結果、低圧ロータ２側の支持台１０ｃ、１０ｄの膨張を防ぐことにより、低圧ロータ２側の軸受アライメントを調整して、軸受不具合のリスクを低減することができる。
【００７４】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。  
図１６は、第６の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図である。この実施形態では、各実施形態で説明した、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄにより制御するアライメント調整機能の第３の例について説明する。  
図１６に示すように、第６の実施形態では、高中圧ロータ１側の軸受３ａ、３ｂの支持構造物である軸受台１１ａ、１１ｂを加熱するためのヒータ１３が組み込まれる。詳しくは、軸受台１１ａに対して第１ヒータ１３ａが組み込まれる、軸受台１１ｂに対して第２ヒータ１３ｂが組み込まれる。ヒータ１３ａ、１３ｂの出力は計算機５の軸受アライメント調整部５ｄによりによって制御される。
【００７５】
計算機５の軸受アライメント調整部５ｄにより軸受３ｂの軸受アライメントを高くするような制御指令が出力されると、第２ヒータ１３ｂが動作して軸受台１１ｂを加熱する。この軸受台１１ｂが加熱されて膨張することで、軸受３ｂの軸受アライメントを高くすることができる。軸受アライメント調整が終了して計算機５の軸受アライメント調整部５ｄからの制御指令が停止すると、第２ヒータ１３ｂは停止する。このようにして軸受アライメントを調整して、軸受不具合のリスクを低減することができる。
【００７６】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。  
図１７は、第７の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図である。この実施形態では、各実施形態で説明した、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄにより制御するアライメント調整機能の第４の例について説明する。
【００７７】
図１７に示すように、第７の実施形態では、軸受３ａ〜３ｄの支持構造物である支持台１０ａ〜１０ｄに熱交換器１４が設けられる。詳しくは、支持台１０ａに対する熱交換を行うための第１熱交換器１４ａが設けられ、支持台１０ｂに対する熱交換を行うための第２熱交換器１４ｂが設置され、支持台１０ｃに対する熱交換を行うための第３熱交換器１４ｃが設置され、支持台１０ｄに対する熱交換器を行うための第４熱交換器１４ｄが設置される。熱交換器１４の出力は計算機５の軸受アライメント調整部５ｄによりによって制御される。
【００７８】
計算機５の軸受アライメント調整部５ｄにより軸受３ｂの軸受アライメントを高くするような制御指令が出力された場合、第２熱交換器１４ｂが動作して軸受台１１ｂが加熱されて膨張る。軸受台１１ｂが膨張することで、軸受３ｂの軸受アライメントを高くすることができる。
【００７９】
また、第５の実施形態で説明したように、低圧ロータ２側の支持台１０の熱膨張を防ぐような制御指令が計算機５の軸受アライメント調整部５ｄによりから出力された場合、熱交換器１４ｃ、１４ｄは支持台１０ｃ、１０ｄを冷却する。この冷却により、これら支持台１０ｃ、１０ｄの膨張を防ぐことで、軸受３ｃ、３ｄの軸受アライメントを調整することができる。
【００８０】
（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態について説明する。  
図１８は、第８の実施形態における軸受アライメント調整装置の一例を示す概念図である。上記アライメント調整機能について説明する。  
図１８に示すように、第８の実施形態では、それぞれの軸受３と支持台１０との間に、例えば油圧ジャッキを使用した油圧アクチュエータ１５が設置される。詳しくは、軸受３ａと支持台１０ａとの間には油圧アクチュエータ１５ａが設置され、軸受３ｂと支持台１０ｂとの間には油圧アクチュエータ１５ｂが設置され、軸受３ｃと支持台１０ｃとの間には油圧アクチュエータ１５ｃが設置され、軸受３ｄと支持台１０ｄとの間には油圧アクチュエータ１５ｄが設置される。油圧アクチュエータ１５は計算機５の軸受アライメント調整部５ｄにより制御される。
【００８１】
計算機５の軸受アライメント調整部５ｄにより軸受３ｂの軸受アライメントを高くするような制御指令が出力された場合、油圧アクチュエータ１５ｂが動作して軸受３ｂの軸受アライメントを高くする。また、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄにより低圧ロータ２側の軸受アライメントを下げるための制御指令が出力された場合、油圧アクチュエータ１５ｃ、１５ｄが動作して軸受３ｃ、３ｄの軸受アライメントを下げる。これにより軸受３ｃ、３ｄの軸受アライメントを調整することができる。
【００８２】
また、軸受アライメントにコールドオフセットを施さない場合に対応する軸受アライメント調整装置の機能について説明する。  
上記のように、支持台１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにそれぞれ油圧アクチュエータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが設置される。油圧アクチュエータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの代わりに第７の実施形態で説明した熱交換器１４を設けてもよい。  
軸受アライメントにコールドオフセットが施されていない場合、タービンターニング中は理想的な軸受アライメントにあるため、軸受アライメント調整の必要はない。
【００８３】
真空上昇が開始すると、上述したように、真空荷重によって軸受３ｃ、３ｄの軸受アライメントが下に下がる。このアライメント変化により軸受３ｂの負担が大きくなるため、軸受３ｂの軸受メタル温度は上昇し、軸受荷重は大きくなる。
【００８４】
そこで、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄは油圧アクチュエータ１５ｃ、１５ｄに軸受３ｃ、３ｄの軸受アライメントを上側に調整するための制御指令を出力し、この調整により、真空荷重による軸受アライメント変化をキャンセルさせる。タービンの起動過程では、種々の要因で軸受や支持構造物が加熱膨張し、軸受アライメントを上側に変化する。
【００８５】
計算機５の軸受アライメント調整部５ｄは、軸受アライメントの変化を軸受メタル温度もしくは軸受荷重によって監視し、軸受アライメントの変化をキャンセルするように軸受アライメントを調整する。
【００８６】
例えば、一般的にタービン起動から定格負荷運転に到達するまでの間は、軸受３ｂの支持台１０ｂの熱膨張による軸受アライメントの変化が大きい。そこで、軸受３ｂの軸受荷重が上昇し始めたら、計算機５の軸受アライメント調整部５ｄは油圧アクチュエータ１５により軸受３ｂの軸受アライメントを下に下げる。
【００８７】
もしくは、軸受アライメント調整部５ｄは、第２熱交換器１４ｂにより支持台１０ｂを冷却することで、この支持台１０ｂの熱膨張を防ぐ。このように、それぞれの軸受３において熱膨張による軸受３のアライメント変化をキャンセルすることで、コールドオフセットを施す必要がなくなる。
【００８８】
第８の実施形態で示すように、タービン停止中、ターニング、真空上昇、タービン起動、タービン定格負荷運転に至るまでの軸受３のアライメント変化をキャンセルすることにより、コールドオフセットを施す必要がなくなる。このため、タービン低速回転域における軸受不具合のリスクを低減することができる。
【００８９】
なお、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。
【符号の説明】
【００９０】
１…高中圧ロータ、２…低圧ロータ、３…軸受、４…温度センサ、５…計算機、６…圧力センサ、７…低圧ケーシング、８…復水器、９…圧力計、１０…支持台、１１…軸受台、１２…流量調節弁、１３…ヒータ、１４…熱交換器、１５…油圧アクチュエータ。
【図１】
2016056921.tif 000003
【図２】
2016056921.tif 000004
【図３】
2016056921.tif 000005
【図４】
2016056921.tif 000006
【図５】
2016056921.tif 000007
【図６】
2016056921.tif 000008
【図７】
2016056921.tif 000009
【図８】
2016056921.tif 000010
【図９】
2016056921.tif 000011
【図１０】
2016056921.tif 000012
【図１１】
2016056921.tif 000013
【図１２】
2016056921.tif 000014
【図１３】
2016056921.tif 000015
【図１４】
2016056921.tif 000016
【図１５】
2016056921.tif 000017
【図１６】
2016056921.tif 000018
【図１７】
2016056921.tif 000019
【図１８】
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