(57)【要約】【課題】簡便な構成を有するとともに、蒸気タービンの性能を十分に向上させることができる蒸気タービンの外部車室支持構造を提供する。【解決手段】蒸気タービン３の外部車室支持構造９は、蒸気タービン３の外部車室６０の下半部６３を、該下半部６３を囲う架台８に支持する蒸気タービン３の外部車室支持構造９であって、互いに対向する下半部６３の外面と架台８の内面との一方に設けられ、上方に開口する孔部、及び、上下方向にわたって孔部を他方に向かって連通させるスリットを有する係合部９１と、下半部６３の外面と架台８の内面との他方に設けられて、スリットに挿通される挿通部、及び、挿通部の一方側の端部に設けられて孔部内で挿通部の外面よりも張り出すフランジ部を有する係止部９２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】
蒸気タービンの外部車室の下半部を、該下半部を囲う架台に支持する蒸気タービンの外部車室支持構造であって、
互いに対向する前記下半部の外面と前記架台の内面との一方に設けられ、上方に開口する孔部、及び、上下方向にわたって前記孔部を他方に向かって連通させるスリットを有する係合部と、
前記下半部の外面と前記架台の内面との他方に設けられて、前記スリットに挿通される挿通部、及び、前記挿通部の前記一方側の端部に設けられて前記孔部内で前記挿通部の外面よりも張り出すフランジ部を有する係止部と、
を備える蒸気タービンの外部車室支持構造。
【請求項２】
前記係合部は、互いに対向する前記下半部の外面と前記架台の内面との一方に設けられ、他方側に向かって延びる一対のブラケット本体と、
前記一対のブラケット本体の前記他方側におけるそれぞれの端縁に設けられて、互いに対向する方向に延びる一対のスリット形成部と、
を有し、
前記一対のスリット形成部同士の間には、前記スリットが形成されており、
前記係止部は、棒状の軸部、及びフランジ状の頭部を有するアンカーボルトであって、
前記軸部は前記挿通部をなし、前記頭部は前記フランジ部をなす請求項１に記載の蒸気タービンの外部車室支持構造。
【請求項３】
前記係合部は、上下方向に延びるとともに前記スリットを有する凹溝であり、
前記係止部は、上下方向に延びる前記挿通部としての支持板部と、前記支持板部の端部に設けられた前記フランジ部としての係止板部と、を有する請求項１に記載の蒸気タービンの外部車室支持構造。
【請求項４】
前記フランジ部と前記係合部との間に介在するとともに、前記挿通部が貫通するスペーサを有し、
前記スペーサには、前記挿通部が挿通される挿通孔、及び該挿通孔と前記スペーサの外周端縁とを連通する連通孔が形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸気タービンの外部車室支持構造。
【請求項５】
前記係合部の内側に設けられて、前記フランジ部を移動不能に固定する充填部を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸気タービンの外部車室支持構造。
【請求項６】
前記係合部は、前記下半部に設けられ、
前記係止部は、前記架台の前記内面に設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の蒸気タービンの外部車室支持構造。
【請求項７】
前記係合部は、前記架台の前記内面に設けられ、
前記係止部は、前記下半部に設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の蒸気タービンの外部車室支持構造。
【請求項８】
内部車室を収容する外部車室本体と、
前記外部車室本体に設けられた請求項１から７のいずれか一項に記載の蒸気タービンの外部車室支持構造と、
を備える蒸気タービンの外部車室。
【請求項９】
蒸気によって回転駆動されるロータと、
前記ロータを収容する内部車室と、
前記内部車室を収容する請求項８に記載の外部車室と、
を備える蒸気タービン。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか一項に記載の蒸気タービンの外部車室支持構造を備える蒸気タービンの製造方法であって、
互いに対向する前記下半部の外面と前記架台の内面との一方に前記係合部を設ける工程と、
前記下半部の外面と前記架台の内面との他方に前記係止部を設ける工程と、
前記下半部を上方から前記架台の内側に下降させることで、前記挿通部を前記スリットに挿通するとともに、前記フランジ部を前記係合部に係合させる工程と、
を含む蒸気タービンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンの外部車室支持構造、蒸気タービンの外部車室、蒸気タービン、及び蒸気タービンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンプラントは、それぞれ高圧蒸気タービン、中圧蒸気タービン、低圧蒸気タービンとして用いられる複数の蒸気タービンを備えている。蒸気タービンは、高圧の蒸気によって回転駆動されるロータと、このロータを収容する内部車室と、内部車室を収容する外部車室と、を備えている。高圧の蒸気ははじめに高圧蒸気タービンに導入されてこの高圧蒸気タービンを駆動した後、中圧蒸気タービン、低圧蒸気タービンに順次導入されてこれら蒸気タービンを駆動する。
【０００３】
低圧蒸気タービンでは、ロータの回転駆動に利用された蒸気は、内部車室を経て、真空に保たれた外部車室中に排気される。一方で、外部車室の外側は大気圧であるため、外部車室に対してはこの大気圧によって外側から圧力が加わる。このような圧力に抗するため、外部車室の内部は、一例としてステイバーと呼ばれる支持構造物によって補強される。
【０００４】
その一方で、上記のステイバーを多数設けた場合、これらステイバーによって外部車室中を流通する排気の流れが妨げられる可能性がある。排気の流れが妨げられた場合、蒸気タービンの性能に影響を及ぼしてしまうことが懸念される。
【０００５】
そこで、ステイバーに加えて、下記特許文献１のような低圧蒸気タービンの外部車室（低圧ケーシング）を適用する例が知られている。特許文献１に記載された低圧ケーシングは、棒引を介して基礎架台と一体に固定されている。これにより、低圧ケーシングの耐久性が向上するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−３８４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、大がかりな施工が要求されるため、コスト低減や納期短縮を図る上での妨げとなる可能性がある。さらに、近年では既設の蒸気タービンの性能向上に対する要請も特に高まっている。
【０００８】
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、簡便な構成を有するとともに、蒸気タービンの性能を十分に向上させることができる蒸気タービンの外部車室支持構造、及びこれを備える蒸気タービンの外部車室、蒸気タービン、並びに蒸気タービンの製造方法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】
本発明の第一の態様によれば、蒸気タービンの外部車室支持構造は、蒸気タービンの外部車室の下半部を、該下半部を囲う架台に支持する蒸気タービンの外部車室支持構造であって、互いに対向する前記下半部の外面と前記架台の内面との一方に設けられ、上方に開口する孔部、及び、上下方向にわたって前記孔部を他方に向かって連通させるスリットを有する係合部と、前記下半部の外面と前記架台の内面との他方に設けられて、前記スリットに挿通される挿通部、及び、前記挿通部の前記一方側の端部に設けられて前記孔部内で前記挿通部の外面よりも張り出すフランジ部を有する係止部と、を備える。
【００１０】
外部車室に外側から圧力が加わった場合、外部車室と架台との間には、互いに離間する方向に力が加わる。しかしながら、上記の構成によれば、外部車室の下半部の外面と架台の内面との一方に設けられた係合部と、外部車室の下半部の外面と架台の内面との他方に設けられた係止部とが互いに係合する。具体的には、スリットの内側にフランジ部が係合することで、これら係合部と係止部とが係合される。これにより、外部車室と架台との間に働く力に対して十分に抗することができる。すなわち、外部車室を外側から引っ張ることで、当該外部車室の構造強度を高めることができる。
さらに、上記構成により、外部車室の内部に設けられる他の補強構造の数を減らすことができる。これにより、外部車室の内部を流通する流体の流れが妨げられる可能性を低減することができる。
【００１１】
本発明の第二の態様によれば、上記第一の態様に係る蒸気タービンの外部車室支持構造では、前記係合部は、互いに対向する前記下半部の外面と前記架台の内面との一方に設けられ、他方側に向かって延びる一対のブラケット本体と、前記一対のブラケット本体の前記他方側におけるそれぞれの端縁に設けられて、互いに対向する方向に延びる一対のスリット形成部と、を有し、前記一対のスリット形成部同士の間には、前記スリットが形成されており、前記係止部は、棒状の軸部、及びフランジ状の頭部を有するアンカーボルトであって、前記軸部は前記挿通部をなし、前記頭部は前記フランジ部をなしてもよい。
【００１２】
この構成によれば、スリット形成部と、アンカーボルトの頭部とが軸部の延びる方向から互いに係合される。これにより、外部車室を架台によって安定的に支持することができる。さらに、ブラケット本体及びスリット形成部のみにより係合部が形成され、アンカーボルトにより係止部が形成されることから、装置の構造を簡素かつ廉価に抑えることができる。
【００１３】
本発明の第三の態様によれば、上記第一の態様に係る蒸気タービンの外部車室支持構造では、前記係合部は、上下方向に延びるとともに前記スリットを有する凹溝であり、前記係止部は、上下方向に延びる前記挿通部としての支持板部と、前記支持板部の端部に設けられた前記フランジ部としての係止板部と、を有してもよい。
【００１４】
この構成によれば、凹溝のスリットと係止板部とが、支持板部の延びる方向から互いに係合される。これにより、外部車室を架台によって安定的に支持することができる。さらに、凹溝、及び係止板部は、上下方向に延びていることから、外部車室を架台によってより安定的に支持することができるとともに、係止部、及び係合部に対して局所的な負荷が加わる可能性を低減することができる。
【００１５】
本発明の第四の態様によれば、上記第一から第三のいずれか一態様に係る蒸気タービンの外部車室支持構造は、前記フランジ部と前記係合部との間に介在するとともに、前記挿通部が貫通するスペーサを有し、前記スペーサには、前記挿通部が挿通される挿通孔、及び該挿通孔と前記スペーサの外周端縁とを連通する連通孔が形成されていてもよい。
【００１６】
この構成によれば、フランジ部と係合部との間にスペーサを介在させることで、これらフランジ部、及び係合部との間に間隙が生じた場合であっても、この間隙を埋めることができる。すなわち、フランジ部と係合部との間の寸法誤差等を吸収して、外部車室を架台によって安定的に支持することができる。
【００１７】
本発明の第五の態様によれば、上記第一から第四のいずれか一態様に係る蒸気タービンの外部車室支持構造は、前記係合部の内側に設けられて、前記フランジ部を移動不能に固定する充填部を有してもよい。
【００１８】
この構成によれば、充填部が設けられることで、係合部に対してフランジ部を移動不能に固定することができる。これにより、外部車室を架台によって安定的に支持することができる。
【００１９】
本発明の第六の態様によれば、上記第一から第五のいずれか一態様に係る蒸気タービンの外部車室支持構造では、前記係合部は、前記下半部に設けられ、前記係止部は、前記架台の前記内面に設けられていてもよい。
【００２０】
この構成によれば、外部車室の下半部に設けられた係合部と、架台の内面に設けられた係止部とが互いに係合するため、外部車室を架台によって安定的に支持することができる。
【００２１】
本発明の第七の態様によれば、上記第一から第五のいずれか一態様に係る蒸気タービンの外部車室支持構造では、前記係合部は、前記架台の前記内面に設けられ、前記係止部は、前記下半部に設けられていてもよい。
【００２２】
この構成によれば、架台の内面に設けられた係合部と、外部車室の下半部に設けられた係止部とが互いに係合するため、外部車室を架台によって安定的に支持することができる。
【００２３】
本発明の第八の態様によれば、蒸気タービンの外部車室は、内部車室を収容する外部車室本体と、前記外部車室本体に設けられた蒸気第一から第七のいずれか一態様に係る蒸気タービンの外部車室支持構造と、を備える。
【００２４】
この構成によれば、架台によって安定的に支持することが可能な蒸気タービンの外部車室を提供することができる。
【００２５】
本発明の第九の態様によれば、蒸気タービンは、蒸気によって回転駆動されるロータと、前記ロータを収容する内部車室と、前記内部車室を収容する上記第八の態様に係る外部車室と、を備える。
【００２６】
この構成によれば、架台によって安定的に支持することが可能な蒸気タービンの外部車室を備える蒸気タービンを提供することができる。特に、このような蒸気タービンでは、外部車室が架台によって外側から補強されるため、外部車室の内部に設けられる他の補強構造の数を減らすことができる。これにより、外部車室内部を流通する流体の流れが妨げられる可能性が低減されるため、蒸気タービンの性能をさらに向上させることができる。
【００２７】
本発明の第十の態様によれば、蒸気タービンの製造方法は、上記第一から第七のいずれか一態様に係る蒸気タービンの外部車室支持構造を備える蒸気タービンの製造方法であって、互いに対向する前記下半部の外面と前記架台の内面との一方に前記係合部を設ける工程と、前記下半部の外面と前記架台の内面との他方に前記係止部を設ける工程と、前記下半部を上方から前記架台の内側に下降させることで、前記挿通部を前記スリットに挿通するとともに、前記フランジ部を前記係合部に係合させる工程と、を含む。
【００２８】
この方法によれば、下半部を上方から架台に向かって下降させ終わると同時に、係合部及び係止部を互いに係合させることができる。これにより、工数、コストを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、簡便な構成を有するとともに、蒸気タービンの性能を十分に向上させることができる蒸気タービンの外部車室支持構造、及びこれを備える蒸気タービンの外部車室、蒸気タービン、並びに蒸気タービンの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸気タービン設備の構成を示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン（低圧蒸気タービン）、及び外部車室支持構造の構成を示す斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る外部車室支持構造の構成を示す拡大図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係るスペーサを示す図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る蒸気タービンの製造方法を示す工程図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る蒸気タービン（低圧蒸気タービン）、及び外部車室支持構造の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第二実施形態に係る外部車室支持構造の構成を示す拡大図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る外部車室支持構造の変形例を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
［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。本実施形態に係る蒸気タービン設備１００は、図１に示すように、高圧蒸気タービン１、中圧蒸気タービン２、及び低圧蒸気タービン３と、高圧蒸気を高圧蒸気タービン１に供給するボイラ４と、高圧蒸気タービン１から排出された蒸気を再加熱して、中圧蒸気タービン２に供給する再熱器５と、低圧蒸気タービン３からの排気（蒸気）を回収して水に戻す復水器６と、蒸気タービン３の回転駆動力により駆動される発電機７と、を備えている。
【００３２】
高圧蒸気タービン１は、ボイラ４から供給された蒸気によって回転駆動される高圧タービンロータ１１と、高圧タービンロータ１１を外側から覆う高圧タービン車室１２と、を有している。高圧タービンロータ１１には、動翼列１１Ａが複数設けられている。高圧タービン車室１２の内側には、これら動翼列１１Ａに対して、蒸気の流れる方向に交互に配列された複数の静翼列１１Ｂが設けられている。
【００３３】
同様に、中圧蒸気タービン２は、高圧蒸気タービン１から回収されて、再熱器５によって加熱された蒸気によって回転駆動される中圧タービンロータ２１と、中圧タービンロータ２１を外側から覆う中圧タービン車室２２と、を有している。中圧タービンロータ２１には、動翼列２１Ａが複数設けられている。中圧タービン車室２２の内側には、これら動翼列２１Ａに対して蒸気の流れる方向に交互に配列された複数の静翼列２１Ｂが設けられている。
【００３４】
さらに、低圧蒸気タービン３は、中圧蒸気タービン２から回収された蒸気によって回転駆動される低圧タービンロータ３１と、低圧タービンロータ３１を外側から覆う低圧タービン車室３２と、を有している。低圧タービンロータ３１にも、動翼列３１Ａが複数設けられている。低圧タービン車室３２の内側には、これら動翼列３１Ａに対して蒸気の流れる方向に交互に配列された複数の静翼列３１Ｂが設けられている。なお、本実施形態では、この低圧蒸気タービン３を単に蒸気タービン３と呼ぶ場合がある。
【００３５】
高圧タービンロータ１１、中圧タービンロータ２１、及び低圧タービンロータ３１は、同一の回転軸線上で互いに接続されている。これにより、これら高圧タービンロータ１１、中圧タービンロータ２１、及び低圧タービンロータ３１は、１つのタービンロータ４０として一体に回転する。一方で、上述の高圧タービン車室１２、中圧タービン車室２２、及び低圧タービン車室３２は、それぞれ独立して設けられている。
【００３６】
ボイラ４と高圧蒸気タービン１とを接続する蒸気流路には、主蒸気弁Ｖ１（ＭＳＶ）と、この主蒸気弁Ｖ１と直列に配列された調整弁Ｖ２（ＧＶ）と、が設けられている。主蒸気弁Ｖ１を開閉することで、高圧蒸気タービン１への蒸気の供給（蒸気流路の開閉状態）を切り替えることができる。
【００３７】
続いて、低圧蒸気タービン３（蒸気タービン３）の構成について、図２及び図３を参照して詳述する。これら図に示すように、蒸気タービン３は、中圧蒸気タービン２から供給された蒸気によって回転駆動される低圧タービンロータ３１（ロータ３１）と、このロータ３１を回転可能に支持するとともに、外側から覆うことで内側に流路を形成する内部車室５０と、この内部車室５０をさらに外側から覆う外部車室６０と、を備えている。
【００３８】
さらに、本実施形態に係る蒸気タービン３は、例えば強化コンクリート等で形成された架台８によって外側から囲まれている。架台８には、上下方向に貫通された矩形の支持開口８Ａが形成されている。詳しくは後述するが、蒸気タービン３はこの支持開口８Ａに上方から嵌め込まれるとともに、架台８と外部車室６０との間に設けられた外部車室支持構造９によって支持される。
【００３９】
図３に示すように、内部車室５０は、ロータ３１よりも大きな外形寸法を有するとともに、略円筒状をなす部材である。内部車室５０の内側には、上述の静翼列が設けられている。これら静翼列は、ロータ３１が内部車室５０によって覆われた状態において、ロータ３１に設けられた動翼列と交互に配列される。さらに、内部車室５０は、上下方向に２つに分割されている。具体的には、内部車室５０の上半は内部車室上半部５１とされ、下半は内部車室下半部５２とされている。
【００４０】
外部車室６０は、内部車室５０を外側から覆う外部車室本体６１と、外部車室本体６１を外側から囲う架台８との間に設けられる外部車室支持構造９と、を備えている。
【００４１】
外部車室本体６１は、内部車室５０よりも大きな外形寸法と容積を有している。外部車室本体６１の内側には、上記の内部車室５０が収容される。外部車室本体６１は、内部車室５０と同様に、上下方向に２つに分割されている。外部車室本体６１の上半は外部車室上半部６２（上半部）とされ、下半は外部車室下半部６３（下半部）とされている。
【００４２】
図３に示すように、ロータ３１の延びる方向から見て、外部車室上半部６２は、半円弧状の断面を有している。外部車室上半部６２の下側の端縁は、外部車室下半部６３に対して不図示の固定部を介して固定されている。外部車室下半部６３は、ロータ３１の延びる方向から見て、上下方向に延びる一対の側板６４と、これら側板６４の上側の端部に設けられたフート６５と、を有している。
【００４３】
側板６４の外面６６は、おおむね上下方向に延びるとともに、上記した架台８における支持開口８Ａの内面８１に対向している。フート６５は、この側板６４の上側の端部から水平方向に広がる板状のフート本体６５Ｍと、このフート本体６５Ｍの上側の面と側板６４とを接続する複数の補強板６７と、を有している。フート本体６５Ｍは、架台８の広がる面とおおむね平行に延びている。さらに、フート本体６５Ｍの上側の面は、略三角形状の補強板６７を介して、側板６４の外面６６に固定されている。架台８の上側の面は、フート本体６５Ｍの下側の面に当接することで、フート６５を下方から支持する。すなわち、フート６５によって蒸気タービン３の重量が架台８上で支持される。
【００４４】
さらに、外部車室下半部６３の下方には、上述の復水器６が接続されている。蒸気タービン３中を流通する蒸気（排気）は、外部車室下半部６３を経て、復水器６中に流入する。
【００４５】
なお、詳細な説明は省略するが、図３中に示すように、外部車室下半部６３の内側に、各壁面を互いに接続する棒状のステイバー６８が設けられていてもよい。外部車室下半部６３に対して外側から圧力が加わっても、これらステイバー６８によって外部車室下半部６３を内側から補強することで、圧力に抗することができる。なお、ステイバー６８の設けられる数については、外部車室６０内を流通する蒸気（排気）の流れを妨げることがない限りにおいて、任意に決定されてよい。
【００４６】
外部車室支持構造９は、外部車室下半部６３の外面６６と架台８の内面８１（支持開口８Ａの内周面）との間に設けられることで、外部車室６０（外部車室下半部６３）を外側から引っ張るように支持する。
より具体的には、外部車室支持構造９は、外部車室下半部６３の外面６６と架台８の内面８１との一方、及び他方にそれぞれ設けられた係合部９１及び係止部９２と、これら係合部９１及び係止部９２の間に介在するスペーサ９３と、を備えている。なお、以下の説明では、係合部９１と係止部９２とを結ぶ方向を係合方向と呼ぶことがある。
【００４７】
本実施形態では、係合部９１として、外部車室下半部６３の外面６６に設けられたブラケット９１Ｂを採用している。再び図２に戻って、本実施形態では、外部車室下半部６３の側板６４に、上下方向、及び水平方向にそれぞれ間隔をあけて配列された複数のブラケット９１Ｂが設けられている。より具体的には、一つの側板６４上には、上下方向にそれぞれ２つずつのブラケット９１Ｂが配列されるとともに、水平方向にそれぞれ４つずつ、又は３つずつのブラケット９１Ｂが配列されている。すなわち、一つの側板６４上には合計で８つ、または６つのブラケット９１Ｂが設けられている。さらに、外部車室下半部６３は上面視で略矩形をなしていることから、合計で２８個のブラケット９１Ｂが４つの側板６４上に設けられている。
【００４８】
図４に示すように、各ブラケット９１Ｂは、側板６４の外面６６から他方側（架台８の内面８１に向かう側）に向かって延びる一対のブラケット本体９１Ｈと、このブラケット本体９１Ｈの他方側の端部から互いに対向する方向に延びる一対のスリット形成部９１Ｓと、を有している。
【００４９】
それぞれのブラケット本体９１Ｈは、上下方向から見て外部車室下半部６３の外面６６におおむね直交する方向に延びる板状をなしている。それぞれのスリット形成部９１Ｓは、これらブラケット本体９１Ｈに略直交する方向に延びている。スリット形成部９１Ｓ同士の間には、一定の間隙（スリットＳ）が形成されている。このスリットＳの幅寸法（水平方向におけるスリット形成部９１Ｓ同士の間の寸法）は、後述する係止部９２のフランジ部９２Ｆの寸法に応じて適宜決定される。
【００５０】
以上のような構成により、ブラケット９１Ｂの内側には、ブラケット９１Ｂ自身と、外面６６（側板６４）とによって囲まれた空間（孔部Ｈ）が形成される。ブラケット９１Ｂの上端、及び下端は、それぞれ上方、及び下方に開口している。さらに、上記のスリットＳは、孔部Ｈを一方側（外部車室下半部６３の外面６６側）から他方（架台８の内面８１側）に向かって連通している。
【００５１】
次に、係止部９２について説明する。係止部９２は、架台８の内面８１上において、平面視で上記の係合部９１（ブラケット９１Ｂ）と対応する位置に複数設けられている。本実施形態では、係止部９２としてアンカーボルト９２Ｂを用いた例について説明する。図４に示すように、アンカーボルト９２Ｂは、棒状に延びる軸部９２Ｓ（挿通部９２Ｓ）と、この軸部９２Ｓの端部に設けられたフランジ状の頭部９２Ｆ（フランジ部９２Ｆ）と、を有している。軸部９２Ｓの一部は、架台８の内面８１に形成された埋設孔８２に差し込まれている。軸部９２Ｓの外周面と埋設孔８２の内周面との間には、例えばグラウト等の充填材８３が充填される。なお、軸部９２Ｓの外径は、上述したスリットＳの幅寸法よりもわずかに小さい。
【００５２】
軸部９２Ｓの一方側（外面６６側）の端部には、軸部９２Ｓの外周面よりも外側に張り出す頭部９２Ｆが一体に設けられている。より具体的には、頭部９２Ｆの水平方向における寸法は、スリットＳの幅寸法よりも十分に大きい。これにより、頭部９２ＦがスリットＳの孔部Ｈ内に位置している状態において、頭部９２Ｆは孔部Ｈから外側に逸脱することなく係止される。
【００５３】
さらに、本実施形態では、ブラケット９１Ｂとアンカーボルト９２Ｂとの間に、略板状のスペーサ９３が設けられる。スペーサ９３は、スリット形成部９１Ｓと頭部９２Ｆとの間に隙間なく介在している。すなわち、スペーサ９３は、係合部９１と係止部９２との間で、係合方向における位置決め用部材（シム）として機能する。
【００５４】
具体的には図５に示すように、スペーサ９３は、係合方向から見て略円形をなしている。スペーサ９３の中心を含む領域には、上述したアンカーボルト９２Ｂの軸部９２Ｓが挿通される略円形の挿通孔９３Ｈが設けられている。なお、挿通孔９３Ｈの内径は、軸部９２Ｓの外径と同等かわずかに大きい。さらに、この挿通孔９３Ｈは、スペーサ９３の外周端縁９３Ｒの一部と、連通孔９３Ｃによって連通されている。連通孔９３Ｃが設けられていることにより、アンカーボルト９２Ｂとブラケット９１Ｂとが係合した状態において、頭部９２Ｆとスリット形成部９１Ｓとの間の間隙にスペーサ９３を挟み込む際に、スペーサ９３とアンカーボルト９２Ｂの軸部９２Ｓとの干渉が回避される。
【００５５】
続いて、上記の外部車室支持構造９を備える蒸気タービン３の製造方法について、図６を参照して説明する。同図に示すように、蒸気タービン３の製造方法では、まず、外部車室下半部６３の外面６６に上記の係合部９１としてのブラケット９１Ｂを取り付ける（Ｓ１工程）。
【００５６】
Ｓ１工程の後、又はＳ１工程と併行して、架台８の内面８１に上記の係止部９２としてのアンカーボルト９２Ｂを埋設する（Ｓ２工程）。次に、ブラケット９１Ｂが取り付けられた状態の外部車室下半部６３を、クレーン等で上方に吊架した後、架台８の支持開口８Ａに向けて上方から下降させる（Ｓ３工程）。
【００５７】
このＳ３工程において、外部車室下半部６３を下方に下降させることで、アンカーボルト９２Ｂの軸部９２Ｓがブラケット９１ＢのスリットＳに上方から挿通されるとともに、アンカーボルト９２Ｂの頭部９２Ｆがブラケット９１Ｂの内側に収められる。これにより、ブラケット９１Ｂとアンカーボルト９２Ｂとが互いに係合する。なお、このＳ３工程において、上述したスペーサ９３をスリット形成部９１Ｓとアンカーボルト９２Ｂの頭部９２Ｆとの間に取り付けてもよい。
【００５８】
さらに、外部車室下半部６３上に、同様にクレーン等で吊架した内部車室下半部５２を下方に下降させて設置する（Ｓ４工程）。続いて、内部車室下半部５２上にタービンロータ４０（ロータ３１）を設置する（Ｓ５工程）。なお、ロータ３１の設置に先立って内部車室下半部５２上に軸受装置や潤滑装置等の補機類が設置されてもよい。
【００５９】
次に、内部車室上半部５１を内部車室下半部５２上に設置することで、ロータ３１を上下方向両側から覆う（Ｓ６工程）。続いて、外部車室上半部６２を外部車室下半部６３上に設置する（Ｓ７工程）。以上により、本実施形態に係る蒸気タービン３の製造方法の各工程が完了する。
【００６０】
上述のように構成された蒸気タービン設備１００では、まずボイラ４から高圧蒸気タービン１に供給された高圧の蒸気が動翼列、及び静翼列に順次衝突することで、タービンロータ４０が回転駆動される。高圧蒸気タービン１から排気された蒸気は再熱器５によって加熱されることで昇温された後、中圧蒸気タービン２に流入する。
【００６１】
中圧蒸気タービン２中では、流入した蒸気によって、回転中のタービンロータ４０に対してさらに回転駆動力が付加される。中圧蒸気タービン２から排気された蒸気は後続の低圧蒸気タービン３に流入する。低圧蒸気タービン３中でも、蒸気によってタービンロータ４０に対してさらに回転駆動力が付加される。
【００６２】
低圧蒸気タービン３（蒸気タービン３）から排気された蒸気は、復水器６に向かって流れる。復水器６中では、冷媒によって蒸気が凝縮されて水に戻る。このとき、水の凝縮に伴って、復水器６中の圧力は低下し、おおむね真空状態となる。したがって、復水器６と連通された低圧タービン車室３２（外部車室６０）中も復水器６と同様におおむね真空状態となる。すなわち、外部車室６０に対しては、大気圧によって外側から圧力が付加される。
【００６３】
すなわち、高圧蒸気タービン１、及び中圧蒸気タービン２では、高圧蒸気によって内部の圧力が大気圧よりも高くなる一方で、低圧蒸気タービン３では、内部が大気圧に対して負圧状態となる。このため、高圧蒸気タービン１、及び中圧蒸気タービン２と異なり、低圧蒸気タービン３では、外側からの圧力に抗しうる構造が要求される。
【００６４】
このような構造として、上述のステイバー６８を外部車室６０の内側に複数配置することが考えられる。しかしながら、ステイバー６８を多数設けた場合、外部車室６０内部を流通する流体（蒸気）の流れを妨げてしまう可能性が懸念される。
【００６５】
そこで、本実施形態では、上述のような外部車室支持構造９によって、外部車室６０を外側から引っ張るようにして上述の圧力に対抗している。すなわち、上述の構成によれば、外部車室下半部６３の外面６６と架台８の内面８１との一方に設けられた係合部９１と、外部車室下半部６３の外面６６と架台８の内面８１との他方に設けられた係止部９２とが互いに係合する。具体的には、スリットＳの内側にフランジ部９２Ｆが係合することで、これら係合部９１と係止部９２とが係合される。これにより、外部車室６０と架台８との間に働く力に対して十分に抗することができる。外部車室６０を外側から引っ張ることで、当該外部車室６０の構造強度を高めることができる。
【００６６】
さらに、上記構成により、外部車室下半部６３の強度を高めることができることから、外部車室６０の内部に設けられるステイバー６８を含む他の補強構造の数を減らすことができる。これにより、外部車室６０の内部を流通する蒸気の流れが妨げられる可能性を低減することができる。低圧蒸気タービン３における外部車室６０の内部の蒸気の流れが改善されることにより、蒸気タービン３としての排気特性が向上する。すなわち、蒸気タービン３の性能を向上させることができる。
【００６７】
加えて、上述の構成によれば、係合部９１としてブラケット９１Ｂを用い、係止部９２としてアンカーボルト９２Ｂを用いていることから、ブラケット９１Ｂのスリット形成部９１Ｓと、アンカーボルト９２Ｂの頭部９２Ｆとが軸部９２Ｓの延びる方向（係合方向）から互いに係合される。これにより、外部車室６０を架台８によって安定的に支持することができる。さらに、ブラケット本体９１Ｈ及びスリット形成部９１Ｓのみにより係合部９１が形成され、アンカーボルト９２Ｂにより係止部９２が形成されることから、装置の構造を簡素かつ廉価に抑えることができる。
【００６８】
また、上記のように構造が簡素であることから、既設の蒸気タービン３に対しても、容易に外部車室支持構造９を適用することができる。すなわち、容易に既設の蒸気タービン３の性能向上を図ることができる。
【００６９】
さらに、上述の構成によれば、アンカーボルト９２Ｂの頭部９２Ｆ（フランジ部９２Ｆ）とブラケット９１Ｂ（スリット形成部９１Ｓ）との間にスペーサ９３を介在させることで、これら頭部９２Ｆ、及びブラケット９１Ｂとの間に間隙が生じた場合であっても、この間隙を埋めることができる。すなわち、フランジ部９２Ｆと係合部９１との間の寸法誤差等を吸収して、外部車室６０を架台８によって安定的に支持することができる。
【００７０】
加えて、上述の蒸気タービン３の製造方法によれば、外部車室下半部６３を上方から架台８に向かって下降させ終わると同時に、係合部９１（ブラケット９１Ｂ）及び係止部９２（アンカーボルト９２Ｂ）を互いに係合させることができる。これにより、工数、コストを抑制することができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、外部車室下半部６３の外面６６には係合部９１が設けられ、架台８の内面８１には係止部９２が設けられている例について説明した。しかしながら、係合部９１、及び係止部９２が外部車室下半部６３の外面６６と架台８の内面８１とのいずれに設けられるかは本実施形態によっては限定されない。すなわち、本実施形態とは反対に、架台８の内面８１に係合部９１が設けられ、外部車室下半部６３の外面６６に係止部９２が設けられてもよい。
【００７２】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図７から図９を参照して説明する。なお、第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付した上で詳細な説明を省略する。図７及び図８に示すように、本実施形態では、外部車室支持構造１９の構成が上述の第一実施形態とは異なっている。
【００７３】
より詳細には、本実施形態に係る外部車室支持構造１９は、外部車室下半部６３の外面６６に設けられた係止部１９２としてのＴ形鋼１９２Ｔと、架台８の内面８１に設けられた係合部１９１（凹溝１９１Ｒ）と、凹溝１９１Ｒ内に設けられる充填部Ｃ（図８参照）と、を有している。
【００７４】
図８に示すように、Ｔ形鋼１９２Ｔは、上下方向から見て、外部車室下半部６３の外面６６におおむね直交する方向（係合方向）に延びる支持板部１９２Ｓと、この支持板部１９２Ｓにおける他方側（架台８の内面８１側）の端部に設けられる係止板部１９２Ｌと、を有している。係止板部１９２Ｌは、上下方向から見て支持板部１９２Ｓにおおむね直交している。すなわち、上下方向から見てＴ形鋼１９２Ｔは、略Ｔ字状をなしている。このＴ形鋼１９２Ｔは、外部車室下半部６３の外面６６上で、上下方向にわたって延びている。以上のようなＴ形鋼１９２Ｔが、外部車室下半部６３における１つの側板６４上で水平方向に複数設けられている。具体的には、本実施形態では、１つの側板６４上には、３つまたは４つのＴ形鋼１９２Ｔが設けられている。
【００７５】
架台８の内面８１には、係合部１９１としての凹溝１９１Ｒが複数形成されている。これら複数の凹溝１９１Ｒは、架台８の内面８１上において、平面視で上記の係止部１９２（Ｔ形鋼１９２Ｔ）と対応する位置に複数設けられている。より詳細には、この凹溝１９１Ｒは、強化コンクリート等で形成された架台８の内面８１上に、上下方向に延びる角溝である。凹溝１９１Ｒの内側には、第一保護鋼板Ｂ１が設けられている。この第一保護鋼板Ｂ１は、凹溝１９１Ｒの断面形状に対応するように、上下方向から見て一方が開口した略Ｃ字状をなしている。
【００７６】
さらに、架台８の内面８１上には、凹溝１９１Ｒの開口を一部のみ覆うようにして配置される第二保護鋼板Ｂ２が設けられている。この第二保護鋼板Ｂ２には、図８に示すように、スリットＳ２が形成されている。このスリットＳ２の水平方向における幅寸法は、上記の係止部１９２における支持板部１９２Ｓの厚さ寸法とおおむね同一かわずかに大きい。さらに、このスリットＳ２は、上下方向にわたって一様に形成されている。
【００７７】
以上のような構成により、凹溝１９１Ｒの内側には、第一保護鋼板Ｂ１と、第二保護鋼板Ｂ２とによって囲まれた空間（孔部Ｈ２）が形成される。凹溝１９１Ｒの上端、及び下端は、それぞれ上方、及び下方に開口している。さらに、上記のスリットＳ２は、孔部Ｈ２を一方側（外部車室下半部６３の外面６６側）から他方（架台８の内面８１側）に向かって連通している。
【００７８】
外部車室下半部６３が架台８の内側に載置された状態においては、Ｔ形鋼１９２Ｔの係止板部１９２Ｌが凹溝１９１Ｒの内側に収められる。これにより、係止板部１９２Ｌが、スリットＳを形成する第二保護鋼板Ｂ２の内側に係合する。さらに、本実施形態では、凹溝１９１Ｒの内側に、係止板部１９２Ｌを移動不能に固定する充填部Ｃが設けられている。充填部Ｃは、例えばグラウト等の充填材８３を凹溝１９１Ｒの内側におおむね隙間なく充填した後、硬化させることで形成される。
【００７９】
以上のような構成によっても、上記第一実施形態と同様に、外部車室下半部６３の外面６６と架台８の内面８１との一方に設けられた係合部９１と、外部車室下半部６３の外面６６と架台８の内面８１との他方に設けられた係止部９２とが互いに係合する。具体的には、凹溝１９１Ｒの内側（第二保護鋼板Ｂ２）にＴ形鋼１９２Ｔ（係止板部１９２Ｌ）が係合することで、これら係合部９１と係止部９２とが係合される。これにより、外部車室６０と架台８との間に働く力に対して十分に抗することができる。外部車室６０を外側から引っ張ることで、当該外部車室６０の構造強度を高めることができる。
【００８０】
さらに、上記構成により、外部車室下半部６３の強度を高めることができることから、外部車室６０の内部に設けられるステイバー６８を含む他の補強構造の数を減らすことができる。これにより、外部車室６０の内部を流通する蒸気の流れが妨げられる可能性を低減することができる。低圧蒸気タービン３における外部車室６０の内部の蒸気の流れが改善されることにより、蒸気タービン３としての排気特性が向上する。すなわち、蒸気タービン３の性能を向上させることができる。
【００８１】
加えて、上述の構成によれば、凹溝１９１ＲのスリットＳ２と係止板部１９２Ｌとが、支持板部１９２Ｓの延びる方向から互いに係合される。これにより、外部車室６０を架台８によって安定的に支持することができる。さらに、凹溝１９１Ｒ、及び係止板部１９２Ｌは、上下方向に延びていることから、外部車室６０を架台８によってより安定的に支持することができるとともに、係止部１９２、及び係合部１９１に対して局所的な負荷が加わる可能性を低減することができる。
【００８２】
さらに加えて、上述の構成によれば、充填部Ｃが設けられることで、係合部９１に対してフランジ部９２Ｆを移動不能に固定することができる。ここで、係止板部１９２Ｌと凹溝１９１Ｒ内の第一保護鋼板Ｂ１との間の間隙の大きさにバラつきがある場合、シム等の位置決め部材を各間隙の大きさに応じて調整する必要がある。しかしながら、充填部Ｃを設けることにより、このようなシム等の寸法調整を経ることなく、一律に凹溝１９１Ｒ内の空間（孔部Ｈ２）を埋めることができる。すなわち、工数、及びコストを低減することができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、架台８の内面８１に係合部１９１が設けられ、外部車室下半部６３の外面６６に係止部１９２が設けられている例について説明した。しかしながら、係合部１９１、及び係止部１９２が外部車室下半部６３の外面６６と架台８の内面８１とのいずれに設けられるかは本実施形態によっては限定されない。すなわち、本実施形態とは反対に、外部車室６０の外面６６に係合部１９１が設けられ、架台８の内面８１に係止部１９２が設けられてもよい。
【００８４】
［第二実施形態の変形例］
次に、本発明の第二実施形態の変形例について、図９を参照して説明する。同図に示すように、本変形例では、上記の充填部Ｃが設けられていない。さらに、係止板部１９２Ｌと第一保護鋼板Ｂ１との間の間隙には、当該間隙を閉塞する板状のスペーサ１９３が介在している。このような構成によれば、係止板部１９２Ｌと第一保護鋼板Ｂ１との間の寸法誤差等を吸収して、外部車室６０を架台８によって安定的に支持することができる。
なお、このスペーサ１９３を取り付けた状態で、さらに上記の充填部Ｃを設けることも可能である。
【００８５】
以上、本発明の各実施形態について、図面を参照してそれぞれ説明した。しかしながら、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加えることが可能である。
例えば、本実施形態では、蒸気タービン３を例に外部車室支持構造９について説明した。しかしながら、上述の外部車室支持構造９の適用対象は蒸気タービン３に限定されず、内外の圧力差に抗する必要のある機械装置であれば、いかなる装置であっても適用対象とすることが可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１００…蒸気タービン設備  １…高圧蒸気タービン  ２…中圧蒸気タービン  ３…低圧蒸気タービン  ３…蒸気タービン  ４…ボイラ  ５…再熱器  ６…復水器  ７…発電機  １１…高圧タービンロータ  １２…高圧タービン車室  ２１…中圧タービンロータ  ２２…中圧タービン車室  ３１…低圧タービンロータ  ３２…低圧タービン車室  ４０…タービンロータ  ３１…ロータ  Ｖ１…主蒸気弁  Ｖ２…調整弁  ５０…内部車室  ６０…外部車室  ８…架台  ８Ａ…支持開口  ９…外部車室支持構造  ５１…内部車室上半部  ５２…内部車室下半部  ６１…外部車室本体  ６２…外部車室上半部  ６３…外部車室下半部  ６４…側板  ６５…フート  ６６…外面  ８１…内面  ６５Ｍ…フート本体  ６７…補強板  ６８…ステイバー  ９１…係合部  ９２…係止部  ９３…スペーサ  ９１Ｂ…ブラケット  ９１Ｈ…ブラケット本体  ９１Ｓ…スリット形成部  Ｓ…スリット  Ｈ…孔部  ９２Ｂ…アンカーボルト  ９２Ｓ…軸部  ９２Ｓ…挿通部  ９２Ｆ…頭部  ９２Ｆ…フランジ部  ８２…埋設孔  ８３…充填材  ９３Ｈ…挿通孔  ９３Ｒ…外周端縁  ９３Ｃ…連通孔  １９…外部車室支持構造  １９２…係止部  １９２Ｔ…Ｔ形鋼  １９１…係合部  １９１Ｒ…凹溝  Ｃ…充填部  １９２Ｓ…支持板部  １９２Ｌ…係止板部  Ｂ１…第一保護鋼板  Ｂ２…第二保護鋼板  Ｓ２…スリット  Ｈ２…孔部  １９３…スペーサ
【図１】
2017096194.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】
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【図７】
2017096194.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017096194.tif 000011