(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン翼を有するロータと、
前記ロータを支持する軸受と、
前記ロータの軸方向であって前記タービン翼側に張り出した張出部を備えると共に、当該張出部にて前記軸受を保持する基礎台とを含み、且つ、
前記張出部は、複数の孔を有するリブ状の補強部材を前記基礎台から張り出させつつ前記基礎台に埋設すると共に、当該補強部材に鋼板を敷設して形成することにより前記張出部と前記基礎台とを一体とした蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蒸気タービンに関し、更に詳しくは、タービン稼働時におけるロータの振動を効果的に抑制し得る蒸気タービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、従来の蒸気タービンの要部構成を示す側面断面図である。この蒸気タービン１００は、ロータ１１０と、基礎台１２０と、軸受１３０とを含み構成される。ロータ１１０は、タービン翼１１１を有し、車室１１２に挿通されて設置される。基礎台１２０は、柱状を有し、車室１１２の前後にコンクリートを打設して形成される。軸受１３０は、基礎台１２０頂部に台板１３１を水平に敷設し、この台板１３１上に固定設置されて、ロータ１１０を車室１１２外部にて前後から支持する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、近年の１００万キロワットクラスの蒸気タービンでは、ロータ１１０が大型化する一方でその剛性が不足し、タービン稼働時にてロータ１１０が振動して、タービン翼１１１や車室１１２を壊損させる問題点があった。しかしながら、従来の蒸気タービン１００では、かかる振動の抑制に関する研究はあまりなされていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
ここで、発明者らの研究によれば、ロータ１１０の振動は、ロータ１１０を支持する軸受１３０，１３０間の距離を狭めれば、効果的に抑制されることが判明している。しかしながら、蒸気タービンは、通常、車室１１２下方に復水室（図示省略）を有するため、基礎台１２０，１２０の設置間隔には限界があり、その結果、軸受１３０，１３０間の距離も一定以上は狭められないという問題点がある。また、旧来のように、車室１１２によりロータ１１０を支持する構成もあるが、近年の大型蒸気タービンでは、ロータ１１０の重量も大きいため、車室１１２自体の剛性が不足してロータ１１０を支持しきれないという問題点がある。
【０００９】
また、この発明にかかる蒸気タービンは、タービン翼を有するロータと、前記ロータを支持する軸受と、前記ロータの軸方向であって前記タービン翼側に張り出した張出部を備えると共に、当該張出部にて前記軸受を保持する基礎台とを含み、且つ、前記張出部は、複数の孔を有するリブ状の補強部材を前記基礎台から張り出させつつ前記基礎台に埋設すると共に、当該補強部材に鋼板を敷設して形成することにより前記張出部と前記基礎台とを一体とした。
【００１０】
この発明において、張出部は、リブ状の補強部材を基礎台に埋設し、この補強部材に鋼板を敷設して形成されるので、基礎台との一体性が高く、ロータの振動に対して軸受を安定的に保持できる利点がある。また、鋼板を敷設しない場合と比較して、振動に対する張出部の耐久性をより高められる利点がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。
【００１４】
（実施の形態）
図１は、この発明の実施の形態にかかる蒸気タービンの要部構成を示す側面断面図である。また、図２は、図１に記載した蒸気タービンの基礎台付近を示す拡大断面図であり、図３は、図２に記載した基礎台を示す斜視図である。同図において、上記従来の蒸気タービン１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この蒸気タービン１は、ロータ１１０と、基礎台１０と、軸受１３０とを含み構成される。基礎台１０は、車室１１２の前後近傍に１台ずつそれぞれ設置される。基礎台１０は、コンクリート部１１の上部に補強部材１２を埋設し、さらに、その上に長方形の鋼板１３を敷設して構成される。コンクリート部１１は、コンクリートを柱状に打設して形成され、ほぼ平坦な頂部を有する。補強部材１２は、略長方形の板状形状を有し、コンクリート部１１の上面にその面を立てつつ、複数枚、埋設される。このとき、補強部材１２は、その端部がロータ１１０の軸方向であってタービン翼１１１側（車室１１２側）に張り出すように埋設される。また、補強部材１２の張り出した部分は略三角形状を有し、上方からの加重を効果的に支持し得る形状となっている。
【００１５】
鋼板１３は、この補強部材１２をリブとして、補強部材１２が張り出した部分を覆いつつコンクリート部１１の頂部をロータ１１０の軸方向に覆って敷設される。これにより、コンクリート部１１には、タービン翼１１１側に張り出した張出部１５が形成される。なお、実際の工程では、補強部材１２と鋼板１３とは、当初から溶接により一体化され、一時にコンクリート部１１に埋設される。また、補強部材１２の中央部には、コンクリートを注入する複数の孔１４が設けられる。なお、図４〜図７に、補強部材１２及び鋼板１３を一体化した構造物を示す斜視図（図４）、側面図（図５）、正面図（図６）及び背面図（図７）を示す。鋼板１３上には、鋼製の台板１６が水平に配置され、さらに、鋼板１３との間にグラウト１７を充填されて固定される。軸受１３０は、この水平な台板１６上に固定保持されて、タービンのロータ１１０を支持する。このとき、軸受１３０は、ロータ１１０のスパンを狭めるように、基礎台１０の張出部１５にて、タービン翼１１１側に寄せて設置される（図１及び図２参照）。すなわち、軸受１３０は、基礎台１０の張出部１５に乗せて設置されることにより、ロータ１１０をタービン翼１１１寄りで支持し、張出部１５を設けない場合と比較して、ロータ１１０の支持間隔を狭める。これにより、タービン稼働時におけるロータ１１０の振動が抑制される。
【００１６】
この実施の形態によれば、基礎台１０に張出部１５を設け、この張出部１５に軸受１３０を設置することによりロータ１１０の支持間隔を狭めたので、張出部１５を設けない場合と比較して、タービン稼働時におけるロータ１１０の振動を効果的に抑制できる利点がある。また、張出部１５を、鋼板１３と補強部材１２とで構成したので、より強固に軸受１３０を保持してロータ１１０の振動を効果的に抑制できる。
【００１７】
なお、この実施の形態では、補強部材１２を鋼製としたが、これは、コンクリート製とする場合と比較して、軸受１３０を支持する基礎台１０の強度が増加し、振動に対する耐久性が向上する点で好ましい。しかし、これに限らず、補強部材１２は、振動に対する耐久性を有する限り、鋼以外の均等材料により形成してもよい。
【００１８】
また、この実施の形態では、基礎台１０のコンクリート部１１から張り出した補強部材１２の形状は、略三角形状であるが、これは、軸受１３０からの加重を効果的に分散できる点で好ましい。しかし、これに限らず、張り出した部分は他の形状としてもよい。例えば、補強部材１２を単純な長方形とした結果、コンクリート部１１から張り出した部分が、四角形となってもよいし、台形その他任意の幾何学的形状としてもよい。
【００１９】
また、この実施の形態では、板状の補強部材１２を用いたが、これに限らず、柱状、ブロック状、パイプ状その他任意形状の部材を用いてよい。すなわち、補強部材１２は、張出部１５に軸受１３０からの加重を支持し、また、その振動に耐え得る強度を与えるものであればよい。
【００２０】
また、この実施の形態では、基礎台１０上部に鋼板１３を敷設したが、これは、基礎台１０の振動に対する耐久性を高められる点で好ましい。しかし、これに限らず、この鋼板１３を省略し、補強部材１２上に直接台板１６を敷設する構成としてもよい。かかる構成によっても、軸受１３０によるロータ１１０の支持間隔を狭めて、振動に対する耐久性を高められる利点がある。
【００２１】
また、この実施の形態では、鋼板１３を、補強部材１２が張り出した部分のみならずコンクリート部１１までも覆って敷設したが、これは、軸受１３０からの加重を分散させて、振動に対する耐久性を高められる点で好ましい。しかし、これに限らず、鋼板１３は、補強部材１２が張り出した部分のみを覆って敷設してもよい。発明者らの研究によれば、かかる構成でも、振動に対する耐久性が向上することが判明している。
【００２２】
また、この実施の形態では、張出部１５の形状、構造、大きさを限定していない。すなわち、張出部１５は、軸受１３０、１３０の支持間隔を狭める点に主たる作用を有し、かかる作用を有する限り、その形状等に限定はない。したがって、張出部１５の形状等は、適用される蒸気タービンの仕様等に応じて当業者自明の範囲内で適宜設計変更してよい。ただし、張出部１５は、軸受１３０からの加重および振動に耐え得る構造を有することを要する。
【００２３】
（他の実施例）
図８は、上記実施の形態とは別の実施例を示す要部断面図であり、図９は、図８に記載した基礎台を示す組立斜視図である。同図において、上記実施の形態の蒸気タービン１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この蒸気タービン２では、コンクリート部１１に鋼製の基礎金具２１を埋設し、この基礎金具２１に鋼製の補強部材２２を鋼板１３と共に取り付けて、基礎台２０の張出部２５を形成する。基礎金具２１は、長方形状の板状部材の表面に板状の突出部２１ａを複数有し、また、その背面に鍵状断面のアンカー部２１ｂを複数有する。図１０および図１１には、鋼板１３と一体化された補強部材２２を示し、図１２には、基礎金具２１の正面図を示す。基礎金具２１は、アンカー部２１ｂをコンクリート部１１の上方側面であってタービン翼１１１側に埋設され、突出部２１ａを、その板状面をロータ１１０の軸方向に立てて設置される（図８および図９参照）。
【００２４】
補強部材２２は、台形の板状部材から成り、鋼板１３の底面にその面を立てつつ配列され溶接により固定される。図１３および図１４に、基礎金具２１の正面図（図１３）および側面図（図１４）を示す。この補強部材２２および鋼板１３は、補強部材２２にて基礎金具２１の突出部２１ａにボルト結合され、鋼板１３をコンクリート部１１の上面に敷設しつつ固定される（図８および図９参照）。これにより、コンクリート部１１には、タービン翼１１１側に張り出した張出部２５が形成される。また、軸受１３０は、この鋼板１３上にグラウト１７を充填しつつ台板１６を水平に配置し、この台板１６上に固定設置される。また、軸受１３０は、基礎台２０の張出部２５上にてタービン翼１１１側寄りに位置し、ロータ１１０のスパンを狭めるように設置される。これにより、タービン稼働時におけるロータ１１０の振動を抑制できる。
【００２５】
この実施例によれば、コンクリート部１１に基礎金具２１のみを埋設し、この基礎金具２１に補強部材２２および鋼板１３を固定して張出部２５を形成する。かかる構成によっても、軸受１３０の設置間隔を狭めてロータ１１０の振動を抑制できる利点がある。また、この変形例では、補強部材２２を後付けして設置するので、上記実施の形態と比較して、張出部２５を安価に形成できる利点がある。また、事後的な張出部２５の除去も容易である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる蒸気タービンによれば、基礎台に張出部を設け、この張出部にて軸受を保持するので、張出部を設けない場合と比較して、張出部の分だけロータの支持間隔を狭められるので、タービン稼働時におけるロータの振動を抑制できる利点がある。
【００２７】
また、この発明にかかる蒸気タービンによれば、上記蒸気タービンにおいて、張出部を、鋼板その他の板状部材と、この板状部材を補強する補強部材とで構成したので、ロータの振動に対する張出部の耐久性を向上させ得る。
【００２８】
また、この発明にかかる蒸気タービンによれば、張出部は、リブ状の補強部材を基礎台に埋設し、この補強部材に鋼板を敷設して形成されるので、基礎台との一体性が高く、ロータの振動に対して軸受を安定的に保持できる利点がある。また、鋼板を敷設しない場合と比較して、振動に対する張出部の耐久性をより高められる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかる蒸気タービンの要部構成を示す側面断面図である。
【図２】図１に記載した蒸気タービンの基礎台付近を示す拡大断面図である。
【図３】図２に記載した基礎台を示す斜視図である。
【図４】補強部材および鋼板を一体化した構造物を示す斜視図である。
【図５】補強部材および鋼板を一体化した構造物を示す側面図である。
【図６】補強部材および鋼板を一体化した構造物を示す正面図である。
【図７】補強部材および鋼板を一体化した構造物を示す背面図である。
【図８】上記実施の形態にかかる蒸気タービンの変形例を示す要部断面図である。
【図９】図８に記載した基礎台を示す組立斜視図である。
【図１０】  鋼板と一体化された補強部材を示す側面図である。
【図１１】  鋼板と一体化された補強部材を示す正面図である。
【図１２】  基礎金具を示す正面図である。
【図１３】  基礎金具を示す平面図である。
【図１４】  基礎金具を示す側面図である。
【図１５】従来の蒸気タービンの要部構成を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１  蒸気タービン
１０  基礎台
１２  補強部材
１３  鋼板
１５  張出部
２０  基礎台
２１  基礎金具
２２  補強部材
２５  張出部
【図１】
0003782747.tif 000002
【図２】
0003782747.tif 000003
【図３】
0003782747.tif 000004
【図４】
0003782747.tif 000005
【図５】
0003782747.tif 000006
【図６】
0003782747.tif 000007
【図７】
0003782747.tif 000008
【図８】
0003782747.tif 000009
【図９】
0003782747.tif 000010
【図１０】
0003782747.tif 000011
【図１１】
0003782747.tif 000012
【図１２】
0003782747.tif 000013
【図１３】
0003782747.tif 000014
【図１４】
0003782747.tif 000015
【図１５】
0003782747.tif 000016