(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部車室と外部車室を有し、かつ外部車室がロータ軸を通る水平面で上半部と下半部とに分割形成される蒸気タービンの車室構造において、前記外部車室の上半部の端板に補強リブをロータ軸を中心に放射状に複数本配置すると共にその配置角度を垂直から水平になるにつれて漸次増大させたことを特徴とする蒸気タービンの車室構造。
【請求項２】
前記外部車室の上半部は略蒲鉾型に形成されその端板が裾広がりの半円形状を呈することを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンの車室構造。
【請求項３】
前記外部車室の下半部は略筐体型に形成されその端板が矩形状を呈すると共に該端板外面に格子状に補強リブが配置され、かつ前記端板内面と内部車室のサポート側面との間に架設されるパイプステーの端部を前記補強リブの交差部に位置して接合したことを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸気タービンの車室構造。
【請求項４】
前記外部車室を基礎上に支持するフート板を外部車室の下半部の側板から端板側に回り込んで当該端板外面に直に接合すると共に、ロータ軸の軸受箱とは完全に分離させたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の蒸気タービンの車室構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービンの車室構造に係り、一層詳細には、内・外部車室を設けた二重車室構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気タービンのタービン本体を構成する車室は、ロータ挿入、組立、分解に便利のため、通常、軸を通る平面で上下二つに分けられるように作られ、フランジとボルトで組み立てられる。そして、大形タービンでは、ロータの熱による膨張・収縮などから一つの車室にすることができず、これを高圧、中圧、低圧車室に分けて製作・組立てをする。また、これら高圧、中圧、低圧車室は、熱のための膨張・収縮による金属ストレスを少なくするために、内・外部車室を設けた二重車室構造としている。
【０００３】
また、前記車室の内、特に低圧車室にあっては、真空状態の復水器に連通されるため、タービン起動時等における真空荷重負荷時には、外部車室の端板が内側に大きく凹むように変形する。これを防止すべく、従来では、外部車室の端板に種々の補強構造を採用している。
【０００４】
例えば、図５に示すように、外部車室１の上半部の端板２ａ外面にロータ軸３を中心に略均等に分配（面積配分）された位置に複数本（図中５本）のＩ型リブ４が溶接等で接合されると共に、外部車室１の下半部の端板２ｂ外面に複数本（図中５本）のＩ型リブ５に加えて複数本のＴ型リブ６が格子状に交差して溶接等で接合されている。
【０００５】
また、図６及び図７に示すように、外部車室１の下半部の端板２ｂ内面と内部車室７のサポート８側面との間にはパイプステー９が架設される。尚、図中１０はタービン本体を基礎上に支持するフート板で、外部車室１の下半部の側板１１ｂから端板２ｂ側に回り込んでその端部がロータ軸３の軸受箱１２に溶接等で接合されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、蒸気タービンプラントの大型化に伴いタービン本体の大型化が進められている。そのため、外部車室１の端板２ａ，２ｂにおける前述した種々の補強構造では、真空荷重負荷時における端板変形を十分に抑制できず、各種リブに高い応力が発生するという問題点があった。
【０００７】
これは、外部車室１の蒲鉾型上半部で裾広がりの半円形状を呈する端板２ａにおいては、前述したＩ型リブ４の配置角度では各Ｉ型リブ４に発生する応力にばらつきがあり、偏った支持構造となっており（補強の役に立っていないＩ型リブ４とそうでないものがある）、これがタービン本体（即ち、端板２ａ）の大型化でより顕著になることに起因している。
【０００８】
また、外部車室１の下半部の端板２ｂにおける前述したパイプステー９の効果も十分に発揮されていない。更に、外部車室１の下半部の側板１１ｂから端板２ｂ側に回り込んでいるフート板１０は、端板２ｂとは分離していて補強フランジ効果を何ら発揮していないことに起因している。
【０００９】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたもので、外部補強を増やさずに簡単な設計変更で応力低減と剛性向上が図れる軽量で安価な蒸気タービンの車室構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明に係る蒸気タービンの車室構造は、内部車室と外部車室を有し、かつ外部車室がロータ軸を通る水平面で上半部と下半部とに分割形成される蒸気タービンの車室構造において、前記外部車室の上半部の端板に補強リブをロータ軸を中心に放射状に複数本配置すると共にその配置角度を垂直から水平になるにつれて漸次増大させたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記外部車室の上半部は略蒲鉾型に形成されその端板が裾広がりの半円形状を呈することを特徴とする。
【００１２】
また、前記外部車室の下半部は略筐体型に形成されその端板が矩形状を呈すると共に該端板外面に格子状に補強リブが配置され、かつ前記端板内面と内部車室のサポート側面との間に架設されるパイプステーの端部を前記補強リブの交差部に位置して接合したことを特徴とする。
【００１３】
また、前記外部車室を基礎上に支持するフート板を外部車室の下半部の側板から端板側に回り込んで当該端板外面に直に接合すると共に、ロータ軸の軸受箱とは完全に分離させたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸気タービンの車室構造を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
［実施例］
図１は本発明の一実施例を示す、タービン本体の正面図、図２は同じく側断面図、図３は同じく端板とパイプステーの接合部の斜視図、図４は同じく要部平断面図である。尚、これらの図において、従来技術で用いた図５乃至図７と同一部材には同一符号を付して説明する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、蒸気タービンプラントの低圧車室を構成するタービン本体は、ロータ軸３を取り巻く内部車室７と外部車室１とからなり、車室中央に流入した蒸気は、内部車室７内を前後に分流して流れた後、外部車室１両端の図示しない排気孔からタービン本体下部に設置された図示しない復水器に入るようになっている（図２中に矢印で示した蒸気流れ参照）。
【００１７】
前記外部車室１は、ロータ軸３を通る水平面で上半部と下半部とに分割形成され、その各々の水平フランジ部１ａ，１ｂでボルト結合されている。
【００１８】
そして、本実施例では、外部車室１の上半部は端板２ａと側板１１ａとで略蒲鉾型に形成されると共に、裾広がりの半円形状を呈する前記端板２ａの外面には、複数本（図中５本）のＩ型リブ４Ａが溶接等で接合される。
【００１９】
前記Ｉ型リブ４Ａは、ロータ軸３を中心に放射状に配置されると共に、垂直から水平になるにつれてその配置角度が増大するようになっている。即ち、端板２ａの半径が短い上部ほどＩ型リブ４Ａが密に配され、半径が長い下部ほどＩ型リブ４Ａが粗に配されるのである。
【００２０】
前記外部車室１の下半部は端板２ｂと側板１１ｂとで略筐体型に形成されると共に、矩形状を呈する前記端板２ｂの外面には、複数本（図中６本）のＩ型リブ５Ａに加えて複数本（図中７本）のＴ型リブ６が格子状に交差して溶接等で接合されている。
【００２１】
そして、本実施例では、図３及び図４にも示すように、外部車室１の下半部の端板２ｂ内面と内部車室７のサポート８側面との間に架設されたパイプステー９Ａの端部が前記Ｔ型リブ６の交差部に位置して溶接等で接合されている。
【００２２】
また、タービン本体を基礎Ｃ上に適宜緩衝材１３（図１参照）を介して支持するフート板１０Ａは、外部車室１の下半部の側板１１ｂから端板２ｂ側に回り込んで当該端板２ｂ外面に溶接等で直に接合されると共に、従前において溶接等で接合されていたロータ軸３の軸受箱１２からは完全に分離されている。
【００２３】
このようにして本実施例では、外部車室１の上半部の端板２ａにおいて、ロータ軸３を中心に放射状に配置されるＩ型リブ４Ａを、垂直から水平になるにつれてその配置角度が増大するように配置して、水平フランジ部１ａ，１ｂ等により支持剛性の高い端板２ａの下部は少数本のＩ型リブ４Ａで支持し、反対に支持剛性の低い端板２ａの上部は多数本のＩ型リブ４Ａで支持することができ、端板２ａをバランス良く支持することができる。
【００２４】
また、外部車室１の下半部の端板２ｂにおいて、パイプステー９Ａの端部を外部補強のＴ型リブ６の交差部に溶接等で接合するようにしたので、パイプステー９Ａで端板一般部に比べて剛性の高いＴ型リブ６の交差部を効果的に支持でき、端板変形を抑制できる。
【００２５】
また、外部車室１の下半部の端板２ｂにおいて、フート板１０Ａを外部車室１の下半部の側板１１ｂから端板２ｂ側に回り込んで当該端板２ｂ外面に溶接等で直に接合したので、端板２ｂの支持剛性が一層高まり、端板変形を抑制できる。この際、端板２ｂをロータ軸３の軸受箱１２から完全に切り離したので、端板変形や端板振動等による悪影響は軸受箱１２には何ら及ばない。
【００２６】
これらの結果、タービン本体の大型化により外部車室１の端板２ａ，２ｂが大型化しても、真空荷重負荷時における端板変形を、外部補強を増やさずに簡単な設計変更で十分に抑制でき、軽量で安価な蒸気タービンの車室構造を提供できる。
【００２７】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、外部車室１の上半部の端板２ａに取り付けられるＩ型リブ４Ａの本数や配置角度等を端板２ａの大きさや形状等に応じて適宜変更する等各種変更が可能であることはいうまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明の請求項１に係る発明は、内部車室と外部車室を有し、かつ外部車室がロータ軸を通る水平面で上半部と下半部とに分割形成される蒸気タービンの車室構造において、前記外部車室の上半部の端板に補強リブをロータ軸を中心に放射状に複数本配置すると共にその配置角度を垂直から水平になるにつれて漸次増大させたことを特徴とするので、水平フランジ部等により支持剛性の高い端板の下部は少数本の補強リブで支持し、反対に支持剛性の低い端板の上部は多数本の補強リブで支持することができ、端板をバランス良く支持することができる。この結果、タービンの大型化により外部車室の端板が大型化しても、真空荷重負荷時における端板変形を、外部補強を増やさずに簡単な設計変更で十分に抑制でき、軽量で安価な蒸気タービンの車室構造を提供できる。
【００２９】
本発明の請求項２に係る発明は、前記外部車室の上半部は略蒲鉾型に形成されその端板が裾広がりの半円形状を呈することを特徴とするので、請求項１と同様の作用・効果が得られる。
【００３０】
本発明の請求項３に係る発明は、前記外部車室の下半部は略筐体型に形成されその端板が矩形状を呈すると共に該端板外面に格子状に補強リブが配置され、かつ前記端板内面と内部車室のサポート側面との間に架設されるパイプステーの端部を前記補強リブの交差部に位置して接合したことを特徴とするので、請求項１に係る発明の作用・効果に加えて、パイプステーで端板一般部に比べて剛性の高い補強リブの交差部を効果的に支持でき、端板変形をより一層抑制できる。
【００３１】
本発明の請求項４に係る発明は、前記外部車室を基礎上に支持するフート板を外部車室の下半部の側板から端板側に回り込んで当該端板外面に直に接合すると共に、ロータ軸の軸受箱とは完全に分離させたことを特徴とするので、請求項１に係る発明の作用・効果に加えて、端板の支持剛性が一層高まり、端板変形を更に抑制できる。また、端板をロータ軸の軸受箱から完全に切り離したので、端板変形や端板振動等による悪影響は軸受箱には何ら及ばないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す、タービン本体の正面図である。
【図２】同じく側断面図である。
【図３】同じく端板とパイプステーの接合部の斜視図である。
【図４】同じく要部平断面図である。
【図５】従来例のタービン本体の正面図である。
【図６】同じく端板とパイプステーの接合部の斜視図である。
【図７】同じく要部平断面図である。
【符号の説明】
１  外部車室
１ａ，１ｂ  水平フランジ部
２ａ，２ｂ  端板
３  ロータ軸
４，４Ａ  Ｉ型リブ
５，５Ａ  Ｉ型リブ
６  Ｔ型リブ
７  内部車室
８  サポート
９，９Ａ  パイプステー
１０，１０Ａ  フート板
１１ａ，１１ｂ  側板
１２  軸受箱
１３  緩衝材
Ｃ  基礎
【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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