【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車室に
関し、特に、蒸気タービン停止時に車室の上下温度差が
大きくなって車室が猫反りすることによってロータと車
室下部の間の遊隙が小さくなるのを防ぐようにした蒸気
タービン車室に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に蒸気タービンの車室は図６〜図８
に示すように上車室１あるいは下車室２から張り出した
支持部３によって軸受台４の上で支持されている。この
支持部３をその形状から猫足と呼んでいる。
【０００３】蒸気タービン運転中は猫足３の部分が車室
からの熱伝達で温度上昇するので、熱膨張する。このた
め猫足３を図６のように非センターサポートにすると冷
体時に比べて運転時は車室の中心が上方に持ち上がる。
【０００４】一方、ロータ５は図７に示すように、軸受
台４の中の軸受６で支持されているので運転時も冷体時
と同じレベルに保たれる。このため運転時は冷体時に比
べて車室がロータ５に対して相対的に上に上がることな
り、ロータ５と静止部の下部の遊隙が冷体でセットした
ときよりも小さくなる。
【０００５】この現象を防止し、いかなる状態でもロー
タ５と車室の相対レベルが変わらないようにするため、
図８に示すように、猫足３をセンターサポートにしたタ
ービンが多く用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、蒸気タービ
ンは運転後の停止時に車室の内部の空気の対流によって
車室の上部の温度が下部の温度よりも高くなる。これを
車室上下温度差と呼んでいる。この車室上下温度差によ
るロータ５の熱曲がりを防止するために、モータによっ
てロータ５を低速で回転させる。これをターニングと呼
んでいる。
【０００７】車室上下温度差が生じると、バイメタル効
果により、図９に示すように上車室１及び下車室２が上
向きに反る。これを猫反りと呼んでいる。この猫反りが
生じると、静止部と回転部との遊隙が下部において減少
する。
【０００８】このためタービン停止中のロータ５のター
ニング時にロータ５がシールフィン（図示しない）と接
触して回転するため、シールフィンが摩耗する。この摩
耗により、運転時の遊隙が増大し、蒸気の漏洩が増加し
てタービンの効率が低下する。
【０００９】これに対して、蒸気タービンの猫足を非セ
ンターサポートにし、タービン停止時に猫足を強制冷却
して猫足の部分の温度を低下させ、猫足の熱膨張量を減
少させることによって、運転時に比べて車室の支持レベ
ルを下げ、下部遊隙を増大させる発明がなされている
が、この方式は猫足を非センターサポートにしたタービ
ンには適用出来るが、猫足をセンターサポートにしたタ
ービンには適用出来ない。
【００１０】本発明は、猫足をセンターサポートにした
蒸気タービン車室において、蒸気タービン停止時に車室
の上下温度差が大きくなって車室が猫反りしても、ロー
タと車室下部の間の遊隙を確保可能とした蒸気タービン
車室を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、蒸気タービン車室の支持部である猫足をセン
ターサポートにすると共に、蒸気タービン停止時に前記
猫足の上面部分を強制冷却し回転部と静止部の遊隙を広
げる猫足冷却手段を設けた構成の蒸気タービン車室を提
供する。
【００１２】このように、本発明による蒸気タービン車
室では猫足冷却手段を設けてあるのでタービン停止時に
猫足の上面部分を強制冷却することによって猫足自身に
上下温度差を生じさせて猫足を下側に変形させ、それに
より運転時に比べて車室の支持レベルを下げ、ロータと
の間の下部遊隙を増大させることができる。このため、
猫足をセンターサポートとしたタービンにおいても、タ
ービン停止中に行われるロータのターニング時にロータ
がシールフィンと接触するような事態を生ずることがな
い。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明による蒸気タービン
車室を図１〜図５に示した実施の形態に基づいて具体的
に説明する。なお、以下の実施の形態において、図６〜
図９に示した従来の装置と同じ構成の部分には説明を簡
単にするため同じ符号を付してあり、それらについての
重複する説明は省略する。
【００１４】（実施の第１形態）まず、図１、図２に示
した実施の第１形態による蒸気タービン車室について説
明する。図１に見られるように、この実施の第１形態に
よる蒸気タービン車室では猫足３をセンターサポートに
している。そして蒸気タービン停止時に猫足３の上面を
強制冷却する猫足強制冷却手段として猫足３の上面に空
気を吹き付けて冷却するための空気配管７を設けてあ
る。
【００１５】この空気源は通常発電所で用いられる「雑
用空気」のライン８から弁９を介して供給するのが便利
であるが、他の方法であっても良い。
【００１６】このように、図１、図２に示した実施の第
１形態による蒸気タービン車室では猫足３をセンターサ
ポートにしてあるので、猫足３の温度によって猫足３の
熱膨張量が異なって、車室の支持レベルが変わる。
【００１７】このため、蒸気タービンの運転時に適正な
遊隙になるように、最初の支持レベルを決めて車室をセ
ットしていた。すなわち、蒸気タービンの運転によって
猫足３の温度が上がり、車室の支持レベルが上がること
を考慮して冷体時に車室とロータ５をセットしていた。
【００１８】蒸気タービン停止時は猫足３の温度は下が
る傾向にあるが、下車室２からの熱伝導があるため、猫
足３の表面からの自然対流だけでは温度降下はゆっくり
したものとなる。
【００１９】図１、図２に示した蒸気タービン車室で
は、猫足３の上面に空気を吹き付けて冷却するための空
気配管７が設けられているので、タービン停止時にこの
空気配管７から空気を吹き付けて猫足３の上面部分を強
制冷却することによって、猫足３の上面部分の温度は顕
著に低下し、猫足自身に上下温度差を生ぜしめて、図５
の実線に示すように猫足３を下側に凸に変形させること
によって運転時に比べて車室の支持レベルを下げ、下部
遊隙を増大させる。
【００２０】これにより、下部におけるロータ５と静止
部の遊隙が増大するので、車室上下温度差が大きくなっ
て車室が猫反りしても、ロータ５とシールフィンが接触
しない。
【００２１】（実施の第２形態）次に図３、図４に示し
た実施の第２形態による蒸気タービン車室について説明
する。図３、図４に示した実施の第２形態による蒸気タ
ービン車室では猫足３の上部に猫足３の強度が許す範囲
内で、図４に示すように猫足３の上側の内部に冷却空気
穴１０を設けて、猫足３の上側の内部に空気を流して冷
却している。
【００２２】この実施の第２形態による蒸気タービン車
室では、その猫足の上面部分を強制冷却する手段として
冷却空気穴１０を設けた点を除いて、その他の構成及び
作用と効果は図１、図２に示した実施の第１形態による
蒸気タービン車室と実質同じである。
【００２３】以上、本発明を図示した実施形態に基づい
て具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限
定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その
具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいう
までもない。
【００２４】例えば、上記実施形態では猫足に対する強
制冷却手段においては空気を用いているが、さらに冷却
効果を高めるために、熱応力等の問題がないようにし
て、空気の代わりに水を使って猫足３を冷却してもよ
い。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による蒸気
タービン車室では蒸気タービン車室の支持部である猫足
をセンターサポートにすると共に、蒸気タービン停止時
に前記猫足の上面部分を強制冷却し回転部と静止部の遊
隙を広げる猫足冷却手段を設けているので、蒸気タービ
ン停止時、車室上下温度差が大きくなって、車室が猫反
りしても、下部の遊隙が確保され、ロータとシールフィ
ンが接触しないので、シールフィンが摩耗することがな
くなり、運転時の遊隙増大、蒸気漏洩の増加が防止出
来、タービンの効率低下を防ぐことができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steam turbine cabin, and more particularly to a steam cabin in which when a steam turbine is stopped, a vertical temperature difference between the cabin increases and the cabin warps. The present invention relates to a steam turbine casing that prevents a play gap between a rotor and a lower part of the casing from becoming small. 2. Description of the Related Art In general, the casing of a steam turbine is shown in FIGS.
As shown in FIG. 1, the supporting member 3 is supported on a bearing base 4 by a supporting portion 3 projecting from the upper casing 1 or the lower casing 2. This support portion 3 is called a cat foot from its shape. During operation of the steam turbine, the temperature of the cat's feet 3 rises due to heat transfer from the passenger compartment, so that the cat feet 3 expand thermally. For this reason, when the cat's feet 3 are set to the non-center support as shown in FIG. 6, the center of the vehicle compartment is lifted up during driving compared to when the body is cold. On the other hand, as shown in FIG. 7, the rotor 5 is supported by the bearing 6 in the bearing base 4, so that the rotor 5 is maintained at the same level during operation as that during cold operation. For this reason, the cabin rises relatively higher with respect to the rotor 5 during operation than during cold operation, and the gap between the rotor 5 and the lower portion of the stationary portion becomes smaller than when the cold unit is set. In order to prevent this phenomenon and prevent the relative level between the rotor 5 and the passenger compartment from changing in any state,
As shown in FIG. 8, a turbine having a cat foot 3 as a center support is often used. [0006] By the way, when the steam turbine is stopped after the operation, the temperature of the upper part of the passenger compartment becomes higher than the temperature of the lower part due to convection of the air inside the passenger compartment. This is called the vehicle compartment vertical temperature difference. The rotor 5 is rotated at a low speed by a motor in order to prevent the rotor 5 from bending due to the temperature difference between the upper and lower compartments. This is called turning. When a temperature difference between the upper and lower compartments occurs, the upper casing 1 and the lower casing 2 warp upward as shown in FIG. 9 due to the bimetal effect. This is called cat warpage. When this cat warpage occurs, the play between the stationary part and the rotating part decreases in the lower part. For this reason, when the rotor 5 is turned while the turbine is stopped, the rotor 5 rotates in contact with a seal fin (not shown), and the seal fin is worn. This wear increases play clearances during operation, increasing steam leakage and reducing turbine efficiency. On the other hand, the cat feet of the steam turbine are made non-center support, and when the turbine is stopped, the cat feet are forcibly cooled to lower the temperature of the cat feet and reduce the amount of thermal expansion of the cat feet. Although the invention has been made to reduce the level of support in the cabin and increase the lower clearance, this method can be applied to turbines with cat feet as non-center support, but not turbines with cat feet as center support. Absent. According to the present invention, in a steam turbine cabin in which cat legs are used as a center support, even if the vertical temperature difference of the cabin becomes large when the steam turbine is stopped and the cabin warps, the space between the rotor and the lower part of the cabin is reduced. It is an object of the present invention to provide a steam turbine casing that can secure a play gap. According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a cat foot, which is a support portion of a steam turbine casing, is used as a center support, and an upper surface portion of the cat foot is forcibly applied when the steam turbine is stopped. Provided is a steam turbine cabin having a configuration provided with cat leg cooling means for cooling and widening a play between a rotating part and a stationary part. As described above, in the steam turbine cabin according to the present invention, the cat's feet cooling means is provided, so that when the turbine is stopped, the upper surface of the cat's feet is forcibly cooled to cause a vertical temperature difference between the cat's feet and lower the cat's feet. Therefore, the level of support of the passenger compartment can be reduced as compared with driving, and the lower clearance between the rotor and the rotor can be increased. For this reason,
Even in a turbine using the cat's feet as a center support, the rotor does not come into contact with the seal fins when the rotor is turned while the turbine is stopped. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a steam turbine casing according to the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. In the following embodiment, FIGS.
The same components as those of the conventional device shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals for simplicity of description, and redundant description thereof will be omitted. (First Embodiment) First, a steam turbine casing according to a first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described. As shown in FIG. 1, the cat's feet 3 are used as center supports in the steam turbine compartment according to the first embodiment. An air pipe 7 for blowing air onto the upper surface of the cat leg 3 to cool it is provided as forced cat cooling means for forcibly cooling the upper surface of the cat leg 3 when the steam turbine is stopped. This air source is conveniently supplied via a valve 9 from a "choice air" line 8 normally used in power plants, but may be provided in other ways. As described above, in the steam turbine casing according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the cat feet 3 are used as the center support, so that the amount of thermal expansion of the cat feet 3 varies depending on the temperature of the cat feet 3. The cabin support level changes. [0017] For this reason, the initial support level is determined and the vehicle compartment is set so that an appropriate clearance is provided during operation of the steam turbine. That is, the cabin and the rotor 5 are set in the cold state in consideration of the fact that the temperature of the cat foot 3 rises due to the operation of the steam turbine and the support level of the cabin rises. When the steam turbine is stopped, the temperature of the cat's feet 3 tends to decrease. However, since heat is conducted from the undercarriage 2, the temperature drop becomes slow only by natural convection from the surface of the cat's feet 3. In the steam turbine cabin shown in FIGS. 1 and 2, an air pipe 7 for blowing air to cool the upper surface of the cat's feet 3 is provided. By forcibly cooling the upper part of the cat's feet 3 by spraying, the temperature of the upper part of the cat's feet 3 is remarkably reduced, and a vertical temperature difference is generated in the cat's feet 3.
As shown by the solid line, the cat foot 3 is deformed so as to protrude downward, thereby lowering the support level of the vehicle compartment and increasing the lower clearance as compared with the time of driving. As a result, the clearance between the rotor 5 and the stationary portion in the lower portion increases, so that even if the temperature difference between the upper and lower parts of the vehicle compartment becomes large and the vehicle compartment warps, the rotor 5 does not contact the seal fins. (Second Embodiment) Next, a steam turbine casing according to a second embodiment shown in FIGS. 3 and 4 will be described. In the steam turbine casing according to the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4, a cooling air hole is provided inside the upper part of the cat's feet 3 as shown in FIG. 10 is provided to cool air by flowing air into the upper part of the cat's feet 3. In the steam turbine casing according to the second embodiment, other than the point that a cooling air hole 10 is provided as means for forcibly cooling the upper surface portion of the cat's feet, other configurations, operations and effects are as shown in FIG. It is substantially the same as the steam turbine casing according to the first embodiment shown in FIG. As described above, the present invention has been specifically described based on the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and specific structures within the scope of the present invention shown in the claims are set forth. Needless to say, various changes may be made to the configuration. For example, in the above embodiment, air is used in the forced cooling means for the cat's feet, but in order to further enhance the cooling effect, there is no problem such as thermal stress, and water is used instead of air. The cat feet 3 may be cooled. As described above, in the steam turbine casing according to the present invention, the cat feet, which are the supporting portions of the steam turbine casing, are used as the center support, and the upper surface of the cat feet is forcibly applied when the steam turbine is stopped. Since the cat foot cooling means is provided to cool and widen the play between the rotating part and the stationary part, when the steam turbine is stopped, the temperature difference between the upper and lower compartments becomes large, so that even if the compartment is warped, the lower play is reduced. Since the rotor and the seal fin do not come into contact with each other, the seal fin does not wear, so that an increase in play gap and an increase in steam leakage during operation can be prevented, and a decrease in turbine efficiency can be prevented.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る蒸気タービン車
室の構成を示す側面図。
【図２】図１に示した蒸気タービン車室の要部であるＸ
部を拡大して示す斜視図。
【図３】本発明の実施の第２形態に係る蒸気タービン車
室における支持部（猫足）を示す側面図。
【図４】図３の支持部（猫足）のＸ部を拡大して示す斜
視図。
【図５】本発明による蒸気タービン車室におけるタービ
ン遊隙制御作用を示している説明図。
【図６】非センターサポート構造の蒸気タービン車室を
示す側面図。
【図７】蒸気タービンにおけるロータの支持構造を示す
断面図。
【図８】センターサポート構造の蒸気タービン車室を示
す側面図。
【図９】蒸気タービン車室における猫反り状態を示す説
明図。
【符号の説明】
１ 上車室
２ 下車室
３ 支持部（猫足）
４ 軸受台
５ ロータ
６ 軸受
７ 空気配管
８ 雑用空気ライン
９ 弁
１０ 冷却空気穴BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view showing a configuration of a steam turbine casing according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing X which is a main part of the steam turbine casing shown in FIG.
The perspective view which expands and shows a part. FIG. 3 is a side view showing a supporting portion (cat feet) in a steam turbine casing according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged perspective view showing an X portion of the support portion (cat's foot) of FIG. 3; FIG. 5 is an explanatory view showing a turbine clearance control operation in the steam turbine casing according to the present invention. FIG. 6 is a side view showing a steam turbine casing having a non-center support structure. FIG. 7 is a sectional view showing a support structure of a rotor in the steam turbine. FIG. 8 is a side view showing a steam turbine casing having a center support structure. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a cat warp state in the steam turbine casing. [Description of Signs] 1 Upper compartment 2 Lower compartment 3 Support (cat feet) 4 Bearing stand 5 Rotor 6 Bearing 7 Air piping 8 Miscellaneous air line 9 Valve 10 Cooling air hole
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(56)参考文献 特開 平４−262006（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−288007（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−247805（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−58402（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−34103（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭64−53404（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭51−53301（ＪＰ，Ｕ)
実公 昭32−4401（ＪＰ，Ｙ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01D 25/12
F01D 25/24
F01D 25/28
F01D 11/00 Continuation of front page (56) References JP-A-4-262006 (JP, A) JP-A-5-288007 (JP, A) JP-A-7-247805 (JP, A) JP-A-50-58402 (JP) , A) Japanese Utility Model Showa 62-34103 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 64-53404 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 51-53301 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 32-4401 (JP, Y1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F01D 25/12 F01D 25/24 F01D 25/28 F01D 11/00