JPH0615809B2 - タ−ビンのスラスト力調整装置 - Google Patents
タ−ビンのスラスト力調整装置Info
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- JPH0615809B2 JPH0615809B2 JP58146401A JP14640183A JPH0615809B2 JP H0615809 B2 JPH0615809 B2 JP H0615809B2 JP 58146401 A JP58146401 A JP 58146401A JP 14640183 A JP14640183 A JP 14640183A JP H0615809 B2 JPH0615809 B2 JP H0615809B2
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- turbine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D3/00—Machines or engines with axial-thrust balancing effected by working-fluid
- F01D3/04—Machines or engines with axial-thrust balancing effected by working-fluid axial thrust being compensated by thrust-balancing dummy piston or the like
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はタービンロータのスラスト力調整装置に係り、
特に、主蒸気圧力が高い蒸気タービンロータのスラスト
力調整装置に関する。
特に、主蒸気圧力が高い蒸気タービンロータのスラスト
力調整装置に関する。
一般に、蒸気タービンのような軸流々体機械において
は、スラスト力が発生し、スラスト軸受によつてそれを
受けている。このスラスト力は取り扱う流体が高圧にな
る程大きくなり、大容量の超高圧タービンにおいては、
数十トン、容量の特に大きいものにあつては百数十トン
にも及ぶことがある。
は、スラスト力が発生し、スラスト軸受によつてそれを
受けている。このスラスト力は取り扱う流体が高圧にな
る程大きくなり、大容量の超高圧タービンにおいては、
数十トン、容量の特に大きいものにあつては百数十トン
にも及ぶことがある。
第１図は、一般的な２段再熱タービン構成を示す。高圧
ロータ１，中圧ロータ２，低圧ロータ３ａ及び３ｂは、
カツプリング５により１軸に接続され、各ロータはそれ
ぞれ両端近くを軸受にて支持されている。中圧ロータ２
はスラストカラー部６を一体に備えており、このカラー
部６がスラスト軸受７に支持されている。ボイラー８に
て発生した主蒸気は主蒸気管９を介して高圧タービンケ
ーシング１０内に流入し、超高圧段１１で仕事をし、低
圧第１再熱蒸気管１２を通つてボイラーの第１再熱部１
３に流入する。第１再熱部１３で再熱された蒸気は、高
温第１再熱蒸気管１４を経て、高圧タービンケーシング
１０内に配設された高圧段１５に流入し、仕事をする。
高圧段１５で仕事をした蒸気は、低温第２再熱管１６を
通り、ボイラーの第２再熱部１７で再熱され、高温第２
再熱管１８を介して中圧ケーシング１９内に流入する。
中圧段２０ａ，２０ｂで仕事をした蒸気はクロスオーバ
ー管２１内を通り、低圧ケーシング２２ａ及び２２ｂに
流入する。低圧段２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄにて
仕事をして、低圧低温となつた蒸気はコンデンサ２４
ａ，２４ｂ内で凝縮し、復水化される。このような構成
のタービンにおいて、中圧段及び低圧段は、それぞれ左
右対称形になつているため、スラスト力は互いに打ち消
し合つて、スラスト力は小さくなる。ところが、高圧ケ
ーシング内に配置された超高圧段１１と高圧段１５とと
は、大きさも異なり、ここを流れる作動蒸気圧力も異な
るためにスラスト力が発生する。第２図は、超高圧段１
１と高圧段１５とを示しており、高圧ロータ１には、超
高圧段１１と高圧段１５とが同一の高圧ケーシング１０
内に配置されている。超高圧段及び高圧段はそれぞれ動
動翼２６及びシユラウドリング２７を有する多段のデイ
スク部２８より構成される。高圧ロータ１の両端近く
は、段付状に小径となり、その小径部が軸受４で支持さ
れている。
ロータ１，中圧ロータ２，低圧ロータ３ａ及び３ｂは、
カツプリング５により１軸に接続され、各ロータはそれ
ぞれ両端近くを軸受にて支持されている。中圧ロータ２
はスラストカラー部６を一体に備えており、このカラー
部６がスラスト軸受７に支持されている。ボイラー８に
て発生した主蒸気は主蒸気管９を介して高圧タービンケ
ーシング１０内に流入し、超高圧段１１で仕事をし、低
圧第１再熱蒸気管１２を通つてボイラーの第１再熱部１
３に流入する。第１再熱部１３で再熱された蒸気は、高
温第１再熱蒸気管１４を経て、高圧タービンケーシング
１０内に配設された高圧段１５に流入し、仕事をする。
高圧段１５で仕事をした蒸気は、低温第２再熱管１６を
通り、ボイラーの第２再熱部１７で再熱され、高温第２
再熱管１８を介して中圧ケーシング１９内に流入する。
中圧段２０ａ，２０ｂで仕事をした蒸気はクロスオーバ
ー管２１内を通り、低圧ケーシング２２ａ及び２２ｂに
流入する。低圧段２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄにて
仕事をして、低圧低温となつた蒸気はコンデンサ２４
ａ，２４ｂ内で凝縮し、復水化される。このような構成
のタービンにおいて、中圧段及び低圧段は、それぞれ左
右対称形になつているため、スラスト力は互いに打ち消
し合つて、スラスト力は小さくなる。ところが、高圧ケ
ーシング内に配置された超高圧段１１と高圧段１５とと
は、大きさも異なり、ここを流れる作動蒸気圧力も異な
るためにスラスト力が発生する。第２図は、超高圧段１
１と高圧段１５とを示しており、高圧ロータ１には、超
高圧段１１と高圧段１５とが同一の高圧ケーシング１０
内に配置されている。超高圧段及び高圧段はそれぞれ動
動翼２６及びシユラウドリング２７を有する多段のデイ
スク部２８より構成される。高圧ロータ１の両端近く
は、段付状に小径となり、その小径部が軸受４で支持さ
れている。
一般に、軸流タービンのスラスト力は大きく分けて次の
３通りに分類される。
３通りに分類される。
(1) バケツトスラスト力 (2) ホイールスラスト力 (3) パツキンスラスト力 バケツトスラスト力３２は動翼のプロフイルに作用する
蒸気力の軸方向力の総和であり、動翼前後の圧力差、動
翼の反動度により定まるものであり、ホイールスラスト
力３３は、ロータデイスク部２８の前後の圧力差に基づ
くスラスト力であり、動翼根元部の反動度により変化す
る。一方、パツキングスラスト力３４は、ロータシヤフ
ト１の段付部に発生する推力であり、シヤフトの外径が
変化するところに生ずる。
蒸気力の軸方向力の総和であり、動翼前後の圧力差、動
翼の反動度により定まるものであり、ホイールスラスト
力３３は、ロータデイスク部２８の前後の圧力差に基づ
くスラスト力であり、動翼根元部の反動度により変化す
る。一方、パツキングスラスト力３４は、ロータシヤフ
ト１の段付部に発生する推力であり、シヤフトの外径が
変化するところに生ずる。
第２図から明らかな如く、各スラスト力の方向は、超高
圧段１１と高圧段１５とでは互いに反対方向となつてい
るため、右向きのスラスト力の総和が左向きスラスト力
の総和に等しくなつていればスラスト力は実質上零とな
るはずであるが、超高圧段１１と高圧段１５とでは作動
蒸気圧力が異なるため、どちらか一方のスラスト力が勝
り、ロータ１にスラストが生ずる。上記、３つのスラス
ト力のうち最も大きくなるのは通常パツキングスラスト
力であり、タービンの設計にあたつては、ロータの左右
にある段付部の外径差を異ならせることにより、両方向
のスラスト力の総和が等しくなるようにしている。
圧段１１と高圧段１５とでは互いに反対方向となつてい
るため、右向きのスラスト力の総和が左向きスラスト力
の総和に等しくなつていればスラスト力は実質上零とな
るはずであるが、超高圧段１１と高圧段１５とでは作動
蒸気圧力が異なるため、どちらか一方のスラスト力が勝
り、ロータ１にスラストが生ずる。上記、３つのスラス
ト力のうち最も大きくなるのは通常パツキングスラスト
力であり、タービンの設計にあたつては、ロータの左右
にある段付部の外径差を異ならせることにより、両方向
のスラスト力の総和が等しくなるようにしている。
第３図にパツキングスラスト力を発生するシヤフトパツ
キング部シール蒸気系統を示す。超高圧段１１，高圧段
１５を含む高圧タービンケーシング１０のシヤフトシー
ルは、高圧側より第１シヤフトパツキング部３５、第２
シヤフトパツキング部３６、第３シヤフトパツキング部
３７とより構成される。第１シヤフトパツキング部３５
は、特に超臨界圧２段再熱型タービンにおいては、超高
圧部排気圧力が約８０Kg／cm2absにも達するために、４
本のリークラインにてその軸封構造を構成する。高圧リ
ークライン４２は、通常３０Kg／cm2absラインで、例え
ば低温第２再熱ライン１６へ接続され、中圧リークライ
ン４３は、１０Kg／cm2absラインで通常このラインにリ
ークする蒸気は脱気器へ回収する。３番目のシール蒸気
ライン４４はシール蒸気調整器４７で一定圧力例えば
１．３Kg／cm2absに調整されたシール蒸気が供給され
る。４番目のグランドコンデンサライン４５は、大気圧
以下の圧力となつており、グランドコンデンサ４６に接
続されている。第３図に示す如く、第１シヤフトパツキ
ング部３５のリーク蒸気圧力と、第３シヤフトシールパ
ツキング部３７のリーク蒸気圧は異なるため、リーク蒸
気圧の異なつた部分にロータ１に段部を設けるならば、
左，右のパツキングスラスト力を異ならしめることが可
能である。したがつて、タービンの設計段階で、各スラ
スト力を予想して、方向の互いに異なつたスラスト力が
互いに打ち消し合うように、ロータに段差を設け、軸径
差を最適値に設定することが可能である。
キング部シール蒸気系統を示す。超高圧段１１，高圧段
１５を含む高圧タービンケーシング１０のシヤフトシー
ルは、高圧側より第１シヤフトパツキング部３５、第２
シヤフトパツキング部３６、第３シヤフトパツキング部
３７とより構成される。第１シヤフトパツキング部３５
は、特に超臨界圧２段再熱型タービンにおいては、超高
圧部排気圧力が約８０Kg／cm2absにも達するために、４
本のリークラインにてその軸封構造を構成する。高圧リ
ークライン４２は、通常３０Kg／cm2absラインで、例え
ば低温第２再熱ライン１６へ接続され、中圧リークライ
ン４３は、１０Kg／cm2absラインで通常このラインにリ
ークする蒸気は脱気器へ回収する。３番目のシール蒸気
ライン４４はシール蒸気調整器４７で一定圧力例えば
１．３Kg／cm2absに調整されたシール蒸気が供給され
る。４番目のグランドコンデンサライン４５は、大気圧
以下の圧力となつており、グランドコンデンサ４６に接
続されている。第３図に示す如く、第１シヤフトパツキ
ング部３５のリーク蒸気圧力と、第３シヤフトシールパ
ツキング部３７のリーク蒸気圧は異なるため、リーク蒸
気圧の異なつた部分にロータ１に段部を設けるならば、
左，右のパツキングスラスト力を異ならしめることが可
能である。したがつて、タービンの設計段階で、各スラ
スト力を予想して、方向の互いに異なつたスラスト力が
互いに打ち消し合うように、ロータに段差を設け、軸径
差を最適値に設定することが可能である。
ところで、このような蒸気タービンにおいて、翼効率低
下などに伴いタービン内部の圧力配分が経年とともに変
化し、それに基づきスラスト力も変化する。特に、今後
建設が予定される超々臨界圧火力プラント（主蒸気圧力
4500〜5000psig、主蒸気温度1100〜1200゜F）において
は、ボイラーからの酸化スケールによるタービンノズル
翼のパーテクルエロージヨン、溶出金属のタービン翼へ
の付着等により、タービン内部圧力配分変化が予想され
る。
下などに伴いタービン内部の圧力配分が経年とともに変
化し、それに基づきスラスト力も変化する。特に、今後
建設が予定される超々臨界圧火力プラント（主蒸気圧力
4500〜5000psig、主蒸気温度1100〜1200゜F）において
は、ボイラーからの酸化スケールによるタービンノズル
翼のパーテクルエロージヨン、溶出金属のタービン翼へ
の付着等により、タービン内部圧力配分変化が予想され
る。
文献「The Second Year of Operating Experience with
The Philo Supercritical-pressure Unite」Proceedin
g of the America Power Conference Vol XXI−1959に
も述べられている如く、Philoプラントにおいても溶出
金属のタービン翼付着に伴いスラスト力が過大となり、
翼プロフイールの修正に長期間プラントを停止したこと
が述べられている。
The Philo Supercritical-pressure Unite」Proceedin
g of the America Power Conference Vol XXI−1959に
も述べられている如く、Philoプラントにおいても溶出
金属のタービン翼付着に伴いスラスト力が過大となり、
翼プロフイールの修正に長期間プラントを停止したこと
が述べられている。
本発明は、スラスト力の経年変化に対して、特にタービ
ンに特殊な加工を施すことなく、かつプラントを停止す
ることなくスラスト力を許容値以下に低減することので
きるスラスト力調整装置を提供することにある。
ンに特殊な加工を施すことなく、かつプラントを停止す
ることなくスラスト力を許容値以下に低減することので
きるスラスト力調整装置を提供することにある。
すなわち本発明は、タービンロータの軸方向に連続して
設けられているパツキングの、その隣接したパツキング
間に対応する部分のロータの軸径を異ならせて形成する
とともに、前記隣接するパツキングとロータとによつて
構成される閉空間に連通し、かつタービン外の圧力源に
連通する通路手段と、該通路手段に設けられ前記閉空間
の液体圧力を調整する圧力調整手段と、前記タービンロ
ータのスラスト軸受のスラスト力を検出する手段と、前
記閉空間の圧力を検出する手段と、前記スラスト力検出
手段の信号から所望のスラスト力にするための圧力値を
演算する手段と、前記演算された圧力値と閉空間圧力値
との偏差を打ち消すように前記圧力調整手段を制御する
制御手段とを備えるようになし所期の目的を達成するよ
うにしたものである。
設けられているパツキングの、その隣接したパツキング
間に対応する部分のロータの軸径を異ならせて形成する
とともに、前記隣接するパツキングとロータとによつて
構成される閉空間に連通し、かつタービン外の圧力源に
連通する通路手段と、該通路手段に設けられ前記閉空間
の液体圧力を調整する圧力調整手段と、前記タービンロ
ータのスラスト軸受のスラスト力を検出する手段と、前
記閉空間の圧力を検出する手段と、前記スラスト力検出
手段の信号から所望のスラスト力にするための圧力値を
演算する手段と、前記演算された圧力値と閉空間圧力値
との偏差を打ち消すように前記圧力調整手段を制御する
制御手段とを備えるようになし所期の目的を達成するよ
うにしたものである。
第４図は、本発明を実施したスラスト力調整装置を備え
た高圧タービンのシール蒸気系統を示し、第５図は、第
１シヤフトパツキング部３５の詳細断面図を示す。第４
図において、中圧リークライン４３，シール蒸気ライン
４４，グランドコンデンサライン４５は、第３図に示す
従来品と同様に構成されている。高圧リークライン５４
は、ロータ１が大径から小径に変化する段差部１ａの回
りに形成された高圧漏洩室５２と、ヘツダーもしくは小
容量のタンク５６との間に設けられ、タンク５６には調
整弁５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄを介してライン５
８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄに連通している。第１高
圧調整ライン５８ａ，第２高圧調整ライン５８ｂ，第１
低圧調整ライン５８ｃ，第２低圧調整ライン５８ｄは、
それぞれ高温第１再熱蒸気管，低温第２再熱ライン，脱
気器，コンデンサに接続される。超高圧段１１の排気圧
力８０Kg／cm2abs程度のプラントでは、５８ａ〜ｄの各
ラインの圧力は、７０Kg／cm2abs，３０Kg／cm2abs，１
０Kg／cm2abs，０．０５Kg／cm2abs程度となる。
た高圧タービンのシール蒸気系統を示し、第５図は、第
１シヤフトパツキング部３５の詳細断面図を示す。第４
図において、中圧リークライン４３，シール蒸気ライン
４４，グランドコンデンサライン４５は、第３図に示す
従来品と同様に構成されている。高圧リークライン５４
は、ロータ１が大径から小径に変化する段差部１ａの回
りに形成された高圧漏洩室５２と、ヘツダーもしくは小
容量のタンク５６との間に設けられ、タンク５６には調
整弁５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄを介してライン５
８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄに連通している。第１高
圧調整ライン５８ａ，第２高圧調整ライン５８ｂ，第１
低圧調整ライン５８ｃ，第２低圧調整ライン５８ｄは、
それぞれ高温第１再熱蒸気管，低温第２再熱ライン，脱
気器，コンデンサに接続される。超高圧段１１の排気圧
力８０Kg／cm2abs程度のプラントでは、５８ａ〜ｄの各
ラインの圧力は、７０Kg／cm2abs，３０Kg／cm2abs，１
０Kg／cm2abs，０．０５Kg／cm2abs程度となる。
第５図において、超高圧排気部からの漏洩蒸気４８はロ
ータ１とくし歯５０の間のすき間を左方に流れ、漏洩蒸
気室５２に流入する。くし歯５０は、パツキンヘツド５
１に植込まれており、パツキンヘツド５１は、ロータ１
の軸方向に複数個並設されパツキンケース４９に保持さ
れる。漏洩蒸気室５２の蒸気は高圧リークライン５４を
通つてタンク５６に導かれる。一方、残留漏洩蒸気５５
は、更にパツキングくし歯５０とロータ１間を低圧側に
流れ、中圧リークライン４３へと流れる。漏洩蒸気室５
２の個所でロータ径は、高圧側径φＤから低圧側径φＤ
０へと変化している。室５２内の蒸気圧力をＰ０とすれ
ば、この径の変化した部分すなわち段付部１ａでロータ
１に次で示す大きさのスラスト力Ｆが作用する。
ータ１とくし歯５０の間のすき間を左方に流れ、漏洩蒸
気室５２に流入する。くし歯５０は、パツキンヘツド５
１に植込まれており、パツキンヘツド５１は、ロータ１
の軸方向に複数個並設されパツキンケース４９に保持さ
れる。漏洩蒸気室５２の蒸気は高圧リークライン５４を
通つてタンク５６に導かれる。一方、残留漏洩蒸気５５
は、更にパツキングくし歯５０とロータ１間を低圧側に
流れ、中圧リークライン４３へと流れる。漏洩蒸気室５
２の個所でロータ径は、高圧側径φＤから低圧側径φＤ
０へと変化している。室５２内の蒸気圧力をＰ０とすれ
ば、この径の変化した部分すなわち段付部１ａでロータ
１に次で示す大きさのスラスト力Ｆが作用する。
となる。従来は、高圧リークラインは低圧第２再熱ライ
ン等に接続されているためＰ０値は接続先の圧力に依存
しており、通常運転時には一定である。
ン等に接続されているためＰ０値は接続先の圧力に依存
しており、通常運転時には一定である。
本発明にあつては、前記Ｐ０の値を外部より制御可能と
して、スラスト力Ｆを変え得るようにした。すなわち、
第４図の系統図によれば、室５２の圧力は、タンク５６
の圧力に等しい。タンク５６の圧力は調整弁５７ａ〜ｄ
の開度を調整することにより最大７０Kg／cm2absより最
小０．０５Kg／cm2absまで変化させることができる。し
たがつて、室５２の圧力Ｐ０が３０Kg／cm2absのとき、
高圧ロータ１全体に発生するスラスト力が許容値以下に
なるようにしておけば、経年変化により、ロータ１の左
方向スラスト力が大きくなつてきたときは、室５２の圧
力Ｐ０を上げることによつて、増大したスラスト力を打
ち消すことができる。また、反対に、右向きのスラスト
力が増大したときは、室５２の圧力Ｐ０を小さくすれ
ば、段部１ａに生ずるスラスト力Ｆは小さくなり、スラ
スト力を全体としてバランスさせることが可能である。
して、スラスト力Ｆを変え得るようにした。すなわち、
第４図の系統図によれば、室５２の圧力は、タンク５６
の圧力に等しい。タンク５６の圧力は調整弁５７ａ〜ｄ
の開度を調整することにより最大７０Kg／cm2absより最
小０．０５Kg／cm2absまで変化させることができる。し
たがつて、室５２の圧力Ｐ０が３０Kg／cm2absのとき、
高圧ロータ１全体に発生するスラスト力が許容値以下に
なるようにしておけば、経年変化により、ロータ１の左
方向スラスト力が大きくなつてきたときは、室５２の圧
力Ｐ０を上げることによつて、増大したスラスト力を打
ち消すことができる。また、反対に、右向きのスラスト
力が増大したときは、室５２の圧力Ｐ０を小さくすれ
ば、段部１ａに生ずるスラスト力Ｆは小さくなり、スラ
スト力を全体としてバランスさせることが可能である。
一例として、Ｄ＝７２４mm，Ｄ０＝６６０mmに設定室５
２の圧力Ｐ０を最大６０Kg／cm2absより最小２０Kg／cm
2absまで変化させるとスラスト力Ｆの変化は約２８ton
となる。つまり、スラスト力で設定値をその中間にして
おけば±１４tonの範囲までスラスト力が変化しても、
それを打ち消すことができる。スラスト力の経年変化は
急激に生ずるものではないので、タンク５６に接続され
るライン５８ａ〜ｄの調整弁５７ａ〜ｄは、手動式のニ
ードル弁とし、定期的に、作業者がスラスト軸受の面圧
を測定して、弁５７ａ〜ｄを調整し、タンク内圧力を所
望の圧力値に調整することで、スラスト力を許容値以下
にコントロールすることができる。
２の圧力Ｐ０を最大６０Kg／cm2absより最小２０Kg／cm
2absまで変化させるとスラスト力Ｆの変化は約２８ton
となる。つまり、スラスト力で設定値をその中間にして
おけば±１４tonの範囲までスラスト力が変化しても、
それを打ち消すことができる。スラスト力の経年変化は
急激に生ずるものではないので、タンク５６に接続され
るライン５８ａ〜ｄの調整弁５７ａ〜ｄは、手動式のニ
ードル弁とし、定期的に、作業者がスラスト軸受の面圧
を測定して、弁５７ａ〜ｄを調整し、タンク内圧力を所
望の圧力値に調整することで、スラスト力を許容値以下
にコントロールすることができる。
また、スラスト力の経年変化は、特定の方向に増大する
傾向があるので、最初の設定を、経年変化で増大する方
向のパツキングスラスト力が最大もしくは、経年変化で
増大する方向とは反対方向のパツキングスラスト力が最
小となるようにＰ０の値を設定しておけば、経年変化の
調整幅は更に大きくなる。
傾向があるので、最初の設定を、経年変化で増大する方
向のパツキングスラスト力が最大もしくは、経年変化で
増大する方向とは反対方向のパツキングスラスト力が最
小となるようにＰ０の値を設定しておけば、経年変化の
調整幅は更に大きくなる。
蒸気漏洩室５２内の圧力は、第１シヤフトパツキング部
３５のシール効果を損わない範囲で自由に設定可能であ
るが、超高圧段の排気圧力が８０Kg／cm2abs程度のもの
では、調整範囲は６０〜２０Kg／cm2absとすることが好
ましい。この下限値２０Kg／cm2absは、中圧リークライ
ン４３の圧力１０Kg／cm2absよりも高い値に保持した方
が、シヤフトパツキング部３５全体として、排気側から
ロータ端部へ向けて徐々にリーク圧力が低くなり、シー
ル効果を損うことがない。
３５のシール効果を損わない範囲で自由に設定可能であ
るが、超高圧段の排気圧力が８０Kg／cm2abs程度のもの
では、調整範囲は６０〜２０Kg／cm2absとすることが好
ましい。この下限値２０Kg／cm2absは、中圧リークライ
ン４３の圧力１０Kg／cm2absよりも高い値に保持した方
が、シヤフトパツキング部３５全体として、排気側から
ロータ端部へ向けて徐々にリーク圧力が低くなり、シー
ル効果を損うことがない。
ロータの段差１ａと、蒸気圧力が調整可能な蒸気漏洩室
とは、中圧リークラインの個所へ設けることも可能であ
るが、この場合には室の最大圧力を、高圧リークライン
の圧力より、低い値に設定しなければならないのでスラ
スト力の調整幅はせまくなる。また、このパツキンスラ
スト力調整装置を第２シヤフトパツキン部３６に設ける
ことも可能である。この場合には、中圧リークライン４
３の個所に設けることになり、ロータの段差をこの部分
に設け、中圧リークラインに圧力調整弁を配置すれば良
い。パツキングスラスト力調整装置は、１本のロータに
ついて２個所設けることも可能である。
とは、中圧リークラインの個所へ設けることも可能であ
るが、この場合には室の最大圧力を、高圧リークライン
の圧力より、低い値に設定しなければならないのでスラ
スト力の調整幅はせまくなる。また、このパツキンスラ
スト力調整装置を第２シヤフトパツキン部３６に設ける
ことも可能である。この場合には、中圧リークライン４
３の個所に設けることになり、ロータの段差をこの部分
に設け、中圧リークラインに圧力調整弁を配置すれば良
い。パツキングスラスト力調整装置は、１本のロータに
ついて２個所設けることも可能である。
第６図は、スラスト力を自動的に調整する実施例を示し
ている。スラスト力の経年変化は、特定の方向にのみ生
ずることが判つているから、スラスト軸受７にサーモカ
ツプル６０のような温度センサを設けておき、スラスト
軸受メタル温度Ｔ０をスラスト力演算器６１に入力し、
メタル温度Ｔ０からスラスト力Ｆ０を求める。求められ
たスラスト力Ｆ０は比較器もしくは演算器６２で、許容
値Ｆｒとの比較が行われる。もし許容値を越える場合に
は、偏差ΔＦを演算器６３に入力して、この偏差を打ち
消すに必要な漏洩蒸気室５２圧力Ｐ０を求め、このＰ０
と室５２の実際の圧力Ｐとを比較器６４で比較し、偏差
ΔＰが零となるよう、アクチエータ７０を介して調整弁
５７ａ〜ｄをフイードバツク制御する。つまり、圧力セ
ンサ６５で検知された圧力Ｐが、許容スラストＦｒと現
実のスラスト力Ｆ０との偏差ΔＦを打ち消すに必要なＰ
０の値を目標値としてフイードバツク回路が構成されて
いることになる。
ている。スラスト力の経年変化は、特定の方向にのみ生
ずることが判つているから、スラスト軸受７にサーモカ
ツプル６０のような温度センサを設けておき、スラスト
軸受メタル温度Ｔ０をスラスト力演算器６１に入力し、
メタル温度Ｔ０からスラスト力Ｆ０を求める。求められ
たスラスト力Ｆ０は比較器もしくは演算器６２で、許容
値Ｆｒとの比較が行われる。もし許容値を越える場合に
は、偏差ΔＦを演算器６３に入力して、この偏差を打ち
消すに必要な漏洩蒸気室５２圧力Ｐ０を求め、このＰ０
と室５２の実際の圧力Ｐとを比較器６４で比較し、偏差
ΔＰが零となるよう、アクチエータ７０を介して調整弁
５７ａ〜ｄをフイードバツク制御する。つまり、圧力セ
ンサ６５で検知された圧力Ｐが、許容スラストＦｒと現
実のスラスト力Ｆ０との偏差ΔＦを打ち消すに必要なＰ
０の値を目標値としてフイードバツク回路が構成されて
いることになる。
この実施例では、スラスト力は、タービンの運転中常時
監視されていることになり、許容値を越えると目的的
に、スラスト力の調整が行われ、許容値以下に保持でき
る。尚、スラスト力が許容値を越えると警報装置６６を
作動させることも可能である。スラスト力の検出はサー
モカツプルの他に、圧力センサによつて直接スラスト力
を検知することもでき、この場合には、直接Ｆ０が検出
できるので演算器６１は省略できる。
監視されていることになり、許容値を越えると目的的
に、スラスト力の調整が行われ、許容値以下に保持でき
る。尚、スラスト力が許容値を越えると警報装置６６を
作動させることも可能である。スラスト力の検出はサー
モカツプルの他に、圧力センサによつて直接スラスト力
を検知することもでき、この場合には、直接Ｆ０が検出
できるので演算器６１は省略できる。
以上説明したように、本発明によれば、スラスト力の経
年変化による過大スラスト力をタービンを停止分解しな
いで、低減することができる。
年変化による過大スラスト力をタービンを停止分解しな
いで、低減することができる。
第１図は、公知の２段再熱タービンの構成図、第２図
は、高圧タービンのスラスト力を説明するための概略
図、第３図は、公知のシール蒸気系統を示す系統図、第
４図は、本発明を実施した高圧タービンのシール蒸気系
統を示す系統図、第５図は、シヤフトパツキング部の詳
細断面図、第６図は、調整弁の制御ブロツク図である。 １……高圧ロータ、２……中圧ロータ、４……軸受、７
……スラスト軸受、１０……高圧タービンケーシング、
１１……超高圧段、１５……高圧段、３２……バケツト
スラスト力、３３……ホイールスラスト力、３４……パ
ツキングスラスト力、３５……第１シヤフトパツキング
部、４３……中圧リークライン、５２……漏洩蒸気室、
５６……タンク、５７ａ〜ｄ……調整弁、６０……サー
モカツプル、６１……スラスト力演算器、７０……アク
チエータ。
は、高圧タービンのスラスト力を説明するための概略
図、第３図は、公知のシール蒸気系統を示す系統図、第
４図は、本発明を実施した高圧タービンのシール蒸気系
統を示す系統図、第５図は、シヤフトパツキング部の詳
細断面図、第６図は、調整弁の制御ブロツク図である。 １……高圧ロータ、２……中圧ロータ、４……軸受、７
……スラスト軸受、１０……高圧タービンケーシング、
１１……超高圧段、１５……高圧段、３２……バケツト
スラスト力、３３……ホイールスラスト力、３４……パ
ツキングスラスト力、３５……第１シヤフトパツキング
部、４３……中圧リークライン、５２……漏洩蒸気室、
５６……タンク、５７ａ〜ｄ……調整弁、６０……サー
モカツプル、６１……スラスト力演算器、７０……アク
チエータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴下 直昭 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 金子 了市 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特公 昭46−3209（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭44−5624（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭52−24162（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】ケーシングとタービンロータ間のシールの
ためにタービンロータ端近傍に軸方向に連続して、複数
のパツキングを有するものにおいて、隣接したパツキン
グ間に対応する部分のロータの軸径を異ならせて形成す
るとともに、前記隣接するパツキングとロータとによつ
て構成される閉空間に連通し、かつタービン外の圧力源
に連通する通路手段と、該通路手段に設けられ前記閉空
間の流体圧力を調整する圧力調整手段と、前記タービン
ロータのスラスト軸受のスラスト力を検出するスラスト
力検出手段と、前記閉空間の圧力を検出する圧力検出手
段と、前記スラスト力検出手段の信号から所望のスラス
ト力にするための圧力値を演算する手段と、前記演算さ
れた圧力値と閉空間圧力値との偏差を打ち消すように前
記圧力調整手段を制御する制御手段とを備えたことを特
徴とするタービンのスラスト力調整装置。 - 【請求項２】前記圧力調整手段は、前記閉空間に連通す
る圧力ヘツダーと、このヘツダーに異なつた複数の圧力
源とを連通する管路と、この管路に設けられた調整弁と
より構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のタービンのスラスト力調整装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58146401A JPH0615809B2 (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | タ−ビンのスラスト力調整装置 |
| AU31378/84A AU555005B2 (en) | 1983-08-12 | 1984-08-01 | Thrust regulating system for turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58146401A JPH0615809B2 (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | タ−ビンのスラスト力調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6040703A JPS6040703A (ja) | 1985-03-04 |
| JPH0615809B2 true JPH0615809B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=15406865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58146401A Expired - Lifetime JPH0615809B2 (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | タ−ビンのスラスト力調整装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615809B2 (ja) |
| AU (1) | AU555005B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3537005B2 (ja) * | 1995-05-23 | 2004-06-14 | 富士電機システムズ株式会社 | 抽気タービンのスラスト調節装置 |
| JP2021110289A (ja) * | 2020-01-10 | 2021-08-02 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | タービンおよびスラスト力調整方法 |
| DE112022005698T5 (de) * | 2021-11-30 | 2024-09-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steuervorrichtung, steuerverfahren und system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59165801A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | タ−ボ機械の推力調整方法及び装置 |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP58146401A patent/JPH0615809B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-08-01 AU AU31378/84A patent/AU555005B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU3137884A (en) | 1985-03-28 |
| AU555005B2 (en) | 1986-09-11 |
| JPS6040703A (ja) | 1985-03-04 |
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