蒸汽輪機的機室構造的製作方法

2023-05-10 06:13:56

專利名稱：蒸汽輪機的機室構造的製作方法
技術領域：
本發明涉及蒸汽輪機的機室構造，所述蒸汽輪機通過利用蒸汽驅動轉子旋轉而進 行發電。
背景技術：
在一般的蒸汽輪機中，在外部機室內設置有內部機室，並且在其上部設置有蒸汽 入口部，轉子被旋轉自如地支撐在中心部，在該轉子上固定有多段的動葉片，另一方面，在 支撐於內部機室的葉環上固定有多段的靜葉片，與固定在轉子上的動葉片交替配置。因此，在蒸汽輪機運轉時，若蒸汽從蒸汽入口部進入到內部機室，則該蒸汽通過隔 壁經葉環所支撐的靜葉片向動葉片噴出，由此轉子旋轉而驅動連接於該轉子的發電機。為提高轉子的插入、組裝和分解作業的操作性，構成該蒸汽輪機的輪機主體的機 室(外部機室、內部機室)在通過轉子的平面被上下分割為兩部分，通過凸緣部和螺栓進行 組裝。而且，蒸汽輪機為低壓渦輪時，外部機室的下部與冷凝器連接，在蒸汽輪機啟動時，通 過使內部機室及外部機室成為真空狀態，從蒸汽入口部向機室內部吸入蒸汽(參照專利文 獻1) O此時，對於外部機室，由於形成該外部機室的室頂和室壁的端板以向內側大幅凹 陷的形式進行變形，因此需要加固該室頂和室壁。作為蒸汽輪機中外部機室的加固構造，例 如有以下構造將多個加強筋通過焊接等方式以轉子軸為中心均勻分配地接合到外部機室 的端板上，並且將多個加強筋交叉成格子狀並通過焊接等方式接合到外部機室的下半部的 端板上。另外，在外部機室的內部，具有用於架設管道支撐條的構造(參照專利文獻2)。在此種蒸汽輪機的機室構造中，以轉子軸為中心呈放射狀地配置多個I型加強筋 在外部機室的上半部的端板上，並且隨著由垂直變為水平逐漸增大該配置角度。專利文獻1 (日本)特開2005-113721號公報專利文獻2 (日本)特許第3831617號公報在此，為提高發電機的發電效率而期望蒸汽輪機的大型化，若使蒸汽輪機大型化， 則動葉片及靜葉片的長度變長，因此外部機室也需要大型化。然而，在以往的蒸汽輪機的機室構造中，在組裝後的狀態下，需要經機械加工將安 裝波紋管的波紋管安裝部的軸向偏移加工成平面，因此若外部機室變大，則存在在上下一 體地被組裝的狀態下無法對波紋管安裝部進行機械加工的問題。另外，為了將大型化後的外部機室上下一體地進行組裝，或為了在定期檢查等時 將外部機室的上部吊起，需要增高建築物高度，因此存在不能將外部機室上下一體地進行 組裝，或不能將外部機室的上部吊起的問題。另外，即使將外部機室上下一體地組裝並對波紋管安裝部進行機械加工，也有在 將機室上下一體地組裝後的狀態下無法從工廠搬運的問題。另外，為了在組裝外部機室後的狀態下進行機械加工，需要通過橫式的加工機械 進行加工，但是存在若波紋管安裝部的位置高，則難以維持加工精度的問題。
並且，由於在大型化的外部機室中無法收納於加工用的工作檯，存有在將外部機 室橫置的狀態下無法進行機械加工的問題。

發明內容
本發明鑑於上述問題，其目的在於，提供一種蒸汽輪機的機室構造，可實現以現有 設備對波紋管安裝部進行機械加工。用於解決上述課題的本發明的第1項發明，在將外部機室上下分割的蒸汽輪機的 機室構造中，其特徵在於，將所述外部機室分割為上部機室和下部機室，並且分割後的所述 上部機室和所述下部機室中的任意一方或兩方被分割為至少局部包含轉子所通過的貫穿 孔的部分、和除此以外的部分。第2項發明，如第1項發明中的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在於，所述外部機室 在轉子通過的水平面上被分割為上部機室和下部機室；所述上部機室被分割為具有所述貫 穿孔的中區段和具有頂板的上區段。第3項發明，如第1項發明中的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在於，所述外部機室 被分割為具有頂板的上部機室和具有所述貫穿孔的下部機室；所述下部機室被分割為從所 述貫穿孔的中心在水平方向上包含端板錐形部而切出的中間塊、和包含所述端板錐形部的 剩餘的下區段。第4項發明，如第1項發明中的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在於，所述外部機室 在轉子通過的水平面上被分割為上部機室和下部機室；所述上部機室被分割為端板錐形部 的端板錐形上部和具有頂板的上區段；並且所述下部機室被分割為所述端板錐形部的端板 錐形下部和除此以外部分的下區段。第5項發明，如第4項發明中的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在於，所述端板錐形 部的外周部的接合部呈L字狀。第6項發明，如第4項或第5項發明中的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在於，所述 端板錐形部外形的周圍形狀呈多邊形狀。第7項發明，如第4到第6的某一項發明所述的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在 於，從所述貫穿孔的中心以垂直面將所述上區段左右分割。發明效果根據第1發明所述的蒸汽輪機的機室構造，外部機室被分割為上部機室和下部機 室，並且分割後的所述上部機室和所述下部機室中的任意一方或兩方被分割為至少局部包 含轉子所通過的貫穿孔的一部分和除此以外的部分。因此，在不組裝所述上部機室的狀態 下，可在工廠等現有設備內對波紋管安裝部進行機械加工。另外，在定期檢查時，可通過僅拆卸所述上部機室而實現轉子的替換。另外，因為 所述上部機室的高度比以往變低，所以不需要增高建築物高度，由此可不變更當地建築物 的高度而分解所述上部機室。根據第2發明所述的蒸汽輪機的機室構造，所述外部機室被轉子通過的水平面分 割為上部機室和下部機室；所述上部機室被分割為具有所述貫穿孔的中區段和具有頂板的 上區段，因此，在不組裝所述上區段而組裝下部機室(下區段)和中區段的狀態下，可在工 廠等現有設備內對設置於端板錐形部的波紋管安裝部進行機械加工。
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另外，在定期檢查時，可通過僅拆卸所述上區段而實現轉子的替換。另外，因為所 述上區段的高度比以往變低，所以不需要增高建築物高度，因此可不變更當地建築物的高 度而分解所述上區段。根據第3發明所述的蒸汽輪機的機室構造，所述外部機室被分割為具有頂板的上 部機室和具有所述貫穿孔的下部機室；所述下部機室被分割為從所述貫穿孔的中心在水平 方向上包含端板錐形部而切出的中間塊；和包含所述端板錐形部的剩餘的下區段，因此，在 沒有所述上部機室(上區段)的狀態下，而在組裝所述下區段和所述中間塊的狀態下，可在 工廠等現有設備內對設置於端板錐形部的波紋管安裝部進行機械加工。另外，通過應用所述中間塊可使重量減輕，並且可減少所述上區段和所述下區段 間的接合面上的螺栓數，因此可實現提高組裝作業的操作性。根據第4發明所述的蒸汽輪機的機室構造，所述外部機室被轉子通過的水平面分 割為上部機室和下部機室；所述上部機室被分割為端板錐形部的端板錐形上部和具有頂板 的上區段；並且所述下部機室被分割為所述端板錐形部的端板錐形下部和除此以外的下區 段部分，因此，接合所述端板錐形上部和所述端板錐形下部，並且僅將所述端板錐形部橫置 而可在工廠等現有設備內對具有波紋管安裝部的波紋管安裝面進行機械加工，因此，可在 工廠等現有設備內對波紋管安裝面進行機械加工，並且可提高機械加工精度。根據第5發明所述的蒸汽輪機的機室構造，所述端板錐形部外周部的接合部呈L 字狀，所述端板錐形部的與所述外部機室接合的接合部處的接縫部為L字形狀，所述接合 部以與所述外部機室構成豎立接縫的方式被形成，因此可實現平面接縫，可使螺栓的接縫 面成為平面，因此可提高密封性能。根據第6發明所述的蒸汽輪機的機室構造，所述端板錐形部外形的周圍形狀呈多 邊形狀，因此可使螺栓的接縫面成為平面，因此可提高密封性能。根據第7發明所述的蒸汽輪機的機室構造，沿所述貫穿孔的中心以垂直面對所述 上區段進行左右分割，因此，所述上區段的高度比以往變得更低，僅通過將分解後的所述上 部機室直接沿橫向移動即可分割所述上部機室。因此，不需要增加建築物的高度，因此可不 變更當地建築物的高度而分解所述上區段。


圖1是適用涉及本發明的實施例1的蒸汽輪機機室構造的蒸汽輪機的概略構成 圖。圖2是表示實施例1的蒸汽輪機的機室構造的外部機室的立體圖。圖3是從相對於軸向垂直的方向看表示本發明的實施例1的蒸汽輪機的機室構造 的外部機室的剖視圖。圖4是從相對於軸向垂直的方向看表示本發明的實施例2的蒸汽輪機的機室構造 的外部機室時的剖視圖。圖5是從相對於軸向垂直的方向看表示本發明的實施例3的蒸汽輪機的機室構造 的外部機室時的剖視圖。圖6是圖5的A-A剖視圖。圖7是從相對於軸向垂直的方向看表示本發明的實施例4的蒸汽輪機的機室構造的外部機室時的剖視圖。 圖8是圖7的A-A剖視圖。
圖9是從相對於軸向垂直的方向看表示本發明的實施例5的蒸汽輪機的機室構造 、部機室時的剖視圖。
圖10是分解部分上區段的圖。
圖11是從相對於軸向垂直的方向看表示本發明的實施例5的蒸汽輪機的機室構 I的其他結構的外部機室時的剖視圖。標號說明
10蒸汽輪機
11外部機室
12蒸汽入口部
13輪機轉子(轉子)
14軸承
15基礎臺
16軸承臺
17密封壓蓋部
18連接部
19波紋管
20貫穿孔
21a接縫部分
21A、2IB端板錐形部
2IA-I、2IB-I端板錐形上部
21A-2、21B-2端板錐形下部
22波紋管安裝部
31、41、51上部機室
31a、41a、51a、61a 頂板
31b端板
31c凸緣部
32、42、52下部機室
44、54下區段
32a端板
32b凸緣部
33中區段
34,53上區段
35第一分割面
36第二分割面
43中間塊
45第三分割面
53a、54a、63a、64a 接縫部分
55,65 外周部56、66 接合部57、67 螺栓68第四分割面
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的密封構件的優選實施方式詳細地進行說明。另外，本發 明並不被本實施例所限定。另外，下述實施例中的構成要素中包含有該領域技術人員可容 易設想的要素或實質上相同的要素。實施例1圖1是適用本發明實施例1的蒸汽輪機的機室構造的蒸汽輪機的概略構成圖。圖 2是表示本發明的實施例1的蒸汽輪機的機室構造的外部機室的立體圖。圖3是從相對於 軸向垂直的方向看表示本發明的實施例1的蒸汽輪機的機室構造的外部機室時的剖視圖。實施例1的蒸汽輪機10，如圖1所示，在外部機室11的上部設置有蒸汽入口部12， 並通過旋轉自如地支撐的軸承14來支撐作為旋轉體的渦輪轉子(以下，稱為轉子)13，而且 通過設置在蒸汽輪機10的由混凝土構成的基礎臺15上的軸承臺16支撐軸承14。並且，密 封壓蓋部17由軸承臺16及其連接部18支撐。另外，在密封壓蓋部17和機室11之間使用 用於防止蒸汽洩漏的波紋管19。另外，波紋管19在外部機室11的轉子13通過的貫穿孔20處通過螺栓被安裝在 外部機室11的端板錐形部21A的波紋管安裝部22的機械加工面上。在本實施例中，外部機室11被分割為上部機室和下部機室，並且其被分割為至少 局部包含轉子所通過的貫穿孔20的一部分和除此以外的部分。即如圖2、3所示，外部機室11在轉子13所通過的水平面上被分割為上部機室31 和下部機室(下區段)32，上部機室31被分割為具有貫穿孔20的中區段33和具有頂板31a 的上區段34。在本實施例中，外部機室11在轉子13通過的水平面上由第一分割面35分割為上 部機室31和下區段機室32。另外，上部機室31被第二分割面36分割為具有貫穿孔20的 中區段33和具有頂板31a的上區段34。另外，上部機室31由呈彎曲形狀的頂板31a和前後的端部31b構成，並在下部一 體地形成有凸緣部31c。另外，下部機室32由前後左右的端板32a構成，並在上部一體地形成有凸緣部 32b。而且，上部機室31和下部機室32通過未圖示的連接螺栓與各凸緣部31c、32b連 接，並且下部機室32的下端部與未圖示的基礎部嵌合併連接有未圖示的冷凝器。另外，在外部機室11的上部機室31的端部31b上，以貫穿孔20為中心呈放射狀 地配置有多個加強筋37。另外，上區段34、中區段33、下區段32分別被分割而構成，例如，上區段34、中區段 33、下區段32分別被分割為三份。該各個區段被分割的數目並不被本實施例所限定。因此，根據實施例1的蒸汽輪機的機室構造，外部機室11在轉子13通過的水平面上被分割為上部機室31和下部機室32，上部機室31被分割為具有貫穿孔20的中區段33 和具有頂板31a的上區段34。因此，在不組裝上區段34而組裝下區段32和中區段33的 狀態下，可在工廠等現有設備內對設置於端板錐形部2IA上的波紋管安裝部22進行機械加工。另外，在定期檢查時，可通過僅拆卸上區段34而實現轉子13的替換。另外，因為 上區段34的高度比以往變低，所以不需要增高建築物高度，因此可不變更當地建築物的高 度而分解上區段34。實施例2圖4是從相對於軸向垂直的方向看表示本發明的實施例2的蒸汽輪機機室構造的 外部機室時的剖視圖。另外，對具有與上述實施例中所作說明同樣功能的構件標以相同標號而省略重複 說明。另外，省略蒸汽輪機的整體說明而只對外部機室的構成進行說明。在本實施例的蒸汽輪機的機室構造中，如圖4所示，外部機室11被分割為具有頂 板31a的上部機室(上區段)41和具有貫穿孔20的下部機室42，下部機室42被分割為從 貫穿孔20的中心在水平方向上包含端板錐形部21A而切出的中間塊43 ；和包含端板錐形 部21A的剩餘的下區段44。並且，標號41a代表上部機室41的頂板。在本實施例中，外部機室11在轉子13通過的水平面上被第二分割面36被分割為 上區段41和下部機室42。另外，下部機室42由第三分割面45分割為從貫穿孔20的中心 在水平方向上包含端板錐形部21A而被切出的中間塊43 ；和包含端板錐形部21A的剩餘的 下區段44。另外，上區段41，中間塊43分別被分割而構成，例如，上區段41被分割為三份，中 間塊43被分割為四份。該上區段41、中間塊43各自被分割的數目並不限定於此。因此，在沒有上區段41而組裝下區段44和中間塊43的狀態下，可在工廠等現有 設備內對設置於端板錐形部21A上的波紋管安裝部22進行機械加工。另外，通過形成中間塊43，與形成實施例1中的中區段33的情況相比可使重量減 輕，並且可減少上區段41和下區段44間的接合面上的螺栓數，因此可實現提高組裝作業的 操作性。實施例3圖5是從相對於軸向垂直的方向看表示本發明的實施例3的蒸汽輪機的機室構造 的外部機室時的剖視圖。圖6是圖5的A-A剖視圖。另外，對具有與上述實施例中所作說明同樣功能的構件，標以相同標號而省略重 復說明。另外，省略蒸汽輪機的整體說明而只對外部機室的構成進行說明。在實施例3的蒸汽輪機的機室構造中，進一步在第一分割面35分割端板錐形部 21A，該第一分割面35將外部機室11在轉子13通過的平面上分割為上部機室51和下部機 室52。即實施例3的蒸汽輪機的機室構造中，如圖5所示，外部機室11在轉子13通過的 水平面上分割為上部機室51和下部機室52，上部機室51被分割為端板錐形部21A的端板 錐形上部21A-1和具有頂板31a的上區段53 ；並且下部機室52被分割為端板錐形部21A的 端板錐形下部21A-2和除此以外的下區段54部分。並且，標號51a代表上部機室51的頂板。因此，僅將所述端板錐形部21A橫置即可在工廠等現有設備內對波紋管安裝部22 進行機械加工，因此，可在工廠等現有設備內對波紋管安裝面進行機械加工，並且可提高機 械加工精度。另外，如圖6所示，端板錐形部21A，其外周部55的接合部56呈L字狀。即在端板 錐形部21A和外部機室11的上區段53 (下區段54)的接合部56中，端板錐形部21A的接 縫部21a呈L字形狀，以與上區段53 (下區段54)的接縫部分53a (54a)、形成豎立接縫的方 式形成。通過使端板錐形部21A的外周部55的接合部56呈L字狀，端板錐形部21A的接 縫部21a的前端部與上區段53 (下區段54)的接縫部分53a(54a)成平面接合。因此，可實 現端板錐形部21A的接縫部21a與上區段53 (下區段54)的接縫部分53a (54a)間的平面 接縫，可使螺栓57的接縫面成為平面，因此可提高密封性能。實施例4圖7是表示從相對於軸向垂直的方向看本發明的實施例4的蒸汽輪機的機室構造 的外部機室時的剖視圖。圖8是圖7的A-A剖視圖。另外，對具有與上述實施例中所作說明同樣功能的構件，標以相同標號而省略重 復說明。另外，省略對蒸汽輪機的整體進行說明而只對外部機室的構成進行說明。在實施例4的蒸汽輪機的機室構造中，使用使在實施例3的蒸汽輪機的機室構造 中的端板錐形部21A外形的周圍形狀形成為多邊形狀的端板錐形部21B。在本實施例中，端 板錐形部外形呈變形的十一邊形。但是，本發明並不限於此。即在實施例4的蒸汽輪機的機室構造中，如圖7所示，外部機室11在轉子13通過 的水平面上分割為上部機室61和下部機室62，上部機室61被分割為端板錐形部21B的端 板錐形上部21B-1和具有頂板31a的上區段63 ；並且下部機室62被分割為端板錐形部21B 的端板錐形下部21B-2和除此以外的下區段64部分。並且，標號61a代表上部機室61的 頂板。端板錐形部21B外形的周圍形狀呈多邊形狀，如圖8所示，可使端板錐形部21B的 外周部65與上區段63 (下區段64)的接合部66處的螺栓接縫面為平面。即在端板錐形 部21B與上區段63 (下區段64)的接合部66，可對端板錐形部21B的接縫部21a與上區段 53(下區段54)的接縫部分63a(64a)進行平面接合。因此，如端板錐形部21B，其外形的周圍形狀呈多邊形狀，因此，端板錐形部21B的 接縫部21a與上區段63 (下區段64)的接縫部分63a (64a)進行平面接合，可使螺栓的接縫 面成為平面，因此可提高密封性能。實施例5圖9是表示從相對於軸向垂直的方向看本發明的實施例5的蒸汽輪機的機室構造 的外部機室時的剖視圖。是組合了上區段的圖。圖10是分解了部分上區段的圖。另外，對具有與上述實施例中所作說明同樣功能的構件，標以相同標號而省略重 復說明。另外，省略對蒸汽輪機的整體進行說明而只對外部機室的構成進行說明。在實施例5的蒸汽輪機的機室構造中，在垂直面上從所述貫穿孔的中心將上區段 進行左右分割，分解為兩個上區段。
即如圖9，10所示，在垂直面上從所述貫穿孔20的中心將上區段63進行左右分 割，分解為上區段63-1、63-2。在本實施例中，通過第四分割面68，將上區段63在轉子13通過的垂直面上分割為 上區段63-1和上區段63-2。因此，通過將上區段63進行左右分割，上區段63的高度比以往變得更低，僅通過 將分解後的上區段63-1、63-2直接沿橫向移動，即可分割上區段63-1、63-2。因此，不需要 增加建築物的高度，因此可不變更當地建築物的高度而分解上區段63-1、63-2。另外，本發明並不被本實施例所限定，如圖11所示，即使在使用如圖5所示的具有 端板錐形部21A的外部機室11的情況下，也可同樣地在垂直面上從貫穿孔20的中心將上 區段51進行左右分割，將上區段53分解為上區段53-1、53-2。工業實用性本發明的蒸汽輪機的機室構造，容易地進行機室的分解、搬運，夠能夠在現有設備 內對波紋管安裝部進行機械加工，可適用於任何種類的蒸汽輪機。
權利要求
一種蒸汽輪機的機室構造，將外部機室上下分割，其特徵在於，將所述外部機室分割為上部機室和下部機室；並且，將分割後的所述上部機室和所述下部機室中的任意一方或兩方分割為至少局部包含轉子所通過的貫穿孔的部分和除此以外的部分。
2.如權利要求1所述的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在於，所述外部機室在轉子通過的水平面上被分割為上部機室和下部機室； 所述上部機室被分割為具有所述貫穿孔的中區段和具有頂板的上區段。
3.如權利要求1所述的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在於，所述外部機室被分割為具有頂板的上部機室和具有所述貫穿孔的下部機室； 所述下部機室被分割為從所述貫穿孔的中心在水平方向上包含端板錐形部而切出的 中間塊、和包含所述端板錐形部的剩餘的下區段。
4.如權利要求1所述的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在於，所述外部機室在轉子通過的水平面上被分割為上部機室和下部機室； 所述上部機室被分割為端板錐形部的端板錐形上部和具有頂板的上區段；並且， 所述下部機室被分割為所述端板錐形部的端板錐形下部和除此以外部分的下區段。
5.如權利要求4所述的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在於， 所述端板錐形部的外周部的接合部呈L字狀。
6.如權利要求4或5所述的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在於， 所述端板錐形部外形的周圍形狀呈多邊形狀。
7.如權利要求4 6中任意一項所述的蒸汽輪機的機室構造，其特徵在於， 從所述貫穿孔的中心以垂直面將所述上區段左右分割。
全文摘要
實施例(1)的蒸汽輪機，外部機室(11)在轉子通過的水平面上分割為上部機室(31)和下部機室(下區段)(32)，並且上部機室(31)被分割為具有貫穿孔(20)的中區段(33)和具有頂板(31a)的上區段(34)，被分割為至少局部包含轉子所通過的貫穿孔(20)的部分和除此以外的部分。由此，能夠在不組裝上區段(34)而組裝下區段(32)和中區段(33)的狀態下，在工廠等現有設備內對設置於端板錐形部(21A)上的波紋管安裝部進行機械加工。
文檔編號F01D25/24GK101981279SQ200980111129
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月12日 優先權日2008年3月31日
發明者中澤民曉, 中野隆, 巽康之, 近藤誠 申請人:三菱重工業株式會社