[发明专利]蒸气轮机及蒸气轮机的推力调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及蒸气轮机及蒸气轮机的推力调整方法，尤其涉及能够使至少将高压室叶片列、中压室叶片列及多个虚设部安装在共用的旋转轴上的蒸气轮机的旋转轴上所产生的推力平衡的蒸气轮机及蒸气轮机的推力调整方法。

背景技术

在蒸气轮机中，为了承受旋转轴产生的推力而设置有推力轴承。由于推力轴承的负载能力存在界限，因此，为了在无论何种运转状态下都使旋转轴产生的推力不超过轴承的负载能力，而需要进行考虑了推力平衡的设计。

因此，在与叶片列相同的旋转轴上安装虚设部(虚设活塞)，借助该虚设部来产生沿着推力相反方向作用的力，作为旋转轴整体，使沿着轴向作用的力平衡，由此，无论为何种运转状态，都能够将推力轴承收纳在轴承的负载能力范围内。

图13是表示现有的设有推力调整用虚设部的蒸气轮机的通常运转状态的简图。

图13所示的蒸气轮机1以包围旋转轴10的方式形成有机室(未图示)，在该机室具备高压主蒸气22、再热蒸气24及低压主蒸气26各自的导入部(未图示)。

另外，在旋转轴10上依次设有供给高压主蒸气22的高压叶片列2、供给再热蒸气24的中压叶片列4、供给低压主蒸气26的低压叶片列6，中压叶片列4和低压叶片列6以蒸气的入口侧为同方向且与高压叶片列2的蒸气入口侧对置的方式配置。而且，在高压叶片列2的蒸气入口侧与中压叶片列4的蒸气入口侧之间设有高压虚设部12，在高压叶片列2的蒸气出口侧依次设有中压虚设部14和低压虚设部16。而且，设有将中压虚设部14的出口侧与中压叶片列4的后半部连通的推力平衡管30。

在以上结构的蒸气轮机1中，来自未图示的锅炉等的高压主蒸气22进入高压叶片列2，对旋转轴1赋予旋转力，且温度、压力逐渐下降。并且，在高压叶片列2完成了作功的蒸气成为低温再热蒸气28而向蒸气轮机1外排出。从蒸气轮机1排出的低温再热蒸气在蒸气轮机外部由再热锅炉(未图示)再次加热而成为再热蒸气24。

由所述再热锅炉加热后的中压的再热蒸气24通过中压叶片列4而对旋转轴10赋予旋转力，且温度、压力逐渐下降。而且，低压主蒸气26通过低压叶片列6而对旋转轴10赋予旋转力，且使温度、压力逐渐下降。

另外，高压主蒸气22的一部分流过高压(HP)虚设部12，在高压叶片列2进行作功而温度、压力下降后的低温再热蒸气28的一部分流过中压(IP)虚设部14及低压(LP)虚设部16。

此时，在各个叶片列及虚设部中，旋转轴1产生的推力由带○的数字1～6表示，并且各叶片列(虚设部)之间的压力值的一例如图13所示。带○的数字1～6分别表示低压虚设部16、中压虚设部14、高压叶片列2、高压虚设部12、中压叶片列4、低压叶片列6产生的推力。叶片列产生的推力可以根据设置在旋转轴上的叶片列上作用的气体力来算出。而且，虚设部产生的推力可以通过虚设部前后的压差和截面积来算出。

如图13所示，通过设置各虚设部12、14、16及推力平衡管30，能够取得蒸气压力产生的推力的平衡。即，高压室叶片列2的推力与高压虚设部12平衡，中压室叶片列4的推力与中压虚设部14平衡，低压室叶片列6的推力与低压虚设部16平衡，作为蒸气轮机1整体，取得了推力的平衡。

另外，在蒸气轮机中，为了防止推力轴承的损伤，除了通常运转时之外，在高压主蒸气停止的情况及再热蒸气停止的情况的任意情况下，也需要取得推力的平衡。

首先，在图13所示的蒸气轮机1中，考虑了由于故障或运转调整等而使高压主蒸气22停止的情况。图14是表示现有的设有推力调整用虚设部的蒸气轮机的高压主蒸气停止状态的简图。

在图14中，当高压主蒸气22停止时，向高压叶片列2导入的蒸气消失，高压叶片列2的压差成为0。因此，如图14所示，带○的数字3表示的推力也成为0。而且高压虚设部12的压差也非常小，带○的数字4表示的推力也成为接近于0的值。因此，如图14所示，即使在高压主蒸气22停止的状态下，作为蒸气轮机1整体，也能取得推力平衡。

接下来，在图13所示的蒸气轮机1中，考虑因故障或运转调整等而使再热蒸气24及低压主蒸气26停止的情况。图15是表示现有的设有推力调整用虚设部的蒸气轮机的再热蒸气及低压主蒸气停止状态的简图。

在图15中，当再热蒸气24及低压蒸气26停止时，向中压叶片列4及低压叶片列6导入的蒸气消失，中压叶片列4及低压叶片列6的前后的压力均大致成为真空。并且，通过中压叶片列4的后半部和推力平衡管30而连通的中压虚设部14与低压虚设部16之间的压力也大致成为真空。