JP3653993B2

JP3653993B2 - Gland packing device for axial exhaust turbine

Info

Publication number: JP3653993B2
Application number: JP18256898A
Authority: JP
Inventors: 貞次郎高橋; 浩美坂元
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2018-06-29
Also published as: JP2000008810A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は軸流排気タービンの後部軸受に組合せたグランドパッキン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、この発明の実施対象となる軸流排気タービンの構成概要を図７に示す。図において、１はタービンロータ、１ａは高圧段部の翼列、１ｂは低圧段部の翼列、２はタービンの高圧側車室を構成する前部ケーシング、３は低圧側の車室を構成する排気ケーシング、４は主蒸気加減弁、５は前部ケーシング２の外側に配してロータ軸１ｃを軸支する前部軸受、６は前部ケーシング２のロータ軸貫通部を軸封する前部のグランドパッキン部、７は排気ケーシング３の内方に配した後部軸受（ジャーナル軸受）、８は後部軸受７に組合せてその軸受台の内部空間（軸受７の軸受台内部は空気，および潤滑油のオイルミストが充満している）と排気ケーシング３内の主蒸気排気通路３ａ（この排気通路は真空圧となっている）との間でロータ軸１ｃを軸封するラビリンス式のグランドパッキン部である。なお、図示してないが排気ケーシング３に連ねて後段には主蒸気の復水器が設置されている。
【０００３】
上記のように軸流排気タービンでは、後部軸受７が主蒸気復水器に通じる排気ケーシング３の内方に配置されていることから、軸受７から潤滑油，オイルミストが軸受台の内部から周囲に漏れ出ると、この漏れ油が排気ケーシング３内を通流する排気蒸気に随伴して後段の復水器の表面に付着するおそれがある。
そこで、後部軸受７に対しては、軸受台から均圧管を引出してその内部空間を大気側に開放するととももに、軸受台の内部に充満している空気，オイルミストがロータ軸の貫通部を通じて主蒸気の排気通路３ａ（真空圧）に漏出するのを防ぐようにするために、軸受７に前記のグランドパッキン部８を組合せてロータ軸を軸封するようにしている。
【０００４】
次に、前記した後部軸受７，および該軸受７に組合せたグランドパッキン部８の従来構造を図４〜図６に示す。まず、後部軸受７はジャーナル軸受７ａを内蔵したカバー付き軸受台７ｂのロータ軸貫通部に漏れ止めリング７ｃを設けた構造になる。なお、７ｄは軸受台７ｂを支えるスタンドである。また、図示例では軸受７の軸受台７ａを空気室ケーシング９で包囲し、該空気室ケーシング９に接続した均圧管９ａを排気ケーシング３を貫通して大気側に引出し、該均圧管９ａを通じてケーシング９内の空気室９ｂを大気側に開放しており、この空気室ケーシング９の開口端面側にグランドパッキン部８が組付けられている。
【０００５】
ここで、グランドパッキン部８は上下二つ割り構造になるパッキンケーシング１０の内周面にラビリンス１１を植設した構造になり、その上部ケーシング１０ａは下部ケーシング１０ｂの上に水平分割継手１０ｃ（図５参照）を介して結合（ボルト締結）され、さらにその外周側に形成した垂直分割継手のフランジと空気室ケーシング９との間がボルト１２を介して結合されている。なお、上部ケーシング１０ａの外周側開放面はフローカバー１３で覆われており、その内側空間１０ａ-1は排気蒸気通路３ａに通じている。これに対して、下部ケーシング１０ｂは前記した空気室ケーシング９の開口端面に溶接接合して空気ケーシング９と一体構造に組立てられている。
【０００６】
また、パッキンケーシング１０の内部には外部から軸封用のグランド蒸気（一般にタービンの高圧段側から抽出して圧力調整した蒸気を供給する）をラビリンス１１に向けて流す環状の軸封蒸気室１０ｄ，および外部のグランド復水器に通じる環状の衛帯蒸気室（ベント室）１０ｅが左右に並んで画成されている。
さらに、下部ケーシング１０ｂ内の外周側には、前記の軸封蒸気室１０ｄ，および衛帯蒸気室１０ｅに通じるプレナム室１０ｆ，１０ｇ（図５参照）が画成されており、このプレナム室１０ｆ，１０ｇに連ねて下部ケーシング１０ｂの端面には前記空気室ケーシング９の中を通して配管した軸封蒸気管１４，衛帯蒸気管１５が溶接接合されている（図６参照）。
【０００７】
かかる構成になるグランドパッキン部８の軸封動作の原理は周知であり、軸封蒸気管１４を通じて供給したグランド蒸気が軸封蒸気室１０ｄからラビリンス列（ロータ軸との間の漏れ通路）に向けて吹き出すとともに、グランド蒸気の一部，および軸受７の空気室ケーシング９側から漏れ出た空気，オイルミストは負圧に保たれている衛帯蒸気室１０ｅから衛帯蒸気管１５を通じてグランド復水器側に排出する。これにより、空気，オイルミストが軸受側から主蒸気排気通路３ａに漏れ出ることが防げる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したグランドパッキン部８の従来構造では軸封機能面で次記のような問題点がある。すなわち、
(1) まず、グランドパッキンケーシング１０の内部に画成されている蒸気室が上部ケーシング１０ａと下部ケーシング１０ｂとでは異なり、タービン運転時には熱的にも上部ケーシングと下部ケーシングとが非対称となる。すなわち、上部ケーシング１０ａでは、その内周側の半分領域にグランド蒸気（タービンの高圧段側から抽出した高温蒸気）が流れる軸封蒸気室１０ｄ，および衛帯蒸気室１０ｅが画成されており、その外周側の残余空間１０ａ-1は排気ケーシング３内の主蒸気排気通路（ここを流れる排気蒸気は温度が下がっている）に通じている。これに対して、下部ケーシング１０ｂは、その内周側の半分領域に軸封蒸気室１０ｄ，および衛帯蒸気室１０ｅが画成されており、さらにその外周領域にも高温のグランド蒸気が流れるプレナム蒸気室１０ｆ，１０ｇが画成されている。このために上部ケーシング１０ａと下部ケーシング１０ｂとの間に温度勾配が生じ、これに起因する熱膨張差でグランドパッキンケーシング１０に反りが生じる。
【０００９】
(2) 下部ケーシング１０ｂは軸受側の空気室ケーシング３（高温のグランド蒸気に直接晒されてなく、熱的条件が下部ケーシング１０ｂと異なる）に溶接結合した一体構造であり、かつ下部ケーシング１０ｂには軸封蒸気管１４，衛帯蒸気管１５が溶接接合されている。このために、下部ケーシング１０ｂに生じた熱的な歪みを自由に逃がすことができない。
【００１０】
この結果、タービンの運転時にはグランドパッキンケーシング１０がロータ軸１ａの軸中心に対して通称「ねこ反り」と呼ばれる熱的変形が生じ、これが原因でラビリンス１１とロータ軸１ａとの間の細隙が変化して軸封機能が低下したり、ケーシングの反りが大きくなるとラビリンス１１のひれがロータ軸１ａに直接触れて破損するといったトラブルを引き起こすおそれがある。
【００１１】
さらに加えて、グランドパッキン部８の保守，点検を行う場合でも、その下部ケーシング１０ｂを軸受側の空気室ケーシング９，軸封蒸気管１４，衛帯蒸気管１５などから切り離して分解すことができないために、メンテナンス作業が厄介で手間が掛かる。
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、グランド蒸気の熱的影響によるラビリンスパッキンの軸封機能低下を防ぎ、併せてメンテナンス性の改善が図れるように改良した軸流排気タービンのグランドパッキン装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明によれば、後部軸受と組合せてタービン車室の排気ケーシング内に設置したラビリンス式のグランドパッキン装置で、上下二つ割り構造になるグランドパッキンケーシングの内部に、ラビリンス列に向けてグランド蒸気を流す軸封蒸気室，グランド復水器に通じる衛帯蒸気室，およびそのプレナム蒸気室を画成したものにおいて、
前記蒸気室をグランドパッキンケーシングの上部ケーシング，および下部ケーシングで同一の半径領域に形成し、かつ上下の分割ケーシング間を水平分割継手を介して結合するとともに、上部ケーシング，および下部ケーシングを各ケーシングに形成した垂直分割継手を介して後部軸受の軸受台端面に結合して構成する（請求項１）。
【００１３】
上記構成によれは、グランドパッキンケーシングの上部ケーシングと下部ケーシングとが熱的に対称な形となる。また、軸受台に対して上部，下部ケーシングが垂直分割継手を介して結合されているので、その継手間の滑りによりケーシング自身の膨張，収縮に伴う熱変形が拘束されることがない。これにより、グランドパッキンケーシングの内部に高温のグランド蒸気を流した状態でも、ロータ軸の中心に対してケーシングが反り返るような不当な熱的変形，およびこの反りに起因するラビリンスパッキンの軸封機能低下，破損トラブル発生を回避して信頼性が向上する。また、グランドパッキンケーシングの上部ケーシング，および下部ケーシングをそれぞれ軸受台から取り外すことかできるので、保守点検時のメンテナンス作業が楽に行える。
【００１４】
また、この発明によれば、前記構成を基本に次記のような態様で構成することができる。
(1) グランドパッキンケーシングの軸封蒸気室，および衛帯蒸気室のプレナム蒸気室に通じる軸封蒸気管，衛帯蒸気管を、それぞれ軸受台の内部を通してグランドパッキンケーシングの下部ケーシングの端面にフランジ継手を介して接続し、メンテナンス時には下部ケーシングと軸封蒸気管，衛帯蒸気管との間を切り離して分解できるように構成する（請求項２）。
【００１５】
(3) グランドパッキンケーシングの上部ケーシング，および下部ケーシングの外周面を上下二つ割りのフローガイドカバーで覆い、排気ケーシング内を流れる主蒸気排気流への影響を抑えるとともに、排気蒸気の温度上昇時に行う冷却水スプレーによるグランドパッキンケーシングへの熱的衝撃の影響を緩和するように構成する（請求項３）。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図４〜図６に対応する同一部材には同じ符号が付してある。
図示実施例においては、図４〜図６に示した従来構造と較べてグランドパッキンケーシング１０の上部ケーシング１０ａは同一構造であるが、下部ケーシング１０ｂについては、その内部構造，および後部軸受７の軸受台７ｂへの取付構造が異なる。すなわち、下部ケーシング１０ｂは上部ケーシング１０ａと同様に後部軸受７と切り離した独立部品としてなり、ケーシング内部の内周側には上部ケーシング１０ａに画成した軸封蒸気室１０ｄ，衛帯蒸気室１０ｅと同じ半径Ｒ（図２参照）の領域に軸封蒸気室１０ｄ，衛帯蒸気室１０ｅ，および左右に振り分けて軸封蒸気室１０ｄ，衛帯蒸気室１０ｅに通じるプレナム蒸気室１０ｆ，１０ｇが内外周に画成されている。
【００１７】
そして、下部ケーシング１０ｂは上部ケーシング１０ａと同様に、その外周側には垂直分割継手１０ｈを形成しておき、該継手を後部軸受７の軸受台７ｂの開口側端面に重ね合わせ、ボルト１２を介して固定されている。なお、上部ケーシング１０ａと下部ケーシング１０ｂとの間は従来構造と同様に水平分割継手１０ｃを介してボルト結合されている。
【００１８】
また、下部ケーシング１０ｂの端面には、軸受台７ｂの内部に配管して外部からグランド蒸気を供給する軸封蒸気管１４，およびグランド蒸気復水器に通じる衛帯蒸気管１５がそれぞれ前記したプレナム蒸気室１０ｆ，１０ｇと連通するようにフランジ継手１４ａ，１５ａを介して取り外し可能に接続されている。
さらに、下部ケーシング１０ｂの外周側開放面には、上部ケーシング１０ａと同様に水平分割構造のフローガイドカバー１３で覆い、その内側の空間１０ｂ-1（プレナム蒸気室１０ｆ，１０ｇとケーシング外周縁との間の空間）を排気ケーシング３内の主蒸気排気通路３ａから塞ぐようにしている。
【００１９】
かかる構成によれば、上部ケーシング１０ａと下部ケーシング１０ｂとで、グランド蒸気が流れる蒸気室が同一半径Ｒの領域内に画成され、その外周側には主蒸気排気通路３ａに通じる空間１０ａ-1，および１０ｂ-1が対称的に形成されている。したがって、上下ケーシング１０ａと下部ケーシング１０ｂとは熱的にも対称な形となり、ケーシング内部の蒸気室に高温のグランド蒸気を流した状態でも熱的に平衡して熱膨張差が殆ど生じることがない。この結果、ロータ軸１ａの軸中心Ｏに対してグランドパッキンケーシング１０が反る不当な熱変形（ねこ反り）が効果的に抑止される。また、上部ケーシング１０ａ，下部ケーシング１０ｂはそれぞれ軸受台７ｂに対して垂直分割継手１０ｈを介してボルト１２で締結されており、このボルト１２とグランドパッキンケーシング１０との間には僅ではあるが垂直面方向にスライド可能な裕度がある。したがって、下部ケーシング１０ｂを後部軸受７，軸封蒸気管１４，衛帯蒸気管１５と一体に溶接結合した従来構造とは異なり、グランドパッキンケーシング１０は軸受台７ｂで拘束されることなく、熱膨張，収縮（膨張，収縮に伴う熱応力はボルト１２の締付力に較べて格段に大きい）を逃がことができて不要な熱的歪みの発生が防げる。
【００２０】
また、グランドパッキン部８の保守，点検を行う際には、ロータ１を軸受７に支持したままの状態でグランドパッキンケーシング１０を軸受台７ｂ，および軸封蒸気管１４，衛帯蒸気管１５から取り外して分解することができ、これによりメンテナンス作業が楽に行える。さらに、上下ケーシング１０ａ，および下部ケーシング１０ｂの外周開放面をフローガイドカバー１３で覆うことにより、排気ケーシング３内を流れる主蒸気排気流がグランドパッキンケーシング１０で乱されるのを押さえつつ、その内部空間１０ａ-1，１０ｂ-1が緩衝空間として機能し、排気蒸気の温度上昇時に行う冷却水スプレーによるグランドパッキンケーシングへの熱的衝撃の影響を緩和できる。
【００２１】
なお、図示実施例の後部軸受７には、図４に示した空気室ケーシング９を備えてなく（その代わりに上下二つ割り構造になる軸受台７ｂの水平分割継手のシール面には大気側に通じる漏油排出路を兼ねた空気溝（図示せず）を形成して空気ケーシング室９と同様な機能を持たせている）、この軸受台７ｂの開口端面にグランドパッキン部８を直接組付けた例を示したが、後部軸受７に空気室ケーシング９を備えた構成でも同様に実施できることは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の構成によれば、グランドパッキンケーシングの上部ケーシングと下部ケーシングとが熱的に対称な形となるとともに、軸受台に対して上部，下部ケーシングが垂直分割継手を介して結合されているのでケーシング自身の膨張，収縮に伴う熱変形が拘束されることがない。これにより、グランドパッキンケーシングの内部に高温のグランド蒸気を流した状態でも、ロータ軸の中心に対してケーシングが反り返るような不当な熱的変形，およびこの反りに起因するラビリンスパッキンの軸封機能低下，破損トラブル発生を回避して信頼性が向上するほか、グランドパッキンケーシングの上部ケーシング，および下部ケーシングをそれぞれ軸受台から取り外すことかできるので、保守点検時のメンテナンス作業が楽に行える。
【００２３】
また、請求項２の構成を採用することで、メンテナンス時には下部ケーシングと軸封蒸気管，衛帯蒸気管との間を切り離して分解でき、さらに請求項３の構成を採用することにより、排気ケーシング内を流れる主蒸気排気流への悪影響を抑えつつ、排気蒸気の温度上昇時に行う冷却水スプレーによるグランドパッキンケーシングへの熱的衝撃の影響を緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例によるグランドパッキン装置の構成断面図
【図２】図１の矢視Ａ−Ａから見たグランドパッキンケーシングの端面図
【図３】図２における矢視Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃの拡大断面図
【図４】従来例のグランドパッキン装置の構成断面図
【図５】図４の矢視Ａ−Ａから見たグランドパッキンケーシングの端面図
【図６】図５における矢視Ｂ−Ｂの拡大断面図
【図７】軸流排気タービンの構成概要図
【符号の説明】
１ロータ
１ａロータ軸
３排気ケーシング
７後部軸受
７ｂ軸受台
８グランドパッキン部
１０グランドパッキンケーシング
１０ａ上部ケーシング
１０ｂ下部ケーシング
１０ｃ水平分割継手
１０ｄ軸封蒸気室
１０ｅ衛帯蒸気室
１０ｆ，１０ｇプレナム蒸気室
１０ｈ垂直分割継手
１１ラビリンス
１２ボルト
１３フローガイドカバー
１４軸封蒸気管
１４ａフランジ継手
１５衛帯蒸気管
１５ａフランジ継手[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gland packing device combined with a rear bearing of an axial exhaust turbine.
[0002]
[Prior art]
First, FIG. 7 shows a schematic configuration of an axial exhaust turbine that is an object of the present invention. In the figure, 1 is a turbine rotor, 1a is a blade row of a high pressure stage portion, 1b is a blade row of a low pressure stage portion, 2 is a front casing constituting a high pressure side casing of the turbine, and 3 is a low pressure side casing. Exhaust casing, 4 is a main steam control valve, 5 is a front bearing that is arranged outside the front casing 2 and supports the rotor shaft 1c, and 6 is a shaft before the rotor shaft penetrating portion of the front casing 2 is sealed. Gland packing part, 7 is a rear bearing (journal bearing) disposed inward of the exhaust casing 3, 8 is combined with the rear bearing 7 and the interior space of the bearing base (the inside of the bearing base of the bearing 7 is air and lubricated) A labyrinth type gland packing that seals the rotor shaft 1c between the main steam exhaust passage 3a in the exhaust casing 3 (the exhaust passage is at a vacuum pressure) It is. Although not shown, a main steam condenser is installed downstream of the exhaust casing 3.
[0003]
As described above, in the axial exhaust turbine, the rear bearing 7 is disposed inside the exhaust casing 3 leading to the main steam condenser. If the oil leaks out, the leaked oil may adhere to the surface of the subsequent condenser along with the exhaust steam flowing through the exhaust casing 3.
Therefore, with respect to the rear bearing 7, the pressure equalizing pipe is drawn out from the bearing base to open its internal space to the atmosphere side, and the air and oil mist filled in the bearing base are passed through the rotor shaft penetrating portion. In order to prevent the main steam from leaking into the exhaust passage 3a (vacuum pressure), the rotor shaft is sealed by combining the gland packing portion 8 with the bearing 7.
[0004]
Next, the conventional structure of the above-described rear bearing 7 and the gland packing portion 8 combined with the bearing 7 is shown in FIGS. First, the rear bearing 7 has a structure in which a leakage prevention ring 7c is provided in a rotor shaft penetrating portion of a bearing stand 7b with a cover incorporating a journal bearing 7a. Reference numeral 7d denotes a stand for supporting the bearing stand 7b. In the illustrated example, the bearing base 7a of the bearing 7 is surrounded by an air chamber casing 9, and a pressure equalizing pipe 9a connected to the air chamber casing 9 is drawn out to the atmosphere side through the exhaust casing 3, and the casing is passed through the pressure equalizing pipe 9a. The air chamber 9 b in the air chamber 9 is open to the atmosphere side, and the gland packing portion 8 is assembled to the open end face side of the air chamber casing 9.
[0005]
Here, the gland packing portion 8 has a structure in which a labyrinth 11 is implanted on the inner peripheral surface of a packing casing 10 having a vertically split structure, and the upper casing 10a has a horizontal split joint 10c (see FIG. 5) on the lower casing 10b. ) Are connected (bolt fastening), and the flange of the vertical division joint formed on the outer peripheral side thereof and the air chamber casing 9 are connected via the bolt 12. In addition, the outer peripheral side open surface of the upper casing 10a is covered with the flow cover 13, and the inner space 10a-1 communicates with the exhaust steam passage 3a. On the other hand, the lower casing 10b is assembled to the air casing 9 by being welded and joined to the opening end face of the air chamber casing 9 described above.
[0006]
An annular shaft-sealed steam chamber 10d that allows shaft-sealed ground steam (generally supplying steam extracted and pressure-adjusted from the high-pressure stage side of the turbine) to the labyrinth 11 inside the packing casing 10 is provided. , And an annular guard chamber (vent chamber) 10e leading to the external ground condenser is defined side by side.
Further, on the outer peripheral side in the lower casing 10b, plenum chambers 10f and 10g (see FIG. 5) communicating with the shaft-sealed steam chamber 10d and the satellite steam chamber 10e are defined. A shaft seal steam pipe 14 and a satellite steam pipe 15 piped through the air chamber casing 9 are welded and joined to the end face of the lower casing 10b continuously to 10g (see FIG. 6).
[0007]
The principle of the shaft sealing operation of the gland packing portion 8 having such a configuration is well known, and the ground steam supplied through the shaft sealing steam pipe 14 is directed from the shaft sealing steam chamber 10d toward the labyrinth row (leakage path between the rotor shaft). In addition, a part of the ground steam, air leaked from the air chamber casing 9 side of the bearing 7, and oil mist are ground condensate through the satellite steam pipe 15 from the satellite steam chamber 10 e maintained at a negative pressure. Discharge to the container side. As a result, air and oil mist can be prevented from leaking from the bearing side to the main steam exhaust passage 3a.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described conventional structure of the gland packing part 8 has the following problems in terms of the shaft sealing function. That is,
(1) First, the steam chamber defined inside the gland packing casing 10 is different between the upper casing 10a and the lower casing 10b, and the upper casing and the lower casing are thermally asymmetric during turbine operation. That is, in the upper casing 10a, a shaft-sealed steam chamber 10d in which ground steam (high-temperature steam extracted from the high-pressure stage side of the turbine) flows and a sanitary steam chamber 10e are defined in a half region on the inner peripheral side thereof, The residual space 10a-1 on the outer peripheral side communicates with a main steam exhaust passage in the exhaust casing 3 (the temperature of exhaust steam flowing through the exhaust steam is lowered). On the other hand, the lower casing 10b has a shaft seal steam chamber 10d and a satellite steam chamber 10e defined in a half region on the inner peripheral side thereof, and a plenum in which high-temperature ground steam flows also in the outer peripheral region. Steam chambers 10f and 10g are defined. For this reason, a temperature gradient is generated between the upper casing 10a and the lower casing 10b, and the gland packing casing 10 is warped due to a difference in thermal expansion caused by the temperature gradient.
[0009]
(2) The lower casing 10b has an integral structure welded to the air chamber casing 3 on the bearing side (not directly exposed to high-temperature ground steam and having a thermal condition different from that of the lower casing 10b). A shaft seal steam pipe 14 and a satellite steam pipe 15 are joined by welding. For this reason, the thermal distortion which arose in the lower casing 10b cannot be released freely.
[0010]
As a result, during the operation of the turbine, the gland packing casing 10 is thermally deformed, commonly referred to as “cat warp”, with respect to the center of the rotor shaft 1a, and this causes a slit between the labyrinth 11 and the rotor shaft 1a. If the shaft sealing function is changed and the warping of the casing is increased, the labyrinth fins may directly touch the rotor shaft 1a and be damaged.
[0011]
In addition, even when maintenance and inspection of the gland packing portion 8 is performed, the lower casing 10b cannot be separated from the bearing-side air chamber casing 9, the shaft seal steam pipe 14, the satellite steam pipe 15, and the like. For this reason, the maintenance work is troublesome and time-consuming.
The present invention has been considered in view of the above points. The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, prevent the shaft seal function of the labyrinth packing from being deteriorated due to the thermal influence of the ground steam, and improve the maintainability. It is an object of the present invention to provide an improved gland packing device for an axial exhaust turbine.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a labyrinth type gland packing device installed in an exhaust casing of a turbine casing in combination with a rear bearing has a labyrinth inside a gland packing casing having an upper and lower split structure. In the shaft seal steam chamber that flows ground steam toward the line, the satellite steam chamber that leads to the ground condenser, and its plenum steam chamber,
The steam chamber is formed in the same radial region by the upper casing and the lower casing of the gland packing casing, and the upper and lower divided casings are connected via a horizontal dividing joint, and the upper casing and the lower casing are attached to each casing. It is configured to be coupled to the bearing stand end face of the rear bearing through the formed vertical split joint.
[0013]
According to the above configuration, the upper casing and the lower casing of the gland packing casing are thermally symmetric. Further, since the upper and lower casings are coupled to the bearing base via the vertical split joint, thermal deformation accompanying expansion and contraction of the casing itself is not constrained by sliding between the joints. As a result, even when high-temperature gland steam is allowed to flow inside the gland packing casing, improper thermal deformation that causes the casing to warp with respect to the center of the rotor shaft, and deterioration of the shaft sealing function of the labyrinth packing due to this warping. , It improves reliability by avoiding damage troubles. Further, since the upper casing and the lower casing of the gland packing casing can be removed from the bearing stand, maintenance work during maintenance inspection can be performed easily.
[0014]
Moreover, according to this invention, it can comprise in the following aspects based on the said structure.
(1) The shaft seal steam pipe and the satellite steam pipe leading to the shaft seal steam chamber of the gland packing casing and the plenum steam chamber of the satellite steam chamber are respectively flanged to the end face of the lower casing of the gland packing casing through the inside of the bearing stand. It connects through a joint, and it is comprised so that it can detach | separate and isolate | separate between a lower casing, a shaft seal steam pipe, and a satellite steam pipe at the time of a maintenance.
[0015]
(3) Cover the outer peripheral surfaces of the upper and lower casings of the gland packing casing with the upper and lower flow guide covers to suppress the effect on the main steam exhaust flow that flows in the exhaust casing, and to perform cooling when the exhaust steam temperature rises It is configured so as to mitigate the influence of thermal shock on the gland packing casing caused by water spray.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on the examples shown in FIGS. In addition, in the figure of an Example, the same code | symbol is attached | subjected to the same member corresponding to FIGS. 4-6.
In the illustrated embodiment, the upper casing 10a of the gland packing casing 10 has the same structure as the conventional structure shown in FIGS. 4 to 6, but the inner structure of the lower casing 10b and the bearing of the rear bearing 7 are the same. The mounting structure to the base 7b is different. That is, the lower casing 10b is an independent part separated from the rear bearing 7 in the same manner as the upper casing 10a. On the inner peripheral side of the casing, a shaft seal steam chamber 10d, a satellite steam chamber 10e defined in the upper casing 10a are provided. The shaft seal steam chamber 10d, the guard steam chamber 10e, and the plenum steam chambers 10f, 10g, which are distributed to the left and right and communicate with the shaft seal steam chamber 10d, the guard steam chamber 10e, are arranged on the inner and outer circumferences. Is defined.
[0017]
Similarly to the upper casing 10 a, the lower casing 10 b is formed with a vertical split joint 10 h on the outer peripheral side, and the joint is superimposed on the opening side end face of the bearing base 7 b of the rear bearing 7, and the bolt 12 is interposed. Is fixed. The upper casing 10a and the lower casing 10b are bolted via a horizontal division joint 10c as in the conventional structure.
[0018]
Further, on the end surface of the lower casing 10b, there are a shaft seal steam pipe 14 that pipes into the bearing stand 7b and supplies ground steam from the outside, and a satellite steam pipe 15 that leads to the ground steam condenser, respectively. Removably connected via flange joints 14a and 15a so as to communicate with the steam chambers 10f and 10g.
Further, the outer peripheral side open surface of the lower casing 10b is covered with a flow guide cover 13 having a horizontally divided structure in the same manner as the upper casing 10a, and the inner space 10b-1 (the plenum steam chambers 10f and 10g and the outer periphery of the casing) The space between the main steam exhaust passage 3a in the exhaust casing 3 is closed.
[0019]
According to this configuration, the upper casing 10a and the lower casing 10b define the steam chamber through which the ground steam flows within the region having the same radius R, and the space 10a-1 leading to the main steam exhaust passage 3a on the outer peripheral side thereof. , And 10b-1 are formed symmetrically. Therefore, the upper and lower casings 10a and the lower casing 10b are thermally symmetric, and even in a state in which high-temperature ground steam flows in the steam chamber inside the casing, there is almost no thermal expansion difference due to thermal equilibrium. . As a result, improper thermal deformation (cat warp) in which the gland packing casing 10 is warped with respect to the shaft center O of the rotor shaft 1a is effectively suppressed. The upper casing 10a and the lower casing 10b are fastened to the bearing base 7b by a bolt 12 via a vertical split joint 10h, and the bolt 12 and the gland packing casing 10 are slightly vertical. There is tolerance to slide in the surface direction. Therefore, unlike the conventional structure in which the lower casing 10b is integrally welded with the rear bearing 7, the shaft seal steam pipe 14, and the satellite steam pipe 15, the gland packing casing 10 is thermally expanded without being constrained by the bearing base 7b. , Shrinkage (the thermal stress accompanying expansion and contraction is much larger than the tightening force of the bolt 12) can be released, and unnecessary thermal distortion can be prevented.
[0020]
Further, when performing maintenance and inspection of the gland packing portion 8, the gland packing casing 10 is removed from the bearing stand 7 b, the shaft seal steam pipe 14, and the satellite steam pipe 15 while the rotor 1 is supported by the bearing 7. It can be removed and disassembled, which makes maintenance work easier. Further, by covering the outer peripheral open surfaces of the upper and lower casings 10a and the lower casing 10b with the flow guide cover 13, while suppressing the main steam exhaust flow flowing in the exhaust casing 3 from being disturbed by the gland packing casing 10, The spaces 10a-1 and 10b-1 function as buffer spaces, and the influence of the thermal shock on the gland packing casing by the cooling water spray performed when the temperature of the exhaust steam rises can be reduced.
[0021]
Note that the rear bearing 7 of the illustrated embodiment does not include the air chamber casing 9 shown in FIG. 4 (instead, the sealing surface of the horizontal split joint of the bearing base 7b having a vertically split structure leads to the atmosphere side. An air groove (not shown) that also functions as an oil leakage discharge path is formed to have the same function as the air casing chamber 9), and the gland packing portion 8 is directly assembled to the opening end surface of the bearing base 7b. Although an example was shown, it is needless to say that the configuration can be similarly implemented even in a configuration in which the rear bearing 7 is provided with the air chamber casing 9.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the configuration of the present invention, the upper casing and the lower casing of the gland packing casing are thermally symmetric, and the upper and lower casings are connected to the bearing stand via the vertical split joint. Therefore, thermal deformation accompanying expansion and contraction of the casing itself is not restricted. As a result, even when high-temperature gland steam is allowed to flow inside the gland packing casing, improper thermal deformation that causes the casing to warp with respect to the center of the rotor shaft, and deterioration of the shaft sealing function of the labyrinth packing due to this warping. In addition to avoiding damages and improving reliability, the upper casing and lower casing of the gland packing casing can be removed from the bearing stand, respectively, so that maintenance work during maintenance inspection can be performed easily.
[0023]
Further, by adopting the configuration of claim 2, it is possible to disassemble the lower casing from the shaft-sealed steam pipe and the satellite steam pipe at the time of maintenance, and further, by adopting the configuration of claim 3, the exhaust casing The influence of the thermal shock on the gland packing casing caused by the cooling water spray performed when the temperature of the exhaust steam rises can be reduced while suppressing the adverse effect on the main steam exhaust flow flowing inside.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a gland packing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an end view of a gland packing casing as viewed from the direction of arrows AA in FIG. FIG. 4 is a sectional view of the structure of a conventional gland packing device. FIG. 5 is an end view of the gland packing casing as viewed from the direction of arrows AA in FIG. FIG. 7 is an enlarged sectional view taken along the line B-B. FIG. 7 is a schematic diagram of the configuration of an axial exhaust turbine.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor 1a Rotor axis | shaft 3 Exhaust casing 7 Rear bearing 7b Bearing stand 8 Gland packing part 10 Gland packing casing 10a Upper casing 10b Lower casing 10c Horizontal split joint 10d Shaft seal steam room 10e Guard steam room 10f, 10g Plenum steam room 10h Vertical Divided joint 11 Labyrinth 12 Bolt 13 Flow guide cover 14 Shaft seal steam pipe 14a Flange joint 15 Guard steam pipe 15a Flange joint

Claims

後部軸受と組合せてタービン車室の排気ケーシング内に設置したラビリンス式のグランドパッキン装置であり、上下二つ割り構造になるグランドパッキンケーシングの内部に、ラビリンス列に向けてグランド蒸気を流す軸封蒸気室，グランド復水器に通じる衛帯蒸気室，およびそのプレナム蒸気室を画成したものにおいて、前記蒸気室をグランドパッキンケーシングの上部ケーシング，および下部ケーシングで同一の半径領域に形成し、かつ上下の分割ケーシング間を水平分割継手を介して結合するとともに、上部ケーシング，および下部ケーシングを各ケーシングに形成した垂直分割継手を介して後部軸受の軸受台端面に結合したことを特徴とする軸流排気タービンのグランドパッキン装置。A labyrinth-type gland packing device installed in the exhaust casing of the turbine casing in combination with the rear bearing. In the satellite steam chamber and the plenum steam chamber that are connected to the ground condenser, the steam chamber is formed in the same radial region by the upper casing and the lower casing of the gland packing casing, and is divided into upper and lower parts. The axial flow exhaust turbine is characterized in that the casings are coupled through horizontal split joints, and the upper casing and the lower casing are coupled to the end face of the bearing base of the rear bearings through vertical split joints formed in each casing. Gland packing device.

請求項１記載のグランドパッキン装置において、グランドパッキンケーシングの軸封蒸気室，および衛帯蒸気室のプレナム蒸気室に通じる軸封蒸気管，衛帯蒸気管を、それぞれ軸受台の内部を通してグランドパッキンケーシングの下部ケーシングの端面にフランジ継手を介して接続したことを特徴とする軸流排気タービンのグランドパッキン装置。2. The gland packing casing according to claim 1, wherein a shaft seal steam pipe and a guard steam pipe leading to the shaft seal steam chamber of the gland packing casing and the plenum steam chamber of the guard steam chamber are respectively passed through the inside of the bearing stand. A gland packing device for an axial exhaust turbine, wherein the gland packing device is connected to an end face of the lower casing of the lower casing through a flange joint.

請求項１記載のグランドパッキン装置において、グランドパッキンケーシングの上部ケーシング，および下部ケーシングの外周面を上下二つ割りのフローガイドカバーで覆ったことを特徴とする軸流排気タービンのグランドパッキン装置。2. The gland packing apparatus according to claim 1, wherein the outer casings of the upper casing and the lower casing of the gland packing casing are covered with a flow guide cover that is divided into upper and lower parts.