专利名称：涡轮机用底板及发电厂设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将蒸汽涡轮机等固定在基座上时使用的涡轮机用底板，以及应用该底板的发电厂设备(発電プラント機器)。
背景技术：
被使用在大容量发电设备中的蒸汽涡轮机，为了应对蒸汽的膨胀、温度变化及体积变化等，一般具有分为高压部、中压部、低压部的各部分的分割结构。这样的涡轮机中，因为从压力、温度的较高一侧起，排列着高压涡轮机、中压涡轮机、低压涡轮机，最后排列发电机。
另外，从节省资源和地球环境协调的观点出发，也组合燃气涡轮机(ガスタ一ビ ン)与所述蒸汽涡轮机，进行减少排出的二氧化碳量的复合循环发电。
单轴型复合循环设备是一种性能及运转性优秀的发电设备，最近，随着燃气涡轮机的大容量化，以进一步提高效率为目标，蒸汽涡轮机也开始高温化、再热化、大容量化。
图1是表示容量比较小，蒸汽涡轮机为非再热并且主蒸汽温度低的现有的单轴型复合循环设备的轴结构例子的示意图。直接连结到压缩机1上的燃气涡轮机2通过刚性联轴节3被结合到发电机4上，在该发电机4上介由隔膜联轴节5被连结着蒸汽涡轮机6。此外，在压缩机1及蒸汽涡轮机6的外侧设置推力轴承7。
但是，这样的设备中，通过隔膜联轴节5吸收轴向的延伸，因此，可以在每个燃气涡轮机及蒸汽涡轮机上设有推力轴承7，作为轴系，燃气涡轮机及蒸汽涡轮机不会相互影响，可以作为独立的轴进行设计、制造。而且，蒸汽涡轮机由于容量比较小而小型化，低压蒸汽涡轮机的转子叶片的离心力小，并且，主蒸汽温度也不高，由此，作为蒸汽涡轮机的转子可以以相同规格的一个转子进行制造。
另一方面，为了提高复合循环设备的热效率，正在谋求燃气涡轮机及蒸汽涡轮机的大容量化及蒸汽涡轮机的再热化、高温化。作为大容量单轴型复合循环设备提出了如图2所示的轴结构。
即，随着蒸汽涡轮机的大容量化，图1中使用的隔膜联轴节5由于传达容量而变得十分长大，在实际应用中具有噪音、风损(windloss)等诸多问题，大容量单轴型复合循环设备中，燃气涡轮机、蒸汽涡轮机及发电机如图2所示，通过刚性联轴节3被连结。
从而，这样的设备中，因为不能吸收轴的热延伸，推力轴承7只能位于燃气涡轮机的压缩机1的轴部一个地方。此外，为了使蒸汽涡轮机的静止部和旋转部上产生的延伸差最小，形成了蒸汽涡轮机6设置在接近推力轴承7的燃气涡轮机的压缩机1和发电机4之间的轴结构。
此外，蒸汽涡轮机6被分离为高压涡轮机6a、中压涡轮机6b及低压涡轮机6c，从中压涡轮机6b排出的排气介由气筒连接管8被连接。
图3是表示所述大容量单轴型复合循环设备用蒸汽涡轮机的一个例子的剖视图。在该图中，虽被连接到燃气涡轮机一侧，但图中的左侧成为所谓的高压涡轮机侧。
这样的燃气涡轮机和蒸汽涡轮机介由接地垫片和底板被固定在基础混凝土上。例如，图3中所示的蒸汽涡轮机6中，将接地垫片10固定在由混凝土等制成的基座9上，在该接地垫片10上设置蒸汽涡轮机的轴承座11和被固定的底板12。
接地垫片10和底板12被设置成可以在某种程度上相互滑动，通过热膨胀引起的反作用力或者燃气涡轮机的推力，抑制了旋转轴的同轴性变化，以及振动和噪音的产生。
然而，从能源的有效利用、经济性等观点出发，燃气涡轮机及蒸汽涡轮机的大容量化及蒸汽涡轮机的再热化、高温化进一步在提高。由于这样的燃气涡轮机及蒸汽涡轮机的大容量化及蒸汽涡轮机的再热化、高温化等，旋转轴的长度和重量增大，施加在支撑各种涡轮机的底板上的重量也在增加。另外，因为使旋转轴高速旋转，旋转轴的同轴性发生改变，则产生剧烈的振动和噪音。
尤其，在单轴型复合循环设备中，压缩机、燃气涡轮机、发电机、蒸汽涡轮机的旋转轴通过刚性联轴节被结合，因为旋转轴的长度较长，轻微的同轴性变化就会导致剧烈的振动和噪音的产生。大容量的单轴型复合循环设备中，会产生更剧烈的振动和噪音。
在现有的这种底板的表面上设置油槽注入润滑油，使接地垫片和底板可以顺利滑动，减轻了底板上的负担。
但是，在同轴性变化导致的影响较大的单轴型复合循环设备，尤其是大容量单轴型复合循环设备中，谋求进一步顺利滑动，并减轻负担。
另外，润滑脂等的润滑油在高温中使用时会固化并失去润滑功能，因此不能长期维持底板的顺利滑动，必须每一定时期除去固化的润滑油并注入新的润滑油。因此，需要极多的劳力和维护管理费用。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种可以实现与接地垫片之间的顺利滑动，可以有效抑制热膨胀等引起的反作用力及燃气涡轮机的推力导致的旋转轴的同轴性(alignment)变化，并抑制振动和噪音的产生，并且可以省去润滑油注入等的定期维护，可以减少维护、管理费用的涡轮机用底板。
即，本发明的涡轮机用底板，被设置在基座上设置的接地垫片和涡轮机支撑部之间，其特征在于，具备被设置在所述涡轮机的支撑部一侧的由金属材料制成的底板主体，和，在所述底板主体的接地垫片一侧的表面上形成的由自润滑性材料制成滑动构件。
另外，本发明的目的是提供一种使用涡轮机用底板的发电厂设备。该涡轮机用底板作为用于将涡轮机支撑在基座上的底板，具有上述良好的滑动性。
即，本发明的发电厂设备，其是具有被设置在基座上的接地垫片，和介由底板被设置在该接地垫片上的涡轮机的发电厂设备，其特征在于，作为底板使用的是本发明的涡轮机用底板。
附图的简单说明图1是表示用于说明现有单轴型复合循环设备的轴结构的示意图；图2是表示用于说明现有大容量单轴型复合循环设备的轴结构的示意图；图3是表示用于说明现有蒸汽涡轮机的结构的剖视图；图4是表示用于说明本发明的涡轮机用底板的剖视图；图5是表示用于说明设有槽的底板主体的外观图；图6是表示用于说明在设有槽的底板主体上形成滑动构件的涡轮机用底板的剖视图；图7是表示用于说明在金属板上形成孔的多孔质层的俯视图；图8是表示用于说明结合图7的多孔质层的底板主体的剖视图；图9是表示用于说明在金属板上形成孔的多孔质层的其他实施例的俯视图；图10是表示用于说明结合图9的多孔质层的底板主体的剖视图；图11是表示形成由钢丝绳制成的多孔质层的底板主体的剖视图；
图12是表示形成由球形构件制成的多孔质层的底板主体的剖视图；图13是表示发电厂设备的安装部分的剖视图。
发明的
具体实施例方式
涡轮机用底板图4表示了本发明的涡轮机用底板20。底板20主要具有底板主体20a和滑动构件20b。
底板主体20a由金属材料制成，只要是具有预定的强度等的材料的话，其材质并没有特别的限制，可以使用与现有的金属制底板相同的材料，例如可以使用由AISI(美国钢铁协会American Iron andSteel Institute)1045、AISI4130等制成的材料。
滑动构件20b由具有自润滑性的材料制成。构成滑动构件20b的材料是具有自润滑性的有机材料或者无机材料或者由该等材料复合成的复合材料。
这里，自润滑性材料是表示了低摩擦性与耐磨损性的材料。作为滑动构件20b的材料使用具有自润滑性的材料是为了，使底板设置在被固定在基座上的接地垫片上，并能相对该接地垫片滑动地被使用。
即，通过在底板的与接地垫片相接的一侧上设置由具有自润滑性的材料制成的滑动构件，可以使底板与接地垫片平滑地滑动。
另外，通过使用自润滑性材料，目前为止，底板与接地垫片之间不需要注入润滑油，可以大幅度减少维护等的工作。
被用在滑动构件上的具有自润滑性的材料最好是和与滑动构件相接触的接地垫片之间的摩擦系数在0.30以下的材料。通过具有这样的摩擦系数的材料，底板与接地垫片的滑动可以变得顺滑，可以有效抑制由旋转轴的热膨胀导致的反作用力和燃气涡轮机的推力，旋转轴的同轴性的变化以及振动和噪音的产生。摩擦系数在0.20以下则更好。
作为被使用在滑动构件中的具有自润滑性的无机材料，可以列举金属材料或者陶瓷材料。作为被使用在滑动构件中的具有自润滑性金属材料可以列举例如铜或者铜合金，作为具有自润滑性的陶瓷材料可以列举例如碳、石墨、MoS2、BN、SiC、TiC、AlN及TiN等陶瓷材料。这些材料可以单独使用，也可以混合使用。
另外，作为被使用在滑动构件中的具有自润滑性的有机材料可以列举例如具有自润滑性的树脂材料。作为这样的具有自润滑性的树脂材料，可以列举例如四氟乙烯(ethylene tetrafluoride)、四氟乙烯·全氟烷氧基乙烯(ethylene tetrafluoride perfluoro alkoxy ethylene)、聚醚醚酮(polyether ether ketone)、聚酰亚胺(polyimide)等低摩擦树脂材料，这些材料可以单独使用，也可以混合使用。
被用于本发明的具有自润滑性材料的压缩弹性模量(E)最好在500MPa以上。通过使用压缩弹性模量(E)在500MPa以上的具有自润滑性的材料，可以抑制由燃气涡轮机或者蒸汽涡轮机等的重量导致的变形，并且可以有效抑制旋转轴的同轴性变化和由其导致的振动和噪音的产生。
构成滑动构件的具有自润滑性的材料可以由具有自润滑性的材料单独制成，也可以是使具有自润滑性的材料中含有强化用充填材料的材料(复合材料)。作为强化用充填材料，可以列举玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维或者陶瓷纤维或者由该等材料制成的粒子等。
在使用纤维状的强化用填充材料的情况下，其平均直径最好在0.05μm～100μm的范围内。平均直径不到0.05μm的情况下，则制造过程中的成品率很低，材料成本变高。平均直径超过100μm的情况下，不能得到良好的分散状态，不能充分利用树脂材料(复合材料)的特性。平均直径的较好范围是0.1μm～50μm，更好的范围是1μm～10μm，另外，长宽比(aspect ratio)是1以上，尤其长宽比是10～100的情况下，纤维长度最好是10μm～100μm。
强化用充填材料的含有率在5～50重量％的范围内可以根据要求特性进行合理的设定。含有率不足5重量％，则不能充分体现强化用充填材料的效果，另外超过50重量％时，即使含有强化用充填材料，也不能达到预期的在此以上的效果，同时，材料(复合材料)本身的制造也会变得困难。强化用充填材料的含有率较好的范围是5～30重量％，更好的范围是10～20重量％。
滑动构件最好是，根据底板的负载表面压力(σ)和构成滑动构件的具有自润滑性的材料的压缩弹性模量(E)以及滑动构件的厚度(t)，由下面的公式算出的滑动构件的压缩弹性变形量(Δt)在0.1mm以下的构件。
换言之，考虑到底板的负载表面压力(σ)和构成滑动构件的具有自润滑性的材料的压缩弹性模量(E)等，最好滑动构件的厚度(t)是使滑动构件的压缩弹性变形量(Δt)在0.1mm以下。
Δt＝ε×tε＝σ/EΔt滑动构件的压缩弹性变形量(mm)t滑动构件的厚度(mm)ε应变σ负载表面压力(MPa)E具有自润滑性材料的压缩弹性模量(MPa)而且，滑动构件的厚度(t)是，在后述的底板主体上形成槽、多孔质层等的材料中，除去填充在该等槽、多孔质层中的自润滑性材料部分的厚度以后的厚度。
底板主体与滑动构件可以通过，例如化学粘结、机械固定或者介由中间层的结合工序进行结合。作为化学粘结，可以列举例如使用粘结剂的结合方法。这种情况下，底板主体和滑动构件分别形成，并通过粘结剂将其结合从而一体化。
另外，作为形成滑动构件的其他方法，可以列举将具有自润滑性的材料在底板主体的表面上通过涂敷、喷涂、压缩成形或者射出成形而低温层叠、成形，进而将其加热进行融接处理的方法、或者将自润滑性材料在底板主体的表面上应用熔融喷射、镀覆(涂层)(lining)、压缩成形、射出成形从而通过热成形工序形成的方法。该等形成方法最好根据适合构成滑动构件的自润滑性材料进行合理选择并应用。
然后，对本发明的其它实施例进行说明。
图5是表示在底板主体20a的形成滑动构件的面一侧形成槽21的示意图。例如，槽21可以在与滑动构件连接的面一侧平行地形成多个，并且随着接近表面，槽21的宽度逐渐变窄。
在这样的底板主体20a中，融化的自润滑性树脂材料流入槽21中，同时，形成底板主体20a的槽的面全体被自润滑性树脂材料覆盖从而形成滑动构件，如图6所示，可以制造滑动构件20b的一部分被填充到底板主体20a中的结构的涡轮机用底板20。
底板20被用于被施加了较大负载的状态下，相对接地垫片滑动，因此，底板主体20a与滑动构件20b之间容易产生剥离或者错位。另外，底板20被用于固定蒸汽涡轮机等高温机器，因此，底板主体20a与滑动构件20b之间容易因为热膨胀的差异而引起剥离。
在底板主体20a上形成槽21，在该槽21中填充了滑动构件20b的一部分从而形成滑动构件20b，由此，通过楔形效果可以抑制底板主体20a与滑动构件20b之间的错位或者剥离。
另外，本发明中，代替形成上述那样的槽，也可以在底板主体的表面上形成用于底板主体与滑动构件的稳固固定的多孔质层，并在该多孔质层上形成滑动构件也可以。下面，关于该多孔质层列举了几个例子进行说明。
首先，就利用板状金属板的多孔质层进行说明。
图7是表示在板状的金属板22上呈60°交错状地形成圆形的孔部22a、22b的多孔质层的俯视图。图的近侧是形成滑动构件的面，图的内侧是与底板主体结合的面。图中用实线表示的孔部22a表示了形成滑动构件的面一侧的孔部，用虚线表示的孔部22b表示与底板主体结合一侧的面的孔部。这样的孔部最好是形成为形成滑动构件的面一侧的孔径比底板主体一侧的孔的直径小。
图8是表示图7中所示的板状的金属板(多孔质层)22与底板主体20a相结合的情况下的剖面(图7中，AA’剖面)。多孔质层上形成的孔部，在形成滑动构件的面一侧孔径较小，底板主体20a一侧孔径较大。在这样的多孔质层的孔部中填充自润滑性树脂材料的至少一部分，同时，多孔质层的表面也由自润滑性树脂材料覆盖，并形成滑动构件，由此，通过楔形效果可以防止滑动构件从底板主体20a上剥离或者产生错位。
该多孔质层例如可以加工一片板状的金属板而形成，或者也可以准备两片板状金属板，使一个金属板的孔部的孔径小，而使另一个金属板的孔部的孔径大，并且各孔部的中心一致地结合制造。
多孔质层的形成，除了如图7所示的孔部的大小在深度方向上变化以外，也可以如图9所示，使用形成孔部的两片金属板23、24，设置在一侧的金属板23的孔部23a的中心位于另一侧的金属板24的孔部24a以外的金属板部分，例如相当于三角形设置的三个孔部24a的中心位置的金属板部分上。
这种情况下的多孔质层剖面成为图10所示的剖面，与图8所示的多孔质层同样，通过楔形效果可以防止滑动构件从底板主体20a上剥离或者产生错位。
作为本发明的多孔质层，还可以列举所述以外的其他，例如利用钢丝绳或者球形构件的多孔质层。
图11是表示在底板主体20a形成滑动构件的面一侧上通过金属等制成的钢丝绳25形成多孔质层26的情况的一个实施例。钢丝绳25被结合到底板主体20a上，同时，各钢丝绳25被相互结合。各钢丝绳25之间形成空间，因而，在该部分上填充自润滑性树脂材料的至少一部分，并且由该钢丝绳25制成的多孔质层26的表面由自润滑性树脂材料覆盖从而形成滑动构件，由此，通过楔形效果可以牢固地固定滑动构件，并防止滑动构件与底板主体的错位或者剥离。
另外，图12是表示在底板主体20a形成滑动构件的面上设置多个由金属等制成的球形构件27并形成多孔质层28的情况下的一个实施例。球形构件27被结合到底板主体20a上的同时，各球形构件27被相互结合。
这些球形构件可以被规则地排列，也可以被无规则地设置，另外，可以是仅仅一层，也可以使用多层。这样，可以在球形构件与球形构件之间形成空间，与上述的由钢丝绳制成的多孔质层同样，通过楔形效果，可以防止底板主体与滑动构件的错位或者剥离。
而且，在所述实施例中，虽然揭示了使用作为自润滑性材料的树脂材料的结构，其他自润滑性材料也可以适用于所述的结构，最好是对应自润滑性材料的特性从所述结构中合理选择使用。
发电厂设备本发明的发电厂设备是使用上述的涡轮机用底板作为将燃气涡轮机及蒸汽涡轮机设置到基座上时使用的底板的机器。
关于本发明的发电厂设备的结构并没有特别限制，可以适用于现有使用中的各种发电厂设备中。作为这样的机器，可以列举例如在蒸汽涡轮机上结合发电机所构成的、或者在燃气涡轮机上结合着蒸汽涡轮机与发电机的单轴型复合循环设备等。
作为单轴型复合循环设备，可以列举例如图1所示的容量比较小，蒸汽涡轮机是非再热并且主蒸汽温度低的单轴型复合循环发电机。该图中，在压缩机1上被串联连接的燃气涡轮机2通过刚性联轴节3被结合到发电机4上，在该发电机4上介由隔膜联轴节5连结着蒸汽涡轮机6。此外，压缩机1及蒸汽涡轮机6的外侧设置有推力轴承7。此外，作为被用于将该压缩机1和蒸汽涡轮机6固定在基座上的底板，可以使用本发明的涡轮机用底板。
另外，为了提高热效率，大容量单轴型复合循环设备被用来实现燃气涡轮机及蒸汽涡轮机的大容量化，及蒸汽涡轮机的再热化、高温化。作为大容量单轴型复合循环设备，列举了例如具有图2所示结构的设备。
图2所示的大容量单轴型复合循环设备中，燃气涡轮机2、蒸汽涡轮机6及发电机4通过刚性联轴节3被结合。从而，因为该设备中不能吸收轴的热延伸，推力轴承7只能位于燃气涡轮机的压缩机1的轴部一个地方。此外，为了使蒸汽涡轮机的静止部和旋转部上产生的延伸差最小，形成了蒸汽涡轮机6设置在接近推力轴承7的燃气涡轮机的压缩机1和发电机4之间的轴结构。此外，作为被用于将该压缩机1和蒸汽涡轮机6固定在基座上的底板，可以使用本发明的涡轮机用底板。
图3是表示图2所示大容量单轴型复合循环设备用蒸汽涡轮机的一个实施例的剖视图。蒸汽涡轮机被分离为高压涡轮机、中压涡轮机及低压涡轮机，从中压涡轮机6b排出的排气介由气筒连接管被连接。该蒸汽涡轮机中由于大容量化而使低压涡轮机大型化。
此外，被设置在蒸汽涡轮机两侧的轴承座(支撑部)11和被设置在中压涡轮机与低压涡轮机之间的轴承座(支撑部)11与被固定在基座9上的接地垫片10之间，可以设置、使用本发明的涡轮机用底板。
本发明的涡轮机用底板没有必要用在全部的涡轮机安装部分上，例如，可以仅仅在高压涡轮机一侧的轴承座11与基座9之间使用本发明的涡轮机用底板，其他部分也可以使用现有的底板。本发明的发电厂设备中，最好基于涡轮机的设置等，适当选择本发明的涡轮机用底板的使用场所。
本发明的涡轮机用底板用于单轴型复合循环设备，尤其是用在大容量单轴型复合循环设备中的时候非常有效。在单轴型复合循环设备中，压缩机、燃气涡轮机、发电机、蒸汽涡轮机的旋转轴通过刚性联轴节被结合，因为旋转轴的长度较长，轻微的同轴性变化就会导致剧烈的振动和噪音的产生。另外，在大容量的单轴型复合循环设备中，因为旋转轴具有重量，该振动和噪音的影响则更大。从而，通过在该设备中使用本发明的涡轮机用底板，可以有效抑制同轴性的变化，并抑制振动和噪音的产生。
图13是表示本发明的发电厂设备的安装部分的一个实施例的剖面图。接地垫片10被固定在由混凝土等制成的基座9上。本发明的涡轮机用底板20被可滑动地设置该接地垫片10上，蒸汽涡轮机等的轴承座(支撑部)11被固定在该涡轮机用底板20上。
底板20具有底板主体20a和滑动构件20b，滑动构件20b被设置在接地垫片10一侧，底板主体20a被设置在蒸汽涡轮机等的轴承座11一侧。
接地垫片10和底板20通过基础螺栓29被可滑动地固定在基座9上。另外，底板20和接地垫片10通过调整螺丝30被定位。
本发明的发电厂设备中，作为涡轮机用底板，除了上述的平板状的滑动构件和底板主体的组合以外，还可以使用例如，如图6所示，在具有槽的底板主体上形成滑动构件，如图8所示，在具备由具有孔部的板状构件制成的多孔质层的底板主体上形成滑动构件，如图10所示，在具备由具有孔部的两片板状构件制成的多孔质层的底板主体上形成滑动构件，如图11、图12所示，在具有由钢丝绳、球形构件等制成的多孔质层的底板主体上形成滑动构件等各种形态的涡轮机用底板。
本发明的发电厂设备中，使用本发明的涡轮机用底板作为被用于将涡轮机支撑在基座上的底板，由此，可以有效抑制热膨胀等引起的反作用力及燃气涡轮机的推力导致的旋转轴的同轴性变化，并抑制振动和噪音的产生，同时，可以省去润滑油注入等定期的维护，可以减少维护、管理费用。
实施例下面就本发明的实施例进行说明。
实施例1作为底板主体，使用表面上形成槽的底板主体。底板主体是由AISI1045制成，厚度为100mm，宽度为400mm，长度为800mm，另外，关于槽，是其深度为2mm，宽度为4mm，长度为400mm的V型切口。
将该底板主体插入到模具中，填充含有10重量％碳纤维的四氟乙烯树脂材料粉末，在49MPa(500kgf/cm2)压力下冲压成形，使树脂材料粉末浸渗到底板主体的V型切口槽中，并在底板主体的表面上形成厚度2mm的树脂层。
此后，将形成树脂层的底板主体在400℃下加热两小时，将四氟乙烯树脂进行熔融处理。这样，就制成了具有2mm厚的含有碳纤维的四氟乙烯树脂类复合材料制成的滑动构件的涡轮机用底板。
然后，如图13所示，在由混凝土制成的基座9上设置接地垫片10、所述涡轮机用底板20，并且设置蒸汽涡轮机的轴承座11。涡轮机用底板20的底板主体20a设置在蒸汽涡轮机的轴承座11侧，滑动构件20b设置在接地垫片10一侧。
涡轮机用底板20、接地垫片10通过埋设在基础混凝土中的基础螺栓29固定在基座9上，涡轮机用底板20的定位是通过接地垫片10和调整螺丝30进行的。
这样的装置中，具有由自润滑性的低摩擦系数的四氟乙烯树脂复合材料制成的滑动构件的涡轮机用底板不需要润滑油，并且可以通过热膨胀等引起的反作用力以及燃气涡轮机等的推力顺利地移动。
实施例2作为底板主体，使用矩形板状的厚度为100mm，宽度为400mm，长度为800mm，由AISI1045制成的底板主体。
在该底板主体的表面上形成使具有厚度1mm、孔径3mm、间距5mm的交错贯穿孔的穿孔金属板和厚度1mm、孔径4mm、间距5mm的交错贯穿孔的穿孔金属板的各穿孔金属板的孔的中心一致地重叠，插置在底板主体的表面并在真空中扩散结合从而在底板主体的表面上形成由两片穿孔金属板构成的多孔质中间层。
将所述底板主体插入模具中，填充含有10重量％玻璃纤维和5重量％石墨粉末以及10重量％四氟乙烯树脂的聚酰亚胺树脂粉末，在49MPa(500kgf/cm2)压力下冲压成形，使树脂材料粉末浸渗到底板主体表面上形成的多孔质中间层的空间内，并在其上部形成厚度2mm的树脂层。
此后，将形成树脂层的底板主体在400℃下加热两小时，将四氟乙烯树脂进行熔融处理。这样，就制成了由含有2mm厚的炭纤维的四氟乙烯树脂类复合材料构成的滑动构件，从而制作具有该滑动构件的涡轮机用底板。
然后，如图13所示，在混凝土制成的基座9设置接地垫片10和所述涡轮机用底板20，并且设置蒸汽涡轮机的轴承座11。涡轮机用底板20的底板主体20a设置在蒸汽涡轮机的轴承座11一侧，滑动构件20b设置在接地垫片10一侧。
涡轮机用底板20、接地垫片10通过埋设在基础混凝土中的基础螺栓29固定在基座9上，涡轮机用底板20的定位是通过接地垫片10和调整螺丝30来进行的。
在这样的装置中，具有由自润滑性的低摩擦系数四氟乙烯树脂复合材料制成的滑动构件的涡轮机用底板不需要油润滑，并且可以使由热膨胀等引起的反作用力以及其他来自燃气涡轮机等的推力导致的移动变得顺滑。
工业上的可利用性本发明的涡轮机用底板可以实现与发电厂设备的安装部分上的接地垫片之间的顺利滑动，因而，可以有效抑制热膨胀等引起的反作用力及燃气涡轮机的推力导致的旋转轴的同轴性变化，另外，由于具有自润滑性材料，可以省去润滑油注入等的定期维护。
本发明的发电厂设备，通过使用所述涡轮机用底板支撑发电厂设备，可以抑制发电厂设备的振动和噪音的产生，同时，可以减少发电厂设备的维护、管理费用。
权利要求
1.一种涡轮机用底板，其被配置在基座上设置的接地垫片和涡轮机支撑部之间，其特征在于，所述底板具备被设置在所述涡轮机的支撑部一侧的由金属材料构成的底板主体，和在所述底板主体的接地垫片一侧的表面上形成的由具有自润滑性的材料构成的滑动构件。
2.根据权利要求1所述的涡轮机用底板，其特征在于，构成所述滑动构件的具有自润滑性的材料是使所述滑动构件和所述接地垫片的摩擦系数在0.30以下的材料。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮机用底板，其特征在于，构成所述滑动构件的具有自润滑性的材料是有机材料或者无机材料或者是复合了这些材料的复合材料。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的涡轮机用底板，其特征在于，根据所述底板的负载表面压力(σ)和构成所述滑动构件的具有自润滑性的材料的压缩弹性模量(E)以及所述滑动构件的厚度(t)，由下面的公式算出的滑动构件的压缩弹性变形量(Δt)在0.1mm以下。Δt＝ε×tε＝σ/EΔt滑动构件的压缩弹性变形量(mm)t滑动构件的厚度(mm)ε应变σ负载表面压力(MPa)E具有自润滑性的材料的压缩弹性模量(MPa)
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的涡轮机用底板，其特征在于，所述具有自润滑性的材料的压缩弹性模量(E)在500MPa以上。
6.根据权利要求3～5中任意一项所述的涡轮机用底板，其特征在于，所述有机材料是由四氟乙烯、四氟乙烯·全氟烷氧基乙烯、聚醚醚酮或者聚酰亚胺构成的低摩擦树脂材料或者混合这些的合金式强化塑料构成。
7.根据权利要求3～5中任意一项所述的涡轮机用底板，其特征在于，所述无机材料是由从碳、石墨、MoS2、BN、SiC、TiC、AlN及TiN中选取至少一种的陶瓷材料构成。
8.根据权利要求3～5中任意一项所述的涡轮机用底板，其特征在于，所述无机材料是由铜或者铜合金构成的金属材料。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的涡轮机用底板，其特征在于，所述具有自润滑性的材料含有强化用填充材料。
10.根据权利要求9所述的涡轮机用底板，其特征在于，所述强化用填充材料在所述具有自润滑性的材料中的含量为5～50重量％。
11.根据权利要求9或10所述的涡轮机用底板，其特征在于，所述强化用填充材料是由从玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维或者陶瓷纤维或者由这些材料构成的粒子中选取至少一种而构成的。
12.根据权利要求1～11中任意一项所述的涡轮机用底板，其特征在于，在所述底板主体的接地垫片一侧的表面上形成多孔质层，构成所述滑动构件的具有自润滑性的材料覆盖所述多孔质层的表面部，并且，在其空间内至少一部分被填充。
13.一种发电厂设备，具备被设置在基座上的接地垫片和介由底板被设置在所述接地垫片上的涡轮机，其特征在于，所述底板是权利要求1～12中任意一项所述的涡轮机用底板。
全文摘要
本发明的目的是提供一种可以实现与接地垫片之间的顺利滑动，可以有效抑制热膨胀等引起的反作用力及燃气涡轮机的推力导致的旋转轴的同轴性变化，并抑制振动和噪音的产生，并且可以省去润滑油注入等的定期维护，从而可以减少维护、管理费用的涡轮机用底板。该底板被设置在基座上设置的接地垫片和涡轮机支撑部之间，具备被设置在所述涡轮机的支撑部一侧的由金属材料制成的底板主体，和在所述底板主体的接地垫片一侧的表面上形成的由自润滑性材料制成的滑动构件。
文档编号F02C7/20GK1511220SQ02810420
公开日2004年7月7日 申请日期2002年5月21日 优先权日2001年5月21日
发明者龙坦桐, 志, 木本淳志, 吉冈洋明, 明, 洋, 藤原敏洋, 渡边修 申请人:株式会社东芝