JP2001289006A - タービン車室のキャットバック変形量計測方法 - Google Patents
タービン車室のキャットバック変形量計測方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タイムリーに且つ効率的にキャットバッック
変形量を得ることのできる、タービン車室のキャットバ
ッック変形量計測方法を提供すること。 【解決手段】 タービン車室のキャットバック変形量計
測方法を、タービン車室に軸方向の複数の区間を設定
し、各区間の所定の状態の温度、位置、長さ、直径等形
状寸法、熱膨張率を予め演算装置に設定し、前記各区間
の上部と下部の温度を測定して同各区間で生ずる上部と
下部の熱歪み量の差より中心軸方向の傾きを求め、各区
間の前記中心軸方向の傾きを集積して各区間の位置と傾
きを演算し、前記所定の状態に対する車室の変形量を求
めるように構成し、車室の各区間の測定温度と、車室の
各区間について予め得ておいた所定の状態の温度、形状
寸法、軸方向熱膨張率等の諸値から、随時、車室のキャ
ットバック変形量を計測する。
変形量を得ることのできる、タービン車室のキャットバ
ッック変形量計測方法を提供すること。 【解決手段】 タービン車室のキャットバック変形量計
測方法を、タービン車室に軸方向の複数の区間を設定
し、各区間の所定の状態の温度、位置、長さ、直径等形
状寸法、熱膨張率を予め演算装置に設定し、前記各区間
の上部と下部の温度を測定して同各区間で生ずる上部と
下部の熱歪み量の差より中心軸方向の傾きを求め、各区
間の前記中心軸方向の傾きを集積して各区間の位置と傾
きを演算し、前記所定の状態に対する車室の変形量を求
めるように構成し、車室の各区間の測定温度と、車室の
各区間について予め得ておいた所定の状態の温度、形状
寸法、軸方向熱膨張率等の諸値から、随時、車室のキャ
ットバック変形量を計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービン車室にお
ける温度偏差によるキャットバック変形量の計測方法に
関する。
ける温度偏差によるキャットバック変形量の計測方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図３をもとに、従来のタービン車室のキ
ャットバック変形量計測方法を説明する。図３（ａ）は
上半分を縦断面としたガスタービンの要部の側面図、
（ｂ）は従来の計測器を模式的に示す図である。
ャットバック変形量計測方法を説明する。図３（ａ）は
上半分を縦断面としたガスタービンの要部の側面図、
（ｂ）は従来の計測器を模式的に示す図である。
【０００３】タービンは、ガスタービンを例にとると一
般に図３（ａ）に示すように、固定側の車室１内に、ベ
アリング２を介してロータ等（回転部分）３が回転可能
に支承されており、空気及びガス流の上流側から圧縮機
部４、燃焼器５、タービン部６が構成されている。
般に図３（ａ）に示すように、固定側の車室１内に、ベ
アリング２を介してロータ等（回転部分）３が回転可能
に支承されており、空気及びガス流の上流側から圧縮機
部４、燃焼器５、タービン部６が構成されている。
【０００４】タービンの車室１と内部の回転部分３との
クリアランスは、ロータのタービンブレードチップの接
触を避ける必要がある一方、効率向上ためクリアランス
は極力小さく取る必要があるため、厳しく設定されてお
り、定常の運転状態等において車室１の温度分布が比較
的均一の状態で所定のクリアランスを有するものとして
いる。
クリアランスは、ロータのタービンブレードチップの接
触を避ける必要がある一方、効率向上ためクリアランス
は極力小さく取る必要があるため、厳しく設定されてお
り、定常の運転状態等において車室１の温度分布が比較
的均一の状態で所定のクリアランスを有するものとして
いる。
【０００５】すなわち、温度が比較的均一な場合は、熱
膨張による変形は生じるがそれ自体は車室１内部の回転
部分３も含め一様に発生するので、ここで車室１内部の
回転部分３とのクリアランス上の問題となる変形成分と
ならない。
膨張による変形は生じるがそれ自体は車室１内部の回転
部分３も含め一様に発生するので、ここで車室１内部の
回転部分３とのクリアランス上の問題となる変形成分と
ならない。
【０００６】しかし、タービンの停止中においては車室
１の上部が下部に対して高温となる温度分布の偏差が生
じ、熱膨張による変形に偏差が生じ、車室１の全長では
それが累積して偏った変形（上部が反り上がる、いわゆ
る「キャットバック変形」）および偏心として現出する
ことが避けがたい。
１の上部が下部に対して高温となる温度分布の偏差が生
じ、熱膨張による変形に偏差が生じ、車室１の全長では
それが累積して偏った変形（上部が反り上がる、いわゆ
る「キャットバック変形」）および偏心として現出する
ことが避けがたい。
【０００７】一方、タービンの停止過程においては車室
１内部の回転部分３はいまだ一定の回転を維持している
ため比較的温度均一の状態であり車室１のような変形、
偏心はないので車室１と回転部分３とのクリアランスに
変化が生じ、車室１の変形がクリアランス上許容範囲に
あるかどうかを監視する必要が生ずる。この場合、特に
車室１の上下の温度偏差による車室１の軸方向に従う上
下の曲げ変形「キャトバック変形」が大きい要素であ
り、このキャトバック変形量を計測することが重要とな
る。
１内部の回転部分３はいまだ一定の回転を維持している
ため比較的温度均一の状態であり車室１のような変形、
偏心はないので車室１と回転部分３とのクリアランスに
変化が生じ、車室１の変形がクリアランス上許容範囲に
あるかどうかを監視する必要が生ずる。この場合、特に
車室１の上下の温度偏差による車室１の軸方向に従う上
下の曲げ変形「キャトバック変形」が大きい要素であ
り、このキャトバック変形量を計測することが重要とな
る。
【０００８】なお、クリアランスが一定以上危険状態に
近づいている場合は、車室１内部の回転部分３の回転を
維持しあるいは上げて車室１内の温度のより均一化が図
られ、クリアランスの減少を回避する処置がとられる。
近づいている場合は、車室１内部の回転部分３の回転を
維持しあるいは上げて車室１内の温度のより均一化が図
られ、クリアランスの減少を回避する処置がとられる。
【０００９】従来、タービンの車室１の変形量を計測す
るにあたっては、ガスタービンにおいても蒸気タービン
等において行われると同様に、図３（ａ）に示すよう
に、例えば車室１の圧縮機側ベアリング位置１ａ、燃焼
器兼圧縮機車室位置１ｂ、排気側ベアリング位置にそれ
ぞれ計測器を取り付け、各位置１ａ、１ｂ、１ｃの上下
の変位量を測定し、車室１の軸方向に従うキャットバッ
ク変形量を計測することが行われている。
るにあたっては、ガスタービンにおいても蒸気タービン
等において行われると同様に、図３（ａ）に示すよう
に、例えば車室１の圧縮機側ベアリング位置１ａ、燃焼
器兼圧縮機車室位置１ｂ、排気側ベアリング位置にそれ
ぞれ計測器を取り付け、各位置１ａ、１ｂ、１ｃの上下
の変位量を測定し、車室１の軸方向に従うキャットバッ
ク変形量を計測することが行われている。
【００１０】従来用いられる計測器７は、その構成を図
３（ｂ）に模式的に示すように水を入れた容器８にフロ
ート９を浮かべ、それを連通管１０で水槽１１に連通し
たものであり、予め複数の計測器７を車室１の上記測定
位置１ａ、１ｂ、１ｃに同一水準で取り付けた後、車室
にキャットバック変形が生じた場合、各計測器７の容器
８内の水が増減し、フロート９の上下移動量により各測
定位置の相対的上下変位が測定され、これに基づき車室
１のキャットバック変形量が計測されるものである。
３（ｂ）に模式的に示すように水を入れた容器８にフロ
ート９を浮かべ、それを連通管１０で水槽１１に連通し
たものであり、予め複数の計測器７を車室１の上記測定
位置１ａ、１ｂ、１ｃに同一水準で取り付けた後、車室
にキャットバック変形が生じた場合、各計測器７の容器
８内の水が増減し、フロート９の上下移動量により各測
定位置の相対的上下変位が測定され、これに基づき車室
１のキャットバック変形量が計測されるものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の計測器７を用いたタービン車室のキャットバ
ック変形量計測方法は、特に高温環境となるガスタービ
ン車室のキャットバック変形量の計測において、以下の
ような問題があった。
うな従来の計測器７を用いたタービン車室のキャットバ
ック変形量計測方法は、特に高温環境となるガスタービ
ン車室のキャットバック変形量の計測において、以下の
ような問題があった。
【００１２】すなわち、フロート９の変位を非接触式変
位計で検出するためフロート９の位置を非接触式変位計
の測定範囲内としなければならず、容器８の高さの微調
整等その初期設定を行なうことが困難であり、キャット
バック変形量の計測の作業効率が著しく阻害されること
があった。
位計で検出するためフロート９の位置を非接触式変位計
の測定範囲内としなければならず、容器８の高さの微調
整等その初期設定を行なうことが困難であり、キャット
バック変形量の計測の作業効率が著しく阻害されること
があった。
【００１３】また特に、ガスタービンに適用する場合に
は高温の温度環境となるため、一旦初期設定をした後
も、温度環境から計測器７内の水位が蒸発等で移動をお
こし測定範囲外となり、計測器７の再微調整や再初期設
定を要する場合もあり、タイムリーなキャットバック変
形量の計測を行なえないおそれもあった。
は高温の温度環境となるため、一旦初期設定をした後
も、温度環境から計測器７内の水位が蒸発等で移動をお
こし測定範囲外となり、計測器７の再微調整や再初期設
定を要する場合もあり、タイムリーなキャットバック変
形量の計測を行なえないおそれもあった。
【００１４】本発明は、かかる従来のタービン車室のキ
ャットバッック変形量の計測方法の問題点を解消し、タ
イムリーに且つ効率的にキャットバッック変形量を得る
ことのできる、タービン車室のキャットバッック変形量
計測方法を提供することを課題とするものである。
ャットバッック変形量の計測方法の問題点を解消し、タ
イムリーに且つ効率的にキャットバッック変形量を得る
ことのできる、タービン車室のキャットバッック変形量
計測方法を提供することを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】（１） 本発明はかかる
課題を解決するためになされたものであり、その第１の
手段として、タービン車室に軸方向の複数の区間を設定
し、各区間の所定の状態の温度、位置、長さ、直径等形
状寸法、熱膨張率を予め演算装置に設定し、前記各区間
の上部と下部の温度を測定して同各区間で生ずる上部と
下部の熱歪み量の差より中心軸方向の傾きを求め、各区
間の前記中心軸方向の傾きを集積して各区間の位置と傾
きを演算し、前記所定の状態に対する車室の変形量を求
めることを特徴とするタービン車室のキャットバック変
形量計測方法を提供するものである。
課題を解決するためになされたものであり、その第１の
手段として、タービン車室に軸方向の複数の区間を設定
し、各区間の所定の状態の温度、位置、長さ、直径等形
状寸法、熱膨張率を予め演算装置に設定し、前記各区間
の上部と下部の温度を測定して同各区間で生ずる上部と
下部の熱歪み量の差より中心軸方向の傾きを求め、各区
間の前記中心軸方向の傾きを集積して各区間の位置と傾
きを演算し、前記所定の状態に対する車室の変形量を求
めることを特徴とするタービン車室のキャットバック変
形量計測方法を提供するものである。
【００１６】上記第１の手段によれば、運転状態の、あ
るいは停止過程のガスタービン車室の変形量を実際に測
定することなく、車室の各区間の測定温度と、車室の各
区間について予め得ておいた所定の状態の温度、形状寸
法、軸方向熱膨張率等の諸値から、随時、車室のキャッ
トバック変形量を計測することができるものとなり、予
め得ておく所定の状態の温度、形状寸法、軸方向熱膨張
率等の諸値は一旦設定すれば、同条件において再調整の
必要はなく、タービンの車室のキャットバック変形量の
計測が著しく効率的となり、且つタイムリーに行える。
るいは停止過程のガスタービン車室の変形量を実際に測
定することなく、車室の各区間の測定温度と、車室の各
区間について予め得ておいた所定の状態の温度、形状寸
法、軸方向熱膨張率等の諸値から、随時、車室のキャッ
トバック変形量を計測することができるものとなり、予
め得ておく所定の状態の温度、形状寸法、軸方向熱膨張
率等の諸値は一旦設定すれば、同条件において再調整の
必要はなく、タービンの車室のキャットバック変形量の
計測が著しく効率的となり、且つタイムリーに行える。
【００１７】（２） 第２の手段は、第１の手段のター
ビン車室のキャットバック変形量計測方法において、前
記所定状態とは前記タービン車室の中心線が一直線とな
る状態であることを特徴とするタービン車室のキャット
バック変形量計測方法である。第２の手段によれば、第
１の手段の特徴に加え、所定状態が構造的に明確であ
り、計測にあたって所定状態での諸値の設定、演算、演
算結果の利用が容易である。
ビン車室のキャットバック変形量計測方法において、前
記所定状態とは前記タービン車室の中心線が一直線とな
る状態であることを特徴とするタービン車室のキャット
バック変形量計測方法である。第２の手段によれば、第
１の手段の特徴に加え、所定状態が構造的に明確であ
り、計測にあたって所定状態での諸値の設定、演算、演
算結果の利用が容易である。
【００１８】（３） 第３の手段は、第１の手段のター
ビン車室のキャットバック変形量計測方法において、前
記各区間の上部と下部の温度とは同各区間の上下各一か
所の車室メタル温度であることを特徴とするタービン車
室のキャットバック変形量計測方法である。第３の手段
によれば、第１の手段の特徴に加え、温度計測が容易で
あり、また演算も容易である。
ビン車室のキャットバック変形量計測方法において、前
記各区間の上部と下部の温度とは同各区間の上下各一か
所の車室メタル温度であることを特徴とするタービン車
室のキャットバック変形量計測方法である。第３の手段
によれば、第１の手段の特徴に加え、温度計測が容易で
あり、また演算も容易である。
【００１９】（４） 第４の手段は、第１の手段のター
ビン車室のキャットバック変形量計測方法において、前
記各区間の上部と下部の温度とは同各区間の上下各複数
箇所の車室メタル温度であり、同上下各複数箇所の車室
メタル温度より各区間の上部と下部の温度の平均値をも
とめることを特徴とするタービン車室のキャットバック
変形量計測方法である。第４の手段によれば、第１の手
段の特徴に加え、各区間の上下の熱歪み量算出の精度が
高まり、それから得られる車室の変形量の精度も高ま
る。
ビン車室のキャットバック変形量計測方法において、前
記各区間の上部と下部の温度とは同各区間の上下各複数
箇所の車室メタル温度であり、同上下各複数箇所の車室
メタル温度より各区間の上部と下部の温度の平均値をも
とめることを特徴とするタービン車室のキャットバック
変形量計測方法である。第４の手段によれば、第１の手
段の特徴に加え、各区間の上下の熱歪み量算出の精度が
高まり、それから得られる車室の変形量の精度も高ま
る。
【００２０】（５） 第５の手段は、第１の手段ないし
第４の手段のいずれかのタービン車室のキャットバック
変形量計測方法において、得られた前記所定の状態に対
する車室の変形量に基づいて前記各区間における車室内
面と回転部分とのクリアランスの監視を行なうことを特
徴とするタービン車室のキャットバック変形量計測方法
である。第５の手段によれば、第１の手段ないし第４の
手段の特徴に加え、各区間における車室内面と回転部分
とのクリアランスが許容範囲にあるかどうかを容易に自
動的に監視することができ、ロータのタービンブレード
チップと車室内面との接触を防止できる。
第４の手段のいずれかのタービン車室のキャットバック
変形量計測方法において、得られた前記所定の状態に対
する車室の変形量に基づいて前記各区間における車室内
面と回転部分とのクリアランスの監視を行なうことを特
徴とするタービン車室のキャットバック変形量計測方法
である。第５の手段によれば、第１の手段ないし第４の
手段の特徴に加え、各区間における車室内面と回転部分
とのクリアランスが許容範囲にあるかどうかを容易に自
動的に監視することができ、ロータのタービンブレード
チップと車室内面との接触を防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１および図２に基づき本発明の
実施の一形態に係るタービン車室のキャットバッック変
形量計測方法を、ガスタービンの場合を例に説明する。
実施の一形態に係るタービン車室のキャットバッック変
形量計測方法を、ガスタービンの場合を例に説明する。
【００２２】図１は上半分を縦断面としたガスタービン
の要部の側面図であり、本実施の形態のタービン車室の
キャットバック変形量計測方法における温度測定位置を
例示するものである。図２は、本実施の形態におけるタ
ービン車室のキャットバッック変形量計測方法の説明図
である。
の要部の側面図であり、本実施の形態のタービン車室の
キャットバック変形量計測方法における温度測定位置を
例示するものである。図２は、本実施の形態におけるタ
ービン車室のキャットバッック変形量計測方法の説明図
である。
【００２３】本実施の形態のタービン車室のキャットバ
ッック変形量計測方法においては、上述のような変形量
を直接計測器で測定することに代えて、タービン車室の
温度から精度よくキャットバッック変形量を算出するも
のである。
ッック変形量計測方法においては、上述のような変形量
を直接計測器で測定することに代えて、タービン車室の
温度から精度よくキャットバッック変形量を算出するも
のである。
【００２４】すなわち、図１に示すように、ガスタービ
ンの車室１に、その構造、形状寸法、材質、負荷及び支
持条件等によって軸方向に複数の区間を設定し、各区間
毎に車室１の上部と下部に温度検出器２０を取り付け、
各区間における車室１のメタル温度を測定する。温度検
出器２０は熱電対等適宜のものを用いることができる。
ンの車室１に、その構造、形状寸法、材質、負荷及び支
持条件等によって軸方向に複数の区間を設定し、各区間
毎に車室１の上部と下部に温度検出器２０を取り付け、
各区間における車室１のメタル温度を測定する。温度検
出器２０は熱電対等適宜のものを用いることができる。
【００２５】図１は、車室１をＡからＬまでの１２区間
に区分した例であって、Ａ〜Ｌまでの区間のそれぞれの
車室１上部の温度、Ｔａ〜Ｔｌがそれぞれの区間の車室
１上部に取り付けられた温度検出器２０で測定される。
また、Ａ〜Ｌまでの区間のそれぞれの車室１下部の温
度、Ｔａ’〜Ｔｌ’がそれぞれの区間の車室１下部に取
り付けられた温度検出器２０で測定される。
に区分した例であって、Ａ〜Ｌまでの区間のそれぞれの
車室１上部の温度、Ｔａ〜Ｔｌがそれぞれの区間の車室
１上部に取り付けられた温度検出器２０で測定される。
また、Ａ〜Ｌまでの区間のそれぞれの車室１下部の温
度、Ｔａ’〜Ｔｌ’がそれぞれの区間の車室１下部に取
り付けられた温度検出器２０で測定される。
【００２６】車室１の所定の基準状態、例えば車室１と
回転部分３とのクリアランスが所定の状態となる状態
等、における温度（基準温度）Ｔでの各区間の位置、車
室長さ、直径（形状によっては相当直径をとるものとす
る）等の形状寸法、クリアランス等の諸値を予め測定し
適宜の演算装置に設定しておくものとする。また各区間
の形状寸法、材質等から各区間の軸方向熱膨張率も得て
設定しておくものとする。
回転部分３とのクリアランスが所定の状態となる状態
等、における温度（基準温度）Ｔでの各区間の位置、車
室長さ、直径（形状によっては相当直径をとるものとす
る）等の形状寸法、クリアランス等の諸値を予め測定し
適宜の演算装置に設定しておくものとする。また各区間
の形状寸法、材質等から各区間の軸方向熱膨張率も得て
設定しておくものとする。
【００２７】上記の所定の基準状態は前記諸値を得てお
けるものであればよいが、ここでは車室１の中心線が一
直線となる状態とした場合を例に説明すると、図２に示
すように、基準状態、基準温度Ｔにおける車室１の各区
間Ａ〜Ｌの中心線上の長さをＬａ〜Ｌｌとすると、各区
間の上部、下部ともに長さはＬａ〜Ｌｌである。
けるものであればよいが、ここでは車室１の中心線が一
直線となる状態とした場合を例に説明すると、図２に示
すように、基準状態、基準温度Ｔにおける車室１の各区
間Ａ〜Ｌの中心線上の長さをＬａ〜Ｌｌとすると、各区
間の上部、下部ともに長さはＬａ〜Ｌｌである。
【００２８】以上において、車室１のキャットバック変
形量を計測するに際しては、車室１上部の温度Ｔａ〜Ｔ
ｌを測定し、測定した温度Ｔａ〜Ｔｌから、基準温度Ｔ
の各区間上部長さＬａ〜Ｌｌに対する軸方向熱歪み量δ
ａ〜δｌを求める。また、車室１下部の温度Ｔａ’〜Ｔ
ｌ’を測定し、測定した温度Ｔａ’〜Ｔｌ’から、基準
温度Ｔの各区間下部長さＬａ〜Ｌｌに対する軸方向熱歪
み量δａ’〜δｌ’を求める。
形量を計測するに際しては、車室１上部の温度Ｔａ〜Ｔ
ｌを測定し、測定した温度Ｔａ〜Ｔｌから、基準温度Ｔ
の各区間上部長さＬａ〜Ｌｌに対する軸方向熱歪み量δ
ａ〜δｌを求める。また、車室１下部の温度Ｔａ’〜Ｔ
ｌ’を測定し、測定した温度Ｔａ’〜Ｔｌ’から、基準
温度Ｔの各区間下部長さＬａ〜Ｌｌに対する軸方向熱歪
み量δａ’〜δｌ’を求める。
【００２９】各区間Ａ、Ｂ〜Ｌの上部と下部の温度の偏
差により、各区間の上部と下部において熱歪み量は（δ
ａ−δａ’）、（δｂ−δｂ’）〜（δｌ−δｌ’）の
偏差を生ずることになる。
差により、各区間の上部と下部において熱歪み量は（δ
ａ−δａ’）、（δｂ−δｂ’）〜（δｌ−δｌ’）の
偏差を生ずることになる。
【００３０】したがって、車室１の各区間Ａ、Ｂ〜Ｌに
おいて、車室の中心軸方向はそれぞれｄθａ、ｄθｂ〜
ｄθｌずつ傾くこととなり、ｄθａ、ｄθｂ〜ｄθｌ
は、ａｒｃｓｉｎ〔（δａ−δａ’）／Ｄａ〕、ａｒｃ
ｓｉｎ〔（δｂ−δｂ’）／Ｄｂ〕〜ａｒｃｓｉｎ
〔（δｌ−δｌ’）／Ｄｌ〕として求まる。微小傾斜で
あり、近似的にはそれぞれ（δａ−δａ’）／Ｄａ、
（δｂ−δｂ’）／Ｄｂ〜（δｌ−δｌ’）／Ｄｌとす
ることもできる。
おいて、車室の中心軸方向はそれぞれｄθａ、ｄθｂ〜
ｄθｌずつ傾くこととなり、ｄθａ、ｄθｂ〜ｄθｌ
は、ａｒｃｓｉｎ〔（δａ−δａ’）／Ｄａ〕、ａｒｃ
ｓｉｎ〔（δｂ−δｂ’）／Ｄｂ〕〜ａｒｃｓｉｎ
〔（δｌ−δｌ’）／Ｄｌ〕として求まる。微小傾斜で
あり、近似的にはそれぞれ（δａ−δａ’）／Ｄａ、
（δｂ−δｂ’）／Ｄｂ〜（δｌ−δｌ’）／Ｄｌとす
ることもできる。
【００３１】以上から、各区間の熱歪み量、中心軸方向
の傾きを集積すれば、車室１のキャットバック変形量を
計測しようとする状態における車室１の各区間の位置、
傾きが、適宜の演算装置をもって容易に算出され、所定
の基準状態に対する変形量が求まり、それから車室１の
キャットバック変形量が計測できるものとなる。そし
て、これから各部のクリアランスの状態のチェックを容
易行うことができる。
の傾きを集積すれば、車室１のキャットバック変形量を
計測しようとする状態における車室１の各区間の位置、
傾きが、適宜の演算装置をもって容易に算出され、所定
の基準状態に対する変形量が求まり、それから車室１の
キャットバック変形量が計測できるものとなる。そし
て、これから各部のクリアランスの状態のチェックを容
易行うことができる。
【００３２】なお、上記においては所定の基準状態を車
室１の中心線が一直線となる状態である代表的なもので
あり、所定の基準状態が構造的に明確であり、計測に当
たって所定の基準状態の諸値の設定、演算、演算結果の
利用が容易である。しかし、所定の基準状態はこれに限
らず、その状態の諸値を明確に得ておけるものであれ
ば、上記のような代表的な特定の状態でなくてもキャッ
トバック変形量を算出することができるものである。
室１の中心線が一直線となる状態である代表的なもので
あり、所定の基準状態が構造的に明確であり、計測に当
たって所定の基準状態の諸値の設定、演算、演算結果の
利用が容易である。しかし、所定の基準状態はこれに限
らず、その状態の諸値を明確に得ておけるものであれ
ば、上記のような代表的な特定の状態でなくてもキャッ
トバック変形量を算出することができるものである。
【００３３】すなわち、本実施の形態のタービン車室の
キャットバッック変形量計測方法によれば、運転状態
の、あるいは停止中のガスタービン車室の変形量を実際
に測定することなく、車室１の各区間Ａ〜Ｌの上部と下
部に取り付けてある温度検出器２０の検出温度と、車室
１の各区間について予め得ておいた所定の基準状態の基
準温度、形状寸法、軸方向熱膨張率等の諸値から、随
時、所定の基準状態に対する変形量が求まり、これから
車室１のキャットバック変形量を計測することができる
ものとなる。
キャットバッック変形量計測方法によれば、運転状態
の、あるいは停止中のガスタービン車室の変形量を実際
に測定することなく、車室１の各区間Ａ〜Ｌの上部と下
部に取り付けてある温度検出器２０の検出温度と、車室
１の各区間について予め得ておいた所定の基準状態の基
準温度、形状寸法、軸方向熱膨張率等の諸値から、随
時、所定の基準状態に対する変形量が求まり、これから
車室１のキャットバック変形量を計測することができる
ものとなる。
【００３４】そして、予め得ておく所定の基準状態の基
準温度、形状寸法、軸方向熱膨張率等の諸値は一旦設定
すれば、同条件において再調整の必要はなく、タービン
の車室１のキャットバック変形量の計測が著しく効率的
となり、且つタイムリーに行えるものとなる。
準温度、形状寸法、軸方向熱膨張率等の諸値は一旦設定
すれば、同条件において再調整の必要はなく、タービン
の車室１のキャットバック変形量の計測が著しく効率的
となり、且つタイムリーに行えるものとなる。
【００３５】また、上述のようにタービン車室のキャッ
トバック変形量が計測されれば、得られた変形量に基づ
き各区間における車室１内面と回転部分３とのクリアラ
ンスが許容範囲にあるかどうかを自動的に監視すること
も容易に行うことができ、ロータのタービンブレードチ
ップと車室内面との接触を防止できる。このため、ター
ビンの運転管理が効率的に行えるようになる。
トバック変形量が計測されれば、得られた変形量に基づ
き各区間における車室１内面と回転部分３とのクリアラ
ンスが許容範囲にあるかどうかを自動的に監視すること
も容易に行うことができ、ロータのタービンブレードチ
ップと車室内面との接触を防止できる。このため、ター
ビンの運転管理が効率的に行えるようになる。
【００３６】以上、本発明の実施の一形態を説明した
が、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発
明の範囲内でその具体的構成に種々の変更を加えてもよ
いことは勿論である。
が、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発
明の範囲内でその具体的構成に種々の変更を加えてもよ
いことは勿論である。
【００３７】例えば、図１および図２においては車室に
Ａ〜Ｌの１２区間を設定したものを示したが、区間の
数、区間を区分する箇所は図示のものに限られるもので
はなく、タービン車室の構造に合わせて適切な数、区分
する箇所を設定すればよいことは勿論である。
Ａ〜Ｌの１２区間を設定したものを示したが、区間の
数、区間を区分する箇所は図示のものに限られるもので
はなく、タービン車室の構造に合わせて適切な数、区分
する箇所を設定すればよいことは勿論である。
【００３８】また、図１において車室の各区間の温度測
定点を上下各一か所とし、各区間の上部と下部の温度と
は各区間の上下各一か所の車室メタル温度であるとした
が、この場合は温度計測が容易であり、また演算も容易
である。しかし、各区間において上下の温度を複数点計
測してその平均値をもってそれぞれの区間の上下の温度
とすれば、さらに正確な各区間の熱歪み量を算出でき、
その結果、それから得られる車室の変形量の精度を高め
ることができる。また、要に応じて車室側面の温度も含
め温度分布を求めてもよい。
定点を上下各一か所とし、各区間の上部と下部の温度と
は各区間の上下各一か所の車室メタル温度であるとした
が、この場合は温度計測が容易であり、また演算も容易
である。しかし、各区間において上下の温度を複数点計
測してその平均値をもってそれぞれの区間の上下の温度
とすれば、さらに正確な各区間の熱歪み量を算出でき、
その結果、それから得られる車室の変形量の精度を高め
ることができる。また、要に応じて車室側面の温度も含
め温度分布を求めてもよい。
【００３９】なお、実施の一形態としては、ガスタービ
ンを示し説明したが、本発明方法は蒸気タービンにも同
様に適用できるものである。
ンを示し説明したが、本発明方法は蒸気タービンにも同
様に適用できるものである。
【００４０】
【発明の効果】以上、請求項１の発明によれば、タービ
ン車室のキャットバック変形量計測方法を、タービン車
室に軸方向の複数の区間を設定し、各区間の所定の状態
の温度、位置、長さ、直径等形状寸法、熱膨張率を予め
演算装置に設定し、前記各区間の上部と下部の温度を測
定して同各区間で生ずる上部と下部の熱歪み量の差より
中心軸方向の傾きを求め、各区間の前記中心軸方向の傾
きを集積して各区間の位置と傾きを演算し、前記所定の
状態に対する車室の変形量を求めるように構成したの
で、車室の各区間の測定温度と、車室の各区間について
予め得ておいた所定の状態の温度、形状寸法、軸方向熱
膨張率等の諸値から、随時、車室のキャットバック変形
量を計測することができるものとなり、予め得ておく所
定の状態の温度、形状寸法、軸方向熱膨張率等の諸値は
一旦設定すれば、同条件において再調整の必要はなく、
タービンの車室のキャットバック変形量の計測が著しく
効率的となり、且つタイムリーに行えるものとなる。
ン車室のキャットバック変形量計測方法を、タービン車
室に軸方向の複数の区間を設定し、各区間の所定の状態
の温度、位置、長さ、直径等形状寸法、熱膨張率を予め
演算装置に設定し、前記各区間の上部と下部の温度を測
定して同各区間で生ずる上部と下部の熱歪み量の差より
中心軸方向の傾きを求め、各区間の前記中心軸方向の傾
きを集積して各区間の位置と傾きを演算し、前記所定の
状態に対する車室の変形量を求めるように構成したの
で、車室の各区間の測定温度と、車室の各区間について
予め得ておいた所定の状態の温度、形状寸法、軸方向熱
膨張率等の諸値から、随時、車室のキャットバック変形
量を計測することができるものとなり、予め得ておく所
定の状態の温度、形状寸法、軸方向熱膨張率等の諸値は
一旦設定すれば、同条件において再調整の必要はなく、
タービンの車室のキャットバック変形量の計測が著しく
効率的となり、且つタイムリーに行えるものとなる。
【００４１】（２） 請求項２の発明によれば、請求項
１に記載のタービン車室のキャットバック変形量計測方
法において、前記所定状態とは前記タービン車室の中心
線が一直線となる状態であるように構成したので、請求
項１の発明の効果に加え、所定状態が構造的に明確であ
り、計測に当たって所定状態の諸値の設定、演算、演算
結果の利用が容易となる。
１に記載のタービン車室のキャットバック変形量計測方
法において、前記所定状態とは前記タービン車室の中心
線が一直線となる状態であるように構成したので、請求
項１の発明の効果に加え、所定状態が構造的に明確であ
り、計測に当たって所定状態の諸値の設定、演算、演算
結果の利用が容易となる。
【００４２】（３） 請求項３の発明によれば、請求項
１に記載のタービン車室のキャットバック変形量計測方
法において、前記各区間の上部と下部の温度とは同各区
間の上下各一か所の車室メタル温度であるように構成し
たので、請求項１の発明の効果に加え、温度計測が容易
であり、また演算も容易となる。
１に記載のタービン車室のキャットバック変形量計測方
法において、前記各区間の上部と下部の温度とは同各区
間の上下各一か所の車室メタル温度であるように構成し
たので、請求項１の発明の効果に加え、温度計測が容易
であり、また演算も容易となる。
【００４３】（４） 請求項４の発明によれば、請求項
１に記載のタービン車室のキャットバック変形量計測方
法において、前記各区間の上部と下部の温度とは同各区
間の上下各複数箇所の車室メタル温度であり、同上下各
複数箇所の車室メタル温度より各区間の上部と下部の温
度の平均値をもとめるように構成したので、請求項１の
発明の効果に加え、各区間の上下の熱歪み量を正確に算
出でき、それから得られる車室の変形量の精度を高める
ことができる。
１に記載のタービン車室のキャットバック変形量計測方
法において、前記各区間の上部と下部の温度とは同各区
間の上下各複数箇所の車室メタル温度であり、同上下各
複数箇所の車室メタル温度より各区間の上部と下部の温
度の平均値をもとめるように構成したので、請求項１の
発明の効果に加え、各区間の上下の熱歪み量を正確に算
出でき、それから得られる車室の変形量の精度を高める
ことができる。
【００４４】（５） 請求項５の発明によれば、請求項
１ないし請求項４のいずれかに記載のタービン車室のキ
ャットバック変形量計測方法において、得られた前記所
定の状態に対する車室の変形量に基づいて前記各区間に
おける車室内面と回転部分とのクリアランスの監視を行
なうように構成したので、請求項１ないし請求項４の発
明の効果に加え、各区間における車室内面と回転部分と
のクリアランスが許容範囲にあるかどうかを容易に自動
的に監視することができ、ロータのタービンブレードチ
ップと車室内面との接触を防止できる。このため、ター
ビンの運転管理が効率的に行えるようになる。
１ないし請求項４のいずれかに記載のタービン車室のキ
ャットバック変形量計測方法において、得られた前記所
定の状態に対する車室の変形量に基づいて前記各区間に
おける車室内面と回転部分とのクリアランスの監視を行
なうように構成したので、請求項１ないし請求項４の発
明の効果に加え、各区間における車室内面と回転部分と
のクリアランスが許容範囲にあるかどうかを容易に自動
的に監視することができ、ロータのタービンブレードチ
ップと車室内面との接触を防止できる。このため、ター
ビンの運転管理が効率的に行えるようになる。
【図１】本発明の実施の一形態にかかるタービン車室の
キャットバック変形量計測方法における温度測定位置を
例示する図であり、上半分を縦断面としたガスタービン
の要部の側面図である。
キャットバック変形量計測方法における温度測定位置を
例示する図であり、上半分を縦断面としたガスタービン
の要部の側面図である。
【図２】本実施の形態におけるタービン車室のキャット
バッック変形量計測方法の説明図である。
バッック変形量計測方法の説明図である。
【図３】従来のタービン車室のキャットバック変形量計
測方法の説明図であり、（ａ）は上半分を縦断面とした
ガスタービンの要部の側面図、（ｂ）は従来の計測器を
模式的に示す図である。
測方法の説明図であり、（ａ）は上半分を縦断面とした
ガスタービンの要部の側面図、（ｂ）は従来の計測器を
模式的に示す図である。
１ 車室 ２ ベアリング ３ ロータ等（回転部分） ２０ 温度検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｋ 1/14 Ｇ０１Ｋ 1/14 Ｌ 13/00 13/00
Claims (5)
- 【請求項１】 タービン車室に軸方向の複数の区間を設
定し、各区間の所定状態の温度、位置、長さ、直径等形
状寸法、熱膨張率を予め演算装置に設定し、前記各区間
の上部と下部の温度を測定して同各区間で生ずる上部と
下部の熱歪み量の差より中心軸方向の傾きを求め、各区
間の前記中心軸方向の傾きを集積して各区間の位置と傾
きを演算し、前記所定の状態に対する車室の変形量を求
めることを特徴とするタービン車室のキャットバック変
形量計測方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のタービン車室のキャッ
トバック変形量計測方法において、前記所定状態とは前
記タービン車室の中心線が一直線となる状態であること
を特徴とするタービン車室のキャットバック変形量計測
方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のタービン車室のキャッ
トバック変形量計測方法において、前記各区間の上部と
下部の温度とは同各区間の上下各一か所の車室メタル温
度であることを特徴とするタービン車室のキャットバッ
ク変形量計測方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載のタービン車室のキャッ
トバック変形量計測方法において、前記各区間の上部と
下部の温度とは同各区間の上下各複数箇所の車室メタル
温度であり、同上下各複数箇所の車室メタル温度より同
各区間の上部と下部の温度の平均値をもとめることを特
徴とするタービン車室のキャットバック変形量計測方
法。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載のタービン車室のキャットバック変形量計測方法にお
いて、得られた前記所定の状態に対する車室の変形量に
基づいて前記各区間における車室内面と回転部分とのク
リアランスの監視を行なうことを特徴とするタービン車
室のキャットバック変形量計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000100354A JP3659861B2 (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | タービン車室のキャットバック変形量計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000100354A JP3659861B2 (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | タービン車室のキャットバック変形量計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001289006A true JP2001289006A (ja) | 2001-10-19 |
| JP3659861B2 JP3659861B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=18614575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000100354A Expired - Lifetime JP3659861B2 (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | タービン車室のキャットバック変形量計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3659861B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004132272A (ja) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Toshiba Corp | 蒸気タービン軸受装置 |
| JP2010048822A (ja) * | 2009-11-30 | 2010-03-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 一軸コンバインドプラント及びこの一軸コンバインドプラントの起動方法 |
| JP2010270646A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Toshiba Corp | 蒸気タービン |
| JP2011214574A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | General Electric Co <Ge> | タービンエンジンにおける先端クリアランスの算出に関する方法、システム及び装置 |
| WO2016079822A1 (ja) * | 2014-11-19 | 2016-05-26 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービンのメインテナンス方法 |
| CN106840643A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-06-13 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种冲击换热下机匣热变形的测量装置 |
-
2000
- 2000-04-03 JP JP2000100354A patent/JP3659861B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004132272A (ja) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Toshiba Corp | 蒸気タービン軸受装置 |
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| CN102252642A (zh) * | 2010-03-31 | 2011-11-23 | 通用电气公司 | 与涡轮发动机中的叶尖间隙计算相关的方法、系统和设备 |
| EP2375004A3 (en) * | 2010-03-31 | 2012-11-21 | General Electric Company | Methods, systems and apparatus relating to tip clearance calculations in turbine engines |
| CN102252642B (zh) * | 2010-03-31 | 2015-07-29 | 通用电气公司 | 与涡轮发动机中的叶尖间隙计算相关的方法 |
| WO2016079822A1 (ja) * | 2014-11-19 | 2016-05-26 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービンのメインテナンス方法 |
| JPWO2016079822A1 (ja) * | 2014-11-19 | 2017-09-14 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービンのメインテナンス方法 |
| CN106840643A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-06-13 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种冲击换热下机匣热变形的测量装置 |
| CN106840643B (zh) * | 2017-04-06 | 2023-04-18 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种冲击换热下机匣热变形的测量装置 |
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|---|---|
| JP3659861B2 (ja) | 2005-06-15 |
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