JP2006112529A - Bolt heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は発電所における蒸気タービンのケーシングをボルト締結する際にボルトを加熱するボルト加熱装置に関する。 The present invention relates to a bolt heating device that heats a bolt when bolting a casing of a steam turbine in a power plant.
火力発電所や原子力発電所に設置されるタービン発電機の定期点検等においては、蒸気タービンのケーシングを再組立てしている。タービンが稼働される際のケーシング温度は数百℃、例えば250℃程度となる。このため、常温状態でボルトを締め付けても、ケーシングとボルトとの線膨張係数差によって高温時にボルトが伸び、ナットによる所定の締付けトルクを保持できなくなる。高温時にはケーシングも熱膨張で伸びるが、通常、ボルトの線膨張係数の方が大きいので緩みを生じる。 In periodic inspections of turbine generators installed at thermal power plants and nuclear power plants, the casing of the steam turbine is reassembled. The casing temperature when the turbine is operated is several hundred degrees Celsius, for example, about 250 degrees Celsius. For this reason, even if the bolt is tightened at room temperature, the bolt is stretched at a high temperature due to the difference in linear expansion coefficient between the casing and the bolt, and a predetermined tightening torque by the nut cannot be maintained. When the temperature is high, the casing also expands due to thermal expansion. However, since the linear expansion coefficient of the bolt is usually larger, loosening occurs.
このことを防止するために、常温状態でボルトを所定温度に加熱して所定トルクで締め付けた後に冷却するようにしている。ボルトは軸方向に穿設されている孔に加熱用の棒状加熱装置(ボルト加熱装置)を挿入され加熱される。ボルトは所定の伸び量になる温度まで加熱される。 In order to prevent this, the bolt is heated to a predetermined temperature in a normal temperature state and tightened with a predetermined torque, and then cooled. The bolt is heated by inserting a heating rod-shaped heating device (bolt heating device) into a hole drilled in the axial direction. The bolt is heated to a temperature that achieves a predetermined amount of elongation.
ボルト加熱装置はボルト加熱部の上側に非加熱部を形成し、非加熱部の上側に端子箱を
設けた構成にしている。加熱部は内部空洞の外殻にヒータ線を電気絶縁して配置して構成されている。また、非加熱部は加熱部が高温になり端子箱が焼損あるいは劣化するのを防止するために設けられる。非加熱部の外殻は熱伝導の悪い部材で構成される。このようなボルト加熱装置は、例えば下記の特許文献1に記載されている。
The bolt heating device has a configuration in which a non-heating part is formed above the bolt heating part and a terminal box is provided above the non-heating part. The heating unit is configured by disposing a heater wire electrically insulated from an outer shell of an internal cavity. The non-heating part is provided in order to prevent the heating part from becoming hot and causing the terminal box to burn out or deteriorate. The outer shell of the non-heating part is composed of a member having poor heat conduction. Such a bolt heating apparatus is described in, for example,
従来技術のボルト加熱装置は、加熱部と非加熱部の外殻を剛性の高い硬性部材で形成している。ところが、タービン発電機はタービンケーシングの上部に主蒸気管が配置されている。主蒸気管の下に位置するボルトを加熱するにはボルト加熱装置の挿入する高さが制限される。つまり、ボルト加熱装置の長さが制限されることになる。 In the bolt heating device of the prior art, the outer shell of the heating part and the non-heating part is formed of a rigid member having high rigidity. However, in the turbine generator, the main steam pipe is arranged at the upper part of the turbine casing. In order to heat the bolt located under the main steam pipe, the insertion height of the bolt heating device is limited. That is, the length of the bolt heating device is limited.
ボルトは直径が150mm、長さが1m程度と大きく、ボルト加熱装置の加熱部の長さをボルトの全長に亘って加熱できる大きさにすることが困難である。このため、ボルト全体を所定温度(所定伸び量)にするのに多くの時間がかかり、ボルト締付けに長時間を要するという問題点を有する。 The bolt has a diameter as large as 150 mm and a length of about 1 m, and it is difficult to make the length of the heating part of the bolt heating device large enough to be heated over the entire length of the bolt. For this reason, it takes much time to bring the entire bolt to a predetermined temperature (predetermined amount of elongation), and there is a problem that it takes a long time to tighten the bolt.
特に、ケーシングのボルト締結作業は、電力需要の少ない時期や時間帯を選定し、予備のタービン発電機で需要を賄いながら行うようにしているので、作業時間を短縮することが強く要望されている。 In particular, since the bolt fastening operation of the casing is carried out while supplying the demand with a spare turbine generator by selecting a period and time period when the power demand is low, there is a strong demand for shortening the work time. .
本発明の目的は加熱部の長さをボルトの全長に亘って加熱できる大きさにすることができボルトを短時間で加熱できるボルト加熱装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bolt heating apparatus that can heat the bolt in a short time by making the length of the heating portion large enough to be heated over the entire length of the bolt.
本発明の特徴とするところはボルト加熱部の上側に形成される非加熱部を可撓性部材で構成したことにある。 The feature of the present invention resides in that the non-heating part formed on the upper side of the bolt heating part is composed of a flexible member.
具体的には、ボルト加熱部およびボルト加熱部の上側に形成される非加熱部を内部空洞の外殻で形成し、非加熱部の外殻を折曲自在な可撓性部材で構成する。 Specifically, the bolt heating part and the non-heating part formed on the upper side of the bolt heating part are formed by the outer shell of the internal cavity, and the outer shell of the non-heating part is configured by a flexible member that can be bent.
本発明はボルト加熱部の上側に形成される非加熱部を折曲自在な可撓性部材で構成しているので加熱部の長さをボルトの全長に亘って加熱できる大きさにすることができボルトを短時間で加熱できる。その結果として作業時間を短縮することができる。 In the present invention, since the non-heating part formed on the upper side of the bolt heating part is composed of a flexible member that can be bent, the length of the heating part can be made large enough to be heated over the entire length of the bolt. The bolt can be heated in a short time. As a result, the working time can be shortened.
ボルト加熱装置はボルト加熱部の上側に非加熱部を形成し、非加熱部の上側に端子箱が設けられている。ボルト加熱部と非加熱部は内部空洞の外殻で形成され、非加熱部の外殻は折曲自在な可撓性部材で構成されている。 The bolt heating device forms a non-heating part above the bolt heating part, and a terminal box is provided above the non-heating part. The bolt heating part and the non-heating part are formed by an outer shell of an internal cavity, and the outer shell of the non-heating part is constituted by a flexible member that can be bent.
図1に本発明の一実施例を示す。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
図1において、ボルト加熱装置1は加熱部12の上側に非加熱部11が形成されている。加熱部12と非加熱部11は内部空洞の外殻で形成されている。加熱部12の外殻はステンレスで構成され、また、非加熱部11の外殻は熱伝導の悪い部材で構成されている。加熱部12の内部にはヒータ線(図示せず)が絶縁して配置されている。
In FIG. 1, the
非加熱部11の上側に電力ケーブル15を接続した端子箱14が設けられている。電力ケーブル15から給電される電力は非加熱部11の外殻内部を挿通する給電線を介してヒータ線に加えられる。
A
非加熱部11は加熱部12が高温になり端子箱14が焼損あるいは劣化するのを防止するために設けられる。非加熱部11の外殻は折曲自在な可撓性部材で構成されている。なお、加熱部12の下側にはヒータ線の短絡を防止するために絶縁材(例えば、セラミック)を充填した微小な非加熱部13が形成されている。
The
このようなボルト加熱装置1によりボルトを加熱する状態について図2を参照して説明する。
A state in which the bolt is heated by the
図2において、中心部に軸方向の孔7を穿設されているボルト2は上部ケーシングフランジ3の貫通孔8と下部ケーシングフランジ4の貫通孔9を貫通し、上側と下側を上側ナット5aと下側ナット5bで締付けられている。この状態における上側ナット5a、下側ナット5bは仮締付けである。
In FIG. 2, a
ボルト2の上には主蒸気管6が配置されている。主蒸気管6と上側ナット5aの距離をH1とする。本発明のボルト加熱装置1は非加熱部11を可撓性部材で構成しているので図示のように湾曲させることができる。したがって、ボルト加熱装置1の加熱部12の長さをH2にしても貫通孔7、8に挿入することができる。
A
図3に示すようにボルト加熱装置1をボルト2の孔7に挿入して端子箱14から給電しボルト2を加熱する。ボルト2が所定温度(例えば250℃)に相当する時間通電した後に所定トルクでナット5a、5bを締付ける。ナット5a、5bの締付け作業が終了した後に冷却される。
As shown in FIG. 3, the
このようにしてボルト2を加熱するのであるが、非加熱部11を可撓性部材で構成しているので加熱部12の有効加熱長をH2にすることができる。したがって、加熱部12の長さH2はボルト2の全長に亘って加熱できる大きさにすることができ、ボルト2を短時間で加熱できるようになる。
In this way, the
一方、加熱部12と非加熱部11の外殻を剛性の高い硬性部材で形成している従来技術のボルト加熱装置は、図4に示すように非加熱部11の長さが等しいとすると加熱部12の長さがH3になる。図2と図4を比較して明らかなようにH2>H3になる。
On the other hand, in the conventional bolt heating device in which the outer shells of the
従来技術のボルト加熱装置1をボルト2の孔7に挿入した状態は図5に示すように加熱部12がボルト2の全長の半分程度になり、下部ケーシングフランジ4に位置するボルト2の加熱長さは非常に短くなる。したがって、ボルト2全体が所定温度(所定伸び量)にするのに長時間要することになる。
The state in which the
図6に本発明と従来技術における加熱時間に対するボルト伸び量の特性図を示す。図6に示すように、規定伸び量に達する加熱時間が従来技術で約60分要していたのを本発明では約20分と1/3に大幅短縮することができる。なお、図6は6インチのボルトの例を示している FIG. 6 is a characteristic diagram of bolt elongation with respect to heating time in the present invention and the prior art. As shown in FIG. 6, the heating time to reach the specified elongation amount of about 60 minutes in the prior art can be greatly reduced to about 20 minutes and 1/3 in the present invention. FIG. 6 shows an example of a 6-inch bolt.
1…ボルト加熱装置、2…ボルト、3…上部ケーシング、4…下部ケーシング、5a…上側ナット、5b…下側ナット、6…主蒸気管、7…ボルト孔、8…上部ケーシング孔、9…下部ケーシング孔、11…非加熱部、12…加熱部、13…非加熱部、14…端子箱、15…ケーブル。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
In the bolt heating device in which the bolt heating unit and the non-heating unit formed on the upper side of the bolt heating unit are formed by an outer shell of an internal cavity, and a terminal box is provided on the upper side of the non-heating unit, the non-heating unit The outer shell is made of a flexible member that can be bent.
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