JP2014084855A - 配管の交換方法及び蒸気タービン - Google Patents

Abstract

【課題】溶接による熱変形を抑制しつつ、配管を好適に取り替えることが可能な配管の交換方法及び蒸気タービンを提供する。
【解決手段】蒸気タービンの下部車室ケーシングの外面に形成されるグランド取付面から下部車室ケーシングの壁体を貫通して下部車室ケーシングの内部に亘って設けられるシール用蒸気を供給する配管の交換方法であって、旧配管とグランド取付面との接合を切断し、旧配管と下部車室ケーシングの貫通部位との接合を切断して、旧配管を下部車室ケーシングから除去する旧配管除去工程Ｓ１１と、複数の分割配管を旧配管の位置に対応させて管軸方向に並べて配置する新配管配置工程Ｓ１２と、並べて配置された複数の分割配管同士を溶接して新配管とする分割配管溶接工程Ｓ１３と、新配管とグランド取付面とを溶接し、新配管と貫通部位とを溶接して、新配管を車室に取り付ける新配管取付工程Ｓ１４とを備える。
【選択図】図１４

Description

本発明は、蒸気タービンに設けられる配管の交換方法及び蒸気タービンに関するものである。

従来、タービンロータを収容する低圧車室の外部車室が、外部車室上半と外部車室下半とに分割される蒸気タービンの車室構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２３１６９１号公報

ところで、蒸気タービンには、外部車室とタービンロータとの間からの蒸気の漏れを抑制するために、グランドケーシングが外部車室に取り付けられる場合がある。つまり、外部車室の外面にはグランドケーシングを取り付けるためのグランド取付面が形成されている。この場合、グランドケーシング内には、シール蒸気が供給される。シール蒸気は、蒸気供給配管から供給される。蒸気供給配管は、グランド取付面に接続されると共に、グランド取付面から外部車室の壁体を貫通して外部車室の内部に亘って設けられている。

ここで、蒸気供給配管は、経時的に減肉して劣化することから、交換する必要が生じる。従来、蒸気供給配管を交換する場合、蒸気供給配管は長尺であることから、長尺の蒸気供給配管を取り扱うための作業スペースを確保するために、外部車室の一部を溶接によって切断して貫通穴を形成していた。このため、蒸気供給配管の交換が終了すると、貫通穴を再び溶接により閉じることとなる。しかしながら、外部車室には、溶接によって溶接熱が与えられるため、外部車室が熱変形し、外部車室上半と外部車室下半とを合わせる車室合わせ面が歪む可能性がある。

そこで、本発明は、溶接による熱変形を抑制しつつ、配管を好適に取り替えることが可能な配管の交換方法及び蒸気タービンを提供することを課題とする。

本発明の配管の交換方法は、車室合わせ面を境に分割される蒸気タービンの車室の外面に形成されるグランド取付面に接続され、グランド取付面から車室の壁体を貫通して車室の内部に亘って設けられるシール用エアーを供給するための配管を交換する配管の交換方法であって、交換前の配管となる旧配管は、グランド取付面に接合されると共に、車室の壁体の貫通部位に接合されており、旧配管とグランド取付面との接合を切断すると共に、旧配管と貫通部位との接合を切断して、旧配管を車室から除去する旧配管除去工程と、交換後の配管となる新配管を分割した複数の分割配管を、旧配管の位置に対応させて管軸方向に並べて配置する新配管配置工程と、管軸方向に並べて配置された複数の分割配管同士を溶接して新配管とする分割配管溶接工程と、新配管とグランド取付面とを溶接により接合すると共に、新配管と貫通部位とを溶接により接合して、新配管を車室に取り付ける新配管取付工程と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の蒸気タービンは、上記の配管の交換方法により旧配管から新配管に交換された蒸気タービンであって、車室合わせ面を境に分割され、外面にグランド取付面が形成される車室と、グランド取付面から車室の壁体を貫通して車室の内部に亘って設けられるシール用エアーを供給するための新配管と、を備え、新配管は、複数の分割配管同士を溶接した溶接部を有していることを特徴とする。

また、本発明の他の蒸気タービンは、車室合わせ面を境に分割され、外面にグランド取付面が形成される車室と、グランド取付面から車室の壁体を貫通して車室の内部に亘って設けられるシール用エアーを供給するための配管と、を備え、交換前の配管となる旧配管は、交換後の配管となる新配管に交換され、新配管は、複数の溶接部が形成されていることを特徴とする。

この場合、配管は、複数の分割配管を含み、複数の分割配管同士が溶接されることで、複数の溶接部が形成されていることが好ましい。

この構成によれば、旧配管が接合される部位のみを切断することで、旧配管を除去することができる。また、新配管を複数の分割配管とすることで、長尺となる新配管を設置するための作業スペースを小さくすることができる。このため、車室の壁体を溶接により切断して貫通穴を形成する必要がなく、車室に対して余分な溶接を行う必要がない。以上から、車室に対して与えられる溶接熱を低減することができるため、車室の熱変形を抑制することができることから、車室合わせ面の歪みを抑制することができる。これにより、新配管への交換後においても、車室合わせ面において分割される蒸気タービンの車室を好適に面合わせすることができるため、蒸気の漏れを抑制することができる。なお、シール用エアーとしては、例えば、シール用蒸気が用いられる。

この場合、旧配管除去工程後、車室を構成する車室部材の車室合わせ面が形成される部位の厚みを厚肉にする厚肉加工工程を、さらに備えることが好ましい。

また、この場合、車室は、車室合わせ面が形成される車室部材を有し、配管の交換方法では、旧配管除去工程後、車室合わせ面における車室部材の厚みを厚肉にする厚肉加工工程が実行され、車室部材の厚みは、交換前に比して交換後のほうが厚肉となっていることが好ましい。

この構成によれば、車室合わせ面における車室部材の厚みを厚肉にすることができるため、車室部材の剛性を高めることができ、車室合わせ面を歪み難くすることができる。

この場合、厚肉加工工程では、車室部材の車室合わせ面が形成される部位の厚みを一様に厚肉にしていることが好ましい。

また、この場合、車室合わせ面における車室部材の厚みは、交換後において、一様に厚肉となっていることが好ましい。

この構成によれば、車室合わせ面における車室部材の厚みを一様に厚肉にすることで、厚肉にするための加工を簡易なものにすることができるため、加工コストを抑制することができる。

この場合、厚肉加工工程では、少なくとも車室部材の車室合わせ面が形成されるグランド取付面周りの部位の厚みを厚肉にしていることが好ましい。

また、この場合、車室合わせ面における車室部材の厚みは、交換後において、少なくともグランド取付面周りの一部が厚肉となっていることが好ましい。

この構成によれば、最低限の加工で、車室部材の剛性を高め、車室合わせ面を歪み難くすることができるため、加工コストを抑制することができる。

この場合、旧配管除去工程後、車室を構成する車室部材のグランド取付面が形成される部位の厚みを薄肉にする薄肉加工工程を、さらに備えることが好ましい。

また、この場合、車室は、グランド取付面が形成される車室部材を有し、配管の交換方法では、旧配管除去工程後、グランド取付面における車室部材の厚みを薄肉にする薄肉加工工程が実行され、車室部材の厚みは、交換前に比して交換後のほうが薄肉となっていることが好ましい。

この構成によれば、グランド取付面における車室部材の厚みを薄肉にすることができるため、溶接熱による熱変形を、薄肉にした車室部材において吸収することができ、車室合わせ面を歪み難くすることができる。

この場合、薄肉加工工程では、車室部材のグランド取付面が形成される部位の厚みを一様に薄肉にしていることが好ましい。

また、この場合、車室合わせ面における車室部材の厚みは、交換後において、一様に薄肉となっていることが好ましい。

この構成によれば、グランド取付面における車室部材の厚みを一様に薄肉にすることで、薄肉にするための加工を簡易なものにすることができるため、加工コストを抑制することができる。

この場合、薄肉加工工程では、少なくとも車室部材のグランド取付面が形成される配管の接続部周りの部位の厚みを薄肉にしていることが好ましい。

また、この場合、グランド取付面における車室部材の厚みは、交換後において、少なくとも配管の接続部周りの一部が薄肉となっていることが好ましい。

この構成によれば、最低限の加工で、車室部材により熱変形を吸収することができ、車室合わせ面を歪み難くすることができるため、車室部材の剛性の低下を抑制しつつ、加工コストを抑制することができる。

この場合、旧配管除去工程後、車室合わせ面の歪みを矯正するための矯正部材を車室の内部に配置する矯正部材配置工程をさらに備えることが好ましい。

また、この場合、配管の交換方法では、旧配管除去工程後、車室合わせ面の歪みを矯正するための矯正部材を配置する矯正部材配置工程が実行され、車室の内部には、交換後において、矯正部材が配置されていることが好ましい。

この構成によれば、矯正部材により車室合わせ面の歪みを矯正することができる。このため、配管の交換後においても、車室合わせ面において二分割される蒸気タービンの車室を好適に面合わせすることができるため、蒸気の漏れをさらに抑制することができる。

図１は、実施例１に係る蒸気タービンの概略構成図である。 図２は、下部車室ケーシングの側面視断面図である。 図３は、下部車室ケーシングの平面視断面図である。 図４は、実施例１に係る配管の交換方法に関する一例の説明図である。 図５は、実施例１に係る配管の交換方法に関する一例の説明図である。 図６は、実施例１に係る配管の交換方法に関する一例の説明図である。 図７は、実施例１に係る配管の交換方法に関する一例の説明図である。 図８は、実施例１に係る配管の交換方法に関する一例の説明図である。 図９は、実施例１に係る配管の交換方法に関する一例の説明図である。 図１０は、実施例１に係る配管の交換方法に関する一例の説明図である。 図１１は、実施例１に係る配管の交換方法に関する一例の説明図である。 図１２は、実施例１に係る配管の交換方法に関する一例の説明図である。 図１３は、実施例１に係る配管の交換方法に関する一例の説明図である。 図１４は、配管の交換方法に関するフローチャートである。 図１５は、実施例２の蒸気タービンに係る下部車室ケーシングの斜視図である。 図１６は、実施例３の蒸気タービンに係る下部車室ケーシングの斜視図である。 図１７は、実施例４の蒸気タービンに係る下部車室ケーシングの斜視図である。

以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、実施例１に係る蒸気タービンの概略構成図である。実施例１の蒸気タービンは、低圧蒸気によって回転する低圧蒸気タービンに適用される。なお、実施例１の蒸気タービンは、低圧蒸気タービンに限らず、後述するシール用蒸気を供給する配管４１が設けられるタービンであれば、いずれであってもよい。

図１に示すように、本実施例の蒸気タービン１０は、車室ケーシング２１と、車室ケーシング２１の内部に設けられるタービンロータ（以下、「ロータ」という）１２と、グランドケーシング２２とを備えている。

車室ケーシング２１は、ロータ１２の軸方向の周囲に設けられている。車室ケーシング２１には、ロータ１２が挿通される円形開口の挿通孔２４が、ロータ１２の軸方向の両側に形成されている。このため、ロータ１２は、軸方向の中央部が、車室ケーシング２１の内部に収容される。一方で、ロータ１２は、軸方向の両端部が、両側の挿通孔２４から車室ケーシング２１の外側にそれぞれ位置する。車室ケーシング２１の上部には、軸方向の中央に蒸気供給口２３が設けられており、蒸気供給口２３を介して、車室ケーシング２１の内部に蒸気が供給される。

車室ケーシング２１は、挿通孔２４を挟んで上下に分割可能となっており、車室合わせ面Ｐ１（図２参照）を境にして、上部車室ケーシング２１ａと、下部車室ケーシング２１ｂとに分割される。この車室合わせ面Ｐ１は、ロータ１２の軸中心を通る水平面となっている。このため、車室合わせ面Ｐ１において上部車室ケーシング２１ａと下部車室ケーシング２１ｂとが面合わせされることで、挿通孔２４が形成されると共に、車室ケーシング２１が形成される。

また、車室ケーシング２１には、グランドケーシング２２を取り付けるためのグランド取付面Ｐ２（図２参照）が形成されている。グランド取付面Ｐ２は、車室ケーシング２１の外面に形成されており、円形開口の挿通孔２４の縁部に沿って円環状に形成されている。このグランド取付面Ｐ２は、ロータ１２の軸方向に直交する面となっている。このため、車室合わせ面Ｐ１とグランド取付面Ｐ２とは直交する。

グランドケーシング２２は、車室ケーシング２１の挿通孔２４と、挿通孔２４に挿通されたロータ１２との間を覆っており、挿通孔２４からの蒸気のリークを抑制している。グランドケーシング２２は、グランド取付面Ｐ２に沿って円環状に形成されている。そして、グランドケーシング２２は、車室ケーシング２１のグランド取付面Ｐ２に面合わせした状態で取り付けられる。

グランドケーシング２２は、挿通孔２４を挟んで上下に分割可能となっており、車室合わせ面Ｐ１を境にして、上部グランドケーシング２２ａと、下部グランドケーシング２２ｂとに分割される。このため、車室合わせ面Ｐ１において上部グランドケーシング２２ａと下部グランドケーシング２２ｂとが面合わせされることで、グランドケーシング２２が形成される。

ロータ１２は、回転軸３１と、複数のタービン翼（図示省略）とを有する。ロータ１２は、ロータ１２を回転自在に軸支する軸受３２によって支持されている。軸受３２は、車室ケーシング２１の外側に設けられており、コンクリート等からなる基礎台３５の上に設けられる軸受台３６に支持されている。

このように構成された蒸気タービン１０を定期点検等により分解する場合、先ず、グランドケーシング２２を車室ケーシング２１のグランド取付面Ｐ２から取り外す。そして、取り外したグランドケーシング２２を、上部グランドケーシング２２ａと下部グランドケーシング２２ｂとに分割して、回転軸３１から取り外す。この後、車室ケーシング２１の下部車室ケーシング２１ｂに対し、上部車室ケーシング２１ａを取り外す。そして、下部車室ケーシング２１ｂからロータ１２を取り出すことで、蒸気タービン１０が分解される。ここで、後述する配管の交換方法は、分解後の下部車室ケーシング２１ｂに対して行われる。なお、蒸気タービン１０を組み立てる場合は、上記した分解の手順と逆の手順で組み立てる。

次に、図２及び図３を参照して、下部車室ケーシング２１ｂについて説明する。図２は、下部車室ケーシングの側面視断面図である。図３は、下部車室ケーシングの平面視断面図である。

図２及び図３に示すように、下部車室ケーシング２１ｂは、回転軸３１の軸線Ｉを中心として、軸方向の両端部が、軸方向の外側に向かって拡がると共に、径方向の外側に向かって拡がるテーパ形状となっている。下部車室ケーシング２１ｂは、その上面が車室合わせ面Ｐ１となっている。また、下部車室ケーシング２１ｂは、回転軸３１の軸方向の両端面がグランド取付面Ｐ２となっている。なお、車室合わせ面Ｐ１において分割される下部車室ケーシング２１ｂのグランド取付面Ｐ２は、半円環形状となっている。

この下部車室ケーシング２１ｂのグランド取付面Ｐ２には、グランドケーシング２２の内部にシール用蒸気（シール用エアー）を供給するための配管４１が接続されている。また、下部車室ケーシング２１ｂの内部には、配管４１が接続される接続管４２が設けられている。つまり、配管４１は、その一方の端部がグランド取付面Ｐ２に接続され、その他方の端部が接続管４２に接続されている。よって、配管４１は、グランド取付面Ｐ２から、下部車室ケーシング（車室部材）２１ｂのテーパ形状となる壁体を貫通して、下部車室ケーシング２１ｂの内部に亘って設けられる。

この配管４１は、その一方の端部がグランド取付面Ｐ２に溶接により接合され、その他方の端部が接続管４２に溶接により接合され、一方の端部と他方の端部との間の部位が下部車室ケーシング２１ｂの壁体の貫通部位４５に溶接により接合される。このため、配管４１は、計３箇所において溶接により接合されることで支持されている。

ここで、図２に示す配管４１は、交換前の旧配管となっている。この配管４１は、２重管となっており、内側の蒸気供給管４１ａと、外側の保護管４１ｂとを有している。蒸気供給管４１ａは、その一方の端部がグランド取付面Ｐ２に接続され、その他方の端部が接続管４２に接続されることで支持されている。一方で、保護管４１ｂは、その一方の端部がグランド取付面Ｐ２に接続され、その他方の端部が貫通部位４５に接続されることで支持されている。よって、貫通部位４５では、保護管４１ｂが下部車室ケーシング２１ｂの壁体に溶接される一方で、蒸気供給管４１ａが溶接されていない。

このように、溶接によって支持される配管４１は、切断後、ガス溶接等の溶接を行って交換される。配管４１の交換時において、下部車室ケーシング２１ｂに溶接による溶接熱が与えられると、下部車室ケーシング２１ｂが熱変形することで、車室合わせ面Ｐ１が歪む可能性がある。このため、下部車室ケーシング２１ｂに取り付けられる配管４１は、上記した３箇所の接合部分にのみ溶接を行うことで、下部車室ケーシング２１ｂに与える溶接熱を抑制しつつ、配管４１を交換している。以下、図４から図１４を参照して、配管４１の交換方法について説明する。図４から図１３は、実施例１に係る配管の交換方法に関する一例の説明図である。図１４は、配管の交換方法に関するフローチャートである。なお、図４から図１３では、回転軸３１の軸線Ｉにおいて、下部車室ケーシング２１ｂの一方側の部位を図示したものである。

定期点検時において、蒸気タービン１０が分解され、下部車室ケーシング２１ｂに取り付けられている旧配管４１が、経時的に減肉して劣化していると判断されると、旧配管４１の交換を実行する。先ず、図４に示すように、旧配管４１は、溶接により接合された３箇所の溶接部分を切断する（旧配管除去工程：図１４のステップＳ１１）。具体的に、旧配管４１は、その一方の端部とグランド取付面Ｐ２とが切断される。また、旧配管４１は、その他方の端部と接続管４２とが切断される。さらに、旧配管４１は、その貫通部位４５に位置する部位と、下部車室ケーシング２１ｂの壁体の貫通部位４５とが切断される。これにより、旧配管４１は、下部車室ケーシング２１ｂから切り離される。

なお、切り離される旧配管４１は、上記した３箇所の溶接部分の切断時に相前後して、管軸方向に複数に分割されるように切断することが好ましい。この場合、旧配管除去工程Ｓ１１により切り離される旧配管４１を下部車室ケーシング２１ｂ外に取り出す場合に、分割した状態で取り出すことが可能となるため、旧配管除去工程Ｓ１１の作業時に必要となる作業スペースを小さくすることが可能となる。

続いて、旧配管除去工程Ｓ１１の後、図５から図９に示すように、旧配管４１が除去された位置に、新配管４１を設置する（新配管配置工程：図１４のステップＳ１２）。ここで、交換後の配管４１となる新配管４１は、複数の分割配管５１を管軸方向に並べて接合されることで形成される。実施例１において、複数の分割配管５１は、例えば、３つであり、グランド取付面Ｐ２に接続される第１分割配管５１ａと、接続管４２に接続される第３分割配管５１ｃと、第１分割配管５１ａと第３分割配管５１ｃとを接続する第２分割配管５１ｂとを有している。なお、各分割配管５１については、適宜後述する。

図５に示すように、新配管配置工程Ｓ１２では、先ず、第２分割配管５１ｂが、下部車室ケーシング２１ｂの貫通部位４５と接続管４２との間に亘って配置されるように、下部車室ケーシング２１ｂに入れられる。これにより、第２分割配管５１ｂを退避させることができるため、後述する第１分割配管５１ａが入ってくるスペースを確保できる。この第２分割配管５１ｂは、内側に設けられる蒸気供給管４１ａの中間部と、外側に設けられる保護管４１ｂの下部とで構成されている。

続いて、図６に示すように、第１分割配管５１ａが、下部車室ケーシング２１ｂのテーパ状の壁体の外面に沿って入れられる。この第１分割配管５１ａは、内側に設けられる蒸気供給管４１ａの上部と、外側に設けられる保護管４１ｂの上部とで構成されている。

次に、図７に示すように、第１分割配管５１ａがグランド取付面Ｐ２に仮合わせされる。具体的に、第１分割配管５１ａは、蒸気供給管４１ａの上部の一方の端部がグランド取付面Ｐ２に仮接続される。一方で、第１分割配管５１ａは、保護管４１ｂの上部がグランド取付面Ｐ２に接続されずに自由状態となる。このとき、保護管４１ｂの上部は、グランド取付面Ｐ２側に寄せて配置される。

この後、図８に示すように、第２分割配管５１ｂが第１分割配管５１ａに仮合わせされる。具体的に、第２分割配管５１ｂは、蒸気供給管４１ａの中間部の一方の端部が、第１分割配管５１ａの蒸気供給管４１ａの上部の他方の端部に仮接続される。

そして、図９に示すように、第３分割配管５１ｃが第２分割配管５１ｂと接続管４２との間に配置されると共に仮合わせされる。この第３分割配管５１ｃは、内側に設けられる蒸気供給管４１ａの下部で構成されている。具体的に、第３分割配管５１ｃ、つまり、蒸気供給管４１ａの下部は、その一方の端部が、蒸気供給管４１ａの中間部の他方の端部に仮接続される。

図５から図９に示すように、第１分割配管５１ａ、第２分割配管５１ｂ及び第３分割配管５１ｃが仮合わせされることで、分割した複数の分割配管５１が、旧配管４１の配置に対応させて管軸方向に並べて配置される。これで、新配管配置工程Ｓ１２による新配管４１の設置が完了する。

新配管配置工程Ｓ１２の後、図１０に示すように、管軸方向に並べて配置された複数の分割配管同士を溶接して新配管４１とする（分割配管溶接工程：図１４のステップＳ１３）。なお、図１０では、複数の分割配管５１のうち、内側の蒸気供給管４１ａの各部が溶接により接合されている。具体的に、先ず、第３分割配管５１ｃの蒸気供給管４１ａの下部の他方の端部と接続管４２とが溶接により接合されて溶接部Ｍ１を形成する。この後、第３分割配管５１ｃの蒸気供給管４１ａの下部の一方の端部と、第２分割配管５１ｂの蒸気供給管４１ａの中間部の他方の端部とが溶接により接合されて溶接部Ｍ２を形成する。そして、第２分割配管５１ｂの蒸気供給管４１ａの中間部の一方の端部と、第１分割配管５１ａの蒸気供給管４１ａの上部の他方の端部とが溶接により接合されて溶接部Ｍ３を形成する。これにより、蒸気供給管４１ａの各部が溶接により接合されることで、蒸気供給管４１ａが一体に形成される。

分割配管溶接工程Ｓ１３の後、図１１から図１３に示すように、新配管４１を下部車室ケーシング２１ｂに溶接により取り付ける（新配管取付工程：図１４のステップＳ１４）。なお、図１１から図１３では、複数の分割配管５１のうち、外側の保護管４１ｂの各部を溶接する分割配管溶接工程Ｓ１３も含まれている。

図１１に示すように、蒸気供給管４１ａの各部が溶接により接合されると、保護管４１ｂの上部をグランド取付面Ｐ２から離れる方向に移動させる。そして、蒸気供給管４１ａの上部の一方の端部と、グランド取付面Ｐ２とが溶接により接合されて溶接部Ｍ４を形成する。このとき、蒸気供給管４１ａとグランド取付面Ｐ２とは、隅肉溶接により接合される。

続いて、図１２に示すように、保護管４１ｂの上部をグランド取付面Ｐ２側に移動させる。そして、保護管４１ｂの上部の一方の端部と、グランド取付面Ｐ２とが溶接により接合されて溶接部Ｍ５を形成する。このとき、保護管４１ｂとグランド取付面Ｐ２とは、隅肉溶接により接合される。

この後、図１３に示すように、保護管４１ｂの上部と保護管４１ｂの下部との間に、保護管４１ｂの中間部を配置する。保護管４１ｂの中間部は、曲管（エルボ管）となっている。そして、保護管４１ｂの上部の他方の端部と、保護管４１ｂの中間部の一方の端部とが溶接により接合されて溶接部Ｍ６を形成する。また、保護管４１ｂの中間部の他方の端部と、保護管４１ｂの下部の一方の端部とが溶接により接合されて溶接部Ｍ７を形成する。これにより、保護管４１ｂの各部が溶接されることで、保護管４１ｂが一体に形成される。これで、分割配管溶接工程Ｓ１３による複数の分割配管５１の接合が完了する。

次に、保護管４１ｂの下部の他方の端部と、下部車室ケーシング２１ｂの貫通部位４５とが溶接により接合されて溶接部Ｍ８を形成する。このとき、保護管４１ｂと貫通部位４５とは、隅肉溶接により接合される。これで、新配管取付工程Ｓ１４による新配管４１の下部車室ケーシング２１ｂへの取付が完了し、これをもって、配管４１の交換方法が完了する。

新配管４１への交換後、蒸気タービン１０に取り付けられた新配管４１は、複数の分割配管５１同士が溶接された溶接部Ｍ２、Ｍ３、Ｍ６、Ｍ７が形成される。

以上のように、実施例１の構成によれば、旧配管４１が接合される３箇所の溶接部分のみを溶接により切断することで、旧配管４１を除去することができる。また、新配管４１を複数の分割配管５１とすることで、長尺となる新配管４１を設置するための作業スペースを小さくすることができる。このため、下部車室ケーシング２１ｂの壁体を溶接により切断して貫通穴を形成する必要がないことから、下部車室ケーシング２１ｂに対して余分な溶接を行う必要がない。以上から、下部車室ケーシング２１ｂに対して与えられる溶接熱を低減することができるため、下部車室ケーシング２１ｂの熱変形を抑制することができ、車室合わせ面Ｐ１の歪みを抑制することができる。これにより、新配管４１への交換後においても、車室合わせ面Ｐ１において二分割される蒸気タービン１０の車室ケーシング２１を好適に面合わせすることができるため、蒸気の漏れを抑制することができる。

次に、図１５を参照して、実施例２に係る蒸気タービン６０及び配管４１の交換方法について説明する。図１５は、実施例２の蒸気タービンに係る下部車室ケーシングの斜視図である。なお、実施例２では、実施例１と重複する記載を避けるべく、実施例１と異なる部分についてのみ説明する。実施例２の配管４１の交換方法では、実施例１の工程に加えて、厚肉加工工程と薄肉加工工程とを実行している。このため、実施例２の蒸気タービン６０は、新配管４１への交換後において、厚肉加工が施される部位と薄肉加工が施される部位とが形成される。以下、実施例２に係る配管４１の交換方法について説明する。

図１５に示すように、旧配管除去工程Ｓ１１の後、下部車室ケーシング２１ｂには、厚肉加工工程が実行される。なお、厚肉加工工程は、旧配管除去工程Ｓ１１の後で、新配管配置工程Ｓ１２の前に行うことが好ましい。厚肉加工工程では、下部車室ケーシング２１ｂの車室合わせ面Ｐ１が形成される部位Ｌ１の厚みを厚肉に形成している。つまり、車室合わせ面Ｐ１が形成される部位Ｌ１とは、厚み方向の一方の面が車室合わせ面Ｐ１となり、厚み方向の他方の面が下部車室ケーシング２１ｂの内面となる部位である。

具体的に、厚肉加工工程では、下部車室ケーシング２１ｂの部位Ｌ１の内面に、締結ボルト等を用いて板状の補強材６１を固定することにより、部位Ｌ１の厚みを厚肉にしている。このとき、板状の補強材６１の厚みは、部位Ｌ１の厚みの０．２〜１．０倍の厚みとなっている。このため、厚肉加工工程後の部位Ｌ１の厚みは、１．２〜２．０倍の厚みとなる。これにより、厚肉加工工程後の部位Ｌ１の厚みとなる、車室合わせ面Ｐ１から補強材６１の下面（実線）までの厚みは、厚肉加工工程前の部位Ｌ１の厚みとなる、車室合わせ面Ｐ１から下部車室ケーシング２１ｂの内面（点線）までの厚みよりも厚肉となる。

なお、実施例２の厚肉加工工程では、下部車室ケーシング２１ｂの部位Ｌ１の内面に、締結ボルト等を用いて補強材６１を固定することにより、部位Ｌ１の厚みを厚肉としたが、この構成に限らない。例えば、下部車室ケーシング２１ｂの部位Ｌ１の内面に、補強材６１を溶接により固定することで、部位Ｌ１の厚みを厚肉としてもよい。また、下部車室ケーシング２１ｂの部位Ｌ１自体を厚肉のものに交換してもよい。

また、図１５に示すように、旧配管除去工程Ｓ１１の後、下部車室ケーシング２１ｂには、薄肉加工工程が実行される。なお、薄肉加工工程は、厚肉加工工程と同様に、旧配管除去工程Ｓ１１の後で、新配管配置工程Ｓ１２の前に行うことが好ましい。薄肉加工工程では、下部車室ケーシング２１ｂのグランド取付面Ｐ２が形成される部位Ｌ２の厚みを薄肉に形成している。つまり、グランド取付面Ｐ２が形成される部位Ｌ２とは、厚み方向の一方の面がグランド取付面Ｐ２となり、厚み方向の他方の面が下部車室ケーシング２１ｂの内面となる部位である。

具体的に、薄肉加工工程では、下部車室ケーシング２１ｂの部位Ｌ２を切り欠くことで、部位Ｌ２の厚みを薄肉にしている。例えば、薄肉加工工程では、下部車室ケーシング２１ｂの部位Ｌ２を、グランド取付面Ｐ２側から、または下部車室ケーシング２１ｂの内面側から、溶接切断して切り欠いてもよい。または、薄肉加工工程では、下部車室ケーシング２１ｂの部位Ｌ２を、切削加工により切り欠いてもよい。これにより、薄肉加工工程後の部位Ｌ２の厚みとなる、グランド取付面Ｐ２から切り欠き後の下部車室ケーシング２１ｂの内面（実線）までの厚みは、薄肉加工工程前の部位Ｌ２の厚みとなる、グランド取付面Ｐ２から下部車室ケーシング２１ｂの内面（点線）までの厚みよりも薄肉となる。

なお、実施例２の薄肉加工工程では、グランドケーシング２２が取り付け可能に、グランド取付面Ｐ２の歪みが生じないように、薄肉加工とすることが好ましい。また、下部車室ケーシング２１ｂの部位Ｌ２自体を薄肉のものに交換してもよい。

以上のように、実施例２の構成によれば、厚肉加工工程を行うことで、車室合わせ面Ｐ１における下部車室ケーシング２１ｂの部位Ｌ１の厚みを厚肉にすることができるため、下部車室ケーシング２１ｂの部位Ｌ１の剛性を高めることができ、車室合わせ面Ｐ１を歪み難くすることができる。

また、実施例２の構成によれば、薄肉加工工程を行うことで、グランド取付面Ｐ２における下部車室ケーシング２１ｂの部位Ｌ２の厚みを薄肉にすることができるため、溶接熱による熱変形を、部位Ｌ２において吸収することができ、車室合わせ面Ｐ１を歪み難くすることができる。

なお、実施例２の厚肉加工工程では、部位Ｌ１の厚みを、一様な厚みとすることが好ましい。この構成によれば、部位Ｌ１の厚みを一様に厚肉にすることで、厚肉にするための加工を簡易なものにすることができるため、加工コストを抑制することができる。

また、実施例２の薄肉加工工程では、部位Ｌ２の厚みを、一様な厚みとすることが好ましい。この構成によれば、部位Ｌ２の厚みを一様に薄肉にすることで、薄肉にするための加工を簡易なものにすることができるため、加工コストを抑制することができる。

次に、図１６を参照して、実施例３に係る蒸気タービン７０及び配管４１の交換方法について説明する。図１６は、実施例３の蒸気タービンに係る下部車室ケーシングの斜視図である。なお、実施例３では、実施例２と重複する記載を避けるべく、実施例２と異なる部分についてのみ説明する。実施例３の配管４１の交換方法では、実施例２の厚肉加工工程において一部の部位Ｌ１のみ厚肉加工し、実施例２の薄肉加工工程において一部の部位Ｌ２のみ薄肉加工している。このため、実施例３の蒸気タービン７０は、新配管４１への交換後において、厚肉加工が施される一部の部位Ｌ１と薄肉加工が施される一部の部位Ｌ２とが形成される。以下、実施例３に係る配管４１の交換方法について説明する。

図１６に示すように、厚肉加工工程では、下部車室ケーシング２１ｂの車室合わせ面Ｐ１が形成される部位Ｌ１のうち、グランド取付面Ｐ２近傍の部位Ｌ１の厚みを厚肉に形成している。ここで、グランド取付面Ｐ２近傍の部位Ｌ１とは、グランド取付面Ｐ２から軸線Ｉの軸方向における所定の厚みを含んだ部位であり、より具体的には、グランド取付面Ｐ２から、軸方向のおいてグランド取付面Ｐ２と対向する面までの厚みを含む部位である。

また、図１６に示すように、薄肉加工工程では、下部車室ケーシング２１ｂのグランド取付面Ｐ２が形成される部位Ｌ２のうち、配管４１の接続部７１近傍の部位Ｌ２の厚みを薄肉に形成している。ここで、配管４１の接続部７１近傍の部位Ｌ２とは、配管４１の接続部７１と下部車室ケーシング２１ｂの挿通孔２４の内面との間における部位である。

以上のように、実施例３の構成によれば、厚肉加工工程において、グランド取付面Ｐ２近傍の部位Ｌ１を厚肉加工することで、最低限の加工で、下部車室ケーシング２１ｂの剛性を高めることができる。このため、熱変形し易いグランド取付面Ｐ２近傍の車室合わせ面Ｐ１を歪み難くすることができるため、加工コストを抑制することができる。

また、実施例３の構成によれば、薄肉加工工程において、配管４１の接続部近傍の部位Ｌ２を薄肉加工することで、最低限の加工で、下部車室ケーシング２１ｂにより熱変形を吸収することができる。このため、熱変形の吸収による影響を受け難い部位で、熱変形を吸収することができるため、車室合わせ面Ｐ１を歪み難くすることができ、下部車室ケーシング２１ｂの剛性の低下を抑制しつつ、加工コストを抑制することができる。

次に、図１７を参照して、実施例４に係る蒸気タービン８０及び配管４１の交換方法について説明する。図１７は、実施例４の蒸気タービンに係る下部車室ケーシングの斜視図である。なお、実施例４では、実施例１と重複する記載を避けるべく、実施例１と異なる部分についてのみ説明する。実施例４の配管４１の交換方法では、実施例１の工程に加えて、矯正部材配置工程を実行している。このため、実施例４の蒸気タービン８０は、新配管４１への交換後において、下部車室ケーシング２１ｂの内部に矯正部材８１が配置される。以下、実施例４に係る配管４１の交換方法について説明する。

図１７に示すように、旧配管除去工程Ｓ１１の後、下部車室ケーシング２１ｂには、矯正部材配置工程が実行される。なお、矯正部材配置工程は、旧配管除去工程Ｓ１１の後であれば、いずれの工程後であってもよい。矯正部材配置工程では、グランド取付面Ｐ２の反対側となる下部車室ケーシング２１ｂの内面を押圧するように、矯正部材８１が配置される。ここで、矯正部材８１は、例えば、伸張する棒体であり、その一方の端部がグランド取付面Ｐ２の反対側となる下部車室ケーシング２１ｂの内面Ｐ３を押圧し、その他方の端部が内面Ｐ３と対向する面Ｐ４を押圧する。そして、矯正部材８１は、内面Ｐ３を押圧することで、内面Ｐ３の溶接熱による熱変形を抑制している。このため、矯正部材８１は、内面Ｐ３の熱変形に伴って変形する車室合わせ面Ｐ１の変形を抑制することが可能となる。

なお、矯正部材８１は、一方の端部がグランド取付面Ｐ２の反対側となる下部車室ケーシング２１ｂの内面Ｐ３を押圧すれば、他方の端部はいずれの位置であってもよい。例えば、矯正部材８１の他方の端部は、下部車室ケーシング２１ｂのテーパ状の壁体の内面を押圧してもよい。また、矯正部材８１は、溶接熱による熱変形を抑制可能な配置であれば、内面Ｐ３を押圧せずともよい。

以上のように、実施例４の構成によれば、矯正部材８１により内面Ｐ３の溶接熱による熱変形を抑制することで、内面Ｐ３の熱変形に伴って変形する車室合わせ面Ｐ１の変形を抑制することができる。このため、矯正部材８１により車室合わせ面Ｐ１の歪みを矯正することができる。よって、配管４１の交換後においても、車室合わせ面Ｐ１において二分割される蒸気タービン１０の車室ケーシング２１を好適に面合わせすることができるため、蒸気の漏れをさらに抑制することができる。

１０ 蒸気タービン
１２ ロータ
２１ 車室ケーシング
２１ａ 上部車室ケーシング
２１ｂ 下部車室ケーシング
２２ グランドケーシング
２２ａ 上部グランドケーシング
２２ｂ 下部グランドケーシング
２３ 蒸気供給口
２４ 挿通孔
３１ 回転軸
３２ 軸受
３５ 基礎台
３６ 軸受台
４１ 配管
４１ａ 蒸気供給管
４１ｂ 保護管
４２ 接続管
４５ 貫通部位
５１ 分割配管
５１ａ 第１分割配管
５１ｂ 第２分割配管
５１ｃ 第３分割配管
６０ 蒸気タービン（実施例２）
７０ 蒸気タービン（実施例３）
８０ 蒸気タービン（実施例４）
８１ 矯正部材
Ｐ１ 車室合わせ面
Ｐ２ グランド取付面
Ｌ１ 部位
Ｌ２ 部位

Claims (18)

1. 車室合わせ面を境に分割される蒸気タービンの車室の外面に形成されるグランド取付面に接続され、前記グランド取付面から前記車室の壁体を貫通して前記車室の内部に亘って設けられるシール用エアーを供給するための配管を交換する配管の交換方法であって、
   交換前の前記配管となる旧配管は、前記グランド取付面に接合されると共に、前記車室の壁体の貫通部位に接合されており、
   前記旧配管と前記グランド取付面との接合を切断すると共に、前記旧配管と前記貫通部位との接合を切断して、前記旧配管を前記車室から除去する旧配管除去工程と、
   交換後の前記配管となる新配管を分割した複数の分割配管を、前記旧配管の位置に対応させて管軸方向に並べて配置する新配管配置工程と、
   管軸方向に並べて配置された複数の前記分割配管同士を溶接して前記新配管とする分割配管溶接工程と、
   前記新配管と前記グランド取付面とを溶接により接合すると共に、前記新配管と前記貫通部位とを溶接により接合して、前記新配管を前記車室に取り付ける新配管取付工程と、を備えることを特徴とする配管の交換方法。
2. 前記旧配管除去工程後、前記車室を構成する車室部材の前記車室合わせ面が形成される部位の厚みを厚肉にする厚肉加工工程を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の配管の交換方法。
3. 前記厚肉加工工程では、前記車室部材の前記車室合わせ面が形成される部位の厚みを一様に厚肉にしていることを特徴とする請求項２に記載の配管の交換方法。
4. 前記厚肉加工工程では、少なくとも前記車室部材の前記車室合わせ面が形成される前記グランド取付面周りの部位の厚みを厚肉にしていることを特徴とする請求項２に記載の配管の交換方法。
5. 前記旧配管除去工程後、前記車室を構成する車室部材の前記グランド取付面が形成される部位の厚みを薄肉にする薄肉加工工程を、さらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の配管の交換方法。
6. 前記薄肉加工工程では、前記車室部材の前記グランド取付面が形成される部位の厚みを一様に薄肉にしていることを特徴とする請求項５に記載の配管の交換方法。
7. 前記薄肉加工工程では、少なくとも前記車室部材の前記グランド取付面が形成される前記配管の接続部周りの部位の厚みを薄肉にしていることを特徴とする請求項５に記載の配管の交換方法。
8. 前記旧配管除去工程後、前記車室合わせ面の歪みを矯正するための矯正部材を前記車室の内部に配置する矯正部材配置工程をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の配管の交換方法。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の配管の交換方法により前記旧配管から前記新配管に交換された蒸気タービンであって、
   前記車室合わせ面を境に分割され、外面に前記グランド取付面が形成される前記車室と、
   前記グランド取付面から前記車室の壁体を貫通して前記車室の内部に亘って設けられるシール用エアーを供給するための前記新配管と、を備え、
   前記新配管は、複数の前記分割配管同士を溶接した溶接部を有していることを特徴とする蒸気タービン。
10. 前記車室は、前記車室合わせ面が形成される車室部材を有し、
    前記配管の交換方法では、前記旧配管除去工程後、前記車室合わせ面における前記車室部材の厚みを厚肉にする厚肉加工工程が実行され、
    前記車室部材の厚みは、交換前に比して交換後のほうが厚肉となっていることを特徴とする請求項９に記載の蒸気タービン。
11. 前記車室合わせ面における前記車室部材の厚みは、交換後において、一様に厚肉となっていることを特徴とする請求項１０に記載の蒸気タービン。
12. 前記車室合わせ面における前記車室部材の厚みは、交換後において、少なくとも前記グランド取付面周りの一部が厚肉となっていることを特徴とする請求項１０に記載の蒸気タービン。
13. 前記車室は、前記グランド取付面が形成される車室部材を有し、
    前記配管の交換方法では、前記旧配管除去工程後、前記グランド取付面における前記車室部材の厚みを薄肉にする薄肉加工工程が実行され、
    前記車室部材の厚みは、交換前に比して交換後のほうが薄肉となっていることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の蒸気タービン。
14. 前記グランド取付面における前記車室部材の厚みは、交換後において、一様に薄肉となっていることを特徴とする請求項１３に記載の蒸気タービン。
15. 前記グランド取付面における前記車室部材の厚みは、交換後において、少なくとも前記配管の接続部周りの一部が薄肉となっていることを特徴とする請求項１３に記載の蒸気タービン。
16. 前記配管の交換方法では、前記旧配管除去工程後、前記車室合わせ面の歪みを矯正するための矯正部材を配置する矯正部材配置工程が実行され、
    前記車室の内部には、交換後において、前記矯正部材が配置されていることを特徴とする請求項９から１５のいずれか１項に記載の蒸気タービン。
17. 車室合わせ面を境に分割され、外面にグランド取付面が形成される車室と、
    前記グランド取付面から前記車室の壁体を貫通して前記車室の内部に亘って設けられるシール用エアーを供給するための配管と、を備え、
    交換前の前記配管となる旧配管は、交換後の前記配管となる新配管に交換され、
    前記新配管は、複数の溶接部が形成されていることを特徴とする蒸気タービン。
18. 前記新配管は、複数の前記分割配管を含み、複数の前記分割配管同士が溶接されることで、複数の前記溶接部が形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の蒸気タービン。

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