JP2016515682A - カバープレートのプレテンションを回復させるための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ブレードがカバープレート（１，２）を有していると共に破壊に起因して間隙（６）がカバープレート（１，２）の間に発生している、ブレード列を補修するための方法に関する。当該方法では、第１の方法ステップにおいて、支え要素（７）がカバープレート（１，２）の間の間隙（６）に配置され、第２の方法ステップにおいて、支え要素とカバープレートとが共に溶接される。

Description

本発明は、ブレード又はベーンがカバープレートと共に形成されていると共に損傷に起因して間隙が隣り合うブレード又はベーンの２つのカバープレートの間に形成されている、タービンブレードのカバープレートのプレテンションを回復させるための方法に関する。

例えば蒸気タービンのようなターボ機械では、流体媒体が、いわゆるガイドベーンとロータブレードとの間において移動する。ロータブレードはロータの表面に配置されており、ロータは回転軸線の周りに回転可能に取り付けられている。ロータブレードそれぞれが、いわゆるロータブレード列を形成するように構成されており、すなわち周方向においてロータ表面に配置されている。

ロータはロータブレード列と共に配置されており、ロータブレード列は流れ方向において連続的にハウジング内に配置されており、ガイドベーンがハウジングの内面に配置されている。ここで、ガイドベーンは、ガイドベーンが周方向において連続的に同様に配置され、これによりガイドベーン列を形成するように配置されている。従って、流体媒体が流れる際に通過する流れダクトは、ガイドベーン列とロータブレード列との間に形成されている。ターボ機械の一例である蒸気タービンの場合には、蒸気が流体媒体として流れダクトに沿って流れる。

流体媒体が流れダクト内において移動することによって、ロータが回転する。この回転が、例えば発電機を駆動するために利用される。

ロータブレードは、空気力学を考慮した形状を有しており、回転軸線から見た場合に、いわゆるカバープレートをその端部に有している。これらカバープレートは、ロータブレードの端部に配置されているので、流れダクトのための境界を形成している。このように形成されたターボ機械の動作の際には、ロータブレード列のシュラウドそれぞれと、ハウジング内の反対側に位置するシールバンドと、又はガイドベーンの場合には反対側のロータとが接触する場合がある。これにより、材料は高い負荷を受ける。このことは、望ましくない損傷をシュラウドに与える。損傷によって、例えばカバープレート同士の間に間隙が形成された場合には、破壊の原因となる振動が動作中にブレード又はベーンに生じる。

このような上述の間隙は、ガイドベーン又はロータブレードが可塑化された結果として形成される。

さらなる損傷を防止するために、損傷したロータブレード又はガイドベーンを交換する必要があるが、そのような交換には大きな出費を要し、定期点検の際にのみ実施可能とされる。このような交換は、交換用のブレード又はベーンの適切な供給を利用することができる場合に限り実施可能であることは明白である。

このような損傷を未然に防ぐさらなる実施可能な方法は、調査結果を記録し、その後の点検まで最終的な補修を遅延することである。しかしながら、このことは、ブレード又はベーンに亀裂が生じる可能性に起因して動作中の危険を高める。さらなる状況として、ブレード集合体又はベーン集合体の全体が、破壊の原因となる間隙に起因する危険性を有していることも考えられる。

本発明は、このような問題を処置することを目標としている。

従って、本発明の目的は、損傷に起因して間隙が２つのカバープレートの間に形成されている、シュラウドを具備するブレード又はベーンの場合に利用される方法であって、さらなる損傷の進展を回避することができる方法を提供することである。

当該目的は、タービンブレードのカバープレートのプレテンションを回復させるための方法であって、ブレード又はベーンが、カバープレートを具備して形成されており、間隙が、損傷に起因して、隣り合うブレード又はベーンの２つのカバープレートの間に形成されている、方法において、支え要素を間隙に挿入するステップと、支え要素をカバープレートに溶接するステップとを備えており、支え要素が、間隙に配置されている楔状の楔片を具備して形成されている、方法によって実現される。

支え要素は楔片を具備して形成されており、楔状に形成された楔片は間隙内に配置されている。従って、支え要素は、間隙の内部に突出していると共に楔状の形態を有している楔片を有している。楔片の当該特定形状によって、２つのシュラウドの間に力が発生するので、２つのシュラウドの間にプレテンションが回復する。言い換えれば、ブレード列又はベーン列は、再びプレテンションが発生するように形成されており、ブレード列又はベーン列のカバープレートがシュラウド組立体を表わしている。

従って、本発明は、カバープレート同士の間に付加的な構成部品を、具体的には支え要素を配置することを提案する。これにより、コストがかかるブレード又はベーンの交換を回避することができる。このような支え要素は、ブレード列又はベーン列の内側から間隙の内部に導入され、内側又は外側から溶接される。

本発明における方法の優位性は、ブレード列又はベーン列が再び支えられることにある。従って、次の点検までブレード列又はベーン列をこのように支えることによって、確実にコストを下げることができる。これにより、タービンの利用の信頼性が向上するので、起こり得る損傷を回避することができ、その結果として、ブレード列又はベーン列のさらなる損傷も回避することができる。ブレード列又はベーン列は、ブレード集合体又はベーン集合体を形成している。これにより、ブレード集合体又はベーン集合体は、さらなる損傷の発生から保護される。

優位な発展形態は、従属請求項において特定される。

さらなる優位な発展形態では、支え要素がＴ字状の形態を有しており、楔片が横梁に対して垂直に配置されている。

このようなＴ字状の形態によって、支え要素を欠陥的な間隙に容易に挿入することができる。さらに、例えば遠心力のような力によって、シュラウド同士の間における支え要素の移動が効果的に回避される。

優位には、支え要素は、横梁がシュラウドの下方に位置するように配置されている。このことは、横梁が流れダクト内に配置されていることを意味する。従って、横梁を不必要に大きくすべきでない。

さらなる優位な発展形態では、支え要素を挿入することによって、シュラウド同士の間に力が発生し、シュラウドが互いにから離隔するように押圧される。その結果として、シュラウド集合体又はブレード集合体若しくはベーン集合体には、再びプレテンションが発生する。

本発明の上述の特性、特徴、及び利点、並びにこれらが実現される態様は、図面に関連して詳述される典型的な実施例についての以下の説明と併せて、一層明確に且つ明瞭に理解可能となる。

本発明の典型的な実施例について、図面を参照しつつ以下に説明する。このことは、典型的な実施例を断定的に示すのではなく、概略的であり及び／又は僅かにデフォルメした図面を参照しつつ、明確に説明することを目的とするものである。図面から直接明らかな開示内容に加えて、関連する先行技術も参照する。

２つのシュラウドの平面図である。 ブレード列又はベーン列の一部分の断面図である。 ブレード列又はベーン列の一部分の断面図である。 ブレード列又はベーン列の一部分の断面図である。

図１は、第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２の平面図である。第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２は、ブレード又はベーンの翼形３の端部に配置されている。図１では、ブレード又はベーンの翼形３は破線によって表わされている。第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２は、ブレード又はベーンの翼形３とベーン根元部４とを具備するブレード又はベーンを形成している。ガイドベーンの場合には、ベーン根元部４はハウジングの内部に配置されている。ロータブレードの場合には、ブレード根元部４はロータに配置されている。本発明は、ガイドベーン及びロータブレードの両方のために利用可能とされる。第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２は周方向５に配置されている。間隙６は、損傷と呼称されるが、第１のカバープレート１と第２のカバープレート２との間に形成されている。ブレード又はベーンは、周方向５においてブレード列又はベーン列の連続的な配置を形成している。図１では、間隙６が、損傷に起因して、２つの隣り合うブレード又はベーンの第１のカバープレート１と第２のカバープレート２との間に形成されている。ブレード又はベーンを補修するための方法では、第１のステップにおいて、支え要素７が間隙６に挿入される。第２のステップにおいて、支え要素７が第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２に溶接される。

当該溶接は、第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２の下方、外側、又は端部において、及び第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２の外側において実施される。

第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２は、組立状態において周方向に配置されている場合には、シュラウドを形成している。

支え要素７は、楔片８を具備して形成されており、楔片８は、楔状に形成されており、間隙３に配置されている。当該実施例では、楔片８は、楔状の形態を有しており、これにより、楔片８が第１のカバープレート１又は第２のカバープレート２に向かって移動することによって、第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２が互いから離隔するように押圧されるように力が作用する。

支え要素７は、Ｔ字状の形態を有しており、楔片８は、横梁９に垂直に配置されている。従って、横梁９は、第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２の内側に配置されている。

支え要素７を挿入することによって、第１のカバープレート１と第２のカバープレート２との間に力が発生し、第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２が互いから離隔するように押圧される。

図２は、ブレード列又はベーン列の一部分の断面図である。図２は、支え要素７が据え付けられた状態、すなわち本発明における補修方法を実施した後の状態を表わす。支え要素７は、第１のカバープレート１及び第２のカバープレート２に溶接されている。当該溶接は、シュラウド表面１０又は内側シュラウド表面１１において実施される。

図３は、ブレード列又はベーン列の斜視図である。簡単のため、単一の支え要素７のみを図示している。ブレード列又はベーン列を補修するための本発明における方法によって、複数の支え要素７を２つの隣り合うカバープレート同士の間に確実に配置させることができる。

図４は、支え要素７の代替的な実施例を表わす。図３とは対照的に、支え要素７は約１８０°回転した状態で構成されている。このことは、横梁９が第２のカバープレート２の上方に配置されていることを意味する。従って、楔片８は、２つのカバープレート２の間に位置している。しかしながら、楔片８は、必ずしも楔状の形態を有している必要はない。その代りに、楔片８は、第２のカバープレート２の接触面に対して略平行に形成されている場合がある。支え要素７が動作中にシュラウドから脱落しないように、支え要素７は第２のカバープレート２に溶接されている。

本発明は、蒸気タービンで利用可能とされる。

本発明について、好ましい典型的な実施例を用いて詳細に説明及び図解したが、本発明は、開示した実施例に限定される訳ではなく、当業者であれば本発明の保護範囲から逸脱することなく上述の実施例に由来する他の変形例を想到することができる。

１ 第１のカバープレート
２ 第２のカバープレート
３ ブレード又はベーンの翼形
４ ベーン根元部（ブレード根元部）
５ 周方向
６ 間隙
７ 支え要素
８ 楔片
９ 横梁
１０ シュラウド表面
１１ 内側シュラウド表面

Claims (4)

1. タービンブレードのカバープレートのプレテンションを回復させるための方法であって、
   ブレード又はベーンが、前記カバープレート（１，２）を具備して形成されており、
   間隙（６）が、損傷に起因して、隣り合う前記ブレード又は前記ベーンの２つの前記カバープレート（１，２）の間に形成されている、前記方法において、
   前記方法が、
   支え要素（７）を前記間隙（６）に挿入するステップと、
   前記支え要素（７）を前記カバープレート（１，２）に溶接するステップと、
   を備えており、
   前記支え要素（７）が、前記間隙（６）に配置されている楔状の楔片（８）を具備して形成されていることを特徴とする方法。
2. 前記支え要素（７）が、Ｔ字状の形態を有しており、
   前記楔片（８）が、横梁（９）に対して垂直に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記支え要素（７）が、前記横梁（９）が前記カバープレート（１，２）の下方に位置するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記支え要素（７）を挿入することによって、前記カバープレート（１，２）同士の間に力が発生し、これにより前記カバープレート（１，２）が、互いから離隔するように押圧されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。

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