JP2020133559A - タービンロータの固定装置、これを備えたタービンモジュール、及びタービンモジュールの輸送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易にタービンロータの径方向と軸線方向を固定することができるタービンロータの固定装置及びタービンモジュールの輸送方法を提供する。【解決手段】タービンロータ１１の固定装置３０は、タービンロータ１１とタービンロータ１１の周囲を覆うように設けられたタービン車室との間をシールするグランド部２１Ａに設けられ、グランド部２１Ａに対するタービンロータ１１の径方向の相対移動を固定する径方向固定冶具３２と、タービンロータ１１とグランド部２１Ａとの間に設けられ、グランド部２１Ａに対するタービンロータ１１の軸線Ｘ方向の相対移動を固定する軸線方向固定冶具３１と、を備えている。【選択図】図３

Description

本開示は、タービンロータの固定装置、これを備えたタービンモジュール、及びタービンモジュールの輸送方法に関するものである。

高中圧タービン（高圧タービン・中圧タービン別々の場合も同様）は、工場等でタービンロータ等の内蔵部品をタービン車室に組み込みモジュール化して、タービンモジュール（モジュール化された蒸気タービン）は輸送用架台に据え付けられ、タービンモジュールを現地の据え付け場所へ輸送することで、現地での組み立て作業を軽減している。しかし、蒸気タービンは輸送時の揺れや振動等によってタービンロータが回転したり移動したりするため、タービンロータをタービン車室に対して支持させて固定金具等で固定する必要がある。

タービンロータをタービン車室に固定する技術としては、例えば特許文献１に、ロータのグランド部の周囲に２分割部分から構成される連結冶具を取付け、グランド部を内側に保持してボルト及びナットで締め付けて固定する技術が報告されている。特許文献２では、軸方向の固定及び回り止め用としてタービン本体のガバナー側と発電機側にあるバランスホールから仮ボルトでタービンロータを固定している。また、特許文献２には、円周に沿って複数に分割された仮設ロータ支え環を外側グランドパッキンの溝と高中圧タービンロータのラビリンスパッキンに対面した溝に挿着することが記載されている。

特許第４０８８３６９号公報 特開昭６３−８８２０７号公報

以上の経緯から、タービンロータの固定（具体的には、タービンロータの径方向と軸線方向の固定）を容易にすることが求められてきている。また、タービンモジュールの輸送時に、工場及び現地でタービンロータとタービン車室との位置関係を計測するにあたり、輸送前後におけるグランド部（タービン車室の両端部においてタービンロータとタービン車室との間でのタービン車室外部への蒸気漏出、外気のタービン内部への流入をシールする部位）とタービンロータとの隙間の計測値の差から輸送時の揺れや振動等によるタービンロータの位置ずれの発生等を確認している。

グランド部とタービンロータとの隙間の計測は、上下２分割で構成されるグランド部の上半部を開放して実施する必要がある。しかしながら、グランド部はタービン車室等に設けられるフランジ部に多くのボルト等で締結されているため、グランド部の上半部の取り外しには多くの時間と手間が必要であった。さらには、輸送前に隙間の計測を行った後は、輸送中に隙間の計測を行うことは困難であることから、タービンロータの移動（位置ずれ）を都度に把握することができなかった。従って、現地到着後にグランド部の上半部を開放して隙間の計測を行うまでは、輸送時の健全性を確認することができなかった。従って、タービンロータの位置ずれを抑制するため、容易にタービンロータの径方向と軸線方向を固定することができるタービンロータの固定装置並びにタービンロータの位置ずれが生じていないかを、輸送中にグランド部を開放することなく効率よく隙間を確認することができる計測装置が求められていた。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、容易にタービンロータの径方向と軸線方向を固定することができるタービンロータの固定装置及びタービンモジュールの輸送方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示のタービンロータの固定装置は、タービンロータと該タービンロータの周囲を覆うように設けられたタービン車室との間をシールするグランド部に設けられ、前記グランド部に対する前記タービンロータの径方向の相対移動を固定する径方向固定冶具と、前記タービンロータと前記グランド部との間に設けられ、前記グランド部に対する前記タービンロータの軸線方向の相対移動を固定する軸線方向固定冶具と、を備えている。

本開示のタービンロータの固定装置であれば、径方向固定冶具と軸線方向固定冶具との２つの冶具により、タービンロータの径方向と軸線方向とに分けて、タービンロータがグランド部を介してタービン車室に固定される。従って、１つの冶具でタービンロータの径方向の相対移動と軸線方向の相対移動とを固定するよりも、容易にタービンロータの径方向の相対移動と軸線方向の相対移動を固定することができる。また、タービンロータの径方向の相対移動を固定する冶具と軸線方向の相対移動を固定する冶具とを別々に製作可能なので、冶具の製作が容易となる。

なお、本開示において、「径方向の相対移動を固定する」とは、例えば、冶具として、冶具とタービンロータとの間の隙間及び冶具とグランド部との間の隙間が０〜０．１ｍｍとなるような径方向の寸法とされた冶具（径方向固定冶具）を用いる。また、「軸線方向の相対移動を固定する」とは、例えば、冶具として、冶具とタービンロータとの間の隙間が０〜１ｍｍとなるような軸線方向の寸法とされた冶具（軸線方向固定冶具）を用いる。

上記タービンロータの固定装置において、前記グランド部の内周面に対し、前記軸線方向に形成され、前記径方向固定冶具が嵌合する一のシールリング溝と、前記軸線方向固定冶具が嵌合する他の前記シールリング溝と、が設けられることが好ましい。

グランド部に上記のようなシールリング溝が設けられていれば、径方向固定冶具及び軸線方向固定冶具をグランド部のシールリング溝に嵌合することができる。また、例えば上記のシールリング溝がグランド部の周方向の内周面に設けられている場合、冶具をタービンロータとグランド部との間に形成された隙間に対して周方向に沿って回転させてシールリング溝に挿入し、嵌合させることが可能となる。具体的には、タービンロータの径方向の相対移動と軸線方向の相対移動とを固定する１つの冶具を用いた場合では、冶具の位置を固定するためにタービンロータやグランド部と接触する部分が多くなり、接触する方向も複数方向となり、冶具をタービンロータとグランド部との間に周方向に回転させて挿入することが困難である。一方、本開示のように、タービンロータの径方向の相対移動を固定する冶具と軸線方向の相対移動を固定する冶具とを２つに分けることで、各冶具がそれぞれタービンロータやグランド部と接触する部分を必要な個所へと適切に減らすことができるため、各冶具をタービンロータとグランド部との間に周方向に回転させて挿入することが容易となる。

上記タービンロータの固定装置において、前記軸線方向固定冶具は、前記径方向固定冶具よりも前記タービンロータの前記タービン車室の外側に配置された軸端側に位置し、前記軸線方向固定冶具には、前記タービンロータと前記グランド部との間の隙間を前記軸線方向固定冶具よりも前記タービンロータの端面に対して前記軸端側から目視可能として前記隙間の計測位置とする切り欠き部が設けられていることが好ましい。

軸線方向固定冶具に上記のような切り欠き部が設けられていれば、グランド部の上半部を開放することなく、軸線方向固定冶具よりもタービンロータに対してタービン車室の外側の軸端側（軸受装置側）の位置から切り欠き部を介してタービンロータとグランド部との間の隙間を目視で確認ができて、隙間を計測器具等で容易に計測することができる。従って、タービンロータやタービン車室をモジュール化した後においても、タービンロータとグランド部の隙間寸法を容易に計測することができる。また、タービンモジュールの組立後や輸送前及び輸送中に上記隙間寸法を計測することにより、各計測値の差により輸送中における振動等によるタービンロータの径方向への移動の有無と移動量を把握することができ、輸送後の品質確保が容易になる。タービンロータとグランド部の隙間寸法は、例えばマイクロメータやシリンダゲージ等の計測器具で計測することができる。

上記タービンロータの固定装置において、前記グランド部における前記タービンロータから前記軸端側には、計測冶具の一端が前記切り欠き部を挿通して前記グランド部に取付可能となっており、前記計測冶具は、前記タービンロータにおける前記軸端側の前記端面と前記グランド部との軸線方向の隙間を計測することが好ましい。

グランド部におけるタービンロータのタービン車室の外側の軸端側（軸受装置側）の端面に上記のような計測冶具が取付可能（例えばタービンロータ軸に対して垂直に機械加工された面）となっていれば、グランド部の上半部を開放することなく、タービンロータの軸端側の位置から、計測冶具によってタービンロータとグランド部の軸線方向における隙間を確認することができる。従って、タービンモジュール組立後や輸送前及び輸送中に上記タービンロータとグランド部の軸線方向における隙間を計測することにより、各計測値の差により輸送中における振動等によるタービンロータの軸線方向への移動の有無と移動量を把握することができ、輸送後の品質確保が容易になる。計測冶具としては、例えば軸線方向に延在する一端と径方向に延在する他端とを有している断面Ｌ字状のブロック体部材を挙げることができる。また、位置ずれの計測方法としては、例えば、上記断面Ｌ字状の計測冶具の他端が、軸線方向に直交するグランド部の端面と平行に対面するように計測冶具を磁石等を用いてグランド部の端面に取り付けることで、計測冶具の他端とタービンロータの端面との間の距離（タービンロータの軸線方向における長さ）を計測することができる。

また、本開示は、タービンロータと、該タービンロータの周囲を覆うように設けられたタービン車室と、前記タービン車室に前記タービンロータの相対移動を固定するための上述のタービンロータの固定装置と、を備えているタービンモジュールを提供する。

本開示のタービンモジュールは、上述のタービンロータの固定装置を備えているため、タービンロータのタービン車室への位置の固定と相互位置関係の計測が容易となる。従って、作業性に優れたタービンモジュールとなる。

また、本開示は、タービンロータと該タービンロータの周囲を覆うように設けられたタービン車室との間をシールするグランド部に設けられ、前記グランド部に対する前記タービンロータの径方向の相対移動を固定する径方向固定冶具と、前記タービンロータと前記グランド部との間に設けられ、前記グランド部に対する前記タービンロータの軸線方向の相対移動を固定する軸線方向固定冶具と、を備えているタービンロータの固定装置を用いたタービンモジュールの輸送方法において、前記径方向固定冶具により、前記グランド部に対する前記タービンロータの径方向の相対移動を固定する径方向固定工程と、前記軸線方向固定冶具により、前記グランド部に対する前記タービンロータの軸線方向の相対移動を固定する軸線方向固定工程と、前記タービンロータの固定装置と、前記タービンロータの固定装置により固定された前記タービンロータと、前記タービン車室と、を備えたタービンモジュールを輸送する輸送工程と、を有するタービンモジュールの輸送方法を提供する。

本開示のタービンモジュールの輸送方法においては、径方向固定冶具（径方向固定工程）と軸線方向固定冶具（軸線方向固定工程）との２つの冶具（２つの工程）により、タービンロータの径方向と軸線方向とに分けて、タービンロータがグランド部を介してタービン車室に固定される。従って、１つの冶具でタービンロータの径方向の相対移動と軸線方向の相対移動とを固定するよりも、容易にタービンロータの径方向の相対移動と軸線方向の相対移動を固定することができる。また、タービンロータの径方向への相対移動を固定する冶具と軸線方向への相対移動を固定する冶具とを別々に製作可能なので、冶具の製作が容易となる。

本開示のタービンロータの固定装置及びタービンモジュールの輸送方法によれば、容易にタービンロータの径方向と軸線方向を固定することができる。また、タービンモジュールの輸送中における振動によるタービンロータの移動を抑制することができる。

本開示の一実施形態に係るタービンモジュールを示す概略側断面図である。 図１のタービンモジュールにおける紙面右側のグランド部近傍において、図１の紙面右側の外部側からタービン車室内側を見た、グランド部の上半部を取り外した状態を示す概略斜視図である。 本開示の一実施形態に係るタービンロータの固定装置がタービンロータとグランド部との間に設けられた状態を示す部分断面図である。 本開示の一実施形態に係る径方向固定冶具の一例を示す斜視図である。 本開示の一実施形態に係る軸線方向固定冶具の一例を示す斜視図である。 図１のタービンモジュールにおける紙面右側のグランド部近傍において、図１の紙面右側の外部側からタービン車室内側を見た、グランド部に計測冶具が取り付けられる状態を示す部分概略斜視図である。 計測冶具がグランド部に取り付けられた状態を示す部分断面図である。

以下に、本開示に係るタービンロータの固定装置、これを備えたタービンモジュール、及びタービンモジュールの輸送方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、上方とは鉛直上側の方向を、下方とは鉛直下側の方向を示している。

〔タービンモジュール〕
以下、本開示の一実施形態に係るタービンモジュールについて、図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係るタービンモジュール（蒸気タービン：高中圧タービン）を示す概略側断面図である。

図１に示すように、タービンモジュール（高中圧タービン）１は、軸線Ｘ方向の一方側（紙面右側）に高圧翼列（回転機械）２Ａが、軸線Ｘ方向の他方側（紙面左側）に中圧翼列（回転機械）２Ｂが、一つのタービンモジュール１内に構成されている。

高中圧タービン１は、回転可能に支持されたタービンロータ１１と、ステータ５０とを有している。なお、以下の説明においては、軸線Ｘの延在方向を「タービンロータ１１の軸線Ｘ方向」と、軸線Ｘの周方向を「タービンロータ１１の周方向」と、軸線Ｘの径方向を「タービンロータ１１の径方向」と称する。

タービンロータ１１は、複数の動翼段で構成された動翼列１２Ａ，１２Ｂを有している。また、ステータ５０は、タービン車室５１や複数の静翼段で構成された静翼列５２Ａ，５２Ｂ等を有している。

タービンロータ１１は、ステータ５０を軸線Ｘ方向に貫通しており、軸線Ｘ方向の両軸端側を、ステータ５０の外部に配設された軸受装置９１，９２によって支持されている。なお、本実施形態では、タービンモジュール１の輸送時には軸受装置９１，９２は含まずに軸の連結を取り外した状態で、タービンモジュール１は架台（不図示）に載置されて搬送される。

動翼列１２Ａ，１２Ｂは、複数の動翼段で構成され、動翼段はタービンロータ１１の外周に周方向に配列して保持された動翼で構成されている。

静翼列５２Ａ，５２Ｂは、複数の静翼段で構成され、静翼段はタービン車室５１に嵌合する翼環５３の内周に周方向に配列して保持された静翼で構成されている。動翼段と静翼段を交互に配置することで、それぞれ高圧翼列２Ａ、中圧翼列２Ｂを構成している。

タービン車室５１は、タービンロータ１１の周囲を覆うように設けられており、タービンロータ１１に挿通されている。タービン車室５１における軸線Ｘ方向の両端からタービンロータ１１の両軸端が突出されている。なお、タービン車室５１における軸線Ｘ方向の両端において、タービン車室５１とタービンロータ１１との間に形成される隙間は、それぞれグランド部２１Ａ，２１Ｂによってタービン車室５１の外側の外部とシールされている。

タービン車室５１とタービンロータ１１の間には不図示のシールリングが設けられており、タービン車室５１とタービンロータ１１の隙間が厳格に管理されて蒸気がタービン車室５１の外側の外部に漏れ出たり、外気が流入したりすることが抑制される。

〔タービンロータの固定装置〕
次に、図２を示して本実施形態に係るタービンロータの固定装置について説明する。本実施形態に係るタービンロータの固定装置は、例えば図１のグランド部２１Ａ，２１Ｂに適用される。

図２は、図１のタービンモジュールにおける紙面右側のグランド部２１Ａ近傍において、図１の紙面右側の外部側からタービン車室５１内側を見た、グランド部２１Ａの上半部を取り外した状態を示す概略斜視図である。なお、図２において、タービンロータ１１の図示を、説明の都合上省略している。図２に示すように、グランド部２１Ａには、グランド部２１Ａに対するタービンロータ１１の軸線Ｘ方向の相対移動と、グランド部２１Ａに対するタービンロータ１１の径方向の相対移動を固定するタービンロータの固定装置３０が設けられている。タービンロータの固定装置３０は、グランド部２１Ａに対するタービンロータ１１の軸線Ｘ方向の相対移動を固定する軸線方向固定冶具３１と、グランド部２１Ａに対するタービンロータ１１の径方向の相対移動を固定する径方向固定冶具３２と、を備えている。軸線方向固定冶具３１及び径方向固定冶具３２の材質としては、例えばＳＳ系材料やＳＵＳ系材料等の金属を挙げることができる。

軸線方向固定冶具３１は、半円弧形状、即ち半割れのリング状となっている。軸線方向固定冶具３１は径方向固定冶具３２よりもタービンロータ１１の軸端Ｘ１側（軸線Ｘ方向のタービン車室５１外側）に位置する。軸線方向固定冶具３１はグランド部２１Ａの下半部側に１つのみ設けられる。モジュール化した後においては、軸線方向固定冶具３１の上方側にシールリングが設けられ、このシールリングにより、軸線方向固定冶具３１の周方向の移動は固定される。軸線方向固定冶具３１の詳細な形状については後述する。

径方向固定冶具３２は、半円弧形状、即ち半割れのリング状となっている。径方向固定冶具３２は、軸線方向固定冶具３１よりもタービンロータ１１の軸端Ｘ２側（軸線Ｘ方向のタービン車室５１内側）に位置する。径方向固定冶具３２は分割されたグランド部２１Ａの上半部側と下半部側に２つ設けられ、２つの径方向固定冶具３２により、タービンロータ１１の全周が囲まれるように挿入される。径方向固定冶具３２の詳細な形状については後述する。

本実施形態に係るタービンロータの固定装置３０は、図２に示すように、タービンロータ１１の周方向（回転方向）の移動を固定する周方向固定冶具（例えば、ボルト等のねじ溝のある棒状部材）３３を備えている。周方向固定冶具３３は、タービン車室５１の外側（タービン車室５１よりもタービンロータ１１の軸端Ｘ１側の位置）から、タービン車室５１の内部に突き出すように挿入される。具体的には、本実施形態では、周方向固定冶具３３は、タービン車室５１に設けられた振動調整用のバランスプラグ穴３４を利用して、周方向固定冶具３３の挿入部先端を軸線Ｘに対して斜め下方側に傾斜した状態で挿入される。挿入された周方向固定冶具３３は、タービンロータ１１の一部に接触して、タービン車室５１に対してタービンロータ１１が回転しないように保持固定される。このようにして、タービンロータ１１の周方向（回転方向）の移動が固定される。なお、本開示において、周方向固定冶具３３は必須ではない。

次に、図３〜５を示して本実施形態に係るタービンロータの固定装置３０によるタービンロータ１１の固定の仕方についてより詳細に説明する。図４は、本実施形態に係る径方向固定冶具３２の一例を示す斜視図である。図５は、本実施形態に係る軸線方向固定冶具３１の一例を示す斜視図である。なお、説明の都合上、図３〜５においても軸線Ｘを図示している。

図４に示すように、径方向固定冶具３２は、上述のタービンロータ１１の外周面と嵌合するタービンロータ側嵌合部３５と、上述のグランド部２１Ａの内周面と嵌合するグランド部側嵌合部３６とを有している。タービンロータ側嵌合部３５は、径方向固定冶具３２の内周面に対して凹凸部が形成され、タービンロータ１１の嵌合溝１３（図３参照）の凹凸形状に対応するように形成される。グランド部側嵌合部３６は、径方向固定冶具３２の外周面から径方向外側に向かって突出する凸状の突出部に形成される。

図５に示すように、軸線方向固定冶具３１は、後述するグランド部２１Ａの内周面と嵌合する半円弧形状の嵌合部３７を有している。嵌合部３７の軸端Ｘ１側の面には、嵌合部３７から軸線Ｘ方向に沿って突出する突出部３８が形成されている。突出部３８の軸線Ｘ方向に向かう端部（嵌合部３７とは反対側の端部）には、径方向における軸線Ｘ内方に向かうように突出する固定部３９が形成されている。固定部３９は上述のタービンロータ１１の軸端Ｘ１側の面（後述の端面１４）に接触させて係止する。

突出部３８及び固定部３９は、嵌合部３７の全周に渡って形成されておらず、周方向の一部（本実施形態では、軸端Ｘ１側から見て水平両端方向と鉛直下方側の計３箇所）が開口するように切り欠かれた切り欠き部４０が設けられている。なお、切り欠き部４０を設ける位置及び数については特に限定されない。

切り欠き部４０は、軸線方向固定冶具３１の配置後に、上述のタービンロータ１１とグランド部２１Ａとの間の隙間を軸線方向固定冶具３１よりもタービンロータ１１の端面１４に対して軸端Ｘ１側の位置から目視で確認ができて、隙間を計測器具等で容易に計測することが可能となるように形成される。切り欠き部４０の幅Ｈ（図５中鉛直下方側の切り欠き部４０で言うと、水平左右方向の長さ）は特に限定されないが、タービンロータ１１とグランド部２１Ａとの間の隙間を目視で確認できて、隙間を計測器具等で計測することが可能な幅であればよく、例えば２０ｍｍ〜６０ｍｍである。

図３は、本実施形態に係るタービンロータの固定装置３０がタービンロータ１１とグランド部２１Ａとの間に設けられた状態を示す部分断面図である。具体的には、図３は、軸線方向固定冶具３１について、突出部３８及び固定部３９を有する部分を含むように（切り欠き部４０が形成された部分を含まないように）切断された断面図である。図３の紙面左方向がタービン車室５１の外側となるタービンロータ１１の軸端Ｘ１方向を示し、紙面右方向がタービン車室５１の内側（グランド部２１Ａの内部側）となるタービンロータ１１の軸端Ｘ２方向を示している。

図３に示すように、グランド部２１Ａの内周面には、軸線Ｘ方向に形成され、径方向固定冶具３２のグランド部側嵌合部３６が嵌合する（一の）シールリング溝２２と、軸線方向固定冶具３１の嵌合部３７が嵌合する（他の）シールリング溝２３とが設けられている。これらシールリング溝２２，２３は、いずれもグランド部２１Ａ内周面に沿って設けられている。タービンロータ１１の外周面には、径方向固定冶具３２のタービンロータ側嵌合部（凹凸部）３５が嵌合する凹凸形状の嵌合溝１３が設けられている。

軸線方向固定冶具３１によりタービンロータ１１の軸線Ｘ方向の相対移動を固定するため、図３中の領域Ｃ１における、軸線方向固定冶具３１の固定部３９とタービンロータ１１の軸端Ｘ１側の面との間の隙間は０（例えば０〜１ｍｍ）に近い寸法となるように調整される。軸線方向固定冶具３１自体のがたつきを抑制するため（軸線方向固定冶具３１の位置固定のため）、図３中の領域Ｃ２における、軸線方向固定冶具３１の突出部３８とグランド部２１Ａの内周面との間の隙間は、０（例えば０〜０．１ｍｍ）に近い寸法となるように調整される。軸線方向固定冶具３１の嵌合部３７とグランド部２１Ａの内周面との間については、公差が厳しく管理されるものの若干の隙間は許容される。若干の隙間とは、軸線方向固定冶具３１の嵌合部３７が、タービンロータ１１とグランド部２１Ａとの間の隙間に挿入され易くするために、軸線方向や径方向に移動しうる程度の隙間をいう。

軸線方向固定冶具３１によりタービンロータ１１の径方向の相対移動を固定するため、図３中の領域Ｃ３における、径方向固定冶具３２のタービンロータ側嵌合部３５（特には、タービンロータ側嵌合部３５の凸部）とタービンロータ１１の嵌合溝１３（特には、嵌合溝１３の凹部）との間の隙間は０（例えば０〜０．１ｍｍ）に近い寸法となるように調整される。また、同様の理由で、図３中の領域Ｃ４における、径方向固定冶具３２のグランド部側嵌合部３６とグランド部２１Ａの（シールリング溝２２が形成された部分における）内周面との間の隙間は、０（例えば０〜０．１ｍｍ）に近い寸法となるように調整される。

軸線方向固定冶具３１のシールリング溝２３への配置や径方向固定冶具３２のシールリング溝２２への配置は、例えば各冶具を分割されたグランド部２１Ａの上半部側に周方向に回転させて挿入する方法を挙げることができるが、これに限定されない。

以上説明したようなタービンロータの固定装置３０は、図１中のグランド部２１Ｂにも設けられている。

次に、図６〜７を示して、タービンロータ１１とグランド部２１Ａとの間の隙間の長さや、タービンロータ１１とグランド部２１Ａとの間の軸線Ｘ方向における位置ずれを確認する方法について説明する。

図６は、図１のタービンモジュールにおける紙面右側のグランド部近傍において、図１の紙面右側の外部側からタービン車室５１内側を見た、グランド部に計測冶具が取り付けられる状態を示す部分概略斜視図である。なお、図６において、タービンロータ１１の図示を、説明の都合上省略している。また、説明の都合上、図６においても軸線Ｘを図示している。図６に示すように、グランド部２１Ａにおけるタービンロータ１１の軸端Ｘ１側には、計測冶具４１の一端４２が接触するように取り付け可能となっている。計測冶具４１としては、例えば軸線Ｘ方向に延在する一端４２と径方向に延在する他端４３とを有している断面Ｌ字状のブロック体のものを使用できる。

図７は、計測冶具４１がグランド部２１Ａに取り付けられた状態を示す部分断面図である。具体的には、図７は、軸線方向固定冶具３１について、切り欠き部４０が形成された部分を含むように切断された断面図である。図７の紙面左方向がタービン車室５１の外側となるタービンロータ１１の軸端Ｘ１方向を示し、紙面右方向がタービン車室５１の内側（グランド部２１Ａの内部側）となるタービンロータ１１の軸端Ｘ２方向を示している。説明の都合上、図７においても軸線Ｘを図示している。

軸線方向固定冶具３１に切り欠き部４０が形成されていることで、グランド部２１Ａの上半部を開放することなく、軸線方向固定冶具３１よりもタービンロータ１１の軸端Ｘ１側の位置から切り欠き部４０を介してタービンロータ１１とグランド部２１Ａとの間の隙間を目視で確認ができて、隙間を計測器具等で容易に計測することが可能となる。タービンロータ１１とグランド部２１Ａとの間の隙間寸法Ｌは、例えばマイクロメータやシリンダゲージ等の計測器具で計測することができる。

計測冶具４１は、タービンロータ１１における軸端Ｘ１側の端面１４の隙間を計測する。計測に当たり、計測冶具４１は、一端４２がグランド部２１Ａにおける軸端Ｘ１側の基準面２４に対して接触するように磁石等により取り付けられる。このとき、計測冶具４１の他端４３は、タービンロータ１１の端面１４と軸線Ｘ方向に直交するグランド部の端面と平行に対面するように調整し、一端４２を基準面２４に接触するように取り付ける。この状態において、マイクロメータ等により計測冶具４１の他端４３とタービンロータ１１の端面１４との間の距離Ｄ（タービンロータ１１の軸線Ｘ方向における長さ）を計測して、輸送開始前の計測値と比較することにより、タービンロータ１１における軸線方向の隙間が計測される。なお、計測冶具４１の他端４３をタービンロータ１１の端面１４と軸線Ｘ方向に直交するグランド部の端面と平行に対面するように配置する必要はなく、他の態様にて計測冶具４１による計測を行ってもよい。

〔タービンモジュールの輸送方法〕
次に、本実施形態に係るタービンモジュールの輸送方法について説明する。
なお、以下では、図１に示すタービンモジュール１を輸送する場合を一例として説明するが、これに限定されない。

（径方向固定工程）
径方向固定工程においては、径方向固定冶具３２により、グランド部２１Ａ，２１Ｂに対するタービンロータ１１の径方向の相対移動を固定する。

（軸線方向固定工程）
軸線方向固定工程においては、径方向固定工程を行った後に軸線方向固定冶具３１を挿入することにより、グランド部２１Ａ，２１Ｂに対するタービンロータ１１の軸線方向の相対移動を固定する。

（輸送工程）
タービンロータの固定装置３０によるタービンロータ１１の位置固定が完了した後に、タービンモジュール１を輸送する。本実施形態では、タービンモジュール１の輸送時には軸受装置９１，９２を取り外し、タービンモジュール１を架台（不図示）等で固定して移動手段に載置して搬送する。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態のタービンロータの固定装置３０であれば、径方向固定冶具３２と軸線方向固定冶具３１との２つの冶具により、タービンロータの径方向と軸線方向とに分けてタービンロータ１１がグランド部２１Ａ，２１Ｂを介してタービン車室５１に固定される。従って、１つの冶具でタービンロータ１１の径方向の相対移動と軸線Ｘ方向との相対移動を固定するよりも、容易にタービンロータ１１の径方向の相対移動と軸線Ｘ方向の相対移動を固定することができる。また、タービンロータ１１の径方向の相対移動を固定する冶具と軸線Ｘ方向の相対移動を固定する冶具とを別々に製作可能なので、冶具の製作が容易となる。

グランド部２１Ａ，２１Ｂにシールリング溝２２，２３が設けられていれば、径方向固定冶具３２及び軸線方向固定冶具３１をグランド部２１Ａ，２１Ｂのシールリング溝２２，２３に嵌合することができる。また、例えば上記のシールリング溝２２，２３がグランド部２１Ａ，２１Ｂの周方向の内周面に設けられている場合、冶具をタービンロータ１１とグランド部２１Ａ，２１Ｂとの間に形成された隙間に対して周方向に沿って回転させてシールリング溝２２，２３に挿入し、嵌合させることが可能となる。具体的には、タービンロータ１１の径方向と軸線方向とを固定する１つの冶具を用いた場合では、冶具の位置を固定するためにタービンロータ１１やグランド部２１Ａ，２１Ｂと接触する部分が多くなり、接触する方向も複数方向となり、冶具をタービンロータ１１とグランド部２１Ａ，２１Ｂとの間に周方向に回転させて挿入することが困難である。一方、本実施形態のように、タービンロータ１１の径方向の相対移動を固定する冶具と軸線Ｘ方向の相対移動を固定する冶具とを２つに分けることで、各冶具がそれぞれタービンロータ１１やグランド部２１Ａ，２１Ｂと接触する部分を必要な個所へと適切に減らすことができる。従って、各冶具をタービンロータ１１とグランド部２１Ａ，２１Ｂとの間に周方向に回転させて挿入することが容易となる。

軸線方向固定冶具３１に切り欠き部４０が設けられていれば、グランド部２１Ａ，２１Ｂの上半部を開放することなく、軸線方向固定冶具３１よりもタービンロータ１１に対してタービン車室５１の外側の軸端Ｘ１側の位置から切り欠き部４０を介してタービンロータ１１とグランド部２１Ａ，２１Ｂとの間の隙間を目視で確認ができて、隙間を計測器具等で容易に計測することができる。従って、タービンロータ１１やタービン車室５１をモジュール化した後においても、タービンロータ１１とグランド部２１Ａ，２１Ｂとの間の隙間寸法Ｌを容易に計測することができる。また、タービンモジュール１の組立後の輸送前及び輸送中に上記隙間寸法Ｌを計測することにより、各計測値の差により輸送中における振動等によるタービンロータ１１の径方向への移動の有無と移動量を把握することができ、輸送後の品質確保が容易になる。

グランド部２１Ａ，２１Ｂにおけるタービンロータ１１のタービン車室５１の外側の軸端Ｘ１側に計測冶具４１が取付可能となっていれば、グランド部２１Ａ，２１Ｂの上半部を開放することなく、タービンロータ１１の軸端Ｘ１側の位置から、計測冶具４１によってタービンロータ１１とグランド部２１Ａ，２１Ｂとの軸線Ｘ方向における隙間を確認することができる。従って、タービンロータ１１やタービン車室５１をモジュール化した後においても、タービンロータ１１とグランド部２１Ａ，２１Ｂとの間の軸線Ｘ方向における隙間を容易に計測することができる。また、タービンモジュール１の組立後や輸送前及び輸送中に計測冶具４１とタービンロータ１１との間の距離Ｄを計測することにより、各計測値の差により輸送中における振動等によるタービンロータ１１の軸線Ｘ方向への移動の有無と移動量を把握することができ、輸送後の品質確保が容易になる。

本実施形態のタービンモジュール１は、上述のタービンロータの固定装置３０を備えているため、タービンロータ１１のタービン車室５１への位置の固定と相互位置関係の計測が容易となる。従って、作業性に優れたタービンモジュール１となる。

本実施形態のタービンモジュール１の輸送方法においては、径方向固定冶具３２（径方向固定工程）と軸線方向固定冶具３１（軸線方向固定工程）との２つの冶具（２つの工程）により、タービンロータの径方向と軸線方向とに分けて、タービンロータ１１がグランド部２１Ａ，２１Ｂを介してタービン車室５１に固定される。従って、１つの冶具でタービンロータ１１の径方向の相対移動と軸線Ｘ方向の相対移動とを固定するよりも、容易にタービンロータ１１の径方向の相対移動と軸線Ｘ方向への相対移動を固定することができる。また、タービンロータ１１の径方向への相対移動を固定する冶具と軸線Ｘ方向への相対移動を固定する冶具とを別々に製作可能なので、冶具の製作が容易となる。

なお、上述した実施形態では、軸線方向固定冶具３１や径方向固定冶具３２として半円弧形状のものを使用する場合を一例として挙げて説明したが、各冶具の形状はこれに限定されない。また、各冶具の数も特に限定されない。即ち、軸線方向固定冶具３１の数は１つに限定されず、２つ以上としてもよい。また、径方向固定冶具３２の数も上下方向の２つに限定されず、３つ以上としてもよい。

１ タービンモジュール（高中圧タービン）
２Ａ 高圧翼列（回転機械）
２Ｂ 中圧翼列（回転機械）
１１ タービンロータ
１２Ａ，１２Ｂ 動翼列
１３ 嵌合溝
１４ 端面
２１Ａ，２１Ｂ グランド部
２２ （一の）シールリング溝
２３ （他の）シールリング溝
２４ 基準面
３０ タービンロータの固定装置
３１ 軸線方向固定冶具（冶具）
３２ 径方向固定冶具（冶具）
３３ 周方向固定冶具（冶具）
３４ バランスプラグ穴
３５ タービンロータ側嵌合部
３６ グランド部側嵌合部
３７ 嵌合部
３８ 突出部
３９ 固定部
４０ 切り欠き部
４１ 計測冶具
４２ 一端
４３ 他端
５０ ステータ
５１ タービン車室
５２Ａ，５２Ｂ 静翼列
５３ 翼環
９１，９２ 軸受装置
Ｄ 距離
Ｈ 幅
Ｌ 隙間寸法
Ｘ 軸線
Ｘ１、Ｘ２ 軸端

Claims (6)

1. タービンロータと該タービンロータの周囲を覆うように設けられたタービン車室との間をシールするグランド部に設けられ、前記グランド部に対する前記タービンロータの径方向の相対移動を固定する径方向固定冶具と、
   前記タービンロータと前記グランド部との間に設けられ、前記グランド部に対する前記タービンロータの軸線方向の相対移動を固定する軸線方向固定冶具と、を備えているタービンロータの固定装置。
2. 前記グランド部の内周面に対し、前記軸線方向に形成され、前記径方向固定冶具が嵌合する一のシールリング溝と、前記軸線方向固定冶具が嵌合する他の前記シールリング溝と、が設けられる請求項１に記載のタービンロータの固定装置。
3. 前記軸線方向固定冶具は、前記径方向固定冶具よりも前記タービンロータの前記タービン車室の外側に配置された軸端側に位置し、
   前記軸線方向固定冶具には、前記タービンロータと前記グランド部との間の隙間を前記軸線方向固定冶具よりも前記タービンロータの端面に対して前記軸端側から目視可能として前記隙間の計測位置とする切り欠き部が設けられている請求項１又は請求項２に記載のタービンロータの固定装置。
4. 前記グランド部における前記タービンロータから前記軸端側には、計測冶具の一端が前記切り欠き部を挿通して前記グランド部に取付可能となっており、
   前記計測冶具は、前記タービンロータにおける前記軸端側の前記端面と前記グランド部との軸線方向の隙間を計測する請求項３に記載のタービンロータの固定装置。
5. タービンロータと、
   該タービンロータの周囲を覆うように設けられたタービン車室と、
   前記タービン車室に前記タービンロータの相対移動を固定するための請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタービンロータの固定装置と、
   を備えているタービンモジュール。
6. タービンロータと該タービンロータの周囲を覆うように設けられたタービン車室との間をシールするグランド部に設けられ、前記グランド部に対する前記タービンロータの径方向の相対移動を固定する径方向固定冶具と、前記タービンロータと前記グランド部との間に設けられ、前記グランド部に対する前記タービンロータの軸線方向の相対移動を固定する軸線方向固定冶具と、を備えているタービンロータの固定装置を用いたタービンモジュールの輸送方法において、
   前記径方向固定冶具により、前記グランド部に対する前記タービンロータの径方向の相対移動を固定する径方向固定工程と、
   前記軸線方向固定冶具により、前記グランド部に対する前記タービンロータの軸線方向の相対移動を固定する軸線方向固定工程と、
   前記タービンロータの固定装置と、前記タービンロータの固定装置により固定された前記タービンロータと、前記タービン車室と、を備えたタービンモジュールを輸送する輸送工程と、を有するタービンモジュールの輸送方法。

Images