JP2524045B2

JP2524045B2 - 蒸気タ―ビンの十字継手フランジ構造

Info

Publication number: JP2524045B2
Application number: JP4010738A
Authority: JP
Inventors: 秀光佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-01-24
Filing date: 1992-01-24
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JPH0544404A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蒸気タービンのケーシン
グに採用されているフランジに係り、特に低圧タービン
に取り付けられるパッキンケースの水平フランジ部に於
いて、運転中の熱変形，経年的塑性変形を防ぐことが出
来る十字継手フランジ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力プラントの定検時、開放点検して
みると、低圧側パッキンケース水平面の一部に蒸気流れ
跡や、内側の一部に蒸気流れに依る浸食の跡が発見され
る。

【０００３】従来、パッキングケース十字継手部より蒸
気の凝縮水滲み現象、及び、大気吸い込み現象が発生し
た際には、応急的にパテに依りシールする等の対策をと
るが、低圧内部側への吸い込み時には、パテによるシー
ル方法もききめは有るが内部からの蒸気及び凝縮水が漏
洩時にはパテのみでのシールは防ぎ切れない。特に、原
子力ガスタービンの場合には、一度蒸気が通過すると湿
分蒸気のため浸食が発生し定検開放の都度、水平面摺り
合わせ加工を実施するが浸食防止用ステンレス肉盛作業
が必要となる。その際、現地で実施するが作業員の派遣
はもとより道工具類の搬入，搬出等工事日数を要し、工
事費がかさむ。

【０００４】図４はそのタービンの配置と軸封パッキン
取付の関連を示したものであるが、図に示すように軸封
パッキンはＮo.１〜Ｎo.８迄あり、今低圧車室１６に取
付けられる軸封パッキンの代表例として低圧パッキンケ
ース２３で説明する。パッキンケース２３を水平面より
下半を見たのが図６であり、低圧車室１６にパッキンケ
ース８がボルト締めで固定されている。更に、上半ケー
スをかぶせ水平ボルト及び垂直ボルトで固定するが低圧
車室１６とパッキンケース８の境界部は経年的な変形や
コーナ部の丸みが元でわずかな間隙が生じた場合、シー
ル蒸気室２７より、常に、シール蒸気をシール溝２７ａ
伝いに供給している。万一、わずかな間隙から吸い込ま
れる大気２４があった場合にも、ベント溝２８ａで引き
込み、ベント蒸気室２８に回収する。各々の圧力は、排
気室２５（０.０５ata），大気２６（１.０３ata），シ
ール蒸気２７ａ（１.３ata），ベント蒸気(１.０２ata)
といずれも圧力差は少ない。又、上半を締付けた状態を
図８に示す。垂直フランジ４をボルト３で締め、そのボ
ルトに締付時干渉しない位置にボルト３０を配置する。
この様に垂直フランジと水平フランジの交差する十文字
継手では水平フランジボルトと垂直フランジボルトを交
互に締付け間隙の無いよう細心の注意を払って組立て
る。しかし、充分締付けたボルトでも、水平フランジの
締付範囲は、図１２のように、上半フランジ端面１３を
全面カバーし切れない状況であった。低圧車室の熱変形
の影響やパッキンケース自体の熱変形，塑性変形等それ
らの合成されたもので、水平フランジ端面１３の近傍が
わずかに開口し、水滴滲み現象が発生したものと考え
る。該当個所十二ケ所中三ケ所に滲み現象が発生したこ
とにより発生率は低いが、漏洩につながるポテンシャル
をもっていた。本発明に近い公知例に特開昭59−37205
号公報「車室シール装置」がある。

【０００５】このものは十字継手部にピンを打込みピン
の膨脹を利用して内部蒸気をシールするが、シール性は
ピンとその穴側の加工精度によると考えられる。

【０００６】なお、図中９はブロック、１０はネジ穴、
１２，１４は締付力範囲、１５は高圧車室、１７，１８
は低圧車室、１９は発電機、２０，２１，２２は軸封パ
ッキン、３１は、水滴の滲みである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の十字継手フラン
ジ、特に、低圧パッキンケース部では、蒸気圧力も高く
ないので垂直フランジ締付ボルトと水平フランジ締付ボ
ルトの配置はスパナで締付可能なぎりぎりの位置に配置
しているが、低圧ケーシングが運転中に熱変形や経年的
な塑性変形をパッキンケースまで及ぼすものと考えられ
る。例えば、十字継手個所は十二ケ所あっても滲み現象
発生個所は三ケ所となっていた。滲み現象が発生しなか
った部位も、やがて、変形が進むと発生するものと考え
られる。いずれにしても現状構造では、ボルト締付力に
よる範囲がフランジ端面迄達しないために発生するもの
で、本発明はこの不具合を解消することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の蒸気タービンの十字継手フランジ構造は、
水平及び垂直継手（フランジともいう）を有する十字継
手フランジを備え、該フランジにより接合されてなるパ
ッキンケースと、少なくとも一つの前記水平継手面上の
端部に設けられた第二フランジと、該一つの水平継手と
対向する他の水平継手の接合面は、該一つの水平継手、
或いは該一つの水平継手の端面側に設けられたブロック
で覆われ、該第二フランジは対向する他の水平継手（例
えばパッキンケース８）に、前記一つの水平継手、或い
は前記ブロックを介して、少なくとも２本のボルトで締
付けるように構成されたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明により、水平継手部の端部まで、広範囲
に締め付けることができ、継手部の開口防止を図れ、大
気の吸い込み、慘みや漏洩現象を抑制できる。従来のパ
ッキンケース構造では、垂直継手用ボルト３と水平継手
用ボルト３０の配置は締付け工具が入るぎりぎりの位置
に配列しているが、図１２に示すように、ボルト締付け
力範囲は、上半フランジ端面迄は達していない。この構
造では、タービン運転中の熱変形等に打ち勝つ程の面圧
の確保は困難であった。そこで、フランジ端面を機械的
に締付けることで熱変形によるわずかな開口を抑え込む
ものであり、第二フランジと水平継手部自身もしくはブ
ロックを利用し、例えば二本のボルトで締め付ける事に
より、十字継手部の開口防止、すなわち、大気の吸い込
み、及び慘みや漏洩現象を解消することができる。

【００１０】

【実施例】本発明のフランジが図１に示されている。従
来のフランジ構造を示す図８に対し、垂直フランジ４を
締付けるボルト３と水平フランジ５を締付けるボルト３
０が締付け工具の干渉防止も兼ね、パッキンケース上半
フランジ５の外周端面に上半フランジ５と同じ暑さのブ
ロック９を配置し、その上に第二フランジ１を取付け、
それを押えるボルト、水平ボルト２ａ，２ｂで強力に締
付ける。図１を上方より見た図を図２に示す。又、それ
らを斜視的に示したのが図３である。図２，図３に示す
ように、従来の構造に対して、第二フランジを強力に締
付けるためにネジ穴１０を増設し、水平フランジボルト
２ａ，２ｂにより締付ける。なお、締付け順序は、水平
フランジ５をリーマボルト６及びナット７で軽く締めた
後、垂直フランジ４を垂直フランジボルト３で締め、そ
れらを交互に締付け完了後に、ブロック９を置き、その
ブロックと水平フランジ５の上に第二フランジ１を乗せ
水平フランジボルト２ａ，２ｂで締付ける。なお、第二
フランジ１には垂直フランジ締付けボルト３の頭部が干
渉しないように、干渉防止逃し穴１１を設けてある。こ
こで、第二フランジを設けないと、今後新たに製作する
パッキンケース等で単に上半フランジ５を延長し、増設
ネジ穴１０を追加しても垂直フランジボルト３と、水平
フランジボルト３０の締付け工具干渉は避けられない現
象とボルト締付け力範囲は、フランジ端面迄は十分にカ
バーしきれない。又、締付けによる力の分布は図１０の
従来構造に対し、図１１に示すように広範囲に力の伝達
が可能となる。そのことを平面的に示したのが図１２、
及び図１３である。図１２は、従来構造での締付け力範
囲を示し、図１３は第二フランジを用いた時の締付け力
範囲１４を示し、大幅に改善される。なお、水平フラン
ジボルト２ａ，２ｂも従来品に比べて長くなり、締付け
後の弛み防止にも有効となる。以上の説明では、パッキ
ンケースを例としたが、十字継手部のフランジを確実に
締付けることにより、外気の吸い込み，滲み、及び漏洩
を防ぐことができる。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、第二フランジ及び前記
十字継手フランジの水平継手部もしくは前記ブロックを
少なくとも２本のボルトでパッキンケースに締付けるよ
うに構成しているので、締付け面圧をパッキンケースの
端面側で広範囲に拡大できるとともに高くでき、シール
効果を向上できるので、蒸気の凝縮水滲み込み現象及び
大気吸い込み現象を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の側面図。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図。

【図３】本発明のフランジの組立状態を示す斜視図。

【図４】タービン配置とパッキンケース位置図。

【図５】図４のＶ−Ｖ矢視図。

【図６】図５のVI−VI矢視図。

【図７】図６のVII−VII矢視断面図。

【図８】図６に上半を組込んだ十字継手の側面図。

【図９】図８のIX−IX矢視断面図。

【図１０】従来フランジのボルトの締付力分布図。

【図１１】本発明フランジのボルトの締付力分布図。

【図１２】従来構造の面圧分布図。

【図１３】本発明の面圧分布図。

【符号の説明】

１…第二フランジ、２ａ…水平フランジボルト。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水平及び垂直継手を有する十字継手フラン
ジを備え、該フランジにより接合されてなるパッキンケ
ースと、少なくとも一つの前記水平継手面上の端部に設
けられた第二フランジと、該一つの水平継手と対向する
他の水平継手の接合面は、該一つの水平継手、或いは該
一つの水平継手の端面側に設けられたブロックで覆わ
れ、該第二フランジは対向する他の水平継手に、前記一
つの水平継手、或いは前記ブロックを介して、少なくと
も２本のボルトで締付けるように構成されたことを特徴
とする蒸気タービンの十字継手フランジ構造。