JP4137215B2 - 回転機械プラントおよび管壁部分の取り外し方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、取り外し可能な管壁のセクションを含み、そのセクションが内部ケースと外部ケースとを有する、回転機械プラントのための装置に関する。さらに本発明は、管外壁および管内壁を含み、かつ、回転機械の一方から他方へ流体を輸送するように配置された導管を介して相互に接続する少なくとも２つの回転機械を含む回転機械プラントに関する。
【０００２】
さらに本発明は、内部ケースおよび外部ケースを含む管壁のセクションの取り外し方法に関する。
【０００３】
本発明に係る装置は、管内壁および管外壁を含む導管が存在し、環状流路が前記壁間に形成され、かつ、塵埃を含む高温流体が前記流路を流通する回転機械プラントに特に有利である。
【０００４】
【従来の技術】
従来、内部ケースと外部ケースとを有する管壁の取り外し可能なセクションにおいては、通常、外部ケースは軸方向の分割面を有する。この分割面は、外部ケースを２つの部分に分割し、この部分はある種の継手、例えばボルトを介して相互に連結される。それにより、上記部分の間の連結を緩めることにより該部分を互いに他方から取り外すことが可能になり、その結果、内部ケースを露出させ、次いで管壁から取り外すことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような種類の装置は、継手が、特に軸方向のフランジ継手である場合に、前記の場合のように、例えば塵埃を含む高温流体が運ばれて前記継手上を流れるために腐食し易いという欠点を有する。
【０００６】
一方、もし外部ケースの二分された部分間の分割面の継手が溶接継手であるならば、腐食の傾向は実際に軽減されるが、取り外し時に結合を緩めることが過酷でありかつ非実用的な作業になる。
【０００７】
上述したタイプの回転機械プラントに関しては、回転機械の修理作業を時々行うことが必要である。この修理作業は比較的大規模であり、回転機械のより大きい構成部品と同様により小さい構成部品にも手が届くことを必要とする。より大きい回転機械プラントに関しては、一方の回転機械が高圧タービンを含み、他方の回転機械は低圧タービンを含み、これらの回転機械は上記の方法により互いに連結しており、その構造は、通常、修理作業が回転機械プラントをその一方の端部から取り外し、かつ完全な修理作業が行われるべきプラント内の位置に位置づけることを必要とするような構造である。このような取り外しは費用がかかるばかりでなく時間を要する作業であり、回転機械プラントの修理、部品の交換などのための取り外しおよびそれに続く装着のためだけに数日が必要とされることは珍しくない。一方の回転機械がその外側端から取り外すことができず、他方の回転機械の端部からのみ取り外さなくてはならないように、一方の回転機械が回転機械プラントの他の部分に結合されていることによってしばしば起こる問題が増えている。
【０００８】
本発明の目的は、容易に取り外し可能な部分を有し、同時に該部分の外部ケースが、塵埃を含む高温流体の流れに晒されたたときに腐食の影響を受けやすい部分をもたらさない、回転機械プラントを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的は、管外壁及び管内壁を備えた管状導管を介して相互に連結された少なくとも２つの回転機械を有し、回転機械が、流体を一方から他方へ移送するように配列され回転機械の一方は高圧タービンを有し、かつ、他方の回転機械は低圧タービンを有する装置を有する回転機械プラントにおいて、管状導管は、回転機械内に配置された構成部品に管状導管を介して手が届くことができるようにするためにそれぞれ取り外し可能に設けられた、管外壁の中間部および管内壁セクション（１５）を有し、管内壁は内部ケースおよび外部ケースを備え、外部ケースは第１および第２の管状部分を有し、第１の管状部分は少なくとも部分的に第２の管状部分に重なり、第１の管状部分は、内部ケースを内部ケースに接続された管壁の部分から取り外し可能とするために、内部ケースに外部から手が届くことができるように第２の管状部分上で軸方向に移動可能に配置されていることを特徴とする回転機械プラントによって達成される。
また、本発明の目的は、回転機械の構造をとおして、回転機械の設備の点検、修理作業および部品の交換に関してプラントを取り外したり再装着するための作業と手間とを軽減することを可能にする回転機械プラントを提供することにある。
この目的は、上述の回転機械プラントにより達成される。
これにより、ただ１つの方向、つまり回転機械プラントの一方の端部だけからの取り外しは、もはや必要でなくなる。
このようにして、修理作業中の著しい時間の節約が可能になり、例えば、回転機械のための共通の軸受空間へはさらに容易に手が届き、軸受の作動が促進される。取り外し可能なセクションおよび取り外し可能な中間部が十分な寸法であれば、タービン容器全体に手が届きそれらを各回転機械から１つの単一の構成部品のようにそれぞれ取り外して持ち出せることも簡単になる。また、例えば回転機械中の回転可能な誘導翼をメンテナンスすることもできるようになる。
【００１０】
本発明の回転機械プラントの好ましい実施例によれば、内部ケースは、長さが軸方向に可変である部分を有する。
【００１１】
これにより、内部ケースに外部から手が届くように、内部ケースに連結された管壁の部分から内部ケースを取り外すように外部ケースの第１部分を第２部分の上で移動させた後に、軸方向長さが可変の部分を圧縮することにより内部ケースの長さを減少することが可能である。その結果、内部ケースの他方の端部と、内部ケースに連結された管壁の相当する部分とを連結する半径方向内側の継手に手が届くことが可能になる。また、長さが可変の部分は、回転機械間の距離が特に操作中の温度の影響により変化するときに、内部ケースが軸方向に伸張することおよび短縮することをそれぞれ可能にする。
【００１２】
本発明の回転機械プラントの他の好ましい実施例によれば、可変長の部分をセクションの軸方向に収縮するための締め付け装置を有する。
【００１３】
これにより、内部ケースの長手方向の縮小は著しく促進され、この操作は他の外付け装置をほとんど又は全く必要としない。
【００１４】
本発明の回転機械プラントの別の好ましい実施例によれば、内部ケースと外部ケースとの間に断熱材層を含み、内部ケースはセクションにかかる機械荷重の大部分を支持するように配置され、外部ケースはセクションの外側に耐熱保護殻を形成している。
【００１５】
これにより、機械荷重の大部分を支持することになる取り外し可能なセクションの一部は熱の影響から隔離され、そのため、熱い気体が外部ケースに沿って流動するときも撓むことなく支持機能を実行することができる。
【００１６】
本発明の回転機械プラントの別の好ましい実施例によれば、管壁は、管外壁により封鎖された内壁を形成し、これらの壁の間に環状流路が設けられて第１の回転機械から第２の回転機械へ流体を導く。
【００２１】
本発明の回転機械プラントの好ましい実施例によれば、構成部品は回転機械のタービンを含む。
【００２２】
本発明の別の目的は、管壁のセクションであって、内部ケースと外部ケースとを有し、外部ケースが第１およびび第２の管状部分を含み、第１の部分が少なくとも部分的に第２の部分と重なる、管壁のセクションの取り外し方法を提供することにあり、この方法は単純な操作並びに比較的少量の作業および時間を可能にする。
【００２３】
この目的は、内部ケースに手が届くことができるようにするために第１の管状部分を第２の管状部分上で軸方向に移動させる工程と、次いで、内部ケースを、内部ケースに連結されている管壁の部分から取り外す工程とを有し、内部ケースを取り外す工程は、内部ケースの一方の端部とそれに連結される管壁の部分との間の第１の継手を取り外す工程と、内部ケースをその軸方向への収縮によって縮める工程と、内部ケースの他方の端部とそれに連結される管壁の部分との間の第２の継手を取り外す工程とを有し、収縮は、締め付け装置を作動させて内部ケースの部分を圧縮することを含み、該部分は内部ケースの軸方向長さが可変であり、管壁が、管外壁により半径方向に閉鎖された管内壁を形成し、これらの壁が、第１の回転機械から第２の回転機械へ流体が流通するための環状流路を備える管状導管を形成する回転機械プラントに適用され、各工程の前に、回転機械の間に位置する管外壁の対応する中間部を取り外す方法により達成される。
【００２５】
上記方法により、外部ケース同様、内部ケースの取り外しも達成されるが、外部ケースは取り外しのための軸方向の分割面や固定ボルト等を含まない。さらに、内部部ケースの長さの減少によって、内部ケースの一方の端部と、そこに連結された管壁の相当部分との間の半径方向内側の継手に手が届くことが可能になる。
【００２７】
本発明の回転機械プラントおよび方法のさらなる特徴や利点は、以下の説明により明らかになるであろう。
【００２８】
以下、本発明に従う装置の実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、管状導管３によって相互に連結された第１の回転機械１および第２の回転機械２を含む回転機械プラントを概略的に示し、管状導管３は管外壁４および管内壁５を含み、かつ、流体を第１の回転機械１から第２の回転機械２へ移送するように配置されている。ここで、第１の回転機械１は高圧タービン６を含み、第２の回転機械２は低圧タービン７を含む。
【００３０】
タービン６，７は、各回転機械１，２をそれぞれ通って延在する軸８，９上に配置され、それぞれ軸受１０，１１，１２，１３に支持されている。
【００３１】
管状導管３は、それぞれ着脱可能に設けられた管外壁４の中間部１４と管内壁５のセクション１５とを有し、管状導管３を介して、回転機械１，２中に配置された構成部品にアクセスが可能である。中間部１４およびセクション１５を図２の軸方向断面図に示す。前記中間部およびセクションの構造は、特に、管状導管３を通って流れる流体が塵埃を含む熱気体となるという事実を考慮して製造される。
【００３２】
従って、管内壁、特に取り外し可能な部分は、外部ケース１６、内部ケース１７、および各ケース間に配置された断熱材層１８により形成される３つの層を有する。外部ケース１６は、耐熱性および耐摩耗性を有する材料からなり、中間層１８および内部ケース１７を、内壁４と外壁５との間に形成された環状流路１９内を流動する熱気体から遮蔽するように配置されている。
【００３３】
内部ケース１７は、セクション１５に作用する機械荷重の大部分を支持するように配置されている。
【００３４】
管外壁４、特に中間部１４は、管内壁５と同一の主構造を有し、つまり、その内部ケース２０は耐熱性、耐摩耗性材料からなり、中間層２１は断熱材からなり、外部ケース２２は、管外壁４特に中間部１４に作用する機械荷重の大部分を支持するように配置されている。
【００３５】
中間部１４およびセクション１５は、管状導管３に沿ってほぼ全長にわたって延在する。従って、これらに連結される管状導管の部分４１および４２は、実際は各回転機械１，２から始まる軸フランジにより構成され得る。特に、セクション１５および中間部１４の長さがかなりの長さであるとき、機械荷重の大部分を支持するそれらの一部分、つまりセクション１５の内部ケース１７および中間部１４の外部ケース２２を、それらが支持能力を失うような高温度で管状導管３が過度に撓み下がり、前記管状導管の永久的な変形、取り外しの問題などを生じることがある温度に晒さない事が重要である。３層を備える上述の構造はこの問題を回避するのに有効な方法である。
【００３６】
中間部１４とセクション１５の一つの差異は、後者が外部ケースにおいて、いかなる垂直分割面およびそこに属するボルト継手を備えていないことである。その理由は、既に述べたように、このようなボルト継手の歪みは、塵埃を含んで流路１９を流れる熱気体の影響のために外部ケース１６において過度に深刻であろうからである。継手は腐食により容易に摩損するであろう。
【００３７】
セクション１５の取り外しを可能にするために、外部ケース１６は筒状の第１の部分２３と第２の部分２４とを有し、第１の部分２３は、セクション１５の中間領域において少なくとも部分的に第２の部分２４と重なっている。セクション１５の一方の端部において、第１の部分２３は管状導管３の部分に、継手手段、好ましくは溶接継手により連結している。第１および第２の部分２３，２４は僅かに円錐状であり、第１の部分２３が、それに連結した管状導管部にて継手から取りはずされているとき、第１の部分２３を第２の部分２４上で収縮自在に押すことが可能である。そのために、第１の部分２３はリング２５を含む。さらに、第２の部分２４は、連結部材、ここでは円錐状の突張り２６を通じて内部ケース１７に連結している。
【００３８】
内部ケース１７は、長さがその軸方向に可変である部分２７を有する。この部分２７は、内部ケース１７の内周を周回し、かつ圧力吸収してシールする機能を有するベローズ部２８を含む。部分２７を軸方向に圧縮するために締め付け装置３０が配置されている。この締め付け装置は、内部ケース部分３５に作用して、内部ケース部分３５がブリッジ３２に関して軸方向に移動するように配置されたねじ装置３１を含む。ブリッジ３２は、一方の端部で内部ケース１７に連結し、かつ、内部ケース１７の軸方向に反対の端部で凹所３３に移動可能に挿入されているシートにより形成されている。従って実際に、内部ケース１７は、軸方向に相対的に移動可能な２つの部分３４，３５に分割されている。ブリッジ３２は実際にはそれらの部分の一方の一部を構成し得るが、示した例においてブリッジ３２は管状シートにより形成され、管状シートは内部ケースに平行に延在しかつ管状シートの一方の端部で内部ケースの部分３４の一部に、例えば溶接継手により連結されている。ベローズ部２８は、２つの部分３４，３５の各々に、ベローズ部２８の軸方向端部３６，３７にてそれぞれ取り付けられている。好ましくは、複数のねじ装置３１は内部ケース１７の外周に沿って分散して配置されて、外部ケースの第１の部分２３が第２の部分２４上で移動されたときに容易に手が届く。ねじ装置３１のねじは、取り付け後、ねじが、操作中に部分２７およびベローズ部２８の軸方向の移動を妨げないように、ねじの固定位置から緩められるように配置されている。
【００３９】
第１の部分２３が第２の部分２４上で移動したときに露出される内部ケース１７の端部において、内部ケース１７は、内部ケース１７が管壁の部分４１と連結するところに継手３８を含む。継手３８は、簡単な手段で緩め得るボルト継手により構成されている。その後、長さが可変の部分２７を、締め付け装置３０によりセクション１５の軸方向に圧縮することが可能であり、それにより内部ケース１７の軸方向の反対側端部でかつ半径方向内側に位置する継手３９に届くことが可能になる。さらに、内部ケース１７は、外部から届くことができる継手により連結された２つの長さ１７ａ，１７ｂに分割され、これらの長さの一方、この場合は１７ｂを分離して取り外すことにより、別の方法で継手３９に届くことを可能にする。好ましくはボルト継手である継手３９が、該継手に連結する管内壁５の部分４２から取り外されたとき、セクション１５の全体が回転機械１，２の間の位置から持ち上げられ得る。いうまでもなく、これらの処置には中間部１４が予め取り外されていてもよい。しかしこれは、もう従来の方法においてなされているので、ここでは詳細には説明しない。
【００４０】
図４から、内部ケースが、半径方向外側に突出し、かつその外部端で外部ケース１６を支持する支持部材４０をいかにして備えるかが分かる。それにより、セクション１５の安定性が改善されている。
【００４１】
いうまでもなく、当業者が、本発明の範囲から逸脱せずに前記装置及び回転機械プラントに幾つかの改良及び変更をすることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う回転機械プラントの概略図である。
【図２】本発明に従う装置の軸方向の断面図である。
【図３】図２の装置の拡大詳細図である。
【図４】図３の端部の詳細図である。
【符号の説明】
１ 第１の回転機械
２ 第２の回転機械
３ 管状導管
４ 管外壁
５ 管内壁
６，７ タービン
８，９ 軸
１０，１１，１２，１３ 軸受
１４ 中間部
１５ セクション
１６ 外部ケース
１７ 内部ケース
１９ 環状流路
２８ ベローズ部
３０ 締め付け装置
３１ ねじ装置
３２ ブリッジ
３３ 凹所
３８，３９ 継手
４０ 支持部材

Claims (10)

1. 管外壁（４）及び管内壁（５）を備えた管状導管（３）を介して相互に連結された少なくとも２つの回転機械（１，２）を有し、前記回転機械（１，２）が、流体を一方（１）から他方（２）へ移送するように配列され前記回転機械（１，２）の一方（１）は高圧タービン（６）を有し、かつ、他方の回転機械（２）は低圧タービン（７）を有する装置を有する回転機械プラントにおいて、
   前記管状導管（３）は、前記回転機械（１，２）内に配置された構成部品（６〜１３）に前記管状導管（３）を介して手が届くことができるようにするためにそれぞれ取り外し可能に設けられた、前記管外壁（４）の中間部（１４）および前記管内壁（５）のセクション（１５）を有し、
   前記管内壁（５）は内部ケース（１７）および外部ケース（１６）を備え、
   前記外部ケース（１６）は第１および第２の管状部分（２３，２４）を有し、前記第１の管状部分（２３）は少なくとも部分的に前記第２の管状部分（２４）に重なり、前記第１の管状部分（２３）は、前記内部ケース（１７）を前記内部ケースに接続された前記管壁（５）の部分（４１，４２）から取り外し可能とするために、前記内部ケース（１７）に外部から手が届くことができるように前記第２の管状部分（２４）上で軸方向に移動可能に配置されていることを特徴とする回転機械プラント。
2. 前記内部ケース（１７）は、長さが軸方向に可変である部分（２７）を有することを特徴とする請求項１に記載の回転機械プラント。
3. 前記セクション（１５）の軸方向に長さが可変である部分（２７）を縮めさせるための締め付け装置（３０）を有することを特徴とする請求項２に記載の回転機械プラント。
4. 断熱材の層（１８）を前記内部ケース（１７）と外部ケース（１６）との間に有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転機械プラント。
5. 前記内部ケース（１７）は、前記セクション（１５）にかかる機械荷重の大部分を支持するように配置されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の回転機械プラント。
6. 前記外部ケース（１６）は、前記セクション（１５）の外側で耐熱性保護殻を形成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の回転機械プラント。
7. 前記管壁（５）は、管外壁（４）により封鎖された内壁を形成し、かつ、これらの壁の間に、第１の回転機械（１）から第２の回転機械（２）へ流体を導くための環状流路（１９）が設けられることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の回転機械プラント。
8. 前記構成部品（６〜１３）は、前記回転機械（１，２）のタービン（６，７）を有することを特徴とする請求項７記載の回転機械プラント。
9. 管壁（５）のセクション（１５）であって、前記セクション（１５）が内部ケース（１７）および外部ケース（１６）を有し、前記外部ケース（１６）は第１の管状部分（２３）および第２の管状部分（２４）を有し、前記第１の管状部分（２３）は少なくとも部分的に前記第２の管状部分（２４）に重なっている、管壁（５）のセクション（１５）の取り外し方法において、
   前記内部ケース（１７）に手が届くことができるようにするために前記第１の管状部分（２３）を前記第２の管状部分（２４）上で軸方向に移動させる工程と、次いで、前記内部ケース（１７）を、それに連結されている前記管壁（５）の部分（４１，４２）から取り外す工程とを有し、
   前記内部ケース（１７）を取り外す工程は、前記内部ケースの一方の端部とそれに連結される前記管壁（５）の部分（４１）との間の第１の継手（３８）を取り外す工程と、前記内部ケース（１７）をその軸方向への収縮によって縮める工程と、前記内部ケース（１７）の他方の端部とそれに連結される前記管壁（５）の部分（４２）との間の第２の継手 （３９）を取り外す工程とを有し、
   前記収縮は、締め付け装置（３０）を作動させて前記内部ケース（１７）の部分（２７）を圧縮することを含み、該部分は前記内部ケースの軸方向長さが可変であり、
   前記管壁（５）が、管外壁（４）により半径方向に閉鎖された管内壁を形成し、これらの壁が、第１の回転機械（１）から第２の回転機械（２）へ流体が流通するための環状流路（１９）を備える管状導管（３）を形成する回転機械プラントに適用され、前記各工程の前に、前記回転機械（１，２）の間に位置する前記管外壁（４）の対応する中間部（１４）を取り外すことを特徴とするセクション（１５）の取り外し方法。
10. 最初に、前記第１の管状部分（２３）を、それに連結されている前記管壁（５）の部分（４２）から取り外すことを特徴とする請求項９に記載の方法。

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