JP4363799B2 - タービン組立輸送架台および同架台を用いたタービン組立方法、輸送方法 - Google Patents
タービン組立輸送架台および同架台を用いたタービン組立方法、輸送方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービンを架台上で組立て、そのまま輸送できるようにするタービン組立輸送架台、同架台を用いたタービン組立方法、およびその輸送方法に係り、特に蒸気タービンのうち高圧タービンまたは中高圧一体タービン等の組立および輸送に好適なタービン組立輸送架台および同架台を用いたタービン組立、輸送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、主に小型クラス、中型クラスの発電設備の輸出先等の現場において容易に据付けを行えるようにするため、タービンを予め工場で組立て、静止部と回転部との間隙確認や調整がほぼ済んだ、完全な組立状態にして出荷する一体輸送組立が多く採用されるようになっている（例えば特開平７−１０２９０６号公報、特開平５−１４９１０７号公報、特開昭６２−２６７５０５号公報等）。
【０００３】
まず、図７を参照して、従来技術および本発明の適用対象となるタービン構成について、概略的に説明する。この図７に例示したタービン１は、蒸気タービンの高中圧一体タービンであり、大別して静止部であるケーシング２と、回転部であるロータ３とからなっている。ケーシング２は上下の分割体、すなわちケーシング下半部４とケーシング上半部５とにより構成されている。同様にケーシング下半部４は、外部車室下半部４ａとその内部に組込まれる内部車室下半部４ｂとからなり、ケーシング上半部５は、外部車室上半部５ａとその内部に組込まれる内部車室下半部５ｂとからなる。内部車室下半部４ｂおよび内部車室下半部５ｂには、ロータ３に蒸気を整流して導く静止部品としての上下分割構造のノズル６がそれぞれ組込まれる。
【０００４】
次に図８〜図１０を参照して、タービン１の組立ておよび輸送についての従来技術を説明する。図８は組立時に使用される従来の設備構成を示す斜視図であり、図９は図８の一部を拡大して示す断面図である。
【０００５】
図７および図８に示すように、タービン１の組立てに際しては従来から、タービン１の組立支持用架台として、工場設備品である基礎定盤１１が多用されている。この基礎定盤１１は大型ブロック状、例えばボックス状のものであり、その上面が水平な受け面１２とされ、ケーシング２のタービン軸方向両端位置に少なくとも１対配置される（図８には、１対の基礎定盤１１のうち、一方のみを示している）。この基礎定盤１１の上面には、ケーシング２を支持するための１対の離間配置されたケーシング支持台１３と、これらのケーシング支持台１３間に配置されたロータ軸受支持用の軸受台１４とが並列に載置されている。
【０００６】
各ケーシング支持台１３は、組立てるべきケーシング２をタービン軸方向の各端部位置において、ロータ３を挟む２箇所で支持するものである。これらのケーシング支持台１３は、例えば直方体ブロック状に構成され、一側部に上面開口の嵌込み溝１５を有し、他側上面が平坦な受け部１６とされている。そして、嵌込み溝１５にはタービン１のケーシング下半部４の端部に下向きに突設された突起部４ｃを挿入保持できるとともに、平坦な受け面１６には組立て後のケーシング２の端部を搭載保持し、タービン据付時の状態を再現できるようになっている。また、軸受台１４は、例えば上面が開口する平面四角形状の枠体１７内に上面が開口する半円弧状のリング状受け部材１８を保持した構成とされ、上下２分割されたタービン軸受１９の下半部分を嵌合保持することができるようになっている。そして、組立てに際しては、まず、ケーシング下半部４をケーシング支持台１３に搭載する。この場合、ケーシング下半部４の軸方向各端部のロータ軸に対して対称に２箇所ずつの突起部４ｃを、計４個のケーシング支持台１３の嵌込み溝１５内にそれぞれ挿入する。
【０００７】
図９は、この嵌込み溝１５内への挿入状態を詳細に示している。すなわち、ケーシング下半部４の各突起部４ｃは、ケーシング支持台１３の各嵌込み溝１５内に、アッセンブリーキー２０に載せた状態で、それぞれ挿入支持させる。そして、このアッセンブリーキー２０の厚さを調整することにより、ケーシング下半部４の水平レベルを調整し、各受け部に均等な荷重がかかるように、相対的な位置関係に調整して据付けを行う。次に、据付けられたケーシング下半部４に、上下に２分割されたノズル６等の静止部品のうち下半部側の部品を組込む。
【０００８】
その後、図８に示したロータ軸受１９を軸受台１４に支持させ、このロータ軸受１９にロータ３を納め、間隙の計測を行い、静止部品やロータ位置の調整を行って間隙値を適正な値とし、上半部側の部品を組立てる。これにより、軸受台１４にロータ軸受１９が組込まれた状態で、ロータ３を回転可能に保持することができる。そこで最終的に、ケーシング上半部５をケーシング下半部４に組込み、これらをボルトによって締結することにより組立てを終了し、タービン１が完成する。この時、ケーシング下半部４はケーシング上半部５により支持されることになるため、ケーシング２とケーシング支持台１３の受け面１６との間にランニングキー２１を挿入して、先に挿入していたアッセンブリーキー２０を外して、ケーシング２をランニングキー２１によって支持させるとともに、ロータ３のフランジ接合等のための高さ調整をする。このように、静止部であるケーシング２と回転部であるロータ３とを、それぞれの支持構造をもって組立てている。
【０００９】
なお、発電所等のタービン据付け現場においては、ロータ軸受１９がコンクリート基礎等に固定設置される。そこで、上述した組立て後のロータ軸受１９をロータ３から外し、かつロータ３をケーシング２内に保持した状態とする。外したロータ軸受１９については、組立てたケーシング２とは別送する。この場合、ロータ軸受１９による支持を解除する代りに、仮受け用のロータ受けによりロータ３をケーシングに固定する。すなわち、ケーシング２の端部に設けたパッキンケーシングに、ロータ３を仮受けするための固定手段としてロータ受けを組付け、これにより輸送中のロータ固定を行う。つまり、パッキンケーシングはグランドパッキンを保持する部分であり、このグランドパッキンに代えてこれと同一形状のロータ受けを組付け、これによりロータ３を径方向から支持するとともに、ロータ３自体の軸方向の移動を防ぐために、ロータ３を軸方向に一定角度傾斜したボルトにより固定させる機能を持たせる。これによりロータ３がケーシングに対して固定される。そこで、この状態においてケーシング全体を吊り、ロータ３も静止部との位置関係を保ったまま吊上げることができる。
【００１０】
次に、輸送について説明する。図１０は、上記の如く組立てた後のタービン１を輸送するための輸送用架台２２を示すとともに、その輸送用架台２２にタービン１を搭載する様子を示している。この図１０に示すように、従来適用されていた輸送用架台２２は、水平枠状の基体２３の各隅角部から支柱２４をそれぞれ立設し、これらの支柱２４にケーシング２を支持させることができる構成とされている。そして、ロータ３がケーシング２に対して固定された組立て状態において、ケーシング２全体を吊ることにより、ロータ３も静止部との位置関係を保ったままで吊上げ、図１０に示すように、吊上げられたタービン１を輸送用架台２２に移し替え、このようにして移し替えた状態でケーシング２を出荷、輸送するようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来技術においては、組立て用の架台上で一体に組立てられたタービンが、輸送用の架台に移し変えられて出荷されている。したがって、同一工場内に組立て用のスペースの他に、移し変え作業および輸送用架台を置くためのスペースを確保することが必要であった。
【００１２】
また一方において、輸送用の架台もケーシングを受けることができる構造に作成されていることから、組立架台と輸送用架台とにより、同種の構造物を２つ必要としていた。なお、一般に、輸送用架台は用済み後、スクラップとされている。
【００１３】
このように、従来では輸送用架台を一時的に置くスペースも必要であり、また輸送用架台はタービンを組立て状態で搭載して輸送する必要から、タービン外形よりも床面積が大きくなっており、組立スペースと同程度のスペースが一時的に必要になる等の問題があった。
【００１４】
本発明の目的は、タービンの一体輸送組立を行うに当たり、組立てられたタービンの移し変えをする必要なく、かつ組立に必要な十分な精度を確保しつつ工場スペースを有効に利用することができ、しかも移し変え作業による無駄な工程を無くすることによって工期の短縮が図れる、タービン組立輸送架台および同架台を用いたタービン組立方法、輸送方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
発明者において鋭意研究の結果、従来、タービンの組立て用架台を専用の構成とし、タービン輸送用の架台と明確に区別して製作、使用してきた理由として、架台の寸法精度の問題があることに想到した。すなわち、タービンは大型機械でありながら、ロータの高速回転のために軸の撓み等による振動の発生を極力防止する必要がある。そのため、回転軸の芯合せ精度には１ｍあたり０．０５ｍｍ以上の高精度が要求される。また、静止部と回転部との間隙寸法、特に流体シール部等についても高効率を得るために可能な限り高度の寸法設定が必要となる。
【００１６】
一方、タービンは極めて大型かつ大重量であるため、その組立て支持用架台は型鋼等の溶接により大掛かりな構成とせざるを得ない。このような大型溶接構造物である組立て用架台にあっては、高さあるいは水平度等について、せいぜい１ｍあたり０．５ｍｍ程度が限界である。したがって、一般的にタービン組立て専用の架台を製作し、その特徴を熟知したうえで、ケーシングの芯出しや支持高さ等の設定について、ケーシング支持部に挿入するキー厚さを変える等の調整作業、シム等の利用等を通じて高精度化を図っているのが現状である。
【００１７】
このような現状のもとでは、組立て用架台を専用として作業能率を高めようとするのが一般的である。また、一体輸送組立ての場合には、上述したように、タービンのほぼ全体の組立て終了後に、輸送専用の架台に移し替えるのが一般的である。
【００１８】
しかしながら、発明者の着目点は、そのような事情のもとで最近の一体輸送組立てによる出荷数増大により、複数のタービンの同時組立ての要請が多くなり、限られた工場空間内での作業性の問題が散見され、今後も従来の方法を利用すると、スペース利用性あるいは移し替え作業性等のさらなる問題が予想され、それに答えるべきことが将来に亘る課題として想定されたことにある。
【００１９】
もし、組立て用架台に係る高寸法精度の要求に適切に対応できると同時に、組立て後のタービン移し替え等の問題を解決できるならば、タービンの一体輸送組立を行うに当たり、工場スペースの有効利用、および無駄な作業の削減や省略による工期の短縮が図れる等、多大な実用的効果が期待できると考えられる。
【００２０】
本発明は、かかる着目に基づいてなされたものであり、輸送に使用するための架台に対し、組立てにも適した機能を持たせること、すなわち、高精度を有するタービンケーシングの支持機能、ロータの支持機能を付加させることにより、前記の目的を達成しようとするものである。
【００２１】
請求項１に係る発明では、組立てるべきタービンのケーシングを支持するケーシング支持部と、前記タービンのロータを支持するロータ支持部とを一体構成として備え、前記ケーシング支持部にその高さ調整を行うためのケーシング高さ調整機構を設けるとともに、前記ロータ支持部にその支持位置を調整するためのロータ位置調整機構を設け、前記タービンの水平度を保持した状態での組立ておよびその組立て後の固定状態での輸送を可能としたことを特徴とするタービン組立輸送架台を提供する。
【００２２】
請求項２に係る発明では、組立てるべきタービンのケーシングをロータ軸方向両端位置付近においてロータに対して対称位置にて計４箇所で支持する柱状のケーシング支持部と、前記ロータをその軸方向両端位置付近において支持するロータ支持部とを同一の基枠に一体構成として備え、前記各ケーシング支持部にそれぞれその高さ調整を行なうためのケーシング高さ調整機構を設けるとともに、前記各ロータ支持部にそれぞれその高さ方向および水平方向の支持位置を調整するためのロータ位置調整機構を設け、前記タービンの水平度を保持した状態での組立ておよびその組立て後の固定状態での輸送を可能としたことを特徴とするタービン組立輸送架台を提供する。
【００２３】
請求項３に係る発明では、請求項１または２記載のタービン組立輸送架台において、ケーシング支持部にスイベル機構を設けたことを特徴とするタービン組立輸送架台を提供する。
【００２４】
請求項４に係る発明では、請求項１から３までのいずれかに記載のタービン組立輸送架台において、ロータを固定する固定手段は、当該ロータを、ケーシングに設けられるパッキンケーシング位置にて固定するものであることを特徴とするタービン組立輸送架台を提供する。
【００２５】
請求項５に係る発明では、請求項１から３までのいずれかに記載のタービン組立輸送架台を使用し、そのケーシング支持部にタービンのケーシングを支持させてケーシング高さ調整手段により高さ調整するとともに、ロータ支持部に前記タービンのロータを支持させてロータ位置調整手段により高さおよび水平位置の調整を行ってタービンを組立てることを特徴とするタービン組立方法を提供する。
【００２６】
請求項６に係る発明では、請求項１から３までのいずれかに記載のタービン組立輸送架台を使用し、そのケーシング支持部にタービンのケーシングを支持させてケーシング高さ調整手段により高さ調整するとともに、ロータ支持部に前記タービンのロータを支持させてロータ位置調整手段により高さおよび水平位置の調整を行ってタービンを組立てた後、その組立てたタービンを前記架台に固定して、そのまま輸送することを特徴とするタービン輸送方法を提供する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、蒸気タービンの高中圧一体タービンの組立て輸送を例として、図１〜図７を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態によるタービン組立輸送架台（以下、「架台」という）３１を示す斜視図である。この図１に示すように、架台３１は例えばＩ型鋼を連結した水平な四角形状の基枠３２を有し、この基枠３２の各隅各部にボックス柱状の支柱３３を立設し、これらの支柱３３の上にケーシング支持部３４を設けた構成としている。なお、各支柱３３のうち、重量が相対的に大きい中圧タービン側（図１の右側）の２本の支柱３３を、高圧タービン側（図１の左側）の２本の支柱３３よりも大断面としている。また、各支柱３３には補強リブ３５が設けてある。
【００２９】
互いに対向する高圧タービン側の１対の支柱３３間、および中圧側の１対の支柱３３間には、それぞれＩ型鋼からなる水平な梁３６が架設され、これらの各梁３６のほぼ中央位置の外側面から、これらと直交する方向、すなわち、載置されるロータ軸の方向に沿って水平なロータ支持部３７が突設されている。なお、これらのロータ支持部３７もＩ型鋼によって構成され、これらの下部は基枠３２に設けた補強リブ３８によって支持されている。以上の構成を有する架台３１は、大形の型鋼による溶接接合構造とされているので、前述したように、寸法精度は１ｍあたり０．５ｍｍと必ずしも高いものとならない。
【００３０】
このような構成のもとで、本実施形態では、各支柱３３に設けるケーシング支持部３４が、微小寸法が調整可能な機能をもつ高さ調整機構３９を備えた構成としてある。すなわち、各支柱３３の上端部に水平なフランジ部４０を設け、このフランジ部４０の上に２つの支持部をもつブロック状の支持部材４１を、高さ調整機構３９としてのジャッキ機構によって高さ調整が可能に搭載してある。
【００３１】
図２は、このケーシング支持部における支持部材およびジャッキ機構４４の一構成例を拡大して示している。図２に示すように、支持部材４１は概略直方体状をなす鋼製ブロックからなり、この一側上面にケーシング下半部４を受けるための嵌込み溝４２を有するとともに、異なる側の上面を一定の広い平坦面として組込み後のケーシング全体（実際にはケーシング上半部５）を受けることができる平面からなる受け部４３を有している。この支持部材４１の下面が、ジャッキ機構４４によって支持されている。ジャッキ機構４４は、例えば直方体状のハウジング４５内に油圧式またはネジ式等の動力変換機構を組込み、そのハウジング４５側面に操作用の油圧配管またはネジ部等４６が突出し、ハウジング４５上面側に垂直な昇降支柱４７および水平な支持板４８を設けた構成となっている。
【００３２】
このハウジング４５が支柱３３の上端のフランジ部４０上に搭載され、水平な支持板上４８にブロック状の支持部材４１が載置されている。図２においては、ケーシング下半部４の端部に下向きに突設した支持用突起部４ｃを、支持部材４１の嵌込み溝４２に挿入し、ロータ軸方向に沿う溝両面壁と支持用突起部４ｃとの間にアキシャルキー４９を挿入して、ロータ軸方向両面から支持した状態を示している。同時に、ケーシング２の組立て後に、ケーシング下半部４にボルト締めされたケーシング上半部５の端部を、支持部材上面の受け部４３上にランニングキー５０を介して搭載した状態を示している。この図２の状態は、後の組立て手順において詳述するが、ケーシング組立て後における輸送時の状態である。
【００３３】
図３は、ケーシング支持部３４の支持部材４１およびジャッキ機構４４の他の構成例を拡大して示している。この構成例は、基本的に図２に示した構成例と略同様であるが、スイベル機構５１を加えるとともに、それに対応してジャッキ機構４４を変形したものである。
【００３４】
すなわち、スイベル機構５１は、支持部材４１の下端を支持する下方膨出湾曲面、例えば球面を有する上スイベル部材５２と、この上スイベル部材５２の下方膨出曲面に係合する上面窪み状湾曲面を有するとともに下面に傾斜面をもつ下スイベル部材５３とを備えている。そして、これらの両部材５２、５３により自在摺接面を形成してある。また、ジャッキ機構４４は、下スイベル部材５３の傾斜面と係合する係合斜面を有するスライドキー５４を有する。さらに、このスライドキー５４を移動させるためのボルト式操作部材５５、およびこれを保持するフレーム５６を有する。
【００３５】
そして、ボルト式操作部材５５の回転によりスライドキー５４を水平移動させることにより、下スイベル部材５３を介して上スイベル部材５２を昇降させ、これにより高さ調整を行える機構となっている。この図３に示した状態も図２の場合と同様に、ケーシング組立て後における輸送時の状態である。
【００３６】
このように、本実施形態による一体組立輸送用の架台３１は、４箇所のケーシング支持部３４と２箇所のロータ支持部３７、および補強のための柱、梁、リブ等から構成されている。そして、ケーシング支持部３４は、ケーシング下半部４を受けるための嵌込み溝４２およびケーシング上半部５を組込んだ後にケーシング２を受けるための受け部４３を有している。
【００３７】
図４は、ロータ支持部３７の構成を拡大して示している。このロータ支持部３７は、ロータ３を直接支持できる構成としてあり、ロータ軸受に相当する位置に配置される。すなわち、ロータ支持部３７を構成する型鋼上に、基板５７とこの基板５７の上面両端位置から立上る支持壁５８とを有する支持フレーム５９が搭載され、この支持フレーム５９にロータ３を仮受けするためのＶブロック６０と、そのＶブロック６０の左右位置調整用の押しボルト機構６１と、高さ調整のためのジャッキ機構６２とが設けられている。押しボルト機構６１はＶブロック６０の左右に配置されたボルト６３を基板５７から立上る支持壁５８に支持した構成とされ、ジャッキ機構６２はＶブロック６０の下側に配置された例えば２段の楔形ジャッキ板６４をホルダ６５によって支持し、ホルダ６５の側部に調整ねじ６６を設けた構成となっている。これにより、Ｖブロック６０の位置、ひいてはロータ３の位置を、上下および左右方向に調整できるようになっている。
【００３８】
次に、本実施形態におけるタービン組立て方法について説明する。本実施形態においては、まず、ケーシング下半部４を図１に示すケーシング支持部３４の支持部材４１に搭載する。この場合、ケーシング下半部４の軸方向各端部の中心線に対して対称位置となる２箇所、計４個の支持部材４１の嵌込み溝４２内にそれぞれアッセンブリーキー（図９の符号２０参照）に載せた状態で挿入支持させることは従来と同様である。しかし、本実施形態では、アッセンブリーキーの厚さ調整やシム厚さを変えることを必ずしも要しない。すなわち、ケーシング２の支持を行う部分に高さを調節するために高さ調整機構３９としてのジャッキ機構４４を設けているので、これによってケーシング２の水平レベルを調整し、ケーシング支持部３４に掛かる荷重を均等にすることができる。したがって、従来ではケーシングをクレーンで吊上げてシムを抜き取り、厚さを削ったり、薄いシムを追加したりして必要な厚さにして取付け、ケーシングを吊り下す等の作業が必要になっていたが、これらの作業は、ケーシング高さ調整機構３９としてのジャッキ機構４４を設けたことにより、クレーンを使用する必要なく容易に行えるようになる。
【００３９】
また、本実施形態では、ケーシング支持部３４に球面を持つスィベル機構５１を設けたので、球面接触によるスィベル機能が得られ、鉄骨構造物である架台３１が捩れ等をもって製造されたり、ケーシング支持部３４に捩れが生じている場合等においても、スィベル機構５１によってケーシングを常に垂直に支持することができ、ケーシング２自体が捩れることなく据付が行える。
【００４０】
この場合、図２に示す構成では、ジャッキ機構４４とスイベル機構５１とを併用しているが、図３に示した構成の場合には、球状表面を持つスィベル機構５１のみで、捩れを解消することができる。また、高さ調節用のジャッキ機構４４を使用することにより、架台３１の４個のケーシング支持部３４の高さが不均一であっても、その調整を行うことができる。すなわち、架台３１のケーシング支持部３４の高さの違いや捩れを気にする必要なく、適切な状態にケーシングを据付けることが可能である。
【００４１】
以上のように、ケーシング２の水平レベルを調整し、各受け部４３に均等の荷重がかかるように、相対的な位置関係を調整して据付けを行った後、据付けられたケーシング下半部４に、上下に２分割されたノズル６等の静止部品のうち下半部側の部品を組込む。そして、間隙の計測を行い、静止部品やロータ位置の調整を行って間隙値を適正な値とし、上半部側の部品を組立てる。ロータ３は一旦、ロータ支持部３７であるＶブロック６０に搭載し、この状態でケーシング２との間の位置を確認しておく。なお、ロータ３のケーシング２に対する位置は、ケーシング２のロータ軸方向両端において、ケーシング２とロータ３との間の隙間を左右および下方で計測することによって確認することができる。そして、位置確認後は一旦、ロータ３をケーシング２から抜き外しておく。そして、この状態で、下半部側の静止部品をケーシング下半部４に組込み、その後ロータ３を仮想したピアノ線（図示省略）を渡し、このピアノ線に対して基準となる芯を出す。ピアノ線による基準の芯出しは、ケーシング２の両端のパッキンケーシング取り付け面付近を使用する（後述する図５および図６参照）。
【００４２】
その後、取外しておいたロータ３を再びケーシング２に組込み、静止部との間隙を確認して必要な静止部の調整を行い、上半部側部品を組込んだ後、ケーシング上半部５を組立てる。このケーシング組立て方法についてジャッキ機構４４で調整できないさらに細かい高さ調整は、図９に示した従来例と同様に、アッセンブリーキー２０、アキシャルキー５０等を使用する。なお、架台３１には、輸送時におけるタービン１と架台３１とのロータ軸心と直交する水平面方向のずれを防止するために、図示しないがケーシングの端部に下向に取付けられているセンターキーと呼ばれる部品を、ロータ支持部３７に設けたキー溝に嵌合させることにより、ロータ軸と直行する方向に固定する機能も持っている。最終的に、ケーシング上半部５をケーシング下半部４に組込み、これらをボルトによって締結することにより組立てを終了し、タービンが完成する。この時、ケーシング２については、ケーシング下半部４はケーシング上半部５に支持されるためケーシング上半部５とケーシング支持部３４の受け部４３との間にランニングキー５０を挿入する一方、先に挿入していたアッセンブリーキーを外して、ケーシング２をランニングキー５０によって支持させる。このように、静止部であるケーシング１と回転部であるロータ３とをそれぞれの支持構造をもって組立てる。これにより、タービンロータ３を回転可能に保持することができる。
【００４３】
なお、本実施形態においても、発電所等のタービン据付け現場におけるロータ軸受のコンクリート基礎等への固定設置を考慮して、ロータ軸受をケーシングと別送することは従来と同様である。
【００４４】
図５は、ロータ軸受を外した状態でロータ３をケーシング２に固定するための固定手段６７を示す断面図であり、図６は図５に示した固定手段６７の設置場所を示す断面図である。すなわち、本実施形態では、固定手段６７として、仮受け用の第１、第２のロータ受け６８、６９を使用してロータ３をケーシング２に固定するものである。
【００４５】
第１のロータ受け６８は、ケーシング２の端部に設けたパッキンケーシング７０に、ロータ３を仮受けするためのロータ受け６８を組付け、これにより輸送中のロータ固定を行うものである。つまり、図６に示すように、パッキンケーシング７０は本来、グランドパッキン７１を保持する部材であり、このグランドパッキン７１に代えて、図５に示すように、グランドパッキン７１と略同一形状のロータ受け６８を組付け、これによりロータ３を径方向から支持するようにしたものである。
【００４６】
また、第２のロータ受け６９は、ロータ３自体の軸方向の移動を防ぐものである。そのために、ロータ３の軸方向に一定角度傾斜したボルトにより構成してロータ３を固定させる機能を持たせたものである。この状態において、ケーシング２全体を吊り、ロータ３も静止部との位置関係を保ったまま吊上げるようにするものである。
【００４７】
なお、第１のロータ受け６８はケーシング２の内径に合わせたインロー構造となっており、内径はこの部分のロータ径に相当する径となっている。パッキンケーシング７０は、ケーシング２に対してこのインロー径によって位置が固定され、パッキンケーシング取付ボルト７２によって締付け固定される。このロータ受け６８は、パッキンケーシング７０の内径部にほぼ完全に一致した状態で当たるようにしてあり、ロータ荷重はロータ受け６８およびパッキンケーシング７０を通して、ケーシング２で受けている。
【００４８】
但し、パッキンケーシング７０の内径中心は、実際にロータを支持するロータ軸受の位置とこのパッキンケーシング７０の位置でのロータ３の撓みの違いを考慮して、下方向に芯ずれさせておく。ロータ３は本来、ロータ軸受で支持されるが、パッキンケーシング７０の位置は、ロータ軸受の位置から多少なりとも離れており、パッキンケーシング７０の部位においてはロータ軸受における支持部と異なり、重力による多少の撓みがあるからである。この撓み分をあらかじめ考慮しておき、ロータ３はロータ軸受で支持されているという状態と同様の条件（すなわち、同じ形状に撓んだ状態）に設定しておくものである。
【００４９】
また、パッキンケーシング７０はケーシング２の内径に合わせて加工されるので、その内径部分はケーシング２の左右方向の芯に厳密に合わせて加工することができる。このようにして、このロータ受け６８にロータ３を載せた状態は、ロータ軸受で受けた場合と同条件となり、またケーシング２とロータ３との位置関係においても、芯が出た状況になる。このようにして、ロータ３の位置調整をする必要なく、単にロータ仮受けにセットするだけで、ロータ３の芯出しが完了する。
【００５０】
組込みの際には、ロータ３をケーシング２の端部に設けられたパッキンケーシング７０にロータ受け６８を組み付ける。ロータ受け６８は円弧状の部品で、パッキングケーシング７０の上下の分割面である水平面から周方向にスライドさせて組込んでいく。この際、ロータ３をロータ軸受で受けた組立位置に保つ必要があるため、ロータ受け６８は組立て状態から得られた正確な寸法に加工しておく。
【００５１】
また、ロータ受け６８をスライド挿入させていく時には、わずかにロータ３を油圧ジャッキ等で押し上げ、ロータ３とパッキンケーシング７０との間の隙間をかすかに拡げておく。ロータ受け６８が下部に収まったなら、油圧ジャッキ等を緩めてロータ３をロータ受け６８で受ける。これにより、ロータ３はロータ軸受で受けたのと同じ位置で支持されることになる。
【００５２】
また、第２のロータ受け６９としてのボルト７２は、ロータ３の異径段差部分に当接するようにする。なお、この場合のパッキンケーシング７０ａは、正規形状のものではない。ロータ受け６８の移動を防止し、またロータ３自体の軸方向の移動を防ぐために、一部に斜面状のねじ穴７３を形成し、ロータ３を固定させる機能を持たせたからである。これにより、ロータ３がケーシング２および他の静止部に対して位置が固定され、組立てられる。この状態でケーシング２全体を吊れば、ロータ３も静止部との位置関係を保ったままで吊りあがる。この吊上げ状態でタービンは出荷される。このように、出荷に当たっては、パッキンケーシング７０の取付け部にロータ３を固定し、かつケーシング２のセンターキー部や管を架台３１に固定するようにして出荷される。なお、発電所サイトに据付けされた後には、図６に示すように、正規のパッキンケーシング７０に取り替えられる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、架台３１が鉄骨構造物で大型構造であるため機械加工が難しく、ケーシング２の支持部が必ずしも同一の水平レベルで加工された面であるとは限らないことに対し、ジャッキ等によってケーシング２の水平レベルを調整することが有効に行える。また、ケーシング支持部３４に球面を持つスィベル機能を持たせているので、例えば鉄骨構造物の架台３１が捩れて製造されたり、ケーシング２の支持部が捩れた場合等においても、スィベル機構５１によってケーシング２が常に垂直に支持されることになり、ケーシング２が捩れることなく据付が行える。したがって、本実施形態によれば、タービン組立てを従来の基礎定盤で行う場合と同様に、架台３１の上で行うことができるとともに、組立品の移し替えを行う手間を削減することができ、しかも輸送架台を仮置きするスペースが不要となり、スペースの節約も図れるようになる。
【００５４】
【発明の効果】
以上で詳述したように、本発明によれば、タービン組立を従来の基礎定盤で行う場合と同様に、輸送架台の上で行うことができ、これにより組立品の移し替えを行う手間が削減できるうえ、輸送架台を仮置きするスペースも節約することができる等の優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるタービン組立輸送架台を示す斜視図。
【図２】図１に示したケーシング支持部の拡大断面図。
【図３】図２の変形例を示す断面図。
【図４】本発明の一実施形態によるタービン組立輸送架台のロータ支持部を示す拡大断面図。
【図５】本発明の一実施形態による組立、輸送方法を説明するためのロータ仮受け等を示す拡大断面図。
【図６】図５に対応するパッキンケーシング部分を示す拡大断面図。
【図７】本発明の適用対象となるタービン構成を例示する分解斜視図。
【図８】従来の組立て用架台を示す斜視図。
【図９】図８に示した架台のケーシング支持部を示す拡大断面図。
【図１０】従来の輸送用架台および輸送方法を示す斜視図。
【符号の説明】
１ タービン
２ ケーシング
３ ロータ
４ ケーシング下半部
５ ケーシング上半部
４ａ 外部車室下半部
４ｂ 内部車室下半部
５ａ 外部車室上半部
５ｂ 内部車室下半部
６ ノズル
３１ 架台
３２ 基枠
３３ 支柱
３４ ケーシング支持部
３５ 補強リブ
３６ 梁
３７ ロータ支持部
３８ 補強リブ
３９ 高さ調整機構
４０ フランジ部
４１ 支持部材
４２ 嵌込み溝
４３ 受け部
４４ ジャッキ機構
４５ ハウジング
４６ ネジ部等
４７ 昇降支柱
４８ 支持板
４９ アクシャルキー
５０ ランニングキー
５１ スイベル機構
５２ 上スイベル部材
５３ 下スイベル部材
５４ スライドキー
５５ ボルト式操作部材
５６ フレーム
５７ 基板
５８ 支持壁
５９ 支持フレーム
６０ Ｖブロック
６１ 押しボルト機構
６２ ジャッキ機構
６３ ボルト
６４ 楔形ジャッキ板
６５ ホルダ
６６ 調整ねじ
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービンを架台上で組立て、そのまま輸送できるようにするタービン組立輸送架台、同架台を用いたタービン組立方法、およびその輸送方法に係り、特に蒸気タービンのうち高圧タービンまたは中高圧一体タービン等の組立および輸送に好適なタービン組立輸送架台および同架台を用いたタービン組立、輸送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、主に小型クラス、中型クラスの発電設備の輸出先等の現場において容易に据付けを行えるようにするため、タービンを予め工場で組立て、静止部と回転部との間隙確認や調整がほぼ済んだ、完全な組立状態にして出荷する一体輸送組立が多く採用されるようになっている（例えば特開平７−１０２９０６号公報、特開平５−１４９１０７号公報、特開昭６２−２６７５０５号公報等）。
【０００３】
まず、図７を参照して、従来技術および本発明の適用対象となるタービン構成について、概略的に説明する。この図７に例示したタービン１は、蒸気タービンの高中圧一体タービンであり、大別して静止部であるケーシング２と、回転部であるロータ３とからなっている。ケーシング２は上下の分割体、すなわちケーシング下半部４とケーシング上半部５とにより構成されている。同様にケーシング下半部４は、外部車室下半部４ａとその内部に組込まれる内部車室下半部４ｂとからなり、ケーシング上半部５は、外部車室上半部５ａとその内部に組込まれる内部車室下半部５ｂとからなる。内部車室下半部４ｂおよび内部車室下半部５ｂには、ロータ３に蒸気を整流して導く静止部品としての上下分割構造のノズル６がそれぞれ組込まれる。
【０００４】
次に図８〜図１０を参照して、タービン１の組立ておよび輸送についての従来技術を説明する。図８は組立時に使用される従来の設備構成を示す斜視図であり、図９は図８の一部を拡大して示す断面図である。
【０００５】
図７および図８に示すように、タービン１の組立てに際しては従来から、タービン１の組立支持用架台として、工場設備品である基礎定盤１１が多用されている。この基礎定盤１１は大型ブロック状、例えばボックス状のものであり、その上面が水平な受け面１２とされ、ケーシング２のタービン軸方向両端位置に少なくとも１対配置される（図８には、１対の基礎定盤１１のうち、一方のみを示している）。この基礎定盤１１の上面には、ケーシング２を支持するための１対の離間配置されたケーシング支持台１３と、これらのケーシング支持台１３間に配置されたロータ軸受支持用の軸受台１４とが並列に載置されている。
【０００６】
各ケーシング支持台１３は、組立てるべきケーシング２をタービン軸方向の各端部位置において、ロータ３を挟む２箇所で支持するものである。これらのケーシング支持台１３は、例えば直方体ブロック状に構成され、一側部に上面開口の嵌込み溝１５を有し、他側上面が平坦な受け部１６とされている。そして、嵌込み溝１５にはタービン１のケーシング下半部４の端部に下向きに突設された突起部４ｃを挿入保持できるとともに、平坦な受け面１６には組立て後のケーシング２の端部を搭載保持し、タービン据付時の状態を再現できるようになっている。また、軸受台１４は、例えば上面が開口する平面四角形状の枠体１７内に上面が開口する半円弧状のリング状受け部材１８を保持した構成とされ、上下２分割されたタービン軸受１９の下半部分を嵌合保持することができるようになっている。そして、組立てに際しては、まず、ケーシング下半部４をケーシング支持台１３に搭載する。この場合、ケーシング下半部４の軸方向各端部のロータ軸に対して対称に２箇所ずつの突起部４ｃを、計４個のケーシング支持台１３の嵌込み溝１５内にそれぞれ挿入する。
【０００７】
図９は、この嵌込み溝１５内への挿入状態を詳細に示している。すなわち、ケーシング下半部４の各突起部４ｃは、ケーシング支持台１３の各嵌込み溝１５内に、アッセンブリーキー２０に載せた状態で、それぞれ挿入支持させる。そして、このアッセンブリーキー２０の厚さを調整することにより、ケーシング下半部４の水平レベルを調整し、各受け部に均等な荷重がかかるように、相対的な位置関係に調整して据付けを行う。次に、据付けられたケーシング下半部４に、上下に２分割されたノズル６等の静止部品のうち下半部側の部品を組込む。
【０００８】
その後、図８に示したロータ軸受１９を軸受台１４に支持させ、このロータ軸受１９にロータ３を納め、間隙の計測を行い、静止部品やロータ位置の調整を行って間隙値を適正な値とし、上半部側の部品を組立てる。これにより、軸受台１４にロータ軸受１９が組込まれた状態で、ロータ３を回転可能に保持することができる。そこで最終的に、ケーシング上半部５をケーシング下半部４に組込み、これらをボルトによって締結することにより組立てを終了し、タービン１が完成する。この時、ケーシング下半部４はケーシング上半部５により支持されることになるため、ケーシング２とケーシング支持台１３の受け面１６との間にランニングキー２１を挿入して、先に挿入していたアッセンブリーキー２０を外して、ケーシング２をランニングキー２１によって支持させるとともに、ロータ３のフランジ接合等のための高さ調整をする。このように、静止部であるケーシング２と回転部であるロータ３とを、それぞれの支持構造をもって組立てている。
【０００９】
なお、発電所等のタービン据付け現場においては、ロータ軸受１９がコンクリート基礎等に固定設置される。そこで、上述した組立て後のロータ軸受１９をロータ３から外し、かつロータ３をケーシング２内に保持した状態とする。外したロータ軸受１９については、組立てたケーシング２とは別送する。この場合、ロータ軸受１９による支持を解除する代りに、仮受け用のロータ受けによりロータ３をケーシングに固定する。すなわち、ケーシング２の端部に設けたパッキンケーシングに、ロータ３を仮受けするための固定手段としてロータ受けを組付け、これにより輸送中のロータ固定を行う。つまり、パッキンケーシングはグランドパッキンを保持する部分であり、このグランドパッキンに代えてこれと同一形状のロータ受けを組付け、これによりロータ３を径方向から支持するとともに、ロータ３自体の軸方向の移動を防ぐために、ロータ３を軸方向に一定角度傾斜したボルトにより固定させる機能を持たせる。これによりロータ３がケーシングに対して固定される。そこで、この状態においてケーシング全体を吊り、ロータ３も静止部との位置関係を保ったまま吊上げることができる。
【００１０】
次に、輸送について説明する。図１０は、上記の如く組立てた後のタービン１を輸送するための輸送用架台２２を示すとともに、その輸送用架台２２にタービン１を搭載する様子を示している。この図１０に示すように、従来適用されていた輸送用架台２２は、水平枠状の基体２３の各隅角部から支柱２４をそれぞれ立設し、これらの支柱２４にケーシング２を支持させることができる構成とされている。そして、ロータ３がケーシング２に対して固定された組立て状態において、ケーシング２全体を吊ることにより、ロータ３も静止部との位置関係を保ったままで吊上げ、図１０に示すように、吊上げられたタービン１を輸送用架台２２に移し替え、このようにして移し替えた状態でケーシング２を出荷、輸送するようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来技術においては、組立て用の架台上で一体に組立てられたタービンが、輸送用の架台に移し変えられて出荷されている。したがって、同一工場内に組立て用のスペースの他に、移し変え作業および輸送用架台を置くためのスペースを確保することが必要であった。
【００１２】
また一方において、輸送用の架台もケーシングを受けることができる構造に作成されていることから、組立架台と輸送用架台とにより、同種の構造物を２つ必要としていた。なお、一般に、輸送用架台は用済み後、スクラップとされている。
【００１３】
このように、従来では輸送用架台を一時的に置くスペースも必要であり、また輸送用架台はタービンを組立て状態で搭載して輸送する必要から、タービン外形よりも床面積が大きくなっており、組立スペースと同程度のスペースが一時的に必要になる等の問題があった。
【００１４】
本発明の目的は、タービンの一体輸送組立を行うに当たり、組立てられたタービンの移し変えをする必要なく、かつ組立に必要な十分な精度を確保しつつ工場スペースを有効に利用することができ、しかも移し変え作業による無駄な工程を無くすることによって工期の短縮が図れる、タービン組立輸送架台および同架台を用いたタービン組立方法、輸送方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
発明者において鋭意研究の結果、従来、タービンの組立て用架台を専用の構成とし、タービン輸送用の架台と明確に区別して製作、使用してきた理由として、架台の寸法精度の問題があることに想到した。すなわち、タービンは大型機械でありながら、ロータの高速回転のために軸の撓み等による振動の発生を極力防止する必要がある。そのため、回転軸の芯合せ精度には１ｍあたり０．０５ｍｍ以上の高精度が要求される。また、静止部と回転部との間隙寸法、特に流体シール部等についても高効率を得るために可能な限り高度の寸法設定が必要となる。
【００１６】
一方、タービンは極めて大型かつ大重量であるため、その組立て支持用架台は型鋼等の溶接により大掛かりな構成とせざるを得ない。このような大型溶接構造物である組立て用架台にあっては、高さあるいは水平度等について、せいぜい１ｍあたり０．５ｍｍ程度が限界である。したがって、一般的にタービン組立て専用の架台を製作し、その特徴を熟知したうえで、ケーシングの芯出しや支持高さ等の設定について、ケーシング支持部に挿入するキー厚さを変える等の調整作業、シム等の利用等を通じて高精度化を図っているのが現状である。
【００１７】
このような現状のもとでは、組立て用架台を専用として作業能率を高めようとするのが一般的である。また、一体輸送組立ての場合には、上述したように、タービンのほぼ全体の組立て終了後に、輸送専用の架台に移し替えるのが一般的である。
【００１８】
しかしながら、発明者の着目点は、そのような事情のもとで最近の一体輸送組立てによる出荷数増大により、複数のタービンの同時組立ての要請が多くなり、限られた工場空間内での作業性の問題が散見され、今後も従来の方法を利用すると、スペース利用性あるいは移し替え作業性等のさらなる問題が予想され、それに答えるべきことが将来に亘る課題として想定されたことにある。
【００１９】
もし、組立て用架台に係る高寸法精度の要求に適切に対応できると同時に、組立て後のタービン移し替え等の問題を解決できるならば、タービンの一体輸送組立を行うに当たり、工場スペースの有効利用、および無駄な作業の削減や省略による工期の短縮が図れる等、多大な実用的効果が期待できると考えられる。
【００２０】
本発明は、かかる着目に基づいてなされたものであり、輸送に使用するための架台に対し、組立てにも適した機能を持たせること、すなわち、高精度を有するタービンケーシングの支持機能、ロータの支持機能を付加させることにより、前記の目的を達成しようとするものである。
【００２１】
請求項１に係る発明では、組立てるべきタービンのケーシングを支持するケーシング支持部と、前記タービンのロータを支持するロータ支持部とを一体構成として備え、前記ケーシング支持部にその高さ調整を行うためのケーシング高さ調整機構を設けるとともに、前記ロータ支持部にその支持位置を調整するためのロータ位置調整機構を設け、前記タービンの水平度を保持した状態での組立ておよびその組立て後の固定状態での輸送を可能としたことを特徴とするタービン組立輸送架台を提供する。
【００２２】
請求項２に係る発明では、組立てるべきタービンのケーシングをロータ軸方向両端位置付近においてロータに対して対称位置にて計４箇所で支持する柱状のケーシング支持部と、前記ロータをその軸方向両端位置付近において支持するロータ支持部とを同一の基枠に一体構成として備え、前記各ケーシング支持部にそれぞれその高さ調整を行なうためのケーシング高さ調整機構を設けるとともに、前記各ロータ支持部にそれぞれその高さ方向および水平方向の支持位置を調整するためのロータ位置調整機構を設け、前記タービンの水平度を保持した状態での組立ておよびその組立て後の固定状態での輸送を可能としたことを特徴とするタービン組立輸送架台を提供する。
【００２３】
請求項３に係る発明では、請求項１または２記載のタービン組立輸送架台において、ケーシング支持部にスイベル機構を設けたことを特徴とするタービン組立輸送架台を提供する。
【００２４】
請求項４に係る発明では、請求項１から３までのいずれかに記載のタービン組立輸送架台において、ロータを固定する固定手段は、当該ロータを、ケーシングに設けられるパッキンケーシング位置にて固定するものであることを特徴とするタービン組立輸送架台を提供する。
【００２５】
請求項５に係る発明では、請求項１から３までのいずれかに記載のタービン組立輸送架台を使用し、そのケーシング支持部にタービンのケーシングを支持させてケーシング高さ調整手段により高さ調整するとともに、ロータ支持部に前記タービンのロータを支持させてロータ位置調整手段により高さおよび水平位置の調整を行ってタービンを組立てることを特徴とするタービン組立方法を提供する。
【００２６】
請求項６に係る発明では、請求項１から３までのいずれかに記載のタービン組立輸送架台を使用し、そのケーシング支持部にタービンのケーシングを支持させてケーシング高さ調整手段により高さ調整するとともに、ロータ支持部に前記タービンのロータを支持させてロータ位置調整手段により高さおよび水平位置の調整を行ってタービンを組立てた後、その組立てたタービンを前記架台に固定して、そのまま輸送することを特徴とするタービン輸送方法を提供する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、蒸気タービンの高中圧一体タービンの組立て輸送を例として、図１〜図７を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態によるタービン組立輸送架台（以下、「架台」という）３１を示す斜視図である。この図１に示すように、架台３１は例えばＩ型鋼を連結した水平な四角形状の基枠３２を有し、この基枠３２の各隅各部にボックス柱状の支柱３３を立設し、これらの支柱３３の上にケーシング支持部３４を設けた構成としている。なお、各支柱３３のうち、重量が相対的に大きい中圧タービン側（図１の右側）の２本の支柱３３を、高圧タービン側（図１の左側）の２本の支柱３３よりも大断面としている。また、各支柱３３には補強リブ３５が設けてある。
【００２９】
互いに対向する高圧タービン側の１対の支柱３３間、および中圧側の１対の支柱３３間には、それぞれＩ型鋼からなる水平な梁３６が架設され、これらの各梁３６のほぼ中央位置の外側面から、これらと直交する方向、すなわち、載置されるロータ軸の方向に沿って水平なロータ支持部３７が突設されている。なお、これらのロータ支持部３７もＩ型鋼によって構成され、これらの下部は基枠３２に設けた補強リブ３８によって支持されている。以上の構成を有する架台３１は、大形の型鋼による溶接接合構造とされているので、前述したように、寸法精度は１ｍあたり０．５ｍｍと必ずしも高いものとならない。
【００３０】
このような構成のもとで、本実施形態では、各支柱３３に設けるケーシング支持部３４が、微小寸法が調整可能な機能をもつ高さ調整機構３９を備えた構成としてある。すなわち、各支柱３３の上端部に水平なフランジ部４０を設け、このフランジ部４０の上に２つの支持部をもつブロック状の支持部材４１を、高さ調整機構３９としてのジャッキ機構によって高さ調整が可能に搭載してある。
【００３１】
図２は、このケーシング支持部における支持部材およびジャッキ機構４４の一構成例を拡大して示している。図２に示すように、支持部材４１は概略直方体状をなす鋼製ブロックからなり、この一側上面にケーシング下半部４を受けるための嵌込み溝４２を有するとともに、異なる側の上面を一定の広い平坦面として組込み後のケーシング全体（実際にはケーシング上半部５）を受けることができる平面からなる受け部４３を有している。この支持部材４１の下面が、ジャッキ機構４４によって支持されている。ジャッキ機構４４は、例えば直方体状のハウジング４５内に油圧式またはネジ式等の動力変換機構を組込み、そのハウジング４５側面に操作用の油圧配管またはネジ部等４６が突出し、ハウジング４５上面側に垂直な昇降支柱４７および水平な支持板４８を設けた構成となっている。
【００３２】
このハウジング４５が支柱３３の上端のフランジ部４０上に搭載され、水平な支持板上４８にブロック状の支持部材４１が載置されている。図２においては、ケーシング下半部４の端部に下向きに突設した支持用突起部４ｃを、支持部材４１の嵌込み溝４２に挿入し、ロータ軸方向に沿う溝両面壁と支持用突起部４ｃとの間にアキシャルキー４９を挿入して、ロータ軸方向両面から支持した状態を示している。同時に、ケーシング２の組立て後に、ケーシング下半部４にボルト締めされたケーシング上半部５の端部を、支持部材上面の受け部４３上にランニングキー５０を介して搭載した状態を示している。この図２の状態は、後の組立て手順において詳述するが、ケーシング組立て後における輸送時の状態である。
【００３３】
図３は、ケーシング支持部３４の支持部材４１およびジャッキ機構４４の他の構成例を拡大して示している。この構成例は、基本的に図２に示した構成例と略同様であるが、スイベル機構５１を加えるとともに、それに対応してジャッキ機構４４を変形したものである。
【００３４】
すなわち、スイベル機構５１は、支持部材４１の下端を支持する下方膨出湾曲面、例えば球面を有する上スイベル部材５２と、この上スイベル部材５２の下方膨出曲面に係合する上面窪み状湾曲面を有するとともに下面に傾斜面をもつ下スイベル部材５３とを備えている。そして、これらの両部材５２、５３により自在摺接面を形成してある。また、ジャッキ機構４４は、下スイベル部材５３の傾斜面と係合する係合斜面を有するスライドキー５４を有する。さらに、このスライドキー５４を移動させるためのボルト式操作部材５５、およびこれを保持するフレーム５６を有する。
【００３５】
そして、ボルト式操作部材５５の回転によりスライドキー５４を水平移動させることにより、下スイベル部材５３を介して上スイベル部材５２を昇降させ、これにより高さ調整を行える機構となっている。この図３に示した状態も図２の場合と同様に、ケーシング組立て後における輸送時の状態である。
【００３６】
このように、本実施形態による一体組立輸送用の架台３１は、４箇所のケーシング支持部３４と２箇所のロータ支持部３７、および補強のための柱、梁、リブ等から構成されている。そして、ケーシング支持部３４は、ケーシング下半部４を受けるための嵌込み溝４２およびケーシング上半部５を組込んだ後にケーシング２を受けるための受け部４３を有している。
【００３７】
図４は、ロータ支持部３７の構成を拡大して示している。このロータ支持部３７は、ロータ３を直接支持できる構成としてあり、ロータ軸受に相当する位置に配置される。すなわち、ロータ支持部３７を構成する型鋼上に、基板５７とこの基板５７の上面両端位置から立上る支持壁５８とを有する支持フレーム５９が搭載され、この支持フレーム５９にロータ３を仮受けするためのＶブロック６０と、そのＶブロック６０の左右位置調整用の押しボルト機構６１と、高さ調整のためのジャッキ機構６２とが設けられている。押しボルト機構６１はＶブロック６０の左右に配置されたボルト６３を基板５７から立上る支持壁５８に支持した構成とされ、ジャッキ機構６２はＶブロック６０の下側に配置された例えば２段の楔形ジャッキ板６４をホルダ６５によって支持し、ホルダ６５の側部に調整ねじ６６を設けた構成となっている。これにより、Ｖブロック６０の位置、ひいてはロータ３の位置を、上下および左右方向に調整できるようになっている。
【００３８】
次に、本実施形態におけるタービン組立て方法について説明する。本実施形態においては、まず、ケーシング下半部４を図１に示すケーシング支持部３４の支持部材４１に搭載する。この場合、ケーシング下半部４の軸方向各端部の中心線に対して対称位置となる２箇所、計４個の支持部材４１の嵌込み溝４２内にそれぞれアッセンブリーキー（図９の符号２０参照）に載せた状態で挿入支持させることは従来と同様である。しかし、本実施形態では、アッセンブリーキーの厚さ調整やシム厚さを変えることを必ずしも要しない。すなわち、ケーシング２の支持を行う部分に高さを調節するために高さ調整機構３９としてのジャッキ機構４４を設けているので、これによってケーシング２の水平レベルを調整し、ケーシング支持部３４に掛かる荷重を均等にすることができる。したがって、従来ではケーシングをクレーンで吊上げてシムを抜き取り、厚さを削ったり、薄いシムを追加したりして必要な厚さにして取付け、ケーシングを吊り下す等の作業が必要になっていたが、これらの作業は、ケーシング高さ調整機構３９としてのジャッキ機構４４を設けたことにより、クレーンを使用する必要なく容易に行えるようになる。
【００３９】
また、本実施形態では、ケーシング支持部３４に球面を持つスィベル機構５１を設けたので、球面接触によるスィベル機能が得られ、鉄骨構造物である架台３１が捩れ等をもって製造されたり、ケーシング支持部３４に捩れが生じている場合等においても、スィベル機構５１によってケーシングを常に垂直に支持することができ、ケーシング２自体が捩れることなく据付が行える。
【００４０】
この場合、図２に示す構成では、ジャッキ機構４４とスイベル機構５１とを併用しているが、図３に示した構成の場合には、球状表面を持つスィベル機構５１のみで、捩れを解消することができる。また、高さ調節用のジャッキ機構４４を使用することにより、架台３１の４個のケーシング支持部３４の高さが不均一であっても、その調整を行うことができる。すなわち、架台３１のケーシング支持部３４の高さの違いや捩れを気にする必要なく、適切な状態にケーシングを据付けることが可能である。
【００４１】
以上のように、ケーシング２の水平レベルを調整し、各受け部４３に均等の荷重がかかるように、相対的な位置関係を調整して据付けを行った後、据付けられたケーシング下半部４に、上下に２分割されたノズル６等の静止部品のうち下半部側の部品を組込む。そして、間隙の計測を行い、静止部品やロータ位置の調整を行って間隙値を適正な値とし、上半部側の部品を組立てる。ロータ３は一旦、ロータ支持部３７であるＶブロック６０に搭載し、この状態でケーシング２との間の位置を確認しておく。なお、ロータ３のケーシング２に対する位置は、ケーシング２のロータ軸方向両端において、ケーシング２とロータ３との間の隙間を左右および下方で計測することによって確認することができる。そして、位置確認後は一旦、ロータ３をケーシング２から抜き外しておく。そして、この状態で、下半部側の静止部品をケーシング下半部４に組込み、その後ロータ３を仮想したピアノ線（図示省略）を渡し、このピアノ線に対して基準となる芯を出す。ピアノ線による基準の芯出しは、ケーシング２の両端のパッキンケーシング取り付け面付近を使用する（後述する図５および図６参照）。
【００４２】
その後、取外しておいたロータ３を再びケーシング２に組込み、静止部との間隙を確認して必要な静止部の調整を行い、上半部側部品を組込んだ後、ケーシング上半部５を組立てる。このケーシング組立て方法についてジャッキ機構４４で調整できないさらに細かい高さ調整は、図９に示した従来例と同様に、アッセンブリーキー２０、アキシャルキー５０等を使用する。なお、架台３１には、輸送時におけるタービン１と架台３１とのロータ軸心と直交する水平面方向のずれを防止するために、図示しないがケーシングの端部に下向に取付けられているセンターキーと呼ばれる部品を、ロータ支持部３７に設けたキー溝に嵌合させることにより、ロータ軸と直行する方向に固定する機能も持っている。最終的に、ケーシング上半部５をケーシング下半部４に組込み、これらをボルトによって締結することにより組立てを終了し、タービンが完成する。この時、ケーシング２については、ケーシング下半部４はケーシング上半部５に支持されるためケーシング上半部５とケーシング支持部３４の受け部４３との間にランニングキー５０を挿入する一方、先に挿入していたアッセンブリーキーを外して、ケーシング２をランニングキー５０によって支持させる。このように、静止部であるケーシング１と回転部であるロータ３とをそれぞれの支持構造をもって組立てる。これにより、タービンロータ３を回転可能に保持することができる。
【００４３】
なお、本実施形態においても、発電所等のタービン据付け現場におけるロータ軸受のコンクリート基礎等への固定設置を考慮して、ロータ軸受をケーシングと別送することは従来と同様である。
【００４４】
図５は、ロータ軸受を外した状態でロータ３をケーシング２に固定するための固定手段６７を示す断面図であり、図６は図５に示した固定手段６７の設置場所を示す断面図である。すなわち、本実施形態では、固定手段６７として、仮受け用の第１、第２のロータ受け６８、６９を使用してロータ３をケーシング２に固定するものである。
【００４５】
第１のロータ受け６８は、ケーシング２の端部に設けたパッキンケーシング７０に、ロータ３を仮受けするためのロータ受け６８を組付け、これにより輸送中のロータ固定を行うものである。つまり、図６に示すように、パッキンケーシング７０は本来、グランドパッキン７１を保持する部材であり、このグランドパッキン７１に代えて、図５に示すように、グランドパッキン７１と略同一形状のロータ受け６８を組付け、これによりロータ３を径方向から支持するようにしたものである。
【００４６】
また、第２のロータ受け６９は、ロータ３自体の軸方向の移動を防ぐものである。そのために、ロータ３の軸方向に一定角度傾斜したボルトにより構成してロータ３を固定させる機能を持たせたものである。この状態において、ケーシング２全体を吊り、ロータ３も静止部との位置関係を保ったまま吊上げるようにするものである。
【００４７】
なお、第１のロータ受け６８はケーシング２の内径に合わせたインロー構造となっており、内径はこの部分のロータ径に相当する径となっている。パッキンケーシング７０は、ケーシング２に対してこのインロー径によって位置が固定され、パッキンケーシング取付ボルト７２によって締付け固定される。このロータ受け６８は、パッキンケーシング７０の内径部にほぼ完全に一致した状態で当たるようにしてあり、ロータ荷重はロータ受け６８およびパッキンケーシング７０を通して、ケーシング２で受けている。
【００４８】
但し、パッキンケーシング７０の内径中心は、実際にロータを支持するロータ軸受の位置とこのパッキンケーシング７０の位置でのロータ３の撓みの違いを考慮して、下方向に芯ずれさせておく。ロータ３は本来、ロータ軸受で支持されるが、パッキンケーシング７０の位置は、ロータ軸受の位置から多少なりとも離れており、パッキンケーシング７０の部位においてはロータ軸受における支持部と異なり、重力による多少の撓みがあるからである。この撓み分をあらかじめ考慮しておき、ロータ３はロータ軸受で支持されているという状態と同様の条件（すなわち、同じ形状に撓んだ状態）に設定しておくものである。
【００４９】
また、パッキンケーシング７０はケーシング２の内径に合わせて加工されるので、その内径部分はケーシング２の左右方向の芯に厳密に合わせて加工することができる。このようにして、このロータ受け６８にロータ３を載せた状態は、ロータ軸受で受けた場合と同条件となり、またケーシング２とロータ３との位置関係においても、芯が出た状況になる。このようにして、ロータ３の位置調整をする必要なく、単にロータ仮受けにセットするだけで、ロータ３の芯出しが完了する。
【００５０】
組込みの際には、ロータ３をケーシング２の端部に設けられたパッキンケーシング７０にロータ受け６８を組み付ける。ロータ受け６８は円弧状の部品で、パッキングケーシング７０の上下の分割面である水平面から周方向にスライドさせて組込んでいく。この際、ロータ３をロータ軸受で受けた組立位置に保つ必要があるため、ロータ受け６８は組立て状態から得られた正確な寸法に加工しておく。
【００５１】
また、ロータ受け６８をスライド挿入させていく時には、わずかにロータ３を油圧ジャッキ等で押し上げ、ロータ３とパッキンケーシング７０との間の隙間をかすかに拡げておく。ロータ受け６８が下部に収まったなら、油圧ジャッキ等を緩めてロータ３をロータ受け６８で受ける。これにより、ロータ３はロータ軸受で受けたのと同じ位置で支持されることになる。
【００５２】
また、第２のロータ受け６９としてのボルト７２は、ロータ３の異径段差部分に当接するようにする。なお、この場合のパッキンケーシング７０ａは、正規形状のものではない。ロータ受け６８の移動を防止し、またロータ３自体の軸方向の移動を防ぐために、一部に斜面状のねじ穴７３を形成し、ロータ３を固定させる機能を持たせたからである。これにより、ロータ３がケーシング２および他の静止部に対して位置が固定され、組立てられる。この状態でケーシング２全体を吊れば、ロータ３も静止部との位置関係を保ったままで吊りあがる。この吊上げ状態でタービンは出荷される。このように、出荷に当たっては、パッキンケーシング７０の取付け部にロータ３を固定し、かつケーシング２のセンターキー部や管を架台３１に固定するようにして出荷される。なお、発電所サイトに据付けされた後には、図６に示すように、正規のパッキンケーシング７０に取り替えられる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、架台３１が鉄骨構造物で大型構造であるため機械加工が難しく、ケーシング２の支持部が必ずしも同一の水平レベルで加工された面であるとは限らないことに対し、ジャッキ等によってケーシング２の水平レベルを調整することが有効に行える。また、ケーシング支持部３４に球面を持つスィベル機能を持たせているので、例えば鉄骨構造物の架台３１が捩れて製造されたり、ケーシング２の支持部が捩れた場合等においても、スィベル機構５１によってケーシング２が常に垂直に支持されることになり、ケーシング２が捩れることなく据付が行える。したがって、本実施形態によれば、タービン組立てを従来の基礎定盤で行う場合と同様に、架台３１の上で行うことができるとともに、組立品の移し替えを行う手間を削減することができ、しかも輸送架台を仮置きするスペースが不要となり、スペースの節約も図れるようになる。
【００５４】
【発明の効果】
以上で詳述したように、本発明によれば、タービン組立を従来の基礎定盤で行う場合と同様に、輸送架台の上で行うことができ、これにより組立品の移し替えを行う手間が削減できるうえ、輸送架台を仮置きするスペースも節約することができる等の優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるタービン組立輸送架台を示す斜視図。
【図２】図１に示したケーシング支持部の拡大断面図。
【図３】図２の変形例を示す断面図。
【図４】本発明の一実施形態によるタービン組立輸送架台のロータ支持部を示す拡大断面図。
【図５】本発明の一実施形態による組立、輸送方法を説明するためのロータ仮受け等を示す拡大断面図。
【図６】図５に対応するパッキンケーシング部分を示す拡大断面図。
【図７】本発明の適用対象となるタービン構成を例示する分解斜視図。
【図８】従来の組立て用架台を示す斜視図。
【図９】図８に示した架台のケーシング支持部を示す拡大断面図。
【図１０】従来の輸送用架台および輸送方法を示す斜視図。
【符号の説明】
１ タービン
２ ケーシング
３ ロータ
４ ケーシング下半部
５ ケーシング上半部
４ａ 外部車室下半部
４ｂ 内部車室下半部
５ａ 外部車室上半部
５ｂ 内部車室下半部
６ ノズル
３１ 架台
３２ 基枠
３３ 支柱
３４ ケーシング支持部
３５ 補強リブ
３６ 梁
３７ ロータ支持部
３８ 補強リブ
３９ 高さ調整機構
４０ フランジ部
４１ 支持部材
４２ 嵌込み溝
４３ 受け部
４４ ジャッキ機構
４５ ハウジング
４６ ネジ部等
４７ 昇降支柱
４８ 支持板
４９ アクシャルキー
５０ ランニングキー
５１ スイベル機構
５２ 上スイベル部材
５３ 下スイベル部材
５４ スライドキー
５５ ボルト式操作部材
５６ フレーム
５７ 基板
５８ 支持壁
５９ 支持フレーム
６０ Ｖブロック
６１ 押しボルト機構
６２ ジャッキ機構
６３ ボルト
６４ 楔形ジャッキ板
６５ ホルダ
６６ 調整ねじ
Claims (6)
- 組立てるべきタービンのケーシングを支持するケーシング支持部と、前記タービンのロータを支持するロータ支持部とを一体構成として備え、前記ケーシング支持部にその高さ調整を行うためのケーシング高さ調整機構を設けるとともに、前記ロータ支持部にその支持位置を調整するためのロータ位置調整機構を設け、前記タービンの水平度を保持した状態での組立ておよびその組立て後の固定状態での輸送を可能としたことを特徴とするタービン組立輸送架台。
- 組立てるべきタービンのケーシングをロータ軸方向両端位置付近においてロータに対して対称位置にて計４箇所で支持する柱状のケーシング支持部と、前記ロータをその軸方向両端位置付近において支持するロータ支持部とを同一の基枠に一体構成として備え、前記各ケーシング支持部にそれぞれその高さ調整を行なうためのケーシング高さ調整機構を設けるとともに、前記各ロータ支持部にそれぞれその高さ方向および水平方向の支持位置を調整するためのロータ位置調整機構を設け、前記タービンの水平度を保持した状態での組立ておよびその組立て後の固定状態での輸送を可能としたことを特徴とするタービン組立輸送架台。
- 請求項１または２記載のタービン組立輸送架台において、ケーシング支持部にスイベル機構を設けたことを特徴とするタービン組立輸送架台。
- 請求項１から３までのいずれかに記載のタービン組立輸送架台において、ロータを固定する固定手段は、当該ロータを、ケーシングに設けられるパッキンケーシング位置にて固定するものであることを特徴とするタービン組立輸送架台。
- 請求項１から３までのいずれかに記載のタービン組立輸送架台を使用し、そのケーシング支持部にタービンのケーシングを支持させてケーシング高さ調整手段により高さ調整するとともに、ロータ支持部に前記タービンのロータを支持させてロータ位置調整手段により高さおよび水平位置の調整を行ってタービンを組立てることを特徴とするタービン組立方法。
- 請求項１から３までのいずれかに記載のタービン組立輸送架台を使用し、そのケーシング支持部にタービンのケーシングを支持させてケーシング高さ調整手段により高さ調整するとともに、ロータ支持部に前記タービンのロータを支持させてロータ位置調整手段により高さおよび水平位置の調整を行ってタービンを組立てた後、その組立てたタービンを前記架台に固定して、そのまま輸送することを特徴とするタービン輸送方法。
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