JP5529059B2 - Turbine blade connecting pin punching apparatus and turbine blade connecting pin punching method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、タービン翼連結ピン押抜き装置及びタービン翼連結ピンの押抜き方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a turbine blade connecting pin punching device and a turbine blade connecting pin punching method.
原子力発電プラントにおける主タービンは、運転効率の向上及び長寿命化を目的とし、経年変化に伴う構成部品の劣化に応じて、例えばタービンロータやノズルダイヤフラムなどが新品部品に交換される。 A main turbine in a nuclear power plant is intended to improve operational efficiency and extend its life, and for example, a turbine rotor or a nozzle diaphragm is replaced with a new part in accordance with deterioration of component parts with aging.
部品交換時には、保管スペースを確保するために、タービンロータなどは、分解されて除染、分別が行われる。なお、タービンロータの分解の際には、タービン翼とロータホイールとを互いに連結しているタービン翼連結ピンを、抜き取る作業が必要となる。 At the time of parts replacement, in order to secure a storage space, the turbine rotor and the like are disassembled and decontaminated and separated. When disassembling the turbine rotor, it is necessary to extract a turbine blade connecting pin that connects the turbine blade and the rotor wheel to each other.
ここで、上述したタービン翼連結ピンは、タービン翼及びロータホイールの各フォーク部にそれぞれ穿孔された連結ピン挿入穴に挿入されており、そのピン端部が、かしめ構造などによって固定されている。 Here, the above-described turbine blade connecting pin is inserted into a connecting pin insertion hole formed in each fork portion of the turbine blade and the rotor wheel, and the pin end portion is fixed by a caulking structure or the like.
したがって、従来では、タービンロータにおける狭隘部において、例えばエアハンマなどにより、タービン翼連結ピンの端部に振動を与え、少しずつこのタービン翼連結ピンを押し抜く作業などが適用されている。 Therefore, conventionally, in a narrow portion of the turbine rotor, for example, an operation of applying vibration to the end portion of the turbine blade connection pin by an air hammer or the like and gradually pushing out the turbine blade connection pin is applied.
しかしながら、このような作業方法では、エアハンマの衝撃でタービン翼連結ピンの端部がつぶれて抜き難くなることがある。この場合、つぶれた部位を加工する必要などが生じ作業性の低下を招く結果となる。また一方で、振動発生源となるエアハンマを比較的長い時間保持することになる作業者への負担なども懸念される。 However, in such a working method, the end of the turbine blade connecting pin may be crushed by the impact of the air hammer, making it difficult to remove. In this case, it becomes necessary to process the collapsed portion, resulting in a decrease in workability. On the other hand, there is a concern about a burden on an operator who holds an air hammer as a vibration generation source for a relatively long time.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、タービンロータからタービン翼連結ピンを押し抜く際の作業効率を向上させることができるタービン翼連結ピン押抜き装置及びタービン翼連結ピンの押抜き方法の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and is provided with a turbine blade connecting pin punching device and a turbine blade connecting pin that can improve work efficiency when the turbine blade connecting pin is pushed out from the turbine rotor. The purpose is to provide a punching method.
実施の形態のタービン翼連結ピン押抜き装置は、複数の押出しピン、ピン収容部、位置決め機構及びピン押出し機構を備える。ピン収容部は、少なくとも一つの押出しピンの先端面を外部に露出させる状態で、複数の押出しピンを収容する。位置決め機構は、ピン収容部内に収容されたいずれかの押出しピンの先端を、タービンロータに挿入されたタービン翼連結ピンの一端と、対向させる位置に位置決めする。ピン押出し機構は、位置決め機構により位置決めされた押出しピンをピン収容部内からタービン翼連結ピン側に油圧によって押出す。 The turbine blade connecting pin punching device according to the embodiment includes a plurality of pushing pins, a pin accommodating portion, a positioning mechanism, and a pin pushing mechanism. The pin accommodating portion accommodates the plurality of extruding pins in a state where the front end surface of at least one extruding pin is exposed to the outside. A positioning mechanism positions the front-end | tip of one of the extrusion pins accommodated in the pin accommodating part in the position which opposes the end of the turbine blade connection pin inserted in the turbine rotor. The pin pushing mechanism pushes the pushing pin positioned by the positioning mechanism from the inside of the pin accommodating portion to the turbine blade connecting pin side by hydraulic pressure .
以下、実施の形態を図面に基づき説明する。
図1〜図5に示すように、この実施形態に係るタービン翼連結ピン押抜き装置1は、複数の押出しピン2と、ピン収容部として機能するピンカートリッジ3と、位置決め機構5と、ピン押出し機構7と、フレーム部6と、を主に備える。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 5, a turbine blade connecting
このタービン翼連結ピン押抜き装置1は、図6、図7に示す構造のタービンロータ8からタービン翼連結ピン9を押し抜く(抜き取る)際に利用される。例えば原子力発電用タービンの構成部品であるタービンロータ8は、図6、図7に示すように、ロータホイール11及び複数のタービン翼12(及び複数のタービン翼14)を備えている。
The turbine blade connecting
ロータホイール11の径方向の先端側には、フォーク部15が形成されている。一方、タービン翼12の径方向の基端側には、フォーク部15の形状に対応するフォーク部16が形成されている。フォーク部15、16には、フォーク部15、16どうしを互いに嵌め込んだ状態で、タービン翼連結ピン9をそれぞれ挿入する(挿通させる)ための複数の連結ピン挿入穴17、18が穿孔されている。
A
つまり、図6、図7に示すように、ロータホイール11とタービン翼12とは、各フォーク部15、16の複数の連結ピン挿入穴17、18内を挿通させたタービン翼連結ピン9によって互いに連結されている。連結ピン挿入穴17、18内を挿通させたこのタービン翼連結ピン9は、その端部が、例えばロータホイール11の表面S上にかしめられている。
That is, as shown in FIGS. 6 and 7, the
ここで、1100MWhクラスの原子力発電プラントでは、低圧タービンなどが例えば3基設けられていることもあり、この場合、数千本ものタービン翼連結ピン9が使用される。したがって、このような原子力発電プラントにおいて、経年劣化を考慮した部品交換のためにタービンロータ8を分解する場合には、上記した多数のタービン翼連結ピン9を全て押し抜く必要がある。
Here, in a nuclear power plant of 1100 MWh class, for example, three low-pressure turbines may be provided, and in this case, thousands of turbine
そこで、タービン翼連結ピン9の押し抜き作業の効率化を図るために、本実施形態のタービン翼連結ピン押抜き装置1が利用される。また、図6に示すように、タービンロータ8を駆動する駆動軸の軸方向において、互いに対向するタービン翼12とタービン翼14との間の例えば245mm程度の隙間P(狭隘部)に配置できるサイズで、タービン翼連結ピン押抜き装置1は構成されている。
Therefore, in order to increase the efficiency of the punching operation of the turbine
図1〜図5に示すように、タービン翼連結ピン押抜き装置1のフレーム部6は、ピンカートリッジ3、位置決め機構5及びピン押出し機構7を保持する。ピンカートリッジ3は、円柱状に形成されており、軸芯部分に一つの回転軸19が固定されている。ピンカートリッジ3は、少なくとも一つの押出しピン2の先端面(2a)を外部に露出させる状態で、複数の押出しピン2を収容する。本実施形態のピンカートリッジ3は、図2に示すように、内部に収容している全ての押出しピン2の先端面を外部に露出させる構造である。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
具体的には、ピンカートリッジ3は、複数(4つ)の貫通穴10を有する。これらの貫通穴10は、回転軸19を中心としてその軸周りにそれぞれ配置されており、複数の押出しピン2を各々収容する。つまり、ピンカートリッジ3は、いわゆるリボルバ構造を有し、図3、図5に示すように、当該押抜き装置本体の基端部側のピン装填部20から貫通穴10内へ、一本ずつ押出しピン2を装填することが可能となる。なお、図2、図4に示すように、タービン翼連結ピン押抜き装置1では、その先端部側からも、ピンカートリッジ3の各貫通穴10内に押出しピン2をそれぞれ装填することが可能である。
Specifically, the
位置決め機構5は、ピンカートリッジ3内に収容されたいずれか一つの押出しピン2の先端2aを、図6に示すタービンロータ8に挿入されたタービン翼連結ピン9の一端(基端)9aと、対向させる位置に位置決めする。詳述すると、位置決め機構5は、図1〜図5に示すように、フレーム装着機構21、回転支持機構22、位置決めピン挿入機構23を備えている。
The
フレーム装着機構21は、図5、図6に示すように、タービン翼連結ピン9の一端面側(基端面側)のロータホイール11の表面S上に、フレーム部6を着脱自在に装着する。詳細には、フレーム装着機構21は、一組のマグネット25及び装着レバー26を有する。図4に示すように、装着レバー26を倒すことで、フレーム部6の先端面6a側からマグネット25が僅かに突出し、これにより、フレーム部6を金属製のロータホイール11の表面S上に磁気的に固定することが可能となる。一方、図1、図5に示すように、装着レバー26を起立させることで、フレーム部6の先端面6a側からマグネット25が僅かに埋没し、これにより、ロータホイール11の表面Sに対するフレーム部6の磁気的な固定を開放することができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
回転支持機構22は、ピンカートリッジ3の軸芯部分の回転軸19を中心として、当該ピンカートリッジ3を間欠的に回転可能に支持する。詳細には、回転支持機構22は、回転軸19の回転角方向において、ピンカートリッジ3を、ちょうど90度ずつ回転させた位置で負荷が急激に増える構造を有する。つまり、回転支持機構22には、ピンカートリッジ3内の個々の貫通穴10(貫通穴10内に収容された押出しピン2)と、後述するラムシャフト31とが直列的に配置される位置関係で(図8A、図8C参照)、クリック感を生じさせるメカニカルな機構が設けられている。
The
位置決めピン挿入機構23は、図2〜図5に示すように、一組の位置決めピン28及びピン進退レバー29を有する。位置決めピン挿入機構23は、タービン翼連結ピン9が押抜かれた後の連結ピン挿入穴17、18内へ位置決めピン28を挿抜可能に挿入させる。具体的には、図1、図4に示すように、ピン進退レバー29を一方にひねることで、フレーム部6の先端面6a側から位置決めピン28の先端部が突出(前進)し、これにより、フレーム部6自体をロータホイール11の表面S上に位置決めすることが可能となる。
As shown in FIGS. 2 to 5, the positioning
この場合、図6に示すように、フレーム部6上に保持されたピンカートリッジ3内の押出しピン2と、タービン翼連結ピン9が押抜かれた後の連結ピン挿入穴17、18に対し所定ピッチ分離間するタービン翼連結ピン9の一端9aと、が相対的に位置決めされる。一方、図4に示すように、ピン進退レバー29を他方にひねることで、フレーム部6の先端面6a側から位置決めピン28の先端部が埋没(退避)し、これにより、ロータホイール11の表面Sに対するフレーム部6自体の位置決めが開放される。
In this case, as shown in FIG. 6, a predetermined pitch with respect to the pushing
ピン押出し機構7は、位置決め機構5により位置決めされた押出しピン2をピンカートリッジ3内からタービン翼連結ピン9側に押出す。詳細には、ピン押出し機構7は、図1〜図5に示すように、油圧シリンダ30、ラムシャフト31(図8A〜図8D参照)、油圧移送パイプ32、33、複動型の手押しポンプ(図示せず)などを備える。油圧シリンダ30を含むピン押出し機構7は、上述したピンカートリッジ3と共に複数のスプリング24などを介してフレーム部6に対して弾性的に支持されている。
The
ラムシャフト31は、図8A〜図8Dに示すように、油圧シリンダ30側から付与される油圧によって、所定の回転角で位置決めされたピンカートリッジ3内の一つの貫通穴10内を通ってストロークする。具体的には、ラムシャフト31は、図8Dに示すように、当該ラムシャフト31の先端が一つの貫通穴10内の先端側から突出する前進位置と、図8A、図8Cに示すように、当該ラムシャフト31の先端が一つの貫通穴10内に未挿入状態の後退位置と、の間を進退自在に移動する。
As shown in FIGS. 8A to 8D, the
したがって、ピンカートリッジ3を90度ずつ間欠的に回転させて位置決めしながら、ピンカートリッジ3内の互いに異なる貫通穴10内の個々の押出しピン2(の基端2b)を、ラムシャフト31(の先端31a)で順次押し出すことで、図8Dに示すように、複数の押出しピン2が直列的に配置され、これにより、タービン翼連結ピン9を押し抜くことが可能となる。
Accordingly, while the
次に、このような構造のタービン翼連結ピン押抜き装置1を用いたタービン翼連結ピンの押抜き方法を、図1〜図7及び図8A〜図8Dに基づき説明する。図2、図5に示すように、まず、ピン装填部20などを介してピンカートリッジ3内の各貫通穴10に押出しピン2をそれぞれ挿入(収容)する。
Next, a turbine blade connecting pin punching method using the turbine blade connecting
次に、図8Aに示すように、ピンカートリッジ3内に収容されたいずれかの押出しピン2の先端2aを、タービンロータ8に挿入されたタービン翼連結ピン9の一端9aと、対向させる位置(ロータホイール11の表面S上)に位置決め機構5(マグネット25を有するフレーム装着機構21など)を用いて位置決めする工程を行う。
Next, as shown in FIG. 8A, a position in which the
続いて、図8Bに示すように、位置決め機構5により位置決めされた押出しピン2を、ピン押出し機構7のラムシャフト31を介してピンカートリッジ3内からタービン翼連結ピン9側へ押出す工程を実施する。
Subsequently, as shown in FIG. 8B, a process of extruding the
さらに、図8Cに示すように、ピンカートリッジ3内に収容された別の押出しピン2を対象として、前記した位置決めする工程(ピンカートリッジ3を90度単位で回転させて別の押出しピン2を位置決めする工程)と、押出す工程(位置決めされた別の押出しピン2をラムシャフト31で押出す工程)と、を繰り返すことより、図8Dに示すように、タービンロータ8内からタービン翼連結ピン9を完全に押し抜く。この後、図8Dに示すように、タービンロータ8の連結ピン挿入穴17、18内に直列的に配置(挿入)されている複数の押出しピン2を適宜取り出すことで、ロータホイール11側からタービン翼12を取り外すことが可能となる。
Further, as shown in FIG. 8C, the above-described positioning process for another
既述したように、本実施形態のタービン翼連結ピン押抜き装置1(及びタービン翼連結ピンの押抜き方法)によれば、タービンロータ8からタービン翼連結ピン9を押し抜く際の作業効率を向上させることができる。詳細には、マグネット25などを介して、押抜き装置本体を容易にセットでき、さらには、タービン翼連結ピン9を押し抜いた後の連結ピン挿入穴17、18をも押抜き装置本体の位置決めに利用することができる。
As described above, according to the turbine blade connecting pin punching device 1 (and the turbine blade connecting pin punching method) of the present embodiment, the working efficiency when the turbine
また、タービン翼連結ピン押抜き装置1は、マグネット25を介して、タービンロータ8上に磁気的に固定されるため、ゴムハンマなどで装置本体を打撃することで、セット位置を微調整できる。さらに、ピンカートリッジ3内の押出しピン2の先端2aを目視できる構造にしたため、タービン翼連結ピン9と押出しピン2との位置合わせを容易に行うことができる。
Further, since the turbine blade connecting
また、リボルバ構造を有するピンカートリッジ3により、複数の押出しピン2を順次継ぎ込むことができ、結果的に押抜き装置本体の小型化を図ることができる。これにより、タービンロータ8の軸方向におけるタービン翼間の狭隘部に押抜き装置本体をセットすることが可能となる。
In addition, the plurality of
また、このような構成のタービン翼連結ピン押抜き装置1を適用することで、例えば、タービン部品の溶融切断や溶融金属の切削除去を行う工程などを省略でき、設備の簡略化、並びに作業工数及びエネルギ消費量の削減を図ることできる。
Further, by applying the turbine blade connecting
以上、実施の形態を具体的に説明したが、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素の変更が可能である。例えば、図9に示すように、傾斜面に沿って複数の押出しピン2を転がしながら、ラムシャフト31の先端側に、各押出しピン2を順次供給する供給機構35を、ピンカートリッジ3に代えて、タービン翼連結ピン押抜き装置1に設けてもよい。
Although the embodiment has been specifically described above, the constituent elements can be changed without departing from the scope of the invention in the implementation stage. For example, as shown in FIG. 9, instead of the
また、上述した実施形態では、原子力発電用のタービンロータ8からタービン翼を分解する際にタービン翼連結ピン押抜き装置1を適用する例を説明したが、もちろん、一般の例えば火力発電用の蒸気タービンのタービンロータについても、タービン翼連結ピン押抜き装置1を用いることができる。
In the above-described embodiment, the example in which the turbine blade connecting
1…タービン翼連結ピン押抜き装置、2…押出しピン、3…ピンカートリッジ(ピン収容部)、5…位置決め機構、6…フレーム部、7…ピン押出し機構、8…タービンロータ、9…タービン翼連結ピン、10…貫通穴、11…ロータホイール、12、14…タービン翼、17,18…連結ピン挿入穴、19…回転軸、20…ピン装填部、21…フレーム装着機構、22…回転支持機構、23…位置決めピン挿入機構、25…マグネット、28…位置決めピン、30…油圧シリンダ、31…ラムシャフト。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも一つの前記押出しピンの先端面を外部に露出させる状態で、前記複数の押出しピンを収容するピン収容部と、
前記ピン収容部内に収容されたいずれかの押出しピンの先端を、タービンロータに挿入されたタービン翼連結ピンの一端と、対向させる位置に位置決めする位置決め機構と、
前記位置決め機構により位置決めされた押出しピンを前記ピン収容部内から前記タービン翼連結ピン側に油圧によって押出すピン押出し機構と、
を具備するタービン翼連結ピン押抜き装置。 A plurality of extrusion pins;
A pin accommodating portion for accommodating the plurality of extrusion pins in a state in which a tip end surface of at least one of the extrusion pins is exposed to the outside;
A positioning mechanism for positioning the tip of any of the push pins accommodated in the pin accommodating portion at a position facing the one end of the turbine blade connecting pin inserted in the turbine rotor;
A pin extruding mechanism that extrudes the extruding pin positioned by the positioning mechanism from the inside of the pin accommodating portion to the turbine blade connecting pin side by hydraulic pressure ;
A turbine blade connecting pin punching device comprising:
前記位置決め機構は、前記タービン翼連結ピンの一端面側のロータホイールの表面上に、前記フレーム部を着脱自在に装着するマグネットを含むフレーム装着機構を備える、
請求項1記載のタービン翼連結ピン押抜き装置。 A frame portion that holds at least the pin accommodating portion and the positioning mechanism;
The positioning mechanism includes a frame mounting mechanism including a magnet that detachably mounts the frame portion on a surface of a rotor wheel on one end surface side of the turbine blade connecting pin.
The turbine blade connecting pin punching device according to claim 1.
前記位置決め機構は、前記回転軸を中心として、前記ピン収容部を間欠的に回転可能に支持する回転支持機構を備える、
請求項1又は2記載のタービン翼連結ピン押抜き装置。 The pin accommodating portion has a plurality of through holes that are respectively arranged around the rotation axis around the rotation axis and each of the plurality of push pins are accommodated,
The positioning mechanism includes a rotation support mechanism that supports the pin housing portion so as to be intermittently rotatable around the rotation axis.
The turbine blade connecting pin punching device according to claim 1 or 2.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のタービン翼連結ピン押抜き装置。 The positioning mechanism includes a positioning pin insertion mechanism including a positioning pin that is removably inserted into the connection pin insertion hole after the turbine blade connection pin is pushed out.
The turbine blade connecting pin punching device according to any one of claims 1 to 3.
前記ピン収容部内に収容されたいずれかの押出しピンの先端を、タービンロータに挿入されたタービン翼連結ピンの一端と、対向させる位置に前記位置決め機構を用いて位置決めする工程と、
前記位置決め機構により位置決めされた押出しピンを油圧による前記ピン押出し機構により前記ピン収容部内から前記タービン翼連結ピン側へ押出す工程と、
前記ピン収容部内に収容された別の押出しピンを対象として、前記位置決めする工程と前記押出す工程とを繰り返すことより、前記タービンロータ内から前記タービン翼連結ピンを押し抜く工程と、
を有するタービン翼連結ピンの押抜き方法。 A turbine blade connecting pin push-out device including a pin housing portion that accommodates the plurality of push pins, a positioning mechanism, and a hydraulic pin push mechanism in a state in which a tip surface of at least one push pin is exposed to the outside. A method for punching a turbine blade connecting pin,
Using the positioning mechanism to position the tip of one of the extrusion pins accommodated in the pin accommodating portion at a position facing one end of a turbine blade connecting pin inserted into a turbine rotor;
A step of extruding the push pin positioned by the positioning mechanism from the pin accommodating portion to the turbine blade connecting pin side by the pin push mechanism by hydraulic pressure ;
A process of pushing out the turbine blade connecting pin from the turbine rotor by repeating the positioning step and the extruding step for another extruding pin accommodated in the pin accommodating portion;
A method for punching a turbine blade connecting pin.
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