JP6778089B2 - タービンの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、タービンの組立方法に係り、さらに詳しくは、上下に分割された車室をボルトにより締結する構造のタービンの組立方法に関する。

蒸気タービンやガスタービン等のタービンは、回転部としてのタービンロータと、タービンロータを収容する車室とを備えている。車室の内側には、ノズルダイヤフラム等の静止部が組み込まれている。車室及びノズルダイヤフラム等は、組立の容易性等の観点から水平面で上下に分割された構造となっている。上下に分割された車室は、一般的に、上下の接合面にそれぞれ厚肉の板状のフランジを有しており、上下のフランジは多数のボルトで締結されることにより互いに締め付けられている。

回転部としてのタービンロータと静止部としてのノズルダイヤフラム等との間には、間隙（クリアランス）が設けられている。回転部と静止部の運転時の接触の防止及び作動流体の漏洩量増加によるタービンの性能低下の防止のためには、このクリアランスを要求された間隔にすることが重要である。車室はその内部に組み込まれた各部の荷重やボルトによる締結等により種々に変形するので、タービンの組立では、タービンが最終的に組み上がった状態で上記クリアランスが要求された間隔となるように、車室の変形を予め考慮して静止部の位置を調整して車室に組み込む必要がある。

このようなタービンの組立方法として、ケーシングの芯出し後の芯出し調整量を簡単に求めると共に組立工程数を減少させて組立工期を短縮するために、内部ケーシングの下半に上半を組み付けたときの上半組立状態と上半を組み付けないときの上半非組立状態で、それぞれ内部ケーシングの内径を計測し、その両状態の内部ケーシングの内径変化量を求め、この内径変化量に近似する変化量を蓄積している同種の蒸気タービンの各種データの中からケーシングの芯出し調整量を求め、この調整量に基づき内部ケーシングの下半に下半側静止部を組み込むものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−５５３８５号公報

特許文献１に記載の蒸気タービンの組立方法では、車室の本組立の前に、上半組立状態と上半非組立状態の両状態での内部ケーシングの内径変化量を求めるため、車室の仮組上げを行う必要がある。つまり、静止部の位置調整を高い精度で行うためには、車室の仮組上げ及び仮組上げ後の車室の分解の工程が必要となり、その分、時間を要することとなる。

特に、蒸気タービン等の車室のボルト締結において、車室内からの高温高圧の蒸気等の作動流体の漏洩を防止するために、いわゆる「焼き締め」の方法が用いられる場合、車室の組立作業に多大な時間が必要となる。なぜなら、「焼き締め」の方法は、ボルトを一旦加熱して伸張させ、伸張状態のボルトに対してナットをねじ込み、その後ボルトを冷却させることによりナットをフランジに押し付けてフランジ同士を強力に締め付けるものである。このように、「焼き締め」によるボルト締結の方法では、ボルトの加熱工程及び冷却工程が必要となる。この加熱工程及び冷却工程では、できるだけ短時間にボルトだけを加熱する必要があるので車室にヒーターの熱が拡散しないように、高性能の高周波ボルトヒーターを用いることが多い。しかし、車室当り数十本もあるボルトを１本または２本ずつ順に加熱しては少しずつ締め付けるという作業が必要となる。また、個々のボルトも非常に数十キロから百キロと非常に大きく冷めにくい。このため、これらの工程では、多大な時間が必要となる。

このように、精度の高い位置調整を行うために車室の仮組上げを行うと、タービンの組立作業の工期に多大な影響を及ぼす。このような現状に対して、精度の高い位置調整を維持しつつ、タービンの組立作業の時間短縮が求められている。

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、車室の仮組上げを行うことなく、静止部の車室に対する位置調整の精度を維持することができるタービンの組立方法を提供するものである。

上記課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、車室下半部と車室上半部とに上下に分割され前記車室下半部と前記車室上半部とがボルト締結により結合される車室と、前記車室に内包されるタービンロータと、前記車室の内側で支持され下半と上半とに上下に分割された静止部とを備えるタービンの組立方法であって、前記タービンの分解の際の前記車室のボルト締結解除前の状態及びボルト締結解除後の所定の分解状態において、前記車室の外表面に設定された複数の特定部分の位置情報を計測する位置情報計測工程と、前記位置情報計測工程における計測結果に基づいて、前記静止部の前記車室に対する位置調整を行うアラインメント調整工程とを備え、前記位置情報計測工程における前記車室のボルト締結解除後の所定の分解状態は、前記車室上半部を取り外す前の状態であることを特徴とする。

本発明によれば、タービンの分解時の所定の分解状態において車室の外表面の特定部分の位置情報を計測し、その計測結果に基づき静止部の車室に対する位置調整を行うので、車室の仮組上げを行うことなく、静止部の位置調整の精度を維持することができる。したがって、タービンの組立作業の工程及び時間を短縮することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明のタービンの組立方法の実施の形態を適用可能な蒸気タービンの下半側を示す斜視図である。 本発明のタービンの組立方法の実施の形態を適用可能な蒸気タービンを示す縦断面図である。 本発明のタービンの組立方法の実施の形態を適用可能な蒸気タービンの外部車室の経年運転後の変形を示す説明図である。 図３に示す蒸気タービンの外部車室のフランジ部における経年運転後の変形を示す説明図である。 図３に示す蒸気タービンの外部車室をV−V矢視から見た横断面図である。 本発明のタービンの組立方法の実施の形態の比較例としての従来のタービンの組立方法の一例を示すフローチャート図である。 本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態を示すフローチャート図である。 本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態におけるタービン分解時の車室の位置情報の計測方法を示すフローチャート図である。 本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態における蒸気タービンの外部車室のボルト締結解除前（蒸気タービンの分解前）の位置情報の計測方法を示す説明図である。 本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態における蒸気タービンの外部車室のボルト締結解除後であって外部車室の上半部開放前の位置情報の計測方法を示す説明図である。 本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態における蒸気タービンの外部車室の上半部開放後であって内部車室のボルト締結解除前の位置情報の計測方法を示す説明図である。 本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態における蒸気タービンの内部車室のボルト締結解除後であって内部車室の上半部開放前の位置情報の計測方法を示す説明図である。 本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態における蒸気タービンの上半側開放後（トップスオフ状態）の位置情報の計測方法を示す説明図である。 本発明のタービンの組立方法の第２の実施の形態を示すフローチャート図である。

以下、本発明のタービンの組立方法の実施の形態を図面を用いて説明する。
まず、本発明のタービンの組立方法を適用可能な蒸気タービンの構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明のタービンの組立方法の実施の形態を適用可能な蒸気タービンの下半側を示す斜視図、図２は本発明のタービンの組立方法の実施の形態を適用可能な蒸気タービンを示す縦断面図である。

図１及び図２において、蒸気タービンは、架台１００に支持される外部車室１と、外部車室１の内部に収容されて支持された内部車室２と、内部車室２に内包されたタービンロータ３とを備えている。タービンロータ３の荷重は、例えば、架台１００により支持されている。

外部車室１は、外部車室下半部１１と外部車室上半部１２とに水平面で上下に分割されている。外部車室下半部１１及び外部車室上半部１２はそれぞれ、結合部分に厚肉のフランジ部１５、１６（図１及び後述の図９参照）を有している。外部車室下半部１１と外部車室上半部１２は、複数のボルト１３（後述の図９参照）及びナット（図示せず）を用いてフランジ部１５、１６同士を強固に締め付けるボルト締結により結合されている。外部車室１の内側におけるフランジ部１５のフランジ面近傍には、内部車室２を支持する部分（図示しない内部車室支持部）が複数設けられている。

内部車室２は、外部車室１と同様な構造である。すなわち、内部車室下半部２１と内部車室上半部２２とに水平面で上下に分割されている。内部車室下半部２１及び内部車室上半部２２はそれぞれ、結合部分に厚肉のフランジ部２５、２６（図１及び後述の図１１参照）を有している。内部車室下半部２１と内部車室上半部２２は、複数のボルト２３（後述の図１１参照）及びナット（図示せず）を用いてフランジ部２５、２６同士を強固に締め付けるボルト締結により結合されている。内部車室２は、シム等の厚さの調整可能な位置調整部材（図示せず）を介して外部車室１に支持されている。

タービンロータ３は、ロータシャフト４と、ロータシャフト４の外周部において軸方向に間隔をもって配置された複数の動翼列５とを備えている。各動翼列５は、ロータシャフト４の外周部において周方向に間隔をもって環状に配置された複数の動翼５ａで構成されている。

内部車室２の内部には、ノズルダイヤフラム６等の静止部が組み込まれている。ノズルダイヤフラム６は、環状であり、タービンロータ３の軸方向に間隔をもって複数配置されている。内部車室２の内側におけるフランジ部２５のフランジ面近傍には、ノズルダイヤフラム６を支持する部分（図示しない静止部支持部）が複数設けられている。ノズルダイヤフラム６は、シム等の厚さの調整可能な位置調整部材（図示せず）を介して内部車室２に支持されている。ノズルダイヤフラム６は、下半６ａと上半６ｂとに水平面で上下に分割されている。ノズルダイヤフラム６は、タービンロータ３の周方向に間隔をもって環状に配置された複数の静翼７ａで構成される静翼列７と、静翼７ａの径方向外側先端部が固定された環状のダイヤフラム外輪８と、静翼７ａの径方向内側先端部が固定された環状のダイヤフラム内輪９とで構成されている。各静翼列７は、動翼列５の上流側に配置され、動翼列５と共に１つの段落を構成する。ダイヤフラム内輪９には、シールフィン（図示せず）が設けられている。シールフィン（ノズルダイヤフラム６）とタービンロータ３の間には、間隙（クリアランス）が設けられている。

次に、経年運転後の蒸気タービンを分解したときの車室の変形について図３乃至図５を用いて説明する。
図３は本発明のタービンの組立方法の実施の形態を適用可能な蒸気タービンの外部車室の経年運転後の変形を示す説明図、図４は図３に示す蒸気タービンの外部車室のフランジ部における経年運転後の変形を示す説明図、図５は図３に示す蒸気タービンの外部車室をV−V矢視から見た横断面図である。図３乃至図５は、外部車室の変形を誇張した状態で示したものである。なお、図３乃至図５において、図１及び図２に示す符号と同符号ものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

長期間運転された蒸気タービンの外部車室１は、主にクリープにより複雑な変形をする。外部車室１の下半部１１と上半部１２は、複数のボルト１３（後述の図９参照）とナット（図示せず）により強固に締結されているが、このボルト締結を解除すると、例えば図３に示すように、外部車室１の下半部１１と上半部１２のフランジ部１５、１６の間には、僅かな隙間Ｇが生じた状態となる。この隙間Ｇは、主に両フランジ部１５、１６の変形によるものである。フランジ部１５、１６は、図４に示すように外部車室１の側面から見ると、上下方向に不規則に波を打つような変形を示すことが多い。フランジ部１５、１６の変形は、左右両側で非対称となることがある。さらに、図５に示すように、このフランジ部１５、１６の変形に伴い、外部車室１の横断面の円筒形状が歪み、外部車室１の真円度が低下する。このような変形は非線形性が高く、外部車室１の変形を事前に高精度に予測することは一般的に困難である。

蒸気タービンの内部車室２も、外部車室１と同様に、主にクリープにより非線形性の高い複雑な変形が生じる。このため、内部車室２の変形を事前に予測することは一般的に困難である。なお、外部車室１及び内部車室２の肉厚の変化は、上述の変形と比較すると微小なものである。

次に、従来の蒸気タービンの組立方法を図６を用いて説明する。図６は本発明のタービンの組立方法の実施の形態の比較例としての従来の蒸気タービンの組立方法の一例を示すフローチャート図である。

長期間運転された蒸気タービンは、オーバーホールや改造工事等のために分解され、再度組み立てられる。蒸気タービンの再組立の際には、タービンロータ３（図２参照）とノズルダイヤフラム６（図１参照）等の静止部との間隙（クリアランス）を要求された間隔とするため、静止部の内部車室２（図１及び図２参照）に対する位置調整（静止部のアラインメント調整）を高い精度で行う必要がある。しかし、長期間運転された蒸気タービンの外部車室１及び内部車室２は、上述したように、予測困難な変形が生じることがある。つまり、外部車室１及び内部車室２の上半部１２、２２を下半部１１、２１に組み付けてボルト締めすると、外部車室１及び内部車室２が変形し、内部車室２に組み付けた静止部に予測困難な変位が生じる場合がある。この場合、タービンロータ３と静止部の間のクリアランスが要求値からずれてしまうことがある。

そこで、従来の蒸気タービンの組立方法では、精度の高いアラインメント調整を行うために、外部車室上半部１２、内部車室上半部２２、静止部の上半側を組み付けた状態（上半部組立状態又はトップスオン状態）と、外部車室上半部１２、内部車室上半部２２、静止部の上半側を組み付ける前の状態（上半部組立前状態又はトップスオフ状態）とでの静止部の位置関係の違い（静止部の変位量及び変位方向等の変位情報）を把握し、この違い（変位情報）を考慮して静止部の位置を調整している。

例えば、図６に示すように、先ず、車室の仮組上げを行い、車室仮組上げ前後の静止部の位置関係に関する情報を計測することで、車室の仮組上げによる静止部の変位情報を把握する（ステップＳ３１０〜ステップＳ３４０）。その後、仮組上げ前後の計測結果を考慮して静止部の車室に対する位置調整（静止部のアラインメント調整）を行い、車室の本組立を行う（ステップＳ３５０〜ステップＳ４００）。

車室の仮組上げ工程では、先ず、内部車室２の下半部２１にノズルダイヤフラム６等の静止部の下半側を組み込んだ状態（車室の仮組上げ前の状態）で、静止部のアラインメント調整用の計測を行う（ステップＳ３１０）。具体的には、ピアノ線やレーザ光等の仮想軸心と静止部との距離をマイクロメータやレーザ検出器等を用いて計測する。静止部の計測点としては、例えば、ノズルダイヤフラム６の内周面の左右両側部分及び下側部分が挙げられる。この計測により、車室の仮組上げ前の静止部の位置関係に関する情報（仮想軸心と静止部の所定部分との距離）を得ることができる。

次に、静止部、内部車室２、外部車室１の仮組上げを行い（ステップＳ３２０）、蒸気タービンの組立状態を模擬する。具体的には、静止部の上半側をその下半側に取り付けて静止部の仮組上げを行う。このとき、タービンロータ３の組み込みは行わない。続いて、内部車室２の上半部２２を下半部２１に載置して上半部２２と下半部２１をボルト締めし、内部車室２の仮組上げを行う。その後、外部車室１の上半部１２を下半部１１に載置して上半部１２と下半部１１をボルト締めし、外部車室１の仮組上げを行う。

次いで、内部車室２及び外部車室１の仮組上げ状態において、静止部のアラインメント調整用の計測を行う（ステップＳ３３０）。具体的には、ステップＳ３１０と同様に仮想軸心と静止部の所定部分との距離を計測する。このステップＳ３３０における車室の仮組上げ状態での計測結果およびステップＳ３１０における車室の仮組上げ前の計測結果に基づき、内部車室２及び外部車室１の仮組上げによる静止部の変位量及び変位方向等の変位情報を得ることができる。

その後、仮組上げされた外部車室上半部１２、内部車室上半部２２、静止部の上半側を取り外し（ステップＳ３４０）、蒸気タービンの上半側を開放する。

続く本組立工程においては、先ず、下半側の静止部の一次アラインメント調整を行う（ステップＳ３５０）。具体的には、ステップＳ３１０及びステップＳ３３０における計測結果に基づき得られた内部車室２及び外部車室１の仮組上げによる静止部の変位情報を予め考慮して、シム等の位置調整部材の厚みを調整することで、下半側の静止部を内部車室２に対して位置調整を行う。つまり、計測結果から得られた静止部の変位情報とは逆方向に静止部を予め移動させておくことで、内部車室２及び外部車室１の組立による静止部の変位を相殺させる。

次に、アラインメント調整された静止部とタービンロータ３間のクリアランス（間隙）を計測する（ステップＳ３６０）。具体的には、ノズルダイヤフラム６等の静止部の下半側が内部車室下半部２１に対してアラインメント調整された状態で、クリアランスを計測しようとする部分、例えば、静止部やタービンロータ３のシールフィンの領域に予め鉛線を配置しておく。鉛線が設置された状態でタービンロータ３を静止部の下半側に組み込む。このとき、鉛線は、タービンロータ３と静止部の間の間隙部分を残して潰される。この鉛線を取り出し、鉛線の潰されずに残った部分の厚みを計測する。この残った部分は、静止部とタービンロータ３間のクリアランスに相当する。これにより、静止部とタービンロータ３間の正確なクリアランスを計測することができる。なお、ステップＳ３６０においては、必要に応じて、静止部の上半側を組み込んだ状態でクリアランスを計測する。

次いで、ステップＳ３６０において計測された正確なクリアランスに基づき、クリアランスの微調整を行う。具体的には、ステップＳ３６０における計測結果に基づき、ノズルダイヤフラム６等の静止部やタービンロータ３に設けられたシールフィンの高さ等の微調整を行う（ステップＳ３７０）。続いて、ステップＳ３６０における計測結果に基づき、下半側の静止部の内部車室２に対する位置の微調整（二次アラインメント調整）を行う（ステップＳ３８０）。

その後、タービンロータ３及び静止部の上半側を組み込む（ステップＳ３９０）。最後に、内部車室２の上半部２２を下半部２１に載置して上半部２２と下半部２１をボルト締めした後、外部車室１の上半部１２を下半部１１に載置して上半部１２と下半部１１をボルト締めする（ステップＳ４００）。

このように、従来の蒸気タービンの組立方法では、静止部の下半側を内部車室下半部２１に組み込む時に、最終的な組立状態を考慮してアラインメント調整を行うので、精度の高い調整が可能となる。

しかし、この従来の組立方法では、精度の高いアラインメント調整を行うために、外部車室１及び内部車室２の仮組上げを行う必要がある。このため、外部車室１及び内部車室２のボルト締結をそれぞれ２回行わなければならず、組立作業の長期化という問題が生じる。外部車室１及び内部車室２のボルト締結では、下半部１１、２１と上半部１２、２２の合わせ面から蒸気が漏洩しないように、いわゆる「焼き締め」の方法が用いられている。「焼き締め」の方法では、ボルト１３、２３（後述の図９及び図１１参照）を一旦加熱して伸張させ、伸張状態のボルト１３、２３に対してナットをねじ込み、その後ボルト１３、２３を冷却させることにより、ナットをフランジ部１５、１６、２５、２６（後述の図９及び図１１参照）に押し付けてフランジ１５、１６、２５、２６同士を強力に締め付けるものである。このように、「焼き締め」によるボルト締結の方法では、ボルト１３、２３の加熱工程及び冷却工程が必要となる。この加熱工程及び冷却工程では、できるだけ短時間にボルトだけを加熱する必要があるので車室にヒーターの熱が拡散しないように、高性能の高周波ボルトヒーターを用いることが多い。しかし、車室当り数十本もあるボルトを１本または２本ずつ順に加熱しては少しずつ締め付けるという作業が必要となる。また、個々のボルトも非常に数十キロから百キロと非常に大きく冷めにくい。このため、これらの工程では多大な時間が必要となる。

［第１の実施の形態］
次に、本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態を図７を用いて説明する。図７は本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態を示すフローチャート図である。

本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態は、概略すると、蒸気タービンの分解時の複数の所定の分解状態において、車室の外表面の特定部分の位置情報を計測し、その計測結果に基づき静止部の車室に対する位置調整（アラインメント調整）を行うものである。蒸気タービンの複数の異なる分解状態おいて、車室の特定部分の位置情報を計測することで、車室の組立（分解）前後の変形情報を把握することができる。この車室の組立（分解）前後の変形情報を活用して静止部のアラインメント調整を行うことで、車室の仮組上げを行うことなく、車室の仮組上げ工程を有する従来の蒸気タービンの組立方法と同等な精度の高いアラインメント調整が可能となる。具体的な方法を以下に示す。

長期間運転された蒸気タービンは、オーバーホールや改造工事等のために分解される。このとき、図７に示すように、蒸気タービンの各部の段階的な分解状態ごとに、外部車室１及び内部車室２の外表面における特定部分５１（後述の図９及び図１１参照）の位置情報（３次元位置座標）を計測する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０における複数の異なる分解状態での特定部分５１の位置情報の計測結果に基づき、外部車室１及び内部車室２の分解時の変形情報を得ることができる。この外部車室１及び内部車室２の分解時の変形情報から、その組立時の変形情報を高精度に推定できる。そこで、この位置情報の計測結果（外部車室１及び内部車室２の組立時の変形情報）を、後述する後続ステップの下半側の静止部のアラインメント調整の調整量を評価する際に用いる。なお、位置情報の計測方法の詳細は後述する。

蒸気タービンの分解を終了した後、蒸気タービンの各部に対して点検や補修を行う。この点検補修時では、点検項目の計測に加えて、アラインメント調整の評価に役立つタービン各部の各種計測も同時に行う（ステップＳ２０）。例えば、シールフィンの高さ等を計測する。

次に、外部車室下半部１１に支持された状態の内部車室２の下半部２１に対して、ノズルダイヤフラム６（図１及び図２参照）等の静止部の仮組上げを行うと共に、静止部の位置関係に関する情報を計測する（ステップＳ３０）。具体的には、従来の蒸気タービンの組立方法におけるステップＳ３１０と同様に、内部車室２の下半部２１にノズルダイヤフラム６等の静止部の下半側を組み込んだ状態（静止部の仮組上げ前の状態）で、仮想軸心と静止部の所定部分との距離（静止部の位置関係に関する情報）を計測する。この計測後、静止部の上半側を下半側に組み付けて仮組上げを行う。静止部の仮組上げ状態において、仮組上げ前の計測と同様に、仮想軸心と静止部の所定部分との距離を計測する。静止部の仮組上げ状態での計測結果と仮組上げ前の計測結果から、静止部の仮組上げによる変形情報が得られる。この静止部の仮組上げによる変形情報は、後述する後続ステップの下半側の静止部のアラインメント調整の調整量を評価する際に用いる。なお、このステップＳ３０における計測結果は、静止部のみが仮組上げされた状態で得られたものであり、外部車室１及び内部車室２をボルト締結して最終的に組上げた状態で得られたものではない。

その後、内部車室２及び外部車室１の仮組上げを行うことなく、内部車室２及び外部車室１の本組立を行う。具体的には、先ず、ステップＳ１０における外部車室１及び内部車室２の特定部分５１の位置情報の計測結果及びステップＳ３０における静止部の位置関係に関する情報の計測結果に基づき、下半側の静止部の一次アラインメント調整を行う（ステップＳ４０）。つまり、ステップＳ１０における計測結果に基づく内部車室２及び外部車室１の組立前後の変形情報およびステップＳ３０における計測結果に基づく静止部の組立前後の変形情報を活用して、最終的な組立状態の静止部の変位情報を評価する。これにより、アラインメント調整量を求めることができる。なお、一次アラインメントの調整方法の詳細については、後述する位置情報の計測方法の詳細と共に説明する。

次に、アラインメント調整された静止部とタービンロータ３間のクリアランス（間隙）を計測する（ステップＳ５０）。具体的には、従来の蒸気タービンの組立方法におけるステップＳ３６０と同様に、ノズルダイヤフラム６等の静止部の下半側が内部車室下半部２１に対してアラインメント調整された状態で、クリアランスを計測しようとする部分に予め鉛線を配置しておく。鉛線が設置された状態でタービンロータ３を静止部の下半側に組み込み、鉛線の潰されずに残った部分の厚み、すなわち、クリアランスを計測する。

次いで、ステップＳ５０において計測されたクリアランスに基づき、静止部とタービンロータ３間のクリアランスの微調整を行う。具体的には、ステップＳ５０における計測結果に基づき、ノズルダイヤフラム６やタービンロータ３等のシールフィンの高さ等の微調整を行う（ステップＳ６０）。続いて、ステップＳ５０における計測結果に基づき、下半側の静止部の内部車室２に対する位置の微調整（二次アラインメント調整）を行う（ステップＳ７０）。

クリアランスの微調整後、タービンロータ３及び静止部の上半側を組み込む（ステップＳ８０）。最後に、内部車室２の上半部２２を下半部２１に載置して上半部２２と下半部２１をボルト締めし、外部車室１の上半部１２を下半部１１に載置して上半部１２と下半部１１をボルト締めする（ステップＳ９０）。これにより、内部車室２及び外部車室１の本組立作業が完了する。

このように、本実施の形態においては、外部車室１及び内部車室２の仮組上げを行うことなく静止部のアラインメント調整を行うので、蒸気タービンの組立作業の工程及び時間を短縮することができる。

次に、本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態におけるタービン分解時の車室の位置情報の計測方法の詳細を図８乃至図１３を用いて説明する。
図８は本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態におけるタービン分解時の車室の位置情報の計測方法を示すフローチャート図、図９本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態における蒸気タービンの外部車室のボルト締結解除前（蒸気タービンの分解前）の位置情報の計測方法を示す説明図、図１０は本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態における蒸気タービンの外部車室のボルト締結解除後であって外部車室の上半部開放前の位置情報の計測方法を示す説明図、図１１は本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態における蒸気タービンの外部車室の上半部開放後であって内部車室のボルト締結解除前の位置情報の計測方法を示す説明図、図１２は本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態における蒸気タービンの内部車室のボルト締結解除後であって内部車室の上半部開放前の位置情報の計測方法を示す説明図、図１３は本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態における蒸気タービンの上半側開放後（トップスオフ状態）の位置情報の計測方法を示す説明図である。なお、図８乃至図１３において、図１乃至図７に示す符号と同符号ものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図８において、蒸気タービンの外部車室１の分解前、つまり、外部車室１のボルト締結解除前において、外部車室１の外表面に設定された複数の特定部分５１の位置情報を計測する（ステップＳ１１０）。具体的には、図９に示すように、外部車室１の下半部１１及び上半部１２の外表面の複数の特定部分５１（図９に示す塗り潰した円部分）に計測用マーカーとしてミラーを設置する。これらのミラーに対して、例えば、レーザ計測器５２からレーザを照射し、マーカーからの反射光を受光することで、マーカーの３次元位置座標を特定（計測）する。このレーザ計測では、計測する各部に対して、その領域の１点の座標のみを計測する方法やその領域のスキャン（自動多点計測）を行う方法のどちらの方法も可能である。

外部車室下半部１１の特定部分５１は、外部車室１内側の内部車室２を支持する部分（内部車室支持部）近傍の外表面の位置に設定されている。つまり、この外表面の位置は、外部車室１が変形した際に、内部車室支持部の変位に対応した変位が生じると想定される部分である。具体的には、外部車室下半部１１のフランジ部１５のフランジ面近傍（ボルト結合部近傍）の両側面において、フランジ部１５の長手方向（タービンロータ３の軸方向）に間隔をあけて複数（図９では、片面側１３箇所）設定されている。

外部車室上半部１２の特定部分５１は、内部車室支持部近傍の外表面の位置に設定されており、外部車室下半部１１の特定部分５１の上側に対応した位置である。この外表面の位置は、下半部１１の特定部分５１と同様に、外部車室１が変形した際に、内部車室支持部の変位に対応した変位が生じると想定される部分である。具体的には、外部車室上半部１２のフランジ部１６のフランジ面近傍（ボルト結合部近傍）の両側面において、フランジ部１６の長手方向（タービンロータ３の軸方向）に間隔をあけて複数（図９では、片面側１６箇所）設定されている。さらに、外部車室上半部１２の特定部分５１は、外表面の頭頂部１７近傍の位置に複数（図９では、９箇所）設定されている。頭頂部１７近傍の特定部分５１は、そのタービンロータ３の軸方向の位置がフランジ部１６に設定された特定部分５１の位置に対応している。頭頂部１７近傍は、外部車室１の外表面のうち、外部車室１の変形時に変位量の大きい領域の１つである。したがって、頭頂部１７近傍の特定部分５１は、外部車室１の内側の内部車室支持部の変位量が小さい場合であっても、その内部車室支持部の変位を捉えやすい。

ステップＳ１１０での計測後、図１０に示すように、外部車室１のボルト締結を解除してボルト１３（図９参照）を取り外す。この状態、つまり、外部車室１のボルト締結解除後、且つ、外部車室上半部１２の取外し前の状態において、外部車室１の下半部１１及び上半部１２の外表面における上記特定部分５１の位置情報を計測する（ステップＳ１２０）。位置情報の計測方法は、上記ステップＳ１１０で実行する方法と同様であり、後続ステップでも同様である。

このステップＳ１２０における計測結果及び上記ステップＳ１１０における計測結果から、外部車室１のボルト締結解除による外部車室１の外表面の変位量や変位方向等の変位情報を得ることができる。外部車室１のボルト締結を解除すると、例えば、外部車室１のフランジ部１５、１６は波打つような形状に変形し（図４参照）、外部車室１の横断面の円筒形状は歪む（図５参照）。このとき、外部車室１の下半部１１及び上半部１２のフランジ部１５、１６の複数の特定部分５１の変位情報により、フランジ部１５、１６の長手方向及び上下方向の歪み（変位）を評価する（図４及び図１０参照）。また、外部車室上半部１２のフランジ部１６の複数の特定部分５１及び頭頂部１７の複数の特定部分５１における上下方向及び水平方向の変位情報により、外部車室１の円筒形状の歪み（真円度）を評価する（図５及び図１０参照）。

外部車室１の外表面の特定部分５１は、外部車室１内側の内部車室支持部の変位に対応した変位が生じると想定される部分であるので、これらの特定部分５１の変位情報に基づき、外部車室１のボルト締結解除による内部車室支持部の変位情報を評価することができる。外部車室１の頭頂部１７近傍の特定部分５１は、フランジ部１５、１６の特定部分５１よりも内部車室支持部の変位を捉えやすいので、フランジ部１５、１６の特定部分５１の位置情報の計測結果に誤差が含まれている場合であっても、頭頂部１７近傍の特定部分５１の計測結果を参照することにより、内部車室支持部の変位情報をより正確に評価することができる。内部車室支持部の変位情報は、外部車室１の分解時の実測データに基づき得られるものであるので、所定のモデルにより推定する場合と比較して、より高精度で信頼性がある。

ステップＳ１２０での計測後、図１１に示すように、外部車室１の上半部１２（図１０参照）を下半部１１から取り外す。この状態、つまり、外部車室上半部１２の取外し後、且つ、内部車室２のボルト締結解除前の状態において、外部車室下半部１１の外表面の上記特定部分５１及び内部車室上半部２２の外表面に設定された複数の特定部分５１の位置情報を計測する（ステップＳ１３０）。

内部車室上半部２２の特定部分５１は、ノズルダイヤフラム６等の静止部を支持する部分（静止部支持部）近傍の外表面の位置に設定されている。つまり、この外表面の位置は、内部車室２が変形した際に、静止部支持部の変位に対応した変位が生じると想定される部分である。具体的には、内部車室上半部２２のフランジ部２６のフランジ面近傍（ボルト結合部近傍）の両側面において、フランジ部２６の長手方向（タービンロータ３の軸方向）に間隔をあけて複数（図１１では、片面側８箇所）設定されている。さらに、内部車室上半部２２の特定部分５１は、外表面の頭頂部２７近傍の位置に複数（図１１では、８箇所）設定されている。頭頂部２７近傍の特定部分５１は、そのタービンロータ３の軸方向の位置がフランジ部２６に設定された特定部分５１の位置に対応している。頭頂部２７近傍は、内部車室２の外表面のうち、内部車室２の変形時に変位量の大きい領域の１つである。したがって、頭頂部１７近傍の特定部分５１は、内部車室２内側の静止部支持部の変位量が小さい場合であっても、その静止部支持部の変位を捉えやすい。

このステップＳ１３０における計測結果及び上記ステップＳ１２０における計測結果から、外部車室上半部１２の荷重による外部車室下半部１１の外表面の上記特定部分５１の変位量や変位方向等の変位情報を得ることができる。この外部車室下半部１１の外表面の変位情報に基づき、外部車室上半部１２の荷重による内部車室支持部の変位情報を評価することができる。

ステップＳ１３０での計測後、図１２に示すように、内部車室２のボルト締結を解除してボルト２３（図１１参照）を取り外す。この状態、つまり、内部車室２のボルト締結解除後、且つ、内部車室上半部２２の取外し前の状態において、外部車室下半部１１及び内部車室上半部２２の外表面における上記特定部分５１の位置情報を計測する（ステップＳ１４０）。

このステップＳ１４０における計測結果及び上記ステップＳ１３０における計測結果から、内部車室２のボルト締結解除による内部車室２の外表面の変位量や変位方向等の変位情報を得ることができる。具体的には、内部車室上半部２２のフランジ部２６の複数の特定部分５１の変位情報により、内部車室２のフランジ部２６の長手方向及び上下方向の歪み（変位）を評価する。フランジ部２６の複数の特定部分５１及び頭頂部１７近傍の複数の特定部分５１における上下方向及び水平方向の変位情報により、内部車室２の円筒形状の歪み（真円度）を評価する。

内部車室２の外表面の特定部分５１は、内部車室２内側の静止部支持部の変位に対応した変位が生じると想定される部分であるので、これらの特定部分５１の変位情報に基づき、内部車室２のボルト締結解除による静止部支持部の変位情報を評価することができる。内部車室２の頭頂部１７近傍の特定部分５１は、フランジ部２６の特定部分５１よりも静止部支持部の変位を捉えやすいので、フランジ部２６の特定部分５１の計測結果に誤差が含まれている場合であっても、頭頂部１７近傍の特定部分５１の計測結果を参照することにより、静止部支持部の変位情報をより正確に評価することができる。静止部支持部の変位情報は、内部車室２の分解時の実測データに基づき得られるものであるので、所定のモデルにより推定する場合と比較して、より高精度で信頼性がある。

ステップＳ１４０での計測後、内部車室上半部２２を内部車室下半部２１から取り外す（図示せず）。この状態、つまり、内部車室上半部２２の取外し後、且つ、静止部の上半側の取外し前の状態において、外部車室下半部１１の外表面の上記特定部分５１の位置情報を計測する（ステップＳ１５０）。このステップＳ１５０における計測結果及び上記ステップＳ１４０における計測結果から、内部車室上半部２２の荷重による外部車室下半部１１の外表面の変位量や変位方向等の変位情報を得ることができる。この外部車室下半部１１の外表面の変位情報に基づき、内部車室上半部２２の荷重による内部車室支持部の変位情報を評価することができる。

ステップＳ１５０での計測後、静止部の上半側を内部車室下半部２１から取り外す（図示せず）。この状態、つまり、静止部の上半側の取外し後、且つ、タービンロータ３（図２参照）の取外し前の状態において、外部車室下半部１１の外表面の上記特定部分５１の位置情報を計測する（ステップＳ１６０）。このステップＳ１６０における計測結果及び上記ステップＳ１５０における計測結果から、上半側の静止部の荷重による外部車室下半部１１の外表面の変位量や変位方向等の変位情報を得ることができる。この外部車室下半部１１の外表面の変位情報に基づき、上半側の静止部の荷重による内部車室支持部の変位情報を評価することができる。

ステップＳ１６０での計測後、図１３に示すように、タービンロータ３を内部車室下半部２１から取り外し、蒸気タービンの上半側を開放した状態（トップスオフ状態）にする。この状態において、外部車室下半部１１の外表面の上記特定部分５１の位置情報を計測し（ステップＳ１７０）、特定部分５１の位置情報の計測を終了する。

このステップＳ１７０における計測結果及び最初のステップＳ１１０における計測結果から、外部車室１及び内部車室２の分解前後における外部車室下半部１１の外表面の変位情報を得ることができる。この外部車室下半部１１の外表面の変位情報に基づき、外部車室１及び内部車室２の組立による内部車室支持部の変位情報を評価することができる。

次に、本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態におけるアラインメント調整方法の詳細を図７乃至図１３を用いて説明する。
図７に示すフローチャートのステップＳ４０において、ノズルダイヤフラム６等の静止部の内部車室下半部２１に対する位置調整（一次アラインメント調整）を行う。このとき、アラインメントの調整量は、ステップＳ１０における計測結果及びステップＳ３０における計測結果に基づき評価される。つまり、ステップＳ１０（図８に示すフローチャートのステップＳ１１０〜ステップＳ１７０）における計測結果に基づいて、外部車室１及び内部車室２の組立時の変形の影響をアラインメントの調整量に反映させることができる。また、ステップＳ３０における計測結果に基づいて、ノズルダイヤフラム６等の静止部の組立時の変形の影響をアラインメントの調整量に反映させることができる。

具体的には、外部車室１の組立前後の変形の影響を反映させるために、ステップＳ１１０及びステップＳ１７０において計測された外部車室下半部１１の特定部分５１の位置情報に基づき、外部車室１の組立前後における外部車室１内の内部車室２を支持する部分（内部車室支持部）の変位情報を評価する。この変位情報は、静止部を支持する内部車室２が外部車室１の組立によりどのように変位するかを推定するものである。

また、内部車室２の組立前後の変形の影響を反映させるために、ステップＳ１３０及びステップＳ１４０において計測された内部車室上半部２２の外表面の特定部分５１の位置情報に基づき、内部車室２の組立前後における内部車室２内の静止部を支持する部分（静止部支持部）の変位情報を評価する。この変位情報は、厳密には、静止部が内部車室２のボルト締結によりどのように変位するかを推定するものである。つまり、この変位情報は、内部車室２のボルト締結による変形の影響を反映したものであり、内部車室２の最終的な組立による変形の影響が反映されたものではない。しかし、内部車室２の組立による変形の大部分は内部車室２のボルト締結によるものなので、上記変位情報は内部車室２の組立前後の変位情報と同等なものとみなしている。

さらに、ノズルダイヤフラム６の組立前後の変形の影響を反映させるために、ステップＳ３０において計測されたノズルダイヤフラム６の仮組上げ前後のノズルダイヤフラム６の位置関係に関する情報に基づき、ノズルダイヤフラム６の組立前後における変位情報を評価する。

このように、ステップＳ４０では、外部車室１の組立前後の変形の影響を反映した内部車室支持部の変位情報、内部車室２の組立前後の変形の影響を反映した静止部支持部の変位情報、静止部の組立前後の変形の影響を反映した変位情報をすべて考慮することで、蒸気タービンの組立前後の変位情報を得ることができる。この変位情報に基づきアラインメントの調整量を評価する。つまり、蒸気タービンの組立による静止部の変位情報とは反対方向に予め静止部の下半側を内部車室下半部２１に対して位置するように、シム等の位置調整部材（図示せず）の厚みを調整する。

前述したように、長期運転後の蒸気タービンでは、外部車室１や内部車室２に複雑で予測困難な変形が生じることが多い。このような蒸気タービンでは、モデルによるシミュレーション等を活用して外部車室１や内部車室２の変形を予測することは難しいので、その組立においては、一般的に、外部車室１及び内部車室２の仮組上げを行う（最終的な組立状態を模擬する）ことなしに、意図したクリアランスを確保することは困難である。

それに対して、本実施の形態においては、蒸気タービンの分解の際に外部車室１及び内部車室２の特定部分５１の位置情報を計測することで、外部車室１及び内部車室２の組立時の変形情報を推定し、この変形情報に基づいて静止部のアラインメント調整を行っている。つまり、シミュレーション等では予測困難な蒸気タービンの車室の変形情報を分解時の実測データから得ている。したがって、外部車室１及び内部車室２の仮組上げを行うことなしに、それらの仮組上げを行う場合と同等な精度のアラインメント調整を行うことができ、意図したクリアランスを確保できる。

また、本実施の形態においては、静止部のアラインメント調整の際に外部車室１の組立時の変形の影響を考慮するため、図８に示すフローチャートのステップＳ１１０及びステップＳ１７０における計測結果に基づいた外部車室下半部１１の特定部分５１の変位情報を用いている。この変位情報は、外部車室１の分解前後の状態差による変形の影響を反映したものである。したがって、外部車室１が最終的に組み上がった状態の変形を考慮したアラインメント調整を行うことができるので、高い精度の調整を維持することができる。

なお、本実施の形態の第１変形例として、静止部のアラインメント調整の際に外部車室１の組立時の変形の影響を考慮するため、ステップＳ１１０及びステップＳ１２０における計測結果に基づいた外部車室１の下半部１１及び上半部１２の特定部分５１の変位情報を用いることもできる。この変位情報は、厳密には、外部車室１の組立前後の変形の影響を反映したものではなく、外部車室１のボルト締結解除前後の変形の影響のみを反映したものである。外部車室１の組立前後の変形としては、静止部やタービンロータ３、外部車室上半部１２、内部部車室上半部２２等の荷重により生じるものや外部車室１のボルト締結により生じるものがあるが、外部車室１の変形の大部分は外部車室１のボルト締結によるものである。したがって、外部車室１のボルト締結解除前の状態、及び、ボルト締結解除後であって外部車室上半部１２の取外し前の状態における外部車室１の特定部分５１の位置情報の計測結果を用いる場合であっても、外部車室１の組立前後の変形の影響を反映したアラインメント調整と同等な精度の調整を行うことができる。

この第１変形例は、第１の実施の形態が外部車室下半部１１のみの特定部分５１の変位情報を用いるものであるのに対して、外部車室１の下半部１１の特定部分５１の変位情報に加えて、上半部１２の特定部分５１の変位情報も用いることができる。外部車室上半部１２の特定部分５１の変位情報は、頭頂部１７近傍の特定部分５１の変位情報を含むので、外部車室１の横断面の円筒形状の歪み（真円度）を評価することができる。また、頭頂部１７近傍の特定部分５１は、下半部１１の特定部分５１よりも、外部車室１内の内部車室支持部の変位を捉えやすい。したがって、静止部のアラインメント調整の際に、外部車室上半部１２の特定部分５１の変位情報を更に考慮することで、外部車室１の変形の影響をより正確に評価することができる。

また、第１の実施の形態の第２変形例として、静止部のアラインメント調整の際に外部車室１の組立時の変形の影響を考慮するために、ステップＳ１１０、ステップＳ１２０、及びステップＳ１７０の計測結果に基づいた外部車室１の特定部分５１の変位情報を用いることもできる。この場合、ステップＳ１１０及びステップＳ１７０の計測結果に基づいた外部車室下半部１１の特定部分５１の変位情報と、ステップＳ１１０及びステップＳ１２０の計測結果に基づいた外部車室１の下半部１１及び上半部１２の特定部分５１の変位情報との両者の変位情報を用いる。前者の変位情報は、第１の実施の形態の場合と同様に、外部車室１の組立前後の変形の影響を反映したものとなる。それに対して、後者の変位情報は、第１変形例の場合と同様に、外部車室１のボルト締結前後の変形の影響を反映したものとなるが、外部車室１の横断面の円筒形状の歪み（真円度）を評価することができる。このため、この第２変形例は、静止部のアラインメント調整の際に、両者の変位情報を考慮することにより、第１の実施の形態及びその第１変形例と比較すると、外部車室１の組立時の変形の影響をより正確に評価することができる。

また、第１の実施の形態の第３変形例として、静止部のアラインメント調整の際に外部車室１の組立時の変形の影響を考慮するため、ステップＳ１１０と、ステップＳ１３０又はステップＳ１４０における計測結果に基づいた外部車室下半部１１の特定部分５１の変位情報を用いることもできる。この変位情報は、第１変形例と比較すると、外部車室上半部１２の荷重による外部車室１の変形の影響分を更に反映したものである。この第３変形例では、ステップＳ１１０、ステップＳ１３０、及びステップＳ１４０での位置情報の計測により、外部車室１の組立時の変形及び内部車室２の組立時の変形の影響を考慮した静止部のアラインメント調整を行うことができる。それに対して、第１の実施の形態では、少なくともステップＳ１１０、ステップＳ１３０、ステップＳ１４０、及びステップＳ１７０での位置情報の計測が必要となる。また、第１変形例では、ステップＳ１１０、ステップＳ１２０、ステップＳ１３０、及びステップＳ１４０での位置情報の計測が必要である。第２変形例では、ステップＳ１１０、ステップＳ１２０、ステップＳ１３０、ステップＳ１４０、及びステップＳ１７０での位置情報の計測が必要である。つまり、第３変形例は、第１の実施の形態及びその第１乃至第２変形例と比較して、位置情報の計測工程の削減が可能である。

また、第１の実施の形態の第４変形例として、静止部のアラインメント調整の際に外部車室１の組立時の変形の影響を考慮するため、ステップＳ１１０及びステップＳ１５０における計測結果に基づいた外部車室下半部１１の特定部分５１の変位情報を用いることもできる。この変位情報は、第３変形例と比較すると、内部車室上半部２２の荷重による外部車室１の変形の影響分を更に反映したものである。したがって、第４変形例は、第３変形例と比較すると、静止部のアラインメント調整の際に外部車室１の組立時の変形の影響をより正確に評価することができる。

また、第１の実施の形態の第５変形例として、静止部のアラインメント調整の際に外部車室１の組立時の変形の影響を考慮するため、ステップＳ１１０及びステップＳ１６０における計測結果に基づいた外部車室下半部１１の特定部分５１の変位情報を用いることもできる。この変位情報は、第４変形例と比較すると、静止部の上半側の荷重による外部車室１の変形の影響分を更に反映したものである。したがって、第５変形例は、第４変形例と比較すると、静止部のアラインメント調整の際に外部車室１の組立時の変形の影響をより正確に評価することができる。

以上において、ステップＳ１１０における外部車室１の特定部５１の位置情報の計測と、ステップＳ１２０〜ステップＳ１７０の少なくとも１つのステップにおける外部車室１の特定部５１の位置情報の計測との組み合わせは、第１計測工程を構成する。また、ステップＳ１３０における内部車室２の特定部５１の位置情報及びステップＳ１４０における内部車室２の特定部５１の位置情報の計測は、第２計測工程を構成する。

上述したように、本発明のタービンの組立方法の第１の実施の形態によれば、蒸気タービン（タービン）の分解時の所定の分解状態において外部車室１及び内部車室２（車室）の外表面の特定部分５１の位置情報を計測し、その計測結果に基づきノズルダイヤフラム６等の静止部の内部車室２（車室）に対する位置調整を行うので、外部車室１及び内部車室２（車室）の仮組上げを行うことなく、静止部の位置調整の精度を維持することができる。したがって、蒸気タービン（タービン）の組立作業の工程及び時間を短縮することができる。その結果、蒸気タービン（タービン）の営業運転を早期に開始することができると共に、組立作業のコストを低減することができる。

また、本実施の形態によれば、外部車室１の下半部１１及び上半部１２の特定部分５１を、外部車室１内側の内部車室２を支持する部分（内部車室支持部）近傍の外表面の位置に設定しているので、外部車室１の特定部分５１の位置情報の計測結果に基づき、外部車室１の組立時の内部車室支持部の変位を高精度に推定することができる。

さらに、本実施の形態によれば、内部車室２の上半部２２の特定部分５１を、内部車室２内側の静止部を支持する部分（静止部支持部）近傍の外表面の位置に設定しているので、内部車室２の特定部分５１の位置情報の計測結果に基づき、内部車室２の組立時の静止部支持部の変位を高精度に推定することができる。

また、本実施の形態によれば、外部車室１及び内部車室２の両側面に特定部分５１を設定しているので、外部車室１及び内部車室２の両側面の変位情報を得ることができる。したがって、外部車室１及び内部車室２の両側に非対称の変形が生じた場合でも、両側面の特定部分５１の位置情報の計測結果により、静止部のアラインメント調整を高い精度に維持することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明のタービンの組立方法の第２の実施の形態を図１４を用いて説明する。図１４は本発明のタービンの組立方法の第２の実施の形態を示すフローチャート図である。なお、図１４において、図７に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

本発明のタービンの組立方法の第２の実施の形態は、第１の実施の形態における蒸気タービンの分解時の外部車室１及び内部車室２の特定部分５１の位置情報の計測に加えて、上記特定部分５１の温度を併せて計測するものである。蒸気タービンの高圧車室や中圧車室等の分解工程は、工期短縮のために、車室の温度が高い状態から開始されることが多い。この場合、車室の熱伸びの影響により、計測される特定部分５１の３次元位置座標が刻一刻と変化することが考えられる。一方、車室の組立工程は、車室の温度が分解時の温度よりも低く一定の状態で行われる。したがって、車室の分解工程と組立工程における温度の違いの影響を評価して、アラインメント調整量に反映させることで、より一層高精度の調整が可能となる。

具体的には、図１４に示すように、蒸気タービンの各部の段階的な分解状態ごとに、外部車室１及び内部車室２の外表面の特定部分５１の位置情報を計測すると共に、当該特定部分５１の温度を計測する（ステップＳ１０Ａ）。蒸気タービンの段階的な分解状態とは、前述した図８に示すフローチャートの各ステップにおける分解状態のことである。なお、本実施の形態における蒸気タービンの分解時の特定部分５１の計測方法のフローチャートは、図８に示すフローチャートの各ステップ（ステップＳ１１０〜Ｓ１７０）の「位置計測」を「位置計測及び温度計測」に置き換えたものである。

温度計測では、例えば、放射温度計を用いることができる。この場合、非接触で簡便に、かつ、比較的高精度に温度計測が可能である。当該特定部分５１の温度計測が可能であれば、放射温度計以外の各種の温度計測器の使用も可能である。

ステップＳ１０Ａにおける計測結果は、下半側の静止部の一次アラインメント調整（ステップＳ４０Ａ）の際に用いられる。具体的には、計測された外部車室１及び内部車室２の特定部分５１の位置情報に基づき、外部車室１内の内部車室２を支持する部分（内部車室支持部）の変位情報及び内部車室２内の静止部を支持する部分（静止部支持部）の変位情報を求める。この内部車室支持部の変位情報及び静止部支持部の変位情報に対して、位置情報の計測と同時に計測した分解時の特定部分５１の温度と、組立時の温度、例えば作業現場の室温との温度差の影響を評価することで、組立時の温度に対応した内部車室支持部の変位情報及び静止部支持の変位情報を推定する。この組立時の温度に対応した変位情報及びステップＳ３０で得られた静止部の変位情報に基づき最終的なアライメント調整量を求める。組立時の温度に対応した変位情報を推定する方法としては、例えば、ＦＥＭ解析等により車室の温度分布と熱伸び差との関係を事前に求めておき、その結果を用いるとよい。

なお、その他のステップ（ステップＳ２０〜Ｓ３０、Ｓ５０〜Ｓ９０）は、第１の実施の形態と同様であり、その説明は省略する。

上述したように、本発明のタービンの組立方法の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、蒸気タービンの分解時の所定の分解状態において外部車室１及び内部車室２の外表面の特定部分５１の位置情報を計測し、その計測結果に基づき静止部の内部車室２に対する位置調整を行うので、外部車室１及び内部車室２の仮組上げを行うことなく、静止部の位置調整の精度を維持することができる。

また、本実施の形態によれば、外部車室１及び内部車室２の分解時に位置情報を計測する特定部分５１の温度も計測し、この温度の計測結果を反映させて静止部のアラインメント調整を行うので、第１の実施の形態の場合と比較して、より高精度のアラインメント調整を行うことができる。

［その他の実施の形態］
なお、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

例えば、上述した第１乃至第２の実施の形態及びその変形例においては、本発明のタービンの組立方法を蒸気タービンに適用した例に説明したが、ガスタービンの一部を構成するタービンに対しても適用可能である。つまり、蒸気タービンやガスタービンの一部を構成するタービン等の経年運転の熱影響により車室に変形が生じる各種タービンに適用することができる。

また、上述した実施の形態及びその変形例においては、ノズルダイヤフラム６が内部車室２に支持される構成の蒸気タービンに本発明のタービンの組立方法を適用する例を説明したが、複数の静翼列を環状部材に固定した組立体としての静翼環（静止部）が内部車室２に支持される構成の蒸気タービンに対しても適用することができる。

なお、上述した実施の形態及びその変形例においては、タービンロータ３の荷重を架台１００により支持する構成の蒸気タービンに本発明のタービンの組立方法を適用する例を示したが、タービンロータ３を外部車室１や内部車室２により支持する構成の蒸気タービンに対しても適用可能である。この場合、タービンロータ３の荷重による外部車室１及び内部車室２の変形を考慮することで、精度の高い調整が可能となる。

また、上述した実施の形態及びその変形例においては、ステップＳ４０、４０Ａにおける静止部の一次アラインメント調整を行う際に、ステップＳ３０における静止部の仮組上げ前後の位置関係に関する情報の計測結果を考慮する組立方法の例を示した。ステップＳ４０、４０Ａにおける静止部のアラインメント調整では、意図したクリアランスを確保するため、最終的な組立状態を想定した調整を行う必要がある。最終的な組立状態として外部車室１及び内部車室２の組立時の変形情報のみを考慮した場合、ノズルダイヤフラム６等の静止部の組立時の変形分、意図したクリアランスを確保できない虞がある。そのため、ステップＳ３０における計測に基づき得られた静止部の仮組上げ前後の変形情報を考慮することで、静止部の組立時の変形の影響をアラインメント調整に反映させている。この組立方法の例は、静止部が組立時に大きく変形する場合に好適である。

しかし、静止部を新品に交換する場合、静止部の上半及び下半の接合面を平面状に修正した場合、静止部の変形が微小である場合等では、静止部の組立時の変形による影響を無視することができる。そのため、外部車室１及び内部車室２の組立時の変形情報のみを考慮して最終的な組立状態を想定しても問題ない。したがって、ステップＳ３０の工程を省略して静止部の仮組上げ前後の計測結果を得ずに、ステップＳ１０における計測結果のみを考慮して静止部のアラインメント調整を行うことも可能である。この場合、静止部の仮組上げ及び計測の工程（ステップＳ３０）が不要となるので、第１乃至第２実施の形態及びその変形例と比較すると、蒸気タービンの組立作業の工程及び時間を更に短縮することができる。

なお、上述した実施の形態及びその変形例においては、蒸気タービンの各部（外部車室１、内部車室２、静止部等）の段階的な分解状態ごとに、外部車室１及び内部車室２の特定部分５１の位置情報を計測する（ステップＳ１１０〜Ｓ１７０）方法の例を示したが、静止部のアラインメント調整の際に用いる位置情報のみを計測する方法も可能である。例えば、第１の実施の形態では、ステップＳ１１０〜Ｓ１７０の７工程のうち、ステップＳ１１０、ステップＳ１３０、ステップＳ１４０、及びステップＳ１７０の４つの工程のみ計測を行えばよい。また、第１変形例では、ステップＳ１１０、ステップＳ１２０、ステップＳ１３０、及びステップＳ１４０の４つの工程のみ計測を行えばよい。第３変形例では、ステップＳ１１０、ステップＳ１３０、及びステップＳ１４０の３つの工程のみ計測を行えばよい。なお、第２、第４、第５変形例においても同様である。

また、上述した実施の形態においては、外部車室１及び内部車室２の両側面に特定部分５１を設定した例を示したが、外部車室１及び内部車室２の片側面に特定部分５１を設定することも可能である。この場合、片側面の特定部分５１の変位情報に基づき他方側面の変位情報を推定することで、静止部のアラインメント調整を行う。両側面の特定部分５１の変位情報に基づきアラインメント調整を行う場合よりも、アラインメント調整の精度は低下するが、特定部分５１の計測領域が小さくなるので、特定部分５１の計測が容易となる。

また、上述した実施の形態及びその変形例においては、外部車室１及び内部車室２の２重の車室構造の蒸気タービンに本発明のタービンの組立方法を適用した例を説明したが、単一の車室で構成されているタービン（蒸気タービン）に対しても適用可能である。このタービンは、架台１００に支持される車室と、車室に内包されたタービンロータ３とを備える。車室の内部にノズルダイヤフラム６等の静止部が配置され、静止部を支持する部分（静止部支持部）が車室内側に設けられる。

この組立方法は、例えば、図７又は図１４に示すフローチャートのステップＳ１０、１０Ａ及びＳ９０において、「外部車室及び内部車室」を「車室」に置き換えたものである。また、ステップＳ１０のおけるタービンの分解時の車室の特定部分の位置情報の計測の詳細については、図８に示すフローチャートを次のように置き換える。ステップＳ１１０及びＳ１２０の「外部車室」を「車室」に置き換え、ステップＳ１３０及びＳ１４０を削除する。ステップＳ１５０の「内部車室」及び「外部車室」を「車室」に置き換え、Ｓ１６０及びＳ１７０の「外部車室」を「車室」に置き換える。

この場合のアラインメント調整方法としては、例えば、タービンの分解の際の車室のボルト締結解除前の状態、及び、車室上半部、静止部の上半側、タービンロータ３を取り外した状態、つまりタービンの上半側の開放状態（トップスオフ状態）において計測された車室下半部の特定部分の位置情報に基づいて、静止部の車室に対する位置調整を行う。この場合、タービンが最終的に組み上がった状態の車室の変形を考慮したアラインメント調整を行うことができるので、精度の高い調整を維持することができる。

また、車室のボルト締結解除前の状態、及び、ボルト締結解除後であって車室上半部の取外し前の分解状態において計測された車室の下半部及び上半部の特定部分の位置情報に基づいて、静止部のアラインメント調整を行うこともできる。この場合、車室上半部の特定部の変位情報に基づき、車室の横断面の円筒形状の歪み（真円度）を評価することができるので、車室の変形の影響をより正確に評価することができる。

さらに、車室のボルト締結解除前の状態、ボルト締結解除後であって車室上半部の取外し前の分解状態、及び、タービンの上半側の開放状態における車室の下半部及び上半部の特定部分の位置情報の計測結果に基づいて、静止部のアラインメント調整を行うこともできる。この場合、タービンの最終的な組上げ状態の車室の変形の考慮、及び、車室の横断面の円筒形状の歪み（真円度）の評価が可能となるので、精度の高いアラインメント調整を維持することができる。

このように、本発明のタービンの組立方法を単一の車室を有するタービンに適用した場合でも、第１乃至第２の実施の形態及びその変形例と同様に、タービンの分解時の所定の分解状態において車室の外表面の特定部分の位置情報を計測し、その計測結果に基づき静止部の車室に対する位置調整を行うので、車室の仮組上げを行うことなく、静止部の位置調整の精度を維持することができる。

１…外部車室（車室）、 ２…内部車室（車室）、 ３…タービンロータ、 ６…ノズルダイヤフラム（静止部）、 １１…外部車室下半部、 １２…外部車室上半部、 ２１…内部車室下半部、 ２２…内部車室上半部、 ５１…特定部分、 ５２…レーザ計測器

Claims (13)

1. 車室下半部と車室上半部とに上下に分割され前記車室下半部と前記車室上半部とがボルト締結により結合される車室と、前記車室に内包されるタービンロータと、前記車室の内側で支持され下半と上半とに上下に分割された静止部とを備えるタービンの組立方法であって、
   前記タービンの分解の際の前記車室のボルト締結解除前の状態及びボルト締結解除後の所定の分解状態において、前記車室の外表面に設定された複数の特定部分の位置情報を計測する位置情報計測工程と、
   前記位置情報計測工程における計測結果に基づいて、前記静止部の前記車室に対する位置調整を行うアラインメント調整工程とを備え、
   前記位置情報計測工程における前記車室のボルト締結解除後の所定の分解状態は、前記車室上半部を取り外す前の状態である
   ことを特徴とするタービンの組立方法。
2. 車室下半部と車室上半部とに上下に分割され前記車室下半部と前記車室上半部とがボルト締結により結合される車室と、前記車室に内包されるタービンロータと、前記車室の内側で支持され下半と上半とに上下に分割された静止部とを備えるタービンの組立方法であって、
   前記タービンの分解の際の前記車室のボルト締結解除前の状態及びボルト締結解除後の所定の分解状態において、前記車室の外表面に設定された複数の特定部分の位置情報を計測する位置情報計測工程と、
   前記位置情報計測工程における計測結果に基づいて、前記静止部の前記車室に対する位置調整を行うアラインメント調整工程とを備え、
   前記位置情報計測工程における前記車室のボルト締結解除後の所定の分解状態は、前記車室上半部を取り外す前の状態、及び、前記車室上半部、前記静止部の上半側、前記タービンロータを取り外した状態の両方の状態を含み、
   前記特定部分は、前記車室下半部及び前記車室上半部の両方に設定される
   ことを特徴とするタービンの組立方法。
3. 車室下半部と車室上半部とに上下に分割され前記車室下半部と前記車室上半部とがボルト締結により結合される車室と、前記車室に内包されるタービンロータと、前記車室の内側で支持され下半と上半とに上下に分割された静止部とを備えるタービンの組立方法であって、
   前記タービンの分解の際の前記車室のボルト締結解除前の状態及びボルト締結解除後の所定の分解状態において、前記車室の外表面に設定された複数の特定部分の位置情報を計測する位置情報計測工程と、
   前記位置情報計測工程における計測結果に基づいて、前記静止部の前記車室に対する位置調整を行うアラインメント調整工程とを備え、
   前記車室は、
   外部車室下半部と外部車室上半部とに上下に分割され前記外部車室下半部と前記外部車室上半部とがボルト締結により結合される外部車室と、
   内部車室下半部と内部車室上半部とに上下に分割され前記内部車室下半部と前記内部車室上半部とがボルト締結により結合される内部車室とで構成されており、
   前記内部車室は、その内部において前記静止部を支持すると共に、前記外部車室の内部に収容されて支持されており、
   前記位置情報計測工程は、
   前記外部車室のボルト締結解除前の状態及びボルト締結解除後の所定の分解状態において、前記外部車室の外表面に設定された複数の特定部分の位置情報を計測する第１計測工程と、
   前記内部車室のボルト締結解除前の状態及び前記内部車室のボルト締結解除後であって前記内部車室上半部の取外し前の分解状態において、前記内部車室上半部の外表面に設定された複数の特定部分の位置情報を計測する第２計測工程とを有しており、
   前記アラインメント調整工程は、前記第１計測工程における計測結果及び前記第２計測工程における計測結果に基づいて、前記静止部の前記内部車室に対する位置調整を行う
   ことを特徴とするタービンの組立方法。
4. 請求項３に記載のタービンの組立方法において、
   前記第１計測工程における前記外部車室のボルト締結解除後の所定の分解状態は、前記外部車室上半部、前記内部車室上半部、前記静止部の上半側、前記タービンロータを取り外した状態であり、
   前記外部車室の前記特定部分は、前記外部車室下半部に設定される
   ことを特徴とするタービンの組立方法。
5. 請求項３に記載のタービンの組立方法において、
   前記第１計測工程における前記外部車室のボルト締結解除後の所定の分解状態は、前記外部車室上半部を取り外す前の状態である
   ことを特徴とするタービンの組立方法。
6. 請求項３に記載のタービンの組立方法において、
   前記第１計測工程における前記外部車室のボルト締結解除後の所定の分解状態は、前記外部車室上半部を取り外す前の状態、及び、前記外部車室上半部、前記内部車室上半部、前記静止部の上半側、前記タービンロータを取り外した状態の両方の状態を含み、
   前記外部車室の前記特定部分は、前記外部車室下半部及び前記外部車室上半部の両方に設定されている
   ことを特徴とするタービンの組立方法。
7. 車室下半部と車室上半部とに上下に分割され前記車室下半部と前記車室上半部とがボルト締結により結合される車室と、前記車室に内包されるタービンロータと、前記車室の内側で支持され下半と上半とに上下に分割された静止部とを備えるタービンの組立方法であって、
   前記タービンの分解の際の前記車室のボルト締結解除前の状態及びボルト締結解除後の所定の分解状態において、前記車室の外表面に設定された複数の特定部分の位置情報を計測する位置情報計測工程と、
   前記位置情報計測工程における計測結果に基づいて、前記静止部の前記車室に対する位置調整を行うアラインメント調整工程とを備え、
   前記複数の特定部分は、前記静止部を支持する部分近傍の前記車室の外表面に設定されている
   ことを特徴とするタービンの組立方法。
8. 請求項７に記載のタービンの組立方法において、
   前記複数の特定部分は、前記車室の両側面のうち、少なくとも一方の側面における前記タービンロータの軸方向に間隔をあけて設定されている
   ことを特徴とするタービンの組立方法。
9. 請求項８に記載のタービンの組立方法において、
   前記複数の特定部分は、前記車室の両側面に設定されている
   ことを特徴とするタービンの組立方法。
10. 請求項９に記載のタービンの組立方法において、
    前記複数の特定部分は、前記車室上半部の頭頂部近傍に更に設定されている
    ことを特徴とするタービンの組立方法。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のタービンの組立方法において、
    前記位置情報計測工程を実行する時に前記複数の特定部分の温度を併せて計測する温度計測工程を更に備え、
    前記アラインメント調整工程は、前記温度計測工程における計測結果を更に考慮して、前記静止部の位置調整を行う
    ことを特徴とするタービンの組立方法。
12. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のタービンの組立方法において、
    前記位置情報計測工程における位置情報の計測は、レーザ計測器を用いて行う
    ことを特徴とするタービンの組立方法。
13. 車室下半部と車室上半部とに上下に分割され前記車室下半部と前記車室上半部とがボルト締結により結合される車室と、前記車室に内包されるタービンロータと、前記車室の内側で支持され下半と上半とに上下に分割された静止部とを備えるタービンの組立方法であって、
    前記タービンの分解の際の前記車室のボルト締結解除前の状態及びボルト締結解除後の所定の分解状態において、前記車室の外表面に設定された複数の特定部分の位置情報を計測する位置情報計測工程と、
    前記位置情報計測工程における計測結果に基づいて、前記静止部の前記車室に対する位置調整を行うアラインメント調整工程とを備え、
    少なくとも前記静止部の仮組上げを行う仮組工程と、
    仮組上げ状態における前記静止部の位置関係に関する情報を計測する仮組状態計測工程とを更に備え、
    前記アラインメント調整工程は、前記仮組状態計測工程における計測結果を更に考慮して、前記静止部の位置調整を行う
    ことを特徴とするタービンの組立方法。

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