JP7267454B2 - タービンハウジング又はバルブハウジング用の固定手段 - Google Patents
タービンハウジング又はバルブハウジング用の固定手段 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7267454B2 JP7267454B2 JP2021558901A JP2021558901A JP7267454B2 JP 7267454 B2 JP7267454 B2 JP 7267454B2 JP 2021558901 A JP2021558901 A JP 2021558901A JP 2021558901 A JP2021558901 A JP 2021558901A JP 7267454 B2 JP7267454 B2 JP 7267454B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- housing
- fixing means
- turbine
- steam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical group [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001068 laves phase Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical group [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical group [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
- F01D25/243—Flange connections; Bolting arrangements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/007—Heat treatment of ferrous alloys containing Co
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0093—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for screws; for bolts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/30—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B23/00—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool
- F16B23/0007—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool characterised by the shape of the recess or the protrusion engaging the tool
- F16B23/0038—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool characterised by the shape of the recess or the protrusion engaging the tool substantially prismatic with up to six edges, e.g. triangular, square, pentagonal, Allen-type cross-sections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
- F16B2200/50—Flanged connections
- F16B2200/506—Flanged connections bolted or riveted
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
本発明は、蒸気タービン又はガスタービンの第１のハウジング部分を蒸気タービン又はガスタービンの第２のハウジング部分に接続するための固定手段に関する。
さらに、本発明は、第１のハウジング部分と、第２のハウジング部分と、ハウジング部分のフランジ状の継手領域において２つのハウジング部分を接続するためのこのような固定手段とを有する、蒸気タービン又はガスタービン用のタービンハウジングに関する。
さらに、本発明はバルブハウジングに関する。
さらに、本発明は、このようなタービンハウジングを有する、火力発電所用のタービンに関する。
ここで、タービンハウジングとは、外側ハウジングによって囲まれていることが一般的な、蒸気タービン又はガスタービンの内側ハウジングであると理解される。
蒸気タービンの運転においては、できる限り高い蒸気状態が目指される。すなわち、蒸気タービンをできる限り高い蒸気圧において非常に高い蒸気温度で運転させることが目指される。その際、蒸気タービンの２つのハウジング部分を接続するために使用される、固定手段の実施形態としてのボルトが、同時に存在する高温のもと高い応力に曝される。したがって、従来技術では、これらのボルトは、高耐熱性材料から作製される。その際、様々な組成の合金がボルト材料として使用される。しかしながら、従来技術で使用されるボルトは、２５０ｂａｒ未満の比較的小さな圧力差に対して設計されたタービンハウジングの場合にのみ使用可能である。より高い圧力差に対して設計された蒸気タービンは、ボルト接続なしの特殊なモノリス型の入口ハウジングを部分的に備えている。従来技術で公知の他の蒸気タービンでは、ボルトを頻繁に締め直すことが必要であり、したがって、すでに比較的短い運転時間後に、すなわち、場合によっては、１００，０００時間の運転時間ではなく、すでに３００００時間後に、タービンを開けることが必要である。
本発明が基づく課題は、固定手段を有するタービンを改善し、それによって、固定手段が、高い圧力差、特に２５０ｂａｒ超の圧力差及び高温の流動媒体でも、第１のハウジング部分をタービンの第２のハウジング部分に接続するために使用可能であるようにすることである。
本発明によると、この課題は、請求項１の特徴による包括的な固定手段によって解決される。
さらに、この課題は、本発明によるこのような固定手段を備えた、蒸気タービン又はガスタービン用のタービンハウジングによって解決される。
さらに、この課題は、このようなタービンハウジングを有する、火力発電所用のタービンによって解決される。
母材は、Ｎ／Ｂの比（重量％）が１．０と５．０との間であるように形成されている。
本発明による母材を使用することによって、固定手段は、２５０ｂａｒ超の高い圧力差及び高温で２つのハウジング部分を接続するために確実に使用可能であるような強度を有する。固定手段がボルトとして形成されている場合、早期にボルトを締め直すことは必要ない。固定手段の実施形態としての本発明によるボルトにおいて使用される材料は、従来技術において公知のボルト材料と比較して、より高い初期強度、より高いボルト締め力、したがってより高い最終緩和応力（Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎｓｅｎｄｓｐａｎｎｕｎｇｅｎ）を有する。本発明によるボルトは、超臨界蒸気条件（３００ｂａｒ／６００℃）用のＫタービン（単一のハウジング内における高圧タービンシリンダ及び中圧タービンシリンダの組み合わせ）の構築を可能にする。高圧蒸気タービン、中圧蒸気タービン、又は単一ハウジング中圧蒸気タービン及び低圧蒸気タービンのような他の蒸気タービンにおける使用の場合にも、新規開発において改善の可能性がある。
急速に成長し得て、かつクリープ強度及び緩和強度が大幅に低下するという点で組織の安定性に影響する、例えばラーベス相の析出物が、新たな合金の部材の曝露間に生じることを回避するために、タングステンは、母材／合金には使用されない。さらに、Ｗを含有する新たな相の析出に伴い、合金の母材の変形能力が変化するため、半径部（Ｒａｄｉｅｎ）、ノッチ及び遷移部にクラックのリスクが生じ、それによって、部材が運転時にリスクに曝される。
ベースマトリックス組成に合わせたＮ／Ｂ比の調整は、初期状態の長期特性を調整し、これをより高い温度で長期にわたって維持するために必須である。その目的は、マトリックス安定性のためのＭＸ及びＭ２ＸタイプのＶ窒化物又はＮｂ窒化物を析出させるために十分なＮを提供すること、並びに時間及び温度曝露時の炭素含有Ｍ２３Ｃ６析出物の成長を抑制するためにＢを提供することである。
Ｂ及びＮは互いに高い化学親和性も有し、不都合なＮ／Ｂ比の場合には粗いＢＮ析出物が生じ得るため、Ｎ及びＢは、組織の長期強度にはもはや利用可能ではない。粗いＢＮ析出物は、もはや強度を増加させる効果を有さず、それによって、ベース組織は著しく弱くなる。
固定手段は、ボルト又はピンボルトとして形成することができる。さらに、固定手段は、２つの構成要素を接続するためのナット又はユニオンナットとして形成することができる。
好ましい実施形態では、固定手段は、フランジ状の継手領域において第１のハウジング部分を第２のハウジング部分に接続する継手ボルトとして形成されている。継手ボルトは、スタッドボルト又は連続ボルト（ｄｕｒｃｈｇｅｈｅｎｄｅ Ｓｃｈｒａｕｂｅ）として設計することができる。
高蒸気条件における固定手段の強度を保証するために、固定手段の材料は、４００℃～６５０℃の温度範囲で強度が最適化されており、特に、室温で少なくとも７００ＭＰａの強度Ｒｐｏ．２で認定されていると有利である。すなわち、この固定手段の材料の場合、０．２％の塑性変形耐力は、室温で７００ＭＰａの負荷に供されて初めて到達される。ボルト予荷重は、最終緩和応力の増加に加えて、変数として考慮することができる。
特に、４００℃～６５０℃で目指される強度のような前述の材料パラメータを達成するために、固定手段の製造は、以下のステップを含むと有利である：材料構成要素の溶融、予熱処理、及び丸形プロファイルへの溶融物のさらなる処理、並びにＴ≦７２０℃の焼戻しパラメータでの丸形プロファイルの調質処理。溶融時は、ＥＳＲ鋼を使用して入念に鍛造することが有利である。調質処理は、好ましくは油調質として実施される。マルテンサイト段階での完全変態は、固定手段の外面全体にわたって起こるはずである。焼入れ温度は、１０５０℃と１１２０℃の間であるべきである。有利には、二重焼戻し処理を実施することができ、その場合、以下の点を遵守する必要がある：第１の焼戻しには、５７０℃の温度を使用することが好都合である。第２の焼戻し処理の温度は、第１の焼戻し処理の温度よりも高くするべきである。
好都合な実施形態では、固定手段は、材料Ｘ１３ＣｒＭｏＣｏＶＮｂＮＢ９－２－１を有する。特に、固定手段は、１００％この材料からなる。この材料を使用することによって、固定手段は、高い蒸気温度におけるその強度の点で改善されるため、対応する蒸気タービンの２つのハウジング部分を高蒸気条件下で接続するのに最適である。
このような組成を有する材料は、強度、引張強度、伸び、ネッキング及びクリープ強度の点で改善された特性を有する。それによって、高蒸気条件に曝露される蒸気タービンの２つのハウジング部分を接続するための、この材料から作製される固定手段の適合性が相応して改善される。
本発明の上記の特性、特徴及び利点、並びにこれらを達成する手法は、より明確かつより明示的に、図面との関連でより詳細に分かりやすく説明される。
本発明の実施例を図面に基づいて以下に説明する。図面は、実施例を決定付けるべきではなく、むしろ、説明に有用となるように、概略的に及び／又はわずかに偏った形で示される。図面においてすぐに認識可能な教示の補足に関しては、関連する先行技術を参照されたい。
図面は、継手ボルトを有するタービンハウジングのフランジ状の継手領域の断面図を示す。
図面は、継手部１８の領域における蒸気タービン１０のタービンハウジング１２の断面を示す。ここでは、タービンハウジング１２が蒸気タービン１０の内側ハウジングとなっており、この内側ハウジングは外側ハウジングによって囲まれている。
本発明は、バルブハウジングにも使用することができる。
タービンハウジング１２は、上側又は第１のハウジング部分１４と、下側又は第２のハウジング部分１６とを有する。継手部１８は、第１のハウジング部分１４と第２のハウジング部分１６との間に位置している。継手部１８の領域において、第１のハウジング部分１４及び第２のハウジング部分１６はフランジ状に形成されている。第１のハウジング部分１４のハウジングフランジ１５及び第２のハウジング部分１６のハウジングフランジ１７には、内側ねじ山を有するボルト穴２０が設けられている。
ボルト穴２０は、継手ボルト２２を受け入れるように形成されている。継手ボルト２２は、固定手段２２の実施形態である。固定手段２２のさらなる実施形態は、ピンボルト又はナット、特にユニオンナットであろう。ここで、ボルト穴２０は、第１のハウジング部分１４のハウジングフランジ１５にわたって完全に延在しており、第２のハウジング部分１６のハウジングフランジ１７に部分的に延在している。継手ボルト２２は、上方から、すなわち、第１のハウジング部分１４のハウジングフランジ１５の上側から、ボルト穴２０にねじ込むことができる。本実施例では、継手ボルト２２は、六角ボルトとして設計されており、ボルトヘッド２４と、ボルト穴２０の内側ねじ山に適合した外側ねじ山を有するボルト軸２６とを有する。ボルト穴２０に完全にねじ込まれた図面に示される継手ボルト２２の位置において、この継手ボルト２２は、各ハウジングフランジ１５及び１７を介して、第１のハウジング部分１４と第２のハウジング部分１６との間に強固な接続を確立する。継手ボルト２２は、図に示される構成形態に加えて、他の様々な構成形態で設計することもできる。例えば、継手ボルト２２は、対応するボルト用ナットを各端面に有するスタッドボルトとして設計することもできる。
継手ボルト２２は、母材から形成されている。
継手ボルト２２の母材の化学組成は、以下の化学元素を有する：
Ｃ： ０．１０～０．１７重量％、
Ｍｎ： ０．２０～０．６０重量％、
Ｃｒ： ８．０～１１．０重量％、
Ｍｏ： １．０～２．０重量％、
Ｃｏ： ０．５０～２．００重量％、
Ｎ： ０．０１０～０．０５０重量％、
Ｂ： ０．００５～０．０１５重量％、
Ｖ： ０．１０～０．３０重量％、
Ａｌ： 最大０．０１０重量％、
Ｎｂ： ０．０２～０．０８重量％、
Ｎｉ： ０．１０～０．５０重量％、
Ｓｉ： 最大０．１０重量％、
Ｐ： 最大０．０１０重量％、
Ｓ： 最大０．００５重量％、
Ｆｅ： 残余。
Ｃ： ０．１０～０．１７重量％、
Ｍｎ： ０．２０～０．６０重量％、
Ｃｒ： ８．０～１１．０重量％、
Ｍｏ： １．０～２．０重量％、
Ｃｏ： ０．５０～２．００重量％、
Ｎ： ０．０１０～０．０５０重量％、
Ｂ： ０．００５～０．０１５重量％、
Ｖ： ０．１０～０．３０重量％、
Ａｌ： 最大０．０１０重量％、
Ｎｂ： ０．０２～０．０８重量％、
Ｎｉ： ０．１０～０．５０重量％、
Ｓｉ： 最大０．１０重量％、
Ｐ： 最大０．０１０重量％、
Ｓ： 最大０．００５重量％、
Ｆｅ： 残余。
母材は、Ｎ／Ｂの比（重量％）が１．０と５．０との間であるように形成されている。
母材は０．５～１．５重量％のＣｏおよび最大５重量％のＷを有する。
母材は０．５～１．５重量％のＣｏおよび最大５重量％のＷを有する。
ボルト（２２）は、材料Ｘ１３ＣｒＭｏＣｏＶＮｂＮＢ９－２－１を有し、特に、ボルトは、１００％この材料からなる。
ボルト（２２）の母材は、４００℃～６５０℃の温度範囲で強度が最適化されており、特に、室温で少なくとも７００ＭＰａの強度Ｒｐｏ．２で認定されている。
ボルト（２２）の製造は、以下のステップを含む：材料構成要素の溶融、予熱処理、及び丸形プロファイルへの溶融物のさらなる処理、並びにＴ≦７２０℃の焼戻しパラメータでの丸形プロファイルの調質処理。
Ｃ＝炭素、Ｍｎ＝マンガン、Ｃｒ＝クロム、Ｍｏ＝モリブデン、Ｃｏ＝コバルト、Ｎ＝窒素、Ｂ＝ホウ素、Ｖ＝バナジウム、Ａｌ＝アルミナ有無、Ｎｂ＝ニオブ、Ｎｉ＝ニッケル、Ｓｉ＝ケイ素、Ｐ＝リン、Ｓ＝硫黄、Ｆｅ＝鉄、Ｗ＝タングステン。
Claims (12)
- 蒸気タービン又はガスタービン（１０）の第１のハウジング部分（１４）を前記蒸気タービン又はガスタービン（１０）の第２のハウジング部分（１６）と接続するための固定手段（２２）であって、前記固定手段（２２）が母材から形成されており、前記母材が以下の組成：
Ｃ： ０．１０～０．１７重量％、
Ｍｎ： ０．２０～０．６０重量％、
Ｃｒ： ８．０～１１．０重量％、
Ｍｏ： １．０～２．０重量％、
Ｃｏ： ０．５～１．５重量％、
Ｎ： ０．０１０～０．０５０重量％、
Ｂ： ０．００５～０．０１５重量％、
Ｖ： ０．１０～０．３０重量％、
Ａｌ： 最大０．０１０重量％、
Ｎｂ： ０．０２～０．０８重量％、
Ｎｉ： ０．１０～０．５０重量％、
Ｓｉ： 最大０．１０重量％、
Ｐ： 最大０．０１０重量％、
Ｓ： 最大０．００５重量％、
Ｗ： 最大５重量％
Ｆｅ： 残余、
を有する、前記固定手段（２２）において、
前記母材が、重量％でのＮ／Ｂの比の値が１．０と５．０との間にあるように形成されていることを特徴とする、固定手段（２２）。 - 前記固定手段（２２）がボルト（２２）として形成されている、請求項１に記載の固定手段（２２）。
- 前記固定手段（２２）が、２つの構成要素を接続するためのユニオンナットの形態である、請求項１に記載の固定手段（２２）。
- 前記固定手段（２２）が、フランジ状の継手領域（１５、１７）において前記第１のハウジング部分（１４）を前記第２のハウジング部分（１６）に接続する継手ボルト（２２）として形成されている、請求項１又は２に記載の固定手段（２２）。
- 前記母材が、４００℃～６５０℃の温度範囲で強度が最適化されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の固定手段（２２）。
- 前記固定手段（２２）の製造が、以下のステップ：
材料構成要素を溶融するステップ、前記溶融物を予熱処理し、丸形プロファイルへさらに処理するステップ、並びにＴ≦７２０℃の焼戻しパラメータにより前記丸形プロファイルを焼入れ焼戻し処理（Ｖｅｒｇｕｅｔｕｎｇｓｂｅｈａｎｄｅｌｎ）するステップを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の固定手段（２２）。 - 前記固定手段（２２）が、材料Ｘ１３ＣｒＭｏＣｏＶＮｂＮＢ９－２－１を有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の固定手段（２２）。
- 蒸気タービン又はガスタービン用のタービンハウジングであって、第１のハウジング部分（１４）と、第２のハウジング部分（１６）と、２つの前記ハウジング部分（１４、１６）のフランジ状の継手領域（１５、１７）において２つの前記ハウジング部分（１４、１６）を接続するための請求項１～７のいずれか１項に記載の固定手段（２２）とを有する、蒸気タービン又はガスタービン用のタービンハウジング。
- 蒸気タービン又はガスタービン用のバルブハウジングであって、前記バルブハウジングが、バルブハウジング上部と、バルブハウジング下部と、前記バルブハウジング上部を前記バルブハウジング下部に接続するための請求項１～７のいずれか１項に記載の固定手段（２２）とを有する、蒸気タービン又はガスタービン用のバルブハウジング。
- 請求項８に記載のタービンハウジングを有する、火力発電所用のタービン。
- 請求項９に記載のバルブハウジングを有する、火力発電所用のタービン。
- 請求項８に記載のタービンハウジング及び請求項９に記載のバルブハウジングを有する、火力発電所用のタービン。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19166719.5 | 2019-04-02 | ||
| EP19166719.5A EP3719159A1 (de) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | Befestigungsmittel für ein turbinen- oder ventilgehäuse |
| PCT/EP2020/055887 WO2020200634A1 (de) | 2019-04-02 | 2020-03-05 | Befestigungsmittel für ein turbinen- oder ventilgehäuse |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022532473A JP2022532473A (ja) | 2022-07-15 |
| JP7267454B2 true JP7267454B2 (ja) | 2023-05-01 |
Family
ID=66091900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021558901A Active JP7267454B2 (ja) | 2019-04-02 | 2020-03-05 | タービンハウジング又はバルブハウジング用の固定手段 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220195892A1 (ja) |
| EP (2) | EP3719159A1 (ja) |
| JP (1) | JP7267454B2 (ja) |
| KR (1) | KR20210144839A (ja) |
| CN (1) | CN113661266A (ja) |
| PL (1) | PL3921450T3 (ja) |
| WO (1) | WO2020200634A1 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004256887A (ja) | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Japan Steel Works Ltd:The | 含Ｂ高Ｃｒ耐熱鋼の製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1291133C (zh) * | 1996-02-16 | 2006-12-20 | 株式会社日立制作所 | 蒸汽涡轮机发电设备、蒸汽涡轮机叶片及该叶片的制造方法 |
| JP2005076062A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | National Institute For Materials Science | 高温ボルト材 |
| EP1754798B1 (de) * | 2005-08-18 | 2009-06-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Schraube für ein Turbinengehäuse |
| CN103074550B (zh) * | 2013-02-06 | 2015-03-25 | 上海电气电站设备有限公司 | 用做耐620℃高温的汽轮机转子钢材料 |
| DE102014018623A1 (de) * | 2014-12-13 | 2015-07-30 | Daimler Ag | Verbindungsanordnung eines Abgaskrümmers an einem Turbinengehäuse |
| CN106703903B (zh) * | 2015-08-04 | 2018-06-22 | 北京全三维能源科技股份有限公司 | 超临界和超超临界汽轮机高压主汽调节联合阀 |
| DE102017215250A1 (de) * | 2017-08-31 | 2019-02-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Ventil und Verfahren zur Modernisierung, Wartung oder Reparatur eines Ventils |
-
2019
- 2019-04-02 EP EP19166719.5A patent/EP3719159A1/de not_active Withdrawn
-
2020
- 2020-03-05 KR KR1020217034933A patent/KR20210144839A/ko not_active Application Discontinuation
- 2020-03-05 US US17/440,346 patent/US20220195892A1/en active Pending
- 2020-03-05 JP JP2021558901A patent/JP7267454B2/ja active Active
- 2020-03-05 EP EP20710862.2A patent/EP3921450B1/de active Active
- 2020-03-05 CN CN202080026919.1A patent/CN113661266A/zh active Pending
- 2020-03-05 WO PCT/EP2020/055887 patent/WO2020200634A1/de active Search and Examination
- 2020-03-05 PL PL20710862.2T patent/PL3921450T3/pl unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004256887A (ja) | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Japan Steel Works Ltd:The | 含Ｂ高Ｃｒ耐熱鋼の製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Krzysztof Kwiecinski，Mechanical properties and microstructure of joints in X13CrMoCoVNbNB9-2-1(PB2) steel produced with and without post-weld heat treatment，10th Lieger Conference:Materials for Advanced Power Enjineering 2014，米国，The Allen Institute for Artifical Intelligence，2014年01月01日，389-398 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020200634A1 (de) | 2020-10-08 |
| EP3921450B1 (de) | 2023-02-15 |
| EP3719159A1 (de) | 2020-10-07 |
| KR20210144839A (ko) | 2021-11-30 |
| PL3921450T3 (pl) | 2023-06-26 |
| EP3921450A1 (de) | 2021-12-15 |
| CN113661266A (zh) | 2021-11-16 |
| JP2022532473A (ja) | 2022-07-15 |
| US20220195892A1 (en) | 2022-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4850187A (en) | Gas turbine having components composed of heat resistant steel | |
| US11198930B2 (en) | Austenitic stainless steel plate | |
| EP0298127B1 (en) | Heat-resistant steel and gas turbine made of the same | |
| DK2278035T3 (en) | Low alloy HIGH STRENGTH WITH EXCELLENT ENVIRONMENTAL brittle RESISTANCE IN HIGH PRESSURE HYDROGEN ENVIRONMENTS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF | |
| EP2302089B1 (en) | Steam turbine rotor and alloy therefor | |
| US5944922A (en) | Highly tenacious ferritic heat resisting steel | |
| US4077801A (en) | Iron-chromium-nickel heat resistant castings | |
| EP2432905B1 (de) | Ferritisch martensitische eisenbasislegierung, ein bauteil und ein verfahren | |
| US5817192A (en) | High-strength and high-toughness heat-resisting steel | |
| JP7267454B2 (ja) | タービンハウジング又はバルブハウジング用の固定手段 | |
| JP7309904B2 (ja) | タービンハウジング又はバルブハウジング用の固定手段 | |
| RU2780970C1 (ru) | Крепежное средство для корпуса турбины или клапана | |
| RU2780967C1 (ru) | Крепежное средство для корпуса турбины или клапана | |
| US6106766A (en) | Material for gas turbine disk | |
| US20200157664A1 (en) | Sintered materials of austenite steel powder and turbine members | |
| WO2016111249A1 (ja) | オーステナイト系耐熱鋼およびタービン部品 | |
| US5201791A (en) | Single alloy system for turbine components exposed substantially simultaneously to both high and low temperature | |
| JPH11350076A (ja) | 析出強化型フェライト系耐熱鋼 | |
| JP2948324B2 (ja) | 高強度・高靭性耐熱鋼 | |
| EP0188995A1 (en) | High chromium cast steel for high-temperature pressure container and method for the thermal treatment thereof | |
| JPH02101143A (ja) | タービン用構造材料 | |
| KR20240000854A (ko) | 향상된 고온 특성을 가지는 내열강 및 이를 포함하는 화력발전 터빈 케이싱용 볼트 너트 체결 부재 | |
| CN116121667A (zh) | 气门及其耐高温合金 | |
| JPS62218602A (ja) | ガスタ−ビン |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220308 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220308 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221214 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221227 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230302 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230322 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230419 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7267454 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |