JPH0655385A - 蒸気タービンの組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】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
すると共に、上半静止部品の生産効率を高める。 【構成】内部ケーシングの内径を、上半組立状態と上半
非組立状態とでそれぞれ計測して、その両状態の変化量
を求める。また、この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る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蒸気タービンの組立方法
に係り、特に、ケーシングの芯出し後の調整量を求める
方法を改良した蒸気タービンの組立方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、蒸気タービンは図４の組立断面
図に示すように構成され、ロータ１を軸受台２や内外２
重のケーシング３により、ノズル４をケーシング３によ
りそれぞれ支持して組み立てており、ケーシング３内に
ロータ１を同心状に内蔵している。

【０００３】ケーシング２は外部ケーシングとその内部
に内蔵される内部ケーシングとを有し、これらケーシン
グはその軸方向に例えば高圧段と低圧段毎に４つのケー
シングに分割されると共に、各段を通して水平面で上下
に分割されている。また、下部ケーシングは高圧段では
軸受台２により、低圧段では取付基礎台により同心状に
支持されている。つまり、下部ケーシングは軸受台２と
取付基礎台に芯出しされている。

【０００４】ところで、蒸気タービンの回転体部品であ
るロータ１と静止部品であるノズル４との間隙は、通常
は１mm以下と狭く、両者の接触により振動を生ずる一
方、間隙の増加に伴う漏洩蒸気の増加により性能低下を
起こすため、これらの間隙の管理は厳格に要求されてい
る。しかし、ロータ１は長尺である上に、重量物である
ので、軸受により支持された状態で弾性変形を生ずる上
に、撓んだ状態で据え付けられている。

【０００５】また、ケーシング３も高圧部のケーシング
が鋳鋼製で、低圧部のものが溶接構造物であり、自重や
内蔵される部品の荷重により種々変位を起こしている。
したがって、回転部と静止部の間隙を意図したものにす
るためには、これらの変位を予め考慮して組み立てる必
要がある。

【０００６】従来、この種の蒸気タービンの組立は例え
ば図５のフローチャートに示す手順で行なわれており、
これは回転部と静止部間の変位を考慮するために、ま
ず、ケーシングの芯出しが行なわれる。

【０００７】つまり、ケーシング３の下部にノズル４を
組み込み、ケーシング３の上半も被せて実際の組立状態
とし、ロータ１の中心軸を仮想して細いピアノ線を同心
状に張り、このピアノ線とノズル４等の静止部との距離
を計測している。

【０００８】これにより、組込み状態の静止部、特にノ
ズル４と回転体であるロータ１との位置関係が把握され
る。この計測は、上半組立状態でのワイヤリング作業と
呼ばれている。

【０００９】一般的な蒸気タービンでは、水平面で上下
に分割されていて、下半側の部品を据え付け、芯出し調
整を行ない、次に、この下半側に、ロータ１を組み込ん
でから、上半側の部品を組み立てていくことになる。

【００１０】ノズル４も上下に分割されており、上半ノ
ズルは下半ノズルに締め付けられて取り付けられるの
で、下半ノズルの芯出しによってノズル全体が位置決め
される。下半ノズルはそこに付属した支持金具と呼ばれ
る部品によって内部ケーシングに取り付けられると同時
に調整される。

【００１１】しかしながら、下半部品に、上半の部品を
組み込んでいない状態では、ケーシングの変位等が異な
り、さらに、ロータを組み込み上半部品を組み立てた状
態とでは間隙が異なる。

【００１２】そこで、実際の組立では、上半部品が組み
立てられた状態では計測確認が困難であるので、上半組
立状態と上半非組立状態との違いを予め把握しておき、
上半非組立状態のときに、その違い分を考慮して下半側
部品の芯出しを調整している。

【００１３】例えば、下半側静止部品に、上半側静止部
品を組み立てた状態で、ワイヤリング計測をしたときの
結果が図６（Ａ）のように得られたとする。ここで、数
値は水平方向の計測された値の小さいものを基準にして
相対値で示されている。

【００１４】一方、上半非組立状態では図６（Ｂ）で示
す相対値が得られたとすると、両者の計測値の差、特に
上下方向の差である０．３mmを、上半非組立状態のとき
の芯出し調整量として考慮する。

【００１５】つまり、この例の場合は、上半組立状態で
は上半非組立状態に比べて、静止部が相対的に０．３mm
だけ下がるので、上半非組立状態では静止部品であるノ
ズルを予め０．３mm上げておけば、上半を組み込んだと
きに０．３mm下がり、所定の間隙に調整されるという考
え方である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来は、この芯出し調
整量を知るためにノズルの全段落について計測を行なっ
ているが、大型の蒸気タービンでは５０段程度と段数が
多く、計測に非常に手間が掛かり、調整にも時間が掛か
っている。

【００１７】また、ノズルそのものは、本来の最終的な
組込み時に必要であって、ただ単に組立用に重量を掛け
るために用いるのは、組込み時期よりも早い製造を要求
することになり、生産効率を悪くしている。このように
従来の技術は計測調整の手間と生産効率の点で課題があ
った。

【００１８】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は、芯出し調整量を求めるた
めのノズル等の上半側静止部品の組込みを行なわずに、
同種類のタービンの組立データを用いることにより、芯
出し調整量を求める一方、その芯出し調整量を、ケーシ
ング等の静止部とロータとの相対位置の最小限の計測に
よって、再確認することにより静止部品の芯出し調整を
簡単化すると共に、生産効率を高めることができる蒸気
タービンの組立方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
発明（以下、第１の発明という）は、ロータを内蔵する
一方、上下に分割されるケーシングの芯出しを行なう工
程を有する蒸気タービンの組立方法において、前記ケー
シングの芯出しの調整量は、前記ケーシングの内部ケー
シングの内径を、その上半を組み立てたときと、その上
半を組み立てないときにそれぞれ計測して、その変化量
を求め、この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求めることを特
徴とする。

【００２０】また、本願の請求項２に記載の発明（以
下、第２の発明という）は、第１の発明における内部ケ
ーシングとロータとの相対位置を、ケーシングの芯出し
調整は、その内部ケーシングとロータとの間隙を、これ
らの内部ケーシングとロータとの複数の計測孔を通して
それぞれ計測した複数の計測値に基づいて求め、その間
隙が所定値を超えているときに行なうことを特徴とす
る。

【００２１】

【作用】

〈第１の発明〉

【００２２】まず、ケーシングについては、これを支持
する軸受台や取付基礎台等と中心を合せるためのワイヤ
リング計測を行ない、ケーシングの位置を調整して、そ
の中心を軸受台や取付基礎等の中心に一致させる芯出し
を行なう。そして、その後のケーシングの芯出し調整量
は、このケーシングを有する蒸気タービンと同種の蒸気
タービンに蓄積されているデータの中から求める。

【００２３】この同種の蒸気タービンの特定・選択は、
その内部ケーシングの上半組立時の内径と、上半非組立
時の内径との差の変化量に近似している変化量をデータ
として持っている蒸気タービンについて行なわれる。

【００２４】したがって本発明によれば、従来例のよう
に芯出し調整量を求めるために、下半部品に上半部品を
組み立てる必要がないので、段数が非常に多い大型の蒸
気タービンにおいても、芯出し調整量を著しく簡単に求
めることができる上に、上半部をその組込み時期よりも
早く生産する必要もないので、生産効率を上げることが
できる。 〈第２の発明〉

【００２５】内部ケーシングとロータの複数の計測孔を
それぞれ通して内部ケーシングとロータとの間隙をそれ
ぞれに計測し、これら複数の計測値に基づいて内部ケー
シングとロータとの間隙を求め、芯出し調整を再確認す
る。そして、この間隙が所定値を超えているときはこの
間隙が所定値を成すように内部ケーシングの芯出しを再
度調整する。

【００２６】したがって本発明によれば、内部ケーシン
グとロータとの間隙をこれらの複数の計測孔を通して計
測するので、内部ケーシングの外面からこの外部ケーシ
ングとロータとの間隙を簡単に計測することができる。
このために、第１の発明の芯出し調整量を再度確認また
は調整することができ、芯出し精度を高めることができ
る。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２８】図１は本願第１、第２の発明を含む一実施
例のフローチャートであり、図中Ｓ１〜Ｓ１１はフロー
チャートの各ステップを示す。本実施例は、前記した例
えば図４で示す多段の大型蒸気タービンに適用されるも
のであるので、以下、この構成の説明を省略すると共
に、図４で示す部分と共通する部分には同一符号を付し
ている。まず、Ｓ１で、従来例と同様に所定の据付位置
に据え付けた下部ケーシングの芯出しを行なう。

【００２９】つまり、ケーシング３の内部ケーシングと
外部ケーシングの下半の芯出しを高圧、低圧等の各セク
ションを通して行なうために、前記した従来例と同様に
ロータ１の中心に一致させてピアノ線を張ってワイヤリ
ング計測を行なう。次に、各下部ケーシングの取付位置
を、その中心が軸受台２や取付基礎の中心に一致するよ
うに調整して、芯出しを行なう。

【００３０】この後、Ｓ２で、下部ケーシングの上半組
立状態と上半非組立状態における変形を確認するため
と、ケーシング３の形状や大きさによって異なる変形の
特性を把握するために、内部ケーシングの下半に上半を
組み付けて、その内部ケーシングの内径を例えば左右、
上下方向の複数箇所でそれぞれ計測する。

【００３１】つまり、内部ケーシングの下半に上半を組
み立てたときの上半組立状態と、その上半を組み付けな
いときの上半非組立状態とでは、内部ケーシング自体の
自重や形状により変形が生じ、その内径も相違するの
で、その内径変化量を求める。この内径変化量を求めた
後は、内部ケーシングの上半を下半から取り外す。この
後Ｓ３で、この下部ケーシングに、下半の静止部品の例
えばノズル等を組み込み、Ｓ４で、上半非組立状態でワ
イヤリング計測を行なう。

【００３２】次にＳ５ではＳ４で求めた上半非組立状態
でのワイヤリング計測値と、Ｓ２で求めた内部ケーシン
グの内径変化量とを検討し、Ｓ６でこれらに近似するワ
イヤリング計測値と内径変化量とを有する同種の蒸気タ
ービンについて蓄積された過去のデータからケーシング
の芯出し調整量を引用する。

【００３３】つまり、これまでには数多くの蒸気タービ
ンの組立据付により、種々のタイプのケーシングについ
て変形、あるいは変位の計測データが蓄積されている。
一般的には、同一形式の蒸気タービンにおいては、変位
の傾向と量がほぼ同じであるので、これら蓄積されたデ
ータを該当する形式の蒸気タービンに適用することがで
きる。計測された内部ケーシングの内径の変化量は、同
タイプの蒸気タービンにおける最も類似したデータの選
択に用いられる。

【００３４】この選択されたデータには、上半組立状態
と非組立状態の違いが示されている。この差のデータを
用いることによって、つまりケーシングの芯出し調整量
を過去のデータから求めることによって、上半組立をせ
ずに下半側部品を芯出しすることができる。これらデー
タの管理はコンピュータを用いて容易に行なわれ、同種
の蒸気タービンの選択についても能率良く行なうことが
できる。

【００３５】次にＳ７では、下部ケーシング等にノズル
等の下半側静止部品を芯出しして組み込む。この芯出し
の後は、Ｓ８で、直ちにロータ１を組み込み、従来技術
のように上半を一旦組み付けた後、再び分解する工程を
省略できるので、組立工事を短縮することができる。こ
の後のＳ９では上部ケーシングやノズル等の上半部品を
組み立てていく。

【００３６】そしてＳ１０では、内部ケーシング上半の
組立完了後に、図２、図３に示すように、内部ケーシン
グ３ａの外周面よりノズル４とロータ１の間隙寸法を周
方向の複数点において計測し、これにより選択されたデ
ータによって行なわれた芯出し調整が適切であるか否か
を確認することができる。

【００３７】つまり、内部ケーシング３ａには径方向の
計測孔５ａとその外周面の平面座５ｂとがそれぞれ形成
されており、これらは計測に使用しないときはフランジ
を取り付けて蒸気の漏洩が生じないようにしている。こ
の平面座５ｂは内部ケーシング３ａの中心から正確な寸
法Ａによって加工されている。また、ノズル４のストリ
ップ取付部にも計測孔４ａと、その外周面で機械加工さ
れた平面座４ｂが形成されているが、この平面座４ｂに
は蒸気の洩れを防止するためのフランジは必要ない。

【００３８】この平面座４ｂもノズル４の中心から正確
にＢ寸法で加工されている。ロータ１の先端は正確にロ
ータ１の中心からＣ寸法で機械加工されているので、こ
れらは被計測面として精度上問題はない。この組立状態
で各計測孔４ａ，５ｂの外周面から、例えば深さゲージ
の一種であるデプスマイクロメータを用いて、ノズル４
までの寸法ｂ、ロータ１までの寸法ｃを計測する。これ
らの寸法ｂ，ｃを周方向の複数点で計測して、ノズル４
とロータ１の相対距離である（ｂ−ｃ）を求める。次
に、この（ｂ−ｃ）から、さらにノズル４のストリップ
取付部の径方向の厚さを差し引くことにより、ノズル４
とロータ１との相対距離（間隙）を求める。ノズル４の
ストリップ取付部の径方向の厚さは、その加工時の記録
から求める。

【００３９】そして、仮に、ここで計測したロータ１と
内部ケーシング３ａとの間隙が所定値より大きく外れ、
許容範囲を超えている場合は内部ケーシング３ａ全体を
支持しているサポートシムの厚さを調整することにより
内部ケーシング３ａ全体の位置を移動させて調整するこ
とができる。

【００４０】この時点での芯出し調整は、前記した過去
のデータを用いて殆ど完了しているので、それ程大きな
調整量にはならず、また、内部ケーシング３ａだけを移
動させるので、他の隣接するケーシングとの位置関係に
は何ら影響を及ぼさない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本願第１の発明は、
過去に蓄積された同種の蒸気タービンのデータの中か
ら、そのケーシングの芯出し調整量を求めるので、その
芯出し調整量を求めるために、下半静止部品に上半静止
部品を一旦組み付けた後、再び上半部品を取り外すとい
う工程を省略することができる。このために、芯出し調
整量を簡単に求めることができる上に、上半静止部品を
その組込み時期よりも早い時期に生産する必要がないの
で、生産効率を高めることができる。

【００４２】また、本願第２の発明は、第１の発明によ
りケーシングの芯出しを調整した後にこのケーシングと
ロータとの間隙をそれらの計測孔を通してその外面より
計測することにより、その芯出し調整量を再び確認し、
あるいは、これらの間隙が所定値を超える場合には、再
度ケーシングの芯出し調整を行なうので、ケーシングと
ロータとの間隙との精度を一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第１、第２の発明を含む蒸気タービンの組
立方法の一実施例の組立手順を示すフローチャート。

【図２】図４の一部拡大正面図。

【図３】図２の側断面図。

【図４】一般的な大型蒸気タービンの組立断面図。

【図５】従来の蒸気タービンの組立方法の手順を示すフ
ローチャート。

【図６】（Ａ）は上半組立状態のワイヤリング計測の結
果の一例を示す図であり、（Ｂ）は上半非組立状態のワ
イヤリング計測の結果の一例を示す図。

【符号の説明】

１ ロータ ２ 軸受台 ３ ケーシング ４ ノズル ４ａ，５ａ 計測孔 ４ｂ，５ｂ 平面座

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータを内蔵する一方、上下に分割され
   るケーシングの芯出しを行なう工程を有する蒸気タービ
   ンの組立方法において、前記ケーシングの芯出しの調整
   量は、前記ケーシングの内部ケーシングの内径を、その
   上半を組み立てたときと、その上半を組み立てないとき
   にそれぞれ計測して、その変化量を求め、この変化量に
   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
   種データの中から求めることを特徴とする蒸気タービン
   の組立方法。
2. 【請求項２】 ケーシングの芯出し調整は、その内部ケ
   ーシングとロータとの間隙を、これらの内部ケーシング
   とロータとの複数の計測孔を通してそれぞれ計測した複
   数の計測値に基づいて求め、その間隙が所定値を超えて
   いるときに行なうことを特徴とする請求項１記載の蒸気
   タービンの組立方法。