JPH074207A - 蒸気タービンの組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸気タービンの組立精度を損なうことなく、
ワイヤリング計測回数を最小回数で済ませること。 【構成】 上半組込時のワイヤリング計測データを入力
する（１０１）。ピアノ線の撓み量を求め（１２０）、
ワイヤリング計測データに修正を加える（１０２）。上
半組込時の芯の位置を求める（１０３）。類似のプラン
トのデータと照合し、適切なデータを抽出する（１３
０）。抽出データに基づいて上半組込により生じる変化
量および方向を計算する（１０４）。

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、特に類似プラントの芯の変位量を用いて静止部
品の芯出しを行うようにした蒸気タービンの組立方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】蒸気タービンの組立方法にピアノ線と組
立られる部品との間の距離をマイクロメータを用いて計
測して基準としてのピアノ線に対し静止部品の位置がど
こにあるかを知り、静止部品を芯出しつつ、組立する方
法がある。これは芯出ししようとする、たとえば、軸受
台、ケーシングを通して径の一様なピアノ線を張り、こ
れを仮想ロータに見たてて芯を決定するもので、ワイヤ
リング計測と呼ばれる作業を中心に組立が進められる。

【０００３】以下、図を参照して従来技術を説明する。

【０００４】図に一般的に行われている蒸気タービンの
組立手順を示す。ソールプレートとは軸受台やケーシン
グをコンクリート等で作られた基礎台上に所定の水平度
で据え付けるための機械加工された鉄板のことである。
このソールプレートの設定によって軸受台、ケーシング
の水平度が決められるので、ソールプレート上面では個
々のプレートの水平度と、他のプレートとの相対レベル
が計測されている。このソールプレート上に軸受台、ケ
ーシングが据え付けられる。このソールプレート上に置
かれた軸受台、ケーシングは上記のワイヤリング計測に
よって芯出しを行う。一般的には、このワイヤリング計
測は上半のケーシングを組立てた状態で行われている
が、剛性の小さいケーシングではノズルダイアフラムを
組み込み、荷重を加えて荷重によるケーシングの変位も
考慮して計測している。

【０００５】計測時の各要素の配置を図に示している。
通常、ケーシングは外部ケーシング１および内部ケーシ
ング２からなり、これらがケーシング下半１ａ、上半１
ｂおよびケーシング下半２ａ、上半２ｂから構成され
る。さらに、内部ケーシング２の内側にダイアフラム下
半３ａ、上半３ｂからなるノズルダイヤフラム３が組み
込まれる。ケーシング下半１ａ、２ａから組み立てて行
き、ケーシング上半１ｂ、２ｂを組み込み、静止部品の
位置を決める。場合によってはノズルダイヤフラム３も
組み込む。この後、ピアノ線４を張り、それぞれの位置
を計測する。

【０００６】このワイヤリング計測ではピアノ線４と被
計測対象物との間の距離をマイクロメータを用いて、左
右、上下について計測する。これにより、基準になるピ
アノ線４にたいして外部および内部ケーシング１、２の
位置がどこにあるかが判り、ピアノ線４の芯に対して外
部および内部ケーシング１、２をどう動かせば良いかも
判る。このワイヤリング計測によって軸受台および双方
のケーシング１、２の芯出しが行える。

【０００７】また、このワイヤリング計測はケーシング
上半１ｂ、２ｂを分解した状態でも行う。これは上半部
品の重量が作用したときと下半部品だけのときとのピア
ノ線４に対する位置の違いを確認するためである。ロー
タを組み込んで静止部品との位置の確認を行うときには
上半部品のない状態であるが、最終的な運転される組立
状態は上半も組み立てられた状態である。すなわち、上
半部品組立状態で静止部と回転部の半径方向間隙が設計
で決められた値にならなくてはいけないので、上半部品
組立時に起きる芯の移動量を考慮して下半部品組立状態
において静止部品を芯出ししておく必要がある。このた
め、上半部品組立状態、非組立状態の相違を把握する必
要がある。

【０００８】図はワイヤリング計測でのデータの処理手
順を示すものである。計測されたデータは、まず、上下
方向の計測値について、ピアノ線４の撓み量の補正を行
う。ピアノ線４は二点で支持されて張られているので、
支点より離れるにつれて撓みが多くなり、中間点で最大
の撓みになる。上下の計測値にはこの量が含まれている
ことから上の計測値は実際の値よりも大きく、下の計測
値は実際の値よりも小さくなっている。この撓み量は支
点からの距離に大きく左右されるので、ワイヤリング計
測に入る前に計測点の支点からの距離を計測している。
撓み量はこの距離に基づき、ピアノ線４の径、張るため
に用いている重りの重量などのパラメータを用いて計算
や表により求められる。

【０００９】次に、左右の計測値のうちの小さい方の値
を基準の値としてデータを整理する。図の例では右側の
Ｒの値が小さいとしてＲの値を差し引いて整理してい
る。これより、左右方向の芯は、（Ｌ−Ｒ）／２だけ左
側に寄っていることになる。計算上で、この量を上下に
ついて考慮すると、上は（Ｔ−△）−（Ｌ＋Ｒ）／２、
下は（Ｂ＋△）−（Ｌ＋Ｒ）／２になる。

【００１０】このように整理されたデータに基づいて左
右方向にどれだけ芯が寄っているか、上下方向にはどう
かを上半部品組立および非組立状態で検討することにな
る。上半部品の組立状態では上半の計測データが存在す
るが、上半部品の非組立状態では上半部品についてデー
タは存在しないので、実際の比較では下半部品の左右と
下のデータの比較となる。両者を比較して上半のあると
きにはないときに比べて芯がどの方向にどれだけ移動す
るかが判る。

【００１１】さらに、静止部との間隙を考える際には、
軸受で支承されたロータも弾性体であるので、その撓み
量を考慮しておく必要があり、それにより静止部品の上
下方向の位置を決める必要がある。このロータの撓み量
は計算あるいはグラフ等から読みとって値を得ている。

【００１２】また、静止部品は設計上芯をオフセットし
て組み立てる場合もある。これは、運転中のロータの挙
動や熱的な変位等を考慮したもので、オフセット量は図
面等で指示されて読みとって得ている。さらに、ロータ
を支えている軸受部分の剛性が弱い場合、その変位を考
慮する場合もある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、蒸気
タービンの組立は静止部と回転部との間隙を設計で決め
られた値に収めるのにワイヤリング計測が根幹をなして
いる。通常、ロータ自体の撓み量はロータの形状が比較
的単純であることから、計算により求めることが可能で
あり、誤差もそれ程大きくない。またロータを支える軸
受部分の変形量も種々のタイプのケーシングについて定
量的に比較的簡単に把握することができ、この量を考慮
して組立ることにそれ程困難はない。これに対して、ケ
ーシングの変形量はそれ自体の形状および剛性、内部に
組み込まれる部品の重量やその力の掛かり方によって値
が著しく変化してしまう。このため、上記した手順によ
るケーシングの組立を経てさらにケーシングにノズルダ
イアフラムを組み込み、ワイヤリング計測で実際の変形
量を把握する人手に依存した難しい作業が欠かせないも
のとなっている。

【００１４】このワイヤリング計測は絶対寸法の大きな
部分で１／１００mm精度の計測を行うことや、細いピア
ノ線を張っての計測であるので、慎重さが要求され時間
のかかる作業であり、計測には熟練が必要で、誤差も入
りやすいため充分に経験を積んだ作業者しかまかせられ
ない。また、計測後のデータの処理、計算についても熟
知している必要があり、一般の作業者がこれに加わるこ
とはできない。こうした作業そのものの難しさに加えて
静止部品の代表的部品であるノズルダイアフラムは、大
出力の蒸気タービンでは４０ないし５０段にもなるの
で、これらの計算に多大の時間を費やすことになり、ま
た、重要な点の判断を下す熟練した作業者が確保されな
い場合には、組立工程が大きく遅延してしまうという問
題がある。そこで、本発明の目的は蒸気タービンの組立
精度を損なうことなく、ワイヤリング計測回数を最小回
数で済ませることのできる蒸気タービンの組立方法を提
供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による蒸気タービ
ンの組立方法は仮想ロータとしてのピアノ線を基準とし
て実測される静止部品の上半非組み込み時のワイヤリン
グ計測データをピアノ線の撓み量に従って修正して静止
部品の上半非組込み時の芯を定め、同種のプラントの静
止部品上半組込み時の芯の変化量および方向に基づいて
上半組込みにより生じる変化量および方向を予測して上
半組込み時の静止部品の芯を定め、この決められた静止
部品の上半組込み時の芯に当該プラントのロータの撓み
量、オフセット量、軸受部の変位量を加えて静止部品の
組立のための設定値を決めることを特徴とするものであ
る。

【００１６】

【作用】本発明は上半組込み時の芯の変化量および方向
について、同種のプラントの上半組込時の芯の変化量お
よび方向から予測し、１回だけのワイヤリング計測で静
止部品の組立のための設定値を決定する。これにより、
上半を組込んで行っていたワイヤリング計測を省略する
ことができ、この計測に要した時間を削減することが可
能になる。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例を図１を参照して説明す
る。

【００１８】なお、本図は計算機で処理する場合の実行
手順を示す。

【００１９】メインルーチンのステップ１０１で上半非
組込時のワイヤリング計測データの入力を実行する。ワ
イヤリング計測は従来技術の説明で述べた方法により行
い、得られたデータを逐一入力手段を使って入力してゆ
く。

【００２０】次に、ワイヤリング計測データに対してサ
ブルーチンのステップ１２０を実行してピアノ線の撓み
量を求め、これに従ってステップ１０２でワイヤリング
計測データに修正を加える。

【００２１】次に、ステップ１０３で従来技術の説明で
述べた方法により上半非組込時の芯の位置を求めてお
く。

【００２２】サブルーチンのステップ１３０で計算機に
ロードされた組立られるプラントと類似のプラントの上
半非組立時のワイヤリング計測データおよび上半組立時
のワイヤリング計測データと照合して、最適なデータを
抽出する。

【００２３】次に、ステップ１０４で抽出したデータに
基づいて上半組込により生じる変化量および方向を計算
する。

【００２４】一般に、蒸気タービンのケーシングはシリ
ーズ化されているので、類似するプラントでのワイヤリ
ング計測データは充分な精度で使用できる。この変化量
を用いて上半を組み立てた時の芯の位置の予測をする。
これにより、上半を組んで行うワイヤリング計測を実施
することなく上半組立状態の芯の位置が求められる。次
に、ステップ１４０、１５０、１６０を同時に実行す
る。予めロードされた設計図面をもとに決められたロー
タの撓み量、オフセット量、軸受部変位量を抽出する。
そして、ステップ１０５で逐一これらの値を加えて、最
終的に静止部品の芯出しのための設定値を決定する。

【００２５】図２は、上記手順を行う際の機能ブロック
図を示している。リード部を構成する機能としては、Ｃ
ＲＴ２１、キーボード２２、演算制御部２３、ケーシン
グや静止部の上・下半組込時芯の移動データ２４、設計
データ２５を収める記憶装置が配置されている。

【００２６】演算制御部２３ではキーボードより入力さ
れたデータや記憶されたデータを用いて、ピアノ線のた
わみ量、多くの芯移動データから当該プラントに合った
移動データの抽出、上半組込による変化を考慮した芯の
移動すべき量と方向、ロータのたわみ量等設計データか
ら得られる値を考慮した最終的な移動すべき量と方向の
計算が行われる。

【００２７】図に計算例を示す。ここではピアノ線の撓
みの補正を行って芯の位置の計算が終わった状態から示
している。上半非組立時には芯の位置は、左に０．０８
mm、上方向に０．１０mm寄っている。この位置が現状の
芯の位置であるのでこの位置をロータ芯（ピアノ線）に
対して中心に持ってくるには、右方向に０．０８mm、下
方向に０．１０mm移動させる必要がある。

【００２８】一方、計算機から得られた上半組立時の芯
の位置の変化は、左に０．０３mm、下方向に０．０５mm
有ることを示している。このことは、逆にこの量だけ反
対方向に寄せておかないと上半を組んだ時に所定の位置
に芯がこないことになる。したがって、上半組み込みに
よる変化を考慮した芯の位置は、右方向に０．１１mm、
下方向に０．０５mm現状より移動させておく必要があ
る。これに、ロータの撓み量、オフセット量、軸受部の
変位量を加算していく。これら三者の合計は、左方向に
０．１０mm、下方向に０．１７mmとなるので、最終的に
この静止部品は、右方向に０．０１mm、下方向に０．２
２mm、現在の芯より移動させて組み立てれば設計された
組立状態が実現されることになる。

【００２９】このようにして、すべての静止部品につい
て同じ計算を繰り返し、組み込み時の部品の設定位置を
求めていくことになるが、計算機によって行われている
ので単純な計算ミスや誤記、さらには判断ミスなどもな
く、迅速に処理することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は上半組込み
時の芯の変化量および方向について、同種のプラントの
上半組込時の芯の変化量および方向から予測するように
したので、最小回数のワイヤリング計測で正確に静止部
品の組立のための設定値を決めることができ、高度の熟
練を要するワイヤリング計測を１回分省略することが可
能である。

【００３１】したがって、本発明によれば、長時間にわ
たる計測作業が半分の回数で済ませられ、多大な省力を
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による組立方法の処理手順を示すフロー
図。

【図２】本発明の組み立て方法を実現する装置のブロッ
ク図。

【図３】本発明による静止部品の芯出しの計算例を示す
説明図。

【図４】従来の組立方法を示すフロー図。

【図５】蒸気タービンの静止部品の組立状態を示す断面
図。

【図６】ワイヤリング計測後の処理手順を示す説明図。

【符号の説明】

１…外部ケーシング １ａ…ケーシング下半 １ｂ…ケーシング上半 ２…内部ケーシング ２ａ…ケーシング下半 ２ｂ…ケーシング上半 ３…ノズルダイアフラム ４…ピアノ線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮想ロータとしてのピアノ線を基準とし
   て実測される静止部品の上半非組込み時のワイヤリング
   計測データを該ピアノ線の撓み量に従って修正して前記
   静止部品の上半非組込み時の芯を定め、同種のプラント
   の該静止部品上半非組込み時の芯の変化量および方向に
   基づいて上半組込みにより生じる変化量および方向を予
   測して上半組込み時の該静止部品の芯を定め、この決め
   られた該静止部品の上半組込み時の芯に当該プラントの
   ロータの撓み量、オフセット量軸受部の変位量を加えて
   静止部品の組立のための設定値を決めることを特徴とす
   る蒸気タービンの組立方法。