JPH11350913A - 蒸気タービンケーシングのフランジ冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸気タービンケーシングのフランジ冷却構造
に関し、フランジのボルト結合部を効果的に冷却し、ボ
ルトの締付力低下による蒸気もれを防止する。 【解決手段】 上部ケーシング１０と下部ケーシング１
１はフランジ１２と１３が接合し、ボルト１４で締め付
けて固定され、内部の蒸気タービンを密閉している。フ
ランジ１２，１３の周端面にはパイプ２０を接するよう
に固定し、外側から側面保温材１５ａをかぶせる。パイ
プ２０はボルト１４の取付位置に対応させるか、あるい
はボルト１４近辺に複数本配列させる。フランジ１２，
１３は内部の高温蒸気で加熱され、外部の空気３０は自
然対流によりパイプ２０の下部より流入し、上部に流
れ、フランジ１２，１３部及びボルト１４を冷却するの
でボルトの締付力が低下することなく、蒸気もれを防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蒸気タービンケーシ
ングのフランジ冷却構造に関し、フランジを締結してい
るボルトの締付力低下による蒸気もれを防止するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の蒸気タービンのケーシング
の一部断面図である。図において１０は上部ケーシン
グ、１１は下部ケーシングであり、これら両ケーシング
で蒸気タービンを内部に密封して覆い、蒸気が外部へも
れるのを防ぐ構造である。１２，１３はそれぞれ上部，
下部ケーシング１０，１１のフランジであり、両フラン
ジ１２，１３を接合し、軸方向に所定間隔でボルト１４
で締め付けて上部，下部ケーシング１０，１１を結合し
ている。１５は保温材であり、図示のようにフランジ１
２，１３、ボルト１４の表面及び上部，下部ケーシング
１０，１１の表面を覆っている。

【０００３】上記構成の蒸気タービンのケーシングにお
いては、内部の蒸気タービンは高温の蒸気が流れてお
り、ケーシングも加熱されて高温となり、フランジ１
２，１３も加熱されて熱変形し、ボルト１４はこの熱変
形を受け、又ボルト１４自身の熱伸びにより、これらを
繰り返すことにより締付力が徐々に低下してしまう。締
付力が低下するとフランジ１２，１３の接合面より蒸気
もれを生じ、蒸気は高温であり、危険を伴い、又もれ蒸
気が多いと蒸気タービンの性能にも影響してくる。

【０００４】そこで、このような蒸気のもれを防ぐため
に、従来は図５に示すような冷却構造が採用されてい
る。即ち、図５において符号１０乃至１５は図４と同じ
ものであり、この例ではボルト１４及びボルト近辺のフ
ランジ１２，１３の熱変形を防止するためにボルト１４
近辺のフランジ１２，１３及び保温材１５に上下に貫通
する穴２５を加工している。このような穴２５を設ける
と、穴２５の周囲は蒸気により加熱されて高温となって
おり、周囲の空気３０を吸込むことにより空気の自然対
流を起こし、ボルト１４周辺のフランジ部を自然冷却す
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来の蒸
気タービンのケーシングにおいては、高温蒸気の熱によ
り、ケーシングも高温となり、フランジを結合している
ボルトが熱変形を受け、締付力が徐々に低下し、フラン
ジ接合面から蒸気もれを起こす恐れがあり、そのために
図５に示すように、ボルト１４近辺のフランジ１２，１
３及び保温材１５に穴２５を穿設し、空気の自然対流に
より、ボルト１４及びボルト周囲のフランジ部１２，１
３を冷却している。

【０００６】しかし、従来のこのようなフランジ１２，
１３に穴加工する方法では、フランジ１２，１３と保温
材１５の両方に穴を加工することになり、穴加工に手間
が掛かり、又、穴が保温材のクズで閉塞したりして充分
な空気の自然対流を生じない場合も生じ、何んらかの対
策が望まれていた。

【０００７】そこで本発明では、蒸気タービンケーシン
グのフランジの空気の自然対流による冷却を確実に行う
と共に、フランジ自体に穴加工を必要とせずに簡単な組
立により空気の自然対流を生ずる穴を設けてフランジの
冷却を行う冷却構造を提供することを課題としてなされ
たものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の手段を提供する。

【０００９】（１）蒸気タービンの周囲を外部から密閉
して上，下部ケーシングで覆い、同両ケーシングのフラ
ンジをボルトで締め付けると共に、同上，下部ケーシン
グ、フランジ及びボルトの外表面を保温材で覆ってなる
蒸気タービンケーシングにおいて、前記フランジ外周端
面と同フランジ外周端面を覆う保温材との間で前記ボル
ト近辺のフランジ外周端面に接し、内部に空気が流通す
るパイプを配設してなり、同パイプは上，下端が前記保
温材の外表面から上下に突出して配設されていることを
特徴とする蒸気タービンケーシングのフランジ冷却構
造。

【００１０】（２）蒸気タービンの周囲を外部から密閉
して上，下部ケーシングで覆い、同両ケーシングのフラ
ンジをボルトで締め付けると共に、同上，下部ケーシン
グ、フランジ及びボルトの外表面を保温材で覆ってなる
蒸気タービンケーシングにおいて、前記フランジ外周端
面を覆う保温材には前記ボルト近辺のフランジ外周端面
に接し、内部に空気が流通する溝を穿設したことを特徴
とする蒸気タービンケーシングのフランジ冷却構造。

【００１１】本発明のフランジ冷却構造は、フランジと
保温材の間でフランジに接してパイプが配設されてい
る。ケーシング内部の高温蒸気によりフランジも加熱さ
れて温度が上昇し、フランジを締め付けているボルトが
熱変形を受けるとボルトの締め付け力が低下するが、フ
ランジ部は周囲の外気より温度が高いので周囲の空気は
パイプの下端よりパイプ内に流入し、上端より流出する
自然対流が発生する。この自然対流によりパイプを介し
てフランジ部が冷却され、ボルトの熱変形を抑え、締付
力の低下を防止する。このように締付力が低下しないの
で両フランジ間には隙間が生ずることなく、蒸気のもれ
も防止される。なお、このパイプは必要に応じてボルト
近辺に軸方向に沿って複数本配列すれば冷却効果をより
確実にすることができる。

【００１２】本発明の（２）の冷却構造は、上記（１）
のようにパイプを設ける代りに、ボルト近辺のフランジ
外周端面を覆う保温材にフランジ外周端面と接する溝を
穿設するので、パイプ等を必要とせず、又、従来のよう
に強度部材であるフランジに穴加工をする必要もなく、
上記（１）と同様に溝内に空気が流れ、自然対流でフラ
ンジ及びボルトを冷却できると共に、冷却構造の加工が
一層容易となるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る蒸気タービンケーシングのフランジ
冷却構造を示す断面図である。図において符号１０乃至
１５は図３に示す従来のものと同じであるので説明は省
略し、そのまま引用して説明するが、本発明の特徴部分
は符号２０で示すパイプと、その側面保温材１５ａの部
分であり、以下に詳しく説明する。

【００１４】図１においてボルト１４の近辺でフランジ
１２，１３の周端面にはパイプ２０が接して取付けら
れ、両フランジ１２，１３の周端面には保温材１５ａを
かぶせて固定する。パイプ２０の長さはパイプの上下端
が保温材１５より充分突出するように取付けられる。

【００１５】図２は図１におけるＡ−Ａ断面図であり、
ボルト１４はフランジ１２，１３の長手方向に所定のピ
ッチで配置され、両フランジを締付けており、（ａ）は
パイプ２０がボルト１４の対向する位置にそれぞれ１本
づつ取付けられている。又、パイプ２０をフランジ１
２，１３の周端面に固定するためにフランジにはパイプ
の径の半分の半円形状の溝２１を加工しておけばパイプ
２０は固定しやすく、この溝２１に溶接等で取付けるこ
とができる。

【００１６】（ｂ）はこのパイプ２０をボルト１４の近
辺にそれぞれ３本づつ配置した例であり、パイプの数が
増加するが、ボルト１４近辺のフランジ１２，１３部が
効果的に冷却することができる。その他の取付状況は
（ａ）と同じである。

【００１７】上記の実施の第１形態におけるフランジ冷
却構造において、フランジ部は高温の蒸気により約４０
０℃程度の高温となり、周囲の空気は自然対流により３
０で示すようにパイプ２０の下からパイプ２０内に流入
し、パイプ２０の先端より上部へ流れ、この自然対流に
よりボルト１４及びフランジ１２，１３部を冷却し、ボ
ルト１４の熱変形をやわらげるのでボルトの締付力低下
が防止され、蒸気もれも防げる。

【００１８】図３は本発明の実施の第２形態に係る蒸気
タービンケーシングのフランジ冷却構造であり、図にお
いて符号１０乃至１５は図１に示す実施の第１形態と同
じものである。本実施の第２形態においては、第１形態
で示したパイプ２０の代りにフランジ１２，１３の周端
面に沿って保温材１５を貫通して穴１６を加工したもの
である。

【００１９】上記の実施の第２形態によれば、従来の図
５に示すように強度部材のフランジ１２，１３に穴加工
を施す必要がなく、又実施の第１形態のようなパイプ２
０を必要とせず保温材１５への簡単な穴加工のみで空気
の自然対流が可能となるので加工性が良好となるもので
ある。

【００２０】以上、具体的に説明したように本実施の第
１，第２形態によれば、蒸気タービンケーシングのフラ
ンジ１２，１３のボルト１４近辺にパイプ２０を取付
け、あるいは、ボルト１４近辺の保温材１５に穴１６を
貫通して加工するのみで空気による自然対流によりボル
ト１４及びボルト近辺のフランジ１２，１３部を効果的
に冷却することができるので、ボルト１４の締付力低下
が発生せず、蒸気もれを防ぐことができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の蒸気タービンケーシングのフラ
ンジ冷却構造は、蒸気タービンの周囲を外部から密閉し
て上，下部ケーシングで覆い、同両ケーシングのフラン
ジをボルトで締め付けると共に、同上，下部ケーシン
グ、フランジ及びボルトの外表面を保温材で覆ってなる
蒸気タービンケーシングにおいて、前記フランジ外周端
面と同フランジ外周端面を覆う保温材との間で前記ボル
ト近辺のフランジ外周端面に接し、内部に空気が流通す
るパイプを配設してなり、同パイプは上，下端が前記保
温材の外表面から上下に突出して配設されていることを
特徴としている。このような冷却構造により、パイプを
通して空気の自然対流が発生し、空気流れの循環により
ボルト及びボルト近辺のフランジ部を冷却でき、ボルト
の熱変形による締付力低下を防止し、フランジの締付力
低下による蒸気のもれを防止することができる。

【００２２】本発明の（２）は、蒸気タービンの周囲を
外部から密閉して上，下部ケーシングで覆い、同両ケー
シングのフランジをボルトで締め付けると共に、同上，
下部ケーシング、フランジ及びボルトの外表面を保温材
で覆ってなる蒸気タービンケーシングにおいて、前記フ
ランジ外周端面を覆う保温材には前記ボルト近辺のフラ
ンジ外周端面に接し、内部に空気が流通する溝を穿設し
たことを特徴としている。このような冷却構造により、
従来のように強度部材であるフランジに直接穴加工をす
る必要がなく、又、上記（１）のようなパイプも必要と
しないので、上記（１）同様に溝内に空気が流れ、自然
対流でフランジ及びボルトを冷却し、蒸気もれを防止で
きると共に、冷却構造の加工性が一層容易となるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る蒸気タービンケ
ーシングのフランジ冷却構造を示す断面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図であり、（ａ）はボ
ルトに対してパイプが１本の例、（ｂ）はパイプが３本
の例を示す。

【図３】本発明の実施の第２形態に係る蒸気タービンケ
ーシングのフランジ冷却構造を示す斜視図である。

【図４】従来の蒸気タービンケーシングのフランジ部の
断面図である。

【図５】従来の蒸気タービンケーシングのフランジ冷却
構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 上部ケーシング １１ 下部ケーシング １２，１３ フランジ １４ ボルト １５ 保温材 １５ａ 側面保温材 １６ 穴 ２０ パイプ ３０ 空気

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸気タービンの周囲を外部から密閉して
   上，下部ケーシングで覆い、同両ケーシングのフランジ
   をボルトで締め付けると共に、同上，下部ケーシング、
   フランジ及びボルトの外表面を保温材で覆ってなる蒸気
   タービンケーシングにおいて、前記フランジ外周端面と
   同フランジ外周端面を覆う保温材との間で前記ボルト近
   辺のフランジ外周端面に接し、内部に空気が流通するパ
   イプを配設してなり、同パイプは上，下端が前記保温材
   の外表面から上下に突出して配設されていることを特徴
   とする蒸気タービンケーシングのフランジ冷却構造。
2. 【請求項２】 蒸気タービンの周囲を外部から密閉して
   上，下部ケーシングで覆い、同両ケーシングのフランジ
   をボルトで締め付けると共に、同上，下部ケーシング、
   フランジ及びボルトの外表面を保温材で覆ってなる蒸気
   タービンケーシングにおいて、前記フランジ外周端面を
   覆う保温材には前記ボルト近辺のフランジ外周端面に接
   し、内部に空気が流通する溝を穿設したことを特徴とす
   る蒸気タービンケーシングのフランジ冷却構造。