JPS6220641Y2 - - Google Patents

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JPS6220641Y2
JPS6220641Y2 JP15546582U JP15546582U JPS6220641Y2 JP S6220641 Y2 JPS6220641 Y2 JP S6220641Y2 JP 15546582 U JP15546582 U JP 15546582U JP 15546582 U JP15546582 U JP 15546582U JP S6220641 Y2 JPS6220641 Y2 JP S6220641Y2
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JP
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wheel
turbine rotor
key
shaft
keyway
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Description

【考案の詳細な説明】 [考案の技術分野] 本考案はタービンロータに関する。[Detailed explanation of the idea] [Technical field of invention] The present invention relates to a turbine rotor.

[考案の技術的背景] 一般に発電用の大型蒸気タービンの低圧ロータ
等においては、大量の蒸気を流すため平均直径が
大きくかつ長大な羽根が用いられている。
[Technical background of the invention] In general, low-pressure rotors of large steam turbines for power generation use long blades with a large average diameter in order to flow a large amount of steam.

このような巨大なタービンロータにおいては、
製造技術的問題、経済的問題を解決するため各段
落の羽根を植え込むホイールをシヤフトと別体で
製作し、その後ホイールを加熱してからロータ軸
に嵌着するいわゆる焼嵌ホイールが採用されてい
る。
In such a huge turbine rotor,
In order to solve manufacturing technical and economical problems, a so-called shrink-fit wheel has been adopted, in which the wheel into which the blades of each stage are implanted is manufactured separately from the shaft, and then the wheel is heated before being fitted onto the rotor shaft. .

第1図はこのような焼嵌ホイールを有する蒸気
タービンロータを示しており、図において符号1
はタービンロータのシヤフトを示している。この
シヤフト1には、外周に羽根2を有する焼嵌ホイ
ール3がホイールボアキー4によりシヤフト1の
軸方向に沿つて複数個嵌着されている。
FIG. 1 shows a steam turbine rotor with such a shrink-fitted wheel, designated by the reference numeral 1 in the figure.
indicates the shaft of the turbine rotor. A plurality of shrink-fit wheels 3 having blades 2 on the outer periphery are fitted onto the shaft 1 by wheel bore keys 4 along the axial direction of the shaft 1 .

また、ホイール3の軸方向の動きを規制するた
めにロツキングキー5が配設されている。
Further, a locking key 5 is provided to restrict movement of the wheel 3 in the axial direction.

そしてこのように構成されたタービンロータで
は、蒸気のエネルギーは、羽根2によりトルクに
変換された後ホイール3に伝達され、このホイー
ル3からシヤフト1へのトルクの伝達は、ホイー
ル3の焼ばめ面の面圧による摩擦力とホイールボ
アキー4により行なわれる。
In the turbine rotor configured in this way, steam energy is converted into torque by the blades 2 and then transmitted to the wheel 3. Torque is transmitted from the wheel 3 to the shaft 1 by shrink fitting the wheel 3. This is done by the friction force due to the surface pressure of the surface and the wheel bore key 4.

すなわち、このようなタービンロータでは、蒸
気入口側に近い圧力、温度の比較的高い段落で
は、運転状態により熱容量の小さいホイール3が
シヤフト1より速く加熱されてシヤフト1と温度
差を生じホイール3がゆるむことがあり、万一、
ホイール3がゆるんだ場合にはホイールボアキー
4によりトルク伝達が行われることとなる。なお
ホイール3内面の焼ばめ面は、シヤフト1との面
圧を一定に保つとともに内面接線方向応力を一様
に保持している。
In other words, in such a turbine rotor, in a stage where the pressure and temperature are relatively high near the steam inlet side, the wheel 3, which has a small heat capacity, is heated faster than the shaft 1 due to the operating conditions, creating a temperature difference between the wheel 3 and the shaft 1. It may come loose, and in the unlikely event that
When the wheel 3 becomes loose, torque is transmitted by the wheel bore key 4. Note that the shrink-fit surface on the inner surface of the wheel 3 maintains a constant surface pressure with the shaft 1 and maintains a uniform stress in the tangential direction of the inner surface.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

しかしながら、このように構成されたタービン
ロータでは、ホイール3の内面にはホイールボア
キー4を嵌着させるためホイールボアキー溝6が
配設されており、このホイールボアキー溝6の回
りに応力が集中し、第2図に示すように、ホイー
ルボアキー溝6の回りに応力腐食割れ7
(SCC)が発生するおそれがある。特に約130〜
150℃の雰囲気にさらされるホイール3ではホイ
ール3が高応力場となり、ホイールボアキー溝6
に応力腐食割れ7が発生するおそれがある。
However, in the turbine rotor configured in this way, a wheel bore key groove 6 is provided on the inner surface of the wheel 3 in order to fit the wheel bore key 4, and stress is generated around the wheel bore key groove 6. As shown in FIG. 2, stress corrosion cracks 7 occur around the wheel bore keyway 6.
(SCC) may occur. Especially about 130 ~
Wheel 3 is exposed to an atmosphere of 150°C, and wheel 3 becomes a high stress field, causing wheel bore keyway 6 to
There is a risk that stress corrosion cracking 7 will occur.

そして、このような割れが発生したままタービ
ンの運転を続けると割れは徐々に進展成長し、あ
る時点で急激な破壊現象が発生する。
If the turbine continues to operate with such cracks generated, the cracks will gradually develop and grow, and at a certain point a sudden breakage phenomenon will occur.

従つて、従来から、このようなホイール3に形
成されるキー溝部に発生する応力腐食割れを確実
に検出することのできる機能を備えたタービンロ
ータが要望されている。
Therefore, there has been a demand for a turbine rotor having a function of reliably detecting stress corrosion cracking occurring in the key groove portion formed in the wheel 3.

[考案の目的] 本考案はかかる従来の事情に対処してなされた
もので、ホイールに必要により形成されるキー溝
部に発生する応力腐食割れを迅速かつ確実に検出
することのできる機能を備えたタービンロータを
提供しようとするものである。
[Purpose of the invention] The present invention was developed in response to the above-mentioned conventional circumstances, and is equipped with a function that can quickly and reliably detect stress corrosion cracking that occurs in the key groove formed in the wheel as necessary. It is intended to provide a turbine rotor.

[考案の概要] すなわち本考案は、ハブ部側面にキー溝を穿設
したホイールの複数個のシヤフトの軸方向に沿つ
て嵌着させ、前記キー溝にキーを装着して相互に
連結するようにしたタービンロータにおいて、前
記ホイールのハブ側面に設けられるキー溝をハブ
部両側面間にて一定角度ずらして設けるととも
に、これらのキー溝と背中合わせに超音波探傷子
設置溝をそれぞれ配置したことを特徴とするター
ビンロータである。
[Summary of the invention] In other words, the present invention has a wheel with key grooves formed on the side surface of the hub portion, and is fitted along the axial direction of a plurality of shafts, and keys are attached to the key grooves to connect them to each other. In the turbine rotor, key grooves provided on the side surfaces of the hub of the wheel are provided at a certain angle between both side surfaces of the hub part, and ultrasonic flaw detector installation grooves are arranged back to back with these key grooves. This is a characteristic turbine rotor.

[考案の実施例] 以下本考案の詳細を図面に示す一実施例につい
て説明する。
[Embodiment of the invention] The details of the invention will be described below with reference to an embodiment shown in the drawings.

第3図は本考案の一実施例のタービンロータを
示すもので、図において符号1はタービンロータ
のシヤフトを示している。そして、このシヤフト
1には羽根2を外周面に植設されてなるホイール
3が軸方向に沿つて複数個嵌着されている。そし
てタービンロータの上流側に位置するホイール3
はそれぞれ隣接するホイール3にトルクを伝達す
る、例えばホイールラジアルキー8からなる連結
部材により互いに連結されている。
FIG. 3 shows a turbine rotor according to an embodiment of the present invention, and in the figure, reference numeral 1 indicates the shaft of the turbine rotor. A plurality of wheels 3 having blades 2 implanted on the outer peripheral surface are fitted onto the shaft 1 along the axial direction. and a wheel 3 located upstream of the turbine rotor.
are connected to each other by a connecting member consisting of, for example, a wheel radial key 8, which transmits torque to each adjacent wheel 3.

なお、タービンロータの蒸気流入口下流側に配
設されるホイール3aは、従来と同様ホイールボ
アキー溝6が形成され、このホイールボアキー溝
6にはホイールボアキー4が挿入されている。
The wheel 3a disposed on the downstream side of the steam inlet of the turbine rotor has a wheel bore key groove 6 formed therein as in the conventional case, and the wheel bore key 4 is inserted into the wheel bore key groove 6.

第4図は第3図のホイール3を拡大して示すも
ので、図において符号3はホイールを示してい
る。ホイール3のハブ部9両側面にはそれぞれ
180゜の角度を持つて径方向にホイールラジアル
キー溝10a,10bが形成されており、このホ
イールラジアルキー溝10a,10bの下端およ
び上端に接して円環状の円環溝11が形成されて
いる。ホイール3のホイールラジアルキー溝10
a,10bには、矩形形状のホイールラジアルキ
ー8が挿入され、このホイールラジアルキー8の
一端に形成される突起部12は円環溝11内に挿
入され、タービンロータの回転によるホイールラ
ジアルキー8の遠心力による抜けを防止してい
る。
FIG. 4 shows an enlarged view of the wheel 3 shown in FIG. 3, and in the figure, reference numeral 3 indicates the wheel. Each side of the hub part 9 of the wheel 3 has
Wheel radial keyways 10a and 10b are formed in the radial direction at an angle of 180 degrees, and an annular annular groove 11 is formed in contact with the lower and upper ends of the wheel radial keyways 10a and 10b. . Wheel radial keyway 10 of wheel 3
A rectangular wheel radial key 8 is inserted into a and 10b, and a protrusion 12 formed at one end of this wheel radial key 8 is inserted into an annular groove 11, and the wheel radial key 8 is rotated by rotation of the turbine rotor. This prevents it from coming off due to centrifugal force.

そして、ホイール3の一方の側面に形成される
ホイールラジアルキー溝10aの位置は、このホ
イール3の対向する面に形成されるホイールラジ
アルキー溝10bの位置に対して円周方向に90゜
ずれて配設されている。ホイール3のホイールラ
ジアルキー溝10a,10bの形成される反対面
には、このホイールラジアルキー溝10a,10
bに対向してこのホイールラジアルキー溝10
a,10bより幅広い形成される超音波探傷子設
置溝13a,13bが形成されている。
The position of the wheel radial keyway 10a formed on one side of the wheel 3 is shifted by 90 degrees in the circumferential direction with respect to the position of the wheel radial keyway 10b formed on the opposite side of the wheel 3. It is arranged. The wheel radial key grooves 10a, 10 are formed on the opposite surface of the wheel 3 where the wheel radial key grooves 10a, 10b are formed.
This wheel radial keyway 10 is opposite to b.
Ultrasonic flaw detector installation grooves 13a and 13b are formed wider than a and 10b.

第5図および第6図はこの超音波探傷子設置溝
13a,13bに超音波探傷子14を設置した状
態を示すもので、図において符号14は検査作業
時に超音波探傷子設置溝13a,13bに固定さ
れる超音波探傷子を示している。
5 and 6 show the state in which the ultrasonic flaw detector 14 is installed in the ultrasonic flaw detector installation grooves 13a, 13b. The ultrasonic flaw detector is shown fixed to the

このように構成されたタービンロータでは、第
5図および第6図に示すように、超音波探傷子1
4から超音波をホイール3のホイールラジアルキ
ー溝10aまたは10bに向けて図の破線で示す
ように発射することにより、ホイールラジアルキ
ー溝10a,10bの近傍に発生した応力腐食割
れ7を容易に検出することができる。
In the turbine rotor configured in this way, as shown in FIGS. 5 and 6, the ultrasonic flaw detector 1
By emitting ultrasonic waves from 4 toward the wheel radial keyway 10a or 10b of the wheel 3 as shown by the broken line in the figure, stress corrosion cracking 7 occurring near the wheel radial keyway 10a or 10b can be easily detected. can do.

なお、以上のように構成されたタービンロータ
では、ホイール3からのトルクはタービンロータ
の正常運転時にはホイール3の焼きばめ面の面圧
による摩擦力によりシヤフト1に伝えられる。
In the turbine rotor configured as described above, torque from the wheel 3 is transmitted to the shaft 1 by the frictional force due to the surface pressure of the shrink fit surface of the wheel 3 during normal operation of the turbine rotor.

一方、熱容量の小さいホイール3がシヤフト1
より速く加熱され、蒸気流入側のホイール3がゆ
るんだ場合には、ゆるんだホイール3に加わるト
ルクは隣接するホイール3を介してシヤフト1に
伝達される。そして、例えば、これら上流側のホ
イール3がすべてゆるみ、トルクをシヤフト1に
伝達できなくなつた時には最下流に配設され、ホ
イールボアキー4によりシヤフト1に係止された
ホイール3を介してトルクはシヤフト1に伝達さ
れる。
On the other hand, wheel 3 with a small heat capacity is connected to shaft 1.
If the wheel 3 on the steam inlet side is heated faster and loosens, the torque applied to the loosened wheel 3 is transmitted to the shaft 1 via the adjacent wheel 3. For example, when all of the wheels 3 on the upstream side become loose and torque cannot be transmitted to the shaft 1, the torque is transmitted through the wheel 3 disposed at the most downstream position and locked to the shaft 1 by the wheel bore key 4. is transmitted to shaft 1.

すなわち、このように構成されたタービンロー
タでは、蒸気の流入側に配設されるホイール3内
周面に形成されるホイールボアキー溝6を除去す
ることができるので、従来、この部に生じていた
応力腐食割れ7を解消することができる。
That is, in the turbine rotor configured in this way, the wheel bore keyway 6 formed on the inner circumferential surface of the wheel 3 disposed on the steam inflow side can be removed, so that it is possible to remove the wheel bore keyway 6 formed on the inner circumferential surface of the wheel 3 disposed on the steam inflow side. It is possible to eliminate stress corrosion cracking 7.

なお、このようなタービンロータでは、ホイー
ル3のハブ部9側面にホイールラジアルキー溝1
0を形成することとなるが、この部は比較的応力
レベルが低いため、このホイールラジアルキー溝
10に応力腐食割れ7の生ずるおそれは比較的少
ない。
In addition, in such a turbine rotor, a wheel radial keyway 1 is provided on the side surface of the hub portion 9 of the wheel 3.
However, since the stress level in this portion is relatively low, there is relatively little risk of stress corrosion cracking 7 occurring in this wheel radial keyway 10.

また、ホイール3のうち最下流に位置するホイ
ール3aをホイールボアキー4によりシヤフト1
に係止させたが、この部のホイール3aは前述し
たように応力集中が発生しても応力腐食割れの生
ずるおそれが比較的少ないので従来と同様の構造
で十分である。
In addition, the wheel 3a located at the most downstream position among the wheels 3 is connected to the shaft 1 by the wheel bore key 4.
However, the wheel 3a at this portion has a relatively low risk of stress corrosion cracking even if stress concentration occurs as described above, so a structure similar to the conventional one is sufficient.

[考案の効果] 以上述べたように本考案のタービンロータによ
れば、キー溝に生ずる応力腐食割れを迅速確実に
検出することができ、信頼性の高いタービンロー
タを提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the turbine rotor of the present invention, stress corrosion cracking occurring in the keyway can be detected quickly and reliably, and a highly reliable turbine rotor can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のタービンロータを示す縦断面
図、第2図はキー部に発生する応力腐食割れを示
す縦断面図、第3図は本考案の一実施例のタービ
ンロータを示す縦断面図、第4図は第3図のホイ
ールを拡大して示す斜視図、第5図は超音波探傷
子設置溝に超音波探傷子を配設した状態を示すタ
ービンロータの縦断面図、第6図は第5図の−
矢視図である。 1……シヤフト、2……羽根、3……ホイー
ル、8……ホイールラジアルキー、10a,10
b……ホイールラジアルキー溝、13a,13b
……超音波探傷子設置溝、14……超音波探傷
子。
Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing a conventional turbine rotor, Fig. 2 is a longitudinal sectional view showing stress corrosion cracking occurring in the key portion, and Fig. 3 is a longitudinal sectional view showing a turbine rotor according to an embodiment of the present invention. , FIG. 4 is an enlarged perspective view of the wheel shown in FIG. 3, FIG. 5 is a vertical sectional view of the turbine rotor showing the ultrasonic flaw detector installed in the ultrasonic flaw detector installation groove, and FIG. is − in Figure 5.
It is an arrow view. 1...Shaft, 2...Blade, 3...Wheel, 8...Wheel radial key, 10a, 10
b...Wheel radial keyway, 13a, 13b
...Ultrasonic flaw detector installation groove, 14...Ultrasonic flaw detector.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) ハブ部側面にキー溝を穿設したホイールの複
数個をシヤフトの軸方向に沿つて嵌着させ、前
記キー溝にキーを装着して相互に連結するよう
にしたタービンロータにおいて、前記ホイール
のハブ部側面に設けられるキー溝をハブ部両側
面間にて一定角度ずらして設けるとともに、こ
れらのキー溝と背中合わせに超音波探傷子設置
溝をそれぞれ配置したことを特徴とするタービ
ンロータ。 (2) キー溝が、ハブ部両側面間で一方の位置に対
して円周方向に90゜の角度で互いに異ならしめ
て配設した実用新案登録請求の範囲第1項記載
のタービンロータ。
[Claims for Utility Model Registration] (1) A plurality of wheels each having a keyway bored in the side surface of the hub portion are fitted along the axial direction of the shaft, and a key is attached to the keyway to connect them to each other. In the turbine rotor, key grooves provided on the side surfaces of the hub portion of the wheel are provided at a certain angle shifted between both side surfaces of the hub portion, and ultrasonic flaw detector installation grooves are arranged back to back with these key grooves. A turbine rotor characterized by: (2) The turbine rotor according to claim 1, wherein the keyways are arranged at different angles of 90 degrees in the circumferential direction from one position between both side surfaces of the hub portion.
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