(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の押出しピンと、
少なくとも一つの前記押出しピンの先端面を外部に露出させる状態で、前記複数の押出しピンを収容するピン収容部と、
前記ピン収容部内に収容されたいずれかの押出しピンの先端を、タービンロータに挿入されたタービン翼連結ピンの一端と、対向させる位置に位置決めする位置決め機構と、
前記位置決め機構により位置決めされた押出しピンを前記ピン収容部内から前記タービン翼連結ピン側に油圧によって押出すピン押出し機構と、
を具備するタービン翼連結ピン押抜き装置。
【請求項２】
前記ピン収容部及び前記位置決め機構を少なくとも保持するフレーム部をさらに有し、
前記位置決め機構は、前記タービン翼連結ピンの一端面側のロータホイールの表面上に、前記フレーム部を着脱自在に装着するマグネットを含むフレーム装着機構を備える、
請求項１記載のタービン翼連結ピン押抜き装置。
【請求項３】
前記ピン収容部は、一つの回転軸を中心としてその軸周りにそれぞれ配置されていると共に前記複数の押出しピンが各々収容される複数の貫通穴を有し、
前記位置決め機構は、前記回転軸を中心として、前記ピン収容部を間欠的に回転可能に支持する回転支持機構を備える、
請求項１又は２記載のタービン翼連結ピン押抜き装置。
【請求項４】
前記位置決め機構は、前記タービン翼連結ピンが押抜かれた後の連結ピン挿入穴内に挿抜可能に挿入させる位置決めピンを含んだ位置決めピン挿入機構を備える、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のタービン翼連結ピン押抜き装置。
【請求項５】
少なくとも一つの押出しピンの先端面を外部に露出させる状態で、複数の前記押出しピンを収容するピン収容部と、位置決め機構と、油圧によるピン押出し機構とを備えるタービン翼連結ピン押抜き装置を用いたタービン翼連結ピンの押抜き方法であって、
前記ピン収容部内に収容されたいずれかの押出しピンの先端を、タービンロータに挿入されたタービン翼連結ピンの一端と、対向させる位置に前記位置決め機構を用いて位置決めする工程と、
前記位置決め機構により位置決めされた押出しピンを油圧による前記ピン押出し機構により前記ピン収容部内から前記タービン翼連結ピン側へ押出す工程と、
前記ピン収容部内に収容された別の押出しピンを対象として、前記位置決めする工程と前記押出す工程とを繰り返すことより、前記タービンロータ内から前記タービン翼連結ピンを押し抜く工程と、
を有するタービン翼連結ピンの押抜き方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、タービン翼連結ピン押抜き装置及びタービン翼連結ピンの押抜き方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントにおける主タービンは、運転効率の向上及び長寿命化を目的とし、経年変化に伴う構成部品の劣化に応じて、例えばタービンロータやノズルダイヤフラムなどが新品部品に交換される。
【０００３】
部品交換時には、保管スペースを確保するために、タービンロータなどは、分解されて除染、分別が行われる。なお、タービンロータの分解の際には、タービン翼とロータホイールとを互いに連結しているタービン翼連結ピンを、抜き取る作業が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１２３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上述したタービン翼連結ピンは、タービン翼及びロータホイールの各フォーク部にそれぞれ穿孔された連結ピン挿入穴に挿入されており、そのピン端部が、かしめ構造などによって固定されている。
【０００６】
したがって、従来では、タービンロータにおける狭隘部において、例えばエアハンマなどにより、タービン翼連結ピンの端部に振動を与え、少しずつこのタービン翼連結ピンを押し抜く作業などが適用されている。
【０００７】
しかしながら、このような作業方法では、エアハンマの衝撃でタービン翼連結ピンの端部がつぶれて抜き難くなることがある。この場合、つぶれた部位を加工する必要などが生じ作業性の低下を招く結果となる。また一方で、振動発生源となるエアハンマを比較的長い時間保持することになる作業者への負担なども懸念される。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、タービンロータからタービン翼連結ピンを押し抜く際の作業効率を向上させることができるタービン翼連結ピン押抜き装置及びタービン翼連結ピンの押抜き方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施の形態のタービン翼連結ピン押抜き装置は、複数の押出しピン、ピン収容部、位置決め機構及びピン押出し機構を備える。ピン収容部は、少なくとも一つの押出しピンの先端面を外部に露出させる状態で、複数の押出しピンを収容する。位置決め機構は、ピン収容部内に収容されたいずれかの押出しピンの先端を、タービンロータに挿入されたタービン翼連結ピンの一端と、対向させる位置に位置決めする。ピン押出し機構は、位置決め機構により位置決めされた押出しピンをピン収容部内からタービン翼連結ピン側に油圧によって押出す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係るタービン翼連結ピン押抜き装置を示す正面図。
【図２】図１のタービン翼連結ピン押抜き装置を先端部側からみた側面図。
【図３】図１のタービン翼連結ピン押抜き装置を基端部側からみた側面図。
【図４】図１のタービン翼連結ピン押抜き装置を先端部側からみた斜視図。
【図５】図１のタービン翼連結ピン押抜き装置をほぼ正面からみた斜視図。
【図６】タービンロータの構造を示す断面図。
【図７】タービンロータの構造を示す分解斜視図。
【図８Ａ】タービン翼連結ピンと対向する位置に押出しピンを位置決めした状態を示す断面図。
【図８Ｂ】押出しピンによるタービン翼連結ピンの押抜きが開始された状態を示す断面図。
【図８Ｃ】ピンカートリッジを回転させて別の押出しピンを位置決めした状態を示す断面図。
【図８Ｄ】タービンロータからタービン翼連結ピンが押し抜かれた状態を示す断面図。
【図９】図１のタービン翼連結ピン押抜き装置が備えた押出しピンの供給機構とは構造が異なる他の供給機構を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態を図面に基づき説明する。
図１〜図５に示すように、この実施形態に係るタービン翼連結ピン押抜き装置１は、複数の押出しピン２と、ピン収容部として機能するピンカートリッジ３と、位置決め機構５と、ピン押出し機構７と、フレーム部６と、を主に備える。
【００１２】
このタービン翼連結ピン押抜き装置１は、図６、図７に示す構造のタービンロータ８からタービン翼連結ピン９を押し抜く（抜き取る）際に利用される。例えば原子力発電用タービンの構成部品であるタービンロータ８は、図６、図７に示すように、ロータホイール１１及び複数のタービン翼１２（及び複数のタービン翼１４）を備えている。
【００１３】
ロータホイール１１の径方向の先端側には、フォーク部１５が形成されている。一方、タービン翼１２の径方向の基端側には、フォーク部１５の形状に対応するフォーク部１６が形成されている。フォーク部１５、１６には、フォーク部１５、１６どうしを互いに嵌め込んだ状態で、タービン翼連結ピン９をそれぞれ挿入する（挿通させる）ための複数の連結ピン挿入穴１７、１８が穿孔されている。
【００１４】
つまり、図６、図７に示すように、ロータホイール１１とタービン翼１２とは、各フォーク部１５、１６の複数の連結ピン挿入穴１７、１８内を挿通させたタービン翼連結ピン９によって互いに連結されている。連結ピン挿入穴１７、１８内を挿通させたこのタービン翼連結ピン９は、その端部が、例えばロータホイール１１の表面Ｓ上にかしめられている。
【００１５】
ここで、１１００ＭＷｈクラスの原子力発電プラントでは、低圧タービンなどが例えば３基設けられていることもあり、この場合、数千本ものタービン翼連結ピン９が使用される。したがって、このような原子力発電プラントにおいて、経年劣化を考慮した部品交換のためにタービンロータ８を分解する場合には、上記した多数のタービン翼連結ピン９を全て押し抜く必要がある。
【００１６】
そこで、タービン翼連結ピン９の押し抜き作業の効率化を図るために、本実施形態のタービン翼連結ピン押抜き装置１が利用される。また、図６に示すように、タービンロータ８を駆動する駆動軸の軸方向において、互いに対向するタービン翼１２とタービン翼１４との間の例えば２４５ｍｍ程度の隙間Ｐ（狭隘部）に配置できるサイズで、タービン翼連結ピン押抜き装置１は構成されている。
【００１７】
図１〜図５に示すように、タービン翼連結ピン押抜き装置１のフレーム部６は、ピンカートリッジ３、位置決め機構５及びピン押出し機構７を保持する。ピンカートリッジ３は、円柱状に形成されており、軸芯部分に一つの回転軸１９が固定されている。ピンカートリッジ３は、少なくとも一つの押出しピン２の先端面（２ａ）を外部に露出させる状態で、複数の押出しピン２を収容する。本実施形態のピンカートリッジ３は、図２に示すように、内部に収容している全ての押出しピン２の先端面を外部に露出させる構造である。
【００１８】
具体的には、ピンカートリッジ３は、複数（４つ）の貫通穴１０を有する。これらの貫通穴１０は、回転軸１９を中心としてその軸周りにそれぞれ配置されており、複数の押出しピン２を各々収容する。つまり、ピンカートリッジ３は、いわゆるリボルバ構造を有し、図３、図５に示すように、当該押抜き装置本体の基端部側のピン装填部２０から貫通穴１０内へ、一本ずつ押出しピン２を装填することが可能となる。なお、図２、図４に示すように、タービン翼連結ピン押抜き装置１では、その先端部側からも、ピンカートリッジ３の各貫通穴１０内に押出しピン２をそれぞれ装填することが可能である。
【００１９】
位置決め機構５は、ピンカートリッジ３内に収容されたいずれか一つの押出しピン２の先端２ａを、図６に示すタービンロータ８に挿入されたタービン翼連結ピン９の一端（基端）９ａと、対向させる位置に位置決めする。詳述すると、位置決め機構５は、図１〜図５に示すように、フレーム装着機構２１、回転支持機構２２、位置決めピン挿入機構２３を備えている。
【００２０】
フレーム装着機構２１は、図５、図６に示すように、タービン翼連結ピン９の一端面側（基端面側）のロータホイール１１の表面Ｓ上に、フレーム部６を着脱自在に装着する。詳細には、フレーム装着機構２１は、一組のマグネット２５及び装着レバー２６を有する。図４に示すように、装着レバー２６を倒すことで、フレーム部６の先端面６ａ側からマグネット２５が僅かに突出し、これにより、フレーム部６を金属製のロータホイール１１の表面Ｓ上に磁気的に固定することが可能となる。一方、図１、図５に示すように、装着レバー２６を起立させることで、フレーム部６の先端面６ａ側からマグネット２５が僅かに埋没し、これにより、ロータホイール１１の表面Ｓに対するフレーム部６の磁気的な固定を開放することができる。
【００２１】
回転支持機構２２は、ピンカートリッジ３の軸芯部分の回転軸１９を中心として、当該ピンカートリッジ３を間欠的に回転可能に支持する。詳細には、回転支持機構２２は、回転軸１９の回転角方向において、ピンカートリッジ３を、ちょうど９０度ずつ回転させた位置で負荷が急激に増える構造を有する。つまり、回転支持機構２２には、ピンカートリッジ３内の個々の貫通穴１０（貫通穴１０内に収容された押出しピン２）と、後述するラムシャフト３１とが直列的に配置される位置関係で（図８Ａ、図８Ｃ参照）、クリック感を生じさせるメカニカルな機構が設けられている。
【００２２】
位置決めピン挿入機構２３は、図２〜図５に示すように、一組の位置決めピン２８及びピン進退レバー２９を有する。位置決めピン挿入機構２３は、タービン翼連結ピン９が押抜かれた後の連結ピン挿入穴１７、１８内へ位置決めピン２８を挿抜可能に挿入させる。具体的には、図１、図４に示すように、ピン進退レバー２９を一方にひねることで、フレーム部６の先端面６ａ側から位置決めピン２８の先端部が突出（前進）し、これにより、フレーム部６自体をロータホイール１１の表面Ｓ上に位置決めすることが可能となる。
【００２３】
この場合、図６に示すように、フレーム部６上に保持されたピンカートリッジ３内の押出しピン２と、タービン翼連結ピン９が押抜かれた後の連結ピン挿入穴１７、１８に対し所定ピッチ分離間するタービン翼連結ピン９の一端９ａと、が相対的に位置決めされる。一方、図４に示すように、ピン進退レバー２９を他方にひねることで、フレーム部６の先端面６ａ側から位置決めピン２８の先端部が埋没（退避）し、これにより、ロータホイール１１の表面Ｓに対するフレーム部６自体の位置決めが開放される。
【００２４】
ピン押出し機構７は、位置決め機構５により位置決めされた押出しピン２をピンカートリッジ３内からタービン翼連結ピン９側に押出す。詳細には、ピン押出し機構７は、図１〜図５に示すように、油圧シリンダ３０、ラムシャフト３１（図８Ａ〜図８Ｄ参照）、油圧移送パイプ３２、３３、複動型の手押しポンプ（図示せず）などを備える。油圧シリンダ３０を含むピン押出し機構７は、上述したピンカートリッジ３と共に複数のスプリング２４などを介してフレーム部６に対して弾性的に支持されている。
【００２５】
ラムシャフト３１は、図８Ａ〜図８Ｄに示すように、油圧シリンダ３０側から付与される油圧によって、所定の回転角で位置決めされたピンカートリッジ３内の一つの貫通穴１０内を通ってストロークする。具体的には、ラムシャフト３１は、図８Ｄに示すように、当該ラムシャフト３１の先端が一つの貫通穴１０内の先端側から突出する前進位置と、図８Ａ、図８Ｃに示すように、当該ラムシャフト３１の先端が一つの貫通穴１０内に未挿入状態の後退位置と、の間を進退自在に移動する。
【００２６】
したがって、ピンカートリッジ３を９０度ずつ間欠的に回転させて位置決めしながら、ピンカートリッジ３内の互いに異なる貫通穴１０内の個々の押出しピン２（の基端２ｂ）を、ラムシャフト３１（の先端３１ａ）で順次押し出すことで、図８Ｄに示すように、複数の押出しピン２が直列的に配置され、これにより、タービン翼連結ピン９を押し抜くことが可能となる。
【００２７】
次に、このような構造のタービン翼連結ピン押抜き装置１を用いたタービン翼連結ピンの押抜き方法を、図１〜図７及び図８Ａ〜図８Ｄに基づき説明する。図２、図５に示すように、まず、ピン装填部２０などを介してピンカートリッジ３内の各貫通穴１０に押出しピン２をそれぞれ挿入（収容）する。
【００２８】
次に、図８Ａに示すように、ピンカートリッジ３内に収容されたいずれかの押出しピン２の先端２ａを、タービンロータ８に挿入されたタービン翼連結ピン９の一端９ａと、対向させる位置（ロータホイール１１の表面Ｓ上）に位置決め機構５（マグネット２５を有するフレーム装着機構２１など）を用いて位置決めする工程を行う。
【００２９】
続いて、図８Ｂに示すように、位置決め機構５により位置決めされた押出しピン２を、ピン押出し機構７のラムシャフト３１を介してピンカートリッジ３内からタービン翼連結ピン９側へ押出す工程を実施する。
【００３０】
さらに、図８Ｃに示すように、ピンカートリッジ３内に収容された別の押出しピン２を対象として、前記した位置決めする工程（ピンカートリッジ３を９０度単位で回転させて別の押出しピン２を位置決めする工程）と、押出す工程（位置決めされた別の押出しピン２をラムシャフト３１で押出す工程）と、を繰り返すことより、図８Ｄに示すように、タービンロータ８内からタービン翼連結ピン９を完全に押し抜く。この後、図８Ｄに示すように、タービンロータ８の連結ピン挿入穴１７、１８内に直列的に配置（挿入）されている複数の押出しピン２を適宜取り出すことで、ロータホイール１１側からタービン翼１２を取り外すことが可能となる。
【００３１】
既述したように、本実施形態のタービン翼連結ピン押抜き装置１（及びタービン翼連結ピンの押抜き方法）によれば、タービンロータ８からタービン翼連結ピン９を押し抜く際の作業効率を向上させることができる。詳細には、マグネット２５などを介して、押抜き装置本体を容易にセットでき、さらには、タービン翼連結ピン９を押し抜いた後の連結ピン挿入穴１７、１８をも押抜き装置本体の位置決めに利用することができる。
【００３２】
また、タービン翼連結ピン押抜き装置１は、マグネット２５を介して、タービンロータ８上に磁気的に固定されるため、ゴムハンマなどで装置本体を打撃することで、セット位置を微調整できる。さらに、ピンカートリッジ３内の押出しピン２の先端２ａを目視できる構造にしたため、タービン翼連結ピン９と押出しピン２との位置合わせを容易に行うことができる。
【００３３】
また、リボルバ構造を有するピンカートリッジ３により、複数の押出しピン２を順次継ぎ込むことができ、結果的に押抜き装置本体の小型化を図ることができる。これにより、タービンロータ８の軸方向におけるタービン翼間の狭隘部に押抜き装置本体をセットすることが可能となる。
【００３４】
また、このような構成のタービン翼連結ピン押抜き装置１を適用することで、例えば、タービン部品の溶融切断や溶融金属の切削除去を行う工程などを省略でき、設備の簡略化、並びに作業工数及びエネルギ消費量の削減を図ることできる。
【００３５】
以上、実施の形態を具体的に説明したが、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素の変更が可能である。例えば、図９に示すように、傾斜面に沿って複数の押出しピン２を転がしながら、ラムシャフト３１の先端側に、各押出しピン２を順次供給する供給機構３５を、ピンカートリッジ３に代えて、タービン翼連結ピン押抜き装置１に設けてもよい。
【００３６】
また、上述した実施形態では、原子力発電用のタービンロータ８からタービン翼を分解する際にタービン翼連結ピン押抜き装置１を適用する例を説明したが、もちろん、一般の例えば火力発電用の蒸気タービンのタービンロータについても、タービン翼連結ピン押抜き装置１を用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１…タービン翼連結ピン押抜き装置、２…押出しピン、３…ピンカートリッジ（ピン収容部）、５…位置決め機構、６…フレーム部、７…ピン押出し機構、８…タービンロータ、９…タービン翼連結ピン、１０…貫通穴、１１…ロータホイール、１２、１４…タービン翼、１７，１８…連結ピン挿入穴、１９…回転軸、２０…ピン装填部、２１…フレーム装着機構、２２…回転支持機構、２３…位置決めピン挿入機構、２５…マグネット、２８…位置決めピン、３０…油圧シリンダ、３１…ラムシャフト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0005529059.tif 000005
【図５】
0005529059.tif 000006
【図６】
0005529059.tif 000007
【図７】
0005529059.tif 000008
【図８Ａ】
0005529059.tif 000009
【図８Ｂ】
0005529059.tif 000010
【図８Ｃ】
0005529059.tif 000011
【図８Ｄ】
0005529059.tif 000012
【図９】
0005529059.tif 000013