(57)【要約】【課題】内部車室と外部車室との組立時、ホールドダウンボルトの頭部と座金部との間の間隙を容易に調整可能な蒸気タービンの車室組立構造を提供する。【解決手段】実施形態によれば、内部車室２が外部車室３に収納され、かつ内部車室２が水平面で上半部と下半部とに分割構成され、外部車室３に内部車室２を組み立てる蒸気タービンの車室組立構造である。また、車室組立構造は、内部車室２の下半部を外部車室３に固定するためのホールドダウンボルト１と、ホールドダウンボルト１の頭部１ａに対して所定の間隙を有してホールドダウンボルト１の軸部１ｂに装着された座金部１５と、座金部１５に設けられ、間隙の広狭を調整する間隙調整部材と、を備えたものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部車室が外部車室に収納され、かつ前記内部車室が水平面で上半部と下半部とに分割構成され、前記外部車室に前記内部車室を組み立てる蒸気タービンの車室組立構造において、
前記内部車室の下半部を前記外部車室に固定するためのホールドダウンボルトと、
前記ホールドダウンボルトの頭部に対して所定の間隙を有して前記ホールドダウンボルトの軸部に装着された座金部と、
前記座金部に設けられ、前記間隙の広狭を調整する間隙調整部材と、
を備えることを特徴とする蒸気タービンの車室組立構造。
【請求項２】
前記座金部は厚さ方向に２分割され、これら２つの座金の間に前記間隙調整部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンの車室組立構造。
【請求項３】
前記間隙調整部材は、前記間隙の広狭を調整する調整用シムであることを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービンの車室組立構造。
【請求項４】
前記分割した２つの座金及び前記調整用シムは、止めねじを介して締結されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の蒸気タービンの車室組立構造。
【請求項５】
前記分割した２つの座金は、嵌合して一体化していることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載の蒸気タービンの車室組立構造。
【請求項６】
前記外部車室において前記内部車室へのサポート部に、前記外部車室に対する前記内部車室の高さを調整する高さ調整シムを設けたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の蒸気タービンの車室組立構造。
【請求項７】
内部車室及び外部車室を有し、かつ前記内部車室が水平面で上半部と下半部とに分割構成され、前記外部車室に前記内部車室を組み立てる蒸気タービンの車室組立方法において、
前記外部車室に前記内部車室の下半部を収納する収納ステップと、
前記収納ステップの後に、前記内部車室の下半部を前記外部車室に固定するためのホールドダウンボルトの頭部とその座金部との間隙が所定の間隙となるように、厚さ調整した前記座金部を前記内部車室に設置する座金部設置ステップと、
前記座金部設置ステップの後に、前記ホールドダウンボルトを締結して前記内部車室の下半部を前記外部車室に固定するボルト締結ステップと、
を有することを特徴とする蒸気タービンの車室組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蒸気タービンの車室組立構造及びその車室組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、蒸気タービンの低圧車室は、熱応力を緩和するため、内部車室と外部車室とで構成されている。この低圧車室は、ロータ軸を通る水平面で上半部と下半部に分割される構造である（例えば、特許文献１参照）。このような低圧車室において、内部車室の下半部は、水平方向の動きを抑制するため、ホールドダウンボルトと呼ばれる段付き六角ボルトを用いて外部車室に固定している。
【０００３】
この構造では、内部車室の熱膨張による熱変形を考慮して内部車室とホールドダウンボルトの頭部との間に、ホールドダウンボルトの軸方向に適正なクリアランス（以下、間隙ともいう。）を設ける必要がある。従来では、座金にてクリアランスを調整する構造を採用している。
【０００４】
具体的には、図６に示すように内部車室２と外部車室３の二重構造の低圧車室は、外部車室３に内部車室２を収納して組み立てた後、ホールドダウンボルト１の頭部と座金４との間のクリアランスを計測する。次いで、そのクリアランスが適正範囲でない場合は、適正範囲となるように座金４の厚さを建設現場において機械加工にて調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３５５０５号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、図６に示す構造では、座金４の厚さの検査工程、及び座金４の厚さを調整する機械加工作業が必要となるため、作業が停滞し、組立時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００７】
また、座金４の厚さを調整するには、加工設備が必須となるものの、現地の建設現場に加工設備を保有していないことがある。その場合には、加工設備を確保するのに時間を要するため、内部車室２と外部車室３との組立工程を一段と遅らせてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、内部車室と外部車室との組立時、ホールドダウンボルトの頭部と座金部との間の間隙を容易に調整可能な蒸気タービンの車室組立構造及びその車室組立方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る蒸気タービンの車室組立構造は、内部車室が外部車室に収納され、かつ前記内部車室が水平面で上半部と下半部とに分割構成され、前記外部車室に前記内部車室を組み立てる蒸気タービンの車室組立構造において、前記内部車室の下半部を前記外部車室に固定するためのホールドダウンボルトと、前記ホールドダウンボルトの頭部に対して所定の間隙を有して前記ホールドダウンボルトの軸部に装着された座金部と、前記座金部に設けられ、前記間隙の広狭を調整する間隙調整部材と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の実施形態に係る蒸気タービンの車室組立方法は、内部車室及び外部車室を有し、かつ前記内部車室が水平面で上半部と下半部とに分割構成され、前記外部車室に前記内部車室を組み立てる蒸気タービンの車室組立方法において、前記外部車室に前記内部車室の下半部を収納する収納ステップと、前記収納ステップの後に、前記内部車室の下半部を前記外部車室に固定するためのホールドダウンボルトの頭部とその座金部との間隙が所定の間隙となるように、厚さ調整した前記座金部を前記内部車室に設置する座金部設置ステップと、前記座金部設置ステップの後に、前記ホールドダウンボルトを締結して前記内部車室の下半部を前記外部車室に固定するボルト締結ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、内部車室と外部車室との組立時、ホールドダウンボルトの頭部と座金部との間の間隙を容易に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る蒸気タービンの車室組立構造の第１実施形態を適用した内部車室及び外部車室を示す斜視図である。
【図２】図１の内部車室と外部車室との取合い部を示す拡大立面図である。
【図３】図２のホールドダウンボルトにおける頭部近傍の構造を示す拡大図である。
【図４】図２の座金に間隙調整部材を設けた態様を示す分解断面図である。
【図５】本発明に係る蒸気タービンの車室組立構造の第２実施形態において内部車室と外部車室との取合い部を示す分解断面図である。
【図６】従来の低圧タービンにおいて内部車室と外部車室との取合い部を示す拡大立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る蒸気タービンの車室組立構造の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る蒸気タービンの車室組立構造の第１実施形態を適用した内部車室及び外部車室を示す斜視図である。図２は図１の内部車室と外部車室との取合い部を示す拡大立面図である。図３は図２のホールドダウンボルトにおける頭部近傍の構造を示す拡大図である。図４は図２の座金に間隙調整部材を設けた態様を示す分解断面図である。
【００１５】
なお、以下の実施形態では、図６に示す従来の構成と同一又は対応する部分には、同一の符号を付して説明する。また、図１では、図を簡素化するため低圧タービンロータを省略している。
【００１６】
図１に示すように、蒸気タービンの低圧タービンは、外部車室３と、この外部車室３に収納される内部車室２の２重ケーシング構造に構成されている。これら外部車室３及び内部車室２は、それぞれが水平面で上下半分割構造となっているが、図１では下半部だけを示している。
【００１７】
外部車室３の内部には、支持部としての４つのサポート部１０が設置されている。内部車室２は、内部に図示しない低圧タービンロータを収納する。内部車室２の下半部は、４つの張出し部１１ａ〜１１ｄが水平方向外側に張り出すように形成されている。内部車室２の張出し部１１ａ〜１１ｄは、外部車室３に設けられた４つのサポート部１０にそれぞれ当接して支持される。
【００１８】
内部車室２の張出し部１１ａ〜１１ｄには、図２に示すようにそれぞれボルト孔１２が上下方向に貫通して形成されている。外部車室３のサポート部１０には、それぞれ雌ねじ孔１４が形成されている。
【００１９】
内部車室２の張出し部１１ａ〜１１ｄは、外部車室３のサポート部１０にホールドダウンボルト１により固定される。具体的には、図２に示すように、張出し部１１ａ〜１１ｄのボルト孔１２にホールドダウンボルト１の軸部１ｂを挿通し、このホールドダウンボルト１の先端部１ｃを、座金１３を通してサポート部１０の雌ねじ孔１４に締結する。座金１３には、ホールドダウンボルト１の先端部１ｃが挿通する中心孔１３ａが形成されている。
【００２０】
このようにして内部車室２の下半部は、外部車室３に固定されて水平方向の動きが抑制される。
【００２１】
ホールドダウンボルト１の頭部１ａと張出し部１１ａ〜１１ｄの上面との間におけるホールドダウンボルト１の軸部１ｂには、座金部１５が装着されている。この座金部１５は、図３に示すように受け座金１６と、この受け座金１６に対して上下方向に移動調整可能な調整座金１７とに厚さ方向に２分割されている。受け座金１６及び調整座金１７は、図４に示すように中央に互いに同一径の中心孔１６ａ，１７ａを有して円環状に形成されている。受け座金１６は、上面に凹部１６ｂが形成されている。この凹部１６ｂ内には、調整座金１７の下部が収納されている。
【００２２】
ところで、上述したように内部車室２の熱膨張による熱変形を考慮して内部車室２とホールドダウンボルト１の頭部１ａとの間に、ホールドダウンボルト１の軸方向に適正なクリアランス（間隙）を設ける必要がある。具体的には、ホールドダウンボルト１の頭部１ａの下面と座金部１５の上面との間の間隙Ｃを適正値である０．４５〜０．５０ｍｍとなるように調整する必要がある。
【００２３】
そのため、本実施形態では、図４に示すように受け座金１６と、調整座金１７との間に、炭素鋼から成形された間隙調整部材としての調整用シム１８が設けられている。この調整用シム１８は、中央に受け座金１６及び調整座金１７と同一径の中心孔１８ａを有して円環状に形成されている。調整用シム１８は、同一径で厚さの異なるものが複数用意されている。
【００２４】
受け座金１６及び調整用シム１８には、例えば４本の止めねじ２０がそれぞれ挿通する挿通孔１６ｃ，１８ｂが周方向に４つ形成されている。同様に、調整座金１７には、止めねじ２０がねじ込まれる雌ねじ孔１７ｂが周方向に４つ形成されている。挿通孔１６ｃ，１８ｂと雌ねじ孔１７ｂは、互いに対応する位置に形成されている。
【００２５】
したがって、止めねじ２０を受け座金１６及び調整用シム１８の挿通孔１６ｃ，１８ｂに挿通した後、その先端部を雌ねじ孔１７ｂにねじ込むことにより、受け座金１６、調整座金１７及び調整用シム１８が一体に固定される。なお、受け座金１６、調整座金１７及び調整用シム１８の中心孔１６ａ，１７ａ，１８ａは、それぞれホールドダウンボルト１の軸部１ｂが挿通する。
【００２６】
蒸気タービンの組立時に調整用シム１８は、ホールドダウンボルト１の頭部１ａの下面と座金部１５の上面との間の間隙Ｃを調整するように作用する。このとき、間隙Ｃをより狭くする場合には、より厚さの厚い調整用シム１８を受け座金１６と調整座金１７との間に装着する。一方、間隙Ｃをより広くする場合には、より厚さの薄い調整用シム１８を受け座金１６と調整座金１７との間に装着する。
【００２７】
次に、本実施形態の車室組立方法及び作用を説明する。
【００２８】
まず、外部車室３に内部車室２の下半部を収納する。次いで、ホールドダウンボルト１の頭部１ａの下面と座金部１５の上面との間の間隙Ｃが適正値となるように、調整用シム１８を選択して厚さ調整した座金部１５を内部車室２の張出し部１１ａ〜１１ｄに設置する。
【００２９】
ここで、座金部１５は、受け座金１６及び調整用シム１８の挿通孔１６ｃ，１８ｂに止めねじ２０を挿通し、この止めねじ２０を調整座金１７の雌ねじ孔１７ｂにねじ込むことにより予め一体化しておく。
【００３０】
そして、座金部１５の受け座金１６、調整座金１７及び調整用シム１８の中心孔１６ａ，１７ａ，１８ａにホールドダウンボルト１の軸部１ｂを挿通した後、内部車室２の張出し部１１ａ〜１１ｄのボルト孔１２にホールドダウンボルト１の軸部１ｂを挿通し、このホールドダウンボルト１の先端部１ｃを、座金１３の中心孔１３ａを通して外部車室３のサポート部１０の雌ねじ孔１４に締結する。
【００３１】
これにより、内部車室２の下半部が外部車室３に固定される。
【００３２】
このように本実施形態では、ホールドダウンボルト１の頭部１ａの下面と座金部１５の上面との間の間隙Ｃが適正値となるように、調整用シム１８を選択して座金部１５を厚さ調整している。そのため、内部車室２と外部車室３との組立時、ホールドダウンボルト１の頭部１ａと座金部１５との間の間隙Ｃを容易に調整することが可能となる。その結果、従来実施していた座金部の厚さを調節するための組立計測工程及び機械加工工程を省略し、組立工程の短縮化を図ることが可能となる。
【００３３】
次に、図２〜図４に基づいて本実施形態の変形例を説明する。
【００３４】
図２〜図４では、受け座金１６の凹部１６ｂ内に調整座金１７の下部が収納されるように取り付けられている。本変形例では、受け座金１６の凹部１６ｂ内に調整座金１７の下部が嵌合することにより取り付けられている。また、受け座金１６、調整用シム１８及び調整用シム１８を一体化するための止めねじ２０は、図２〜図４に示すように頭部が内部車室２の張出し部１１ａ〜１１ｄの水平面に対向するように取り付けている。
【００３５】
したがって、本変形例では、受け座金１６の凹部１６ｂ内に調整座金１７の下部を嵌合するように取り付けたことで、凹部１６ｂが調整用シム１８を組み付けるためのガイドとなるため、受け座金１６への調整用シム１８の組立が容易になる。その結果、組立時間の短縮化を図ることができる。
【００３６】
また、本変形例では、止めねじ２０は、頭部が内部車室２の張出し部１１ａ〜１１ｄの水平面に対向するように取り付けたことで、止めねじ２０の損傷時に脱落を防止することができ、信頼性を向上させることが可能となる。
【００３７】
（第２実施形態）
図５は本発明に係る蒸気タービンの車室組立構造の第２実施形態において内部車室と外部車室との取合い部を示す分解断面図である。なお、前記第１実施形態と同一の部分には、同一の符号を付して説明する。
【００３８】
本実施形態は、図５に示すように外部車室３の４つのサポート部１０の凹部１０ａ内に、高さ調整シム２２、座金１３の順に収納される。ここで、高さ調整シム２２は、前記第１実施形態の調整用シム１８と同様に同一径で厚さの異なるものが現地の建設現場において複数用意されている。高さ調整シム２２は、座金１３の中心孔１３ａと同一径の中心孔２２ａを有して円環状に形成されている。
【００３９】
このように本実施形態によれば、外部車室３のサポート部１０に高さ調整シム２２を設けたことにより、外部車室３に対する内部車室２の高さを調整することが可能となる。そのため、現地の建設現場に加工設備を保有しなくても、内部車室２の高さ調整が可能となり、建設現場における作業効率を高めることができる。その他の構成及び作用は、前記第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００４０】
（その他の実施形態）
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００４１】
例えば、上記第１実施形態の構成に、第２実施形態の構成を組み合わせるようにしてもよい。
【００４２】
また、上記第１実施形態では、蒸気タービンの低圧タービンに適用した例について説明したが、これに限らず高圧タービンでも適用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…ホールドダウンボルト、１ａ…頭部、１ｂ…軸部、１ｃ…先端部、２…内部車室、３…外部車室、４…座金、１０…サポート部、１０ａ…凹部、１１ａ〜１１ｄ…張出し部、１２…ボルト孔、１３…座金、１３ａ…中心孔、１４…雌ねじ孔、１５…座金部、１６…受け座金、１６ａ…中心孔、１６ｂ…凹部、１６ｃ…挿通孔、１７…調整座金、１７ａ…中心孔、１７ｂ…雌ねじ孔、１８…調整用シム、１８ａ…中心孔、１８ｂ…挿通孔、２０…止めねじ、２２…高さ調整シム、２２ａ…中心孔、Ｃ…間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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