(57)【要約】【課題】アウトサイドタブテール形式の蒸気タービンロータにおいて、ホイール側フックのフレッティング損傷を防止し、寿命延長を図る。【解決手段】羽根３，３′の植込部５には、ホイール側フック２ａ〜２ｃとそれぞれ噛み合わされる羽根側フック５ａ〜５ｃが内側に形成されている。ホイール側フック２ａ〜２ｃのホイール１半径方向内側の面２０ａ〜２０ｃのうち、ホイール１周方向において各羽根群３Ａ同士の間に対応する部分（Ａ部）に、それぞれ羽根側フック５ａ〜５ｃの表面５０ａ〜５０ｃとの接触を避けるための凹部１０が設けられている。各凹部１０は、ホイール１周方向におけるその両端部が、羽根側フック５ａ〜５ｃの表面に対してほぼ接線をなすように接触する曲面形状を有している。【選択図】図１
2006090333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円盤状のホイールと、複数の羽根同士を連結してなり前記ホイールの外周部に取付けられる複数の羽根群とを備えた蒸気タービンロータにおいて、
前記ホイールの外周部に、その厚さ方向の両側に突出し周方向に延びるホイール側フックが設けられ、
前記羽根群の各羽根は各々、前記ホイール側フックと噛み合わされる羽根側フックが形成された植込部を有し、
前記ホイール側フックのホイール半径方向内側の面のうち、ホイール周方向における各羽根群同士の間に対応する部分に、それぞれ前記羽根側フックの表面との接触を避けるための凹部が形成されるとともに、前記凹部は、ホイール周方向におけるその両端部が、前記羽根側フックの表面に対してほぼ接線をなすように接触する形状を有することを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項２】
前記ホイールは、蒸気タービンロータの高圧部段落における初段のホイールであることを特徴とする請求項１記載の蒸気タービンロータ。
【請求項３】
略円盤状のホイールと、複数の羽根同士を連結してなり前記ホイールの外周部に取付けられる複数の羽根群とを備えた蒸気タービンロータであって、前記ホイールの外周部に、その厚さ方向の両側に突出し周方向に延びるホイール側フックが設けられ、前記羽根群の各羽根は各々、前記ホイール側フックと噛み合わされる羽根側フックが形成された植込部を有する蒸気タービンロータの寿命延長を図る方法において、
蒸気タービンの運転開始から所定の運転時間経過後の点検時に、前記ホイール側フックのホイール半径方向内側の面のうち、ホイール周方向において各羽根群同士の間に対応する部分に、それぞれ前記羽根側フックの表面との接触を避けるための凹部を、当該凹部のホイール周方向における両端部が、前記羽根側フックの表面に対してほぼ接線をなすように接触する形状を有するように形成することを特徴とする蒸気タービンロータの寿命延長方法。
【請求項４】
前記点検時において、前記ホイール側フックにフレッティングによる損傷部分が生じていた場合、この損傷部分を削除できるような大きさで前記凹部を形成することを特徴とする請求項３記載の蒸気タービンロータの寿命延長方法。
【請求項５】
前記ホイールは、蒸気タービンロータの高圧部段落における初段のホイールであることを特徴とする請求項３又は４記載の蒸気タービンロータの寿命延長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根側フックとホイール側フックとの噛み合わせによる、いわゆるアウトサイドタブテール形式の羽根固定構造を有する蒸気タービンロータにおける、ホイール側フックのフレッティング損傷の発生を防止するための構造の改良、及びそのような改良によって蒸気タービンロータの寿命延長を図る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９乃至図１２に、従来の一般的な蒸気タービンロータにおける、高圧段落の初段部分のホイール１への羽根３の取付手順が示されている。まず、図９において、略円盤状のホイール１は、その外周部に植込部２を有している。この植込部２には、ホイール１の厚さ方向の両側に突出し、周方向に延びるホイール側フック２ａ〜２ｃが設けられている。
【０００３】
一方、各羽根３は、ホイール側フック２ａ〜２ｃとそれぞれ噛み合わされる（微少な隙間を持って嵌め合わされる）羽根側フック５ａ〜５ｃが内側に形成された植込部５を有している。このような、ホイール側フック２ａ〜２ｃと羽根側フック５ａ〜５ｃとの噛み合わせによる羽根固定構造は、一般にアウトサイドタブテール形式と呼ばれている。なお、各羽根３は、その上端部（植込部５とは反対側の端部）に突設された一対のテノン８を有している。
【０００４】
また、ホイール１の植込部２の一部には、切欠部４が形成され、この切欠部４においてホイール１の半径方向外側から羽根３を一つずつ挿入できるようになっている。そして、切欠部４からホイール１の植込部２へ挿入された羽根３は、順次ホイール１の周方向に送られて行く。
【０００５】
このようにして、ホイール１の植込部２のうち、切欠部４を除く全ての部分に羽根３が挿入された後、図１０に示すように、切欠部４に対して止め羽根６が取付けられる。この止め羽根６は、通常の羽根３の植込部５に代えて、内側の羽根側フック５ａ〜５ｃが省略された植込部１５を有している。
【０００６】
また、ホイール１の切欠部４において、植込部２の各ホイール側フック２ａ〜２ｃに対応する部分に、切欠部４をホイール１厚さ方向に貫通する貫通穴１２が設けられている。一方、止め羽根６の植込部１５には、切欠部４の各貫通穴１２に対応する貫通穴１６が設けられている。そして、止め羽根６が、ホイール１の切欠部４に挿入された後、各貫通穴１２，１６にそれぞれ止めピン７が嵌入され、切欠部４に対する止め羽根６の固定がなされる。
【０００７】
次に、図１１及び図１２に示すように、シュラウド９によって、複数の（この場合は４つの）羽根３毎に羽根３同士が連結され、それぞれ羽根群３Ａ（図１２参照）が形成されている。上記シュラウド９は、各羽根３のテノン８に対応する穴９ａを有している。そして、シュラウド９は、その穴９ａにテノン８を通すようにして対応する羽根３の上部に被せられ（図１１）、テノン８を「かしめ」ることによって、各羽根群３Ａを構成する複数の羽根３の上部に固定される（図１２）。ここで、図１２に示すように、各羽根群３Ａを構成する羽根３のうち、その両端に位置する羽根を特に符号３′で示すこととする。
【０００８】
次に、図１３には、ホイール１の植込部２と羽根３′の植込部５との関係が示されている。また、図１４には、羽根３，３′の植込部５の詳細が示されている。図１４（ｂ）に示すように、羽根３，３′のホイール周方向Ｔの両端面５０において、各羽根側フック５ａ〜５ｃのホイール半径方向Ｒの外側と内側の角部に、それぞれ糸面取りＣが形成されている。これらの糸面取りＣは、ホイール１の切欠部４に対する羽根３，３′の挿入、及びホイール１の植込部２における羽根３，３′の周方向Ｔへの送りを容易にするためのものである。
【０００９】
上述したような蒸気タービンロータは、以下のような問題点がある。すなわち、定期開放点検時において、図１２に示す羽根群３Ａ同士の間におけるホイール側フック２ａ等の裏側（ホイール半径方向Ｒの内側）に、図１５及び図１６に示すような割れＷが発見される場合がある。そして、調査の結果、この割れＷはフレッティング疲労に起因するものであることが判明している。
【００１０】
ここで、一般に大きな接触面圧の存在下で微小振幅の相対滑り運動が生じている状態をフレッティングといい、このフレッティング状態の部分に繰り返し応力が作用して割れの発生につながる現象をフレッティング疲労という。上述したような蒸気タービンロータにおいては、羽根３に作用する強大な遠心力をホイール側フック２ａ〜２ｃと羽根側フック５ａ〜５ｃとの噛み合わせで支えているため、それらのフック２ａ〜２ｃ及び５ａ〜５ｃ同士の接触面に大きな接触面圧が生ずる。また、その部分に蒸気励振力による変動応力が作用するため、上述したようなフレッティング疲労の発生条件が揃うことになる。
【００１１】
特に、過渡的な極低負荷運転となる起動・停止時や部分負荷時には蒸気励振力が大きくなる。更に、蒸気タービンの高圧段落の初段は、運転条件が他の段落に比べて厳しく、最も高温の蒸気に晒されて材料強度が低下する傾向にあるため、フレッティング疲労による割れ（以下、「フレッティング損傷」という。）の発生が起こり易くなる。
【００１２】
実際に、蒸気タービンの高圧段落の初段ホイール１において、羽根群３Ａ同士の間に対応するホイール側フック２ａ〜２ｃの裏側に、上記のような割れＷの発生した事例が何例か報告されている。そして、これらの事例の中には、補修不可能な割れに発展した事例もあり、軽微な割れの場合であっても、修理・復旧に長時間を費やすことになる。しかるに、従来は、起動・停止や部分負荷運転等の過酷な運転条件を出来るだけ避けるといった対策以外、特にフレッティング損傷を防ぐための積極的な対策は採られていない。
【００１３】
しかしながら、例えば発電プラント用の蒸気タービンにおいては、安定した電力供給の確保という観点から、修理・復旧作業を要するような損傷を避ける必要がある一方、今後の社会的要求等から、ＤＳＳ（毎日起動・停止）運用や部分負荷運転はますます増えてゆくと考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ホイール側フックにおけるフレッティング損傷の発生を防止できるような蒸気タービンロータを提供するとともに、経年蒸気タービンロータにおいて、フレッティング損傷の発生を防止することにより蒸気タービンロータの寿命延長を図ることの出来るような蒸気タービンロータの寿命延長方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の蒸気タービンロータは、略円盤状のホイールと、複数の羽根同士を連結してなり前記ホイールの外周部に取付けられる複数の羽根群とを備えた蒸気タービンロータにおいて、前記ホイールの外周部に、その厚さ方向の両側に突出し周方向に延びるホイール側フックが設けられ、前記羽根群の各羽根は各々、前記ホイール側フックと噛み合わされる羽根側フックが形成された植込部を有し、前記ホイール側フックのホイール半径方向内側の面のうち、ホイール周方向における各羽根群同士の間に対応する部分に、それぞれ前記羽根側フックの表面との接触を避けるための凹部が形成されている。
【００１６】
この蒸気タービンロータによれば、ホイール側フックのホイール半径方向内側の面のうち、ホイール周方向において各羽根群同士の間に対応する部分は、本来フレッティングの生じやすい部分であるが、この部分にそれぞれ羽根側フックの表面との接触を避けるための凹部が形成されているので、そのような接触が前提となるフレッティングの発生を効果的に防止することができる。
【００１７】
この蒸気タービンロータにおいて、前記凹部は、ホイール周方向におけるその両端部が、前記羽根側フックの表面に対してほぼ接線をなすように接触する形状を有することを特徴とする。
【００１８】
これにより、特に凹部の両端部での接触部分におけるフレッティングの発生を防止することができる。
【００１９】
この蒸気タービンロータにおいて、前記ホイールを、蒸気タービンロータの高圧部段落における初段のホイールとすることが好ましい。
【００２０】
その場合、特にフレッティング損傷の生じやすい高圧部段落における初段のホイールに関して、損傷の原因となるフレッティングの発生を効果的に防止することができるので、蒸気タービンロータ全体の信頼性を高めることができる。
【００２１】
本発明の蒸気タービンロータの寿命延長方法は、略円盤状のホイールと、複数の羽根同士を連結してなり前記ホイールの外周部に取付けられる複数の羽根群とを備えた蒸気タービンロータであって、前記ホイールの外周部に、その厚さ方向の両側に突出し周方向に延びるホイール側フックが設けられ、前記羽根群の各羽根は各々、前記ホイール側フックと噛み合わされる羽根側フックが形成された植込部を有する蒸気タービンロータの寿命延長を図る方法において、蒸気タービンの運転開始から所定の運転時間経過後の点検時に、前記ホイール側フックのホイール半径方向内側の面のうち、ホイール周方向において各羽根群同士の間に対応する部分に、それぞれ前記羽根側フックの表面との接触を避けるための凹部を形成するものである。
【００２２】
この蒸気タービンロータの寿命延長方法によれば、ホイール側フックのホイール半径方向内側の面のうち、ホイール周方向において各羽根群同士の間に対応する部分は、本来フレッティングの生じやすい部分であるが、蒸気タービンの運転開始から所定の運転時間経過後の点検時に、当該部分にそれぞれ羽根側フックの表面との接触を避けるための凹部を形成することにより、当該点検時以降、前記のような接触が前提となるフレッティングの発生を効果的に防止することができる。
【００２３】
この蒸気タービンロータの寿命延長方法は、前記凹部を、当該凹部のホイール周方向における両端部が、前記羽根側フックの表面に対してほぼ接線をなすように接触する形状を有するように形成することを特徴とする。
【００２４】
これにより、特に凹部の両端部での接触部分におけるフレッティングの発生を防止することができる。このことにより、当該点検時以降のフレッティング損傷の発生を更に効果的に防止して、蒸気タービンロータの一層の寿命延長を図ることができる。
【００２５】
この蒸気タービンロータの寿命延長方法においては、前記点検時において、前記ホイール側フックにフレッティングによる損傷部分が生じていた場合、この損傷部分を削除できるような大きさで前記凹部を形成することが好ましい。
【００２６】
これにより、当該点検時に生じていた損傷部分の拡大を防止するとともに、当該点検後のフレッティング損傷の発生を防止することができる。
【００２７】
この蒸気タービンロータの寿命延長方法において、前記ホイールを、蒸気タービンロータの高圧部段落における初段のホイールとすることが好ましい。
【００２８】
その場合、特にフレッティング損傷の生じやすい高圧部段落における初段のホイールに関して、損傷の原因となるフレッティングの発生を効果的に防止することができるので、蒸気タービンロータ全体の寿命延長を効率よく達成することができる。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１記載の発明によれば、ホイール側フックのホイール半径方向内側の面のうち、ホイール周方向において各羽根群同士の間に対応する部分は、本来フレッティングの生じやすい部分であるが、この部分にそれぞれ羽根側フックの表面との接触を避けるための凹部が設けられているので、そのような接触が前提となるフレッティングの発生を効果的に防止することができる。
【００３０】
また、前記凹部は、ホイール周方向におけるその両端部が、前記羽根側フックの表面に対してほぼ接線をなすように接触する形状を有するので、特に凹部の両端部での接触部分におけるフレッティングの発生を防止することができる。
【００３１】
このため、フレッティング損傷の発生のおそれが極めて低い、信頼性の高い長寿命の蒸気タービンロータを提供することができる。
【００３２】
請求項３記載の発明によれば、ホイール側フックのホイール半径方向内側の面のうち、ホイール周方向において各羽根群同士の間に対応する部分は、本来フレッティングの生じやすい部分であるが、蒸気タービンの運転開始から所定の運転時間経過後の点検時に、当該部分にそれぞれ羽根側フックの表面との接触を避けるための凹部を形成することにより、当該点検時以降、前記のような接触が前提となるフレッティングの発生を効果的に防止することができる。
【００３３】
また、前記凹部を、当該凹部のホイール周方向における両端部が、前記羽根側フックの表面に対してほぼ接線をなすように接触する形状を有するように形成することで、特に凹部の両端部での接触部分におけるフレッティングの発生を防止することができる。
【００３４】
このため、運転開始から所定の運転時間経過後のフレッティングによる損傷を防止して、蒸気タービンロータの寿命延長を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３及び図８は本発明による蒸気タービンロータの実施の形態を示す図である。また、図４乃至図７は本発明に関連した蒸気タービンロータの参考例を示す図である。なお、図１乃至図８に示す本発明の実施の形態及び参考例において、図９乃至図１４に示す従来例と同一の構成部分には同一符号を付すと共に適宜、図９乃至図１４を参照して説明する。
【００３６】
［第１の実施形態］
まず、図１乃至図３により本発明の第１の実施形態について説明する。図１において、蒸気タービンロータは、略円盤状のホイール１と、複数の羽根３，３′同士を連結してなりホイール１の外周部に取付けられる複数の羽根群３Ａとを備えている。
【００３７】
上記ホイール１は、その外周部に植込部２を有し、各羽根３，３′は、ホイール１の植込部２に対して取り付けられる植込部５を有している。ホイール１の植込部２には、ホイール１の厚さ方向の両側に突出し周方向に延びるホイール側フック２ａ〜２ｃが形成されている。
【００３８】
一方、図２（ａ）に示すように、羽根３，３′の植込部５には、ホイール側フック２ａ〜２ｃとそれぞれ噛み合わされる（微少な隙間を持って嵌め合わされる）羽根側フック５ａ〜５ｃが内側に形成されている。このような、ホイール側フック２ａ〜２ｃと羽根側フック５ａ〜５ｃとの噛み合わせによる羽根固定構造は、一般にアウトサイドタブテール形式と呼ばれている。
【００３９】
なお、図１に示すように、各羽根３，３′は、その上端部（植込部５とは反対側の端部）に突設された一対のテノン８を有している。そして、複数の羽根３，３′同士が、テノン８を介して固定されるシュラウド９によって互いに連結され、それぞれ上記羽根群３Ａを構成するようになっている（図１１及び図１２参照）。この場合、各羽根群３Ａを構成する羽根３，３′のうち、各羽根群３Ａの両端に位置する羽根を特に符号３′で示している（図１２参照）。
【００４０】
次に、図２には、各羽根３，３′の植込部５の詳細が示されている。図２（ｂ）において、羽根３，３′のホイール周方向Ｔの両端面５０において、各羽根側フック５ａ〜５ｃのホイール半径方向Ｒの外側と内側の４ヶ所の角部に、それぞれ略同一寸法の面取り（糸面取り）Ｃが形成されている。これらの面取りＣは、図９に示すような、ホイール１の切欠部４に対する羽根３，３′の挿入、及びホイール１の植込部２における羽根３，３′の周方向Ｔへの送りを容易にするためのものである。
【００４１】
ここで、図１及び図３に示すように、ホイール側フック２ａ〜２ｃのホイール半径方向Ｒ内側の面２０ａ〜２０ｃのうち、ホイール周方向Ｔにおいて各羽根群３Ａ同士の間に対応する部分（図１のＡ部）に、それぞれ羽根側フック５ａ〜５ｃの表面５０ａ〜５０ｃとの接触を避けるための凹部１０が設けられている。
【００４２】
図３に示すように、各凹部１０は、ホイール周方向Ｔにおけるその両端部１０ａ，１０ａが、羽根側フック５ａ〜５ｃの表面５０ａ〜５０ｃに対してほぼ接線をなすように接触する曲面形状を有している。
【００４３】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、ホイール側フック２ａ〜２ｃのホイール半径方向Ｒ内側の面２０ａ〜２０ｃのうち、ホイール周方向Ｔにおいて各羽根群３Ａ同士の間に対応する部分は、本来フレッティングの生じやすい部分であるが、この部分にそれぞれ羽根側フック５ａ〜５ｃの表面５０ａ〜５０ｃとの接触を避けるための凹部１０が設けられているので、そのような接触が前提となるフレッティングの発生を防止することができる。
【００４４】
また、凹部１０は、ホイール周方向Ｔにおけるその両端部１０ａ，１０ａが、羽根側フック５ａ〜５ｃの表面５０ａ〜５０ｃに対してほぼ接線をなすように接触する形状を有しているので、この接触部分におけるフレッティングの発生を防止することができる。このため、フレッティング損傷の発生のおそれが極めて低い、信頼性の高い長寿命の蒸気タービンロータを提供することができる。
【００４５】
［参考例］
次に、図４乃至図６により本発明に関連した蒸気タービンロータの参考例について説明する。本参考例は、図４乃至図６に示すように、上記第１の実施形態においてホイール側フック２ａ〜２ｃに上記凹部１０を形成したことに代えて、各羽根群３Ａの両端に位置する羽根３′の羽根側フック５ａ〜５ｃにおけるホイール半径方向Ｒの外側の角部の面取りＣ′の寸法（面取り寸法）を、内側の角部の面取り（糸面取り）Ｃの寸法の２倍以上としたものであり、その他の構成は図１乃至図３に示す上記第１の実施形態と同様である。
【００４６】
なお、図６には、各羽根群３Ａ同士の間（図４の符号Ｂで示す部分）における、ホイール側フック２ａ〜２ｃの内側の面２０ａ〜２０ｃと羽根側フック５ａ〜５ｃとの接触状態が拡大して示されている。
【００４７】
次に、このような構成よりなる本参考例の作用について説明する。本参考例によれば、各羽根群３Ａの両端に位置する羽根３′の羽根側フック５ａ〜５ｃにおける外側の角部の面取Ｃ′の寸法を、その他の角部の面取Ｃの寸法の２倍以上としているが、このことにより、当該羽根側フック５ａ〜５ｃの外側の角部における変動応力（蒸気の流体励振による振動応力）の大きさを小さくすることができることが、実験によって確認されている。
【００４８】
そのような実験結果の一例として、図７に、実験室で行われた室温における実体フレッティング疲労試験の結果を、疲労限度線図上にプロットしたものが示されている。この実験においては、実際の蒸気タービンでは遠心力による応力に相当する静応力の大きさを、ｐ１〜ｐ３の三段階に変化させ、羽根側フック５ａ〜５ｃの外側の角部の面取の寸法をＣ１とした場合と、Ｃ１の２倍の寸法のＣ２とした場合について、それぞれ変動応力の大きさを実測している。そして、図７に示す実験結果から、羽根側フック５ａ〜５ｃの外側の角部の面取の寸法を２倍以上にすることで、上記変動応力の低減に相当の効果があることが分かる。
【００４９】
従って、ホイール側フック２ａ〜２ｃのホイール半径方向Ｒ内側の面２０ａ〜２０ｃのうち当該外側の角部に対応する部分（図６参照）は本来、変動応力に起因するフレッティングの生じやすい部分であるが、本参考例によれば、この部分における変動応力を低減することによって、フレッティングの発生を効果的に防止することができることになる。このため、フレッティング損傷の発生のおそれが極めて低い、信頼性の高い長寿命の蒸気タービンロータを提供することができる。
【００５０】
また、本参考例によれば、従来の蒸気タービンロータに対して、羽根側フック５ａ〜５ｃに比較的簡単な加工を施すだけでよいので、上記第１の実施形態よりも容易に適用することができる。
【００５１】
なお、本参考例において、図５（ｂ）に示すように、各羽根３′のロータ周方向Ｔの両端面５０において、各羽根側フック５ａ〜５ｃのホイール半径方向Ｒ外側の両方の角部の面取りＣ′の寸法を、内側の角部の面取りＣの寸法の２倍以上とした場合について説明したが、必ずしも当該外側の角部の面取りを両方ともそのようにする必要はない。
【００５２】
すなわち、フレッティング疲労による損傷は、ホイール側フック２ａ〜２ｃのホイール半径方向Ｒ内側の面２０ａ〜２０ｃのうち、ホイール周方向Ｔにおいて各羽根群３Ａ同士の間に対応する部分（図４のＢ部）に起きやすいのであるから、羽根３′の各羽根側フック５ａ〜５ｃの外側の角部のうち、少なくとも、隣接する羽根群３Ａの側（図４のＢ部に対応する側）に位置する方の外側の角部の面取りＣ′の寸法をその他の角部の面取り（糸面取り）Ｃの寸法の２倍以上とすれば、上述したような効果を期待することができる。
【００５３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、従来の蒸気タービンロータにおいて、蒸気タービンの運転開始から所定の運転時間経過後の点検（定期開放点検）時に、上記第１の実施形態と同様の構造とするような改造を施すことを内容とする蒸気タービンロータの寿命延長方法である。
【００５４】
すなわち、上述したようなフレッティング疲労による損傷は、蒸気タービンの運用形態にもよるが、一般に比較的長期間の運転を経た蒸気タービンのロータに発生しているので、新規に製造される蒸気タービンロータに対して上記第１の実施形態のような構造を採用するする必要は必ずしも無い。そこで、本実施形態では、従来のロータを備えた蒸気タービンにおいて、その運転開始から例えば８万時間経過後の点検時に、ロータのホイール１の分解を行い、上記第１の実施形態のような構造とするような改造を施すようにする。
【００５５】
この場合、定期点検の工期は一般にそれほど延ばすことはできないから、例えば、初回の改造では、各羽根群３Ａの両端に位置する羽根３′の改造だけで済む上記参考例の構造への改造、すなわち各羽根３′の羽根側フック５ａ〜５ｃの外側の角部の面取りＣ′の面取り寸法を拡大する改造を行い、その後さらに所定の運転時間経過後の次の点検時に、ホイール１の改造が必要となる上記第１の実施形態の構造への改造、すなわちホイール側フック２ａ〜２ｃの凹部１０を形成する改造を行うようにしてもよい。
【００５６】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、運転開始から所定の運転時間経過後の点検時に、従来の蒸気タービンロータに対して上記第１の実施形態の構造への改造を行うことにより、当該点検後のフレッティングによる損傷を防止して、蒸気タービンロータの寿命延長を図ることができる。
【００５７】
なお、図８に示すように、上記点検時において、ホイール側フック２ａ〜２ｃに万一フレッティングによる損傷部分（割れ）Ｗが生じていた場合は、この損傷部分Ｗを削除できるような大きさで上記第１の実施形態の凹部１０を形成するようにする。この際、損傷が生じていないホイール側フック２ａ〜２ｃの他の部分についても、同様に上記第１の実施形態の凹部１０を形成することが好ましい。このようにすることで、当該点検時に生じていた損傷部分の拡大を防止するとともに、当該点検後のフレッティングによる損傷部の発生を防止する（いわゆる予防保全を行う）ことができる。
【００５８】
なお、上述したように、蒸気タービンの高圧段落の初段は、運転条件が他の段落に比べて厳しく、最も高温の蒸気に晒されて材料強度が低下する傾向にあり、フレッティング損傷の発生が起こり易くなるので、この高圧段落の初段のロータに関して各実施形態を適用するのが最も効果的かつ効率的である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による蒸気タービンロータの第１の実施形態の要部を示す破断斜視図。
【図２】（ａ）は、図１に示す蒸気タービンロータの羽根の植込部を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線断面図。
【図３】図１のＡ部に対応する部分の拡大断面図。
【図４】本発明に関連した蒸気タービンロータの参考例の要部を示す破断斜視図。
【図５】（ａ）は、図４に示す蒸気タービンロータの羽根の植込部を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ′−ｂ′線断面図。
【図６】図４のＢ部に対応する部分の拡大断面図。
【図７】図４に示す蒸気タービンロータの作用効果を裏付けるためのグラフであって、フレッティング疲労試験の結果を示すグラフ。
【図８】本発明による蒸気タービンロータの寿命延長方法の実施形態（本発明の第２の実施形態）における、凹部の形状及び大きさを図６に対応して示す図。
【図９】従来の蒸気タービンロータにおける、ホイールへの各羽根の取付を示す破断斜視図。
【図１０】図９に示す蒸気タービンロータにおける、ホイールへの止め羽根の取付を示す破断斜視図。
【図１１】図９に示す蒸気タービンロータにおける、各羽根群へのシュラウドの取付を示す破断斜視図。
【図１２】図９に示す蒸気タービンロータにおける、組立完了状態を示す破断斜視図。
【図１３】図９に示す蒸気タービンロータの要部を示す破断斜視図。
【図１４】（ａ）は、図９に示す蒸気タービンロータの羽根の植込部を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ″−ｂ″線断面図。
【図１５】図１３のＤ部に対応する部分の拡大断面図であって、ホイール側フックのフレッティングによる割れの発生状態を模式的に示す断面図。
【図１６】図１５に示すホイール側フックのフレッティングによる割れの発生状態を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６０】
１  ホイール
２  ホイールの植込部
２ａ〜２ｃ  ホイール側フック
３  羽根
３′各羽根群の両端に位置する羽根
３Ａ  羽根群
５  羽根の植込部
５ａ〜５ｃ  羽根側フック
６  止め羽根
８  テノン
９  シュラウド
１０  凹部
５０  羽根側フックのホイール周方向の両端側の面
Ｃ，Ｃ′  羽根側フックの角部の面取り
Ｒ  ホイール半径方向
Ｔ  ホイール周方向
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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