(57)【要約】【課題】運転中に発生するタービンロータの曲がりに基づく中間位置の状態変化を可視化して特定するタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置を提供する。【解決手段】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法は、初期データ入力工程（Ｓｔ−１）と、アンバランス診断装置１２に計算を行わせて画像処理するタービン曲がりアンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２）と、このタービン曲がりアンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２）で算出したデータをデータベース化してストアした後（Ｓｔ−３）、過去の履歴データと計測した現在のデータとを比較し、タービンロータの曲がりに基づくタービン曲がり変化評価を行うタービンロータ曲がり変化評価工程（Ｓｔ−４）とを備える。【選択図】  図１
2007271524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪切り状に切断した輪切り状タービンロータの重量、前記輪切り状タービンロータの基準位置から計測位置までの距離、前記輪切り状タービンロータにバランスウエイトを取り付ける位置の中心位置からの半径方向の距離をアンバランス診断装置に入力する初期データ入力工程と、前記輪切り状タービンロータを一体に組み立てたタービンロータの振れを計測し、計測した振れデータに基づいて偏心量、振れ角度を算出表示する偏心量算出表示工程と、前記偏心量、振れ角度のデータを基にして３次元的に偏心量分布を画像処理して表示するタービンロータ曲がり線図作成表示工程と、前記偏心量、振れ角度のデータに基づいて前記輪切り状タービンロータ毎のバランスウエイト量を算出するタービンロータ曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程と、このタービン曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程で修正バランスウエイト量を算出する際に算出しておいた修正アンバランスモーメント量を合計して総アンバランス量を算出、表示するタービンロータ総アンバランス算出工程と、前記アンバランス診断装置にストアされた過去の履歴データから求めた偏心ベクトルと今回計測の偏心ベクトルとの変化を算出するベクトル変化算出工程と、過去の履歴データから求めた偏心ベクトルと今回計測の偏心ベクトルとの差に基づいてタービンロータの曲がり変化分布を線図化するタービンロータ曲がりベクトル線図作成表示工程と、過去から今回の計測に至るまでの歴年のアンバランスモーメント線図を作成し、このアンバランスモーメント線図から将来のタービンロータ総アンバランス量を予測するタービンロータ総アンバランス将来予測工程とを備えることを特徴とするタービンロータのアンバランス評価方法。
【請求項２】
輪切り状に切断した輪切り状タービンロータの重量、前記輪切り状タービンロータの基準位置から計測位置までの距離、前記輪切り状タービンロータにバランスウエイトを取り付ける位置の中心位置からの半径方向の距離をアンバランス診断装置に入力する初期データ入力工程と、前記輪切り状タービンロータを一体に組み立てたタービンロータの振れを計測し、計測した振れデータに基づいて偏心量、振れ角度を算出表示する偏心量算出表示工程と、前記偏心量、振れ角度のデータを基にして３次元的に偏心量分布を画像処理して表示するタービンロータ曲がり線図作成表示工程と、前記偏心量、振れ角度のデータに基づいて前記輪切り状タービンロータ毎のバランスウエイト量を算出するタービンロータ曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程と、このタービン曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程において修正バランスウエイト量を算出する際に算出しておいた前記輪切り状タービンロータにおける修正バランスウエイトモーメントのタービンロータ総修正ウエイトモーメントに対する比率を算出する分配比率算出表示工程と、タービンロータの両端面である２修正面の修正バランスウエイト量をバランシングマシンで求めて修正バランスウエイトモーメントを算出する２修正面修正バランスウエイトモーメント算出表示工程と、前記分配比率算出表示工程で算出した比率を前記輪切り状タービンロータの重さに乗算した修正バランスウエイト量を前記輪切り状タービンロータに取り付けるとともに、前記２修正面修正バランスウエイトモーメント算出表示工程で算出した修正バランスウエイト量を前記２修正面に取り付ける修正バランスウエイト取付工程と、この修正バランスウエイト取付工程において修正バランスウエイト量を取り付けたタービンロータにアンバランスの有無を確認するアンバランス確認工程とを備えたことを特徴とするタービンロータのアンバランス評価方法。
【請求項３】
輪切り状に切断した輪切り状タービンロータの重量、前記輪切り状タービンロータの基準位置から計測位置までの距離、前記輪切り状タービンロータにバランスウエイトを取り付ける位置の中心位置からの半径方向の距離をアンバランス診断装置に入力する初期データ入力工程と、前記輪切り状タービンロータを一体に組み立てたタービンロータの振れを計測し、計測した振れデータに基づいて偏心量、振れ角度を算出表示する偏心量算出表示工程と、前記偏心量、振れ角度のデータを基にして３次元的に偏心量分布を画像処理して表示するタービンロータ曲がり線図作成表示工程と、前記偏心量、振れ角度のデータに基づいて前記輪切り状タービンロータ毎のバランスウエイト量を算出するタービンロータ曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程と、このタービンロータ曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程において修正バランスウエイト量を算出する際に算出しておいた前記輪切り状タービンロータにおける修正バランスウエイト量を前記輪切り状のタービンロータに取り付ける修正バランスウエイト取付工程と、前記輪切り状のタービンロータに修正バランスウエイトを取り付けた後、タービンロータの両端面である２修正面の修正バランスウエイト量をバランシングマシンで求め、求めた修正バランスウエイト量を前記２修正面に取り付ける２修正面修正バランスウエイト取付工程とを備えることを特徴とするタービンロータのアンバランス評価方法。
【請求項４】
タービンロータ曲がり線図作成表示工程は、偏心量の分布を、軸方向偏心分布垂直方向分布線、軸方向偏心分布水平方向分布線および偏心量極座標分布線として表示することを特徴とする請求項１〜３記載のタービンロータのアンバランス評価方法。
【請求項５】
軸方向偏心分布垂直方向分布線、軸方向偏心分布水平方向分布線および偏心量極座標分布線は、それぞれの座標軸を３６０°自在に回転させて表示する構成にすることを特徴とする請求項４記載のタービンロータのアンバランス評価方法。
【請求項６】
タービンロータ曲がりベクトル線図作成表示工程は、過去の履歴データから求めた偏心ベクトルと今回計測の偏心ベクトルとの偏心ベクトル差の分布を、軸方向偏心ベクトル差分布垂直方向分布線、軸方向偏心ベクトル差分布水平方向分布線および偏心ベクトル差座標分布線として表示することを特徴とする請求項１〜３記載のタービンロータのアンバランス評価方法。
【請求項７】
軸方向偏心ベクトル差分布垂直方向分布線、軸方向偏心ベクトル差分布水平方向分布線および偏心ベクトル差座標分布線は、それぞれの座標を３６０自在に回転し得るようにすることを特徴とする請求項１〜３記載のタービンロータのアンバランス評価方法。
【請求項８】
タービンロータの初期値を入力する入力手段と、入力した初期値に基づいて前記タービンロータの偏心量を算出し、算出した前記タービンロータの偏心量に基づいて３次元的に曲がり線図を作成し、可視化する手段と、この曲がり線図に基づいてアンバランス修正ウエイトを算出し、表示する手段と、過去の履歴データをデータベース化してストアする手段と、過去の履歴データと計測した現在のデータを比較し、前記タービンロータの曲がりに基づくタービンロータ曲がり変化評価を行う手段とを備えたことを特徴とするタービンロータのアンバランス評価装置。
【請求項９】
タービンロータの偏心は、ダイヤルゲージを用いて計測することを特徴とする請求項８記載のタービンロータのアンバランス評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンや蒸気タービンに使用するタービンロータ（タービン回転軸）の曲がりに伴って発生するアンバランスの位置および量を３次元的に把握できるようにするとともに、発生したアンバランスをデータベース化し、その情報を次回のアンバランスの算出に反映させ、今後の動向を把握するタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の発電プラントでは、性能の強化見直しや、信頼性の強化見直しが行われており、これら強化見直しの中の一つにタービンや蒸気タービンの振動対策がある。
【０００３】
例えば、タービンは、圧縮部、燃焼器、膨張部を備え、燃焼器に圧縮部からの高圧空気と燃料を加えて高温燃焼ガスを生成し、タービン入口温度を１３００℃以上に制御した高温燃焼ガスを膨張部で膨張仕事をさせて動力を採り出す回転機械であり、膨張仕事中に振動が発生すると、性能低下はもとより損傷等の事故発生にもなっている。
【０００４】
タービンの振動発生の要因は、種々あるものの、その中でもタービンロータ（タービン回転軸）の曲がりによるものが大きなウエイトを占めている。
【０００５】
タービンロータは、圧縮部ロータと膨張部ロータとをフランジを介装して軸結合させたものであり、圧縮部ロータおよび膨張部ロータともに輪切り円形状のホイール（車盤）を横断軸方向に向って列状に配置し、列状配置のホイールをスタッキングボルトで互いを締め付けて接続させている。
【０００６】
このため、タービンロータは、蒸気タービンロータのように、素材からの一体削り出しと異なり、輪切り円形状の積層状になっており、運転中、個々のホイールの温度による熱伸びが発生し、熱伸びの発生に基づく個々のホイール間に剪断力が誘起し、この剪断力に基づいて個々のホイール間にスリップ（滑動）が出、このスリップによって曲がりが発生すると考えられている。
【０００７】
このタービンロータの曲がりは、運転中、突如として発生する場合や、起動、停止を繰り返している間に発生することもある。いずれにしても、タービンロータの曲がりが進行するにつれて振動も大きくなってくる。
【０００８】
また、振動が大きくなるにつれ、ホイール間を締め付け接続させていたスタッキングボルトに過度な応力が発生し、劣化の進行を早める危険性を帯びている。
【０００９】
このように、事故につながる曲がりを検出する手法には、例えば低速用のバランシングマシンでタービンロータを支持させ、タービンロータにダイヤルゲージ等の計測器を当接させ、タービンロータをゆっくり回転させながら計測器でタービンロータの直径を計測し、計測したタービンロータの直径値を予め定められた基準値と比較し、偏差が出たとき、曲がりが出ていると把握していた。
【００１０】
タービンロータに曲がりが出ていることを把握すると、例えば、圧縮部ロータ入口側と膨張部出口側との、いわゆる２つの修正面（バランスウエイト取付位置）にバランスウエイトをそれぞれ取り付け、タービンロータ全体のアンバランス調整を行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
タービンロータのアンバランスの把握にあたり、上述のように、バランシングマシンに支持させ、ゆっくり廻すタービンロータにダイヤルゲージを当接させ、基準値と計測値との偏差から全体アンバランス値を算出し、算出した全体のアンバランス値からバランスウエイト量を定め、定めたバランスウエイト量を二つの修正面のそれぞれに取り付けていたのでは、タービンロータ全体の曲がりを二つの修正面側でバランスさせるだけであって、タービンロータの軸方向中間位置におけるアンバランスの量、位置、方向が把握されておらず、精度の高いバランス評価、調整を行うことができない。
【００１２】
このため、タービンロータのバランス調整を行っても、運転中、再び振動が発生する等の不具合があった。
【００１３】
また、従来の手法では、振動発生前のタービンロータの曲がりを把握していないため、振動の発生に伴うタービンロータの曲がりの変化を評価することができず、さらにホイールのスタッキング状態が変化した位置を特定することができず、アンバランス再調整の作業を繰返し行う等の不備があった。
【００１４】
また、経時的なタービンロータの曲がりの進行に伴って、運転中、タービンロータの振動が増加するが、従来手法では、経時的なタービンロータの曲がりの進行が予測できず、このため、タービンロータにおけるホイールのアンスタッキング調整等の保守計画を難しくしていた。
【００１５】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、運転停止期間中、タービンロータの全長のうち、中間距離の個々の位置における振れ計測を行って、タービンロータの曲がりのデータを蓄積し、この振れ計測データからタービンロータの全体曲がりのプロファイル（形状）を把握し、運転中、ホイール間のスタッキング状態変化により振動変化が発生した後のタービンロータ振れ計測データからタービンロータの曲がりの変化状態を評価し、スタッキング状態変化の発生した位置等を容易に特定することができるようするタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置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】
【００１６】
本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法は、上述の目的を達成するために、輪切り状に切断した輪切り状タービンロータの重量、前記輪切り状タービンロータの基準位置から計測位置までの距離、前記輪切り状タービンロータにバランスウエイトを取り付ける位置の中心位置からの半径方向の距離をアンバランス診断装置に入力する初期データ入力工程と、前記輪切り状タービンロータを一体に組み立てたタービンロータの振れを計測し、計測した振れデータに基づいて偏心量、振れ角度を算出表示する偏心量算出表示工程と、前記偏心量、振れ角度のデータを基にして３次元的に偏心量分布を画像処理して表示するタービンロータ曲がり線図作成表示工程と、前記偏心量、振れ角度のデータに基づいて前記輪切り状タービンロータ毎のバランスウエイト量を算出するタービンロータ曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程と、このタービン曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程で修正バランスウエイト量を算出する際に算出しておいた修正アンバランスモーメント量を合計して総アンバランス量を算出、表示するタービンロータ総アンバランス算出工程と、前記アンバランス診断装置にストアされた過去の履歴データから求めた偏心ベクトルと今回計測の偏心ベクトルとの変化を算出するベクトル変化算出工程と、過去の履歴データから求めた偏心ベクトルと今回計測の偏心ベクトルとの差に基づいてタービンロータの曲がり変化分布を線図化するタービンロータ曲がりベクトル線図作成表示工程と、過去から今回の計測に至るまでの歴年のアンバランスモーメント線図を作成し、このアンバランスモーメント線図から将来のタービンロータ総アンバランス量を予測するタービンロータ総アンバランス将来予測工程とを備える方法である。
【００１７】
また、本発明に係るタービンロータのアンバランス評価装置は、上述の目的を達成するために、タービンロータの初期値を入力する入力手段と、入力した初期値に基づいて前記タービンロータの偏心量を算出し、算出した前記タービンロータの偏心量に基づいて３次元的に曲がり線図を作成し、可視化する手段と、この曲がり線図に基づいてアンバランス修正ウエイトを算出し、表示する手段と、過去の履歴データをデータベース化してストアする手段と、過去の履歴データと計測した現在のデータを比較し、前記タービンロータの曲がりに基づくタービンロータ曲がり変化評価を行う手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置は、タービンロータの偏心量分布を３次元的に画像処理して表示し、３６０°全ての角度から偏心量分布が見えるように可視化し、偏心量の位置を容易に特定化できるようにするので、タービンロータのより一層精度の高いアンバランス評価および調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置の第１実施形態を説明する際のフロー図である。
【００２１】
本実施形態に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置は、大別して初期データをアンバランス診断装置に入力する初期データ入力工程（Ｓｔ−１）と、アンバランス診断装置で計算を行わせた後、画像処理を行うタービンロータ曲がりアンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２）と、タービンロータ曲がりアンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２）において算出したデータをデータベース化してストアした後（Ｓｔ−３）、過去の履歴データと計測した現在のデータとを比較し、タービンロータの曲がりに基づくタービンロータ曲がり変化評価を行うタービンロータ曲がり変化評価工程（Ｓｔ−４）とを備える構成になっている。
【００２２】
これらの構成を備えるタービンロータのアンバランス評価方法は、最初のタービンロータ振れ計測入力時には、初期値を入力し、２回目計測以降、振れ計測データを入力するだけで、タービンロータの曲がりのプロファイル（形状）変化、タービンロータの曲がりに伴うアンバランス変化、アンバランスを釣り合せるために必要なタービンロータ修正面へのバランスウエイト取付量を算出するようになっている。
【００２３】
また、本実施形態に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置は、過去の履歴データと現計測時のデータとを比較し、タービンロータの曲がり変化傾向を、タービンロータ曲がり線図で３次元的に確認することができ、さらに、タービンロータの曲がり変化の経時的傾向も把握、確認することができるようになっている。
【００２４】
一方、上述工程（Ｓｔ−１）〜（Ｓｔ−４）のうち、初期データ入力工程（Ｓｔ−１）では、タービンロータの軸方向に向う計測点位置Ａ０，Ａ１，Ａ２，…の設定と、計測定点位置Ａ０，Ａ１，Ａ２，…が設定された輪切り円盤状のホイールの重量、基準面から当該位置までの長さ、Ｌ１，Ｌ２，…の計測と、タービンロータの軸方向およびその半径方向へのバランスウエイトの修正面（バランスウエイト取付位置）の設定とが時間の経過と無関係にランダムに行われる。
【００２５】
例えば、図２に示すように、計測点位置Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，…の設定は、圧縮機部ロータ２のフランジ３を基準面Ａ０に置き、ここから軸受４ａ（４ｂ）の位置までの長さＬ１、圧縮機部５の入口までの長さＬ２，…が設定される。
【００２６】
なお、図２は、タービンロータを模式的に表わした概念図である。ここで、タービンロータ１は、軸受４ａおよび圧縮機部ロータ２を備える圧縮機部５と軸受４ｂおよび膨張部ロータ６を備える膨張部７とを有し、これらをフランジ８を介装して軸結合させている。
【００２７】
また、圧縮機部５および膨張部７のそれぞれは、ともに、説明の便宜上、輪切り円盤状の圧縮機部ホイール９ａ，９ｂ，９ｃ，…と、輪切り円盤状の膨張部ホイール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…とのそれぞれで表わし、隣りの圧縮機部ホイールおよび隣りの膨張部ホイールのそれぞれをスタッキングボルト（図示せず）で接続させている。
【００２８】
次に、タービンロータ曲がりアンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２）では、タービンロータの振れを計測し、この実測値をアンバランス診断装置に入力するタービンロータ振れ計測工程（Ｓｔ−２ａ）と、この振れ計測データから計測位置の偏心量εを算出、表示する偏心量算出表示工程（Ｓｔ−２ｂ）と、算出した偏心量εに基づいてタービンロータ１の曲がり線図を３次元的に可視化して作図、表示するタービンロータ曲がり線図作成表示工程（Ｓｔ−２ｃ）と、算出した偏心量εに基づいて各ホイール修正面に取り付けるバランスウエイトを算出表示するタービンロータ曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程（Ｓｔ−２ｄ）と、各ホイールの曲がりを集計し、タービンロータ全体曲がりに基づく総アンバランスを算出、表示するタービンロータ総アンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２ｅ）とを備える構成になっている。
【００２９】
具体的には、タービンロータ振れ計測工程（Ｓｔ−２ａ）は、図３に示すように、タービンロータ１における圧縮機部ロータ２、圧縮機部５、膨張部ロータ６、膨張部７、…の各計測点位置Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，…にダイヤルゲージ１１を当接させ、ダイヤルゲージ１１で計測した計測データをアンバランス診断装置１２に入力する。
【００３０】
計測データのアンバランス診断装置１２への入力は、手動でもよく、また、ダイヤルゲージ１１を出力付のものとして自動にしてもよい。
【００３１】
この場合、タービンロータ１は、図４に示すように、周方向に沿って、例えば角度４５°に等配に振り分けた位置Ａ，Ｂ，Ｃ，…での振れをダイヤルゲージ１１で計測する。
【００３２】
偏心量算出表示工程（Ｓｔ−２ｂ）は、図５に示すように、タービンロータ１の軸方向の各計測点位置Ａ１，Ａ２，Ａ３，…における周方向の計測位置Ａ，Ｂ，Ｃ，…でタービンロータ１の振れをダイヤルゲージ（図示せず）で計測し、この振れ計測のデータを、図６に示すように、表示し、これらのデータに基づいて最大振れ量、ベクトル偏心量、振れ最大角度（タービンロータ周方向位置）を算出する。
【００３３】
タービンロータ曲がり線図作成表示工程（Ｓｔ−２ｃ）は、上述の偏心量算出表示工程（Ｓｔ−２ｂ）で算出したデータに基づいてアンバランス診断装置１２で画像処理させ、図７および図８に示すように、軸方向偏心分布垂直方向分布線１３、軸方向偏心分布水平方向分布線１４、偏心量極座標分布線１５として可視化する。
【００３４】
ここで、図７は、タービンロータ１の周方向に沿って計測した計測位置Ａ，Ｂ，…のうち、計測定位置Ａを天（頂部）に位置させて基準としたときの各分布線１３，１４，１５である。
【００３５】
また、図８は、図７で示した計測位置Ａを、例えば、角度５０°回転させたとき、つまり座標軸を５０°回転させたときの各分布線１３，１４，１５である。
【００３６】
そして、軸方向偏心分布垂直方向分布線１３、軸方向偏心分布水平方向分布線１４および偏心量極座標分布線１５のそれぞれは、アンバランス診断装置１２の表示方向角度表示部１６の押ボタン１７ａ、回転用の押ボタン１７ｂをＯＮすることによって各分布線１３，１４，１５の座標軸を角度３６０°に自在に回転させ、タービンロータ周方向のどの位置からタービンロータ曲がりが３次元的に可視化できるようになっている。
【００３７】
タービンロータ曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程（Ｓｔ−２ｄ）は、図９に示すように、圧縮機部ロータ２、圧縮機部５、フランジ８、膨張部ロータ６、膨張部７等のバランスウエイト（釣合い重り）の修正面（バランスウエイト取付位置）Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕのうち、少なくともに一つ以上にバランスウエイトを取り付けるものであり、その際、取付に必要なバランスウエイト量を計算によって算出する。
【００３８】
バランスウエイト量を算出する際、図１０に示すように、輪切り円盤状のホイール１８における微少部分ｄｗの重量Ｗと偏心量εとからアンバランスモーメント（εｘＭ）が、まず求められる。
【００３９】
求めたアンバランスモーメント（εｘＭ）をタービンロータ１の軸方向に沿って積分を行うと、タービンロータ１の全アンバランスモーメントが求められる。
【００４０】
図１１は、タービンロータ１の全アンバランスモーメントを計算で求める際の例示としての模式図である。
【００４１】
図１１中、偏心量εｘは、輪切り円盤状のホイール１８の微少幅ｄｗの偏心量であり、Ｌは、スタッキング状態のホイール全長であり、Ｘは、基準位置から微小部分ｄｗまでの長さであり、Ｗｘは微少部分ｄｗの重さである。
【００４２】
ここで、偏心量εｘは、タービンロータ曲がり線図作成表示工程（Ｓｔ−２ｃ）で算出した偏心量極座標分布線１５のデータが使用される。また、ホイール１８の微小部分ｄｗ、微少分布ｄｗの重さＷｘ、ホイール全長Ｌ、基準位置から微少部分ｄＷまでの長さＸは、初期データ入力工程（Ｓｔ−１）でのデータが使用される。
【００４３】
そして、バランスウエイトの修正面ＰのアンバランスモーメントＭＰは、
［数１］
ＭＰ＝｛Ｗｘ×εｘ×（Ｌ−Ｘ）／Ｌ｝
として求められる。
【００４４】
また、バランスウエイトの修正面ＱのアンバランスモーメントＭＱは、
［数２］
Ｍｐ＝｛Ｗｘ×εｘ×（Ｘ／Ｌ）｝
として求められる。
【００４５】
求められたアンバランスモーメントＭＰ，ＭＱのそれぞれを、バランスウエイトの修正面Ｐ，Ｑのそれぞれの半径ＲＰ，ＲＱで割算すると、必要なバランスウエイト量が算出される。
【００４６】
また、バランスウエイトの修正面Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，ＵのそれぞれのアンバランスモーメントＭＰ，ＭＱ，ＭＲ，ＭＳ，ＭＴ，ＭＵも上述と同じ式を用いて算出される。
【００４７】
アンバランスモーメントＭＰ，ＭＱ，ＭＲ，ＭＳ，ＭＴ，ＭＵが算出されると、このデータに基づいてバランスウエイト量およびその取付角度が算出され、アンバランス診断装置１２には、図１２に示すように、バランスウエイトの修正面Ｐ，Ｑ，…の修正バランスウエイトおよびその取付角度が修正面表示部１９に表示される。
【００４８】
その際、タービンロータ修正面配置表示部２０にはタービンロータ修正面配置図も表示されている。
【００４９】
なお、修正面表示部１９に表示された修正バランスウエイト量を、再度、バランスウエイトの修正面の半径ＲＰ，ＲＱで，…を乗算して修正バランスウエイトモーメントを算出し、各修正面におけるバランスモーメントをスカラ量とし、バランスウエイトの取付角度を方向性とするベクトルで各修正面の修正バランスウエイトモーメントベクトルを合計すると、その合計ベクトルのスカラ量がタービンロータ総アンバランスモーメントになる。
【００５０】
このようにしてタービンロータ総アンバランスモーメントが求められると、タービン総アンバランス算出工程（Ｓｔ−２ｅ）は、図１３に示すように、過去の履歴データに基づくタービンロータ総アンバランスとともに、今回計測のタービンロータ総アンバランスモーメントを時系列的にアンバランスモーメント線図２１としてアンバランス診断装置１２に表示される。
【００５１】
タービンロータ曲がりアンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２）で計測され、計算によって算出され、画像化された偏心量、線図、修正バランスウエイト等の情報は、データベース化され、アンバランス診断装置１２にストアされる（Ｓｔ−３）。
【００５２】
一方、今回計測し、算出したタービンロータアンバランスと過去の履歴データからのタービンロータアンバランス変化傾向とが一致せず、今回の方が極端に大きいか、あるいは小さ過ぎる場合、過去の変化傾向とは異なる事象がタービンロータ曲がりに発生したと考えられ、タービンロータ曲がり変化評価工程（Ｓｔ−４）で診断される。
【００５３】
このタービンロータ曲がり変化評価工程（Ｓｔ−４）は、過去の履歴データから求めた偏心ベクトルと今回計測の偏心ベクトルとの変化を算出するベクトル変化算出工程（Ｓｔ−４ａ）と、過去の履歴データから求めた偏心ベクトルと今回計測の偏心ベクトルとの差に基づいて変化分布を線図化するタービンロータ曲がりベクトル線図作成表示工程（Ｓｔ−４ｂ）とを備える構成になっている。
【００５４】
ベクトル変化算出工程（Ｓｔ−４ａ）は、図１５に示すように、タービンロータ１の計測点位置Ａ０，Ａ１，Ａ２，…のそれぞれにおいて、過去の履歴の偏心位置ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２，…とし、今回計測した偏心位置ＰＸ００，ＰＸ１１，ＰＸ２２，…とするとき、例えば過去の履歴の偏心位置ＰＸ０と今回計測した偏心位置ＰＸ００との差である偏心ベクトル差ε０を、その変化の方向性とともに算出する。タービンロータ１の計測点位置Ａ１，Ａ２，…のそれぞれも、同様にして、偏心ベクトル差ε１，ε２，ε３，…を、その変化の方向性とともに算出する。
【００５５】
過去の履歴の偏心位置ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２，…と今回計測の偏心位置ＰＸ００，ＰＸ１１，ＰＸ２２，…とから偏心ベクトル差ε０，ε１，ε２，…およびその変化の方向性が算出されると、タービンロータ曲がりベクトル線図作成表示工程（Ｓｔ−４ｂ）は、図１６に示すように、これら偏心ベクトル差ε０，ε１，ε２，…の分布に基づいて軸方向偏心ベクトル差分布垂直方向分布線２２、軸方向偏心ベクトル差分布水平方向分布線２３、および偏心ベクトル差極座標分布線２４を画像処理し、可視化する。
【００５６】
各分布線２２，２３，２４は、タービンロータ１の座標軸を３６０°自在に回転することができるので、タービンロータ１の周方向の計測位置Ａ，Ｂ，Ｃ，…の過去の履歴に較べて発生する異常なタービンロータ曲がり位置を特定することができる。
【００５７】
タービンロータ曲がりの異常位置が特定されると、タービンロータ総アンバランス将来予測工程（Ｓｔ−５）は、図１４に示すように、過去から今回の計測に至るまでの歴年のアンバランスモーメント線図２１に近似線ＮＬを引き、この近似線ＮＬを基にして将来のタービンロータ総アンバランス量を予測し、次回のタービンロータバランス計画、タービンロータアンスタッキング点検タイミング等を立案する。
【００５８】
このように、本実施形態は、計測したタービンロータの振れから偏心量を算出し、算出した偏心量に基づいてタービンロータの曲がりを３次元的に表示するタービンロータ曲がり分布線を作成するので、タービンロータの曲がりの位置を確実に特定することができ、タービンロータの曲がりに基づく対策を迅速に措置させることができる。
【００５９】
また、本実施形態は、今回計測した偏心位置と過去の履歴の偏心位置とのベクトル差を求め、求めたベクトル差から３次元的に表示するタービン曲がり分布線を作成するので、今回発生した異常なタービンロータ曲がりの位置を確実に特定することができる。
【００６０】
さらに、本実施形態は、タービンロータ曲がりから今回の計測も含めて歴年の総アンバランス量を作成するので、将来のタービンロータバランス計画等を容易に立案することができる。
【００６１】
図１７は、本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置の第２実施形態を説明する際のフロー図である。
【００６２】
なお、第１実施形態の工程と同一の工程には、同一符号を付している。
【００６３】
本実施形態に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置は、第１実施形態と同様に、初期データ入力工程（Ｓｔ−１）とタービンロータ曲がりアンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２）とを備えているが、このタービンロータ曲がりアンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２）のうち、タービンロータ１の中間位置の修正面にバランスウエイトを取り付ける際、タービンロータ曲がりに応じた分配比率を設定し、この分配比率に基づいてバランスウエイト量を算出してタービンロータ１の中間位置に取り付ける点が第１実施形態の構成要素と異なっている。
【００６４】
すなわち、本実施形態は、タービンロータ曲がりアンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２）において、計測したタービンロータ１の振れをアンバランス診断装置に入力するタービンロータ振れ計測工程（Ｓｔ−２ａ）、振れ計測データから偏心量εを算出する偏心量算出表示工程（Ｓｔ−２ｂ）、算出した偏心量εに基づいてタービンロータ１の曲がり線図を３次元的に作図、表示するタービンロータ曲がり線図作成表示工程（Ｓｔ−２ｃ）、算出した偏心量εに基づいて中間位置における各ホイール修正面に取り付けるバランスウエイトを算出表示するタービン曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程（Ｓｔ−２ｄ）の各工程を、第１実施形態と同様に行った後、分配比率が設定される。
【００６５】
この分配比率の設定にあたり、まず、各ホイールに取り付けるバランスウエイト量に基づきバランスウエイトモーメント量を合計した総修正バランスウエイトモーメント量およびその取付角度をベクトルとして算出し、表示する総修正バランスウエイトモーメント算出表示工程（Ｓｔ−２ｆ）が行われる。
【００６６】
この総修正バランスウエイトモーメント算出表示工程（Ｓｔ−２ｆ）は、タービン曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程（Ｓｔ−２ｄ）で算出した修正バランスウエイト量に基づき、第１実施形態の手法と同様の手法を用いて総修正バランスウエイトモーメントを算出する。
【００６７】
総修正バランスウエイトモーメントが算出されると、本実施形態は、タービン曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程（Ｓｔ−２ｄ）で求めた修正バランスウエイト量に基づいて各ホイール毎の修正バランスウエイトモーメントを算出し、分配比率算出表示工程（Ｓｔ−２ｇ）で、各ホイール毎の修正バランスウエイトモーメントの総修正バランスウエイトモーメントに対する比率として各ホイール毎に分配比率を設定する。
【００６８】
分配比率が設定されると、本実施形態では、２修正面修正バランスウエイトモーメント算出表示工程（Ｓｔ−２ｈ）で、２修正面修正バランスウエイトモーメントが求められる。
【００６９】
この２修正面修正バランスウエイトモーメント算出表示工程（Ｓｔ−２ｈ）は、タービンロータ１を低速用のバランシングマシンに支持させ、ゆっくりと廻る回転中に、振れを計測し、計測したデータに基づき修正バランスウエイト量を算出し、算出した修正バランスウエイト量に、バランスウエイトを取り付ける半径距離を乗算して修正バランスウエイトモーメントを求めるものであり、バランスウエイトの取り付ける位置をタービンロータ１の両端とし、この両端を２修正面Ｐ，Ｕ（図９参照）としている。
【００７０】
２修正面修正バランスウエイトモーメント算出表示工程（Ｓｔ−２ｈ）で、２修正面修正バランスウエイトモーメントが算出されると、本実施形態では、タービンロータ中間位置修正バランスウエイト取付工程（Ｓｔ−２ｉ）が行われる。
【００７１】
このタービンロータ中間位置修正バランスウエイト取付工程（Ｓｔ−２ｉ）は、低速バランシングマシンで計測し、算出したタービンロータ１の中間位置での各輪切り円盤状のホイール毎の重さに上述の分配比率を乗算して修正バランスウエイト量を各ホイール毎に求め、求めた修正バランスウエイト量をタービンロータ１の中間位置に位置する輪切り円盤状のホイールのそれぞれに取り付ける。
【００７２】
最後に、２修正面再修正バランスウエイト算出表示工程（Ｓｔ−２ｊ）が行われる。
【００７３】
この２修正面再修正バランスウエイト算出表示工程（Ｓｔ−２ｊ）は、上述分配比率に基づき、算出した修正バランスウエイト量を輪切り円盤状のホイール毎に取り付けたとき、タービンロータ１のアンバランスの有無を確認するものであり、アンバランスが出ているとき、２修正面Ｐ，Ｕに取り付けた修正バランスウエイト量を再び修正し、アンバランスを調整する。
【００７４】
なお、初期データ入力工程（Ｓｔ−１）とタービンロータ曲がりアンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２）の一部は、第１実施形態と同じ手法を採るので、ここでは説明を省略する。
【００７５】
このように、本実施形態は、タービンロータ１の中間位置におけるホイール毎に分配比率の異なる修正バランスウエイトを取り付けたので、タービンロータに対し、より一層精度の高いバランスを維持させて安定運転を行わせることができる。
【００７６】
図１８は、本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置の第３実施形態を説明する際のフロー図である。
【００７７】
なお、第１実施形態の工程と同一の工程には、同一符号を付している。
【００７８】
本実施形態に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置は、第１実施形態の初期データ入力工程（Ｓｔ−１）とタービンロータ曲がりアンバランス算出表示工程（Ｓｔ−２）の一部と共通するが、タービンロータ１の中間位置におけるホイールに、第１実施形態および第２実施形態で行われるがタービンロータ曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程（Ｓｔ−２ｄ）で算出した修正バランスウエイト量を取り付ける修正バランスウエイト取付工程（Ｓｔ−２ｋ）と、２修正面視遊星バランスウエイト取付工程（Ｓｔ−２ｌ）とが加えられた点で異なっている。
【００７９】
すなわち、本実施形態に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置は、修正バランスウエイト取付工程（Ｓｔ−２ｋ）において、タービン曲がりアンバランス修正バランスウエイト算出表示工程（Ｓｔ−２ｄ）で算出した修正バランスウエイト量をタービンロータ１の中間位置のホイールに取り付けた後、２修正面バランスウエイト取付工程（Ｓｔ−２ｌ）で低速用のバランシングマシンにタービンロータ１を支持させ、ゆっくり廻す回転中に振れを計測し、この振れに基づいて２修正面Ｐ，Ｕの修正バランスウエイト量を算出し、算出した修正バランスウエイト量を２修正面Ｐ，Ｕに取り付け、タービンロータ１の全体のアンバランスを調整する。
【００８０】
このように、本実施形態は、計算で算出した修正バランスウエイト量をタービンロータ１の中間位置におけるホイールのそれぞれに取り付け、最後に、タービンロータ１の両端部に位置する２修正面Ｐ，Ｕにバランスウエイトを取り付ける際、バランシングマシンの運転中に計測した振れに基づいて算出した２修正面修正バランスウエイト量を取り付けるので、バランス調整を比較的短時間で簡易に行うことができ、運転作業員の労力をより一層軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置の第１実施形態を説明する際のフロー図。
【図２】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、タービンロータの計測点位置を示す図。
【図３】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、タービンロータの振れをダイヤルゲージで計測することを示す図。
【図４】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、タービンロータの周方向の計測位置を示す図。
【図５】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、タービンロータおよび軸方向の計測位置を示す概念図。
【図６】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、タービンロータから計測したデータを示す図。
【図７】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、タービンロータの偏心分布を画像化して示す線図。
【図８】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、図７で示した極座標の座標軸を、例えば５０°回転させたときのタービンロータの偏心分布を示す線図。
【図９】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、タービンロータに修正バランスウエイトを取り付ける位置を示す図。
【図１０】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、タービンロータを輪切りにしたとき、輪切りのタービンロータに発生するアンバランスモーメントを計算によって求めることを示す概念図。
【図１１】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、タービンロータの２修正面Ｐ，Ｑに修正バランスウエイトを取り付けることを示す図。
【図１２】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、計算結果、修正面Ｐ〜Ｕの位置に取り付ける修正バランスウエイトおよびその取付角度を示す図。
【図１３】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、タービンロータに発生した総アンバランスモーメントを時系列的に表わした図。
【図１４】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、タービンロータに発生した総アンバランス量の将来予測を行うための傾向を示すアンバランスモーメント図。
【図１５】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、過去に計測した偏心と現在計測した偏心とをベクトルとして表示した図。
【図１６】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置において、過去に計測した偏心と現在計測した偏心とのベクトル差の偏心分布を画像化して示す線図。
【図１７】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置の第２実施形態を説明する際のフロー図。
【図１８】本発明に係るタービンロータのアンバランス評価方法およびタービンロータのアンバランス評価装置の第３実施形態を説明する際のフロー図。
【符号の説明】
【００８２】
１  タービンロータ
２  圧縮機部ロータ
３  フランジ
４ａ，４ｂ  軸受
５  圧縮機部
６  膨張部ロータ
７  膨張部
８  フランジ
９ａ，９ｂ，９ｃ，…  圧縮機部ホイール
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…  膨張部ホイール
１１  ダイヤルゲージ
１２  アンバランス診断装置
１３  軸方向偏心分布垂直方向分布線
１４  軸方向偏心分布水平方向分布線
１５  偏心量極座標分布線
１６  表示方向角度表示部
１７ａ，１７ｂ  押ボタン
１８  ホイール
１９  修正面表示部
２０  タービンロータ修正面配置表示部
２１  アンバランスモーメント線図
２２  軸方向偏心ベクトル差分布垂直方向分布線
２３  軸方向偏心ベクトル差分布水平方向分布線
２４  偏心ベクトル差極座標分布線
【図１】
2007271524.tif 000003
【図２】
2007271524.tif 000004
【図３】
2007271524.tif 000005
【図４】
2007271524.tif 000006
【図５】
2007271524.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007271524.tif 000009
【図８】
2007271524.tif 000010
【図９】
2007271524.tif 000011
【図１０】
2007271524.tif 000012
【図１１】
2007271524.tif 000013
【図１２】
2007271524.tif 000014
【図１３】
2007271524.tif 000015
【図１４】
2007271524.tif 000016
【図１５】
2007271524.tif 000017
【図１６】
2007271524.tif 000018
【図１７】
2007271524.tif 000019
【図１８】
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