(57)【要約】【課題】経年的に調整ボルトが固着した場合であっても、高さ方向のレベル調整機能が維持される蒸気タービン及びタービンノズルの支持技術を提供することを目的とする。【解決手段】タービンノズルの支持調整方法において、ダイヤフラム２０に設けられる係止部材３０がケーシング１１の係止溝４０に係合する工程と、ロータがケーシング１１に軸支される工程と、シム部材５２に当接するレベル調整用ボルト６０が係止部材３０に対し固着していると判定される工程と、ロータ及びダイヤフラム２０がケーシング１１から取り外される工程と、シム部材５２によるレベル調整により係止溝４０に対する係止部材３０の相対位置が可変される工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンノズルを環状配列するダイヤフラムの外輪に設けられる係止部材がケーシングの係止溝に係合する工程と、
前記タービンノズルから蒸気を受ける複数の動翼を備えるロータが前記ケーシングの内部に軸支される工程と、
前記係止溝の底面にあるシム部材に当接する下端面を有し前記係止部材に螺入するレベル調整用ボルトが前記係止部材に対し固着していると判定される工程と、
前記ロータ及び前記タービンノズルが前記ケーシングから取り外される工程と、
前記シム部材によるレベル調整により前記係止溝に対する前記係止部材の相対位置が可変される工程と、を含むことを特徴とするタービンノズルの支持調整方法。
【請求項２】
複数の動翼を備えるロータを回転可能に収納するケーシングに設けられる係止溝と、
前記動翼に蒸気を導くタービンノズルを環状配列するダイヤフラムの外輪に設けられ前記係止溝に係合する係止部材と、
前記係止溝の底面に配置され前記係止溝に対する前記係止部材の相対位置を可変するレベル調整用のシム部材と、
前記係止部材に螺入するとともに下端面が前記シム部材に当接し前記相対位置を可変するレベル調整用ボルトと、を備えることを特徴とするタービンノズルの支持装置。
【請求項３】
請求項２に記載のタービンノズルの支持装置を備えることを特徴とする蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンを据え付けたり再組み立てたりする場合に、ケーシングに支持されているタービンノズルの高さ方向をレベル調整する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンは、蒸気の熱エネルギを、ロータの回転トルクとして発生させた運動エネルギに変換する機関である。蒸気タービンの内部において蒸気は、ケーシング側に支持されるタービンノズル（静翼）の間を経由して、ロータ側に支持されるとともにタービンノズルの下流側に配置された動翼の間へと流され、前記した回転トルクを発生させている。
【０００３】
蒸気タービンを据え付けたり再組み立てたりする場合、タービンノズルと動翼との位置関係が適正になるように管理することは重要な工程である。この位置関係が不適切であると、間隙が狭くなりノズルとロータが接触を起こしたり、また間隔が広くなり蒸気の漏洩量が増加して効率が低下したり、振動を誘発したりして、蒸気タービンの性能を低下させる。
そこで、蒸気タービンにおいて、ロータに対するタービンノズルの高さ方向のレベル調整を行う機構が、タービンノズルの支持装置に備えられている（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９９４１１号公報
【特許文献２】特開２００５−２１４０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記した特許文献１，２においては、タービンノズルをレベル調整する機構が、調整ボルトのみで実現されている。このために、経年的に調整ボルトが固着を起こすと、タービンノズルのレベル調整を行えなくなる。
このような場合は、固着した調整ボルトをもみとり、新しい調整ボルトに付け替えて、タービンノズルのレベル調整機能を再生していた。しかし、このような再生作業が追加されることによって、蒸気タービンを据え付けたり再組み立てたりする作業時間が、長くなる課題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、経年的に調整ボルトが固着した場合であっても、高さ方向のレベル調整機能が維持される蒸気タービン及びタービンノズルの支持技術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】
【０００７】
本発明に係るタービンノズルの支持調整方法は、タービンノズルを環状配列するダイヤフラムの外輪に設けられる係止部材がケーシングの係止溝に係合する工程と、前記タービンノズルから蒸気を受ける複数の動翼を備えるロータが前記ケーシングの内部に軸支される工程と、前記係止溝の底面にあるシム部材に当接する下端面を有し前記係止部材に螺入するレベル調整用ボルトが前記係止部材に対し固着していると判定される工程と、前記ロータ及び前記タービンノズルが前記ケーシングから取り外される工程と、前記シム部材によるレベル調整により前記係止溝に対する前記係止部材の相対位置が可変される工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、経年的に調整ボルトが固着した場合であっても、高さ方向のレベル調整機能が維持される蒸気タービン及びタービンノズルの支持技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る蒸気タービンの実施形態を示すＸ−Ｙ断面図。
【図２】本発明に係る蒸気タービンの実施形態を示すＸ−Ｚ部分断面図。
【図３】本発明に係るタービンノズルの支持装置の実施形態を示す分解斜視図。
【図４】本発明に係るタービンノズルの支持装置の実施形態を示す分解斜視図。
【図５】本発明に係るタービンノズルの支持装置の実施形態を示す組立図。
【図６】本発明に係るタービンノズルの支持調整方法の実施形態を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、蒸気タービン１０は、天地方向に分割可能な構造を有し外部から蒸気を導入する一対のケーシング１１（１１Ａ，１１Ｂ）と、このケーシング１１の内部に軸支されるとともに回転可能に収納され、蒸気タービン１０内を流通する蒸気により軸回転するロータ１２と、ロータ１２と同軸となるようにタービンノズル２２を配置させる輪盤状のダイヤフラム２０と、このダイヤフラム２０をケーシング１１の内側で支持する支持装置５０と、から構成されている。
なお、図面において、ロータ１２の軸方向をＺ軸に、水平方向をＸ軸に、天地方向をＹ軸に表している。
【００１１】
ダイヤフラム２０は、ケーシング１１の分割面に沿って互いに突き合わされる下半部２０Ａと上半部２０Ｂとからなる。さらに、ダイヤフラム２０は、タービンノズル２２を内側から支持する内輪２１と外側から支持する外輪２３とから構成されている。
支持装置５０は、ダイヤフラム下半部２０Ａの側方両端から半径方向に張り出す係止部材３０と、下側のケーシング１１Ａに設けられ係止部材３０に係合する係止溝４０とから構成されている。
【００１２】
この係止部材３０は、係止溝４０に係合して、ダイヤフラム下半部２０Ａがケーシング１１に支持されることになる。
そして、ダイヤフラム下半部２０Ａの外輪２３の底部にはセンターキー５１が設けられ、ケーシング１１に対してダイヤフラム下半部２０Ａが位置決めされる。
【００１３】
なお、蒸気タービン１０の据付・再組立作業は、下側のケーシング１１Ａに、ダイヤフラム下半部２０Ａをセットし、ロータ１２をセットし、ダイヤフラム上半部２０Ｂをセットし、最後に上側のケーシング１１Ｂを覆設するといった工程を経る。
【００１４】
図２は、蒸気タービン１０のＸ−Ｚ断面を示している。
ロータ１２には、フランジ状のディスク１４が設けられ、さらにこのディスク１４の周縁には動翼１３が環状列に植設されている。そして、この動翼１３は、ダイヤフラム２０のタービンノズル２２と対向するように設けられている。さらに、この動翼１３とタービンノズル２２との組み合せが、ロータ１２の軸方向に沿って、複数段設けられている。
【００１５】
ダイヤフラム２０の外輪２３は、ケーシング１１の案内溝１５に案内されてロータ１２の軸方向（Ｚ軸方向）への動きが規制されるとともに、後記する支持装置５０の機能により高さ方向（Ｙ軸方向）のレベル調整がなされる。
そして、ダイヤフラム内輪２１には、ロータ１２との間隔を封止するラビリンスシール２４が装着され、蒸気が漏洩すること無くタービンノズル２２を通過するように処置されている。
【００１６】
なお、係止部材３０は、図面においてダイヤフラム下半部２０Ａの半径方向（Ｘ軸方向）に張り出すように設けられているが、ロータ１２の軸方向（Ｚ軸方向）に張り出して設けてもよい。
【００１７】
図３に示すように、タービンノズルの支持装置５０は、複数の動翼１３（図２）を備えるロータ１２（図２）を回転可能に収納するケーシング１１に設けられる係止溝４０と、動翼１３に蒸気を導くタービンノズル２２（図１）を環状配列するダイヤフラム外輪２３に設けられ係止溝４０に係合する係止部材３０と、係止溝４０の底面４１に配置され係止溝４０に対する係止部材３０の相対位置を可変するレベル調整用のシム部材５２と、係止部材３０に螺入するとともに下端面６３（図４）がシム部材５２に当接し相対位置を可変するレベル調整用ボルト６０と、から構成されている。
【００１８】
図４に示すように、係止部材３０は、ダイヤフラム外輪２３の段差部２６に挿入される挿入片３４と、締結部材３７を挿通させてダイヤフラム外輪２３のネジ穴２７にネジ留めさせる挿通孔３５と、レベル調整用ボルト６０を螺入させるネジ孔３６が設けられている。
そして、締結部材３７を締めることにより係止部材３０の側端面３２がダイヤフラム外輪２３の端面に圧接して、係止部材３０とダイヤフラム外輪２３とが一体化する。さらに、係止部材３０の挿入片３４は、段差部２６との接触面においてダイヤフラム２０の荷重を支持することになる。
【００１９】
レベル調整用ボルト６０は、周面にネジ溝が設けられる軸部６２と、この軸部６２よりも拡径された下端面６３と、この軸部６２を軸回転させる工具（図示略）を係入させる係入穴６１と、を備えている。
そして、レベル調整用ボルト６０は、係止部材３０の上面からネジ孔３６に挿入される工具（図示略）の操作により、係止部材３０の底面から突出する長さが調整される。
【００２０】
図５は、ダイヤフラム外輪２３を下側のケーシング１１Ａにセットした状態を示している。このように、係止部材３０の底面から突出するレベル調整用ボルト６０は、シム部材５２に当接してケーシング１１に対するダイヤフラム２０の高さ方向のレベルを規定する。そして、シム部材５２も、厚さの異なる複数のものを準備したり、厚さを削ったり薄片を積層させたりすることにより、ダイヤフラム外輪２３の高さ方向のレベルを規定する。
【００２１】
シム部材５２は、図３に示すように、留めネジ４２で係止溝４０の底面４１に簡便に留められている。このために、レベル調整用ボルト６０が固着した場合であっても、ダイヤフラム２０をケーシング１１から取り外した状態で、シム部材５２を交換して高さ方向のレベル調整を行うことができる。
そして、レベル調整の終了後は、図５に示すように、スペーサ５４をネジ留めして下側のケーシング１１Ａの端面をフラットにする。
【００２２】
図６のフローチャートに基づいてタービンノズルの支持調整方法の実施形態を説明する（適宜、図１〜図５参照）。
定期検査を実施するために蒸気タービン１０を分解する（Ｓ１１）。そして、この蒸気タービン１０を構成する各パーツの検査・修理・交換を行った後に（Ｓ１２）、蒸気タービン１０の再組み立てを行う。
【００２３】
まず、ダイヤフラム下半部２０Ａの外輪２３に設けられる係止部材３０が下側のケーシング１１Ａの係止溝４０に係合することにより、タービンノズル２２を組み付ける（Ｓ１３）。
次に、ケーシング１１にロータ１２を組み付けて（Ｓ１４）、タービンノズル２２の中心軸がロータ１２の回転軸に対し偏心しているか否かを判定する（Ｓ１５）。
【００２４】
偏心無しと判定された場合は（Ｓ１５：Ｎｏ）、ダイヤフラム上半部２０Ｂ、上側のケーシング１１Ｂ及びその他のパーツを組み付けて（Ｓ２０）、再組み立てが終了する。
偏心有りと判定された場合は（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、レベル調整用ボルト６０によるレベル調整を試みる。
【００２５】
そして、レベル調整用ボルト６０が係止部材３０のネジ孔３６に対して固着していなければ（Ｓ１６：Ｎｏ）、このレベル調整用ボルト６０を工具で回転させることによりレベル調整を行う（Ｓ１７）。そして、偏心を解消させた後に（Ｓ１５：Ｎｏ）、ケーシング１１を組み付けて（Ｓ２０）、作業を終了する。
【００２６】
一方、レベル調整用ボルト６０が係止部材３０のネジ孔３６に対して固着している場合は（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、タービンノズル２２を含むダイヤフラム２０及びロータ１２をケーシング１１から取り外す（Ｓ１８）。そして、シム部材５２を取り外して、その厚みを変更することによりレベル調整を行う（Ｓ１９）。
【００２７】
これにより、係止溝４０に対する係止部材３０の相対位置を可変し、ロータ１２に対するタービンノズル２２の偏心を解消させる（Ｓ１５：Ｎｏ）。最後に、ケーシング１１を組み付けて（Ｓ２０）、作業を終了する。
【００２８】
本発明は前記した実施形態に限定されるものでなく、共通する技術思想の範囲内において、適宜変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０…蒸気タービン、１１…ケーシング、１１Ａ…下側のケーシング、１１Ｂ…上側のケーシング、１２…ロータ、１３…動翼、１４…ディスク、１５…案内溝、２０…ダイヤフラム、２０Ａ…ダイヤフラム下半部（下半部）、２０Ｂ…ダイヤフラム上半部（上半部）、２１…ダイヤフラム内輪（内輪）、２２…タービンノズル、２３…ダイヤフラム外輪（外輪）、２４…ラビリンスシール、２６…段差部、２７…ネジ穴、３０…係止部材、３２…側端面、３４…挿入片、３５…挿通孔、３６…ネジ孔、３７…締結部材、４０…係止溝、４１…底面、４２…留めネジ、５０…タービンノズルの支持装置、５１…センターキー、５２…シム部材、５４…スペーサ、６０…レベル調整用ボルト、６１…係入穴、６２…軸部、６３…下端面。
【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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