JP7005464B2 - 蒸気タービン車室 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、蒸気タービン車室に関する。

蒸気タービンは、主として、主蒸気が導かれる高圧タービン、再熱蒸気が導かれる中圧タービン、中圧タービンから排出された蒸気が導かれる低圧タービンで構成される。蒸気タービンにおいて、環境負荷低減のために高効率化が求められている。例えば、蒸気タービンの高圧部および中圧部の高温高圧化に伴い、内部車室と外部車室とを備える二重構造の車室が広く採用されている。

蒸気タービンの車室は、メンテナンス時の分解および組立を容易に行えるように、一般的に、タービンロータの回転軸中心線を含む水平面、またはその水平面近傍の水平面で車室上半と車室下半に２分割されている。

ここで、図８は、従来の車室２０１を備える蒸気タービン２００の構成の概要を示す断面図である。なお、図８に示した断面は、タービンロータの軸方向に垂直な断面を示している。また、従来の車室２０１を備える蒸気タービン２００は、例えば、高圧タービン、中圧タービン、高中圧タービンなどである。

図８に示すように、蒸気タービン２００の車室２０１は、外部車室２１０と、この外部車室２１０内に設けられた内部車室２２０とを備える。なお、ここでは、下半側の一箇所に、蒸気タービン２００内へ蒸気を導入する蒸気導入部２０５を備えた形態を例示している。

外部車室２１０および内部車室２２０は、タービンロータ２３０の回転軸中心線Ｏを含む水平面で上半と下半に２分割されている。具体的には、外部車室２１０は、外部車室上半２１１と、外部車室下半２１２とに２分割されている。内部車室２２０は、内部車室上半２２１と、内部車室下半２２２とに２分割されている。

外部車室上半２１１の下端の外側部には、外部上半フランジ部２１３が設けられている。外部車室下半２１２の上端の外側部には、外部下半フランジ部２１４が設けられている。内部車室上半２２１の下端の外側部には、内部上半フランジ部２２３が設けられている。内部車室下半２２２の上端の外側部には、内部下半フランジ部２２４が設けられている。

外部上半フランジ部２１３および内部上半フランジ部２２３の下端面は、水平面であり、外部車室上半２１１および内部車室上半２２１の下端面と同一平面上にある。外部下半フランジ部２１４および内部下半フランジ部２２４の上端面は、水平面であり、外部車室下半２１２および内部車室下半２２２の上端面と同一平面上にある。

そして、外部上半フランジ部２１３と外部下半フランジ部２１４は、ボルト２４０およびナット２４１で互いに締結されている。内部上半フランジ部２２３と内部下半フランジ部２２４は、ボルト２５０およびナット２５１で互いに締結されている。

図８に示す蒸気タービン２００では、下半側の一箇所に蒸気導入部２０５を備えるため、外部車室２１０および内部車室２２０において、上記したようなボルト２４０、２５０およびナット２４１、２５１による締結が可能となる。

ここで、内部車室２２０において、ボルト２５０が内部下半フランジ部２２４に固定されている。具体的には、ボルト２５０の頭部２５０ａが内部下半フランジ部２２４に接合されている。内部車室上半２２１が外された状態では、ボルト穴２６０を貫通するボルト２５０の一部がボルト穴２６０から上方に突き出た状態となる。なお、ボルト２５０の先端側には、ナット２５１と螺合するネジ部２５０ｂが形成されている。

このような蒸気タービン２００では、メンテナンスの分解時には、まず、ボルト２４０およびナット２４１を取り外し、外部車室上半２１１を取り外す。続いて、ナット２５１を取り外し、内部車室上半２２１を取り外す。この際、ボルト２５０は、内部下半フランジ部２２４に接合されているため、下方に落ちない。

このような分解工程を経て、内部車室２２０内の静翼や動翼の状態を確認することができる。

しかしながら、蒸気タービンにおいて、蒸気タービン内へ蒸気を導入する方法は、蒸気タービンのレイアウト、性能、導入コスト、運用などの条件によって、適宜設定される。

例えば、蒸気タービンへの蒸気の導入方法として、上半側および下半側のそれぞれ一箇所から蒸気を導入する形態、上半側および下半側のそれぞれ二箇所から蒸気を導入する形態などがある。

また、例えば、上半側の一箇所から蒸気を導入する場合でも、上記した条件によっては、図８に示す内部車室２２０のナットの締結部分に蒸気を導入する構成を備えなければならないこともある。このような場合、ナットによる締結構造を採用することは困難となる。

図９は、上半側の一箇所から水平方向に蒸気を導入する蒸気導入部３０５を備える従来の車室３０１を備える蒸気タービン３００の構成の概要を示す断面図である。

蒸気タービン３００の車室３０１は、外部車室３１０と、この外部車室３１０内に設けられた内部車室３２０とを備える。

外部車室３１０は、タービンロータ３３０の回転軸中心線Ｏを含む水平面で、外部車室上半３１１と、外部車室下半３１２とに２分割されている。また、内部車室３２０は、内部車室上半３２１と、内部車室下半３２２とに２分割されている。

外部車室上半３１１の下端の外側部には、外部上半フランジ部３１３が設けられている。外部車室下半３１２の上端の外側部には、外部下半フランジ部３１４が設けられている。内部車室上半３２１の下端の外側部には、内部上半フランジ部３２３が設けられている。内部車室下半３２２の上端の外側部には、内部下半フランジ部３２４が設けられている。

ここで、蒸気タービン３００内へ蒸気を導入する蒸気導入部３０５は、外部車室上半３１１および内部車室上半３２１に形成されている。また、蒸気導入部３０５は、外部上半フランジ部３１３および内部上半フランジ部３２３にも形成されている。

外部上半フランジ部３１３および内部上半フランジ部３２３の下端面は、図８に示した車室２０１と同様に、水平面である。また、外部下半フランジ部３１４および内部下半フランジ部３２４の上端面も、図８に示した車室２０１と同様に、水平面である。

図９に示すように、蒸気導入部３０５を備える部分における、外部車室上半３１１と外部車室下半３１２、および内部車室上半３２１と内部車室下半３２２は、下方から挿入されたボルトによって固定される。具体的には、外部上半フランジ部３１３および内部上半フランジ部３２３の下面側に、ネジ山を有するネジ穴３１５、３２５が備えられる。

そして、外部下半フランジ部３１４のネジ貫通穴３１６に挿入したボルト３４０をネジ穴３１５に螺合して、外部車室上半３１１と外部車室下半３１２とを固定する。また、内部下半フランジ部３２４のネジ貫通穴３２６に挿入したボルト３５０をネジ穴３２５に螺合して、内部車室上半３２１と内部車室下半３２２を固定する。

なお、蒸気導入部３０５を備える部分以外における上半車室と下半車室の固定方法は、図８に示した上半車室と下半車室の固定方法と同じである。すなわち、外部車室上半３１１と外部車室下半３１２は、ボルト３６０とナット３６１によって固定される。また、内部車室上半３２１と内部車室下半３２２は、ボルト３７０とナット３７１によって固定される。

このような蒸気タービン３００では、メンテナンスの分解時には、まず、ボルト３６０、ナット３６１およびボルト３４０を取り外し、外部車室上半３１１を取り外す。

続いて、内部車室上半２２１を取り外す工程に入る。この際、外部車室下半３１２内に内部車室３２０を設置した状態では、ボルト３５０を外すことができない。

そのため、タービンロータカップリング結合部を一旦切り離し、タービンロータ３３０を治具により内部車室３２０と一体化した状態で吊り上げることにより、内部車室３２０を外部車室下半３１２から取り出す。その後、内部車室３２０は、専用の架台に設置され、その状態で内部車室３２０からボルト３５０およびナット３７１を外して、内部車室上半３２１を取り外す。

なお、ボルト３７０は、図８に示したボルト３７０と同様に、内部下半フランジ部３２４に接合されている。

このような分解工程を経て、内部車室３２０内の静翼や動翼の状態を確認することができる。

特開平３－７７３６７号公報

上記したように、外部車室３１０および内部車室３２０の二重構造の車室を有し、上半側に蒸気導入部３０５を備える場合、蒸気導入部３０５が内部車室３２０のナットの締結部に位置することがある。

このような構造の蒸気タービンでは、内部下半フランジ部３２４のネジ貫通穴３２６に下方から挿入したボルト３５０をネジ穴３２５に螺合して、内部車室上半３２１と内部車室下半３２２を固定していた。

そのため、メンテナンスの分解時には、タービンロータ３３０を内部車室３２０と一体とした状態で、内部車室３２０を外部車室下半３１２から取り出さなければならない。

これによって、図９に示した従来の蒸気タービンは、図８に示した従来の蒸気タービンに比べて、メンテナンス性に劣り、メンテナンス工期が長くなる。

本発明が解決しようとする課題は、外部車室と内部車室を備え、上半側に蒸気導入部を有し、下方から締結部材によって内部車室上半と内部車室下半を固定する構成を備える蒸気タービン車室において、内部車室を外部車室下半に備えた状態でメンテナンスが可能な蒸気タービン車室を提供することである。

実施形態の蒸気タービン車室は、外部車室と内部車室を有し、前記外部車室が外部車室上半と外部車室下半とに分割され、前記内部車室が内部車室上半と内部車室下半とに分割され、蒸気タービン内に蒸気を導入する蒸気導入部を上半側に備える。

この蒸気タービン車室は、前記蒸気導入部が構成される部位における前記内部車室上半と、前記内部車室下半とを鉛直下方側から固定する締結部材を有する締結部と、前記締結部の鉛直下方の前記外部車室下半に形成され、前記締結部材の出し入れが可能な開口部と、前記開口部を閉じる蓋部材とを具備する。

第１の実施の形態の車室を備える蒸気タービンの構成の概要を示す断面図である。 図１のＡ－Ａ断面を示す図である。 第１の実施の形態の車室において、ボルトを取り外す工程における、図１のＡ－Ａ断面に相当する断面図である。 第１の実施の形態の車室において、支持部材を構成する板状部材および固定部材の断面を拡大して示した図である。 第１の実施の形態の車室において、他の構造の支持部材の断面を拡大して示した図である。 第２の実施の形態の車室における、図１のＡ－Ａ断面に相当する断面図である。 第２の実施の形態の車室において、ナットを取り外す工程における、図１のＡ－Ａ断面に相当する断面図である。 従来の車室を備える蒸気タービンの構成の概要を示す断面図である。 上半側の一箇所から水平方向に蒸気を導入する蒸気導入部を備える従来の車室を備える蒸気タービンの構成の概要を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の車室２０を備える蒸気タービン１の構成の概要を示す断面図である。なお、図１に示した断面は、タービンロータの軸方向に垂直な断面を示している。図２は、図１のＡ－Ａ断面を示す図である。なお、図２に示された断面は、一部の構造が省略されている。なお、車室２０は、蒸気タービン車室として機能する。

図１に示すように、蒸気タービン１は、外部車室３０と、外部車室３０内に設けられた内部車室５０とを有する二重構造の車室２０を備える。また、蒸気タービン１は、内部車室５０および外部車室３０を貫通するタービンロータ１０を備える。

ここで、蒸気タービン１として、例えば、高圧タービン、中圧タービン、高中圧タービンなどが例示できるが、特に限定させるものではい。蒸気タービン１としては、外部車室３０と内部車室５０を有する車室２０を備えるものであればよい。

内部車室５０の内周には、ダイヤフラム外輪１１とダイヤフラム内輪１２との間に支持された静翼１３が配設されている。静翼１３を周方向に複数備えることで静翼翼列を構成する。

また、内部車室５０内において、タービンロータ１０には、周方向に動翼（図示しない）が植設されている。この動翼を周方向に複数植設することで動翼翼列を構成している。この動翼翼列は、タービンロータ１０の軸方向に、静翼翼列と交互になるように設けられている。そして、静翼翼列とこの静翼翼列の直下流の動翼翼列とで一つのタービン段落を構成する。

外部車室３０および内部車室５０は、例えば、タービンロータ１０の回転軸中心線Ｏを含む水平面で上半と下半に２分割されている。具体的には、外部車室３０は、外部車室上半３１と、外部車室下半３２とに２分割されている。内部車室５０は、内部車室上半５１と、内部車室下半５２とに２分割されている。

なお、ここでは、タービンロータ１０の回転軸中心線Ｏを含む水平面で上半と下半に２分割されている一例を示しているが、分割位置はこれに限られない。例えば、タービンロータ１０の回転軸中心線Ｏを含む水平面よりも上方において水平面で上半と下半に２分割されてもよい。また、例えば、タービンロータ１０の回転軸中心線Ｏを含む水平面よりも下方において水平面で上半と下半に２分割されてもよい。

外部車室上半３１の下端の外側部には、外部上半フランジ部３３Ａ、３３Ｂが設けられている。外部車室下半３２の上端の外側部には、外部下半フランジ部３４が設けられている。内部車室上半５１の下端の外側部には、内部上半フランジ部５３Ａ、５３Ｂが設けられている。内部車室下半５２の上端の外側部には、内部下半フランジ部５４が設けられている。

なお、ここで、後述する蒸気導入部７０が構成されている部位における外部上半フランジ部、内部上半フランジ部は、それぞれ符号３３Ｂ、５３Ｂで示されている。また、蒸気導入部７０が構成されていない部位における外部上半フランジ部、内部上半フランジ部は、それぞれ符号３３Ａ、５３Ａで示されている。

外部上半フランジ部３３Ａ、３３Ｂおよび内部上半フランジ部５３Ａ、５３Ｂの下端面３５、５５は、水平面であり、外部車室上半３１および内部車室上半５１の下端面３１ａ、５１ａと同一平面上にある。

外部下半フランジ部３４および内部下半フランジ部５４の上端面３４ａ、５４ａは、水平面であり、外部車室下半３２および内部車室下半５２の上端面３２ａ、５２ａと同一平面上にある。

図１および図２に示すように、外部車室上半３１および内部車室上半５１には、蒸気タービン１内に蒸気を導入する蒸気導入部７０が設けられている。ここでは、蒸気導入部７０が、水平方向に設けられた一例を示している。

蒸気導入部７０は、外部上半フランジ部３３Ｂおよび外部車室上半３１に設けられた蒸気通路３６と、内部上半フランジ部５３Ｂおよび内部車室上半５１に設けられた蒸気通路５６と、蒸気通路３６と蒸気通路５６とを連通させる筒状のスリーブ５７とを備える。

スリーブ５７は、例えば、蒸気通路３６の入口３６ａから蒸気通路３６の内周面および蒸気通路５６の内周面に沿って設けられている。蒸気通路３６の入口３６ａは、例えば、ボイラ（図示しない）などで加熱された過熱蒸気を導く蒸気管（図示しない）に連結される。

次に、蒸気導入部７０が構成される部位における、外部車室上半３１と外部車室下半３２の締結部８０、内部車室上半５１と内部車室下半５２の締結部９０について説明する。

なお、図１および図２において、ボルト９１の構造を明確にするため、ボルト９１を断面図で示し、他のボルトやナットは断面図としていない。

蒸気導入部７０が構成される部位における、締結部８０および締結部９０では、後述する、内部上半フランジ部５３Ａと内部下半フランジ部５４のようなボルト９６とナット９７による締結ができない。そこで、締結部８０および締結部９０は、次のように構成される。

まず、外部車室上半３１と外部車室下半３２の締結部８０について説明する。

締結部８０は、ボルト８１と、ネジ貫通穴３７と、ネジ穴３８とを備える。

ボルト８１は、一端側に頭部８１ａを有し、他端側にネジ部８１ｂを有する。

ネジ貫通穴３７は、外部下半フランジ部３４に形成され、ボルト８１のネジ部８１ｂを鉛直下方側から上方に貫通させる貫通穴である。

ネジ穴３８は、外部上半フランジ部３３Ｂの下端面３５側に形成され、ボルト８１のネジ部８１ｂと螺合する穴である。ネジ穴３８の内周面には、ネジ部８１ｂと螺合するネジ山が形成さている。なお、ネジ穴３８は、貫通孔ではなく、ネジ穴３８の先端部は、閉塞している。

ここで、ボルト８１のネジ部８１ｂを外部下半フランジ部３４のネジ貫通穴３７を介して鉛直下方側からネジ穴３８に挿入する。そして、ネジ穴３８にネジ部８１ｂを螺合して締付けることで、外部車室上半３１と外部車室下半３２とが締結される。

次に、内部車室上半５１と内部車室下半５２の締結部９０について説明する。

締結部９０は、締結部８０と同様の構造を有し、ボルト９１と、ネジ貫通穴５８と、ネジ穴５９とを備える。

ボルト９１は、締結部材として機能し、一端側に頭部９１ａを有し、他端側にネジ部９１ｂを有する。

ネジ貫通穴５８は、内部下半フランジ部５４に形成され、ボルト９１のネジ部９１ｂを鉛直下方側から上方に貫通させる貫通穴である。

ネジ穴５９は、内部上半フランジ部５３Ｂの下端面５５側に形成され、ボルト９１のネジ部９１ｂと螺合する穴である。ネジ穴５９の内周面には、ネジ部９１ｂと螺合するネジ山が形成さている。なお、ネジ穴５９は、貫通孔ではなく、ネジ穴５９の先端部は、閉塞している。

ここで、ボルト９１のネジ部９１ｂを内部下半フランジ部５４のネジ貫通穴５８を介して鉛直下方側からネジ穴５９に挿入する。そして、ネジ穴５９にネジ部９１ｂを螺合して締付けることで、内部車室上半５１と内部車室下半５２とが締結される。

なお、蒸気導入部７０は、水平方向に設けられることに限られない。蒸気導入部７０は、水平方向に対して入口側が上方、出口側が下方となるように傾斜して設けられてもよい。そして、車室２０の構成としては、外部車室上半３１および内部車室上半５１に蒸気導入部７０を設けることによって、図１および図２に示すように、内部上半フランジ部５３Ｂと内部下半フランジ部５４とをボルト９１によって下方から締結する構成であればよい。

次に、蒸気導入部７０が構成されていない部位における、外部車室上半３１と外部車室下半３２の締結部８５、内部車室上半５１と内部車室下半５２の締結部９５について説明する。

なお、締結部８５および締結部９５の構成は同じなので、ここでは、締結部９５について主に説明する。

締結部９５は、ボルト９６と、ネジ貫通穴６０、６１と、ナット９７とを備える。

ボルト９６は、一端側に頭部９６ａを有し、他端側にネジ部９６ｂを有する。

ネジ貫通穴６０は、内部下半フランジ部５４に形成され、ボルト９６のネジ部９６ｂを鉛直下方側から上方に貫通させる貫通穴である。

ネジ貫通穴６１は、内部上半フランジ部５３Ａに形成され、ボルト９６のネジ部９６ｂを鉛直下方側から上方に貫通させる貫通穴である。

ここで、ボルト９６の頭部９６ａは、内部下半フランジ部５４に接合されている。また、ボルト９６のネジ部９６ｂは、ネジ貫通穴６１を貫通し、上部に突き出た状態となる。

ナット９７は、ネジ貫通穴６１から上方に突き出たネジ部９６ｂに螺合する。これによって、内部車室上半５１と内部車室下半５２とが締結される。

なお、ボルト９６の頭部９６ａは内部下半フランジ部５４に接合されているため、ナット９７が取り外された状態でも、ボルト９６は下方に落ちない。

上記した締結部９５と同様に、外部車室上半３１と外部車室下半３２の締結部８５は、ボルト８６と、ネジ貫通穴３９、４０と、ナット８７とを備える。

ボルト８６は、一端側に頭部８６ａを有し、他端側にネジ部８６ｂを有する。

ネジ貫通穴３９は、外部下半フランジ部３４に形成され、ネジ貫通穴４０は、外部上半フランジ部３３Ａに形成されている。

なお、締結部８５における締結方法は、上記した締結部９５における締結方法と同じである。

ここで、図１および図２に示すように、内部車室上半５１と内部車室下半５２の締結部９０の鉛直下方の外部車室下半３２には、開口部４１が形成されている。この開口部４１は、締結部材であるボルト９１が取り外された際、そのボルト９１を外部車室下半３２の外側に取り出すことができる寸法に設定されている。

開口部４１は、例えば、締結部９０の鉛直下方の外部車室下半３２に形成された開口４２と、この開口４２の周囲を囲むように外部車室下半３２に接合され、鉛直下方側に延びる筒状のフランジ４３とを備える。

フランジ４３の開口断面（水平断面）の形状は、例えば、矩形に構成されている。なお、フランジ４３の開口断面の形状は、これに限られるもではない。開口４２の形状や開口寸法、フランジ４３を構成する筒体の形状やフランジ４３の開口断面寸法は、ボルト９１を外部車室下半３２の外側に取り出すことができる寸法に設定されていればよい。

フランジ４３の下端には、フランジ４３の下端の開口を閉じる蓋部材４４が設けられている。蓋部材４４は、例えば、ボルト４５によってフランジ４３の下端に固定されている。なお、フランジ４３の下面側には、ボルト４５と螺合するネジ穴４３ａが形成されている。フランジ４３の下端を蓋部材４４で閉鎖することで、外部車室３０の内部と、外部車室３０の外部とを遮断できる。

次に、締結部材であるボルト９１が締結部９０から取り外されている際、ボルト９１を支持する支持機構１１０について説明する。

図３は、第１の実施の形態の車室２０において、ボルト９１を取り外す工程における、図１のＡ－Ａ断面に相当する断面図である。なお、図３では、フランジ４３の下端の蓋部材４４は、取り外されている。図４は、第１の実施の形態の車室２０において、支持部材１０３を構成する板状部材１０５および固定部材１０６の断面を拡大して示した図である。

支持機構１１０は、例えば、ボルト９１が締結部９０から取り外された際、またはボルト９１を締結部９０に締結する際、下端部からボルト９１を支持してボルト９１の落下を防ぐ。

支持機構１１０は、図３に示すように、連通通路１００、貫通通路１０１と、支持部材１０３とを備える。

連通通路１００は、内部車室上半５１の内部上半フランジ部５３Ｂに形成され、締結部９０に上方側から連通する貫通孔で構成される。すなわち、連通通路１００の上端は、締結部９０よりも上方に位置している。連通通路１００の下端の開口は、ネジ穴５９の上端に位置している。

貫通通路１０１は、締結部９０を貫通する。ここで、ボルト９１には、ボルト９１の中心軸に沿って貫通する貫通孔１０２が形成されている。この貫通孔１０２は、ボルト９１の中心軸に沿ってネジ部９１ｂの先端から頭部９１ａの端部に亘って形成されている。

例えば、図２に示すように、ボルト９１が取り付けられた状態において、貫通通路１０１は、ネジ穴５９およびボルト９１の貫通孔１０２で構成される。

例えば、図３に示すように、ボルト９１が取り外された状態において、貫通通路１０１は、ネジ穴５９、ネジ貫通穴５８およびボルト９１の貫通孔１０２で構成される。

支持部材１０３は、ボルト９１をボルト９１の下端部で支持する。

図３に示すように、支持部材１０３は、吊り部材１０４と、板状部材１０５と、固定部材１０６とを備える。

吊り部材１０４は、金属製のチェーン（鎖）や金属製のワイヤロープなどで構成される。吊り部材１０４は、連通通路１００および貫通通路１０１を通して一端部がボルト９１の下方まで延設される。

吊り部材１０４は、ボルト９１を吊り下げることができる強度を有している。また、連通通路１００および貫通通路１０１の通路断面は、吊り部材１０４が通過可能な形状およびサイズに設定されている。

なお、吊り部材１０４を使用するときには、外部車室上半３１は取り外されている。そして、吊り部材１０４の他端は、例えば、クレーンなどに固定され、ボルト９１を吊り下げ可能な状態になっている。

板状部材１０５は、例えば、金属製の平板で構成される。板状部材１０５は、例えば、ボルト９１の頭部９１ａの下面と同サイズに形成される。なお、板状部材１０５は、例えば、頭部９１ａの下面よりも小さく形成されてもよい。

板状部材１０５のサイズをこのようにすることで、板状部材１０５が頭部９１ａを下方から支持した状態においても、頭部９１ａに下方から工具を嵌合して、ボルト９１を締付けたり、取り外したりすることができる。

固定部材１０６は、板状部材１０５の頭部９１ａ側の表面１０５ａの中央に固定されている。固定部材１０６は、板状部材１０５をボルト９１の頭部９１ａの下面に接触させた際、ボルト９１の貫通孔１０２内に挿入される。

この固定部材１０６は、吊り部材１０４の一端を固定する。固定部材１０６は、例えば、フック状の部材で構成される。吊り部材１０４の一端を、固定部材１０６に引っかけることで、吊り部材１０４の一端が板状部材１０５に固定される。

なお、固定部材１０６は、フック状の部材に限られず、吊り部材１０４の一端を固定できるものであればよい。

そして、吊り部材１０４を上方に引っ張ることで、吊り部材１０４の一端が固定された板状部材１０５は、ボルト９１の頭部９１ａの下面に接触する。このように、板状部材１０５は、頭部９１ａを下方から支持するように設けられる。

このような支持機構１１０を備えることで、工具によってボルト９１を回転させたとき、ボルト９１の頭部９１ａは、板状部材１０５の表面１０５ａ上を摺動する。そのため、吊り部材１０４は、ボルト９１を回転させても捩られない。なお、板状部材１０５の表面１０５ａは、摺動性に優れた構成とすることが好ましい。例えば、板状部材１０５の表面１０５ａに、摺動部材をコーティングしてもよい。

また、支持機構１１０を備えることで、ボルト９１のネジ部９１ｂがネジ穴５９のネジ山から完全に外れたときでも、ボルト９１の落下や横倒しを防止できる。

ここで、蒸気タービン１のメンテナンスの分解工程に関して、内部車室上半５１を取り外すまでの工程について説明する。

まず、図１に示す外部上半フランジ部３３Ａと外部下半フランジ部３４と締結しているボルト８６およびナット８７を取り外す。さらに、外部上半フランジ部３３Ｂおよび外部下半フランジ部３４のボルト８１を取り外す。

続いて、蒸気通路３６と蒸気通路５６とを連通させるスリーブ５７を取り外す。そして、外部車室上半３１を取り外す。

次に、内部上半フランジ部５３Ａと内部下半フランジ部５４を締結しているナット９７を取り外す。

続いて、開口部４１のフランジ４３に蓋部材４４を固定しているボルト４５を取り外して、蓋部材４４を取り外す。

続いて、吊り部材１０４を連通通路１００および貫通通路１０１に挿入し、吊り部材１０４の一端をボルト９１の下方まで通す。また、吊り部材１０４の他端を、例えば、クレーンなどに固定する。

続いて、吊り部材１０４の一端を板状部材１０５の固定部材１０６に固定する。そして、クレーンで吊り部材１０４の他端を引き上げ、板状部材１０５をボルト９１の頭部９１ａの下面に接触させる。

続いて、開口部４１を介してボルト９１を取り外すための工具を外部車室下半３２内に挿入する。そして、ボルト９１の頭部９１ａに下方から工具を嵌合して、ボルト９１を取り外す。

ボルト９１のネジ部９１ｂがネジ穴５９のネジ山から完全に外れたときに、図３に示すように、ボルト９１は、支持機構１１０によって鉛直下方側から支持される。これによって、ボルト９１が落下することはない。また、ボルト９１は所定の長さを有するが、ボルト９１の中心軸に沿う貫通孔１０２に吊り部材１０４が通っているため、横に倒れることもない。

なお、ボルト９１の取り外し状態に応じて、クレーンを操作して、吊り部材１０４を下降させる。外れたボルト９１は、開口部４１から外部車室下半３２の外部に取り出される。

続いて、吊り部材１０４の一端を板状部材１０５の固定部材１０６から外して、吊り部材１０４を連通通路１００および貫通通路１０１から抜き出す。そして、内部車室上半５１を取り外す。

このようにして、内部車室上半５１が取り外される。内部車室上半５１を取り外すことで、静翼や動翼の状態を確認することができる。

なお、内部上半フランジ部５３Ａと内部下半フランジ部５４を締結しているナット９７を取り外す工程と、内部上半フランジ部５３Ｂと内部下半フランジ部５４を締結しているボルト９１を取り外す工程は、いずれを先に行ってもよい。

次に、蒸気タービン１のメンテナンスの組み立て工程に関して、内部車室上半５１を取り付けるまでの工程について主に説明する。

まず、内部車室下半５２上の所定の位置に内部車室上半５１を置く。そして、吊り部材１０４を連通通路１００および貫通通路１０１に挿入し、吊り部材１０４の一端を外部車室下半３２の外部まで通す。

続いて、吊り部材１０４の一端部を外部車室下半３２の外部に取り出されているボルト９１の貫通孔１０２に通して貫通させる。

続いて、吊り部材１０４の一端を板状部材１０５の固定部材１０６に固定する。そして、クレーンで吊り部材１０４の他端を引き上げ、板状部材１０５をボルト９１の頭部９１ａの下面に接触させる。クレーンで吊り部材１０４の他端をさらに引き上げ、ボルト９１のネジ部９１ｂをネジ貫通穴５８を介してネジ穴５９に挿入する。

続いて、開口部４１を介してボルト９１を取り付けるための工具を外部車室下半３２内に挿入する。そして、ボルト９１の頭部９１ａに下方から工具を嵌合して、ボルト９１を締付ける。

続いて、内部上半フランジ部５３Ａの上方に突出しているボルト９６のネジ部９６ｂにナット９７を取り付けて締付ける。

なお、ボルト９１、ナット９７を一旦締付けた状態で、再度ボルト９１、ナット９７を締付けて締結状態を調整することもある。

続いて、クレーンを操作して、吊り部材１０４を下降させ、板状部材１０５を外部車室下半３２の外部に出す。そして、吊り部材１０４の一端を板状部材１０５の固定部材１０６から外す。

続いて、吊り部材１０４を連通通路１００および貫通通路１０１から抜き出す。そして、ボルト４５によって、開口部４１のフランジ４３に蓋部材４４を固定する。

このようにして、内部車室上半５１が取り付けられる。

なお、内部車室上半５１の取り付け後、外部車室下半３２上の所定の位置に外部車室上半３１を置き、それぞれをボルト８６およびナット８７、ボルト８１によって固定する。

上記したように、第１の実施の形態の車室２０では、外部車室上半３１および内部車室上半５１に蒸気導入部７０が設けられ、内部上半フランジ部５３Ｂと内部下半フランジ部５４とをボルト９１によって下方から締結する構成であっても、内部車室５０を外部車室下半３２内に備えた状態で、内部車室上半５１の取り外しや取り付けができる。

すなわち、第１の実施の形態の車室２０では、内部車室５０を外部車室下半３２内に備えた状態で、内部上半フランジ部５３Ｂと内部下半フランジ部５４とを下方から締結するボルト９１を取り外したり、取り付けたりすることができる。

このように、第１の実施の形態の車室２０では、内部上半フランジ部５３Ｂと内部下半フランジ部５４とを下方から締結する構成を有しても、メンテナンス性に優れる。そして、車室２０を備える蒸気タービンでは、メンテナンス工期を短縮することができる。

したがって、図９に示した従来構造のような、内部車室をタービンロータと一体にして、タービンロータを吊り上げて、タービンロータと一体の内部車室を、外部車室から取り外してはじめて内部車室を締結しているボルトの取り外しができる、という構造に比べて、本実施形態では、内部車室を外部車室下半に取り付けられた状態で、内部車室を締結しているボルトの取り外しができる。そのため、本実施形態の構成では、従来の構成よりも、メンテナンスに要する工程を短縮できる。

ここで、支持部材１０３の構造は、上記した構造に限られるものではない。図５は、第１の実施の形態の車室２０において、他の構造の支持部材１０３の断面を拡大して示した図である。

図５に示すように、支持部材１０３は、吊り部材１０４と、板状部材１２０と、固定部材１３０とを備える。

吊り部材１０４は、前述したとおりである。

板状部材１２０は、例えば、金属製の平板で構成される。板状部材１２０の中央には貫通孔１２１が形成されている。

板状部材１２０は、例えば、ボルト９１の頭部９１ａの下面と同サイズに形成される。なお、板状部材１２０は、例えば、頭部９１ａの下面よりも小さく形成されてもよい。板状部材１２０のサイズをこのようにする理由は、前述したとおりである。

固定部材１３０は、板状部材１２０の貫通孔１２１に配置される。この固定部材１３０は、金属部材で構成され、上端板１３１と、中間部１３２と、下端板１３３と、固定部１３４とを備える。

上端板１３１と下端板１３３は、例えば、平板で構成される。上端板１３１と下端板１３３の外形は、貫通孔１２１の内径よりも大きく構成される。そのため、固定部材１３０は、貫通孔１２１から外れることはない。

固定部１３４は、上端板１３１の頭部９１ａ側の表面１３１ａに固定されている。この固定部１３４は、吊り部材１０４の一端を固定する。固定部１３４は、例えば、フック状の部材で構成される。吊り部材１０４の一端を、固定部１３４に引っかけることで、吊り部材１０４の一端が固定部材１３０に固定される。

なお、固定部１３４は、フック状の部材に限られず、吊り部材１０４の一端を固定できるものであればよい。

中間部１３２は、円柱状の部材で構成され、中間部１３２の外径は、貫通孔１２１の内径よりも小さく形成されている。そして、中間部１３２は、ボルト９１の中心軸を回転軸中心として回転可能なように、貫通孔１２１内に嵌っている。換言すると、ボルト９１の中心軸を回転軸中心として、板状部材１２０が中間部１３２の周囲を回転可能なように構成されている。

なお、固定部材１３０の上端板１３１および固定部１３４は、板状部材１２０をボルト９１の頭部９１ａの下面に接触させた際、ボルト９１の貫通孔１０２内に挿入される。

このような支持部材１０３を備えることで、ボルト９１の締め込みまたは取り外しの際、例えば、板状部材１２０がボルト９１とともに回転しても、固定部材１３０は回転しない。これによって、吊り部材１０４は、ボルト９１を回転させても捩られない。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態の車室２１では、内部上半フランジ部５３Ｂと内部下半フランジ部５４とを締結する締結部１４０および締結部材の構成が、第１の実施の形態の車室２０における締結部９０および締結部材の構成と異なる。ここでは、この異なる構成について主に説明する。

図６は、第２の実施の形態の車室２１における、図１のＡ－Ａ断面に相当する断面図である。なお、図６に示された断面は、一部の構造が省略されている。また、第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。

蒸気導入部７０が構成される部位における内部車室上半５１と内部車室下半５２の締結部１４０について説明する。

なお、図６において、植込ボルト１５０およびナット１６０の構造を明確にするため、植込ボルト１５０およびナット１６０を断面図で示し、他のボルトやナットは断面図としていない。

内部車室上半５１と内部車室下半５２の締結部１４０について説明する。

締結部１４０は、植込ボルト１５０と、植込ボルト固定部１５２と、ネジ貫通穴５８と、ナット１６０とを備える。

植込ボルト１５０は、例えば、一端側に第１ネジ部１５０ａを有する。植込ボルト１５０は、例えば、他端側に第２ネジ部１５０ｂを有する。

植込ボルト固定部１５２は、植込ボルト１５０を内部上半フランジ部５３Ｂに固定する。この植込ボルト固定部１５２は、例えば、内部上半フランジ部５３Ｂの下端面５５側に形成されたネジ穴５９と、植込ボルト１５０の他端側の第２ネジ部１５０ｂとを備える。

この場合、第２ネジ部１５０ｂは、ネジ穴５９に螺合し、植込ボルト１５０は、内部上半フランジ部５３Ｂに固定された状態となっている。

なお、植込ボルト固定部１５２の構成は、この構成に限らない。植込ボルト固定部１５２は、ネジ穴５９の代わりに、内部上半フランジ部５３Ｂの下端面５５側に形成された嵌合穴と、第２ネジ部１５０ｂの代わりに、植込ボルト１５０の他端側を構成する柱体状端部とで構成されてもよい。

なお、柱体状端部は、円柱等の柱体で構成される。また、嵌合穴の形状は、この柱体状端部の形状に対応して形成され、柱体状端部の形状よりも少し大きく構成される。

この場合、植込ボルト１５０の他端側の柱体状端部を嵌合穴に挿入する。そして、柱体状端部と内部上半フランジ部５３Ｂは、例えば、溶接などで固定される。

植込ボルト１５０には、植込ボルト１５０の中心軸に沿って貫通する貫通孔１５１が形成されている。この貫通孔１５１は、植込ボルト１５０の中心軸に沿って第２ネジ部１５０ｂの先端から第１ネジ部１５０ａの先端に亘って形成されている。

ネジ貫通穴５８は、内部下半フランジ部５４に形成され、植込ボルト１５０の第１ネジ部１５０ａを鉛直下方側に貫通させる貫通穴である。ネジ貫通穴５８の下方には、第１ネジ部１５０ａが突出している。

ナット１６０は、締結部材として機能し、内部下半フランジ部５４から鉛直下方に突出する第１ネジ部１５０ａに取り付けられる。ナット１６０を第１ネジ部１５０ａに螺合して締付けることで、内部車室上半５１と内部車室下半５２とが締結される。

次に、締結部材であるナット１６０が締結部１４０から取り外されている際、ナット１６０を支持可能な支持機構１１０について説明する。

図７は、第２の実施の形態の車室２１において、ナット１６０を取り外す工程における、図１のＡ－Ａ断面に相当する断面図である。なお、図７では、フランジ４３の下端の蓋部材４４は、取り外されている。

支持機構１１０は、例えば、ナット１６０が締結部１４０から取り外された際、またはナット１６０を締結部１４０に締結する際、下端部からナット１６０を支持してナット１６０の落下を防ぐ。

支持機構１１０は、連通通路１００、貫通通路１７０と、支持部材１０３とを備える。

連通通路１００は、第１の実施の形態と同様に、内部車室上半５１の内部上半フランジ部５３Ｂに形成され、締結部１４０に上方側から連通する貫通孔で構成される。

貫通通路１７０は、締結部１４０を貫通する。例えば、図６に示すように、ナット１６０が取り付けられた状態において、貫通通路１７０は、ネジ穴５９および植込ボルト１５０の貫通孔１５１で構成される。

例えば、図７に示すように、ナット１６０が取り外された状態において、貫通通路１７０は、ネジ穴５９、ネジ貫通穴５８および植込ボルト１５０の貫通孔１５１で構成される。

支持部材１０３は、ナット１６０を下端部で支持する。

図７に示すように、支持部材１０３は、吊り部材１０４と、板状部材１０５と、固定部材１０６とを備える。なお、支持部材１０３の構造は、第１の実施の形態の支持部材１０３の構造と同じである。

ここで、吊り部材１０４は、連通通路１００および貫通通路１７０を通して一端が植込ボルト１５０の下方まで延設される。板状部材１０５は、例えば、ナット１６０の下面と同サイズ、または、ナット１６０の下面よりも小さく形成される。

このような構成を備えることで、工具によってナット１６０を回転させたとき、ナット１６０の下面は、板状部材１０５の表面１０５ａ上を摺動する。そのため、吊り部材１０４は、ナット１６０を回転させても捩られない。

なお、支持部材１０３の構造は、図５に示した構造と同じ構造としてもよい。

このような支持機構１１０を備えることで、第１の実施の形態と同様に、吊り部材１０４は、ナット１６０を回転させても捩られない。また、支持機構１１０を備えることで、ナット１６０が植込ボルト１５０から完全に外れたときでも、ナット１６０の落下などを防止できる。

ここで、蒸気タービンのメンテナンスの分解工程に関して、内部車室上半５１を取り外すまでの工程について説明する。

なお、第１の実施の形態で説明した工程と同一の工程の説明は、省略する。ここでは、外部車室上半３１が取り外され、内部上半フランジ部５３Ａと内部下半フランジ部５４を締結しているナット１６０が取り外され、蓋部材４４が取り外された後の工程を説明する。

吊り部材１０４を連通通路１００および貫通通路１７０に挿入し、吊り部材１０４の一端を植込ボルト１５０の下方まで通す。また、吊り部材１０４の他端を、例えば、クレーンなどに固定する。

続いて、吊り部材１０４の一端を板状部材１０５の固定部材１０６に固定する。そして、クレーンで吊り部材１０４の他端を引き上げ、板状部材１０５を植込ボルト１５０の下面に接触させる。

続いて、開口部４１を介してナット１６０を取り外すための工具を外部車室下半３２内に挿入する。そして、ナット１６０に下方から工具を嵌合して、ナット１６０を取り外す。

ナット１６０が植込ボルト１５０から完全に外れたときに、ナット１６０は、支持機構１１０によって下方側から支持される。これによって、ナット１６０が落下することはない。

なお、ナット１６０の取り外し状態に応じて、クレーンを操作して、吊り部材１０４を下降させる。外れたナット１６０は、開口部４１から外部車室下半３２の外部に取り出される。

なお、この後の工程は、第１の実施の形態で説明した工程と同じである。

次に、蒸気タービンのメンテナンスの組み立て工程に関して、内部車室上半５１を取り付けるまでの工程について主に説明する。

まず、内部車室下半５２上の所定の位置に内部車室上半５１を置く。そして、吊り部材１０４を連通通路１００および貫通通路１７０に挿入し、吊り部材１０４の一端を外部車室下半３２の外部まで通す。

続いて、吊り部材１０４の一端を外部車室下半３２の外部に取り出されているナット１６０の内部に通して貫通させる。

続いて、吊り部材１０４の一端を板状部材１０５の固定部材１０６に固定する。そして、クレーンで吊り部材１０４の他端を引き上げ、板状部材１０５をナット１６０の下面に接触させる。クレーンで吊り部材１０４の他端をさらに引き上げ、ナット１６０を植込ボルト１５０の第１ネジ部１５０ａに嵌合させる。

続いて、開口部４１を介してナット１６０を取り付けるための工具を外部車室下半３２内に挿入する。そして、ナット１６０に下方から工具を嵌合して、ナット１６０を締付ける。

なお、この後の工程は、第１の実施の形態で説明した工程と同じである。

上記したように、第２の実施の形態の車室２１では、外部車室上半３１および内部車室上半５１に蒸気導入部７０が設けられ、内部上半フランジ部５３Ｂと内部下半フランジ部５４とをナット１６０によって下方から締結する構成であっても、内部車室５０を外部車室下半３２内に備えた状態で、内部車室上半５１の取り外しや取り付けができる。

すなわち、第２の実施の形態の車室２１では、内部車室５０を外部車室下半３２内に備えた状態で、内部上半フランジ部５３Ｂと内部下半フランジ部５４とを下方から締結するナット１６０を取り外したり、取り付けたりすることができる。

このように、第２の実施の形態の車室２１では、内部上半フランジ部５３Ｂと内部下半フランジ部５４とを下方から締結する構成を有しても、メンテナンス性に優れる。そして、車室２０を備える蒸気タービンでは、メンテナンス工期を短縮することができる。

なお、上記した実施の形態では、外部車室３０と、外部車室３０内に設けられた内部車室５０とを有する二重構造の車室２０を例示して説明したが、例えば、三重構造以上の車室においても本実施の形態の構成は適用できる。

以上説明した実施形態によれば、外部車室と内部車室を備え、上半側に蒸気導入部を有し、下方から締結部材によって内部車室上半と内部車室下半を固定する構成を備える蒸気タービン車室において、内部車室を外部車室下半に備えた状態でメンテナンスが可能となる。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１…蒸気タービン、１０…タービンロータ、１１…ダイヤフラム外輪、１２…ダイヤフラム内輪、１３…静翼、２０、２１…車室、３０…外部車室、３１…外部車室上半、３１ａ、３５、５５…下端面、３２…外部車室下半、３２ａ、３４ａ…上端面、３３Ａ、３３Ｂ…外部上半フランジ部、３４…外部下半フランジ部、３６、５６…蒸気通路、３６ａ…入口、３７、３９、４０、５８、６０、６１…ネジ貫通穴、３８、５９…ネジ穴、４１…開口部、４２…開口、４３…フランジ、４４…蓋部材、４５…ボルト、５０…内部車室、５１…内部車室上半、５２…内部車室下半、５３Ａ、５３Ｂ…内部上半フランジ部、５４…内部下半フランジ部、５７…スリーブ、７０…蒸気導入部、８０、８５、９０、９５、１４０…締結部、８１、８６、９１、９６…ボルト、８１ａ、８６ａ、９１ａ、９６ａ…頭部、８１ｂ、８６ｂ、９１ｂ、９６ｂ…ネジ部、８７、９７、１６０…ナット、１００…連通通路、１０１、１７０…貫通通路、１０２、１２１、１５１…貫通孔、１０３…支持部材、１０４…吊り部材、１０５、１２０…板状部材、１０５ａ、１３１ａ…表面、１０６、１３０…固定部材、１１０…支持機構、１３１…上端板、１３２…中間部、１３３…下端板、１３４…固定部、１５０…植込ボルト、１５０ａ…第１ネジ部、１５０ｂ…第２ネジ部、１５２…植込ボルト固定部。

Claims (5)

1. 外部車室と内部車室を有し、前記外部車室が外部車室上半と外部車室下半とに分割され、前記内部車室が内部車室上半と内部車室下半とに分割され、
   蒸気タービン内に蒸気を導入する蒸気導入部を上半側に備える蒸気タービン車室であって、
   前記蒸気導入部が構成される部位における前記内部車室上半と、前記内部車室下半とを鉛直下方側から固定する締結部材を有する締結部と、
   前記締結部の鉛直下方の前記外部車室下半に形成され、前記締結部材の出し入れが可能な開口部と、
   前記開口部を閉じる蓋部材と
   を具備することを特徴とする蒸気タービン車室。
2. 前記締結部材が前記締結部から取り外されている際、前記締結部材を支持可能な支持機構をさらに備えることを特徴とする請求項１項記載の蒸気タービン車室。
3. 前記支持機構が、
   前記内部車室上半に形成され、前記締結部に上方側から連通する連通通路と、
   前記締結部を貫通する貫通通路と、
   前記連通通路および前記貫通通路を通して一端部を前記締結部材の下方まで延設可能な吊り部材を有し、前記締結部材を下端部で支持可能な支持部材と
   を備えることを特徴とする請求項２項記載の蒸気タービン車室。
4. 前記内部車室上半が、前記内部車室上半の下端の外側部に形成された上半フランジを有し、
   前記内部車室下半が、前記内部車室下半の上端の外側部に形成された下半フランジを有し、
   前記締結部が、
   一端側に頭部を有し、他端側にネジ部を有するボルトで構成される前記締結部材と、
   前記下半フランジに形成され、前記ボルトの前記ネジ部を鉛直下方側から貫通させるネジ貫通穴と、
   前記上半フランジに形成され、前記ボルトの前記ネジ部と螺合するネジ穴と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の蒸気タービン車室。
5. 前記内部車室上半が、前記内部車室上半の下端の外側部に形成された上半フランジを有し、
   前記内部車室下半が、前記内部車室下半の上端の外側部に形成された下半フランジを有し、
   前記締結部が、
   一端側が前記上半フランジに固定され、他端側にネジ部を有する植込ボルトと、
   前記下半フランジに形成され、前記植込ボルトの前記ネジ部を貫通させるネジ貫通穴と、
   前記下半フランジから鉛直下方に貫通した前記ネジ部に螺合するナットで構成される前記締結部材と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の蒸気タービン車室。

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