JPS58133405A - 溶接製タ−ビンケ−シング - Google Patents
溶接製タ−ビンケ−シングInfo
- Publication number
- JPS58133405A JPS58133405A JP1490982A JP1490982A JPS58133405A JP S58133405 A JPS58133405 A JP S58133405A JP 1490982 A JP1490982 A JP 1490982A JP 1490982 A JP1490982 A JP 1490982A JP S58133405 A JPS58133405 A JP S58133405A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welded
- stress
- casing
- flange
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
- F01D25/243—Flange connections; Bolting arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は蒸気タービンのケーシングに係す、ケーシング
上、下半シェル部材とフランジ部材を溶接してなるもの
において、これら部材間の溶接接続部に作用する発生応
力を低くしたｉｎｉ製タービンケーシングに関する。
上、下半シェル部材とフランジ部材を溶接してなるもの
において、これら部材間の溶接接続部に作用する発生応
力を低くしたｉｎｉ製タービンケーシングに関する。
従来の蒸気タービンケーシングは鋳造によって製作され
ていたが、ケーシングの大臘化に伴いその製造能力ある
いは経済性に限界があると考えられる。すなわち、鋳造
による一体構造のため、各部分の応力レベルに応じて材
料を使い分けたりケージジグの肉厚を自在に変化させた
りすることはできないこと力纂ら強度上不必要な肉厚を
設けなければならない経済的な問題もあった。また、大
型かつ厚内構造になると、鋳造欠陥が発生しやすい等の
性能上の問題があった。そこで、ケーシングを応力レベ
ルおよび形状の複雑性に応じて各構成部分に分割し、こ
れらの構成部分のブロック材を別個に製作し、ブロック
材を互いに溶接して形成される溶接製ケーシングが考え
られている。この場合、溶接接合部はブロック材と材質
等が異なるので、溶接接合部は、極力低り力の部所に選
定する必要がある。すなわち、各ブロック材間の溶接接
続部の位置選定は溶接製ケーシングの信頼性に非常に重
要な問題となる。
ていたが、ケーシングの大臘化に伴いその製造能力ある
いは経済性に限界があると考えられる。すなわち、鋳造
による一体構造のため、各部分の応力レベルに応じて材
料を使い分けたりケージジグの肉厚を自在に変化させた
りすることはできないこと力纂ら強度上不必要な肉厚を
設けなければならない経済的な問題もあった。また、大
型かつ厚内構造になると、鋳造欠陥が発生しやすい等の
性能上の問題があった。そこで、ケーシングを応力レベ
ルおよび形状の複雑性に応じて各構成部分に分割し、こ
れらの構成部分のブロック材を別個に製作し、ブロック
材を互いに溶接して形成される溶接製ケーシングが考え
られている。この場合、溶接接合部はブロック材と材質
等が異なるので、溶接接合部は、極力低り力の部所に選
定する必要がある。すなわち、各ブロック材間の溶接接
続部の位置選定は溶接製ケーシングの信頼性に非常に重
要な問題となる。
本発明の目的は、溶接製ケーシングの溶接接続部の位置
選定に関し、該溶接接続部をタービン運転中のケーシン
グにおいて低発生応力部所に位置さ、せることより、溶
接委ケーシングの信頼性を向上させることにある。
選定に関し、該溶接接続部をタービン運転中のケーシン
グにおいて低発生応力部所に位置さ、せることより、溶
接委ケーシングの信頼性を向上させることにある。
本発明の％ＩＩｋは、溶接製タービンケーシングにおり
てｊ１１本重要な溶接接合部の一つである上下半シエル
部とフランジ部の溶接接合部に係り、該溶接接合部をタ
ービンケーシングの応力分布状態を考瀘し、シェル部及
びフランジ部の中で最も低応力部に位置さ誓ることＫよ
り、該溶接製タービンケーシングの信頼性を向上をはか
ったものである。
てｊ１１本重要な溶接接合部の一つである上下半シエル
部とフランジ部の溶接接合部に係り、該溶接接合部をタ
ービンケーシングの応力分布状態を考瀘し、シェル部及
びフランジ部の中で最も低応力部に位置さ誓ることＫよ
り、該溶接製タービンケーシングの信頼性を向上をはか
ったものである。
以下本発明による一実施例を第１図により説明する。第
１図において、符号１ｏはタービンヶー’／７ｆ’ｆｒ
示ｆ本のであって、このタービンケーシング１０け上半
シェル部１、下半シェル部２、フランジｓ３．４とから
形成されて込る。まえ、前記上半７ランジ部３と下半フ
ランジ部４とは互いにボルト等５により内外の圧力差に
充分耐えるようｆｉｋ続されている。
１図において、符号１ｏはタービンヶー’／７ｆ’ｆｒ
示ｆ本のであって、このタービンケーシング１０け上半
シェル部１、下半シェル部２、フランジｓ３．４とから
形成されて込る。まえ、前記上半７ランジ部３と下半フ
ランジ部４とは互いにボルト等５により内外の圧力差に
充分耐えるようｆｉｋ続されている。
ここで、各々別個のブロック材である上半シェル部１、
下半シェル部２、フランジ３，４を溶接にて接合する際
上述し九ようにその溶＃接続部の位置が問題となる。そ
こで、第３図に示すようにケーシングのタービン軸方向
断面をとり、２次元４の応力分布状態を検討した。前記
有限要素法により求めた主応力分布を第２図に示すう第
２図によれば、フランジ部３．４の上部近傍にある／エ
ル部ｉａ、２Ｊｌにおいて主応力σは、最大引張応力を
生じ、当該部を離れ、ケーシング上部に移るＫしたがっ
て主応力σは急速に低下し、はぼ一定値の引張応力にな
っている。一方、最大引張応力の発生するフランジ部の
上記近傍にあるシェル部ｌａ、２ｍより下部に移ると主
応力σけ急速に低下し、さらにフランジ部３．４では、
圧縮応力となってｂる。このような応力分布け、第３図
に示すように、内外圧力差によるカフ、ポルト締付力６
との合成により生ずるものである。
下半シェル部２、フランジ３，４を溶接にて接合する際
上述し九ようにその溶＃接続部の位置が問題となる。そ
こで、第３図に示すようにケーシングのタービン軸方向
断面をとり、２次元４の応力分布状態を検討した。前記
有限要素法により求めた主応力分布を第２図に示すう第
２図によれば、フランジ部３．４の上部近傍にある／エ
ル部ｉａ、２Ｊｌにおいて主応力σは、最大引張応力を
生じ、当該部を離れ、ケーシング上部に移るＫしたがっ
て主応力σは急速に低下し、はぼ一定値の引張応力にな
っている。一方、最大引張応力の発生するフランジ部の
上記近傍にあるシェル部ｌａ、２ｍより下部に移ると主
応力σけ急速に低下し、さらにフランジ部３．４では、
圧縮応力となってｂる。このような応力分布け、第３図
に示すように、内外圧力差によるカフ、ポルト締付力６
との合成により生ずるものである。
ケーシング内外圧力差によるカフによりケーシングシエ
４部１．２及びフランジ部３，４全面に−わたり、引張
応力が生ずるが、フランジ部の水平面３暑、４Ｊｌに加
わるボルト締付応力６によりフランジ部３．４及びフラ
ンジ部近傍のシェル部には圧縮応力が作用する。し九が
って内外圧力差によるカフとボルト締付応力σの両者に
より生じる応力分布は第２図のようになる。
４部１．２及びフランジ部３，４全面に−わたり、引張
応力が生ずるが、フランジ部の水平面３暑、４Ｊｌに加
わるボルト締付応力６によりフランジ部３．４及びフラ
ンジ部近傍のシェル部には圧縮応力が作用する。し九が
って内外圧力差によるカフとボルト締付応力σの両者に
より生じる応力分布は第２図のようになる。
本発明では溶接接続部の位置を低応力個所に指定すると
とＫよって溶接部の信頼性の向上を計っている。フラン
ジ部とシェル部の溶接接続の位置として、第４図に示す
ようなフランジ部の水平面３ａ、４ｇにて接続する方法
、第５図に示すような応力σがほぼ一定値に低下したシ
ェル部１ｂ。
とＫよって溶接部の信頼性の向上を計っている。フラン
ジ部とシェル部の溶接接続の位置として、第４図に示す
ようなフランジ部の水平面３ａ、４ｇにて接続する方法
、第５図に示すような応力σがほぼ一定値に低下したシ
ェル部１ｂ。
２ｂＫて接続する方法が考えられる。しかし、第４図の
方法では 最大主応力の発生する部分１ａ。
方法では 最大主応力の発生する部分１ａ。
２ａが極近傍にあること、第５図の方法では、応力は特
に高くないが引張応力が発生していることから、充分な
信頼性があるとは言えないうすなわち、１ＩＩｋも信頼
性のある溶接接合方法として、第６図に示すようなフラ
ンジ鉛直面３ｂ、４ｂとシェル外面１ｃ、２ｃとを接続
することである。第２図に示すようにフランジ部３．４
では全面圧縮応力であ妙、特にフランジ部のシェル側は
低い圧縮応力埴であることから、より高い信頼性が期待
できる。さらに一般に鉄鋼材料は引張応力よりも圧縮応
力に強固であること、ｔた圧縮応力場であると、溶接時
に生じた内部欠陥が存在しても亀裂の道展が考えられな
いという利点がある。
に高くないが引張応力が発生していることから、充分な
信頼性があるとは言えないうすなわち、１ＩＩｋも信頼
性のある溶接接合方法として、第６図に示すようなフラ
ンジ鉛直面３ｂ、４ｂとシェル外面１ｃ、２ｃとを接続
することである。第２図に示すようにフランジ部３．４
では全面圧縮応力であ妙、特にフランジ部のシェル側は
低い圧縮応力埴であることから、より高い信頼性が期待
できる。さらに一般に鉄鋼材料は引張応力よりも圧縮応
力に強固であること、ｔた圧縮応力場であると、溶接時
に生じた内部欠陥が存在しても亀裂の道展が考えられな
いという利点がある。
なお、本発明は溶接接合面を指定することにより、信頼
性の高いケーシングを提供することＫあり、フランジ部
及びケーシング部の材質（鋳造、鋼板、鍛鋼等）は問わ
ない。また、フランジ部とケーシング部の材質が異なる
こともあり得る。
性の高いケーシングを提供することＫあり、フランジ部
及びケーシング部の材質（鋳造、鋼板、鍛鋼等）は問わ
ない。また、フランジ部とケーシング部の材質が異なる
こともあり得る。
以上説明したように本発明によれば、フランジの鉛直面
とケーシング上半あるいは下半の外面とＫより溶接接続
部を形成すれば、信頼性を損なわずにフランジ、及び上
半部あるいは下半部の溶接接合が可能となる。したがっ
て、溶接性ケーシングを採用することｋより、従来鋳物
構造では得られなかった信頼性の向上、費用の低減等が
計れる。
とケーシング上半あるいは下半の外面とＫより溶接接続
部を形成すれば、信頼性を損なわずにフランジ、及び上
半部あるいは下半部の溶接接合が可能となる。したがっ
て、溶接性ケーシングを採用することｋより、従来鋳物
構造では得られなかった信頼性の向上、費用の低減等が
計れる。
第１図は従来のタービンケーシングを示す断面図、第２
図は従来のタービンケーシングの上半部の主応力分布図
、第３図はタービンケーシングに作用する力の説明図、
第４図、＃１５図は従来のり−ビンケーシングの溶接法
を示す既略図、第６図は本発明の一実施例であるタービ
ンケーシングの溶接接続部の位置を示すケーシング既略
図であるう１・・・上半シェル部、２・・・下半シェル
部、３・・・上半フランジ部、４・・・下半フランジ部
、５・・・ボルト、６・・・ボルト締付力、７・・・内
外圧力差による力、１０・・、タービンケーシング、１
ａ・・・上半シェル最大主応力発生部、２ａ・・・下半
シェル最大主応力発生部、３ａ・・・上半フランジ水平
ｆｆｉ、４ａ・・・下半フランジ水平面、ｌｂ・・・上
半シェルにおいて応力が一定値に低下する部、２ｂ・・
・下半シェルにおいて応力が一定値に低下する部、ＩＣ
・・・上半シェル外面溶接接続部、２Ｃ・・・下半シェ
ル外面溶接接続部、３ｂ・・・上半フランジ鉛直面溶接
接続部、４ｂ・・・下半フランジ鉛直面接接続部。 ′Ｈｌ 図 １２ 図 茅 ３ 躬 ｙ！Ｊ４ＩｉＪ ￥５ 図
図は従来のタービンケーシングの上半部の主応力分布図
、第３図はタービンケーシングに作用する力の説明図、
第４図、＃１５図は従来のり−ビンケーシングの溶接法
を示す既略図、第６図は本発明の一実施例であるタービ
ンケーシングの溶接接続部の位置を示すケーシング既略
図であるう１・・・上半シェル部、２・・・下半シェル
部、３・・・上半フランジ部、４・・・下半フランジ部
、５・・・ボルト、６・・・ボルト締付力、７・・・内
外圧力差による力、１０・・、タービンケーシング、１
ａ・・・上半シェル最大主応力発生部、２ａ・・・下半
シェル最大主応力発生部、３ａ・・・上半フランジ水平
ｆｆｉ、４ａ・・・下半フランジ水平面、ｌｂ・・・上
半シェルにおいて応力が一定値に低下する部、２ｂ・・
・下半シェルにおいて応力が一定値に低下する部、ＩＣ
・・・上半シェル外面溶接接続部、２Ｃ・・・下半シェ
ル外面溶接接続部、３ｂ・・・上半フランジ鉛直面溶接
接続部、４ｂ・・・下半フランジ鉛直面接接続部。 ′Ｈｌ 図 １２ 図 茅 ３ 躬 ｙ！Ｊ４ＩｉＪ ￥５ 図
Claims (1)
- １、上半シェル部と下半シェル部とフランジ部とがそれ
ぞれ分割して形成されるタービンケーシングにおいて、
前記上、下半シェル部＆ｃ＃フランジ部を溶接固着して
一体に形成する際に、その溶接接続部が該フランジの船
直面と上下半シエル外面との間に位置するように溶接す
ることを特徴とする溶接製タービンケーシング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1490982A JPS58133405A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 溶接製タ−ビンケ−シング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1490982A JPS58133405A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 溶接製タ−ビンケ−シング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58133405A true JPS58133405A (ja) | 1983-08-09 |
Family
ID=11874100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1490982A Pending JPS58133405A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 溶接製タ−ビンケ−シング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58133405A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2158996A1 (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-03 | Rolls-Royce plc | A method of joining articles |
| EP3561242A1 (de) * | 2018-04-24 | 2019-10-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Geschweisstes turbinengehäusesegment sowie turbinengehäuse |
| EP3871818A1 (en) | 2020-02-25 | 2021-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Manufacturing method of casing |
-
1982
- 1982-02-03 JP JP1490982A patent/JPS58133405A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2158996A1 (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-03 | Rolls-Royce plc | A method of joining articles |
| EP3561242A1 (de) * | 2018-04-24 | 2019-10-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Geschweisstes turbinengehäusesegment sowie turbinengehäuse |
| EP3871818A1 (en) | 2020-02-25 | 2021-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Manufacturing method of casing |
| CN113369802A (zh) * | 2020-02-25 | 2021-09-10 | 三菱重工压缩机有限公司 | 机室的制造方法 |
| US11484934B2 (en) | 2020-02-25 | 2022-11-01 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Manufacturing method of casing |
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