[其他]速接螺栓及其紧固力的调整方法

说明书

本发明涉及一种具有能简便地调整对被连接构件紧固力的结构的用于连接构件用的连接螺栓及一种用来调整上述螺栓紧固力的方法。

本发明涉及连接构件用的连接螺栓，具体地说，涉及具有能简便地调整对被连接构件紧固力的结构的连接螺栓及用这个连接螺栓调整紧固力的方法。

历来，汽轮机等机器的壳体和凸缘是用连接螺栓相互连接的。预先调整该连接螺栓的紧固力以使机器运转的温度保持规定值。

下面，以汽轮机壳体的连接部分为例来说明历来使用的连接螺栓。

图8是表示一般汽轮机结构的剖面图。这个汽轮机，在外部壳体1里装有内部壳体2，在该内部壳体2里装设带有涡轮叶片3的转子4。另外在外部壳体1上开有蒸汽输入口5，在这个蒸汽输入口里装有可伸缩的连接管6，而连接管6则与内部壳体2上的环状喷嘴箱7连接。还有，在内部壳体2的内壁上安装带有喷嘴8的喷嘴隔板9，这个喷嘴隔板9和涡轮叶片3一起形成汽轮机冲击级。在外壳1的两端装填压盖填料10形成对转子4轴封的密封结构。

在这个汽轮机中，高温高压的蒸汽从蒸汽输入口5经连接管6流入喷嘴箱，从喷嘴口出来成为高速流体，并被引导冲击在涡轮叶片3上，这时，通过涡轮叶片3使动能加到转了4上，随后通过在各个喷嘴隔板9上形成的喷嘴8再次成为高速气流，并被顺次导入下一个涡轮冲击级上。通过最后一个涡轮冲击级的蒸汽，经过高压汽轮机出口11再次被送到中压或低压汽轮机中去。

如图9所示，一般来说密封安装转子4的外部壳体1和内部壳体2，是以水平面分成上下两部分的状态下搬运到现场的，并且被分开的壳体1a、1b、2a、2b通过用两头紧固形式的连接螺栓12和紧固螺母13连成一体组装而成。

还有，为了确保壳体的刚性强度，把作为分离壳体的连接面凸缘部分14作成厚壁形式。把连接螺栓12插入凸缘部分14内，用紧固螺母13把连接螺栓牢固地紧固，这样就可确保壳体内压的密封性。

在计算作用于使汽轮机的内外部壳体1、2一起连接成为上下成对的壳体的连接螺栓12上的作用力时，不仅要计算单个壳体1、2内的蒸汽压，还要加上为使上下的壳体牢固地连接而引起的在螺栓轴向方向的拉伸应力，以及运转时阻止由高热蒸汽引起热变形的应力。因此，把全部的应力加起来算得的应力达到了作用于连接螺栓的较大值。

为了承受这么大的应力，连接螺栓12要做得很大，例如在500MW的发电用汽轮机中，连接螺栓12的直径竞达165mm。因而，用通常的紧固工具难以紧固。所以，以往采用的方法是，在连接螺栓12的内部打成中空孔，在此中空孔内放置一个电加热器，加热连接螺栓12，在一段时间内使轴向处于热膨胀状态下。把紧固螺母紧固。然而这种坚固方法的缺点是，在加热器的装卸等操作过程，需要大量劳力。

另外，也采用其它的坚固方法，即把在高温下加热后的空气或热容量高的特种气体送入中空孔，以代替电加热器，使连接螺栓在轴向伸长。然而这时存在需要长时间升温操作的问题。而且，这种坚固方法是利用壳体的凸缘部14和连接螺栓12热膨胀差的原理。从而，必需有使凸缘14的温度不随着连接螺栓12的加热一起上升的对策，即必须限制同时加热的连接螺栓个数，长时间地分次进行局部的升温操作，这样做是困难的;并且妨碍操作效率。

再说，在上述利用热方法的场合，为了把螺栓12在高温下加热。易引起构件的热变性，导致材质的劣化，特别是用高温气体加热时，引起中空孔内面的高温氧化腐蚀的可能性很高，有使连接螺栓强度下降的危险。

历来，通过加热使连结螺栓伸长，并在这种状态下紧固的方法，在一般人工不能实现，例如需要50Kgm以上的坚固转矩时被采用。对汽轮机来说直径50mm以上的连接螺栓是使用对象。为了谋求这种连接操作省力、简便还采用油压机构的扭矩板手，但在这种情况下，由于在连接螺栓12上施加扭转作用，必须根据由连接螺栓伸长引起的拉伸应力和由扭转作用引起的剪切应力的组合应力来设计连接螺栓的强度。为此，设计上要求拉伸容许应力控制在连接螺栓弹性极限应力的83%以内，所以就存在不能充分确保紧固力的危险。而且，另一个问题是内装油压机构的扭矩板手是重型设备，需要周围宽畅的操作空间，尤其需要用吊车吊装螺栓板手等，在操作程序上缺泛机动性。