[发明专利]上冠或下环的组装方法及转轮的组装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种法兰西斯式水轮机或法兰西斯式水泵水轮机等法兰西斯式转轮的上冠或下环的组装方法及转轮的组装方法，尤其涉及将上冠或下环分割为多个来运输，使其分别在现场一体地焊接组装的方法，以及焊接上冠、下环及叶片组装转轮的方法。

背景技术

以往，在因运输或交货期等问题而无法将水轮机的转轮作为一体件运输至发电站时，采用如下方法，使转轮成为接缝螺栓连结方式的2～4分割转轮，以单体的方式将叶片或上冠、下环运输至发电站附近，通过现场焊接组装方式进行转轮一体化。

而且，作为其它的分割方法，提出有如下方法，以与转轮一体铸钢相同的构成使以每1片叶片的范围分割的转轮块(由上冠及下环各自的一部分和一片叶片构成的部件)焊接结合从而一体地组装制造转轮(专利文献1)。

在接缝连结螺栓方式的分割转轮的情况下，由于另外需要进行连结部的设计或与其对应的静止侧设计，所以设计变得繁杂。而且，专利文献1所示的在每1片叶片上具有焊接线的方法为制作包括1片叶片的块，由于上冠、下环与叶片的焊接不在现场进行，所以现场焊接量减少。

但是，上冠、下环也按照叶片片数进行了分割，在对它们进行焊接结合时，上冠、下环不得不由它们和静止部形成间隙小的密封部。

为了将上述密封部制作在容许值内一定要在焊接组装后进行机械加工，如果无法在现场设置加工机械则无法实施该方法。因此，通常采用仅由与以往设计相同结构的上冠、下环、叶片构成的转轮的现场焊接组装方式。

因此，关于现场焊接的问题提出有用于去除焊接后的应力的现场焊接结构物用热处理炉(专利文献2)、现场焊接修补方法(专利文献3)等。

近年，开始谋求水轮机的设备大容量化，因此存在上冠单体或下环单体过大而陷于无法一体运输的状况的情况，在此采用如下转轮现场焊接组装方法：分割为多个来进行运输，通过现场焊接使被分割的上冠或下环分别成为一体后，在上述上冠和下环之间插入多个叶片进行焊接，从而成为一体化转轮。

图4是表示现有的下环的分割状态的图。由分割线51表示在叶片3之间分割下环2的情况，由分割线52表示以与叶片3交叉的方式最短地进行分割的情况。而且，也同样地分割上冠。

在现场的焊接组装中，由于容易发生焊接不良的问题，所以在将上冠或下环分割为多个而进行现场焊接时，通常是以叶片的焊接部位与上冠或下环的分割线的焊接部位不交叉的方式切断位于叶片之间的部位的形状。但是，存在如下问题，在转轮的结构上焊接线51变长，相应地焊接量也变多，焊接变形也容易变大。

因而，缩短焊接线地进行分割，但是作为其结果，无法避免叶片、上冠或下环的分割线52与叶片的焊接部位交叉。此时，实施两种焊接方法。(1)在临时焊接上冠或下环后焊接叶片的方法，以及(2)完全焊接分割线以单件的方式成为一体后，对流水面形状实施机械加工，之后进行包括叶片的整体的焊接组装的方法。

在上述(1)的方法中，对分割线进行临时焊接时在分割部位留有焊接坡口，而焊接叶片时则成为十字交叉焊接部，成为容易产生焊接缺陷的结构，成为品质上的较大问题。图5是表示该方法的上冠或下环的分割线的焊接部的图，表示临时焊接的焊接线与叶片3的交叉部成为十字交叉焊接部(虚线的圆)。

而且，在上述(2)的方法中，虽然焊接量增加焊接变形变得显著，但是通过机械加工修正焊接变形，而且通过消除十字交叉焊接部，可确保分割线焊接部的品质。但是，在大型转轮的情况下，存在流水面的加工量显著增加，制作需要花费非常多的时间的问题。而且，由于根据大小存在无法进行机械加工的情况，需由手工作业来精加工流水面，所以存在需要花费更多的时间的问题。

而且，在将多个叶片插入上冠和下环之间的转轮焊接组装方法中，如果上冠或下环是单体的一体件，则在焊接叶片时发生的转轮出口侧的下环焊接变形不成为问题。但是，可以想到对于在无法确保上冠或下环被分割后，修正各自的单体焊接后的变形量的现场流水面机械加工等的设备的情况下，对下环下端部进行加固时，则会造成妨碍叶片的插入。

专利文献1：日本特开2002-310053号公报

专利文献2：日本特开平9-53126号公报

专利文献3：日本特开2004-202509号公报

缩短上冠或下环的焊接线并进行分割，从而实施现场焊接组装时，存在对上冠或下环进行单体焊接后不进行或无法进行利用机械加工等的精加工流水面的情况。此时，采用上述(1)的方法，再次说明其问题。