JP2003106631A - ダクト交換時の据付方法 - Google Patents

ダクト交換時の据付方法

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JP2003106631A
JP2003106631A JP2001305309A JP2001305309A JP2003106631A JP 2003106631 A JP2003106631 A JP 2003106631A JP 2001305309 A JP2001305309 A JP 2001305309A JP 2001305309 A JP2001305309 A JP 2001305309A JP 2003106631 A JP2003106631 A JP 2003106631A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来、前部排気ディフューザが大きく変形した
ことにより、接合部の偏芯量が大きいくまた、軸方向の
長さが新設時に比べ、調整しきれないような最悪の場合
には、現地で新品の後部排気ディフューザ或いは前部排
気ディフューザを切断するとか、軸方向の長さが足りな
い場合には接合部にシム等の中間介在物を介挿して寸法
調整を行っており、これらの追加作業によって工事の工
程に大きな影響を与える場合がある。 【解決手段】既設の構造物に接合しているダクトを新品
のダクトと交換するに際し、新品ダクトから分離された
接合用フランジを先ず既設構造物側のフランジに取り付
け、次に残りの新品ダクト本体の芯合わせおよび軸方向
の長さ調整を行い、次に前記接合用フランジとダクト本
体間との開先合わせを行い、その後前記接合用フランジ
とダクト本体とを溶接して一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はダクト類を交換する
時の据付方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスタービンプラントにおいては、排ガ
スを拡散排気するためにガスタービン本体の出口側に排
気ディフューザ等のダクト類を設置しているが、この排
気ディフューザは高温の排ガスに晒されるため経年劣化
する。この劣化が所定の基準まで進むと排気ディフュー
ザを新品と交換せざるを得ない。
【0003】ここで問題なのは、排気ディフューザの経
年劣化の進行にともなって、その接合部がプラントの新
設当初時に比べて変形してくるということである。劣化
した排気ディフューザと交換される新品の排気ディフュ
ーザは、通常新設時の設計図に基づいて工場にて製作さ
れるので、両端部に接合用フランジを取り付けた状態で
製作される。この新品の排気ディフューザをガスタービ
ン側に残されている既設の構造物の接合部と接合しよう
としても、この既設の構造物の接合部が変形したり摩耗
している場合は、直ちに新品の排気ディフューザを接合
することはできない。なお、ガスタービン本体の出口側
に設置される排気ディフューザは、通常排ガスの流れの
方向に上部排気ディフューザおよび下部排気ディフュー
ザとに2分割されており、ガスタービン側に残されてい
る既設の構造物の一部として前部排気ディフューザを通
常使用し、劣化した排気ディフューザとして、後部排気
ディフューザが交換される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来は、前部排気ディ
フューザが大きく変形したことにより、接合部の偏芯量
が大きいくまた、軸方向の長さが新設時に比べ、調整し
きれないような最悪の場合には、現地で新品の後部排気
ディフューザ或いは前部排気ディフューザを切断すると
か、軸方向の長さが足りない場合には接合部にシム等の
中間介在物を介挿して寸法調整を行っており、これらの
追加作業によって工事の工程に大きな影響を与える場合
がある。
【0005】本発明は、上述した従来技術の課題に鑑
み、長年の使用によって経年劣化した前部排気ディフュ
ーザ等の既設構造物と接合する後部排気ディフューザ等
のダクトを新品と交換する際、偏芯せずにしかも軸方向
の寸法合わせが容易に行えるようにしたダクト交換時の
据付け方法を提供することを目的とするものある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1記載のダクト交換時の据付け方法に係わ
る発明は、既設の構造物に接合しているダクトを新品の
ダクトと交換するに際し、新品ダクトと分離している接
合用フランジを先ず既設構造物側のフランジに取り付
け、次に新品ダクト本体の芯合わせおよび軸方向の長さ
調整を行い、次に前記接合用フランジとダクト本体間と
の開先合わせを行い、その後前記接合用フランジとダク
ト本体とを溶接して一体化することを特徴とする。
【0007】この発明によれば、既設構造物のフランジ
が変形しているとしても、新品のダクト類と既設構造物
との芯合わせ、軸方向の長さ調整を容易に行うことがで
き、また、ダクト等の一体化溶接は、芯合わせおよび軸
方向の長さ調整の終了後に開先を合わせてから行うよう
にしたので、寸法誤差の少ない精度のよい状態に仕上げ
ることができる。
【0008】また、請求項2記載のダクト交換時の据付
け方法に係わる発明は、前記新品ダクト本体は排ガスの
流れ方向に複数個に分割され、排ガスの上流側の部分か
ら順次芯合わせ、軸方向の長さ調整、開先合わせを行っ
た後溶接して一体化することを特徴とする。この発明に
よれば、請求項1記載の発明に加えて、既設側前部排気
ディフューザ1のフランジ面の状態がさらに変形、摩耗
が激しい場合に適用される。
【0009】また、請求項3記載のダクト交換時の据付
け方法に係わる発明は、前記接合用フランジとダクト本
体間または複数に分割された新品ダクト本体相互間を溶
接して一体化するに際し、新品ダクト本体側の内面に取
り外し可能な変形防止枠を取り付けたことを特徴とす
る。この発明によれば、溶接時の入熱によって、ダクト
が変形するのを防止することができる。
【0010】さらに、請求項4記載のダクト交換時の据
付け方法に係わる発明は、下向きの溶接作業が可能なよ
うに前記接合用フランジとダクトまたはダクト相互間の
溶接開先形状を加工するとともに、溶接時に裏当て材を
取り付けることを特徴とする。この発明によれば、溶接
部の下部に裏当て材を取り付けることにより完全溶け込
みの裏掘り作業を省略することができ、能率よく溶接す
ることができる。
【0011】またさらに、請求項5記載のダクト交換時
の据付け方法に係わる発明は、溶接部の開先合わせ後、
当該開先合わせ面をまたいだ状態で固定片を円周方向に
複数個取り付け、その後開先を溶接して一体化すること
を特徴とする。この発明によれば、溶接作業時に開先合
わせ部がずれないので、溶接の精度を上げることができ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるダクト類交
換時の据付方法について、各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および図2を用いて本発明の
第1の実施の形態を説明する。図1(a)は排気ディフ
ューザを前部排気ディフューザと後部排気ディフューザ
とに2分割した場合で、かつ新設時の据付状態を示す断
面図、(b)は接続フランジ部分の拡大断面図である。
【0013】図1(a)において、1は図示しないガス
タービン本体の排気口に設置された前部排気ディフュー
ザであり、軸芯11と同心の内筒1iおよび外筒1oか
ら構成されている。2は前部排気ディフューザ1の排ガ
ス下流側に接合される後部排気ディフューザであり、同
様に軸芯11と同心の内筒2iおよび外筒2oから構成
されている。そして、これら前部排気ディフューザ1、
後部排気ディフューザの内筒相互間および外筒相互間を
それぞれ図1(b)で示すように、内筒側フランジ3お
よび4、外筒側フランジ5および6によって接合してい
る。7は排気プレナムの後壁であり、接合リング8によ
って内筒2iの立ち上った下流側端部を固定している。
なお、9は内外筒間に形成された環状の排ガス通路であ
り、10は排ガスの流れを示す。
【0014】図2は、本発明により、新品の後部排気デ
ィフューザN2を前部排気ディフューザ1に取り付ける
状態を示す図である。新品の後部排気ディフューザN2
を取り付ける手順としては、先ず劣化により変形した後
部排気ディフューザ2を取り外した後に、図3で示すよ
うに、後部排気ディフューザN2の本体から予め分離し
て製作しておいた環状の内筒側接合フランジ12および
環状の外筒側接合フランジ13を、既設構造物である前
部排気ディフューザ1の内筒1iのフランジ3、外筒1
oのフランジ5にそれぞれ取り付ける。
【0015】その後、後部排気ディフューザ2Nの本体
部分を搬入して、その内筒N2i、外筒N2oを前記内
筒側接合フランジ12、外筒側接合フランジ13とそれ
ぞれ芯合わせを行い、併せて軸方向の長さを確認する。
【0016】なお、長さを確認した結果、新品の方が長
すぎる場合には溶接部14、15の1部分を削り、逆に
短すぎる場合には後述する溶接の工程であて板をあてて
溶接することになる。
【0017】芯合わせおよび軸方向長の確認が終わった
後、次に、図示しないジャッキ等を使用してフランジ1
2と内筒N2i,フランジ13と外筒N2oそれぞれの
段差を許容値以内に修正して開先合わせを行い、溶接部
14,15の突き合わせ溶接を行う。
【0018】突き合わせ溶接部14、15は、詳細を図
3で示すように開先形状16,17を上向きに開いたV
形開先に形成し、内外筒N2i、N2oとも下向きで溶
接できるように配慮されている。図3は上半側を示して
いるが、下半についてもV形開先は上向きとなってい
る。なお、18は開先合わせた状態を溶接時に維持する
ために溶接部14、15をまたいで取り付けた固定片で
あり、円周方向に数ヶ所固定される。また、19は溶接
部14、15の下側の周方向全面わたって密着して取り
付けた裏当て材であり、シールテープ20等で固定され
る。このように溶接部の下部に裏当て材を取り付けるこ
とにより完全溶け込みの裏掘り作業を省略することがで
き能率よく溶接することができる。なお、これら固定片
18、裏当て材19は排気ディフューザの一体化溶接終
了後に取り除かれる。図4に前記固定片18と裏当て材
19の一例を示す。
【0019】以上述べた方法を採用することによって、
たとえ既設構造物のフランジが変形しているとしても、
新品のダクト類と既設構造物との芯合わせ、軸方向の長
さ調整を容易に行うことができ、接合部の隙間はなくな
り排気プレナム後壁7において下流側接合リング8によ
って新設の時と同様に接合することができる。
【0020】また、ダクト等の一体化溶接は、芯合わせ
および軸方向の長さ調整の終了後に開先を合わせてから
行うようにしたので、寸法誤差の少ない精度のよい状態
に仕上げることができる。また、この発明によれば、固
定片により溶接作業時に開先合わせがずれないので、溶
接の精度を上げることができる。
【0021】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態を図5を参照して説明する。図5も図2同
様、経年的に劣化した前述の後部排気ディフューザ2を
取り外した後に、新品の後部排気ディフューザ2Nを前
部排気ディフューザ1に取り付ける状態を示す図であ
る。この実施の形態は、既設側前部排気ディフューザ1
のフランジ面の状態が、図2の状態よりもさらに変形、
摩耗が激しい場合に適用される。取付けの手順として
は、前述の第1の実施の形態と同様に後部排気ディフュ
ーザN2の本体から予め分離して製作しておいた環状の
内筒側接合フランジ12および環状の外筒側接合フラン
ジ13を、変形した既設側の前部排気ディフューザ1の
内筒1iのフランジ3および外筒1oのフランジ5に取
り付ける。
【0022】その後、複数に分割(図示の例では2分
割)された後部排気ディフューザ本体N21,N22の
うち、排ガス流の上流側から先ずN21から組込み、芯
合わせと軸方向長さ調整を行ってから開先合わせを行
い、内外筒フランジ12および13に対して後部排気デ
ィフューザN21の内筒、外筒を突き合わせ溶接する。
その後、この後部排気ディフューザN21の内筒、外筒
に対して後部排気ディフューザN22の内筒、外筒をそ
れぞれ突き合わせ溶接を行う。なお、14および15は
溶接部である。
【0023】このようにして、複数に分割した後部排気
ディフューザを一つひとつ取り付け、芯合わせ、軸長の
確認、突き合わせ溶接という一連の方法で据付すること
によって既設側前部排気ディフューザ1のフランジ面が
大きく変形、摩耗した状態であっても下流側接合部分の
隙間はなくなり、排気プレナム後壁3において下流側接
合リング8によって新設の時と同様に接合することがで
きる。
【0024】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施の形態を図6を参照して説明する。図6は、ガス
タービン後部排気ディフューザN2の上流側突き合わせ
溶接開先付近に、溶接時の入熱により開先部分が変形す
るのを防止するようにした変形防止枠20を取り付けた
状態を示したものであり、図6(a)は軸芯方向の断面
図、図6(b)は図6(a)をA方向から見た側面図で
ある。
【0025】この変形防止枠20は後部排気ディフュー
ザN2の内筒N2iおよび外筒N2oの排ガス通路面側
にそれぞれ円弧状の板20−1、20−2を複数個づつ
溶接により取り付け、さらにこれら円弧状の板20−
1、20−2相互間を放射状に配置した複数のL形鋼2
0−3で溶接等により固定したものである。この変形防
止枠20は基本的に現地溶接時の入熱によるガスタービ
ン後部排気ディフューザN2溶接部の変形を防止するた
めのものであるが、輸送時の変形防止枠としても兼用で
きるものである。
【0026】なお、以上述べた各実施の形態では、排ガ
スをガスタービンの軸芯11に対し外側に曲げて排出す
る構造の排気ダクトに適用したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、排ガスを下流にストレートに排出
するダクト類にも適用できることは言うまでもない。
【0027】また、上記各実施の形態では排ガス上流の
既設構造物側で本発明を適用しているが、下流側にもフ
ランジが設けられている場合は、下流側で本発明を適用
してもよい。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば排気
ディフューザ等のダクト類に接合用のフランジを一体に
取り付けた状態ではなく、フランジと本体とを長手方向
に分割した状態で据付場所に搬入し、既設構造物とフラ
ンジ部分とを先に取り付け、その後に本体部分を取り付
けるようにしたので、新品のダクト類と既設構造物との
芯合わせ、軸方向の長さ調整を容易に行うことができ
る。
【0029】また、分割したダクト類の一体化溶接は、
芯合わせおよび軸方向の長さ調整の終了後に開先を合わ
せてから行うようにしたので、寸法誤差の少ない精度の
よい状態に仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガスタービン後部排気ディフューザの新設時の
据付状態を示す断面図。
【図2】本発明の第1の実施の形態を示す断面図。
【図3】図2の要部を示す断面図。
【図4】固定片と裏当て材の一例を示す図。
【図5】本発明の第2の実施の形態を示す断面図。
【図6】本発明の第3の実施の形態を示す断面図であ
り、(a)は軸芯方向の断面図、(b)は図6(a)を
A方向から見た側面図。
【符号の説明】
1…前部排気ディフューザ、1i,2i…内筒、1o,
2o…外筒、2,N2…後部排気ディフューザ、3〜6
…接合用フランジ、7…排気プレナム後壁、8…下流側
接合リング、9…排ガス通路、10…排ガス、11…ガ
スタービン軸芯、12,13…後部排気ディフューザ側
接合用フランジ、14,15…溶接部、16,17…開
先、18…固定片、19…裏当て材、20…変形防止
枠。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 既設の構造物に接合しているダクトを新
    品のダクトと交換するに際し、新品ダクトと分離してい
    る接合用フランジを先ず既設構造物側のフランジに取り
    付け、次に新品ダクト本体の芯合わせおよび軸方向の長
    さ調整を行い、次に前記接合用フランジとダクト本体間
    との開先合わせを行い、その後前記接合用フランジとダ
    クト本体とを溶接して一体化することを特徴とするダク
    ト交換時の据付方法。
  2. 【請求項2】 前記新品ダクト本体は排ガスの流れ方向
    に複数個に分割され、排ガスの上流側の部分から順次芯
    合わせ、軸方向の長さ調整、開先合わせを行った後溶接
    して一体化することを特徴とする請求項1記載のダクト
    交換時の据付方法。
  3. 【請求項3】 前記接合用フランジとダクト本体間また
    は複数に分割された新品ダクト本体相互間を溶接して一
    体化するに際し、新品ダクト本体側の内面に取り外し可
    能な変形防止枠を取り付けたことを特徴とする請求項1
    または2記載のダクト交換時の据付方法。
  4. 【請求項4】 下向きの溶接作業が可能なように前記接
    合用フランジとダクトまたはダクト相互間の溶接開先形
    状を加工するとともに、溶接時に裏当て材を取り付ける
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の
    ダクト交換時の据付方法。
  5. 【請求項5】 溶接部の開先合わせ後、当該合わせ面を
    またいだ状態で固定片を円周方向に複数個取り付け、そ
    の後開先を溶接して一体化することを特徴とする請求項
    1ないし4のいずれかに記載ダクト交換時の据付方法。
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