[其他]速接螺栓及其緊固力的調整方法

在審

• 申請號: 101987000006713
• 申請日: 1987-09-30
• 公開（公告）號: CN1003728B
• 公開（公告）日: 1989-03-29
• 發明（設計）人: 池田隆;角田英治
• 申請（專利權）人: 東芝株式會社
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 王麗川

本發明涉及一種具有能簡便地調整對被連接構件緊固力的結構的用于連接構件用的連接螺栓及一種用來調整上述螺栓緊固力的方法。

本發明涉及連接構件用的連接螺栓，具體地說，涉及具有能簡便地調整對被連接構件緊固力的結構的連接螺栓及用這個連接螺栓調整緊固力的方法。

歷來，汽輪機等機器的殼體和凸緣是用連接螺栓相互連接的。預先調整該連接螺栓的緊固力以使機器運轉的溫度保持規定值。

下面，以汽輪機殼體的連接部分為例來說明歷來使用的連接螺栓。

圖8是表示一般汽輪機結構的剖面圖。這個汽輪機，在外部殼體1里裝有內部殼體2，在該內部殼體2里裝設帶有渦輪葉片3的轉子4。另外在外部殼體1上開有蒸汽輸入口5，在這個蒸汽輸入口里裝有可伸縮的連接管6，而連接管6則與內部殼體2上的環狀噴嘴箱7連接。還有，在內部殼體2的內壁上安裝帶有噴嘴8的噴嘴隔板9，這個噴嘴隔板9和渦輪葉片3一起形成汽輪機沖擊級。在外殼1的兩端裝填壓蓋填料10形成對轉子4軸封的密封結構。

在這個汽輪機中，高溫高壓的蒸汽從蒸汽輸入口5經連接管6流入噴嘴箱，從噴嘴口出來成為高速流體，并被引導沖擊在渦輪葉片3上，這時，通過渦輪葉片3使動能加到轉了4上，隨后通過在各個噴嘴隔板9上形成的噴嘴8再次成為高速氣流，并被順次導入下一個渦輪沖擊級上。通過最后一個渦輪沖擊級的蒸汽，經過高壓汽輪機出口11再次被送到中壓或低壓汽輪機中去。

如圖9所示，一般來說密封安裝轉子4的外部殼體1和內部殼體2，是以水平面分成上下兩部分的狀態下搬運到現場的，并且被分開的殼體1a、1b、2a、2b通過用兩頭緊固形式的連接螺栓12和緊固螺母13連成一體組裝而成。

還有，為了確保殼體的剛性強度，把作為分離殼體的連接面凸緣部分14作成厚壁形式。把連接螺栓12插入凸緣部分14內，用緊固螺母13把連接螺栓牢固地緊固，這樣就可確保殼體內壓的密封性。

在計算作用于使汽輪機的內外部殼體1、2一起連接成為上下成對的殼體的連接螺栓12上的作用力時，不僅要計算單個殼體1、2內的蒸汽壓，還要加上為使上下的殼體牢固地連接而引起的在螺栓軸向方向的拉伸應力，以及運轉時阻止由高熱蒸汽引起熱變形的應力。因此，把全部的應力加起來算得的應力達到了作用于連接螺栓的較大值。

為了承受這么大的應力，連接螺栓12要做得很大，例如在500MW的發電用汽輪機中，連接螺栓12的直徑競達165mm。因而，用通常的緊固工具難以緊固。所以，以往采用的方法是，在連接螺栓12的內部打成中空孔，在此中空孔內放置一個電加熱器，加熱連接螺栓12，在一段時間內使軸向處于熱膨脹狀態下。把緊固螺母緊固。然而這種堅固方法的缺點是，在加熱器的裝卸等操作過程，需要大量勞力。

另外，也采用其它的堅固方法，即把在高溫下加熱后的空氣或熱容量高的特種氣體送入中空孔，以代替電加熱器，使連接螺栓在軸向伸長。然而這時存在需要長時間升溫操作的問題。而且，這種堅固方法是利用殼體的凸緣部14和連接螺栓12熱膨脹差的原理。從而，必需有使凸緣14的溫度不隨著連接螺栓12的加熱一起上升的對策，即必須限制同時加熱的連接螺栓個數，長時間地分次進行局部的升溫操作，這樣做是困難的;并且妨礙操作效率。

再說，在上述利用熱方法的場合，為了把螺栓12在高溫下加熱。易引起構件的熱變性，導致材質的劣化，特別是用高溫氣體加熱時，引起中空孔內面的高溫氧化腐蝕的可能性很高，有使連接螺栓強度下降的危險。

歷來，通過加熱使連結螺栓伸長，并在這種狀態下緊固的方法，在一般人工不能實現，例如需要50Kgm以上的堅固轉矩時被采用。對汽輪機來說直徑50mm以上的連接螺栓是使用對象。為了謀求這種連接操作省力、簡便還采用油壓機構的扭矩板手，但在這種情況下，由于在連接螺栓12上施加扭轉作用，必須根據由連接螺栓伸長引起的拉伸應力和由扭轉作用引起的剪切應力的組合應力來設計連接螺栓的強度。為此，設計上要求拉伸容許應力控制在連接螺栓彈性極限應力的83%以內，所以就存在不能充分確保緊固力的危險。而且，另一個問題是內裝油壓機構的扭矩板手是重型設備，需要周圍寬暢的操作空間，尤其需要用吊車吊裝螺栓板手等，在操作程序上缺泛機動性。