JP2002013589A

JP2002013589A - 配管の防振装置

Info

Publication number: JP2002013589A
Application number: JP2000194299A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kitamura; 友一北村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の油圧防振器やばね式防振器に比較して
低コストで製造できる配管の防振装置を提供することに
ある。【解決手段】配管３１にプロテクタ３２を介して接触
する防振治具３０であって、前記配管３１の熱変位を前
記防振治具３０の弾性変形により許容すると共に前記配
管３１が振動した場合の振動エネルギーを前記防振治具
３０の弾性変形により吸収することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管の防振装置に
関する。特に、複合発電プラント等で用いられる配管の
防振対策として適するものである。

【０００２】

【従来の技術】エネルギー資源の有効利用と経済性の観
点から、発電設備（発電プラント）では様々な高効率化
が図られている。ガスタービンと蒸気タービンを組み合
わせたタービン発電プラント（複合発電プラント）もそ
の一つである。

【０００３】複合発電プラントでは、ガスタービンから
の高温の排気ガスが廃熱ボイラに送られ、排ガスボイラ
内で過熱ユニットを介して蒸気を発生させ、発生した蒸
気を蒸気タービンに送って蒸気タービンで仕事をするよ
うになっている。過熱ユニットは節炭器、過熱器、ボイ
ラ（ドラム及び蒸発器）等を有しており、ボイラの熱回
収率を向上させるため、複数段（例えば、高圧、中圧、
低圧）の過熱ユニットが備えられている。そして、高
圧、中圧、低圧の過熱ユニットのそれぞれに過熱器やボ
イラ等が備えられている。

【０００４】複合発電プラントでは、全体の効率向上の
ため、高温域の効率を高める工夫がされており、ガスタ
ービン構造体の耐熱性の面から様々な冷却システムが設
けられている。特に、近年では、熱回収の点から、ガス
タービンの冷却媒体として蒸気が採用されてきている。

【０００５】ガスタービンの冷却媒体として蒸気が採用
されている従来の複合発電プラントを図４に基づいて説
明する。図４には従来の複合発電プラントの全体を表す
概略構成を示してある。

【０００６】図に示すように、ガスタービン１からの排
気ガスが排ガスボイラ２に送られるようになっており、
排ガスボイラ２には上流側（下側）から、高圧過熱ユニ
ット３、中圧過熱ユニット４及び低圧過熱ユニット５が
備えられている。排ガスボイラ２内では高圧過熱ユニッ
ト３、中圧過熱ユニット４及び低圧過熱ユニット５を介
して蒸気を発生させ、発生した蒸気を配管ａを通じて蒸
気タービン６に送って蒸気タービン６で仕事をするよう
になっている。

【０００７】蒸気タービン６からの蒸気は復水器７によ
り復水され、循環ポンプ８により配管ｂを介して排ガス
ボイラ２側に循環される。一方、ガスタービン１の圧縮
機１１で圧縮された圧縮空気の一部は、熱交換器１２で
熱交換された後、タービン１３に導入されて翼が冷却さ
れる。また、ガスタービン１の燃焼器１４には、中圧過
熱ユニット４から配管ｃを通じて蒸気が導入され、燃焼
器１４が蒸気冷却される。蒸気冷却した後の過熱された
蒸気は配管ｄを通じて蒸気タービン６側に回収される。

【０００８】このように、従来の複合発電プラントで
は、圧縮空気によりタービン１３が冷却されると共に、
蒸気により燃焼器１４が冷却されている。そして、燃焼
器１４を冷却した後の蒸気は、蒸気タービン６側に回収
されるようになっている。このため、効率の良い冷却シ
ステムが構築された複合発電プラントとなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の複合発電プラン
トでは、排ガスボイラ２、蒸気タービン６、ガスタービ
ン１の間をつなぐ配管ａ，ｂ，ｃ，ｄは吊り下げて配置
していたため、地震等が発生した場合を想定してこれら
配管ａ〜ｄに対する振動対策が必要である。また、上記
配管ａ〜ｄは、高温の流体が流通するため、熱膨張を許
容しつつ防振対策を施すことが必要となる。そのため、
従来では、図３に示す油圧防振器２０が設けられてい
た。

【００１０】この油圧防振器２０は、図３（ａ）に示す
ように、油圧により伸縮自在なシリンダーであり、その
一端が配管２１に対して留め具２２を介してピン結合さ
れ、また、その他端が留め具２３を介して鉄骨２４にピ
ン結合されている。従って、図３（ｂ）に示すように、
配管２１が熱変位により鉄骨２４に対し近づくように移
動するときには、油圧防振器２０が圧縮されることにな
り、逆に、配管２１が熱変位により鉄骨２４に対し離れ
るように移動するときには、油圧防振器２０が伸長する
ことになる。配管２１の熱変位量は、流通する流体の温
度やその流通量に依存して、時間的に変化する。

【００１１】また、配管２１に振動が発生した場合に
は、油圧防振器２０は、油圧の抵抗により振動エネルギ
ーを吸収することになる。配管２１に生じる振動のスト
ロークは、配管２１のスパンが長いほど、その剛性が低
いほど大きくなる。ここで、油圧防振器２０を取り付け
る態様は、配管２１の種類や配置に応じてに種々異な
る。

【００１２】上述した油圧防振器２０は、油圧を利用し
て熱変位を許容し、振動エネルギーを吸収するものであ
るため、比較的構造が複雑なため比較的高価である。ま
た、油圧防振器２０に代えて、ばね式の防振器もある
が、油圧防振器２０と同様な問題がある。また、複合発
電プラントの各所において、配管ａ〜ｄを保持できるよ
うに油圧防振器２０を多数箇所設けられることから、設
備費に占めるコストも大きい。

【００１３】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、従来の油圧防振器もしくはばね式防振器と同程度の
機能を発揮し、構造面においてももっと簡易的に振動を
抑えることができる低コストの配管の防振装置を提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の請求項１に係る配管の防振装置は、配管にプロテ
クタを介して接触する防振治具であって、前記配管の熱
変位を前記防振治具の弾性変形により許容すると共に前
記配管が振動した場合の振動エネルギーを前記防振治具
の弾性変形により吸収することを特徴とする。

【００１５】上記目的を達成する本発明の請求項２に係
る配管の防振装置は、請求項１において、前記防振治具
としては、断面がコ字型をなすチャンネル型又は階段部
で折れ曲がることにより弾性が変化する階段型とするこ
とを特徴とする。

【００１６】上記目的を達成する本発明の請求項３に係
る配管の防振装置は、請求項１又は２において、前記防
振治具としては、前記配管に極めて大きな振動が発生し
た時には、塑性変形により前記エネルギーを吸収するこ
とを特徴とする。

【００１７】上記目的を達成する本発明の請求項４に係
る配管の防振装置は、請求項１，２又は３において、前
記配管としては、発電プラントにおいて吊り下げて配置
される配管であることを特徴とする。

【００１８】上記目的を達成する本発明の請求項５に係
る配管の防振装置は、請求項１，２又は３において、前
記配管はとしては、発電プラントにおいて低圧過熱ユニ
ットから蒸気タービンまで蒸気を送る配管であることを
特徴とする。

【００１９】上記目的を達成する本発明の請求項６に係
る配管の防振装置は、請求項１，２又は３において、前
記配管としては、発電プラントにおいて覆水器から排ガ
スボイラまで蒸気を送る配管であることを特徴とする。

【００２０】上記目的を達成する本発明の請求項７に係
る配管の防振装置は、請求項１，２又は３において、前
記配管はとしては、発電プラントにおいて中圧過熱ユニ
ットからガスタービンまで蒸気を送る配管であることを
特徴とする。

【００２１】上記目的を達成する本発明の請求項８に係
る配管の防振装置は、請求項１，２，３，４，５，６又
は７において、前記プロテクタとしては、前記配管と防
振治具との直接接触を避け、前記配管の損傷を防止する
ものであることを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】〔実施例１〕本発明の第１の実施
例に係る配管の防振装置を図１に示す。本実施例は、チ
ャンネル型防振治具３０に関する。図１（ａ）に示すよ
うに、鉄骨３４にチャンネル型防振治具３０が固着され
ると共にプロテクタである取付金物３２を介して配管３
１に接触している。チャンネル型防振治具３０は、断面
がコ字型をなすものであり、その大きさは、配管３１の
スパンや、その熱変位のストロークや、振動量に応じて
決定すると良い。

【００２３】チャンネル型防振治具３０としては、図１
（ｂ）に示すように、配管３１が熱変形した場合には、
弾性変形（撓み）によりその熱変位を許容することがで
き、また、配管３１が振動した場合の振動エネルギーを
吸収できる程度の弾性を持つもの用いる。例えば、チャ
ンネル型防振治具３０の材質としては、炭素鋼を用いる
ことができる。取付金物３２は、防振治具３０と配管３
１との直接接触を避け、配管３１の損傷を防止するた
め、言い換えると、配管３１に対するプロテクタとして
機能するものである。取付金物３２の先端部は、平面に
限らず、湾曲した球面としても良い。

【００２４】取付金物３２は配管３１に固着されるが、
配管３１の長手方向の熱変形を許容するため、防振治具
３０とは固着されないものとする。配管３１は、水平な
配管でも良く、垂直な配管でも良い。特に、発電プラン
トにおいて吊り下げて配置される配管であって、高温の
流体が流通する配管のように、熱変位を許容する必要が
あり、且つ、振動対策が必要なものに好適である。例え
ば、図４に示す発電プラントにおいて、吊り下げられて
配置される配管であって、低圧過熱ユニット５から蒸気
タービン６まで蒸気を送る配管ａ、覆水器７から排ガス
ボイラ２まで蒸気を送る配管ｂ又は中圧過熱ユニット４
からガスタービン１まで蒸気を送る配管ｃとすると良
い。

【００２５】配管３１と防振治具３０との配置関係は特
に制限するものではないが、例えば、配管３１の熱変位
量が５０ｍｍとし、鉄骨３４と配管３１との距離は１５
０ｍｍ、チャンネルの高さ１００ｍｍとすることができ
る。尚、低温時（低負荷運転時）は、図１（ａ）に示す
ように、防振治具３０と配管３１とは取付金物３２を介
して接触しており、それらの間には隙間は設けられてい
ない。低温時においても、配管３１の僅かな振動を吸収
する必要があると考えられるためである。また、図中に
示すように防振治具３０と配管３１とは、左右に配置さ
れるものに限らず、上下に配置されるものでも良い。

【００２６】上記構成を有する本実施例の配管の防振装
置は、配管３１が振動した場合には、配管３１と防振治
具３０とが取付金物２１を介して接触しているため、配
管３１の振動エネルギーが防振治具３０の弾性変形によ
り吸収される。ここで、配管３１の振動は、図中左右に
限らず上下方向であっても、防振治具３０が接触してい
る限り、振動のエネルギーを吸収できるものである。特
に、配管３１に極めて大きな振動が発生する場合、例え
ば、地震が発生した場合には、図６（ａ）に示すよう
に、配管３１の振動エネルギーを吸収するため防振治具
３０が塑性変形するものであっても良い。

【００２７】但し、その場合には、その後、防振治具３
０を取り替える必要がある。一方、高温時は、図１
（ｂ）に示すように、配管３１が図中左右方向に熱変位
して、防振治具３０が撓んで、その熱変位を許容するこ
とができる。本実施例では、配管３１の片側だけに防振
治具３０を配置していたが、これに限るものではなく、
配管３１の両側に防振治具３０を配置しても良い。

【００２８】〔実施例２〕本発明の第２の実施例に係る
配管の防振装置を図２に示す。本実施例は、階段型防振
治具４０に関するものであり、その他の構成について
は、実施例１と同様である。即ち、鉄骨４４に階段型防
振治具４０が固着されると共にプロテクタである取付金
物４２を介して配管４１に接触している。階段型防振治
具４０は、階段状（図示例では２段）になっているの
で、小さな負荷により容易に撓みやすく、また、比較的
小型化できる利点がある。

【００２９】また、図２（ｂ）に示すように、階段型防
振治具４０は、階段部で折れ曲がる前と後では、弾性が
２段階に変化することから、振巾の大小を問わず効率的
に振動エネルギーを吸収できる利点がある。本実施例に
係る階段型防振治具と、実施例１に係るチャンネル型防
振治具と配置する箇所に応じて適宜選定して配置するよ
うにしても良い。また、従来の油圧防振器又はばね式防
振器を併用するようにしても良い。特に、配管４１に極
めて大きな振動が発生する場合、例えば、地震が発生し
た場合には、図６（ｂ）に示すように、配管４１の振動
エネルギーを吸収するため防振治具４０が塑性変形する
ものであっても良い。

【００３０】〔実施例３〕本発明の第３の実施例に係る
配管の防振装置を図６、図７に示す。本実施例は、配管
の両側に防振治具を配置したものである。即ち、図６に
示すように、鉄骨５４にブラケット５３が取り付けられ
ると共にこのブラケット５３を貫通するように配管５１
が配置され、更に、配管５１の両側において防振治具５
０が配置されている。配管５１には取付金物５２が設け
られ、この取付金物５２と防振治具５０との間には、低
温時において隙間が形成されている。

【００３１】但し、その隙間の大きさは左右で異なり、
少なくとも高温時においては、図７に示すように、少な
くとも一方の防振治具５０と接触するようになってい
る。従って、高温時に熱変位により配管５１と防振治具
５０とが接触した後は、配管５１の振動を吸収すること
が可能である。また、高温時において、更に、配管５１
の熱変位が増大した場合には、防振治具５０の弾性変形
によって、その熱変位を吸収することができる。

【００３２】〔実施例４〕本発明の第４の実施例に係る
配管の防振装置を図８、図９に示す。本実施例は、実施
例４の変形例である。即ち、図８に示すように、鉄骨５
４にブラケット５３が取り付けられると共にこのブラケ
ット５３を貫通するように配管５１が配置され、配管５
１の両側において防振治具５０が配置されている。配管
５１には取付金物５２が設けられるが、この取付金物５
２と防振治具５０との間には、低温時において隙間が形
成されている。

【００３３】但し、その隙間の大きさは左右で異なり、
少なくとも高温時においては、図９に示すように、少な
くとも一方の防振治具５０と接触するようになってい
る。従って、高温時に熱変位により配管５１と防振治具
５０とが接触した後は、配管５１の振動を吸収すること
が可能である。また、高温時において、更に、配管５１
の熱変位が増大した場合には、防振治具５０の弾性変形
によって、その熱変位を吸収することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明のの請求項１に係る配管の防振装置
は、配管にプロテクタを介して接触する防振治具であっ
て、前記配管の熱変位を記防振治具の撓みにより許容す
ると共に前記配管が振動した場合の振動エネルギーを前
記配管の弾性変形により吸収することができるので、従
来の油圧防振器やばね式防振器に比較して低コストで製
造できるという利点がある。また、本発明の請求項２に
係る配管の防振装置は、請求項１において、前記防振治
具を断面がコ字型をなすチャンネル型又は階段部で折れ
曲がることにより弾性が変化する階段型としたので、特
別な製造装置が不要であり、容易に製造できるという利
点がある。また、本発明の請求項３に係る配管の防振装
置は、請求項１又は２において、前記防振治具が、前記
配管に極めて大きな振動が発生した時には、塑性変形に
より前記エネルギーを吸収するので、例えば、地震等に
おける損傷や被害を防止することが可能となる。また、
本発明の請求項４に係る配管の防振装置は、請求項１，
２又は３において、前記配管として、発電プラントにお
いて吊り下げて配置される配管を用いるため、発電プラ
ントにおける設備費の低減にも寄与するものである。ま
た、本発明の請求項５に係る配管の防振装置は、請求項
１，２又は３において、前記配管として、発電プラント
において低圧過熱ユニットから蒸気タービンまで蒸気を
送る配管としたため、発電プラントにおける設備費の低
減にも寄与するものである。また、本発明の請求項６に
係る配管の防振装置は、請求項１，２又は３において、
前記配管として、発電プラントにおいて覆水器から排ガ
スボイラまで蒸気を送る配管としたため、発電プラント
における設備費の低減にも寄与するものである。また、
本発明の請求項７に係る配管の防振装置は、請求項１，
２又は３において、前記配管として、発電プラントにお
いて中圧過熱ユニットからガスタービンまで蒸気を送る
配管としたため、発電プラントにおける設備費の低減に
も寄与するものである。また、本発明の請求項８に係る
配管の防振装置は、請求項１，２，３，４，５，６又は
７において、前記プロテクタは、前記配管と防振治具と
の直接接触を避け、前記配管の損傷を防止するため、前
記配管の損傷のおそれをなくすることができる。更に、
油圧防振器と比べ、設備のメンテナンス費の低減にも寄
与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施例に係る配
管の防振装置を示す正面図、同図（ｂ）は、その熱変位
後の正面図である。

【図２】図２（ａ）は、本発明の第２の実施例に係る配
管の防振装置を示す正面図、同図（ｂ）は、その熱変位
後の正面図である。

【図３】図３（ａ）は、従来の油圧防振器を示す正面
図、同図（ｂ）はその熱変位後の正面図である。

【図４】従来の複合発電プラントの全体を表す概略構成
図である。

【図５】図５（ａ）は本発明の第１の実施例に係るチャ
ンネル型防振治具の塑性変形を示す正面図、図５（ｂ）
は本発明の第２の実施例に係る階段型防振治具の塑性変
形を示す正面図である。

【図６】図６（ａ）は、本発明の第３の実施例に係る配
管の防振装置を示す正面図、同図（ｂ）は、その側面図
である。

【図７】図７（ａ）は、本発明の第３の実施例に係る配
管の防振装置の熱変位後を示す正面図、同図（ｂ）は、
その側面図である。

【図８】図８（ａ）は、本発明の第４の実施例に係る配
管の防振装置を示す正面図、同図（ｂ）は、その側面図
である。

【図９】図９（ａ）は、本発明の第４の実施例に係る配
管の防振装置の熱変位後を示す正面図、同図（ｂ）は、
その側面図である。

【符号の説明】

１ガスタービン２排ガスボイラ６蒸気タービン３０チャンネル型防振治具３１，４１，５１配管３２，４２，５２取付金具（プロテクタ）４０階段型防振治具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配管にプロテクタを介して接触する防振
治具であって、前記配管の熱変位を前記防振治具の弾性
変形により許容すると共に前記配管が振動した場合の振
動エネルギーを前記防振治具の弾性変形により吸収する
ことを特徴とする配管の防振装置。
【請求項２】前記防振治具は、断面がコ字型をなすチ
ャンネル型又は階段部で折れ曲がることにより弾性が変
化する階段型であることを特徴とする請求項１記載の配
管の防振装置。
【請求項３】前記防振治具は、前記配管に極めて大き
な振動が発生した時には、塑性変形により前記エネルギ
ーを吸収することを特徴とする請求項１又は２記載の配
管の防振装置。
【請求項４】前記配管は、発電プラントにおいて吊り
下げて配置される配管であることを特徴とする請求項
１，２又は３記載の配管の防振装置。
【請求項５】前記配管は、発電プラントにおいて低圧
過熱ユニットから蒸気タービンまで蒸気を送る配管であ
ることを特徴とする請求項１，２又は３記載の配管の防
振装置。
【請求項６】前記配管は、発電プラントにおいて覆水
器から排ガスボイラまで蒸気を送る配管であることを特
徴とする請求項１，２又は３記載の配管の防振装置。
【請求項７】前記配管は、発電プラントにおいて中圧
過熱ユニットからガスタービンまで蒸気を送る配管であ
ることを特徴とする請求項１，２又は３記載の配管の防
振装置。
【請求項８】前記プロテクタは、前記配管と防振治具
との直接接触を避け、前記配管の損傷を防止するもので
あることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６又
は７記載の配管の防振装置。