JP2002303104A - コンバインドサイクル発電設備およびその設置方法 - Google Patents
コンバインドサイクル発電設備およびその設置方法Info
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Abstract
位を、タイロッドを使用せずに最小に保ち、ガスタービ
ンおよび蒸気タービンの設置における調整作業および部
品点数を削減し、剛性を高めて、危険速度を安定化し定
格回転数から離調調整が可能とする。 【解決手段】ガスタービン52と蒸気タービン54とを
基礎29の上に設置して一つの水平な軸上に連結したコ
ンバインドサイクル発電設備において、蒸気タービンの
軸受の少なくとも一つを基礎29の上に固定する手段1
3xと、ガスタービンの蒸気タービン寄りの部分を支持
するガスタービン前部軸受5を基礎の上に固定する前部
サポート11と、ガスタービンの蒸気タービンから遠い
側の部分を支持するガスタービン後部軸受4を基礎の上
でリンク機構を介して支持する後部サポート10と、を
有する。
Description
クル発電設備およびその設置方法に係り、特に、1軸型
コンバインドサイクルのガスタービンの支持構造に関す
る。
設備の例を図7に示す。これはガスタービン50の空気
圧縮機60側に蒸気タービン54が配置された場合であ
って、ガスタービンロータ1と蒸気タービンロータ2を
同軸上に配置し、その間をロードカップリング3で連結
し、発電機14に動力を伝達する。
軸受)4および空気圧縮機側軸受(前部軸受)5により
支持され、蒸気タービンロータ2は蒸気タービン軸受6
および7により支持される。それぞれのロータで発生す
る軸方向スラスト力は、ガスタービンケーシング79の
空気圧縮機60側に配置されたスラスト軸受8により支
持される。また、ガスタービン排気により発生するジェ
ットスラスト力はガスタービンケーシング79に作用
し、タイロッド12およびキー13xに支持される。
び蒸気タービン54は、ジェットスラスト力の他に、熱
伸びおよび負荷による変形により支持部の軸方向移動を
生じる。特にガスタービンスラスト軸受8の軸方向移動
は、蒸気タービン54に対して過度なロータ移動を生じ
回転部と静止部の接触や性能低下の原因となることか
ら、タイロッド12によりガスタービンの空気圧縮機側
軸受5と蒸気タービン軸受6を連結し、蒸気タービンロ
ータ2のガスタービン側端と蒸気タービンケーシングの
相対変位を最小に保つ。また蒸気タービン軸受6とコン
クリート基礎29の間にキー13xを設け、系の軸方向
基準位置とする。
込むことにより、ガスタービン50と蒸気タービン54
を連結する箇所が、ロードカップリング3とタイロッド
12の2ヶ所となり、系が複雑となり軸方向変位量の予
測が困難となる。さらに、ロードカップリング3と蒸気
タービンロータ2のアライメントおよびタイロッド12
の加重分布の調整が困難となることと、地震による過大
荷重が負荷された場合に、タイロッド12の締結部に応
力集中する可能性があった。
ト71はともにリンク脚であって軸方向に可変であり、
ガスタービン50単体の工場試運転時には可変支持部と
は別に剛性の高い支持部が必要となる。このため、支持
部の交換作業および部品点数が増加してしまう課題があ
った。
すると、その変形により系全体の剛性および固有振動数
が変化するので、定格回転数近傍の危険速度が不安定と
なり安全性の面で問題があった。
方向移動による相対変位を、タイロッド12を使用せず
に最小に保ち、ガスタービンおよび蒸気タービンの設置
における調整作業および部品点数を削減し、剛性を高め
て、危険速度を安定化し定格回転数から離調調整が可能
なガスタービン支持構造を提供することを目的とする。
成するものであって、以下の手段を有する。請求項1に
係る発明は、ガスタービンと蒸気タービンとを基礎の上
に設置して一つの水平な軸上に連結したコンバインドサ
イクル発電設備において、前記蒸気タービンの軸受の少
なくとも一つを前記基礎の上に固定する手段と、前記ガ
スタービンの前記蒸気タービン寄りの部分を支持するガ
スタービン前部軸受を前記基礎の上に固定する前部サポ
ートと、前記ガスタービンの前記蒸気タービンから遠い
側の部分を支持するガスタービン後部軸受を前記基礎の
上でリンク機構を介して支持する後部サポートと、を有
することを特徴とするコンバインドサイクル発電設備で
ある。
位置を固定し、蒸気タービンロータのガスタービン側端
と蒸気タービンケーシングの相対変位を最小に保ち、ロ
ータとケーシングの軸方向移動による相対変位を最小に
保ち、ガスタービンおよび蒸気タービンの設置における
調整作業削減が図れ、危険速度を安定化し定格回転数か
ら離調調整が図れる。
ートが前記ガスタービンのケーシングの下半と対向する
部分に、前記蒸気タービンから遠い側に向いた縦継ぎ面
が設けられ、前記前部サポートと前記ガスタービンのケ
ーシングの縦継ぎ面とを貫通する複数のボルトによって
前記前部サポートと前記ガスタービンのケーシングの下
半とが締結されていること、を特徴とする請求項1のコ
ンバインドサイクル発電設備である。この発明によれ
ば、請求項1の発明の利点に加えて、スラスト軸受の軸
方向位置を確実かつ簡単に固定することができる。
ポートには、前記縦継ぎ面の剛性を高めるための補強用
リブが設けられていること、を特徴とする請求項2のコ
ンバインドサイクル発電設備である。この発明によれ
ば、請求項2の発明の利点に加えて、縦継ぎ面の剛性を
高め、スラスト軸受の軸方向位置を確実かつ簡単に固定
することができる。
ポートは、前記ガスタービン前部軸受に固定されてこの
ガスタービン前部軸受を支持するものであって、前記基
礎に固定された第1のキーを前記軸の方向に挟み込ん
で、前記基礎に対する前記前部サポートの前記軸の方向
の動きを拘束する前部サポート軸方向固定具と、前記基
礎に固定された第2のキーを前記軸と垂直な水平方向に
挟み込んで、前記基礎に対する前記前部サポートの前記
軸と垂直な水平方向の動きを拘束する前部サポート横方
向固定具と、を有すること、を特徴とする請求項1ない
し3のいずれかのコンバインドサイクル発電設備であ
る。この発明によれば、請求項1ないし3の発明の利点
に加えて、前部サポートを設置するにあたって、軸方向
および横方向に、容易に固定することができる。
ポート軸方向固定具および前部サポート横方向固定具の
少なくとも一つが、それぞれに対応する前記第1または
第2のキーを挟み込む平行部を有し、これら平行部とそ
れに挟まれるキーの間には厚さを調整できるシムが挟ま
れていること、を特徴とする請求項4のコンバインドサ
イクル発電設備である。この発明によれば、請求項4の
発明の利点に加えて、前部サポートを設置するにあたっ
て、軸方向および横方向に、容易に調整・固定すること
ができる。
ポートは、前記ガスタービン後部軸受をリンク機構を介
して支持するものであって、前記基礎に固定された第3
のキーを前記軸の方向に挟み込んで、前記基礎に対する
前記後部サポートの前記軸の方向の動きを拘束する後部
サポート軸方向固定具と、前記基礎に固定された第4の
キーを前記軸と垂直な水平方向に挟み込んで、前記基礎
に対する前記後部サポートの前記軸と垂直な水平方向の
動きを拘束する後部サポート横方向固定具と、を有する
こと、を特徴とする請求項1ないし5のいずれかのコン
バインドサイクル発電設備である。この発明によれば、
請求項1ないし5の発明の利点に加えて、後部サポート
を設置するにあたって、軸方向および横方向に、容易に
固定することができる。
ポート軸方向固定具および後部サポート横方向固定具の
少なくとも一つが、それぞれに対応する前記第3または
第4のキーを挟み込む平行部を有し、これら平行部とそ
れに挟まれるキーの間には厚さを調整できるシムが挟ま
れていること、を特徴とする請求項6のコンバインドサ
イクル発電設備である。この発明によれば、請求項6の
発明の利点に加えて、前部サポートを設置するにあたっ
て、軸方向および横方向に、容易に調整・固定すること
ができる。
ポートまたは後部サポートの少なくとも一方が、前記ガ
スタービンの燃焼器からの熱が前記基礎に伝わるのを遮
る断熱材を有すること、を特徴とする請求項1ないし7
のいずれかのコンバインドサイクル発電設備である。
明の利点に加えて、ガスタービンの燃焼器からの熱によ
る前部サポートまたは後部サポートの膨張・変形が抑制
され、ロータの軸移動が抑制される。
ポートまたは後部サポートの少なくとも一方が、冷却手
段を有すること、を特徴とする請求項1ないし8のいず
れかのコンバインドサイクル発電設備である。
明の利点に加えて、ガスタービンの燃焼器からの熱によ
る前部サポートまたは後部サポートの膨張・変形が抑制
され、ロータの軸移動が抑制される。
ビンと蒸気タービンとを基礎の上に設置して一つの水平
な軸上に連結するコンバインドサイクル発電設備の設置
方法において、前記蒸気タービンの軸受の少なくとも一
つを前記基礎の上に固定する蒸気タービン軸受固定工程
と、前記ガスタービンの前記蒸気タービン寄りの部分を
支持するガスタービン前部軸受を前記基礎の上に固定す
るガスタービン前部軸受固定工程と、前記ガスタービン
の前記蒸気タービンから遠い側の部分を支持するガスタ
ービン後部軸受を前記基礎の上でリンク機構を介して支
持するガスタービン後部軸受支持工程と、を有すること
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備の設置方法
である。
に、スラスト軸受の軸方向位置を固定し、蒸気タービン
ロータのガスタービン側端と蒸気タービンケーシングの
相対変位を最小に保ち、ロータとケーシングの軸方向移
動による相対変位を最小に保ち、コンバインドサイクル
発電設備の設置における調整作業および部品点数を削減
が図れ、危険速度を安定化し定格回転数から離調調整が
図れる。
タービン前部軸受固定工程およびガスタービン後部軸受
支持工程の前に、前記ガスタービン前部軸受とガスター
ビン後部軸受とを相互に連結する工程を有し、前記ガス
タービン前部軸受固定工程およびガスタービン後部軸受
支持工程の後に、前記ガスタービン前部軸受とガスター
ビン後部軸受との連結を取り外す工程を有すること、を
特徴とする請求項10のコンバインドサイクル発電設備
の設置方法である。この発明によれば、請求項10の発
明の利点に加えて、コンバインドサイクル発電設備の製
造・輸送・設置の作業効率を向上することができる。
施の形態を説明する。ただし、従来技術を示す図7と共
通の部分には共通の符号を付し、説明を適宜省略する。 (請求項1、10関連説明)図1は、本発明に係るコン
バインド発電設備の一実施の形態を示す。ガスタービン
ロータ1と蒸気タービンロータ2が水平一軸上に配置さ
れ、ロードカップリング3で結合されている。ガスター
ビンロータ1は、排気側軸受(後部軸受)4と空気圧縮
機軸受(前部軸受)5とで回転支持されている。蒸気タ
ービンロータ2は、ガスタービン側蒸気タービン軸受6
と、発電機側蒸気タービン軸受7とで回転支持されてい
る。空気圧縮機軸受5にはスラスト軸受8がある。ガス
タービン52はガスタービンケーシング9に覆われてい
る。
支持され、空気圧縮機軸受5は前部サポート11で固定
されている。後部サポート10および前部サポート11
の下部はそれぞれ、キー13a、13bによってコンク
リート製の基礎29の上に軸方向に固定されている。な
お、蒸気タービンロータ2の、ガスタービンロータ1か
ら遠い側には発電機ロータ14が同軸上に結合されてい
る。
すると、その変形により系全体の剛性および固有振動数
が変化するので定格回転数近傍の危険速度が不安定とな
り安全性の面で問題があったが、この発明では、前部サ
ポート11を固定し系全体の固有振動数を安定化するこ
とができる。
前部サポート11と後部サポート10が独立構造を形成
し、それによって、ガスタービンロータ1の軸方向熱伸
びおよび熱伝導の影響を回避する。
インド発電設備のガスタービン52部分の外形図であっ
て、前部サポート11を展開した状態を示す。前部サポ
ート11は、軸と直交鉛直に配置した前部サポート板1
1aと、水平の前部タービンベース11bとを有する。
前部タービンベース11bは基礎29(図1)に固定さ
れている。
って、ガスタービンケーシング9の下半側を受容するよ
うに窪んでいて、その鉛直面は、ガスタービンケーシン
グ9の下半側の支持部縦継ぎ面9aと対向している。支
持部縦継ぎ面9aは、蒸気タービンロータ2(図1)か
ら遠い側に向いた鉛直面である。前部サポート板11a
の鉛直面と支持部縦継ぎ面9aとが対向して接した状態
で、これらの面は複数の前部サポート縦継ぎボルト22
によって締め付けられ、これによって、ガスタービンケ
ーシング9が固定され、空気圧縮機軸受5(図1)が固
定される。
ケーシング9の外周と接触せず、縦継ぎ面9aおよび周
方向に複数本配置した縦継ぎボルト22によってのみ支
持する構造となっている。
とケーシング9の締結力が大きいので、スラスト軸受8
(図1)および各ロータ1、3、2、14の軸方向移動
ひいては蒸気タービン54における回転部と静止部の相
対変位を均一に低減し、動静翼端の接触や性能低下を回
避することができ、部品点数および据付調整の省力化が
図れる。
は、図3に示すように、前部サポート板11aおよび前
部タービンベース11bの間を補強する長方形の板であ
るリブ25を複数枚設けてもよい。ただし、図2の前部
サポート11ではリブがない状態を示している。
は、2枚のリブを追加するためのリブ追加取付け用ボル
ト貫通孔26およびリブ追加取付け溝27があらかじめ
設けられている。図3に示すように、前部サポート板1
1aには、前部サポート縦継ぎボルト22が貫通する複
数の貫通孔23が設けられるとともに、位置合せのため
の複数のリーマ孔24が設けられている。リブを追加取
付けすることにより、さらに系の剛性、固有振動数を調
整することができ、危険速度の離調調整が図れる。
4は図1の後部サポート10および前部サポート11の
平面図であって、これらの間を2本のH形鋼20で連結
した状態を示す。すなわち、工場での製造後に、後部サ
ポート10および前部サポート11を現地で据え付ける
には、図4のようにあらかじめH形鋼20で連結してお
き、輸送・据付けを行った後に、H形鋼20を取り外
す。
ト製の基礎29(図1)にあらかじめ固定された直方体
の金具である。後部サポート10の下端の横方向(ロー
タ軸と垂直な水平方向)中央には一組の後部サポート横
方向固定具15aが取り付けられていて、キー13aを
横方向に挟み込むようになっている。
それぞれ一組の後部サポート軸方向固定具15cが取り
付けられていて、それぞれのキー13cをロータ軸方向
に挟み込むようになっている。同様に、前部サポート1
1の下端の横方向中央には一組の前部サポート横方向固
定具15bが取り付けられていて、キー13bを横方向
に挟み込むようになっている。前部サポート11の下端
の横方向両端にはそれぞれ一組の前部サポート軸方向固
定具15dが取り付けられていて、それぞれのキー13
dをロータ軸方向に挟み込むようになっている。
ポート横方向固定具15aとキー13aおよびそれらの
周辺の構造を詳細に示す。固定具15aはロータ軸に平
行に配置された二枚の平行平板40を有し、この平行平
板40でキー13aの二つの平面を挟み込むようにす
る。キー13aは、コンクリート製の基礎29(図1)
に埋め込まれた基礎金物18に固定されている。
5aとジャッキングボルト19およびジャッキ21(図
4)により横方向(ロータ軸と垂直な水平方向)を調整
した後、L型サポートシム16の厚さを調整加工する。
その調整加工したシム16を平行平板40とキー13a
の間に挿入し、ボルト17によって平行平板40に固定
する。以上、後部サポート横方向固定具15aについて
説明したが、他の固定具15b、15c、15dも同様
の構造である。
ートとキー固定部を固定具15a〜15dにより兼用す
ることで部品点数および設置調整が簡便化されコストの
低減が図れる。
とでガスタービンベース自体の移動を制限し、かつ前部
サポート11とガスタービンケーシング9(図1)のス
ラスト軸受8位置近傍を固定し、スラスト軸受8の軸方
向移動を制限することによりケーシング9とロータ1、
3、2の運転時軸方向移動量が減少する。
で、前部サポートを軸方向に可変構造とする必要がな
く、ガスタービン単体の工場試運転時に可変支持部とは
別の剛性の高い支持部を必要としない。このため、支持
部の交換作業および部品点数が増加を抑え、コスト低減
が図れる。
照して、本発明の他の実施の形態を説明する。この実施
の形態では、ガスタービン前部サポート11および前部
サポート11の下方のコンクリート基礎29の周りに断
熱材30を配置し、さらに、冷却管31によりガスター
ビン前部サポート11および空気圧縮機下のコンクリー
ト基礎29に冷却媒体を供給する。これにより、運転時
高温となる燃焼器28からの輻射伝熱による熱伸びを防
ぐ構造となっている。その他の構造は、図1〜図5で説
明した実施の形態と同様である。
る燃焼器28からの輻射伝熱による熱伸びによる変形を
防ぎ、スラスト軸受8(図1)および各ロータ1、3、
2、14の軸方向移動ひいては蒸気タービンにおける回
転部と静止部の相対変位を均一に低減し、動静翼端の接
触や性能低下を回避することができ、部品点数および据
付調整の省力化が図れる。
スラスト軸受の軸方向位置を固定し、蒸気タービンロー
タのガスタービン側端と蒸気タービンケーシングの相対
変位を最小に保ち、ロータとケーシングの軸方向移動に
よる相対変位を最小に保ち、ガスタービンおよび蒸気タ
ービンの設置における調整作業削減が図れる。
形態の要部の模式的縦断面図。
分の外形図であって、前部サポートを展開した状態を示
す図。
て、ガスタービン取付け前の状態で、かつ、リブを追設
した状態を示す図。
図であって、H形鋼を取り付けた状態を示す図。
開斜視図。
の形態のガスタービン部分の外形図。
断面図。
…ロードカップリング、4…排気側軸受(ガスタービン
後部軸受)、5…空気圧縮機軸受(ガスタービン前部軸
受)、6…ガスタービン側蒸気タービン軸受、7…発電
機側蒸気タービン軸受、8…スラスト軸受、9…ガスタ
ービンケーシング、9a…空気圧縮機ケーシング下半支
持部縦継ぎ面、10…後部サポート、11…前部サポー
ト、11a…前部サポート板、11b…前部タービンベ
ース、12…タイボルト、13a、13b、13c、1
3d、13x…キー、14…発電機ロータ、15a…後
部サポート横方向固定具、15b…前部サポート横方向
固定具、15c…後部サポート軸方向固定具、15d…
前部サポート軸方向固定具、16…L型サポートシム、
17…ボルト、18…基礎金物、19…ジャッキングボ
ルト、20…H形鋼、21…ジャッキ、22…前部サポ
ート縦継ぎボルト、23…縦継ぎボルト貫通孔、24…
リーマ孔、25…リブ、26…リブ追加取付用ボルト貫
通孔、27…リブ追加取付溝、28…燃焼器、29…コ
ンクリート基礎、30…断熱材、31…冷却管、40…
平行平板、50…ガスタービン、52…ガスタービン、
53…ガスタービン、54…蒸気タービン、60…空気
圧縮機、70…後部サポート、71…前部サポート、7
9…ガスタービンケーシング。
Claims (11)
- 【請求項1】 ガスタービンと蒸気タービンとを基礎の
上に設置して一つの水平な軸上に連結したコンバインド
サイクル発電設備において、 前記蒸気タービンの軸受の少なくとも一つを前記基礎の
上に固定する手段と、 前記ガスタービンの前記蒸気タービン寄りの部分を支持
するガスタービン前部軸受を前記基礎の上に固定する前
部サポートと、 前記ガスタービンの前記蒸気タービンから遠い側の部分
を支持するガスタービン後部軸受を前記基礎の上でリン
ク機構を介して支持する後部サポートと、 を有することを特徴とするコンバインドサイクル発電設
備。 - 【請求項2】 前記前部サポートが前記ガスタービンの
ケーシングの下半と対向する部分に、前記蒸気タービン
から遠い側に向いた縦継ぎ面が設けられ、前記前部サポ
ートと前記ガスタービンのケーシングの縦継ぎ面とを貫
通する複数のボルトによって前記前部サポートと前記ガ
スタービンのケーシングの下半とが締結されているこ
と、を特徴とする請求項1のコンバインドサイクル発電
設備。 - 【請求項3】 前記前部サポートには、前記縦継ぎ面の
剛性を高めるための補強用リブが設けられていること、
を特徴とする請求項2のコンバインドサイクル発電設
備。 - 【請求項4】 前記前部サポートは、前記ガスタービン
前部軸受に固定されてこのガスタービン前部軸受を支持
するものであって、 前記基礎に固定された第1のキーを前記軸の方向に挟み
込んで、前記基礎に対する前記前部サポートの前記軸の
方向の動きを拘束する前部サポート軸方向固定具と、 前記基礎に固定された第2のキーを前記軸と垂直な水平
方向に挟み込んで、前記基礎に対する前記前部サポート
の前記軸と垂直な水平方向の動きを拘束する前部サポー
ト横方向固定具と、 を有すること、を特徴とする請求項1ないし3のいずれ
かのコンバインドサイクル発電設備。 - 【請求項5】 前記前部サポート軸方向固定具および前
部サポート横方向固定具の少なくとも一つが、それぞれ
に対応する前記第1または第2のキーを挟み込む平行部
を有し、これら平行部とそれに挟まれるキーの間には厚
さを調整できるシムが挟まれていること、を特徴とする
請求項4のコンバインドサイクル発電設備。 - 【請求項6】 前記後部サポートは、前記ガスタービン
後部軸受をリンク機構を介して支持するものであって、 前記基礎に固定された第3のキーを前記軸の方向に挟み
込んで、前記基礎に対する前記後部サポートの前記軸の
方向の動きを拘束する後部サポート軸方向固定具と、 前記基礎に固定された第4のキーを前記軸と垂直な水平
方向に挟み込んで、前記基礎に対する前記後部サポート
の前記軸と垂直な水平方向の動きを拘束する後部サポー
ト横方向固定具と、 を有すること、を特徴とする請求項1ないし5のいずれ
かのコンバインドサイクル発電設備。 - 【請求項7】 前記後部サポート軸方向固定具および後
部サポート横方向固定具の少なくとも一つが、それぞれ
に対応する前記第3または第4のキーを挟み込む平行部
を有し、これら平行部とそれに挟まれるキーの間には厚
さを調整できるシムが挟まれていること、を特徴とする
請求項6のコンバインドサイクル発電設備。 - 【請求項8】 前記前部サポートまたは後部サポートの
少なくとも一方が、前記ガスタービンの燃焼器からの熱
が前記基礎に伝わるのを遮る断熱材を有すること、を特
徴とする請求項1ないし7のいずれかのコンバインドサ
イクル発電設備。 - 【請求項9】 前記前部サポートまたは後部サポートの
少なくとも一方が、冷却手段を有すること、を特徴とす
る請求項1ないし8のいずれかのコンバインドサイクル
発電設備。 - 【請求項10】 ガスタービンと蒸気タービンとを基礎
の上に設置して一つの水平な軸上に連結するコンバイン
ドサイクル発電設備の設置方法において、 前記蒸気タービンの軸受の少なくとも一つを前記基礎の
上に固定する蒸気タービン軸受固定工程と、 前記ガスタービンの前記蒸気タービン寄りの部分を支持
するガスタービン前部軸受を前記基礎の上に固定するガ
スタービン前部軸受固定工程と、 前記ガスタービンの前記蒸気タービンから遠い側の部分
を支持するガスタービン後部軸受を前記基礎の上でリン
ク機構を介して支持するガスタービン後部軸受支持工程
と、 を有することを特徴とするコンバインドサイクル発電設
備の設置方法。 - 【請求項11】 前記ガスタービン前部軸受固定工程お
よびガスタービン後部軸受支持工程の前に、前記ガスタ
ービン前部軸受とガスタービン後部軸受とを相互に連結
する工程を有し、 前記ガスタービン前部軸受固定工程およびガスタービン
後部軸受支持工程の後に、前記ガスタービン前部軸受と
ガスタービン後部軸受との連結を取り外す工程を有する
こと、 を特徴とする請求項10のコンバインドサイクル発電設
備の設置方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001110044A JP4481523B2 (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | コンバインドサイクル発電設備およびその設置方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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---|---|
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