JP2008032025A - 機器の据付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼製架台を用いた機器の据付装置において、鋼製架台の剛性を上げて固有振動数を上昇させ、鋼製架台の固有運動数が軸回転数と同期するのを回避して共振の発生を防止し、軸受の摩耗、焼付きや軸の損傷の発生を防止することを課題とする。
【解決手段】タービン、発電機等の複数の機器を、鋼材を溶接してなる鋼製架台に固定するようにした機器の据付装置において、上記鋼製架台は、少なくとも上記機器の軸受部の下方に位置する空間部にコンクリートを充填して構成された機器の据付装置。
【選択図】図１４

Description

本発明は、蒸気タービンプラントにおけるタービン発電機、ディーゼル発電機、多段圧縮機等の複数台の機器を１個の鋼製架台上に固定してなる機器の据付装置における鋼製架台の構造に関する。

図３は、蒸気タービン及びこれに駆動される発電機（以下タービン発電機という）の１例を示す概略側面図である。

図３に示すタービン発電機は、タンデム型低圧４フロー再熱タービンであり、図３において、２は高圧タービン、３は中圧タービン、４は第１低圧タービン、５は第２低圧タービン、６は発電機、１０は復水器である。また６１は高圧タービン２の回転軸である高圧タービン軸、６２は中圧タービン３の回転軸である中圧タービン軸、６３ａ及び６３ｂは第１低圧タービン４及び第２低圧タービン５の回転軸である低圧タービン軸、６４は発電機６の回転軸である発電機軸であり、これらの各軸を串状に連結して、タンデム型タービン発電機を構成し、タービン架台５１上に取付けている。

２１及び２２は上記高圧タービン軸６１を支持する No.１（＃１）軸受及び No.２（＃２）軸受、２３及び２４は上記中圧タービン軸６２を支持する No.３（＃３）軸受及び No.４（＃４）軸受、２５及び２６は上記低圧タービン軸６３ａを支持する No.５（＃５）軸受及び No.６（＃６）軸受、２７及び２８は上記低圧タービン軸６３ｂを支持する No.７（＃７）軸受及び No.８（＃８）軸受、２９ａ及び２９ｂは上記発電機軸６４を支持する No.９（＃１０）軸受及び No.１０（＃１０）軸受である。

そして、上記タービン発電機の各軸受２１〜２８，２９ａ，２９ｂは、高圧タービン２、中圧タービン３、第１低圧タービン４、第２低圧タービン５及び発電機６の重量が、これら各軸受にその軸受容量に応じて負荷されるように、各軸受の上下方向位置をシム等を介して調整されて、つまりアライメントを施されて上記タービン架台５１に固定されている。

図１７は従来のタービン発電機における低圧タービン及び復水器を軸直角方向に視たる図（図３のＡ−Ａ矢視図）である。図１７に示すように、上記復水器１０は第１，第２低圧タービン４，５の下部に伸縮継手７１を介して取付けられている。そして上記復水器１０はその下面を基礎架台５０に固定され、上記のようにタービン架台５１１に取付けられた第１，第２低圧タービン４，５との熱膨張差は上記伸縮継手７１によって吸収するようになっている。

また、図７は鋼製の共通架台（鋼製架台１）上に取付けたタービン発電機の１例を示す。図７におけるタービン発電機の構成及び軸受の配置は図３と同様であり、図３と同一の部材は同一の符号にて示す。尚、１１はタービン発電機用の計器である。

図７に示すように、タービン発電機を共通の鋼製架台１に取付けて据付けるようにした据付装置にあっては、基礎架台５０上に弾性支持した鋼製架台１上にタービン発電機を固定していることから、後述する理由により、図１７に示すような伸縮継手７１を設けていない。

しかしながら、図４あるいは図６に示されるような従来の復水器の取付構造及びかかる取付構造に基づく軸受のアライメント方法による場合は次のような問題点がある。

上記タービン発電機の運転時において、復水器１０内の真空による下向きの真空荷重が第１，第２低圧タービン４，５及び復水器１０に作用する。図６に示す従来のものにおいては、低圧タービン４，５と復水器１０との間に伸縮継手７１が介装されているため、低圧タービン側に掛かる上記真空荷重は低圧タービン４，５が固定されたタービン架台５１１で受けている。従って、タービン架台５１１に鋼製架台１を用いる場合には、鋼製架台１の剛性がコンクリート架台等よりも小さく、変形能が大きいことから、鋼製架台１のみで上記真空荷重を受けるのが強度上困難である。このため、上記鋼製架台１を用いる場合には、上記伸縮継手７１を設けずに、低圧タービン４，５と復水器１０とを直結することにより上記真空荷重は鋼製架台１及び復水器１０のいずれにも作用しない。

然るに、上記のように、鋼製架台１にタービン発電機を据付け、伸縮継手７１を用いない据付構造にあっては、上記タービン発電機の運転中において、上記復水器１０は上方に熱膨張するとともに、タービン発電機が固定される鋼製架台１も鋼材からなるため、コンクリート架台に較べて架台１自体の熱変形が大きくなる。このため、従来の方法のように、タービン発電機の冷態時における軸受荷重をベースとしてアライメントを行なう場合は、タービン発電機の運転中においては、上記復水器１０の熱膨張や鋼製架台の熱変形及び上記真空荷重による変形によって、架台１の上記各軸受２１〜２８，２９ａ，２９ｂ取付部が上下に変位して、各軸受の軸受荷重が、当初のアライメント時から変化し、軸受荷重の不均一が生じて軸受の摩耗や焼付きを引き起こすこととなる。

従って本発明に係る他の第１検討課題は、鋼製架台によりタービン発電機を支持するようにした蒸気タービンプラントにおいて、復水器の真空荷重を鋼製架台の過大な変形を伴うことなく支持可能とするとともに、復水器の熱膨張や鋼製架台の熱変形による軸受荷重の過大化及びこれに伴う軸受の摩耗焼付き等の不具合の発生を防止することにある。

次に、図７に示されるような、鋼製架台１上に蒸気タービンプラントの各機器を固定した型式の蒸気タービンプラントにあっては、鋼製架台１がコンクリート架台等に較べて熱伝導率が格段に大きく、熱によって変形し易い。

このため、上記蒸気タービンプラントにおいては、蒸気配管や各軸受部７，８９，２１１等を潤滑して昇温された潤滑油が通流する排油管からの熱が鋼製架台１に伝達され、これによって鋼製架台１が熱変形を起こし易くなる。

然るに、上記蒸気タービンプラントにおいては、従来、蒸気配管はタービンの回転中心に関して左、右方向にほぼ対称に配置されている一方で、上記排油管は各軸受部から出された枝管を上記架台１の１側に取付けられ、前後に延設された排油主管を通して油タンクに戻される構造となっている。

このため、上記従来の蒸気タービンプラントにあっては、排油主管が鋼製架台１の片側に配設されているため、鋼製架台１は、同排油主管が取付けられた側の熱変形がこれと反対側よりも大きくなって、タービン回転軸心に関して非対称に変形することとなり、軸受のアライメントの変動や軸振動の増大等の不具合を誘発する。

従って本発明に係る他の第２検討課題は、鋼製架台上に蒸気タービン及び発電機を取付けてなる蒸気タービンプラントにおいて、鋼製架台周りの配管の不均一による鋼製架台の片寄った熱変形及びこれによって引き起される軸受アライメントの変動や軸振動の増大等の不具合の発生を防止することにある。

次に、ガスタービンあるいは蒸気タービン（以下タービンという）で発電機を駆動するタービン発電プラントにおいては、タービンと発電機とを連結した据付状態における全長が長く、かつ大重量であるため、発電所の据付構造は高剛性の据付構造となっている。

図１８は上記タービン発電プラントの据付構造の１例を示す概略正面図（回転軸心に直角方向に観たる図）であり、図１８において１１０は発電所の建屋、１１１は同建屋内の機器操作用床部、１１２はコンクリート架台である。１１３は上記タービンと発電機とを直結してなるタービン発電機であり、同タービン発電機１１３は上記コンクリート架台１１２上に固定されている。

上記タービン発電機１１３を製作工場にて製作し、船舶車両等の輸送機関で発電所まで運搬して、建屋１１０内の据付場所に据付けるにあたっては、従来は製作工場内でタービン及び発電機を製作し、両者を工場内の運転架台上にて連結して所定の性能及び強度確認試験運転を行った後、上記運転架台からタービン及び発電機を取外し上記輸送機関に搭載して上記据付場所まで運搬し、図１８に示すように、タービン及び発電機をコンクリート架台１１２上においてアライメント調整等の所定の調整を行って連結し、上記架台１１２上に固定していた。

しかしながら、上記従来の方法にあっては、製作工場内の運転架台上でタービンと発電機とをアライメント調整等の所定の調整を行なって連結して各種試験運転を行なった後、両者を切り離して輸送機関に搭載、運搬し、据付場所（発電所の建屋１１０内）のコンクリート架台１１２において再度タービン及び発電機を上記所定の調整を行って据付けるため、据付場所での据付工事及び製作工場から据付場所までの輸送に多大な工数を要するとともに、他の関連機器の据付工事と錯綜して据付作業能率が低下するという問題点を有している。

また上記従来の方法にあっては、タービン発電機１１３をコンクリート架台１１２上に固定するため、地震時の発生荷重が大きくなり、地震の影響を直接受け易い。

そこで本発明の発明者らは特願平１０−１７６１６３号にて上記複数の機器を単一の鋼製架台に取付け、固定して双方が一体化されたモジュール体となし、同モジュール体を据付場所の建屋等の据付用構造物に固定する方法を提案した。

しかしながら上記方法は複数の機器を単一の鋼製架台に取付けて、輸送し据付ける方法であるため、低圧４フローの再熱蒸気タービン等の軸方向に連結される機器の数が多く、全長の長いプラントの場合には適用困難なことがある。

従って、本発明に係る他の第３検討課題は、軸方向に連結される機器の数が多く、全長の長いプラントであっても、上記機器を鋼製架台に取付けての輸送及び据付工事の工数を従来方法よりも大幅に低減するとともに、他の工事との錯綜等を回避して据付作業能率を向上し、輸送、据付コストを低減することにある。

次に、近年、火力プラントにおいては、蒸気タービン及び発電機を１個の鋼製架台上に固定し、同鋼製架台を複数のばね機構及び粘性摩擦ダンパからなる制振ダンパを介して基礎架台上に据付ける据付方法が採用されてきている。

かかる鋼製架台を用いた蒸気タービン及び発電機（以下タービン発電機と称する）の一例としては、図７に示すように、多数の鋼板を溶接して構成された鋼製架台１上に、高圧タービン２、中圧タービン３、２組の低圧タービン４，５及び発電機６を直列に配置して、これらを上記架台１に固定してなるものがある。尚、１０は上記２組の低圧タービン４，５の下部に連結された復水器である。

また、７は中圧タービンと第１段低圧タービン４との間の軸受部、８は第１段低圧タービン４と第２段低圧タービン５との間の軸受部、９は第２段低圧タービン５と発電機６との間の軸受部である。さらに、１１１は上記タービン発電機の各種計測用の計器で、同計器１１１は上記鋼製架台１の上記高圧タービン２近傍の位置に固定されている。

図１９〜図２０には上記鋼製架台２０１の従来の１例が示されており、図１９は平面視図（図２０のＢ−Ｂ矢視図）、図２０は図１９のＡ−Ａ矢視図である。図１９〜図２０において、２１１はタービン２〜５を取付けるためのスペースであるタービン取付用空間、２２１は発電機６を取付けるためのスペースである発電機取付用空間である。

７１は床板、７２は底板、７３は前面板、７４は後面板、７５，７６は側面板であり、この鋼製架台２０は、上記各板を鋼板で構成し、この鋼板をそのまま直接にあるいは所定の形状に折り曲げて溶接し、内部に強度部材としての複数の鋼板製リブ７７を適宜設けて上記各板に溶接することによって箱状に形成されている。

しかしながら図１９〜図２０に示されるような従来の鋼製架台を用いるタービン発電機の据付構造には次のような問題点がある。

鋼製架台２０１は、上記のように多数の鋼板を溶接して成り、コンクリート架台等に較べて軽量でかつ所要の剛性を備えているが、鋼板の溶接構造であるため、同鋼製架台２０１自体の固有振動数が高くなり、タービン発電機の定格回転数に近い値になる。

このため、上記従来の鋼製架台２０１を用いた据付構造にあっては、鋼製架台２０１の固有振動数とタービン発電機の軸回転数とが同期することがあり、かかる現象が発生すると、タービン発電機の軸振動と鋼製架台２０１の固有振動との共振が発生し、軸受の摩耗あるいは焼付きや、回転軸の破損等を引き起す。

従って本発明の目的は、鋼製架台を用いた機器の据付装置において、鋼製架台の剛性を上げて固有振動数を上昇させ、鋼製架台の固有運動数が軸回転数と同期するのを回避して共振の発生を防止し、軸受の摩耗、焼付きや軸の損傷の発生を防止することにある。

特開２０００−００９２９３号（特願平１０−１７６１６３号）公報

本発明は上記を鑑み、鋼製架台を用いた機器の据付装置において、鋼製架台の剛性を上げて固有振動数を上昇させ、鋼製架台の固有運動数が軸回転数と同期するのを回避して共振の発生を防止し、軸受の摩耗、焼付きや軸の損傷の発生を防止することを課題とする。

本発明は上記のような課題を解決するものであり、上記の目的を達成する手段は請求項１〜３に記載の通りである。

即ち請求項１の手段は、タービン、発電機等の複数の機器を、鋼材を溶接してなる鋼製架台に固定するようにした機器の据付装置において、上記鋼製架台は、少なくとも上記機器の軸受部の下方に位置する空間部にコンクリートを充填して構成されたことにある。

上記手段によれば、鋼製架台の、機器の重量が集中して負荷される軸受部の下方に位置する空間部にコンクリートが充填されているため、上記コンクリート充填空間部の剛性が増大する。これにより、上記鋼製架台は苛酷な荷重条件下にある、軸受部を支持する部位の変形が抑制されるとともに、上記剛性の増大によって固有振動数が上昇し、上記鋼製架台の固有振動数を機器の軸回転数と同期することなく、軸回転数よりも常に上位に保持することが可能となる。従って、上記手段によれば、鋼製架台の固有振動数と機器の軸回転数との同期による共振の発生を防止することができる。

請求項２の手段は、請求項１の手段に加えて上記鋼製架台は、上記軸受部の下方空間に連なる長手方向前後の空間部にコンクリートを充填してなる。

上記手段によれば、機器の軸受部におけるローリング荷重の支持部の剛性が増大し、ローリング荷重に対する鋼製架台の強度が増大する。

請求項３の手段は、請求項１あるいは２の手段に加えて上記鋼製架台は、上記機器に付設される計器の取付部の下方に位置する空間部にコンクリートを充填してなる。

上記手段によれば、鋼製架台の、計器の重量を支持する部位の剛性が増大し、計器の重量による架台の局部的な変形が防止される。

本発明は以上のように構成されており、請求項１〜３の発明によれば、以下の効果を奏する。

即ち請求項１〜３の発明によれば、鋼製架台は、機器の重量が集中する軸受部の下方の空間部にコンクリートが充填されているので、同空間部の剛性が増大する。

これにより、鋼製架台は苛酷な荷重条件下にある軸受部を支持する部位の変形が抑制されるとともに、上記剛性の増大によって固有振動数が上昇し、機器の軸回転数よりも常に上位に保持することが可能となって、荷重に応じて剛性のバランスがとれた鋼製架台が得られる。従って、本発明によれば、機器の軸回転数との同期による共振の発生を防止することができ、軸受の焼付きや回転軸の損傷の発生を防止することができる。

また特に請求項２のように構成すれば、鋼製架台の軸受部におけるローリング荷重の支持部の剛性が増大し鋼製架台のローリング荷重に対する強度を増大することができる。

さらに請求項３のように構成すれば、鋼製架台の、計器を支持する部位の剛性が増大し、計器の重量による架台の局部的な変形の発生を防止することができる。

以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図３は本発明が適用される蒸気タービン発電機の１例を示す概略側面図である。

図３において、２は高圧タービン、３は中圧タービン、４は第１低圧タービン、５は第２低圧タービン、６は発電機、１０は復水器である。また６１は高圧タービン２の回転軸である高圧タービン軸、６２は３の回転軸である中圧タービン軸、６３ａ及び６３ｂは第１低圧タービン４及び第２低圧タービン５の回転軸である低圧タービン軸、６４は発電機６の回転軸である発電機軸であり、これらの各軸を串状に連結して、タンデム型タービン発電機を構成している。

２１及び２２は上記高圧タービン軸６１を支持する No.１（＃１）軸受及び No.２（＃２）軸受、２３及び２４は上記中圧タービン軸６２を支持する No.３（＃３）軸受及び No.４（＃４）軸受、２５及び２６は上記低圧タービン軸６３ａを支持する No.５（＃５）軸受及び No.６（＃６）軸受、２７及び２８は上記低圧タービン軸６３ｂを支持する No.７（＃７）軸受及び No.８（＃８）軸受、２９ａ及び２９ｂは上記発電機軸６４を支持する No.９（＃９）軸受及び No.１０（＃１０）軸受である。

上記タービン発電機の各軸受２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９ａ，２９ｂは後述するようなアライメント方法によって、鋼製架台１上に取付けられている。

図７は上記タービン発電機を鋼製架台１上への取付状態を示す外観斜視図である。図７におけるタービン発電機の構成及び軸受の配置は図３と同様であり、図３と同一の部材は同一の符号にて示す。尚、１１はタービン発電機用の計器である。

図１〜図２は本発明に係り本発明者が検討した第１検討例の蒸気タービンプラントの据付構造を示し、図１は図３のＡ−Ａ線矢視図、図２は図１のＺ部及びＹ部、つまりばね機構及び制振ダンパの構造図である。

図１において、第１低圧タービン４及び第２低圧タービン５は、上記のように、鋼製架台１上に固定されている。そして上記第１，第２低圧タービン４，５の下端には上記復水器１０が、図６に示すような伸縮継手７１を介することなく、直接固定されている。

また、上記鋼製架台１は、並列に配置された複数のばね機構４０及び複数の制振ダンパ３０を介して基礎架台５０に弾性及び防振支持されている。さらに、上記復水器１０は、その下端と基礎架台５０との間に、複数のばね機構４０及び制振ダンパ３０を並列に配置して、これらばね機構４０及び制振ダンパ３０により弾性及び防振支持されている。

上記ばね機構４０及び制振ダンパ３０の詳細を示す図２において、上記ばね機構４０は、上部ばね受４０ａ、下部ばね受４０ｂ、上部ばね受４０ａと下部ばね受４０ｂとの間に複数個並列に設けられたばね（圧縮ばね）４０ｇ、及び同ばね４０ｇの取付荷重を調整するための調整ボルト４０ｅからなる。そして、同ばね機構４０は上部ばね受４０ｂと鋼製架台１あるいは復水器１０との間に粘着ばね受シート４０ｃを介装するとともに、下部ばね受４０ａと基礎架台５０との間に粘着シート４０ｄを介装して、上記鋼製架台１あるいは復水器１０と基礎架台５０との間に挿入されている。

一方、上記制振ダンパ３０は、上部ケース３０ａと下部ケース３０ｂとの間に形成される密閉空間内にシリコン油等の粘性流体３０ｃを封入してなる。そして、上記上部ケース３０ａは上記鋼製架台１あるいは復水器１０の下面に溶接され（ボルト締めでも可）、下部ケース３０ｂは複数のボルト３０ｅにより上記基礎架台５０に固定されている。

上記のように構成されたタービン発電機の据付構造において、タービン発電機の運転中、鋼製架台１には、タービン発電機を構成する各機器の重量のみが下向きに作用し、真空荷重を受けることはない。

これによって、従来のもののような鋼製架台１に上記真空荷重による過大な荷重が作用するのを防止できる。

上記のようにタービン発電機の運転中、復水器１０の熱膨張によって、復水器１０及びこれが固定された第１低圧タービン４及び第２低圧タービン５に上下方向の変位が生ずるが、鋼製架台１及び復水器１０をばね機構４０及び制振ダンパ３０を介して基礎架台５０に支持しているので、上記ばね機構４０及び制振ダンパ３０からなる弾性、防振支持機構によって上記のような上下方向の変位は吸収され、この上下方向変位により、鋼製架台１に過大荷重が掛かることは無い。

次に上記第１検討例に係るタービン発電機の軸受のアライメント方法について説明する。上記復水器１０は、上記のように、その熱膨張により上方に変位する。また上記鋼製架台１は鋼材を溶接してなるため、同架台１自体が温度上昇によって熱変形を起こすとともに、上記のように真空荷重Ｆ等の力による変形も生ずる。従って、上記鋼製架台１は上記復水器１０の熱膨張による変形及び同架台１自体の変形によって、全体として上方に変位することとなる。

図４は上記鋼製架台１の軸方向における上記変位の状況を示す。図４においてＡは変位０（ゼロ）の基準となるアライメント、Ｂは運転中における架台１の実際の変位量、＃１〜＃１０は No.１軸受２１〜 No.１０軸受２９ｂの位置を夫々示す。

図４に明らかなように、上記鋼製架台１は、運転中全体として上方に変位し、その変位量は、復水器１０の熱膨張の影響を受ける第１，第２低圧タービン４，５（ＬＰ１，ＬＰ２）近傍が最も大きくなる。

このため本検討例においては、タービン発電機の冷態時、つまり据付時における各軸受２１〜２９ｂのアライメントつまり、軸受の上下方向位置を図４のＡ線に示す基準アライメントから、Ｂ線に示す変位量Ｓだけ低い位置に設定し、これにより、各軸受２１〜２９ｂのアライメントは図４のＢ線に対称なＣ線となる。

上記検討例によれば、タービン発電機の各軸受のアライメントを鋼製架台１の運転中における変位量に相当する量だけ、基準アライメントＡに対して低い位置に設定しているので、タービン発電機の運転中には、図４のＢ線に示すような鋼製架台１の上方への変位によって各軸受２１〜２９ｂのアライメントは上記基準アライメントＡの位置となる。

これにより、タービン発電機の各軸受２１〜２９ｂの軸受荷重は上記基準アライメントＡ線にて設定された正規の軸受荷重に維持され、特定の軸受の軸受荷重が過大化してその軸受の摩耗や焼付きを誘発するのが回避される。

次に図５〜図６は本発明に係り本発明者が検討した第２検討例の蒸気タービンプラントの配管構造を示し、図５はその平面図、図６は図５のＡ矢視図である。また図７は上記配管構造が用いられる蒸気タービンプラントの外観斜視図である。

図７において、１は鋼材を溶接してなる鋼製架台、２は高圧タービン、３は中圧タービン、４は第１低圧タービン、５は第２低圧タービン、６は発電機、１０は復水器、１１１は計器である。

また２１１は高圧タービン２の前側の軸受部、７は中圧タービン３と第１低圧タービン４との間の軸受部、８は第１低圧タービン４と第２低圧タービン５との間の軸受部、９は第２低圧タービン５と発電機６との間の軸受部である。上記のような蒸気タービンプラントの各機器が固定された鋼製架台１は、複数のばね機構及び制振ダンパ（何れも図示省略）を介して基礎架台（図示省略）に取付けられている。以上の基本とする構成は従来のものと同様である。

この検討例おいては図７に示す蒸気タービンプラントの配管構造を改良している。
即ち、図５〜図６において、１は鋼製架台で、同鋼製架台１上には図７と同様に、高圧タービン２、中圧タービン３、第１低圧タービン４、第２低圧タービン５及び発電機６が串状に連結されて固定されている。１７は油タンクで、基礎架台５３上に固定されている。

１１及び１２は、上記鋼製架台１の左側部及び右側部に夫々取付けられた左列排油管及び右列排油管である。上記左列排油管１１及び右列排油管１２には、上記高圧タービン２、中圧タービン３、第１低圧タービン４、第２低圧タービン５、及び発電機６の各軸受部２１，７，８，９等の潤滑部から排出された潤滑油が左列及び右列の各枝管１４及び１５を通って流入するようになっている。

上記右列排油管１２は、連通管１３を介して左列排油管１１と連通され、同連通管１３による合流部の下流には集合管１６が設けられ、同集合管１６の出口は上記油タンク１７に接続されている。

そして、上記左列排油管１１と右列排油管１２とは、図２に示すように、これらの中心線３１，３２が蒸気タービンプラントの回転軸心３０１に対して同一距離Ｓ（ほぼ同一距離であればよい）になるように、また、好ましくは管径や管長も左、右方向（上記回転軸心３０１に直角な水平方向）に対称に設置されている。また上記左側の枝管１４及び右側の枝管１５についても、その数、管長、管径ともに上記回転軸心３０１に対して対称に設けられている。

上記のように構成された蒸気タービンプラントにおいて、上記各タービンの軸受部２１，７，８，９（図３参照）等の潤滑部を潤滑して昇温された潤滑油（排油）は、左右の各枝管１４，１５を通って左列排油管１１及び右列排油管１２に流入する。そして右列排油管１２を流れた潤滑油は連通管１３を通り、その下流部で左列排油管１１からの潤滑油と合流し、集合管１６を経て油タンク１７に戻される。

上記排油時において、蒸気タービンプラント各部を潤滑した後の潤滑油即ち排油の温度が上昇するため、左列及び右列排油管１１及び１２、並びに左側及び右側の枝管１４及び１５の温度が上昇し、これらの配管が取付けられている鋼製架台１の温度も上昇する。

然るに本検討例においては、上記のように鋼製架台１の回転軸心３０１に対称に、左列排油管１１及び右列排油管１２を設けるとともに、左側の枝管１４及び右側の枝管１５を設けているので、これらの配管が取付けられている鋼製架台１の温度も、上記回転軸心３０に対して左側と右側とで略同一温度となる。

これによって上記鋼製架台１の上記排油管系の温度上昇による熱変形も回転軸心３０に対して左、右で略同一となり、従来のもののような非対称な熱変形による軸アライメントの変動や軸振動の増大等の不具合の発生が回避される。

尚、この検討例では、排油管系を、鋼製架台１の上記回転軸心３０１に対して対称に設けたが、これに加えて蒸気管や鋼製架台１の加熱源となる他の配管類も上記回転軸心３０１に対して対称に設けることができる。

さらに、本検討例はここに示すようなタンデム型低圧４フロー再熱タービンに限らず、蒸気タービンを鋼製架台に支持するようにしたあらゆる蒸気タービンプラントに適用できる。

次に図８〜図１３は本発明に係り本発明者が検討した第３検討例の蒸気タービンプラントの据付構造及び輸送手段を示し、図８は蒸気タービンプラントの据付状態を示す要部側面図、図９は上記据付状態を示す外観斜視構成図、図１０は鋼製架台の連結部を示す拡大側面図、図１１は図１０のＡ−Ａ矢視図、図１２はモジュール体の船舶での輸送時を示す概略斜視図、図１３は上記輸送時におけるモジュール体の固定手段を示す側面図である。

図８〜図９において、２は高圧タービン、３は中圧タービン、４は第１低圧タービン、５は第２低圧タービン、６は発電機、１０は復水器である。また６１は高圧タービン２の回転軸である高圧タービン軸、６２は中圧タービン３の回転軸である中圧タービン軸、６３ａ及び６３ｂは第１低圧タービン４及び第２低圧タービン５の回転軸である低圧タービン軸、６４は発電機６の回転軸である発電機軸であり、これらの各軸を串状に連結して、タンデム型蒸気タービン発電機を構成している。

２１及び２２は上記高圧タービン軸６１を支持する No.１（＃１）軸受及び No.２（＃２）軸受、２３及び２４は上記中圧タービン軸６２を支持する No.３（＃３）軸受及び No.４（＃４）軸受、２５及び２６は上記低圧タービン軸６３ａを支持する No.５（＃５）軸受及び No.６（＃６）軸受、２７及び２８は上記低圧タービン軸６３ｂを支持する No.７（＃７）軸受及び No.８（＃８）軸受、２９ａ及び２９ｂは上記発電機軸６４を支持する No.９（＃９）軸受及び No.１０（＃１０）軸受である。

また、図９において、２１１は上記高圧タービン２の前部の軸受部、７は中圧タービン３と第１低圧タービン４との間の軸受部、８は第１低圧タービン４と第２低圧タービン５との間の軸受部、９は第２低圧タービン５と発電機６との間の軸受部、４５は発電機６の後部の軸受部である。

１は鋼製架台であり、軸方向において、前部架台１０１、中央架台１０２及び後部架台１０３に３分割され、これらを後述するように、ボルト３４によって連結して構成される。そして上記鋼製架台１を構成する前部架台１０１には、高圧タービン２及び中圧タービン３が No.１軸受２１、 No.２軸受２２、 No.３軸受２３及び No.４軸受２４を介して固定され、中央架台１０２には第１，第２低圧タービン４，５が No.５軸受２５、 No.６軸受２６、 No.７軸受２７及び No.８軸受２８を介して固定され、さらに後部架台１０３には、発電機６が、 No.９軸受、及び No.１０軸受を介して固定されている。

そして、上記前部架台１０１には上記タービン２、中圧タービン３及びこれらに付属する全ての部材、並びに配管及び配線が、中央架台１０２には第１，第２低圧タービン４，５及びこれらに付属する全ての部材、並びに配管及び配線が、さらに後部架台１０３には発電機６及びこれに付属する全ての部材並びに配管及び配線が、これら各架台１０１，１０２，１０３を切り離して運搬可能なように取付けられている。１０４は前部架台１０１と中央架台１０２との結合部、１０５は中央架台１０２と後部架台１０３との結合部である。

尚、上記鋼製架台１の分割態様は、この検討例の態様に限らず、２分割でも、４分割以上でもよく、また分割された各架台には上記検討例の態様に限らず、所要数の機器を固定できる。

上記のようにして３つの架台１０１，１０２，１０３が結合された鋼製架台１は複数のばね機構４０及び制振ダンパ３０を介して基礎架台１３に据付けられる。

上記ばね機構４０は、図１３あるいは図８に示すように、上部ばね受４０ａ、下部ばね受４０ｂ、上部ばね受４０ａと下部ばね受４０ｂとの間に複数個並列に設けられたばね（圧縮ばね）４０ｇ、及び同ばね４０ｇの取付荷重を調整するための調整ボルト４０ｅからなる。そして、同ばね機構４０は上部ばね受４０ｂと鋼製架台１との間に粘着ばね受シート４０ｃを介装するとともに、下部ばね受４０ａと基礎架台１３との間に粘着シート４０ｄを介装して、上記鋼製架台１と基礎架台１３との間に挿入されている。

一方、上記制振ダンパ３０は、図１３あるいは図８に示すように、上部ケース３０ａと下部ケース３０ｂとの間に形成される密閉空間内にシリコン油等の粘性流体３０ｃを封入してなる。そして、上記上部ケース３０ａは上記鋼製架台１の下面に溶接され（ボルト締めでも可）、下部ケース３０ｂは複数のボルト３０ｅにより上記基礎架台１３に固定されている。

上記鋼製架台１における分割された各架台の結合態様の詳細を図１０〜図１１に示す。図１０〜図１１は前部架台１０１と中央架台１０２との結合部１０４を示しているが、中央架台１０２と後部架台１０３との結合部１０５もこれと同様な構成である。

図１０〜図１１において、３２，３３は前部架台１０１及び中央架台１０２の連結板でその連結面は平滑に仕上げられている。３１は上記中圧タービン軸６２と第１低圧タービン軸６３ａとを連結するカップリングである。上記連結板３２，３３には、図４に示すように、それらの周に沿って複数の結合用ボルト３４がほぼ等間隔で配設され、上記連結板３２，３３を締め付けている。３５は位置決め用のピンで、上記ボルト３４のピッチ線上に２個以上設けられて、前部架台１０１と中央架台１０２との上下面を同一面になるように合わせている。

上記のように構成された蒸気タービンプラントの製作工場での組立て、据付場所への輸送、及び据付場所における据付方法について説明する。

先ず製作工場においては、前部架台１０１、中央架台１０２、及び後部架台１０３を別個に製作し、治具等によりその上面及び下面が同一平面になるように合わせ、ピン３５にて位置決めしておく。次いで前部架台１０１には高圧タービン２、中圧タービン３及び配管、配線を含むこれの付属部材を取付けあるいは固定し、中央架台１０２には第１，第２低圧タービン４，５及び配管、配線を含む付属部材を取付け、あるいは固定し、さらに後部架台１０３には発電機６及び配管、配線を含む付属部材を固定あるいは取付ける。

そして、図１２に示されるような、上記前部架台１０１、中央架台１０２及び後部架台１０３に上記のようにして各機器を配管、配線とともに取付けあるいは固定してなるモジュール体５０１を、図１０に示すように、ボルト３４及びピン３５によって結合して、工場内の運転設備に取付け、所定の試運転を行なう。

上記試運転後、ボルト３４を取外して各架台１０１，１０２，１０３単位のモジュール５０１に分割し、各モジュール５０毎に船舶（輸送機関）に搭載する。

図１２は上記モジュール体５０１を船舶の船体５１に仮固定して据付場所まで輸送する際の斜視図である。図５において、モジュール体５０１を構成する前部架台１０１上に、高圧タービン２及び中圧タービン３、並びに配管、配線を含む付属品を固定してなるモジュール体５０は、船体５１のフレーム５３上にスペーサ５２を介して次の手法によって仮固定される。

即ち、上記モジュール体５０１を船舶の船体５１に仮固定する際には、図１３に示すように、モジュール体５０１を構成する鋼製架台１（つまり図１２の場合は前部架台１０１）の下面と船体のフレーム５３との間に少なくとも４個の固定用スペーサ５２を挿入し、ボルト５２ａで鋼製架台２０及びフレーム５３に締め付ける。ばね機構４０については、図６に示すように、同ばね機構４０に粘着シート４０ｃ，４０ｄを挿入した状態で仮固定用ボルト４０ｈを、フレーム５３からばね機構４０及び鋼製架台２０まで挿通して３者を一体に締め付ける。

この際において、上記固定用ボルト４０ｈは専用ボルトを用いて、あるいは、ばね機構４０のばね４０ｇのばね荷重を調節する複数のボルトのうち、適当な数本をフレーム５３、ばね機構４０及びモジュール体５０１の鋼製架台１に挿通可能なように長尺にして用いても良い。

また制振ダンパ３０については、空間３０ｆ内の粘性流体３０ｃを抜き出した状態で取付ける。この場合、上記のように同制振ダンパ３０の上部ケース３０ａは鋼製架台１に溶接等によって固定されているので下部ケース３０ｂの下面はフレーム５３上に載せるのみでよい。

以上のような仮固定状態にて、上記モジュール体５０１は据付場所まで輸送される。かかる輸送時において、海面の波浪等により船体５１が揺動しても、モジュール体５０１は上記のようにして船体のフレーム５３に堅固に固定されているので、支障無く輸送できる。

次に据付場所（発電所）に上記タービン発電機１３を据付けるにあたっては、図１２〜図１３に示す船舶の船体５１への仮固定状態から固定用のスペーサ５２を取り外すとともに、ばね機構４０を仮固定しているボルト４０ｈを抜き出し、鋼製架台（前部架台１０１等）上に上記機器を取付けてなる上記各モジュール体５０１を基礎架台１３上に置く。

そして、図８に示すように、各モジュール体５０１の前部架台１０１と中央架台１０２との結合部１０４、中央架台１０２と後部架台１０３との結合部１０５を図１０及び図１１に示すようにボルト３４及びピン３５を介して連結する。そして、上記のように連結された鋼製架台１の下面と基礎架台１３との間に上記ばね機構４０及び制振ダンパ３０を挿入する。

上記ばね機構４０は、ばね荷重調整用のボルト４０ｅの長さを調節することによりばね４０ｇの取付荷重を設定し、上部ばね受４０ａと鋼製架台１との間に粘着シート４０ｃを挿み込むとともに、下部ばね受４０ｂと基礎架台１３との間に粘着シート４０ｄを挿み込むことによって、上記鋼製架台１と基礎架台１３との間に所要の取付荷重で以って介装される。

また上記制振ダンパ３０は、所定の制振性能が得られるようにその量を設定して粘性流体３０ｃを封入し、上記鋼製架台１と基礎架台１３との間に介装する。

以上のように、この検討例においては、製作工場内で、蒸気タービンプラントを構成する機器を分割された鋼製架台１０１，１０２，１０３の夫々に分けて取付けてモジュール体５０１とし、このモジュール体５０のまま船舶等の輸送機関のフレーム５３上に仮固定して据付場所まで輸送する。

そして据付場所においては、鋼製架台即ち前部架台１０１、中央架台１０２、後部架台１０３及びこれらの架台に取付けられた機器類からなる上記各モジュール体５０１を連結してばね機構４０及び制振ダンパを介して基礎架台１３上に据付けるようにしたので、製作工場内で試運転を行った蒸気タービンプラントの構成機器を取外すことなく、鋼製架台１０１〜１０３と一本化したモジュール体５０１として輸送し、据付場所に据付ることができ、製作工場における、輸送のため蒸気タービンプラント機器類の取外し作業が不要となって、製作工場から据付場所までの輸送に要する工数が低減されるとともに、据付時における蒸気タービンプラントの鋼製架台１への再取付け及びアライメント調整が省略され、据付工数が低減される。

また、蒸気タービンプラントを構成する各機器を１台あるいは複数台に分け、軸方向に分割された鋼製架台即ち前部架台１０１、中央架台１０２あるいは後部架台１０３に夫々取付けモジュール体化し、このモジュール体５０１毎に輸送して、据付場所にて各モジュール体５０１を連結するので、図１の実施形態に示すようなタービンの数が多く全長の長い蒸気タービンプラントであっても、容易に鋼製架台１を用いたモジュール体化による輸送及び据付けを上記のような少ない作業工数で以って行なうことができる。

次に図１４〜図１６は請求項１〜３の発明に対応する一実施形態に係る蒸気タービンプラントの据付装置を示し、図１４は蒸気タービン発電機の据付装置の要部外観斜視図、図１５は鋼製架台の斜視図、図１６は上記鋼製架台のコンクリート充填部の概略側面図である。

図１４において、１は多数の鋼板を溶接してなる鋼製架台で詳細な構成は後述する。上記鋼製架台１上には、高圧タービン２、中圧タービン３、２組の低圧タービン４，５及び発電機６が直列に配置、固定され、タービン発電機を構成している。１０は上記２組の低圧タービン４，５の下部に連結された復水器である。

また、７は中圧タービンと第１段低圧タービン４との間の軸受部、８は第１段低圧タービン４と第２段低圧タービン５との間の軸受部、９は第２段低圧タービン５と発電機６との間の軸受部である。さらに、１１は上記タービン発電機の各種計測用の計器で、同計器１１は上記鋼製架台１の上記高圧タービン２近傍の位置に固定されている。そして上記タービン発電機が固定された鋼製架台１は複数のばね機構及び制振ダンパ（何れも図示省略）を介して基礎架台（図示省略）に防振・耐震支持されている。

上記鋼製架台１の詳細を示す図１５〜図１６において、１ａは上記高圧タービン２及び中圧タービン３を取付けるための高中圧取付用空間、１ｂ及び１ｃは第１低圧タービン４及び第２低圧タービン５を取付けるための低圧タービン取付用空間、１ｄは発電機６を取付けるための発電機取付用空間である。

上記鋼製架台１は、上記のように、多数の鋼板を溶接して構成されており、上記タービン発電機が取付けられる上部側の床板２１１、上記ばね機構や制振ダンパが取付けられる底板２２１の間に、多数の縦板２３１及び中板２４１を結合して、全体として箱形に構成される。２１ａは上記タービン発電機の取付面となる床面、２２ａは上記ばね機構及び制振ダンパの取付面となる床面である。

１ｅは上記中圧タービン３と第１低圧タービン４との間の軸受部７の取付面となる軸受取付面、１ｆは上記第１低圧タービン４と第２低圧タービン５との間の軸受部８の取付面となる軸受取付面、１ｇは上記第２低圧タービン５と発電機６との間の軸受部９の取付面となる軸受取付面である。また、１ｈは上記計器１１を取付けるための計器取付面である。

上記鋼製架台１において、上記タービン発電機の重量が集中的に負荷される軸受取付面１ｅ，１ｆ，１ｇの下側の空間部（タービン発電機の軸線方向の長さが、夫々ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ）には、コンクリート２４ａ，２４ｂ，２４ｃが充填されている。

このコンクリート２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、図１６に示されるように、鋼製架台１の上側の床板２１１の下面と下側の底板２２１の上面との間の空間部に、架台の長手方向（軸線方向）には上記のようにａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ の長さで、幅方向には架台１の全幅に亘って充填され、各鋼板との間に隙間が形成されないよう、密に充填されている。

また上記コンクリート２４ａ〜２４ｃは、上記軸受取付面１ｅ，１ｆ，１ｇの下側の空間に加えて、夫々の空間から長手方向において前後に所定距離ｂ₁ 及びｃ₁ ，ｂ₂ 及びｃ₂ ，ｂ₃ 及びｃ₃ 延長して（幅は適宜設定する）充填され、軸受部近傍の剛性、特にローリング荷重に対する剛性を上昇させている。

さらに、上記鋼製架台１は計器取付面１ｈの下側空間部にも、その長手方向の一定長さ即ち上記計器１１１の重量が掛かる部分の長さｄと幅ｅとに亘り、コンクリート２４ｄが上記軸受部と同様な形態で充填されている。

上記のように構成された鋼製架台１において、タービン発電機の重量が集中して負荷される軸受取付面１ｅ，１ｆ，１ｇの下側の空間部にコンクリート２４ａ，２４ｂ，２４ｃが充填されているため、上記軸受部７，８，９を支持する部位の剛性が増大する。

これにより、鋼製架台１は、苛酷な荷重条件下にある軸受部７，８，９を支持する部位の変形が抑制されるとともに、上記剛性の増大によって固有振動数が上昇する。そして、上記コンクリート２４ａ〜２４ｃの充填量及び充填位置を適宜設定することにより、上記固有振動数をタービン発電機の運転軸回転数（定格回転数）よりも常時上位に保持することができ鋼製架台１の固有振動数と軸回転数との同期による共振の発生を防止できる。

また、上記鋼製架台１は、軸受取付面１ｅ，１ｆ，１ｇの下部空間に連なる長手方向の一定長さ（ｂ₁ 及びｃ₁ ，ｂ₂ 及びｃ₂ ，ｂ₃ 及びｃ₃ ）に亘ってコンクリート２４ａ〜２４ｃを充填しているので、各軸受部７，８，９におけるローリング荷重の支持部の剛性が増大し、ローリング荷重に対する鋼製架台１の強度が向上する。

さらに、上記鋼製架台１は計器１１１の重量が負荷される部位にもコンクリートを充填しているので、この部分の剛性が増大し、計器１１の重量による架台１の局部的な変形が回避される。

尚、上記鋼製架台は、この実施形態のように、ばね機構及び制振ダンパを用いた防振・耐震支持方式の他、同鋼製架台１を、上記防振・耐震支持とせずに直接基礎架台に固定するようにした据付方式にも適用できる。

本発明に係り本発明者が検討した第１検討例の低圧タービン及び復水器の軸心に直角方向に視たる図（図３のＡ−Ａ線矢視図）。 上記第１検討例におけるばね機構及び制振ダンパの詳細断面図（図１のＺ部及びＹ部詳細図）。 本発明が適用される蒸気タービンプラントの概略側面図。 上記第１検討例における作用説明用線図。 本発明に係り本発明者が検討した第２検討例の蒸気タービンプラントの排油管の配置を示す概略平面図。 図５のＡ矢視図。 鋼製架台に取付けられた蒸気タービンプラントの１例を示す外観斜視図。 本発明に係り本発明者が検討した第３検討例の蒸気タービンプラントの据付状態を示す要部側面図。 上記第３検討例における蒸気タービンプラントの据付状態を示す外観斜視図。 上記第３検討例における鋼製架台の連結部を示す側面図。 図１０のＡ−Ａ矢視図。 上記第３検討例におけるモジュール体の輸送時の仮固定状態を示す要部斜視図。 上記輸送時におけるモジュール体の固定状態を示す側面図。 本発明の一実施形態に係る蒸気タービン発電機の据付装置の要部外観斜視図。 上記実施形態における鋼製架台の外観斜視図。 上記実施形態における鋼製架台の要部側面図。 従来の復水器の取付構造を示す図１応当図。 従来の蒸気タービンプラントの据付構造を示す正面図。 従来の鋼製架台の垂直方向断面図（図５のＢ−Ｂ線断面図）。 図１９のＡ−Ａ線断面図。

符号の説明

１ 鋼製架台
２ 高圧タービン
３ 中圧タービン
４ 第１低圧タービン
５ 第２低圧タービン
６ 発電機
７，８，９、２１１ 軸受部
１０ 復水器
１１ 左列排油管
１２ 右列排油管
１３ 連通管
１４，１５ 枝管
１６ 集合管
１７ 油タンク
２１ No.１軸受
２２ No.２軸受
２３ No.３軸受
２４ No.４軸受
２４ａ〜２４ｄ コンクリート
２５ No.５軸受
２６ No.６軸受
２７ No.７軸受
２８ No.８軸受
２９ａ No.９軸受
２９ｂ No.１０軸受
３０ 制振ダンパ
３２，３３ 連結板
３４ ボルト
３５ ピン
４０ ばね機構
５０ 基礎架台
５１ 船体
５２ スペーサ
５３ フレーム
６１ 高圧タービン軸
６２ 中圧タービン軸
６３ａ，６３ｂ 低圧タービン軸
６４ 発電機軸
１０１ 前部架台
１０２ 中央架台
１０３ 後部架台
１０４，１０５ 結合部
５０１ モジュール体

Claims (3)

1. タービン、発電機等の複数の機器を、鋼材を溶接してなる鋼製架台に固定するようにした機器の据付装置において、上記鋼製架台は、少なくとも上記機器の軸受部の下方に位置する空間部にコンクリートを充填して構成されたことを特徴とする機器の据付装置。
2. 上記鋼製架台は、上記軸受部の下方空間に連なる長手方向前後の空間部にコンクリートを充填してなる請求項１記載の機器の据付装置。
3. 上記鋼製架台は、上記機器に付設される計器の取付部の下方に位置する空間部にコンクリートを充填してなる請求項１又は２に記載の機器の据付装置。

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